CN106089561A - 大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀，上端盖活塞套(3)安装在上端盖(2)的中心孔内，主衬套(6)安装在阀体(8)的中心孔内，下端盖活塞套(12)安装在下端盖(13)中心孔内，上端盖引导活塞(4)安装在上端盖活塞套(3)的中心孔内，主活塞(7)安装在主衬套(6)的中心孔内。本发明采用两级控制理论，用于实现抽水蓄能机组不同工况紧急关机时第一阶段的不同关闭速率。本阀结构简洁、集成化程度高，大大降低了设计成本，能够实现单阀即可满足抽水蓄能机组双工况紧急关机时第一阶段的不同关闭速率的需要。

Description

大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀
技术领域
本发明涉及一种大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀。
背景技术
常规水轮发电机由于只朝一个方向旋转，所以只存在一种工况紧急关机时第一阶段的关闭速度。抽水蓄能机组由于自身结构的需要，有时俯视顺时针旋转，有时俯视逆时针旋转，要有效的平衡限制机组转速与降低水锤压力两者之间的关系，需要有两种紧急关机时第一阶段的关闭速度。现有的技术方案是使用一个常规机组的主配压阀并联一个可控节流阀来实现，即一种关闭速度只由主配压阀调节，另一种关闭速度是在上一种基础上增加节流阀的调节作用。此种结构不足是元件较为零散，需要的布置尺寸相对较大，设计成本相对较高。
发明内容
本发明的目的是研制一种结构简单、实用性较强的大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀。本发明的技术方案为：一种大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀，上端盖活塞套(3)安装在上端盖(2)的中心孔内，主衬套(6)安装在阀体(8)的中心孔内，下端盖活塞套(12)安装在下端盖(13)中心孔内，上端盖引导活塞(4)安装在上端盖活塞套(3)的中心孔内，主活塞(7)安装在主衬套(6)的中心孔内，下端盖第一控制活塞(10)安装在下端盖活塞套(12)的中心孔内，下端盖第二控制活塞(11)安装在下端盖第一控制活塞(10)的下端，上端盖(2)顶部安装有上端盖活塞套封盖(1)作为封堵，下端盖(13)底部安装有下端盖活塞套挡环(14)及下端盖法兰(15)作为封堵，上端盖活塞套(3)的内侧壁与上端盖引导活塞(4)上端面构成该阀的常压腔(24)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第一控制活塞(10)的下端面构成该阀的一级控制控制腔(22)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第二控制活塞(11)上端面构成该阀的二级控制回油腔(21)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第二控制活塞(11)下端面及下端盖活塞套挡环(14)上端面构成该阀的二级控制控制腔(20)。
以往的主配压阀结构本身只设有一级控制，只能实现单一工况的水轮发电机组紧急关机第一阶段关闭速度的调整，与其相比，此主配压阀增加了二级控制，即在下端盖第一控制活塞(10)外侧增加下端盖第二控制活塞(11)，针对抽水蓄能机组水泵和水轮机两种工况，能够整定出两种均可调节的紧急关机第一阶段关闭速度。
本发明工作原理：通过控制输入到一级控制腔(22)油源的变化，在主活塞(7)两端形成一定的压力差，在压力差的作用下，主活塞(7)上下移动，从而控制水轮机导叶接力器的开启和关闭；通过输入到二级控制腔(20)油源的变化，控制主活塞(7)向下移动的最大位移量，实现水轮发电机紧急关机第一阶段两种关闭速度的整定。
本发明工作过程：一种工况，控制输入到一级控制腔(22)的油源为回油，输入到二级控制腔(20)的油源也为回油，则主活塞(7)向下移动，压力油口(5)与主配关腔(29)(通往导叶接力器关闭腔)相通，主活塞(7)推动下端盖第二控制活塞(11)带动关机行程控制板(16)向下移动，移动至最大位移时的关闭速度即为该工况的紧急关机第一阶段最大关闭速度，移动的最大位移量可通过行程控制板下端的最大关机速度第一调整螺母(17)来调整；另一种工况，控制输入到一级控制腔(22)的油源为回油，输入到二级控制腔(20)的油源为压力油，则主活塞(7)向下移动，压力油口(5)与主配关腔(29)，通往导叶接力器关闭腔相通，主活塞(7)向下移动至下端盖第二控制活塞(11)上端面为止，此时即为该工况紧急关机第一阶段的最大关闭速度，移动的最大位移通过行程控制板上端的最大关机速度第二调整螺母(19)来调整。
本发明的优点是针对抽水蓄能机组水泵和水轮机两种工况紧急停机时，要求以各自最优的第一阶段关闭速度关闭导叶的问题，设计出只用单一阀就可以整定出两种可调节的关闭速率，与以往较为分散的结构相比，大大提高了结构的整体性，也为今后的安装及调试带来了极大的方便。
附图说明
图1双工况调速器主配压阀主剖视图
图2双工况调速器主配压阀右视图
图3双工况调速器主配压阀液压原理图
具体实施方式
