CN102042159A - 实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置 - Google Patents
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Abstract
实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置。主要包括分段关闭阀FDⅠ、分段关闭阀FDⅡ及分段关闭液压阀集成块JCK。FDⅠ包括液控换向阀V1、电磁换向阀V2。分段关闭阀FDⅡ包括液控换向阀V3、梭阀S1及插装阀C1、C2、C3。分段关闭液压阀集成块包括行程换向阀V4、V6和电磁换向阀V5、V7。分段关闭阀FDⅠ用来实现水泵方向下第一段关闭曲线，分段关闭阀FDⅡ用来实现水泵方向和水轮机方向下第二段关闭曲线，分段关闭液压阀集成块用来判断水轮机方向和水泵方向分段关闭的拐点。本发明实现了抽水蓄能机组水轮机方向和水泵方向不同关闭速率的调节，保证了抽水蓄能机组的安全可靠运行。
Description
技术领域
本发明涉及速率调节装置，尤其是涉及一种实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置。
背景技术
分段关闭装置作为水电站调速系统主要的辅助控制设备之一，能够保证水轮机按照调节保证计算的要求进行关闭，既保证关闭的速率，又保证机组在关闭过程中转速的上升和水压的上升在安全的范围内，倘若分段关闭装置不能够及时正确动作，有可能引起机组过速或水压过高导致压力钢管爆裂，因此必须要求分段关闭装置安全可靠。常规的分段关闭装置分为纯机械式的和电气式的，纯机械式的分段关闭装置安装调整不方便，但安全可靠，电气式的分段关闭装置安装调整方便，但可能存在断线或接触不良等导致分段关闭装置不动作。抽水蓄能机组具有正反两个方向旋转，一般在两个方向都有不同的关闭规律，例如某抽水蓄能电站，在水轮机方向旋转时，分段关闭规律如图1所示，在水泵方向旋转时，分段关闭规律如图2所示。从图1和图2可以看到，分段关闭规律是4条斜率不同的直线，若按照常规水电站的分段关闭装置来进行设计，只能满足图1或图2的关闭规律。
因此为实现抽水蓄能机组正反两个方向旋转时不同的分段关闭规律，同时考虑到抽水蓄能电站的安全性，需要设计新型的机械分段关闭装置。
发明内容
本发明装置所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，保证抽水蓄能机组能够按照调节保证计算的要求安全可靠的关闭。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，其特征是组成包括：分段关闭阀FDⅠ、分段关闭阀FDⅡ、分段关闭液压阀集成块JCK。
分段关闭阀FDⅠ包括液控换向阀V1、电磁换向阀V2，其中V1为两位两通液控换向阀，V2为两位四通电磁换向阀，V2安装于液控换向阀V1的阀体上，用于控制液控换向阀V1的换向。
分段关闭阀FDⅡ包括三位四通液控换向阀V3、梭阀S1及插装阀C1、C2、C3，其中插装阀C1、C2、C3集成于同一阀体，液控换向阀V3和梭阀S1安装于阀体上，用于控制插装阀的开关。
分段关闭液压阀集成块JCK包括两位四通行程换向阀V4、V6和两位四通电磁换向阀V5、V7，其中行程换向阀V4和电磁换向阀V5为一组，行程换向阀V6和电磁换向阀V7为另一组，用于判断水轮机/水泵方向拐点信号。
分段关闭阀FDⅠ与分段关闭阀FDⅡ串联于调速系统开腔管路中，分段关闭液压阀集成块JCK布置于基坑内导叶接力器旁边。导叶接力器关腔的操作油管路JG与导叶接力器关腔和液控换向阀V3的P口相连，导叶接力器开腔的操作油管路JK与液控换向阀V1的A口相连，控制压力油管路P1与电磁换向阀V2的P口相连，液控换向阀V1的B口与插装阀C1、C2、C3的A1、A2、A3口相连，插装阀C1、C2、C3的B1、B2、B3口与导叶接力器开腔管路相连，控制压力油管路P2与行程换向阀V4、V6的P口相连，行程换向阀V4的A口与电磁换向阀V5的P口相连，行程换向阀V6的A口与电磁换向阀V7的P口相连，电磁换向阀V5的B口与液控换向阀V3的a端液控腔相连，电磁换向阀V7的A口与液控换向阀V3的b端液控腔相连。
分段关闭阀FDⅠ用来实现水泵方向下第一段关闭曲线，分段关闭阀FDⅡ用来实现水泵方向和水轮机方向下第二段关闭曲线（水轮机方向下的第一段关闭曲线是通过主配压阀调整好的）。分段关闭液压阀集成块用来判断水轮机方向和水泵方向分段关闭的拐点。
本发明工作原理及过程如下：
当机组运行在水轮机方向时电磁换向阀V2、V5和V7电磁线圈不带电，分段关闭装置运行于水轮机方向；当机组运行在水泵方向时，电磁换向阀V2、V5及V7得电（此电信号为水泵方向信号），分段关闭装置运行于水泵方向。
