蒸汽閥的制作方法

專利名稱：蒸汽閥的制作方法
技術領域：
本發明涉及例如用于發電設備的蒸汽閥，特別地涉及配設有改進的閥體從而保證和保持經過閥體和閥座之間的間隙的蒸汽的穩定流動的蒸汽閥。
背景技術：
通常，在發電設備例如熱電廠和核發電廠中使用的蒸汽渦輪配設有許多蒸汽閥，這些蒸汽閥用于根據負載的變化來控制蒸汽流的數量或用于響應緊急情況而截斷蒸汽的供給。
在用于熱電廠等的蒸汽閥中，蒸汽控制閥處理大量的高壓熱蒸汽流，因此，它頻繁地打開和閉合它的閥體。這導致在打開閥體的起始過程中或者閉合閥體的過程中蒸汽產生移動改變或渦流。這種蒸汽湍流會產生噪音、振動、侵蝕和事故，例如在支撐閥體的閥桿的連接部分中產生裂紋。
已經提供了多個發明來防止這種問題和事故，例如在編號如下的日本未經審查的專利公布的文件或公布中所公開的SHO 56-109955、HEI9-72430、HEI 9-210244、HEI 10-89494、HEI 10-299909和HEI 10-299910。
特別地，編號為SHO 56-109955的日本未經審查的專利公布公開了一種在噪音和振動成為嚴重問題時發展的所謂的新創技術。
在近來的試圖引入超臨界壓力技術的發電設備中，蒸汽參數(溫度和壓力)隨著單個蒸汽渦輪的容積的增大而提高。這種蒸汽參數的提高使噪音和振動又成為一個大的問題。
為了減小噪音和振動，作為發展的結果并且在上述文件中公開的技術在傳統上已經用于處理在169ata的壓力和538的溫度下的亞臨界壓力以及在246ata的壓力和538的溫度下的超臨界壓力。然而，引入超臨界壓力技術需要發展新的技術并且使上述傳統的技術到達了它們的極限。
特別地，對于渦輪制造者常見的進一步減小噪音和振動的挑戰是確定閥體邊緣的尺寸，從而即使上述蒸汽參數進一步增大，也可以保證并且保持穩定的蒸汽流。

發明內容
鑒于上述情況構想了本發明，本發明的一個目的是提供一種具有改進的結構的蒸汽閥，能夠在閥體打開或閉合時保證和保持閥體周圍的穩定蒸汽流。
對于一個方面，根據本發明，通過提供如下的蒸汽閥可以實現上述和其它目的，該蒸汽閥包括閥體；閥座；和用于閥體的閥桿，
閥體具有形成凹陷部的底部，凹陷部具有邊緣，其中，邊緣位于一個位置的上游側上，在該位置處在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑的蒸汽中產生沖擊波。
在這一方面，邊緣位于流經蒸汽路徑的蒸汽的臨界點處，該蒸汽路徑由閥體和閥座界定。
在上述方面的優選實例中，邊緣的邊緣直徑Di的范圍設置為Di≥0.90Do，閥座的閥座內徑Dth的范圍設置為Dth≥0.80Do其中Do是閥座的閥座直徑。
邊緣的邊緣直徑Di的范圍可以設置為Di＝(0.90至1.0)Do閥座的閥座內徑Dth的范圍設置為Dth＝(0.80至0.90)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
凹陷部的深度h可以設置為h≤15mm并且的傾角θ設置為θ＝45°。
閥體的曲率半徑R的范圍設置為R＝(0.52至0.6)Do閥座的曲率半徑r的范圍設置為r≥0.6Do其中Do是閥座的閥座直徑。
閥體的曲率半徑R的范圍設置為R＝(0.6至0.85)Do閥座的曲率半徑r的范圍設置為r＝(0.45至0.6)Do
其中Do是閥座的閥座直徑。
閥體的曲率半徑R和閥座的曲率半徑r的范圍可以設置為R＝r＝(0.45至0.85)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
與閥座組合的閥體的最大閥升程La的范圍可以設置為La＝(0.25至0.35)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
與閥座分離的閥體的最大閥升程Lb的范圍設置為Lb≤0.25Do其中Do是閥座的閥座直徑。
另外，閥體、閥座和凹陷部使用硬化熱處理部分和硬合金處理表面部分之一形成。
