專利名稱：檢測(cè)止回閥工作狀況的監(jiān)測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，涉及測(cè)定汽輪機(jī)系統(tǒng)中止回閥工作狀況的監(jiān)測(cè)器。
例如水電站所用汽輪機(jī)具有許多重要閥門，這些閥門又都具有在使用中會(huì)逐漸損壞的靜止的或非靜止的零件。因此，這些零件要定期檢查以便測(cè)定其工作狀況。由于許多必要的檢查只有當(dāng)汽輪機(jī)停止工作時(shí)才能進(jìn)行，因此只對(duì)許多重要閥門的工作狀況進(jìn)行有限的不停產(chǎn)檢測(cè)。過(guò)去，這種有限的不停產(chǎn)檢測(cè)一直是費(fèi)時(shí)費(fèi)力的方法，需要控制室的工作人員調(diào)整汽輪機(jī)工作參數(shù)，技工在閥門所在地點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，同時(shí)還需要人員協(xié)調(diào)控制室和閥門所在地點(diǎn)的測(cè)試工作。不停產(chǎn)檢測(cè)方法也要求工作人員在靠近高能熱蒸汽的地方工作。這種人工方法需要大量電站工作人員參加，與維護(hù)保養(yǎng)工作爭(zhēng)人力，因此重要閥門的檢測(cè)往往被延誤，不能保障閥門的正常工作。因此，閥門故障不能及時(shí)檢查出來(lái)，以至發(fā)生汽輪機(jī)的嚴(yán)重?fù)p壞。
可能形成不易檢出的故障的重要閥門的一個(gè)例子是位于大型汽輪機(jī)系統(tǒng)抽汽管中防止蒸汽回流的止回閥。眾所周知，在大型汽輪機(jī)系統(tǒng)中的蒸汽循環(huán)包括向鍋爐中給水的循環(huán);在鍋爐中給水變成蒸汽。這種給水來(lái)自冷凝器，也包括在排汽中冷凝的水，在泵入鍋爐前就經(jīng)過(guò)多道加熱步驟。抽汽管一般連接到汽輪機(jī)的各級(jí)，以便用一部分高能蒸汽來(lái)預(yù)熱返回鍋爐的汽輪機(jī)給水。抽汽被冷凝成為預(yù)熱水，然后與來(lái)自冷凝器的較冷的水相混合。這種方法，由于減小了鍋爐內(nèi)的水與從冷凝器流向鍋爐以便再次加熱的給水之間的溫差，所以提高了蒸汽循環(huán)的效率。
當(dāng)汽輪機(jī)發(fā)電站的電負(fù)載下降或受到電負(fù)載(例如由于線路故障引起的重大功率損失，或者甚至局部正常斷路引起的較小功率損失)時(shí)，一臺(tái)或多臺(tái)汽輪機(jī)必須被脫線。當(dāng)汽輪機(jī)被脫線時(shí)，加熱器或抽汽管中的預(yù)熱水就會(huì)受到減壓，引起濕蒸汽和水通過(guò)抽汽管向汽輪機(jī)葉片的回流。由于脫線的汽輪機(jī)不承受負(fù)載，這種回流除了可能導(dǎo)致冷汽和冷水滲入汽輪機(jī)的有害情況外，還會(huì)引起超速狀況。為了防止這種回流，在抽氣管中安裝了快速止回閥。這種快速止回閥在使用過(guò)程中會(huì)逐漸損壞，必須定期檢查，以便在緊急斷路引起功率損失時(shí)避免發(fā)生故障。止回閥的故障不拆卸難于檢查，而且為了保持閥門零件的完善，只能進(jìn)行有限的不停機(jī)檢測(cè)。由于手工檢測(cè)方法的特點(diǎn)以及由于與維修保養(yǎng)爭(zhēng)人力，保障止回閥正常工作的測(cè)試和檢查往往被延誤。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供定期地或連續(xù)地監(jiān)測(cè)加壓抽汽管內(nèi)止回閥工作能力的另一種裝置。
