阀门基础理论5

泵与阀门之阀门课件主讲人：王虎目录第一章阀门概述第二章GNPS常用核阀简介第三章阀门的驱动装置第四章核阀的识别标志（RIN）第二章GNPS常用核阀简介2.1截断阀类2.2自调阀类2.3调节阀类2.4安全阀2.5疏水阀2.6高温、高压阀2.7动力管道阀门使用中的问题2.5疏水阀在蒸汽系统中，蒸汽管线中热蒸汽的潜热被释放而凝结成水即凝结水，凝结水沿管内壁集聚在底部,并且会越集越多。2.5疏水阀影响：高速传输的蒸汽与凝结水相遇就会产生“水波”。如果形成足够的凝结水，高速流动的蒸汽就会推着凝结水一起运动，产生一个危险的水头，并且在液体的滚动中越来越大，它可以对任何改变汽水混合流方向的管件、调节阀、三通、弯头、盲板法兰产生严重的冲击。凝结水的存在使得蒸汽“湿度”增加，比重增大，并加重了冲刷金属表面的程度，水分的增加也加大各种管件锈蚀的机会。热蒸汽与失去了汽化潜热的凝结水相遇时，会产生另一种水击，叫“热冲击”。另外系统中还会混杂空气和不可凝结的气体，这些气体在热力系统中对设备也会造成一定的破坏（腐蚀或气锤），同时还会降低蒸汽使用设备的运转效率。2.5疏水阀疏水器作为一种节能装置，它最基本的原理就是利用蒸汽和水的重量差和温度差来实现疏水的目的。它最重要的功能有以下三个方面：能迅速排除产生的凝结水。防止蒸汽泄漏。排除空气及其他不可凝结气体。2.5疏水阀分类：1按启闭件的驱动方式分类蒸汽疏水器可分为三类，即由凝结水液位变化驱动的机械型蒸汽疏水器；由凝结水温度变化驱动的热静力型疏水器；由凝结水动态特性驱动的热动力型蒸汽疏水器。2.5疏水阀（1）机械型蒸汽疏水器密闭浮子式疏水器开口向上浮子式疏水器开口向下浮子式疏水器2.5疏水阀（2）热静力型疏水器蒸汽压力式疏水器双金属片式或热弹性元件式疏水器液体或固体膨胀式蒸汽疏水器2.5疏水阀（3）热动力型蒸汽疏水器圆盘式蒸汽疏水器脉冲式蒸汽疏水器迷宫或孔板式蒸汽疏水器2.5疏水阀2按结构形式分类

（1）机械型蒸汽疏水器浮桶式蒸汽疏水器差压式双阀瓣浮桶式蒸汽疏水器倒吊桶式蒸汽疏水器自由半球式蒸汽疏水器自由浮球式蒸汽疏水器杠杆浮球式蒸汽疏水器2.5疏水阀（2）热静力型疏水器浮纹管式蒸汽疏水器双金属式蒸汽疏水器膜盒式蒸汽疏水器隔膜式蒸汽疏水器2.5疏水阀（3）热动力型蒸汽疏水器圆盘式蒸汽疏水器脉冲式蒸汽疏水器孔板式蒸汽疏水器2.5疏水阀在核电站里，主要应用的疏水器有：倒置桶型蒸汽疏水器、浮球型疏水器、受控圆盘型疏水器、热静力型蒸汽疏水器、双金属疏水器等。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器1.疏水器的构成:倒置桶型蒸汽疏水器主要由阀盖、联接装置、阀体、阀芯、阀座、浮桶组成。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.疏水器的动作原理:这种疏水器是根据蒸汽和水的热态比重不同来实现自动调节疏水量。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器1）将倒置桶式疏水器安装在热蒸汽管路下方与凝结水集管之间。在蒸汽管路启动阶段，因蒸汽参数低(湿度高),加上暖管冷却,会产生大量的凝结水,汽水混合物通过接管从倒置桶下部进入疏水器,由于这时凝结水中蒸汽含量较少,在倒置桶顶部产生的浮力不足于克服吊桶的自重,因此，疏水排放阀门全开。凝结水充满阀体，淹没桶体，通过排放阀排出凝结水。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2）随着蒸汽参数的提高,凝结水量减少，汽水混合物中的蒸汽含量增加,在达到疏水器倒置桶上产生了一个浮力区,蒸汽含量越大产生的浮力越大,大到足以克服倒置桶自重时吊桶上浮，直至上浮到排放阀门关闭，从而保证了合乎标准参数的蒸汽不再流失。空气和不凝结气体则通过倒置桶的排气小孔，在倒置桶上浮的过程中，随凝结水一同排出。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器3）正常运行阶段，由于管道散热和疏水器倒置桶顶部蒸汽区的冷却凝结，,凝结水数量增加，温度降低，蒸汽浮力减小,倒置桶由于自重而下降，疏水排放阀门开启，凝结水充满阀体，通过全开排放阀排出凝结水。