1 調(diào)節(jié)閥工作原理
某核電站1臺(tái)汽水分離再熱器加熱蒸汽調(diào)節(jié)閥采用立式調(diào)節(jié)汽閥（圖1），調(diào)節(jié)閥由閥蓋、閥體、預(yù)啟閥、主閥碟和閥桿等組成，其操縱機(jī)構(gòu)布置在調(diào)節(jié)閥上方。為防止調(diào)節(jié)閥關(guān)閉狀況下主閥碟內(nèi)蒸汽凝結(jié)，在主閥碟側(cè)面開(kāi)有引汽孔，對(duì)漏入主閥碟腔的蒸汽進(jìn)行吹掃，并在主閥碟下部開(kāi)有疏水孔。當(dāng)平衡閥打開(kāi)后，主閥碟前后的壓力平衡，以降低主閥碟開(kāi)啟力。
1－閥蓋 2－閥體 3－閥桿套筒 4－閥桿 5－導(dǎo)向塊
6－主閥體 7－主閥碟 8－擴(kuò)散器 9－預(yù)啟閥
圖1 調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)
2 閥桿斷裂原因分析
在汽水分離再熱器出口蒸汽溫度無(wú)法保持穩(wěn)定后檢查發(fā)現(xiàn)閥桿斷裂，被損壞的預(yù)啟閥密封面狀況見(jiàn)圖2。
圖2 預(yù)啟閥閥頭密封面狀況
由圖2可見(jiàn)，預(yù)啟閥密封面邊緣銳邊處有大小不一的豁口，為受高速汽流沖蝕所致。汽流經(jīng)過(guò)密封面銳邊會(huì)出現(xiàn)劇烈擾動(dòng)，進(jìn)而引發(fā)預(yù)啟閥的高頻振動(dòng)。
預(yù)啟閥閥頭和閥座處結(jié)構(gòu)及汽流流動(dòng)狀態(tài)見(jiàn)圖3。
圖3 閥頭和閥座處結(jié)構(gòu)及汽流流動(dòng)狀態(tài)
由圖3可見(jiàn)，汽流以一定的角度流入閥座，當(dāng)高速汽流進(jìn)入閥座時(shí)，在主閥碟閥頭下部形成一個(gè)“空穴區(qū)”。由于“空穴區(qū)”汽流的非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，導(dǎo)致作用在閥頭下部的壓力發(fā)生脈動(dòng)變化。因預(yù)啟閥、主閥碟與閥桿間存在結(jié)構(gòu)間隙，汽流擾動(dòng)造成預(yù)啟閥和主閥碟的振動(dòng)對(duì)閥桿產(chǎn)生高頻激振力，致使閥桿受沖擊部位疲勞損傷，強(qiáng)度降低。
預(yù)啟閥閥殼解體后與閥桿的接觸面情況見(jiàn)圖4。
圖4 預(yù)啟閥解體后閥座和閥蓋內(nèi)部狀況
由圖4可見(jiàn)，在調(diào)節(jié)閥運(yùn)行過(guò)程中，由于閥桿偏斜，造成其與預(yù)啟閥體的接觸不均勻，在局部接觸區(qū)域（亮點(diǎn)），閥桿承受應(yīng)力增加，超過(guò)材料允許強(qiáng)度而斷裂。
3 改造措施及效果
改造后立式調(diào)節(jié)汽閥結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。
1－閥蓋 2－閥體 3－閥桿套 4－閥桿 5－主閥體
6－導(dǎo)向套筒 7－主閥碟 8－預(yù)啟閥
圖5 改造后立式調(diào)節(jié)汽閥結(jié)構(gòu)
（1）將預(yù)啟閥改造為球型閥碟，預(yù)啟閥閥頭與閥座間形成縮放流道，且在流道過(guò)渡段采用圓滑過(guò)渡。
（2）將預(yù)啟閥與閥桿合為一體結(jié)構(gòu)，取消預(yù)啟閥套，以消除預(yù)啟閥與閥桿間的結(jié)構(gòu)間隙。
（3）在主閥碟新閥蓋裙部、導(dǎo)向套筒及主閥殼體上設(shè)置進(jìn)汽孔。
（4）增大閥桿直徑，其中閥桿頭部與預(yù)啟閥相連段，由原來(lái)的d40mm增大到d60mm，閥桿尾部由原來(lái)的d40mm增大到d45mm。
（5）改造前后的閥芯導(dǎo)向裝置見(jiàn)圖6。由圖6可見(jiàn)，閥芯導(dǎo)向裝置由原來(lái)的扁形改為星形。
(ａ）原閥芯 ?。╞）改造后閥芯
圖6 改造前后調(diào)節(jié)汽閥閥芯導(dǎo)向裝置
改造后，汽水分離器加熱蒸汽閥未再發(fā)生閥桿斷裂現(xiàn)象，且操作靈活，性能穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
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