鑒此，本發(fā)明涉及一種監(jiān)測(cè)閥內(nèi)封閉件運(yùn)動(dòng)的裝置，它具有使伺服馬達(dá)與閥門件相聯(lián)結(jié)的工作結(jié)構(gòu)，以便閥門件在打開和閉合位置之間利用動(dòng)力動(dòng)作，在閥門的外殼內(nèi)放置有一個(gè)第一可壓縮容器以容納加壓流體，使所述第一容器定位以便被閥碟的運(yùn)動(dòng)所壓縮，其特征在于在閥門外殼中還裝有適于容納加壓流體并與在所述外殼中暴露于壓力下的第一容器相同的第二可壓縮容器;設(shè)有傳感裝置與第一和第二容器有流體連通以便檢測(cè)由于所述作用于第一容器的閥碟的運(yùn)動(dòng)引起的，在第一和第二容器之間流體平衡的任何變化，設(shè)有提供指示伺服馬達(dá)位置信號(hào)的位置指示裝置;設(shè)有進(jìn)一步的處理裝置以接收從所述傳感裝置和所述位置指示裝置發(fā)來(lái)的信號(hào)，從而相互比較閥門件實(shí)際位置和伺服馬達(dá)位置的關(guān)系，這樣來(lái)測(cè)定伺服馬達(dá)是否使封閉件在打開和閉合位置之間有效地移動(dòng)。
由于閥件的移動(dòng)并對(duì)第一容器提供了一個(gè)增加的壓力，第一容器中的流體壓力增加，這樣在第一和第二容器之間的壓差可由傳感裝置測(cè)出，與閥碟的位移成正比。
現(xiàn)在對(duì)照以下附圖，只是通過(guò)舉例的方式對(duì)本發(fā)明的推薦實(shí)施例進(jìn)行描述，從而對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。


圖1是閥門的橫截面圖;
圖2是圖1所示閥門的平面剖視圖;
圖3是監(jiān)測(cè)容納高溫高壓流體容器內(nèi)移動(dòng)件位頻男灤妥爸玫募蚧適油 圖4和5是監(jiān)測(cè)移動(dòng)件位移的本發(fā)明另一實(shí)施例的剖視圖;
圖6所示是本發(fā)明的推薦實(shí)施例，用來(lái)監(jiān)測(cè)圖1和2所示止回閥的工作狀況。
圖1和2所示為在汽輪機(jī)抽汽管中控制回流所用的那種利用動(dòng)力的止回閥10。止回閥10具有一個(gè)閥殼12，上面有進(jìn)口14，接受來(lái)自抽汽管第一段16A的蒸汽，還有一個(gè)出口18用來(lái)通過(guò)抽汽管第二段16B排出蒸汽。一蓋板22可拆下以便檢修閥門，通過(guò)螺栓緊固在閥殼12上部蓋住檢修孔23。閥座20環(huán)繞閥殼臨近進(jìn)口14的部分設(shè)置。閥碟24繞閥軸26轉(zhuǎn)動(dòng)，可以抵住閥座20。閥碟的連接靠閥臂34實(shí)現(xiàn)，閥臂第一端36靠螺栓38固定在閥碟24上，閥臂的第二端40通過(guò)閥臂34和閥軸26之間的閥軸軸承44連接在閥軸26上，可繞閥軸26轉(zhuǎn)動(dòng)。
在正常工作期間，如圖2所示，伺服馬達(dá)46在氣體或液體的壓力下動(dòng)作維持驅(qū)動(dòng)活塞48和活塞桿49處于伸出位置?；钊麠U49與閥臂34連接以使閥碟24離開閥座20至如圖1虛線所示打開位置。在從汽輪機(jī)控制系統(tǒng)收到汽輪機(jī)停機(jī)的停機(jī)信號(hào)時(shí)，伺服馬達(dá)46中的流體壓下通過(guò)一個(gè)調(diào)節(jié)閥(未畫)釋放，一根彈簧52使驅(qū)動(dòng)活塞48回位并轉(zhuǎn)動(dòng)閥臂34，因此閥碟24開始承受伴隨蒸汽回流產(chǎn)生的流體壓力?；亓髌仁归y碟24進(jìn)到抵住閥座20的閉合位置50′。當(dāng)汽輪機(jī)正常工作時(shí)，汽輪機(jī)控制系統(tǒng)又向伺服馬達(dá)46提供液壓，使驅(qū)動(dòng)活塞48克服回位彈簧52的閉合力，這樣使閥碟24轉(zhuǎn)到打開位置50。
上述止回閥10會(huì)產(chǎn)生若干種缺陷，這些缺陷用圖3和4所示監(jiān)測(cè)裝置60很方便地檢查出來(lái)。這些缺陷包括驅(qū)動(dòng)活塞48不響應(yīng)停機(jī)信號(hào)動(dòng)作;驅(qū)動(dòng)活塞48和閥臂34之間的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)誤動(dòng)作，會(huì)妨礙閥臂34繞閥軸26轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承表面的腐蝕和磨損;把閥碟24緊固于閥臂34的螺栓38的松動(dòng)，這種松動(dòng)會(huì)使閥碟24對(duì)不準(zhǔn)閥座20或者使閥碟24完全脫開閥臂34。