在本發明的另一個方面，也提供一種蒸汽閥，包括閥體；閥座；和用于閥體的閥桿，閥體具有形成凹陷部的底部，該凹陷部具有邊緣，其中，沿著閥體的整個圓周表面設置有凹槽。
在這方面，凹槽在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中的蒸汽的臨界點的下游側上形成。
在本發明的另一個方面，也提供了一種蒸汽閥，包括閥體；閥座；和用于閥體的閥桿，
閥體具有形成凹陷部的底部，凹陷部具有邊緣，其中，在閥體和閥座至少之一上配設有在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中的蒸汽的臨界點的下游側上形成的滾花部分。
在這方面，可以沿著閥體或閥座的整個圓周表面配設滾花部分。
根據本發明的具有如上所提到的改進結構的蒸汽閥，可以優選防止流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中的噪音、振動等的產生并且保證和保持閥體周圍的穩定蒸汽流。
從參照附圖進行的如下說明可以更清楚地理解本發明的性質和另外的特點。


圖中圖1是根據本發明的第一實施例的蒸汽閥的示意圖；圖2是顯示了在由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中流經的蒸汽的壓力分布情況的壓力分布圖；圖3是圖2的局部放大圖；圖4是根據本發明的第二實施例的蒸汽閥的示意圖；圖5是第一組合式蒸汽閥的示意圖，其中閥體經由銷即銷連接來連接至閥桿；圖6是第二組合式蒸汽閥的示意圖，閥體和閥桿從同一塊原材料件上切下；圖7是分開式蒸汽閥的示意圖，其中閥體和閥桿分開；圖8是根據本發明的第三實施例的蒸汽閥的示意圖；圖9是根據本發明的第四實施例的蒸汽閥的示意圖；圖10是根據本發明的第五實施例的蒸汽閥的示意圖；并且圖11是熱電廠的示意圖。
具體實施例方式
將參照下文的附圖和附上的參考數字描述根據本發明的實施例的蒸汽閥。
在說明之前，為了更好地理解本發明的蒸汽閥，將描述對本發明的蒸汽閥適用的發電設備以及打開和閉合過程期間在本發明的蒸汽閥中的蒸汽流動特性。
圖11是發電設備例如其中使用了本發明的蒸汽閥的電廠的示意圖。
這個發電設備包括鍋爐1、高壓渦輪2、中壓渦輪3、低壓渦輪4和冷凝/給水系統5。發電設備使鍋爐1中產生的蒸汽經過主蒸汽截止閥(主截止閥)6和蒸汽調節閥(蒸汽控制閥)7，導致高壓渦輪2執行膨脹功，并且從高壓渦輪2經由低溫再熱管8的止回閥9向鍋爐1的再熱器10供給排汽。
再熱器10再加熱由高壓渦輪2經由低溫再熱管8所供給的排汽。再熱器10將排汽加熱成具有超臨界壓力的再熱蒸汽，使再熱蒸汽經過再熱蒸汽截止閥11和截流閥12供給執行膨脹功的中壓渦輪3。從中壓渦輪3排出的蒸汽進一步供給也執行膨脹功的低壓渦輪4。從低壓渦輪4排出的蒸汽導入冷凝/給水系統5的冷凝器13中。冷凝器13使排汽冷凝成凝結水。
在冷凝器13中冷凝的凝結水由冷凝/給水系統5的給水泵14加壓并且作為給水送回鍋爐1。
這個發電廠包括從鍋爐1的出口分叉并且經過高壓渦輪旁路閥15連接至低溫再加熱管8的高壓渦輪旁路管16，還包括從再熱器10的出口分叉并且經過低壓渦輪旁路閥17連接至冷凝器13的低壓渦輪旁路管18。這個配置使鍋爐1能夠在高壓渦輪2、中壓渦輪3和低壓渦輪4的起動操作期間獨立操作，由此提高了電廠的操作性能。
典型的蒸汽閥的三種配置如圖5至7所示。可以從這些類型中選取并應用蒸汽閥7，例如主截止閥6和蒸汽控制閥7。三種類型如下如圖5所示的第一組合式(閥體經過銷連接至閥桿)；如圖6所示的第二組合式(閥體和閥桿從相同的原材料件上切割下來)；以及如圖7所示的分開式(閥體和閥桿分開(雙閥式)。
圖5顯示了第一組合式蒸汽閥，其中置于閥殼19中的閥室20配設有閥座21，在該閥座21上放置了可以移動從而與閥座21接觸或者脫離接觸的球形閥體22。
