CN216848562U - 用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了涉及用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，混流式机组供水领域，包括第一供水管路、第二供水管路、检测单元、现地控制单元和远程控制终端；检测单元用于检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况，现地控制单元用于判断混流式机组的工作状态以及控制混流式机组中第一供水管路和第二供水管路的供水与否；通过两条供水管路的设置，根据检测单元检测到检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况，控制由哪一条供水管路对冷却器进行供水，有效的保证了冷却器的正常供水需求，同时也避免了长时间的水泵供水造成冷却器的堵塞。

Description

用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置

技术领域

本实用新型涉及混流式机组供水领域，尤其涉及一种用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置。

背景技术

水电厂技术供水主要用于发电机的推力轴承、导轴承、空气冷却器、水轮机导轴承、主变压器的冷却。在混流式水轮发电机组中，利用水轮机上冠梳齿密封处的压力水作为机组的技术供水水源，简称顶盖供水；主要应用于国内外中高水头电站混流式水轮机组。现国内水电站技术供水采用的有水泵供水、循环水池供水、蜗壳供水、顶盖供水等几种方式，目前技术上虽然有采用供水采用水泵供水+顶盖供水这种供水方式的电站，但是由于顶盖供水水压随机组负荷变动而波动较大，机组在空转和低负荷时水压不够，空转和低负荷运行时导叶开度较低，通过梳齿密封处的水流较小，供水压力及流量均不能满足供水需要，因此将水泵供水作为主用水源；顶盖供水作为备用水源，但是水泵供水取水源多选择为机组尾水，在汛期水质较差，滤水器和冷却器阻塞时有发生，需要维护人员频繁清理滤水器或采用冷却器倒水方式才能勉强满足供水需要。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题设计了一种用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，包括：

第一供水管路；第一供水管路通过从机组尾水向混流式机组的冷却器供水；

第二供水管路；第二供水管路用于从顶盖向混流式机组的冷却器供水；

检测单元；检测单元用于检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况；

现地控制单元；现地控制单元用于判断混流式机组的工作状态以及控制混流式机组中第一供水管路和第二供水管路的供水与否，检测单元的数据信号输出端与连接现地控制单元的数据信号输入端，现地控制单元的控制信号输出端分别与第一供水管路和第二供水管路的控制信号输入端连接；

远程控制终端；远程控制终端的信号端与现地控制单元的信号端连接。

本实用新型的有益效果在于：通过两条供水管路的设置，根据检测单元检测到检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况，当顶盖供水足以满足机组冷却器的用水需求时，控制采用第二供水管路对冷却器进行供水，即可以保证冷却器的正常供水需求，同时也避免了长时间的水泵供水造成冷却器的堵塞。

附图说明

图1是本实用新型用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置的结构示意图；

图2是本实用新型用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置的控制示意图；

图3是本实用新型用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置的控制流程图；

其中相应的附图标记为：

DF1-第一电动阀，SF1-第一手动阀，DF2-第二电动阀，SF2-第二手动阀，DF3-第三电动阀，SF3-检修阀，SF4-第三手动阀，XYF-泄压阀，P1、P2、P3、P4-压力变送器，PK-顶盖排水压力开关，SL1、SL2-示流信号器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，包括：

第一供水管路；第一供水管路通过从机组尾水向混流式机组的冷却器供水；

第二供水管路；第二供水管路用于从顶盖向混流式机组的冷却器供水；

检测单元；检测用于检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况；

现地控制单元；现地控制单元用于判断混流式机组的工作状态以及控制混流式机组中第一供水管路和第二供水管路的供水与否，检测单元的数据信号输出端与连接现地控制单元的数据信号输入端，现地控制单元的控制信号输出端分别与第一供水管路和第二供水管路的控制信号输入端连接；