分段关闭功能不投入时，电磁换向阀V2工作于右位，液控换向阀V1的a端液控腔通压力油，液控换向阀V1工作于左位，分段关闭阀FDⅠ不起节流作用；液控换向阀V3工作于中位，3个插装阀的控制腔均通回油，压力油可以通过3个插装阀与导叶接力器开腔相连，分段关闭阀FDⅡ不起节流作用。
分段关闭功能投入时：
（1）水轮机方向
当机组在水轮机方向运行时，电磁换向阀V2、V5及V7电磁线圈不带电，分段关闭装置处于水轮机方向。
分段关闭的第一段速率由主配压阀调整。第二段速率由分段关闭阀FDⅡ调整，当达到拐点时，楔形块碰触行程换向阀V4、V6，行程换向阀换向，液控换向阀V3左端控制腔通压力油，V3工作于左位，插装阀C1、C2控制腔通压力油，插装阀C1、C2关闭，插装阀C3控制腔通回油，C3打开，此时，导叶接力器回油通过插装阀C3节流，分段关闭阀FDⅡ起节流作用，导叶接力器的关闭速率变慢，可以通过调节C3顶端调节螺母来调整阀芯开口大小，从而改变关闭速率。
（2）水泵方向
当机组在水泵方向时,电磁换向阀V2、V5及V7电磁线圈得电（此电信号为水泵方向信号），分段关闭装置处于水泵方向。
电磁换向阀V2工作于左位，液控换向阀V1的b端通压力油，液控换向阀V1工作于右位，分段关闭阀FDⅠ起节流作用，分段关闭的第一段速率由分段关闭阀FDⅠ调整，调节分段关闭阀FDⅠ上的调节螺杆，可以调节第一段关闭速率。第二段速率由分段关闭阀FDⅡ调整，当达到拐点时，楔形块碰触行程换向阀V4、V6，行程换向阀换向，液控换向阀V3右端控制腔通压力油，V3工作于右位，插装阀C1、C3控制腔通压力油，插装阀C1、C3关闭，插装阀C2控制腔通回油，C2打开，此时，导叶接力器回油通过插装阀C2节流，分段关闭阀FDⅡ起节流作用，导叶接力器的关闭速率变慢，可以通过调节C2顶端调节螺母来调整阀芯开口大小，从而改变关闭速率。
本发明的有益效果如下：本发明装置集成度高、纯机械动作、安全可靠，实现了抽水蓄能机组水轮机方向和水泵方向不同关闭速率的调节，保证了抽水蓄能机组的安全可靠运行。
附图说明
图1为某抽水蓄能电站水轮机方向分段关闭规律。
图2为某抽水蓄能电站水泵方向分段关闭规律。
图3为本发明实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置原理示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作进一步详细描述。
如图3所示，本发明实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置。由分段关闭阀FDⅠ、分段关闭阀FDⅡ及分段关闭液压阀集成块组成。分段关闭阀FDⅠ包括液控换向阀V1、电磁换向阀V2。分段关闭阀FDⅡ包括液控换向阀V3、梭阀S1及插装阀C1、C2、C3。分段关闭液压阀集成块包括行程换向阀V4、V6和电磁换向阀V5、V7。
分段关闭阀FDⅠ采用滑阀式结构，主阀V1为两位两通液控换向阀，有a、b两个液控端，先导阀V2为两位四通电磁换向阀，有P、T、A、B四个油口。分段关闭功能不投入时，电磁换向阀V2工作于右位（即P通A，T通B），主阀V1的a端液控腔通压力油，b端液控腔通回油，主阀 V1工作于左位，阀芯不起节流作用。分段关闭功能投入时，电磁换向阀V2电磁线圈得电，V2工作于左位（即P通B，T通A），主阀V1的a端液控腔通回油，b端液控腔通压力油，主阀 V1工作于右位，阀芯起节流作用。
分段关闭阀FDⅡ采用插装阀式结构，由三位四通液控换向阀V3、梭阀S1和三个插装阀组成。液控换向阀V3有a、b两个液控端和P、T、A、B四个油口。压力继电器KD01和KD02用于分段关闭阀FDⅡ动作时发讯。当分段关闭功能不投入时，液控换向阀V3工作于中位（即A、B均通T），三个插装阀的控制腔均通回油，三个插装阀都打开，分段关闭阀FDⅡ不起节流作用。当水轮机方向分段关闭功能投入时，液控换向阀V3左端控制腔通压力油，V3工作于左位（即P通B，T通A），插装阀C1、C2控制腔通压力油，插装阀C1、C2关闭，插装阀C3控制腔通回油，C3打开，此时，导叶接力器回油通过插装阀C3节流，分段关闭阀FDⅡ起节流作用，导叶接力器的关闭速率变慢，可以通过调节C3顶端调节螺母来调整阀芯开口大小，从而改变关闭速率。当水泵方向分段关闭功能投入时，液控换向阀V3右端控制腔通压力油（即P通A，T通B），V3工作于右位，插装阀C1、C3控制腔通压力油，插装阀C1、C3关闭，插装阀C2控制腔通回油，C2打开，此时，导叶接力器回油通过插装阀C2节流，分段关闭阀FDⅡ起节流作用，导叶接力器的关闭速率变慢，可以通过调节C2顶端调节螺母来调整阀芯开口大小，从而改变关闭速率。