球形閥體22經過銷23連接至閥桿24，該閥桿24進一步經過杠桿26連接至油缸25。向油缸25供給并且從油缸25排出液壓液體驅動杠桿26以支撐點27作為支點按照箭頭AR表示的方向偏轉。傳遞到閥桿24的驅動力使閥體22移動從而與閥座21接觸或者脫離接觸(相對于閥座21打開或閉合)，從而控制經過閥室20的蒸汽的數量。
圖6顯示了第二組合式蒸汽閥，其中包括從相同的材料件上切削的閥體22和閥桿24。靠著固定在支架29中的襯套30滑動閥桿24使閥體22移動從而與閥座21接觸或者脫離接觸(相對于閥座21打開或者閉合)。
圖7顯示了分開式(雙閥式)蒸汽閥，其中從相同的原材料件切下的閥桿24和輔助閥體31置于主閥體32中。一起動操作，蒸汽閥就使閥桿24靠著襯套30滑動從而打開輔助閥體31，由此使蒸汽從平衡室33和主閥體32之間的間隙進行供給。然后，蒸汽閥使輔助閥體31的臺肩38與主閥體32形成接觸，從而導致主閥體32在平衡室33內部滑動并且導致主閥體32移動從而與閥座21接觸或者脫離接觸(相對于閥座21打開或者閉合)。
為了獲得較高的超臨界壓力，本發明的發明者基于編號為SHO56-109955的日本未經審查的專利公布的數據，模擬了具有上述類型之一的特性的蒸汽閥并且反復地進行多次實驗。
對流經由閥座21和閥體22(主閥體32)界定的蒸汽路徑的蒸汽的特性和壓力分布的觀察和測量顯示出，對閥體22等的不穩定的沖擊波是在流經蒸汽路徑的蒸汽中產生的，其中該沖擊波伴有會導致振動的較大壓力波動。
因為可以通過防止這種不穩定的沖擊波來確保蒸汽的穩定流動，所以本發明的發明者通過嘗試法多次改變閥體22(包括主閥體32)中的凹入部分例如凹部或中空部分的位置和尺寸來研發防止不穩定的沖擊波的措施。
根據上面概述的實驗和分析，流經閥座21和閥體22之間的蒸汽路徑的蒸汽的特性和壓力分布將在下文中參照圖1和圖2進行詳細的描述。
圖1是顯示了在根據本發明的第一實施例的蒸汽閥中的閥打開或閉合過程期間在任意時刻給出點處閥體和閥座之間的間隙的位置和程度的示意圖。
蒸汽閥包括閥座34和球形閥體35(包括主閥體)。閥體35配設有從底部切削并且向內凹入的凹入部分(例如凹部或中空部分)36。凹入部分36的邊緣37截斷沿著閥體35的球形表面流動的蒸汽。
長軸線B將閥體35的表面的曲率半徑R的中心O1和閥座34的表面的曲率半徑r的中心O2連接起來。線A與長軸線B平行并且經過閥座34表面上的表示蒸汽路徑28的起始點的位置A1。線C與長軸線B平行并且經過閥體35中的凹入部分36邊緣37上的位置C1。經過位置C1的線C與經過位置A1的線A相距X。長軸線B上的圓圈表示在任意時刻給定點處并且在閥體35和閥座34之間的間隙處于特定位置和程度時蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath。
閥體35底部的凹入部分36深度(高度)為h。邊緣37相對于經過邊緣37的位置C1的閥體35的縱向軸線L以傾斜角(傾角)θ向閥體35內部傾斜。
邊緣37具有直徑Di。與閥體35在閥閉合處形成接觸的閥座34具有閥座直徑D0。閥座34具有與曲率半徑r接觸的閥座內徑Dth。
閥體35前部(上游側)處的入口側壓力由符號P1表示，而閥體35后部(下游側)處的出口側壓力由符號P2表示。閥體35在任意時刻在給定點處的提升(移動距離)由La(Lb)表示。
圖2是在理想條件下的等熵流的壓力分布圖，可以類推如圖1所示的具有漸縮漸闊噴嘴時任意時刻給定點處的蒸汽路徑28。縱軸表示閥體35的出口側壓力P2與閥體35入口側壓力P1的比(P2/P1)，橫軸表示如圖1所示的距離X。
橫軸(距離線X)上的標識符A2、B2和C2分別對應于如圖1所示的位置A2、B2和C2。
假定出口側壓力P2降低并且入口側壓力P1保持恒定，那么壓力分布遵循一條曲線，該曲線從點a((P2/P1)＝1.0)處開始，經過點j和點k，如圖2中的虛線所示。壓力分布遵循經過點a、點j和點k的曲線的蒸汽流是亞臨界流(亞音速流)。