4）蒸汽管道及时排出凝结水后，工质温度升高,湿度减小，混合汽体中蒸汽含量增大，新的一个周期又开始了。2.5.1倒置桶型蒸汽疏水器2.5.2浮球式蒸汽疏水器1.疏水器的构成:浮球式蒸汽疏水器主要由浮球、连杆、一套主疏水系统的阀芯/阀座、一套热力疏水系统的阀芯/阀座。浮球疏水器芯/阀座开关控制主凝结水，热力疏水器芯/阀座开关控制不可凝混合气体。2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.工作原理浮球型疏水器是一种利用工质比重差异和温度变化进行工作的机械式疏水器。它依据杠杆原理,一端被铰链定位，一端随浮球上下移动而打开或关闭主疏水器。为了防止空气和不可凝气体堵在浮球室上方排不出去而影响疏水器的正常工作,在浮球室的上方设有排气口,排出这些气体。当蒸汽管道的凝结水进入疏水器，达到一定高度的时候，浮球抬起，带动主疏水器打开，排放出凝结水。浮球室水位下降,浮球下降,关闭主疏水器。浮球室温度上升,当达到水的饱和温度时,热力疏水器涨长,关闭排气阀,防止蒸汽过量流失。2.5.2浮球式蒸汽疏水器（1）在蒸汽管路启动阶段，因蒸汽参数低(湿度高),加上暖管冷却,会产生大量的凝结水,汽水混合物注入疏水器的浮球室,达到一定高度的时候，浮球推起，带动主疏水器打开，排放出凝结水。此时浮球室温度不高,热力排气阀全开,空气和不可凝气体连续排放。（2）随着蒸汽参数提高,凝结水量减少,主疏水器随水位的降低而下降,直至关闭主疏水器。热静力排气阀也随温度的上升而向关闭方向发展，当达到水的饱和温度时,热力疏水器关闭排气阀,防止蒸汽过量流失。2.5.2浮球式蒸汽疏水器（3）正常运行阶段,由于管道散热和疏水器汽腔内温度下降,凝结水数量增加，打破了上一个热力平衡,浮球抬起，主疏水器排出凝结水,热力排气阀打开,新进来的混在凝结水中的空气和不可凝结气体排走。（4）蒸汽管道排出凝结水后,工质温度升高,湿度减小,疏水器汽腔内温度上升,将迎来新的一个热力平衡。2.5.2浮球式蒸汽疏水器2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器1.疏水器的构成:受控圆盘式蒸汽疏水器主要由阀体、阀盖、圆盘(阀芯)、阀座等部件组成,阀芯水平放置在阀座上，阀盖与阀体形成密闭的压力腔室。2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器2.受控圆盘型疏水器动作原理:圆盘型疏水器是一种以流质速度,引起凝结水发生一系列的热力状态和各局部的压力变化，自动调节和排放凝结水的设备；工质状态的变化取决于圆盘室内压力的变化。2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器（1）在蒸汽管路启动阶段，蒸汽参数低,大量的凝结水和空气通过热端口进入疏水器。由于凝结水中的蒸汽含量较少,流速不快(尤其是转向方面),在进出端压差的作用下,流体使圆盘从C区抬起，打开进口孔，使得凝结水和空气通过出口B区排出。(图①)

2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器（2）随着凝结水中的蒸汽含量增加,热凝结水通过圆盘下表面时的速度加快;会有部分凝结水再次蒸发,在出口区形成了一个低压区,其结果是使圆盘靠向D区阀座,圆盘上方压力随低压绝对值的增加而升高(图②)。2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器（3）圆盘关闭了出口，进口热凝结水(高温)使圆盘上方的压力继续上升,当达到水的饱和温度时,圆盘完全压下和外环阀C座接触,防止了新鲜蒸汽的过量损失,阻隔了圆盘上方D的压来源(图③)。2.5.3受控圆盘式蒸汽疏水器（4）随着圆盘上D区混合凝结水的冷却使得圆盘上方的压力降低及疏水器进口因蒸汽气管道的凝结水增多,进口流体重新推起圆盘,开始了下一个循环(图④)。