CN202451360U - 一种水轮机蜗壳调压阀 - Google Patents

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杨远生
刘卫亚
张振中
张中亚
许庆进
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Abstract

本实用新型涉及一种水轮机蜗壳调压阀，在泄水流道内的中心管道尾端同轴外套一阀套，在阀套上对称固装有两个同轴向的拉杆，该两个拉杆固装在泄水流道外所安装的叉杆两侧下端所固装的固定座上，叉杆带动两个拉杆水平导向运行而使阀套在中心管道上同轴位移。本调压阀采用机械协联全液控型式，水平进水，水平出水，过流能力大，且所需操作力小，系统采用差压式液控方式，动作准确，安全可靠，能更好地实现与水轮机调速系统的协联运行，满足水电站调节保证的要求。

Description

一种水轮机蜗壳调压阀
技术领域：
本实用新型属于阀类领域，涉及水电站的螺壳系统，特别涉及一种水轮机蜗壳调压阀。
背景技术：
我国水利资源丰富，而且在目前的情况下，开发高水头和长引水管电站比较多，而高水头或长有压引水系统电站在甩负荷运行过程中会引起管道水压上升和机组速率上升，如果电站的调速-调压系统调节不利，会直接影响到水电站的安全运行及水电的电能质量，甚至会导致管路破裂，酿成机毁人亡的惨剧。电站通常是设置调压井来限制引水系统的水压上升率，但是，调压井土建投资大，建设周期长，若有地质条件的限制，设置调压井就更加困难。因此，采用新型的调速-调压联动系统替代原来的调压井，即可实现机组日常运行的调节任务，又保证了甩负荷运行时的调节品质，且该系统价格便宜，节约大于50％的投资成本，生产周期短，安装布置简单方便；同时，调压井设置在户外，对引水管路中途的局部环境有一定程度的毁坏，而调压系统设置在电站厂房内，不会对环境有任何影响。所以用调压阀代替调压井无论是在施工周期、运行可靠性上都是理想的选择。它将满足水电站对调节保证的要求，改善电站运行条件，从而加快我国水电建设的步伐及水电发电的电能质量，为国民经济的快速发展做出贡献。
调压阀以往也称空放阀，早在三十年代就已经出现，解放前我国东北的镜泊湖电站就装有日本的调压阀，解放后1965年我国制造了第一台调压阀，安装在广西澄碧河水电站。但国内调压阀通径比较小，过流能力有限，现场调试过程复杂，非专业人员难以胜任，尤其是无法实现同水轮机调速系统的协联运行，调节时滞较大，满足不了电站调节保证的要求。如果想要开发出新型的调速-调压联动系统，必须改变原来调压阀的老结构，使之与调速系统协联匹配。成功开发一套新型的调速-调压联动系统不仅要很多的资金投入和较长的研发周期，更需要有长期的技术积累和高素质的专门人才，这使得国内绝大部分生产厂家没有资金或能力研发新型系统。
实用新型内容：
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种结构新颖、设计科学的水轮机蜗壳调压阀。
本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
一种水轮机蜗壳调压阀，该调压阀的中心管道与蜗壳连通，该中心管道的尾端安装在调压阀的泄水流道内，其特征在于：在泄水流道内的中心管道尾端同轴外套一阀套，在阀套上对称固装有两个同轴向的拉杆，该两个拉杆固装在泄水流道外所安装的叉杆两侧下端所固装的固定座上，叉杆带动两个拉杆水平导向运行而使阀套在中心管道上同轴位移；
在叉杆上端中部固装有一立板，在该立板的上端铰装接力器油缸的活塞杆，在该活塞杆下方的该立板上铰装一连杆的一端，该连杆的另一端铰装在一摆转臂的一端，摆转臂的中部铰装在基础上，该摆转臂的另一端铰装在推拉杆的一端，该推拉杆的另一端铰装在一导叶控制盘的上端，该阀盘的上、下两端分别铰装在两个液压连锁油缸活塞杆上。
而且，所述泄水流道上制有一工艺安装孔，在泄水流道上还制有一通气孔。
而且，所述接力器油缸铰装在基础上并由阀门组控制动作，该阀门组由截止阀V1、截止阀V2、截止阀V3、截止阀V4、截止阀V5及节流阀V6、单向阀V7构成，截止阀V5控制压力油的进油管道，截止阀V1、截止阀V2分别控制接力器油缸的进油，截止阀V3、截止阀V4分别控制接力器油缸的回油，节流阀V6、单向阀V7分别连接接力器油缸的回油并控制其位移速度。
本实用新型的优点和有益效果为：