當出口側壓力P2進一步降低時，壓力分布遵循由實線表示的一條曲線并且臨界點b到達圖1中長軸線13上蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath。壓力分布遵循從點a到臨界點b的曲線的蒸汽流還是亞臨界流(亞音速流)。
當出口側壓力P2進一步降低時，壓力分布遵循從臨界點b處開始并且經過點C3、點d和點e的曲線。壓力分布遵循從點b到點e的曲線的蒸汽流是超臨界流動(超音速流)。
當蒸汽流是超臨界流動時，會產生沖擊波，例如在點C3和點d處沿垂直于蒸汽流動的方向，并且壓力分別增大至點f和點h(靜壓恢復)。壓力分布遵循從臨界點b開始經過點f、點g(最大壓力)、點h和點i的由點劃線表示的蘭金一于戈尼奧(R-H)曲線。
R-H線上顯示出上升至點f和點h的壓力增大的蒸汽流顯示出另一個從點f上升至點m并且從點h至點o并產生亞臨界流(亞音速流)的壓力上升。
圖2中的壓力分布圖顯示了等熵流的理想壓力分布。
然而，在實踐中，觀察顯示，例如點C3和點d處產生的沖擊波使壓力超過R-H線上的點f和點h并且分別到達點1和點n。
顯示出由于沖擊波而使壓力上升至點1和點n的蒸汽流處于不穩定狀態并且不能獨立保持它的穩定速度。因此，如圖3所示，點1和點n分別移動至R-H線上流側上的點11和點n1。因此可以保持蒸汽流的穩定速度。然后，顯示出由于沖擊波而上升至點1和點n的蒸汽流通過人工變得亞臨界流，該亞臨界流遵循從R-H線上的點11和點n1開始分別朝向點m1和點O1的曲線。
因此，在發生從點1至點11的移動的區域Δ1中，并且在發生從點n至點n1的移動的區域Δ2中，壓力波動導致蒸汽流中產生噪音和振動。此外，由沖擊波導致的移動朝向R-H線的上游側連續地發生，一直到臨界點b。
即，本發明的發明者從觀察中發現，每次當沖擊波導致壓力上升至超過R-H線并且然后朝向R-H線上游側移動時，從臨界點b至點e的范圍中沖擊波產生了許多次，并且這種移動連續地發生，一直到臨界點b。臨界點b對應于如圖1所示的蒸汽路徑28中的最小路徑區域Ath。
根據如上所述的數據和知識(信息)，本發明的發明者將他們的注意力集中在如下的事情上，即從入口側流出至閥體35和閥座34之間的蒸汽路徑28中的最小路徑區域Ath的蒸汽流動是亞臨界流(亞音速流)而且在這個范圍中沒有沖擊波產生。因此本發明的發明者完成了下文描述的本發明的實施例。
在本實施例中，配設在閥體35底部上的凹入部分36的邊緣37位于蒸汽路徑28上游側上并且就在蒸汽路徑28中沖擊波產生的位置之前。
在蒸汽閥中，通常在閥升程的特定范圍中產生噪音和振動。因此，當閥升程處于產生噪音或振動的范圍中時，邊緣37的位置可以優選根據沖擊波產生的位置來確定。實驗或計算機模擬可以確定在蒸汽路徑28中產生噪音或振動的閥升程(和產生沖擊波的位置)。
閥體35和閥座34的尺寸設置為Di≥0.90DoDth≥0.80Do其中Di是邊緣37的直徑，Dth是與閥座34的曲率半徑r接觸的閥座內徑，Do是在閥關閉時和閥體35接觸的閥座34的閥座直徑。
盡管如上所述的值在由實驗確認的使用范圍內，但是更為優選的是邊緣直徑Di和閥座內徑Dth設置為Di＝(0.90至1.0)DoDth＝(0.80至0.90)Do。
如果邊緣直徑Di和閥座內徑Dth設置在如上所述的范圍內，那么蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath可以設置為具有不同于在長軸線B上形成的幾何最小路徑區域的任意形狀，其中該長軸線B將閥體35的曲率半徑R的中心C1與閥座34的曲率半徑r的中心C2連接起來。
在這種情形下，閥體35的曲率半徑R和閥座34的曲率半徑r設置為如下之一R＝(0.52至0.6)Do，r≥0.6Do；R＝(0.6至0.85)Do，r＝(0.45至0.6)Do；并且R＝r＝(0.45至0.85)Do其中Do是閥座34的座直徑。