現(xiàn)參照?qǐng)D3，圖中以簡(jiǎn)化的形式畫出了一種從外部監(jiān)測(cè)容納高溫高壓流體的容器64中的移動(dòng)件62的位移的新型裝置。容器64的臂65有一內(nèi)表面66，一外表面68以及一螺孔70，螺孔70的位置使其可以接受傳感器座72穿過(guò)容器臂65。適于容納加壓流體的第一和第二管74和76具有穿過(guò)傳感器座進(jìn)入容器64的第一端78和80。
傳感器座72具有第一和第二槽82和84，用來(lái)支承第一和第二可壓縮容器86和88，并可對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)起到一些導(dǎo)向的作用。第一容器86的下端90連接到第一管74的第一端78。第二容器88的下端連接于第二管76的第一端80。每根管74，76的第二端96，98連接于一個(gè)流體壓差傳感器100。第一和第二管74和76，第一和第二容器86和88以及傳感器100之間的連接都是密封的，這些管和容器中都充滿了相對(duì)來(lái)說(shuō)不可壓縮的流體，例如液壓油。
第一容器86的第一部分94所處位置可以接受壓緊的片簧104的第一端102的壓力。片簧104的第二端108與移動(dòng)件62接觸。片簧104擺動(dòng)地支承著從傳感器座72伸來(lái)的臂106，這樣，移動(dòng)件62的運(yùn)動(dòng)壓縮片簧104，使片簧104第一端102在第一容器86的第一部分94上作用一個(gè)力。
在本發(fā)明的一個(gè)推薦實(shí)施例中，傳感器100具有一個(gè)壓差表與每根管74和76有流體連通，管74和76提供反映兩容器中不可壓縮流體間壓差的信號(hào)。一個(gè)微計(jì)算機(jī)112通過(guò)信號(hào)線114監(jiān)測(cè)這一壓差。
監(jiān)測(cè)移動(dòng)件62位移的裝置60以下述方式工作。當(dāng)移動(dòng)件62的位置，使第一容器86的第一部分94不受片簧104的壓力時(shí)，在每個(gè)容器86和88中的不可壓縮流體的壓力基本與容器64中的高溫高壓流體相平衡，在此平衡狀況下，壓差傳感器100發(fā)出一個(gè)指示第一和第二容器86和88之間無(wú)壓力變化的信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，容器中流體壓力或溫度的變化不會(huì)引起第一和第二容器之間的重大壓力變化。
當(dāng)移動(dòng)件62向下移動(dòng)時(shí)，(如圖3所示方向)，片簧104被壓，對(duì)第一容器86的第一部分94作用一個(gè)力。在此不平衡狀態(tài)，在第一容器86中的不可壓縮流體的壓力增大，壓差傳感器100發(fā)出一個(gè)與兩容器之間壓力變化成正比的信號(hào)。這個(gè)信號(hào)也與移動(dòng)件62的位移成正比。
在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中，如圖4和5所示，流體壓差傳感器100由一流量計(jì)118替代，第一容器86的第一部分94通過(guò)桿119與移動(dòng)件62剛性連接。當(dāng)移動(dòng)件62靜止于圖4所示的非伸出位置時(shí)，第一容器86處諗蛘妥刺?，翟滯容?8處于壓縮狀態(tài)，第一和第二容器86和88之間的流體壓力是相等的，當(dāng)移動(dòng)件62(以圖4和5所示方向)向著圖5所示伸出位置向下位移時(shí)，第一容器86中的流體壓力超過(guò)了第二容器88中的流體壓力，使不可壓縮流體從第一管74通過(guò)流量計(jì)118流入第二管76，直到第一和第二容器86和88中的流體壓力再次達(dá)到平衡狀態(tài)為止。在此新的平衡狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)于移動(dòng)件62的向下位移，第一容器86處于壓縮狀態(tài)，而第二容器88處于膨脹狀態(tài)。