如图1所示，大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀，在常规一级控制腔外侧，增加了二级控制腔，主要通过控制输入到二级控制腔油源的变化来实现双工况两种关闭速度的调节，本装置主要包括上端盖活塞套封盖1、上端盖2、上端盖活塞套3、上端盖引导活塞4、主衬套6、主活塞7、阀体8、主衬套挡圈9、下端盖第一控制活塞10、下端盖第二控制活塞11、下端盖活塞套12、下端盖13、下端盖活塞套挡环14、下端盖法兰15、关机行程控制板16、最大关机速度第一调整螺母17、关机侧调整螺杆18、最大关机速度第二调整螺母19、开机侧调节螺杆25、开机行程控制板26、最大开机速度第三调整螺母27及位移检测装置28组成，上端盖活塞套3安装在上端盖2的中心孔内，主衬套6安装在阀体8的中心孔内，下端盖活塞套12安装在下端盖13中心孔内，上端盖引导活塞4安装在上端盖活塞套3的中心孔内，主活塞7安装在主衬套6的中心孔内，下端盖第一控制活塞10安装在下端盖活塞套12的中心孔内，下端盖第二控制活塞11安装在下端盖第一控制活塞10的下端，如图2所示，上端盖2顶部安装有上端盖活塞套封盖1作为封堵，下端盖13底部安装有下端盖活塞套挡环14及下端盖法兰15作为封堵，上端盖活塞套3的内侧壁及上端盖引导活塞4上端面构成该阀的常压腔24，下端盖活塞套12的内侧壁与下端盖第一控制活塞10的下端面构成该阀的一级控制控制腔22，下端盖活塞套12的内侧壁与下端盖第二控制活塞11上端面构成该阀的二级控制回油腔21，下端盖活塞套12的内侧壁与下端盖第二控制活塞11下端面及下端盖活塞套挡环14上端面构成该阀的二级控制控制腔20。
如图3所示，当控制通入一级控制腔22为压力油时，该阀主活塞7在压力差的作用下向上移位，主压力油从压力油口5通过主配开腔30与导叶接力器开腔连通，控制导叶接力器开起，最快开启速度由最大开机速度第三调整螺母27调节；当控制通入一级控制腔22为回油时，该阀主活塞7在压力差的作用下向下移位，主压力油从压力油口5通过主配关腔29与导叶接力器关腔连通，控制导叶接力器关闭，这也是常规主配压阀控制导叶开关的原理。但要整定抽水蓄能机组两种工况紧急关机第一阶段不同的关闭速度，还要依靠下端盖第二控制活塞11，即通过控制输入到二级控制腔20的油源为压力油或者为回油，来控制下端盖第二控制活塞11移动到不同的稳定位置，从而对主配压阀的关闭行程起到不同的限制作用，继而引起主配关腔29通流面积的变化，最终实现对抽水蓄能机组两种工况紧急关机时第一阶段的不同关闭速率的调整。
即第一种工况：控制输入到一级控制腔22为回油，输入到二级控制腔20为压力油时，下端盖第二控制活塞11在压力差的作用下向上移动，直到关机行程控制板16被最大关机速度第二调整螺母19限制住，移动的限位位置可通过最大关机速度第二调整螺母19来调节；此时主活塞7在常压腔24和一级控制腔22压力差的作用下向下移动，当主活塞7推动下端盖第一控制活塞10接触下端盖第二控制活塞11时，由于二级控制腔20的有效面积大于常压腔24的有效面积，主活塞7不会再下移了，此时即为此种工况的紧急关机第一阶段关闭速度的主配压阀整定位置。
第二种工况：控制输入到一级控制腔22为回油，输入到二级控制腔20也为回油时，下端盖第二控制活塞11两侧没有压力差，下端盖第二控制活塞11在自身重力作用下向下移动，直到关机行程控制板16被最大关机速度第一调整螺母17限制住，而主配压阀主活塞7在常压腔24和一级控制腔22压力差的作用下向下移动，当主活塞7推动下端盖第一控制活塞10接触下端盖第二控制活塞11时，主活塞7不能继续下移，移动的限位位置可通过最大关机速度第一调整螺母17来调节，此时即为此种工况的紧急关机第一阶段关闭速度的主配压阀整定位置。
综上所述，主压力油口5和主回油口23油源分别来自调速系统中油压装置的压力油和回油，如图2所示，主配关闭腔29和主配开启腔30直接通往抽水蓄能机组导叶接力器的关闭腔和开启腔，常压腔24和二级控制回油腔21分别为调速器主配压阀的两级控制中的常压腔和回油腔，一级控制腔22和二级控制腔20分别为调速器主配压阀的两级控制的控制腔，针对抽水蓄能机组的水泵工况和水轮机工况，通过对一级控制腔22输入油源种类的控制，即可实现通过主配压阀开启和关闭机组导叶接力器的功能；通过对二级控制腔20输入油源种类的控制，即可实现对两种工况机组紧急停机第一阶段不同关闭速率的整定。

Claims (1)

1.一种大型抽水蓄能机组双工况调速器主配压阀，其特征是：上端盖活塞套(3)安装在上端盖(2)的中心孔内，主衬套(6)安装在阀体(8)的中心孔内，下端盖活塞套(12)安装在下端盖(13)中心孔内，上端盖引导活塞(4)安装在上端盖活塞套(3)的中心孔内，主活塞(7)安装在主衬套(6)的中心孔内，下端盖第一控制活塞(10)安装在下端盖活塞套(12)的中心孔内，下端盖第二控制活塞(11)安装在下端盖第一控制活塞(10)的下端，上端盖(2)顶部安装有上端盖活塞套封盖(1)作为封堵，下端盖(13)底部安装有下端盖活塞套挡环(14)及下端盖法兰(15)作为封堵，上端盖活塞套(3)的内侧壁与上端盖引导活塞(4)上端面构成该阀的常压腔(24)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第一控制活塞(10)的下端面构成该阀的一级控制控制腔(22)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第二控制活塞(11)上端面构成该阀的二级控制回油腔(21)，下端盖活塞套(12)的内侧壁与下端盖第二控制活塞(11)下端面及下端盖活塞套挡环(14)上端面构成该阀的二级控制控制腔(20)。
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