邊緣直徑Di和閥座內徑Dth都是由實驗所確定的適當值。
在閥體35底部從凹入部分36的邊緣37向閥體35內部傾斜的表面的傾角θ設置為相對于軸線L，θ＝45°，其中該軸線L經過邊緣37并且充當邊緣直徑Di的參考線。
凹入部分36的深度(高度)h設置為h≤15mm，而不管閥體35和閥座34之間的接觸點處的閥座直徑Do。
在本發明的實施例的蒸汽閥中，需要考慮閥體打開過程期間的噪音和振動以及與如上所述的沖擊波相關的問題。
在已知的蒸汽閥中，閥體入口側和出口側之間的壓力差隨著閥體移向完全打開位置而降低。然后，流經蒸汽路徑28的移動改變和紊流蒸汽直接使閥體35向完全打開位置浮動。這個重復地發生并且在打開過程中產生噪音和振動。在如圖7所示的分開式蒸汽閥中，這個問題比在如圖5和圖6所示的組合式蒸汽閥中更嚴重。
本發明的實施例考慮了這些情況，并且對閥體35的升程(行程)進行限制，以便始終向閥芯入口側壓力P1增加推力，即使閥芯入口側壓力P1和閥芯出口側壓力P2之間的差別隨著閥體35達到完全打開位置而減小。
在本實施例中，當如圖5和6所示的每個組合式蒸汽閥的閥體35的最大升程(行程)La的范圍設置為La＝(0.25至0.35)Do，而當如圖7所示的分開式蒸汽閥的閥體35位于完全打開位置上時，最大升程(行程)Lb的范圍設置為Lb≤0.25Do其中Do是閥座直徑。
組合式蒸汽閥的最大升程La和分開式蒸汽閥的最大升程Lb的上述范圍都是由實驗確認的適當范圍。
在本發明的實施例的蒸汽閥中，配設在閥體35底部上的凹入部分36的邊緣37位于蒸汽路徑28上游側上并且就在蒸汽路徑28中沖擊波產生的位置之前。此外，邊緣直徑Di和閥座內徑Dth設置在通過實驗確認的期望數值范圍內，閥體35的曲率半徑R和閥座34的曲率半徑r的尺寸也設置為通過實驗確認的適當值。因此，可以防止經過蒸汽路徑28的蒸汽流的噪音和振動，并且可以可靠地確保并且保持閥體35周圍的穩定蒸汽流。
此外，在本發明的實施例的蒸汽閥中，在閥體35底部從凹入部分36的邊緣37向閥體35內部傾斜的表面的傾角θ設置為相對于軸線L設置為θ＝45°，其中該軸線L經過邊緣37并且充當邊緣直徑Di的參考線。這防止蒸汽經過邊緣37進入凹入部分并且因此可以防止由于凹入部分36中的停滯蒸汽而導致的侵蝕。
此外，在本發明的實施例的蒸汽閥中，配設在球形閥體35底部的凹入部分36的深度h的范圍設置為h≤15mm，這樣，就可以減弱由于從蒸汽路徑28流至凹入部分36的頻繁的噴氣流所產生的激勵力。因此可以防止在邊緣37處出現裂紋等。
此外，在本發明的實施例的蒸汽閥中，對于上述組合式和分開式，閥升程設置的范圍不同，這樣就可以抑制在完全打開閥體過程中產生的噪音和振動。因此，可以可靠地保證并且保持閥體35周圍的穩定蒸汽流。
圖4是根據本發明的第二實施例的蒸汽閥。圖中，與第一實施例中相同的零件了給出了相同的參考數字。
在本發明的實施例的蒸汽閥中，配設在閥體35底部上的凹入部分36的邊緣37位于蒸汽的臨界點處，即在閥抬起位置處位于蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath中(長軸線B(C)將閥體35的曲率半徑R的中心與閥座34的曲率半徑r的中心連接起來)，其中在閥抬起位置處噪音和振動開始在閥抬起的范圍內產生。邊緣37的位置是根據其中開始產生噪音和振動的閥門抬起位置來確定的，因為蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath根據閥門抬起位置而改變(不同)。這個實施例可以通過在閥體35相對于閥座34完全閉合時，使邊緣37與閥座34接觸而實現。
