CN111441896A - 一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统及方法，该系统中，进水主阀上游的进水主管与泄水管之间通过支管连通设置，支管上设置有水击阀，水击阀的阀前和阀盖腔通过水力控制管路相连通，且水力控制管路上还设置有高压导阀，水击阀上引出有泄压管，泄压管的引出至集水沟或集水井，且泄压管上设置有电磁导阀，水击阀的上游处设置有用于检测水压的压力传感器，压力传感器和电磁导阀均与电气控制箱相连。将具有双重防护功能的水击阀应用在长引水系统的水电站中，设置水击阀通过水力自动控制系统及电子自动控制系统进行水力过渡过程压力升高防护，简单可靠，克服了现有技术的不足。属于水电站防护技术领域。

Description

一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统及方法
技术领域
本发明涉及一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统及方法，属于水电站防护技术领域。
背景技术
从水力学或流体力学角度考虑，管道内液体的流动状态可分为稳定和不稳定两大类。当水流状态从一种稳定状态变为另一种稳定状态时，其中间的不稳定流态称为过渡过程或瞬变流。
水电站为了达到安全、经济及优化运行的目的，都要不断改变它们的运行工况，如甩负荷或增负荷。这必然会引起各种各样复杂工况的过渡过程，引起系统中管道压力、流量或水位的剧烈变化，机组的转速、蜗壳压力及尾水管真空也会剧烈变化，造成引水系统和机组的破坏；水位的剧烈变化，可能出现溢流或脱空，对工程造成十分严重的破坏及安全隐患。
在长压力引水系统水电站中设置调压井、调压阀是预防机组甩负荷引起的蜗壳压力上升的一种安全措施。当压力引水管道ΣLV/H大于15～30时，需设置压力泄放设施，调压井土建工程量较大，工期较长，采用调压阀节约投资、缩短工期，但目前水电站通常采用的调压阀结构简单，控制系统采用全液压控制和操作，通过安装在调速器内的特殊主配压阀等元件同时控制和操作导叶接力器及调压阀。如调速器主接力器容积与调压阀接力器容积差过大、主配压阀活塞盘搭叠两计算不准确、调速器与调压阀距离较长、液压系统集气等，均可能造成调压阀拒动、误动的情况发生，因此可靠性低，限制因素多，应用并不广泛。
发明内容
本发明提供一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统及方法，将具有双重防护功能的水击阀应用在长引水系统的水电站中，设置水击阀通过水力自动控制系统及电子自动控制系统进行水力过渡过程压力升高防护，简单可靠，克服了现有技术的不足。
为解决上述问题，拟采用这样一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统，包括水轮发电机组和匹配水轮发电机组设置的进水主管和泄水管，进水主管的上游端和泄水管的下游端分别引至电站的上游和下游河道，进水主管上设置有进水主阀，进水主阀上游的进水主管与泄水管之间还通过支管连通设置，支管上设置有水击阀，水击阀的阀前和阀盖腔通过水力控制管路相连通，且水力控制管路上还设置有高压导阀，水击阀上引出有泄压管，泄压管的引出至集水沟或集水井，且泄压管上设置有电磁导阀，水击阀的上游处设置有用于检测水压的压力传感器，压力传感器和电磁导阀均与电气控制箱相连。
利用上述系统的泄压方法如下：
使用时，当上游侧压力值达到第一设定压力值时，高压导阀开启进行自动泄水，一旦水力过渡过程出现水击压力过高的情况，导致高压导阀动作失灵，出现水击压力继续上升的情况，直至水击压力升至第二设定压力值时，压力传感器将反馈压力超高信号给电气控制箱，电气控制箱操作电磁导阀开启，并快速释放阀盖腔内的压力水，可根据厂房布置将压力水排至集水沟或集水井，从而使得水击阀打开，当压力下降，压力传感器将反馈压力信号给电气控制箱，电气控制箱操作电磁导阀关闭，使得阀前进入水击阀阀盖腔的水流不能流走，形成关阀压力，水击阀再回到正常的关闭状态。
现有的水电站调压阀结构简单，采用全液压控制和操作，通过安装在调速器内的特殊主配压阀等元件同时控制和操作导叶接力器及调压阀，如调速器主接力器容积与调压阀接力器容积差过大、主配压阀活塞盘搭叠两计算不准确、调速器与调压阀距离较长、液压系统集气等，均可能造成调压阀拒动、误动的情况发生，因此可靠性低，限制因素多。本发明采用具有双重防护功能的水击阀，具有两道高压压力防护功能和两种可靠的控制系统，第一高压采用水力自动控制系统开启泄水，当水力自动控制系统由于高压导阀等原因不能操作水击阀关闭时，电站引水系统压力持续升高，当压力达到设置的第二压力值时，电子自动控制系统操作水击阀开启泄压，实现双重保护；在第一设置压力值时，水击阀由水力自动控制系统开启，其操作流程简单，故障点少；在第二设置压力值时，水击阀由电子自动控制系统开启，电子自动控制系统外接可靠电源，并采用双电源供电，互为备用，保证其可靠性；水击阀的开启方式不与调速器联动，不受其他条件限制，可靠性高；水击阀应用在水电站消除水力过渡过程压力升高，相对于采用调压井具有枢纽布置简单、施工方便、减少占地、节约投资的优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中水击阀处的局部放大图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