以第一和第二管74和76之間流動(dòng)的不可壓縮流體的容積流量為基礎(chǔ)，移動(dòng)件62的位移由流量計(jì)118監(jiān)測(cè)。流量計(jì)118發(fā)出的信號(hào)與移動(dòng)件62的移動(dòng)速度成正比，在任何給定時(shí)間流過(guò)流量計(jì)的流體凈容積是移動(dòng)件移動(dòng)距離的函數(shù)。微計(jì)算機(jī)112通過(guò)一條流量計(jì)信號(hào)線122連續(xù)監(jiān)測(cè)流量并計(jì)算做為流體位移函數(shù)的移動(dòng)件62的相對(duì)位移。
圖6和7所示為圖3的裝置應(yīng)用于閥監(jiān)測(cè)系統(tǒng)120，以便用壓差傳感器100測(cè)定止回閥閥碟24的工作狀況。相應(yīng)于圖1和3中的標(biāo)號(hào)的圖6和7中的標(biāo)號(hào)代表類似的零件。傳感器座72穿過(guò)閥蓋板22，片簧104位于閥碟24和第一容器86之間，以圖3所示的相同方式，向第一容器86的第一部分94提供與閥碟位移成正比的壓縮力。壓差傳感器100向微計(jì)算機(jī)112提供一個(gè)信號(hào)，指示第一和第二管74和76之間的壓差，這方面的細(xì)節(jié)已對(duì)照附圖3做過(guò)說(shuō)明。另外，一個(gè)位置傳感器124監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)活塞48的運(yùn)動(dòng)，以便通過(guò)一條第二信號(hào)線126向微計(jì)算機(jī)112發(fā)出一個(gè)指示活塞桿49是否已經(jīng)位移的信號(hào)。
微電機(jī)112通過(guò)第三條信號(hào)線130監(jiān)測(cè)從汽輪機(jī)控制系統(tǒng)128發(fā)往伺服馬達(dá)調(diào)節(jié)閥(未畫)的停機(jī)信號(hào)。為了打開止回閥，汽輪機(jī)控制指令開始阻尼來(lái)自伺服馬達(dá)46液壓，這些指令通過(guò)第四條信號(hào)線132也由微電機(jī)112監(jiān)測(cè)。通過(guò)第三和第四條信號(hào)線監(jiān)測(cè)的信息用來(lái)使控制室指令與由壓差傳感器100發(fā)出的信號(hào)以及由位置傳感器124發(fā)出的信號(hào)發(fā)生聯(lián)系?？刂剖胰藛T可以從控制系統(tǒng)128通過(guò)控制線134發(fā)出一個(gè)指令信號(hào)，使微計(jì)算機(jī)112通過(guò)第五條信號(hào)136在控制室顯示屏138上顯示止回閥10的工作狀態(tài)。
舉例來(lái)說(shuō)，閥門監(jiān)測(cè)系統(tǒng)120可以下述方式指示止回閥10的工作狀態(tài)。當(dāng)指令信號(hào)通過(guò)控制線134從控制系統(tǒng)128發(fā)向微計(jì)算機(jī)112時(shí)，微計(jì)算機(jī)112以位置傳感器124通過(guò)第二條信號(hào)線126發(fā)來(lái)的信號(hào)為基礎(chǔ)測(cè)出驅(qū)動(dòng)活塞48的位置。當(dāng)?shù)玫疥P(guān)于伺服馬達(dá)46的液壓的最新控制室指令后，以通過(guò)第三第四信號(hào)線130和132傳來(lái)的信號(hào)為基礎(chǔ)，微計(jì)算機(jī)112使驅(qū)動(dòng)活塞48和止回閥閥碟的位置與控制室指令發(fā)生聯(lián)系。發(fā)出一個(gè)信號(hào)通過(guò)調(diào)節(jié)閥46調(diào)節(jié)活塞48的液壓以關(guān)閉閥門10，這樣就可以進(jìn)行不停產(chǎn)檢測(cè)。如果閥碟24如傳感器100所示關(guān)閉大約20%(蒸汽流阻止進(jìn)一步關(guān)閉)，那么就可保證閥的工作。