远程控制终端；远程控制终端的信号端与现地控制单元的信号端连接。

检测单元包括两个示流信号器和开度检测件，两个示流信号器分别用于检测第一供水管路和第二供水管路的水流信号，开度检测件用于检测混流式机组中水轮机的导叶开度。

第一供水管路包括水泵、第一逆止阀和第一电动阀DF1，水泵、第一逆止阀和第一电动阀DF1依次串联，水泵的进水口为第一供水管路的进水口。

第二供水管路包括第二电动阀DF2和第二逆止阀，逆止阀的进水口和出水口分别与第二电动阀DF2的出水口和冷却器的进水口连通。

供水装置还包括两个压力检测件和卸压管路，两个压力检测件分别用于检测冷却器进水压力和顶盖排水压力，卸压管路用于顶盖的卸压，卸压管路包括第三电动阀DF3和泄压阀XYF，第三电动阀DF3与泄压阀XYF并联，现地控制单元的控制信号输出端与第三电动阀DF3的控制信号输入端连接，第一逆止阀和第二逆止阀分别位于用于检测冷却器进水压力的压力检测件的两端。

用于检测冷却器进水压力的压力检测件包括三个压力变送器，三个压力变送器安装在供水干管上，用于检测顶盖排水压力的压力检测件包括一个压力变送器。

第一供水管路还包括第一手动阀SF1，第二供水管路还包括第二手动阀SF2，卸压管路还包括第三手动阀SF4和第四手动阀，第三手动阀SF4的出水口分别与第三电动阀DF3与泄压阀XYF的进水口连通，第三电动阀DF3与泄压阀XYF的出水口均与第四手动阀的进水口连通。

开度检测件为拉绳式位移传感器。

供水装置还包括电动四通换向阀，电动四通换向阀的进水口分别与第一供水管路和第二供水管路的出水口连通，电动四通换向阀的两个开口分别与冷却器的进、出水口连通，电动四通换向阀的出水口用于排出冷却器的出水至机组尾水。

本实用新型用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置的工作原理如下：

启动前，第一电动阀DF1和第二电动阀DF2关闭、第三电动阀DF3开启，第一手动阀SF1、第二手动阀SF2、第三手动阀SF4和第四手动阀开启，控制四通换向阀使得冷却器两端开口中的一端作为进水口，另一端作为出水口，并设置导叶开度阈值、变频器休眠阈值、变频器唤醒阈值和泄压阀XYF自动卸压阈值；通过远程控制终端启动混流式机组，此时现地控制单元控制第一电动阀DF1和水泵开启，水泵从机组尾水抽取水源并通过第一供水管路将水源运输至冷却器，经过冷却器后的水源再次返回到机组尾水，在此过程中拉绳式位移传感器一直监测混流式机组中水轮机的导叶开度，且变频器控制水泵一直以恒压的状态给冷却器提供冷却水源；

当检测到混流式机组中水轮机的导叶开度大于30％时，控制水泵供水的第一电动阀DF1仍然维持开启，全开顶盖供水的第二电动阀DF2，第三电动阀DF3根据用于顶盖排水压力状态缓慢关闭，同时水泵的运行频率会随着第三电动阀DF3的关闭而降低，当达到变频器休眠阈值时，水泵停止运行；冷却器的冷却水源完全由顶盖进行供给，完成水泵供水至顶盖供水的无扰动切换；

当现地控制单元通过接收到的信号判断出现“导叶开度<25％”、“第三电动阀DF3开度<20％且用冷却器进水压力<0.35Mpa”、“顶盖排水压力>0.45Mpa或顶盖排水压力开关PK动作”“顶盖供水异常(示流信号器SL2输出水流中断信号)”任一信号满足时，现地控制单元控制第一电动阀DF1开启、第三电动阀DF3根据顶盖排水压力缓慢开启，当顶盖排水压力持续降低至变频器唤醒阈值时，水泵启动，随着第三电动阀DF3的逐渐开启变频器频率也持续增加，直到第三电动阀DF3全开后关闭第二电动阀DF2，冷却器的冷却水源完全由水泵供给，完成顶盖供水至水泵供水模式的无扰动切换。机组停机后，水泵停止，水泵供水第一电动阀DF1关闭，各阀位恢复至下次启动前的状态。

