如何使用节流阀调节蒸汽和水的压力？

节流阀是调节阀的一种变形，它的主要功用是降低蒸汽和水的压力。在很多情况下它和调节阀相似，但也会遇到这样的结构，要么只是用来调节，要么只是用来节流。后者的特征是在节流机构上产生大的压降，这会产生金属零件上的浸蚀、水的二次沸腾和其他不希望出现的现象。节流可以是单级和多级两种，经常采用的是单级节流。但要求大的压差，常常接近于全压差时必须采用多级节流。

在调节阀中，特别是在节流阀中，由于介质的紊流造成脉冲，经常产生振动和噪声，启闭件的振动会传到全部阀门结构和管道。多级节流会改善阀门的工作状况，因此总压差分成好几级，其中每一级只实现一部分节流。结果降低了介质在收缩截面上的流速和金属的浸蚀速度，避免了水发生二次沸腾的可能性，并大大降低了噪声水平。

核电站常要求把高压过热蒸汽通过减压喷水变成饱和蒸汽或要求大大地降低饱和蒸汽的压力。在恒定流量的系统内进行节流，可以采用长截面的机构来形成较大的局部阻力，如安装一串节流孔板，在变流量的系统内节流可由一组节流孔板配合一个切断—调节用截止阀或者专门结构的节流阀来实现，它们在管道上形成大的局部阻力。

在图8-22中示出了一个截止阀的节流装置。它是由节流座和公称尺寸DN32的切断—调节用截止阀组成。带有直径为8.4mm标准孔的一串节流孔板安装在圆筒式壳体内，在各孔板之间保持一定的距离，这样可使得在两个相邻孔板上的节流孔处在径向正好相反的位置。将入口管接头插入节流装置的壳体内，并且与壳体用焊接连接。节流座与切断—调节用截止阀焊接在一起。这种节流装置用于工作压力p_p=14.0MPa，工作温度t_p=150℃，水的流量为10t/h时，预计压力差为Δp=12.4MPa。在必要的情况下，用截止阀来完成介质流量所要求的调节。截止阀的流量调节特性应该是平滑连续的。阀体是由奥氏体不锈钢06Cr19Ni10来制造，阀瓣是由F316奥氏体不锈钢制成。

在图8-23中示出的公称尺寸DN100/200的节流阀，其工作压力p_p=6.5MPa，工作温度t_p≤280℃。此阀用于由蒸汽母管向脱氧器供汽管的连接管线上，脱氧器供汽管内的正常工作压力为1.2MPa，当比压力值降到0.85MPa以下时，此阀便自动开启，使供汽管内的压力保持在1.2MPa±0.05MPa范围内。此节流阀的自动调节是由压力调节器来实现的，其中有电子调节仪，接受测量减压蒸汽压力的电解点压力计的信号。

图8-22 带切断—调节用截止阀的节流装置

a）节流孔板与波纹管截止阀组成的节流装置 b）水平操纵的圆锥直轮远距离操纵装置 c）垂直操纵的远距离操纵装置 1—切断—调节用的波纹管截止阀 2—节流孔板座

快速减压装置中包括这种节流阀以及两个公称尺寸DN250/400的主安全阀和两个公称尺寸DN32的先导式安全阀，它们是用来防止系统压力超过规定值的。有关核动力装用安全阀将在第9章予以介绍。

图8-23中所示的节流阀，蒸汽从两侧进入直径为100mm的入口管内，在压紧阀座用的安放在蒸汽流通用的固筒形形内套上，钻直径为5mm的孔504个，其作用是大幅度地降低压力。阀座做成可拆卸的，用过盈配合装入阀体内。阀瓣的特定形状的阀头和阀杆做成一体。阀座和阀瓣的密封面堆焊一层镍基硬质合金。在直径为200mm的阀门出口管接头内安装上圆锥形孔板，在其上钻直径为14mm的小孔53个，目的是把压力降至最终数值，同时保证噪声不超过允许的水平。阀杆的密封，阀体与阀盖连接处的密封采用填料，并在两层填料中间加隔离环，隔离环处设置有引漏管，把从底层填料漏到隔离环的介质，引入特排区。填料用两个碟形弹簧压紧填料压套，这是为了改善填料的密封性能，无须把填料压紧螺栓的螺母拧得很紧，因而可以延长它的工作期限。在阀体上焊接一块座板作为阀门的支座。