閥門監(jiān)測(cè)系統(tǒng)120也可以顯示驅(qū)動(dòng)活塞48和閥碟24之間機(jī)械式連接機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)。裝置60通過(guò)第一條信號(hào)線114向微計(jì)算機(jī)112提供指示第一和第二管74和76之間壓差的信號(hào)。微計(jì)算機(jī)112存儲(chǔ)有相應(yīng)于閥碟24全開或全閉位置的預(yù)期的信號(hào)值。當(dāng)活塞48處于完全伸出位置時(shí)，如果閥碟24處于打開位置50，則為正相關(guān)，指示連接機(jī)構(gòu)工作正常。當(dāng)活塞48處于縮回位置時(shí)，如果閥碟24處于閉合位置50′，也顯示正相關(guān)。否則，閥門監(jiān)測(cè)系統(tǒng)120則顯示負(fù)相關(guān)，指示閥臂34不能自由轉(zhuǎn)動(dòng)或者閥碟24與閥臂34之的固定出現(xiàn)故障。
雖然未用具體實(shí)施例說(shuō)明在圖6和7的系統(tǒng)中可用圖4的監(jiān)測(cè)器替代圖3的監(jiān)測(cè)器，但這是不言而喻的。
權(quán)利要求
1.監(jiān)測(cè)閥(10)中封對(duì)閥件(24)運(yùn)動(dòng)的裝置，包括一個(gè)把伺服馬達(dá)(46)連接在封閉閥件(24)上使閥件(24)利用動(dòng)力在打開位置(50)和閉合位置(50′)之間動(dòng)作的工作結(jié)構(gòu)，其特征在于第一可壓縮容器(86)設(shè)置在閥(10)的外殼(12)內(nèi)，適于容納加壓流體，所述第一容器的位置使其被閥碟(24)的運(yùn)動(dòng)所壓縮，第二可壓縮容器(88)也設(shè)置在外殼(12)中，適于容納加壓流體，與所述第一容器暴露于所述外殼(12)內(nèi)的壓力一樣；設(shè)有傳感裝置100與第一和第二容器(86，88)有流體連通，以便測(cè)出因閥碟(24)的運(yùn)動(dòng)作用于第一容器(86)而引起的第一和第二容器內(nèi)流體之間平衡的任何改變；設(shè)有裝置(124)以提供指示伺服馬達(dá)位置的信號(hào)；設(shè)有進(jìn)一步的處理裝置(112)，接收從所述傳感裝置(100)，所述位置指示裝置(124)發(fā)來(lái)的信號(hào)以便使閥件實(shí)際位置與伺服馬達(dá)位置相連系，從而測(cè)定伺服馬達(dá)(46)是否使封閉閥件(24)有效地在其打開和閉合位置(50，50′)之間移動(dòng)。
2.按照權(quán)利要求1所述的裝置(60)，其特征在于所述傳感裝置(100)是一個(gè)流體壓差表。
3.按照權(quán)利要求1所述的裝置(60)，其特征在于所述傳感裝置(100)是一個(gè)提供指示閥件運(yùn)動(dòng)的容積流量數(shù)據(jù)的流量表(118)。
4.按照權(quán)利要求3所述的裝置，其中由流量表(118)提供的數(shù)據(jù)與流體的容積流量成正比，其特征在于所述裝置(60)還包括計(jì)算機(jī)裝置(112)以便測(cè)算第一和第二容器(86，88)之間流動(dòng)的流體凈容積，以及根據(jù)該凈容積測(cè)算移動(dòng)件的位移。
5.按照權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于所述測(cè)算裝置(112)適于把測(cè)算的移動(dòng)件位移與預(yù)期的位移作比較并以測(cè)算的和預(yù)期的移動(dòng)件位移之間的相關(guān)情況為基礎(chǔ)，指示移動(dòng)件的工作狀況。
全文摘要
一種監(jiān)測(cè)加壓殼體(12)內(nèi)閥件位移的裝置，其中第一和第二可壓縮容器(86，88)各與一壓差表相連接以便測(cè)定兩容器間壓力變化情況。第一容器與閥件(24)相連接以接受閥件被驅(qū)動(dòng)時(shí)的可變壓力。閥件(24)的位移是作為第一和第二容器間壓力變化的函數(shù)來(lái)測(cè)算的。
文檔編號(hào)F01K7/38GK1032848SQ88107430
公開日1989年5月10日 申請(qǐng)日期1988年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月30日
發(fā)明者邁克爾·托德克里博 申請(qǐng)人:西屋電氣公司