参照图1和图2，本实施例提供一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统，包括水轮发电机组1和匹配水轮发电机组1设置的进水主管2和泄水管3，进水主管2的上游端和泄水管3的下游端分别引至电站的上游和下游河道，进水主管2上设置有进水主阀4，进水主阀4上游的进水主管2与泄水管3之间还通过支管5连通设置，支管5上设置有水击阀6，水击阀6的阀前和阀盖腔通过水力控制管路7相连通，且水力控制管路7上还设置有高压导阀8，水击阀6上引出有泄压管9，泄压管9的引出至集水沟或集水井，且泄压管9上设置有电磁导阀10，水击阀6的上游处设置有用于检测水压的压力传感器11，压力传感器11和电磁导阀10均与电气控制箱12相连，电气控制箱12外接可靠电源，并采用双电源供电，互为备用。
水电站压力防护系统的泄压方法如下：
使用时，当上游侧压力值达到第一设定压力值时，高压导阀8开启进行自动泄水，一旦水力过渡过程出现水击压力过高的情况，导致高压导阀8动作失灵，出现水击压力继续上升的情况，直至水击压力升至第二设定压力值时，压力传感器11将反馈压力超高信号给电气控制箱12，电气控制箱12操作电磁导阀10开启，并快速释放阀盖腔内的压力水，可根据厂房布置将压力水排至集水沟或集水井，从而使得水击阀6打开，当压力下降，压力传感器11将反馈压力信号给电气控制箱12，电气控制箱12操作电磁导阀10关闭，使得阀前进入水击阀6阀盖腔的水流不能流走，形成关阀压力，水击阀6再回到正常的关闭状态。
支管5与水击阀6的口径由水电站的水力过渡过程需泄放的最大流量确定，具有两道高压压力防护功能和两种可靠的控制系统，当上游侧压力值达到第一设定压力值，则采用水力自动控制系统开启泄水，即采用高压导阀8进行自动泄水，当水力自动控制系统由于高压导阀8等原因不能操作水击阀6关闭时，电站引水系统压力持续升高，当压力达到第二设定压力值时，电子自动控制系统操作水击阀6开启泄压，即电气控制箱12内的控制单元控制电磁导阀10打开，为上游泄压，实现双重保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种水电站消除水力过渡过程压力升高的系统，包括水轮发电机组(1)和匹配水轮发电机组(1)设置的进水主管(2)和泄水管(3)，进水主管(2)的上游端和泄水管(3)的下游端分别引至电站的上游和下游河道，进水主管(2)上设置有进水主阀(4)，其特征在于：进水主阀(4)上游的进水主管(2)与泄水管(3)之间还通过支管(5)连通设置，支管(5)上设置有水击阀(6)，水击阀(6)的阀前和阀盖腔通过水力控制管路(7)相连通，且水力控制管路(7)上还设置有高压导阀(8)，水击阀(6)上引出有泄压管(9)，泄压管(9)的引出至集水沟或集水井，且泄压管(9)上设置有电磁导阀(10)，水击阀(6)的上游处设置有用于检测水压的压力传感器(11)，压力传感器(11)和电磁导阀(10)均与电气控制箱(12)相连。
2.利用权利要求1所述系统消除水力过渡过程压力升高的方法，其特征在于，具体方法如下：
使用时，当上游侧压力值达到第一设定压力值时，高压导阀(8)开启进行自动泄水，一旦水力过渡过程出现水击压力过高的情况，导致高压导阀(8)动作失灵，出现水击压力继续上升的情况，直至水击压力升至第二设定压力值时，压力传感器(11)将反馈压力超高信号给电气控制箱(12)，电气控制箱(12)操作电磁导阀(10)开启，并快速释放阀盖腔内的压力水，从而使得水击阀(6)打开，当压力下降，压力传感器(11)将反馈压力信号给电气控制箱(12)，电气控制箱(12)操作电磁导阀(10)关闭，使得阀前进入水击阀(6)阀盖腔的水流不能流走，形成关阀压力，水击阀(6)再回到正常的关闭状态。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112031981A (zh) * 2020-09-18 2020-12-04 张宏杰 一种发电机大轴补气管排水系统
CN113586314A (zh) * 2021-08-02 2021-11-02 长江勘测规划设计研究有限责任公司 利用火电站直接空冷凝结水水头压能的发电系统
CN115341515A (zh) * 2022-09-01 2022-11-15 中国长江电力股份有限公司 一种适用于带背压技术供水系统的泄压装置及控制方法

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