2.5.4热静力型蒸汽疏水器1.疏水器的构成:热静力型蒸汽疏水器主要由阀盖、本体、阀芯、阀座和热感温波形驱动装置2.5.4热静力型蒸汽疏水器2.5.4热静力型蒸汽疏水器2.疏水器的工作原理:热感温波形驱动装置内部灌有象酒精/汞等热敏感液体,当感温器与蒸汽混合物接触时,它就会迅速膨胀,带动阀芯向阀座移动,减小疏水器的排放量,当凝结水温度低时,它就会迅速收缩,带动阀芯向离开阀座方向移动,增加疏水器的排放量,这种蒸汽疏水器是以汽水混合蒸汽的温度变化动作的,而这种温度的变化又是遵循蒸发压力热力准则的。压力平衡波纹管型和膜盒型。2.5.4热静力型蒸汽疏水器压力平衡波纹管型（1）在蒸汽管路启动阶段，蒸汽参数低,大量的凝结水使的其温度较低,热静力感温波纹管基本完全收缩,凝结水和空气经进口直接通过疏水器。（2）随着蒸汽参数提高,凝结水量减少,蒸汽含量增加,其温度升高进入疏水器后,热感温波纹管被迅速加热，其内部蒸发压力增加，总体开始伸长,阀芯向阀座方向移动,疏水量减少。当蒸汽温度达到设计温度(凝结水含量最少)时,波纹管热膨胀伸至阀座，阻断新蒸汽的继续流失。（3）正常运行阶段,由于管道散热和疏水器内的蒸汽冷却凝结,凝结水数量增加,温度降低,热感温波纹管就会收缩,带动阀芯离开阀座,及时排出疏水器内的凝结水,维持蒸汽管路工质的标准参数。2.5.4热静力型蒸汽疏水器2.5.4热静力型蒸汽疏水器膜盒型膜盒型热力疏水器的膜盒充填了部分感温液体。随着疏水器内部温度的升高，充液膜盒被加热，增加了内部蒸发压力，当感温膜盒内部压力超过周围蒸汽压力时，膜盒片被压向阀座,当蒸汽温度达到设计温度(凝结水含量最少)时,波纹管热膨胀伸至阀座，阻断新蒸汽的继续流失。当凝结水数量增加,温度降低,感温膜盒就会收缩,带动阀芯向离开阀座方向移动,及时排出疏水器多余的凝结水,维持蒸汽管路工质的标准参数。2.5.5双金属蒸汽疏水器1疏水器的构成:双金属蒸汽疏水器主要由阀盖、阀体、阀芯、阀座、阀杆、热敏感金属驱动装置，过滤网，阀位调整螺栓等组成。2.5.5双金属蒸汽疏水器2.5.5双金属蒸汽疏水器疏水器的工作原理:热敏感金属驱动装置是由敏感金属制成星形,这种金属片在受热后向一个方向弯曲(也有把两种膨胀系数不同的金属片做成一片的,当受热后因膨胀长度不一致,取得向一个方向弯曲的)。把制成的星形片反向叠放在一起,汽水混合物温度较低时,两层星片平展度变化不大，联带排放阀打开,凝结水排走。随着汽水混合物温度不断升高,两热敏感星片中间就会鼓起,带动阀芯向阀座移动,减小疏水排放量,当达到水的饱和温度时,敏感星片中间鼓起最大,关闭排放阀,阻隔新蒸汽过量流失。2.5.5双金属蒸汽疏水器2.5.6疏水阀的选择选用疏水阀的步骤：首先根据生产工艺要求和特点，确定疏水阀的类型。在确定疏水阀的类型后，再计算出进出口最大压差和最大排水量，用这些参数在该类疏水阀最大压差—最大排水量曲线图上差得相应规格大小的疏水阀。2.5.7疏水阀的安装要求详见教材68-69页2.6高温、高压阀1阀体的形状及构造阀体的形状及构造是根据高温、高压来设计得，所以它的壁厚比一般阀门要厚得多，零部件也比较笨重，构造上也做了相应的改造。2高温、高压阀的材料阀体常用为合金钢或高温耐热钢；阀瓣用的材料是司太立合金；阀杆常用的材料为不锈钢和高温耐热钢；弹簧用的材料为含15%铬和35%镍的不锈钢。2.6高温、高压阀3高温、高压阀的密封阀座与阀瓣的密封配合，采用耐高压镜面密封；阀杆密封主要采用填料密封，所用填料是由耐高温的石棉纤维为主的混合材料制成。4高温、高压阀的连接高温、高压阀接管的连接方法主要有两种：螺纹连接；焊接连接。2.7动力管道阀门使用中的问题2.7.1密封面损伤2.7.2启闭力2.7.3水锤现象2.7.1密封面损伤密封面损伤的原因：启闭阀门时过猛，使密封面擦伤；由于机械或水力冲击的原因，引起启闭件的敲击现象；不适合作调节的阀门用于节流；流体含有悬浮杂质；进出口压差过大；流体气蚀、化学腐蚀、冲蚀。2.7.1密封面损伤防止密封面损伤的措施：不要用截断阀门来调节流量；启闭时要尽可能的缓启缓闭；对止回阀等当流体推力不足时，需现场监听；保证阀门传动机械的