1、本调压阀采用协联全液控型式，水平进水，水平出水，过流能力大，且所需操作力小，系统采用差压式液控方式，动作准确，安全可靠，能更好地实现与水轮机调速系统的协联运行，满足水电站调节保证的要求。
2、本调压阀当机组甩负荷且在机组导叶快速关闭的同时可快速开启，将机组关闭时需减少的流量从调压阀排出，待机组关闭后再缓慢关闭调压阀，从而限制水电站引水系统的水锤压力值的升高；另一方面，由于机组仍然是快速关闭，从而保证了机组速率上升值限制在允许范围内。
3、本调压阀的控制系统要求迟滞时间小，动作准确，即使在调压阀自动运行失灵时也可通过手动方式将其开启或关闭，保证引水系统的压力升高值在允许的范围内，调压阀的阀门组能保证调压阀安全可靠、灵敏稳定地动作。
4、本调压阀整体结构简单，设计科学合理，协联性好，时滞小，现场调试简单。
附图说明：
图1为本实用新型的立体结构示意图。
具体实施方式：
下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。
一种水轮机蜗壳调压阀，安装在水轮机蜗壳的进水处，调压阀的中心管道10与蜗壳(图中没有示出)连通，该中心管道的尾端安装在调压阀的泄水流道8内。
所述泄水流道上制有一工艺安装孔6，用于安装或者修理出水池内的调压阀部件；在泄水流道上还制有一通气孔7，以使大气能均匀的直接进入调压阀的泄水流道内。
在泄水流道内的中心管道尾端同轴外套一阀套9，通过该阀套的轴向位移，可打开或者关闭中心管道尾端的泄水孔(没有标号)。在阀套上对称固装有两个同轴向的拉杆5，该两个拉杆固装在泄水流道外所安装的叉杆3两侧下端所固装的固定座4上，叉杆带动两个拉杆水平导向运行，从而使阀套在中心管道上同轴位移。
在叉杆上端中部固装有一立板2，在该立板的上端铰装接力器油缸Y1的活塞杆，在该活塞杆下方的该立板上铰装一连杆1的一端，该连杆的另一端铰装在一摆转臂11的一端，摆转臂的中部铰装在基础上，该摆转臂的另一端铰装在推拉杆12的一端，该推拉杆的另一端铰装在一导叶控制盘13的上端，该阀盘的上、下两端分别铰装在两个液压连锁油缸Y2、Y3的活塞杆上。
接力器油缸铰装在基础上并由阀门组控制动作，该阀门组由截止阀V1、V2、V3、V4、V5及节流阀V6、单向阀V7构成，V5控制压力油的进油管道，V1、V2分别控制接力器油缸的进油，V3、V4分别控制接力器油缸的回油，节流阀V6、单向阀V7分别连接接力器油缸的回油并控制其位移速度。
本调压阀的布置方式为卧式布置，水平进水且水平出水，直接排至尾水。
当机组甩负荷导叶快速关闭时，阀套在水轮机导水机构作用下通过连杆迅速打开，从而使压力管道内的水直接排向尾水，限制了引水系统的压力上升。
本实用新型的工作原理为：
1.自动运行(阀门V2、V3、V5处于常开状态，V1、V4处于常闭状态)
当机组事故停机或甩负荷时，两个液压连锁油缸Y2、Y3通过推拉杆、连杆、推拉臂控制叉杆，此时控制接力器Y1无杆腔的油在节流阀V6的作用下来不及排向平衡油箱，致使控制接力器Y1与叉杆铰接处形成支点，叉杆带动拉杆、阀套向左移动，阀口被打开，引水系统中的水通过大支座排向尾水，从而限制了引水系统的压力上升。
当事故停机或甩负荷过程完成后，水轮机导水机构不动，连杆与叉杆铰接处形成支点，在压力油的作用下，控制接力器活塞向左移动，无杆腔的油通过节流阀V6流向平衡油箱，叉杆带动拉杆、阀套向右移动，阀口被关闭。
当机组正常减负荷时，调速器主配压阀向关闭方向动作，操作导水机构接力器向关闭方向移动，在压力油的作用下，控制接力器活塞向左移动，无杆腔的油通过节流阀V6流向平衡油箱，叉杆带动拉杆、阀套保持向右移动趋势，阀套保持关闭位置不变。
当机组开机或增负荷时，调速器主配压阀向开启方向动作，操作导水机构接力器向开启方向移动，通过推拉杆、连杆、推拉臂控制叉杆，在压力油的作用下，阀套保持关闭位置不变。
2.手动运行(阀门V5处于常开状态)
若需调压阀手动关闭，则阀门V1、V4关闭，阀门V2、V3开启；若需调压阀打开，则阀门V1、V4开启，阀门V2、V3关闭。通过调整阀门V6来调节控制接力器活塞的移动速度，从而达到调整调压阀开启和关闭时间的目的。
本实用新型解决问题的关键点包括：
A.通过采用液压联动控制方式，提高调压阀动作准确性和安全性。
B.采用滑套式新型结构，提高调压阀的过流能力。
C.将调压阀与调速器机械联锁，让导叶的动作与调压阀的动作准确协联，减小滞后时间，缓解管道水压上升率，保护电站设备安全。

