CN104728022A - 一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置 - Google Patents

Abstract

一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，下补气管设在大型水电机组的转轮内，下补气管上端通过法兰与中补气管连，悬空装置一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置包括固定环，固定环套在下补气管的下端，支撑杆重直于固定环，支撑杆一端与转轮内壁相接触、另一端与固定环相接触。本发明的优点在于，通过环向固定减少了下补气管末端的振动，提高下补气管末端固定的稳定性，减少了检修成本，提高了机组长期安全稳定运行的可靠性；通过设置支撑杆仅在水平提供支撑，在坚向不提供支撑，能及时发现下补气管脱落。

Description

一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置

技术领域

本发明涉及一种大型水电站机组下补气管固定装置，特别涉及一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置。

背景技术

大型水电站机组按照设计均有大轴自然补气装置，补气管口一端安装在尾水平台，补气管通过水轮机、发电机大轴中心，另一端位于转轮体内，其作用是减小水轮机汽蚀和机组振动，但不同厂家生产的的机组，补气管延伸的位置略有差别。

大型水电站水轮机组的补气管可分为3节，分别是转轮内的下补气管，水轮机轴及发电机轴内的中补气管，转子中心体及上端轴内的上补气管。末端延伸至转轮上冠最低处，其最后一段补气管在转轮体内通过法兰与大轴密封隔板连接，而另一端悬空。这种悬吊结构由于安装垂直度不好加上水流流态紊乱等因素影响，容易产生补气管末端脱落的问题，给机组的安全稳定运行带来隐患。

为了解决末端脱落的问题，或是采用如图1中，在补气管末端也就是下补气管延伸至转轮上冠最低处，其最后一段补气管在转轮体内通过法兰与大轴密封隔板连接，而另一端悬空。该技术方案主要缺点：这种仅靠法兰螺栓连接的悬吊结构稳定性不高，再加上由于安装垂直度不好和转轮下方的紊乱水流等因素影响，一方面使下补气管悬空端摆动增大，进而剪断连接螺栓，导致下端补气管脱落，脱落后，加重法兰面锈蚀严重；另一方面当机组处于不稳定工况时，同时增加了机组振动和尾水管压力脉动，加重转轮气蚀，如果不能及时解决，会给机组的安全稳定运行带来隐患。

或是采用如图2中，在下补气管底部焊接了加装了三个支撑腿，即三个等径等长钢管。该技术方案主要缺点：三个支腿与下补气管悬空段进行焊接后，支腿与转轮及补气管形成了刚性连接，无回转间隙，在机组满负荷运行后，转轮的高速旋转同时带动下补气管及支腿的一起旋转，加上转轮下方的水流流态紊乱，水流的旋转能量很大，水流对下补气管及支腿形成较大冲击，从而引起下补气管及支腿的振动，由于圆形钢管与转轮及下补气管焊接处贴合度不高，机组经过长时间连续运行后，焊接处逐步撕裂进而断开，最终导致下补气管脱落，如不能及时发现，会给机组的安全稳定运行带来隐患。

发明内容

针对以上技术问题，本发明的发明目地在于通过环向固定减少了下补气管末端的振动，提高下补气管末端固定的稳定性，减少了检修成本，提高了机组长期安全稳定运行的可靠性。本发明另一发明目地在于通过设置支撑杆仅在水平提供支撑，在坚向不提供支撑，能及时发现下补气管脱落。

实现本发明发明目地的技术方案是，大型水电站机组中，下补气管设在大型水电机组的转轮内，下补气管上端通过法兰与中补气管连，一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置包括固定环，固定环套在下补气管的下端，支撑杆重直于固定环，支撑杆一端与转轮内壁相接触、另一端与固定环相接触。

进一步讲，固定环侧表面设有连接孔，支撑杆一端能插入连接孔中。

进一步讲，支撑杆通过顶铁与转轮内壁相接触。

还可以，顶铁包括连接体、及设有连接体上的固定槽，支撑杆一端能固定在固定槽中，连接体为直角三角体，固定槽设在直角三角体的直角处。

进一步讲，支撑杆包括内杆、及套在内杆二端的外杆，外杆能相对内杆滑动。

进一步讲，下补气管上设有减振环，减振环通过连接件连接在转轮内壁上。

还可以，减振环由橡胶制成。

还可以，减振环内设有多个气囊，在气囊上设有压力感应膜，控制器接收压力感应膜数据。

  本发明的优点在于，大型水轮机组下补气管使用了本发明加固装置后，大型水轮机组下补气管的维修周期大大延长，自去年10月在三峡大坝左岸电站更换本发明后，至今末发现脱落的现象。