通过调节第一电动阀DF1、第二电动阀DF2和第三电动阀DF3的开度来实现水泵供水与顶盖供水的协联控制，第一手动阀SF1、第二手动阀SF2、第三手动阀SF4和第四手动阀起到供水模式的手动切换及在检修相关阀件管路时起隔离作用，在自动协联供水时各手动阀门状态为全开；与第三电动阀DF3并联设置泄压阀XYF对顶盖水压形成了过高保护的机械手段，安装在顶盖排水管路中的变送器P4和顶盖排水压力开关PK顶盖水压形成了过高保护的电气手段；通过三个变送器P1、P2和P3检测供水压力，且采用3取1用作协联控制的反馈信号使用；通过两个示流信号器监视水流信号，在流量中断时实现供水模式的切换监测，水泵运行采用变频器PID进行恒压控制，通过改变水泵的频率来实现压力调节，启用休眠-唤醒功能实现水泵的快速反应。

对比传统采用水泵供水与顶盖供水的电站，采用协联控制后，能有效解决顶盖供水时水压随负荷波动的问题，同时顶盖排水电动阀与泄压阀XYF并行布置与压力开关PK和压力传感器P4，在保护作用上形成了机械与电气的双重保护，也从根本上的降低了顶盖水压高对机组的影响；在混流式机组稳定时，切换为顶盖供水，由于顶盖水需要经过转轮与顶盖之间的梳齿密封，二者之间间隙很小，可以实现冷却水源的过滤作用，可保证冷却水源的水质。

Claims (9)

1.用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，包括：

第一供水管路；第一供水管路通过从机组尾水向混流式机组的冷却器供水；

第二供水管路；第二供水管路用于从顶盖向混流式机组的冷却器供水；

检测单元；检测单元用于检测混流式机组、第一供水管路和第二供水管路的工作情况；

现地控制单元；现地控制单元用于判断混流式机组的工作状态以及控制混流式机组中第一供水管路和第二供水管路的供水与否，检测单元的数据信号输出端与连接现地控制单元的数据信号输入端，现地控制单元的控制信号输出端分别与第一供水管路和第二供水管路的控制信号输入端连接；

远程控制终端；远程控制终端的信号端与现地控制单元的信号端连接。

2.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，检测单元包括两个示流信号器和开度检测件，两个示流信号器分别用于检测第一供水管路和第二供水管路的水流信号，开度检测件用于检测混流式机组中水轮机的导叶开度。

3.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，第一供水管路包括水泵、第一逆止阀和第一电动阀，水泵、第一逆止阀和第一电动阀依次串联，水泵的进水口为第一供水管路的进水口。

4.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，第二供水管路包括第二电动阀和第二逆止阀，逆止阀的进水口和出水口分别与第二电动阀的出水口和冷却器的进水口连通。

5.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，供水装置还包括两个压力检测件和卸压管路，两个压力检测件分别用于检测冷却器进水压力和顶盖排水压力，卸压管路用于顶盖的卸压，卸压管路包括第三电动阀和泄压阀，第三电动阀与泄压阀并联，现地控制单元的控制信号输出端与第三电动阀的控制信号输入端连接。

6.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，用于检测冷却器进水压力的压力检测件包括三个压力变送器，三个压力变送器串联，用于检测顶盖排水压力的压力检测件包括一个压力变送器。

7.根据权利要求5所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，第一供水管路还包括第一手动阀，第二供水管路还包括第二手动阀，卸压管路还包括第三手动阀和第四手动阀，第三手动阀的出水口分别与第三电动阀与泄压阀的进水口连通，第三电动阀与泄压阀的出水口均与第四手动阀的进水口连通。

8.根据权利要求2所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，开度检测件为拉绳式位移传感器。

9.根据权利要求1所述的用于中高水头混流式机组中冷却器的供水装置，其特征在于，供水装置还包括电动式四通换向阀，电动式四通换向阀的进水口分别与第一供水管路和第二供水管路的出水口连通，电动式四通换向阀的两个开口分别与冷却器的两端开口连通，电动式四通换向阀的出水口用于排出冷却器的出水至机组尾水。

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