Claims (3)

1.一种水轮机蜗壳调压阀，该调压阀的中心管道与蜗壳连通，该中心管道的尾端安装在调压阀的泄水流道内，其特征在于：在泄水流道内的中心管道尾端同轴外套一阀套，在阀套上对称固装有两个同轴向的拉杆，该两个拉杆固装在泄水流道外所安装的叉杆两侧下端所固装的固定座上，叉杆带动两个拉杆水平导向运行而使阀套在中心管道上同轴位移；
在叉杆上端中部固装有一立板，在该立板的上端铰装接力器油缸的活塞杆，在该活塞杆下方的该立板上铰装一连杆的一端，该连杆的另一端铰装在一摆转臂的一端，摆转臂的中部铰装在基础上，该摆转臂的另一端铰装在推拉杆的一端，该推拉杆的另一端铰装在一导叶控制盘的上端，该阀盘的上、下两端分别铰装在两个液压连锁油缸活塞杆上。
2.根据权利要求1所述的水轮机蜗壳调压阀，其特征在于：所述泄水流道上制有一工艺安装孔，在泄水流道上还制有一通气孔。
3.根据权利要求1所述的水轮机蜗壳调压阀，其特征在于：所述接力器油缸铰装在基础上并由阀门组控制动作，该阀门组由截止阀V1、截止阀V2、截止阀V3、截止阀V4、截止阀V5及节流阀V6、单向阀V7构成，截止阀V5控制压力油的进油管道，截止阀V1、截止阀V2分别控制接力器油缸的进油，截止阀V3、截止阀V4分别控制接力器油缸的回油，节流阀V6、单向阀V7分别连接接力器油缸的回油并控制其位移速度。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102536619A (zh) * 2012-01-06 2012-07-04 天津电气传动设计研究所 一种水轮机蜗壳调压阀
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