分段关闭液压阀集成块布置于导叶接力器旁边，用于判断水轮机方向和水泵方向下分段关闭的拐点，由行程换向阀V4、V6和电磁换向阀V5、V7组成，四个阀均有P、T、A、B四个油口。水轮机方向下，电磁换向阀V5、V7电磁线圈不带电（即P通A，T通B），当导叶接力器关闭到拐点位置时，楔形块碰触行程换向阀V4、V6，行程换向阀换向,电磁换向阀V7的A口通压力油，此压力油作用于分段关闭阀FDⅡ的a端液控腔。水泵方向下，电磁换向阀V5、V7电磁线圈得电（即P通B，T通A），当导叶接力器关闭到拐点位置时，楔形块碰触行程换向阀V4、V6，行程换向阀换向,电磁换向阀V5的B口通压力油，此压力油作用于分段关闭阀FDⅡ的b端液控腔。
Claims (4)
1.实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，其特征是由分段关闭阀FDⅠ、分段关闭阀FDⅡ及分段关闭液压阀集成块JCK组成；
分段关闭阀FDⅠ包括液控换向阀V1、电磁换向阀V2，其中V1为两位两通液控换向阀，V2为两位四通电磁换向阀，V2安装于液控换向阀V1的阀体上，用于控制液控换向阀V1的换向；
分段关闭阀FDⅡ包括三位四通液控换向阀V3、梭阀S1及插装阀C1、C2、C3，其中插装阀C1、C2、C3集成于同一阀体，液控换向阀V3和梭阀S1安装于阀体上，用于控制插装阀的开关；
分段关闭液压阀集成块JCK包括两位四通行程换向阀V4、V6和两位四通电磁换向阀V5、V7，其中行程换向阀V4和电磁换向阀V5为一组，行程换向阀V6和电磁换向阀V7为另一组，用于判断水轮机/水泵方向拐点信号；
分段关闭阀FDⅠ与分段关闭阀FDⅡ串联于调速系统开腔管路中，分段关闭液压阀集成块JCK布置于基坑内导叶接力器旁边；导叶接力器关腔的操作油管路JG与导叶接力器关腔和液控换向阀V3的P口相连，导叶接力器开腔的操作油管路JK与液控换向阀V1的A口相连，控制压力油管路P1与电磁换向阀V2的P口相连，液控换向阀V1的B口与插装阀C1、C2、C3的A1、A2、A3口相连，插装阀C1、C2、C3的B1、B2、B3口与导叶接力器开腔管路相连，控制压力油管路P2与行程换向阀V4、V6的P口相连，行程换向阀V4的A口与电磁换向阀V5的P口相连，行程换向阀V6的A口与电磁换向阀V7的P口相连，电磁换向阀V5的B口与液控换向阀V3的a端液控腔相连，电磁换向阀V7的A口与液控换向阀V3的b端液控腔相连。
2.根据权利要求1所述的实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，其特征是所述的分段关闭阀FDⅠ采用滑阀式结构，主阀V1为两位两通液控换向阀，先导阀V2为两位四通电磁换向阀。
3.根据权利要求1所述的实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，其特征是所述的分段关闭阀FDⅡ采用插装阀式结构，由三位四通液控换向阀V3、梭阀S1和三个插装阀C1、C2、C3组成。
4.根据权利要求1所述的实现抽水蓄能机组关闭速率调节的分段关闭装置，其特征是所述的分段关闭液压阀集成块由行程换向阀V4、V6和电磁换向阀V5、V7组成，用于判断水轮机方向和水泵方向下分段关闭的拐点。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: ANHUI XIANGSHUIJIAN PUMPED STORAGE STATION CO., LT Free format text: FORMER OWNER: ANHUI XIANGSHUIJIAN PUMPED STORAGE STATION CO., LTD. Effective date: 20130220 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130220 Address after: Nan Shui Road Gulou District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 8 210003 Patentee after: State Grid Electric Power Research Insititute Patentee after: Anhui Xiangshuijian Pumped Storage Station Patentee after: State Grid Corporation of China Patentee after: State Grid Xinyuan Co., Ltd. Address before: Nan Shui Road Gulou District of Nanjing city of Jiangsu Province, No. 8 210003 Patentee before: State Grid Electric Power Research Insititute Patentee before: Anhui Xiangshuijian Pumped Storage Station |