     在大型水轮机组下补气管设减振环，可以通过减振环的作用吸收下补气管部分振动力量，减轻振动力对下补气管与中补气管连接部位的影响，同时减振环内设有多个气囊，减振环在受下补气管振动时，会不停的改变不同气囊的压力，当下补气管与中补气管连接正常时，不同气囊在振动中的压力值变化是大致相等的，如果下补气管与中补气管连接部分相分离或出现脱落，则而使不同气囊在振动中的压力值变化出现不均匀的变化。

  附图说明

图1为本发明的现有技术方案一。

图2为本发明的现有技术方案二。

图3为本发明的结构示意图。

图4为固定环结构示意图。

图5为图4中A-A断面示意图。

图6为顶铁结构示意图。

图7为支撑杆优选示意图。

图8为减振环结构示意图。

图9为图8的B-B断面示意图。

图10为减振环中电路连接示意图。

如图中，下补气管1、转轮2、中补气管3、固定环4、支撑杆5、连接孔6、顶铁7、连接体8、固定槽9、内杆10、外杆11、连接件12、气囊13、压力感应膜14、减振环15、控制器16。

具体实施例

如图3中，一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，下补气管1设在大型水电机组的转轮2内，下补气管1上端通过法兰与中补气管3连，其特征是：所述悬空装置包括固定环4，固定环4套在下补气管1的下端，支撑杆5重直于固定环4，如图4、5中，固定环4侧表面设有连接孔6，支撑杆5一端能插入连接孔6中，如图6中，顶铁7包括连接体8、及设在连接体8上的固定槽9，支撑杆6一端能固定在固定槽9中，连接体8为直角三角体，固定槽9设在直角三角体的直角处，支撑杆5一端与顶铁7与转轮2内壁相接触、另一端与固定环4相接触，安装时，先将固定环4套在下补气管理体1上，再将支撑杆一端插入连接孔6中（可采用焊接方式连接），另一端上放置在顶铁7的固定槽9中，然后将顶铁7焊接在转轮2的内壁上。

优选的，如图7中，支撑杆5包括内杆10、及套在内杆10二端的外杆11，外杆11能相对内杆10滑动，外杆11能分别插入连接孔6或放入固定槽9，通过调节二个外杆11之间的间距，可以提高或是减少外杆11与固定环4、顶铁9的接触强度，在水电机工作时，通过千斤顶或是液压设备增加二个外杆11之间的距离或是保持二者间距，需要维修时，可以去除二个外杆11之间的支撑力，减少二个外杆11之间的距离，外杆11间距减少固定环4受外力支撑减少，如果下补气管1与中补气管3发生断裂，可以很易发现。

优选的如图8图9中，下补气管3上设有减振环15，减振环15通过连接件12连接在转轮2内壁上，减振环15由橡胶制成，减振环15内设有多个气囊13在气囊13上设有压力感应膜14，如图10中，控制器16接收压力感应膜14数据，压力感应膜14将气囊13实时压力值输入控制器16，控制器16将同一个气囊13的压力值归类存放，并计算出其变化的差值，在相同一断时间内不同气囊13压力值变化是值是相同的，则表明下补气管3与中补气管连接稳定，如果在相同一断时间内不同气囊13压力值变化是值是不相同的，则表明下补气管3与中补气管连接不稳定，会提醒操作人员及时检查连接点。

Claims (8)

1.一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，下补气管（1）设在大型水电机组的转轮（2）内，下补气管（1）上端通过法兰与中补气管（3）连通，其特征是：所述悬空装置包括固定环（4），固定环（4）套在下补气管（1）的下端，支撑杆（5）重直于固定环（4），支撑杆（5）一端与转轮（2）内壁相接触、另一端与固定环（4）相接触。

2.根据权利要求1所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述固定环（4）侧表面设有连接孔（6），支撑杆（5）一端能插入连接孔（6）中。

3.根据权利要求1所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述支撑杆（5）通过顶铁（7）与转轮（2）内壁相接触。

4.根据权利要求3所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述顶铁（7）包括连接体（8）、及设在连接体（8）上的固定槽（9），支撑杆（6）一端能固定在固定槽（9）中，连接体（8）为直角三角体，固定槽（9）设在直角三角体的直角处。

5.根据权利要求1所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述支撑杆(5)包括内杆(10)、及套在内杆(10)二端的外杆(11)，外杆(11)能相对内杆(10)滑动。

6.根据权利要求1所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述下补气管(3)上设有减振环(15)，减振环(11)通过连接件(12)连接在转轮(2)内壁上。

7.根据权利要求6所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述的减振环(15)由橡胶制成。

8.根据权利要求6所述的一种固定大型水电站机组下补气管末端的悬空装置，其特征是：所述的减振环(15)内设有多个气囊(13) 、及在气囊（13）上设有压力感应膜（14），控制器（16）接收压力感应膜（14）数据。