电站主汽闸阀的结构设计与计算.doc

高温高压电站平板闸阀的设计与计算 南通市电站阀门有限公司 张建华 徐相兰 王曙光 关键词 楔式闸阀 平板闸阀 设计计算 摘 要：通过对现行楔式双闸板（弹性）结构电站闸阀存在问题的分析，提出采用平板闸阀结构的改进替代方案，并给出设计计算方法，供广大用户及同行参考 Design and calculation on high-temperature and high-pressure parallel slide gate valve ZHANG Jian-hua XU Xiang-lan WANG Shu-guang (Nantong power-station valve Co.,Ltd, Nantong 226572,China) Abstract: The article introduced the structural defects of existing wedge gate valve, and introduced the improvement program of parallel slide gate valve replace the wedge gate valve. In addition, it also expatiate the calculation methods of main parts. Key words: wedge gate valve parallel slide gate valve design and calculation 序言 现行600MW超临界机组主汽参数已达24．2MP、温度538／566 现在许多亚临界机组还在使用，不少阀门厂家的主流设计也是这类结构。但多年的运行实践暴露出许多问题，具体归纳如下： 1．启闭力矩较大 楔式闸板虽具有强制密封的特点，然而开启瞬间存在很大静摩擦力，使得开启力矩很大，必须配置较大功率的电动执行装置，才能保证正常启闭，无形中增加制造及运行成本；同时过大的关闭力矩极易造成密封面或阀门承载零件的损坏，缩短阀门使用寿命。 2．高温楔死 高温状态下，材料强度大大降低，密封面硬度下降后密封副处于胶合粘滞状态，此时如关闭力矩调试不当，加上阀杆的热膨胀，会使密封面比压急剧增加，极易造成所谓的闸板与阀座的“咬死”。此时如强制开启动作，密封面极易被拉伤引起泄漏，甚至拉断阀杆或闸板T形槽。 3．电装调试要求极为苛刻 对传统楔式闸阀，无论是手动阀门还是电动阀门，一般均未考虑开关指示装置，也无法精确设置开关位置点，用户操作与调试只能凭经验与手感进行，不是过紧就是过松，过紧会导致咬死或擦伤密封面，过松则易引发内漏。很难准确调正位置，为阀门故障埋下先天隐患。 4．下游侧密封面极易擦伤 这类阀门的典型故障是闸板下游侧密封面极易擦伤，引发早期内漏。此现象在大口径或高压差阀门中最为普遍。主要原因有：密封面高温胶合粘滞导致比压下降、高压差不平衡力作用于单侧密封面、启闭瞬间的摩擦力擦伤等多重因素。 5．铸造壳体，内在缺陷很多，外漏隐患严重 壳体材料通常采用WCB、WC6、ZG20CrMoV类材料制造，铸件的工艺水平限制，其内在缺陷极多，一般拍片检查很难面面俱到。砂眼、缩孔、裂纹等缺陷大量存在，为外漏、爆管等事故埋下隐患； 6．闸板零件较多，闸板易脱落，结构可靠性不强 闸板组件由上下托板、左右闸板、闸板架、顶心等十余个零件组成，结构松散，运行中发现问题有：阀杆根部退刀槽或销子孔处断裂、闸板脱落、闸板架断裂等故障； 7．中腔超压隐患 中腔超压（文献1，2）问题原设计未采取任何措施，即使现在仍有许多电厂或阀门生产厂仍未引起重视。发生时虽然具有偶然性，但它不以我们的忽视而隐退，也许就在你的眼皮底下发生。电厂的许多工况均构成产生“中腔异常超压”的要件，采取措施消除隐患已责无旁贷。 8．加工制造精度要求较高 尤其是Z60Y类弹性闸板，两侧密封面角度要求极高，一般企业只能配作，产品无互换性，使得电厂无法现场更换，维修的技术工艺性要求极高。一旦密封面损伤，现场无从解决，用户颇有微词。 三、平板闸阀产品特点 针对楔式闸板阀的缺陷，结合国内外闸阀的设计进展，我公司改进传统楔式闸板结构为平行板壁厚： （1-1） 式中：——中腔或支管通道最大直径 (1-2) C——附加裕量定0.3-0.6Cm [σ] ——材料的许用应力（) [σ]取与 两者中较小值 nb、ns——分别为σb、σs的安全系数， nb=4.25 ns=2.30 （二）阀座密封比压计算 密封面上的总作用力和比压 出口端阀座密封面比压： () (2-1) 式中：——阀座密封面内径