另外，因為在蒸汽渦輪的額定操作期間閥升程往往幾乎是固定的，所以邊緣37的位置可以基于額定操作下的閥升程。在額定操作期間當噪音或振動相對較大時，這可以減小蒸汽閥的噪音和振動。如上所述，在本發明的實施例的蒸汽閥中，配設在閥體35底部上的凹入部分36的邊緣37如圖2所示位于沒有沖擊波產生的臨界點b處。因此，可以防止經過蒸汽路徑28的蒸汽流的噪音和振動，并且可以可靠地確保并且保持閥體35周圍的穩定蒸汽流。
在蒸汽閥中，通常會在閥升程的特定范圍中產生噪音和振動。因此，邊緣37的位置可以優選根據蒸汽路徑28中產生噪音或振動的特定閥升程的臨界點b(蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath)來確定。實驗或計算機模擬可以確定在蒸汽路徑28中產生噪音或振動的閥升程。
圖8是根據本發明的第三實施例的蒸汽閥的示意圖。圖中，與第一實施例中相同的零件了給出了相同的參考數字。
本發明的實施例的蒸汽閥在圓周方向圍繞閥體35配設有具有半圓形橫截面并且半徑優選為1mm或更小的至少一個環形槽39。在蒸汽路徑28中開始產生超臨界(超音速)氣流流動的情況下，環形槽39優選位于長軸線B(蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath)的下游側。如上所述，因為長軸線B將閥體35的曲率中心和閥座34的曲率中心連接起來，所以當超臨界(超音速)流開始產生時，長軸線B的位置對應于蒸汽路徑28的最小路徑區域Ath的位置。
本發明的實施例根據如圖2和3所示的情況，即臨界點b下游側上產生的沖擊波導致壓力上升至R-H線上方從而到達點1和n，然后移動到R-H線的上游側。凹槽39改變了球形閥體35的表面積，限制了與沖擊波有關的壓力上升，使靜止壓力恢復并且抑制了沖擊波，從而防止與沖擊波有關的壓力上升移動到R-H線的上游側。
如上所述，在本實施例中，沿著閥體35圓周方向的環形槽39位于長軸線B的下游側上，其中該長軸線B經過閥體35的曲率中心C1和閥座34的曲率中心C2。因為這改變了閥體35的表面積并且補償了與沖擊波有關的壓力上升，所以可以防止流經蒸汽路徑28的蒸汽產生的噪音和振動并且可以可靠地保證并且保持閥體35周圍的穩定蒸汽流。
在本實施例中，環形槽39沿著閥體35的圓周方向配設從而改變表面積。如圖9所示，在第四實施例中，閥體35和閥座34的至少之一可以配設滾花部分來改變表面積。即，可以沿著閥體35和閥座34之一的整個圓周配設滾花部分(具有邊緣的脊部分)40a和滾花部分(具有邊緣的脊部分)40b的至少之一。
在這種情形下，優選閥體35的滾花部分40a的粗糙度R1為0.8S，閥座34的滾花部分40b的粗糙度R2從1.6S到50S。
與第三實施例類似，閥體35和閥座34的滾花部分40a和滾花部分40b分別都位于經過閥體35和閥座34的中心的長軸線B的下游側上。
圖10是根據本發明的第五實施例的蒸汽閥的示意圖。圖中，與第一實施例中相同的零件了給出了相同的參考數字。
為了防止閥體35、凹入部分36、邊緣37和閥座34不會由于經過閥體35和閥座34之間的蒸汽路徑28的蒸汽中的氧化垢(鐵粉)而被損壞，所以本發明的實施例的蒸汽閥配設有由氮化處理形成的硬化熱處理部分41或者使用含鈷的Stellite(商標)處理的硬合金表面部分42。
在引入了超臨界壓力技術的熱電廠中，增大對奧氏體材料的使用導致產生較大數量的氧化垢。因此，應用例如如上所述的硬化手段在防止閥體35、凹入部分36、邊緣37和閥座34的損壞上極其有效。
權利要求
1.一種蒸汽閥，包括閥體；閥座；和設置用于閥體的閥桿，該閥體具有形成凹陷部的底部，該凹陷部具有邊緣，其中，邊緣位于一個位置的上游側上，在該位置處在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑的蒸汽中產生沖擊波。
2.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于邊緣位于流經蒸汽路徑的蒸汽的臨界點處。