阀门靠自控电动机操作，电信号取自快速减压装置的自动调节仪。电动驱动装置由电动机、减速器、远距离控制器和手动操纵单元组成。手动操纵设有电路闭锁装置。当转换到手动操纵时，接通电动机的电路自动断开。远距离控制器包括终端开关和行程开关、感应式和电位计式发送器。阀瓣的中间位置信号靠位置指示盘传动控制室。

当蒸汽进入汽轮机的需要量小于蒸汽发生器的出力时，为了从高功率沸水堆装置的主管道将蒸汽排放到散热器和冷凝器，备有快速减压装置。快速减压装置由公称尺寸DN300/350的切断—节流阀和公称尺寸DN300/600的第一级减压装置组成。两个装置应快投入并自动保持冷凝器和散热器内的压力。

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图8-23 节流阀（公称尺寸DN100/200、工作压力p_p=6.5MPa、工作温度t_p≤280℃）

1—压紧内套 2—入口管接头 3—阀座 4—阀体接头 5—消声装置 6—与阀杆连接一体的阀瓣 7—阀盖 8—填料 9—填料隔环 10—填料压套 11—支架 12—阀杆螺母 13—填料压板 14—阀体 15—上密封座

切断—调节阀在结构上以前描述过的快速减压装置的阀门相类似。阀门的两个入口管接头直径为300mm，而出口管接头的直径为360mm。减压阀能将蒸汽压力从7.2MPa减到4.2MPa。焊接到调节阀出口管接头上的是第一级节流装置，制成射流式消声器的形式，由导管和带有再循环管的圆锥形管件组成。在第一级节流装置内，蒸汽压力从4.2MPa减到2.4MPa。当蒸汽向冷凝器排放时，为了进一步降低压力设置了第二级节流装置，它是由公称尺寸DN600的管子及在其内侧焊接上的带钻孔的格栅网板组成的。可将蒸汽压力从2.4MPa降到1.2MPa。第二级节流装置与管道用焊接连接。在图8-24中示出了快速减压装置的原理示意图，蒸汽压力从7.2MPa降低到1.2MPa后，以675t/h的流量将蒸汽排入到冷凝器。

在某些系统和装置上，为了降低高压蒸汽的压力，采用了带喷水的节流阀。瑞士“苏尔寿”公司生产的这种调节阀结构示于图8-25。阀体是由两块冲击半球形壳、过渡底座和将进出口管口分开的中间隔板等焊接而成的。阀座以预定的过盈配合装入阀体内并焊接上一条可靠的焊缝，再堆焊一层镍基硬质合金。阀杆和阀瓣由20Cr13马氏体不锈钢制成，为了提高其硬度，进行了热处理。带有节流孔的管子焊接到阀盖上。阀杆用双填料来密封，在上、下填料中间设隔离环，并设引漏管，把从下部填料漏入隔离环的介质引入特排区。在填料箱中间设有套管，有冷却水或隔离水进入套管。为了拆装方便起见，节流阀的驱动机构安排在下部，这样不拆除驱动机构即可将全部易磨损的零件从上部取出。

图8-24 快速减压装置的原理

1—电动驱动装置 2—入口管接头 3—切断-调节阀 4—第一级节流装置（射流式消声器） 5—旁通管 6—中间管 7—第二级节流装置 8—出口管接头

图8-25 瑞士“苏尔寿”公司生产的喷水节流阀

通过阀盖上的小孔，水喷射到混合腔内。蒸汽通过阀座时减压，并同时与冷却水混合，就能大大地降低蒸汽的压力和温度。在阀座出口处蒸汽的高流速保证了把极其微小的水滴能可靠地进行雾化。“苏尔寿”公司制造的这类阀其公称尺寸为DN50～DN250，工作压力p_p可达10.0MPa，工作温度t_p≤540℃。

由此可见，为了进行节流，最有前途的装置应由下列各部件组成：切断-调节阀配合一串长截面的节流孔板；带喷射冷水的节流阀，也可用一组相互串接的多级节流阀，以逐级节流降压。在设立节流装置时要特别注意将噪声水平降到保健卫生标准所允许的限度。