3.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于邊緣的邊緣直徑Di的范圍設置為Di≥0.90Do閥座的閥座內徑Dth的范圍設置為Dth≥0.80Do其中Do是閥座的閥座直徑。
4.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于邊緣的邊緣直徑Di的范圍設置為Di＝(0.90至1.0)Do閥座的閥座內徑Dth的范圍設置為Dth＝(0.80至0.90)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
5.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于凹陷部的深度h設置為h≤15mm并且邊緣的傾角θ設置為θ＝45°。
6.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于閥體的曲率半徑R的范圍設置為R＝(0.52至0.6)Do閥座的曲率半徑r的范圍設置為r≥0.6Do其中Do是閥座的閥座直徑。
7.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于閥體的曲率半徑R的范圍設置為R＝(0.6至0.85)Do閥座的曲率半徑r的范圍設置為r＝(0.45至0.6)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
8.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于閥體的曲率半徑R和閥座的曲率半徑r的范圍設置為R＝r＝(0.45至0.85)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
9.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于與閥座組合的閥體的最大閥升程La的范圍設置為La＝(0.25至0.35)Do其中Do是閥座的閥座直徑。
10.如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于與閥座分離的閥體的最大閥升程Lb的范圍設置為Lb≤0.25Do其中Do閥座的閥座直徑。
11.如權利要求1或2所述的蒸汽閥，其特征在于閥體、閥座和凹陷部使用硬化熱處理部分和硬合金處理表面部分之一形成。
12.一種蒸汽閥，包括閥體；閥座；和設置用于閥體的閥桿，閥體具有形成凹陷部的底部，該凹陷部具有邊緣，其中沿著閥體的整個圓周表面設置有凹槽。
13.如權利要求12所述的蒸汽閥，其特征在于凹槽在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中的蒸汽的臨界點的下游側上形成。
14.一種蒸汽閥，包括閥體；閥座；和設置用于閥體的閥桿，閥體具有形成凹陷部的底部，該凹陷部具有邊緣，其中，在閥體和閥座至少之一上設置有在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑中的蒸汽的臨界點的下游側上形成的滾花部分。
15.如權利要求14所述的蒸汽閥，其特征在于滾花部分沿著閥體的整個圓周表面設置。
16.如權利要求14所述的蒸汽閥，其特征在于滾花部分沿著閥座的整個圓周表面設置。
全文摘要
蒸汽閥配設有閥體、閥座和用于閥體的閥桿。閥體具有形成凹陷部的底部，凹陷部具有邊緣，邊緣位于一個位置的上游側上，在該位置處在流經由閥體和閥座界定的蒸汽路徑的蒸汽中產生沖擊波。
文檔編號F16K47/00GK1746542SQ200510097818
公開日2006年3月15日 申請日期2005年8月30日 優先權日2004年8月30日
發明者進藤蔵, 宮屋敷秀明, 奈良部厚, 高橋誠 申請人:株式會社東芝