CN217558853U - 一种用于水力发电机组的冗余制动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水力发电机组的冗余制动系统，涉及水力发电设备技术领域；用于水力发电机组的冗余制动系统，包括：制动闸，用于对水力发电机组进行制动；主制动电磁阀，用于控制压力流体驱动所述制动闸制动，且适配有主制动压力介质接口；紧急制动电磁阀，与所述主制动电磁阀的介质流出口串联，且至少设置有一个，并适配有紧急制动压力介质接口；反充电磁阀，与所述主制动电磁阀并联，用于控制压力流体驱动所述制动闸复位。本实用新型采用至少两个制动电磁阀串联，在正常制动功能失效或机组停机状态下发生蠕动时，可立即投入紧急制动，提高了制动系统的可靠性、增加了机组制动系统的冗余度，以确保水力发电机组安全运行。

Description

一种用于水力发电机组的冗余制动系统

技术领域

本实用新型涉及水力发电设备技术领域，具体涉及一种用于水力发电机组的冗余制动系统。

背景技术

电力是工业生产和日常生活应用的重要能源之一，随着不可再生资源的日益减少，水力发电的优越性日益显示。一般情况下，水力发电机组均设有自动制动系统，而随着机组控制无人值班少人值守概念的普及，对机组制动系统的可靠性提出了更高的要求，特别是部分未设置接力器锁定装置或水轮机导叶漏水量大易发生蠕动的机组，因此常规的机组制动系统已经不能保证机组安全运行。

实用新型内容

针对现有水力发电机组配备的制动系统已经不能保证机组安全运行的技术问题，本实用新型提供了一种用于水力发电机组的冗余制动系统，采用至少两个(两个或多个)制动电磁阀串联，在正常制动功能失效或机组停机状态下发生蠕动时，可立即投入紧急制动，提高了制动系统的可靠性、增加了机组制动系统的冗余度，以确保水力发电机组安全运行。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本实用新型提供了一种用于水力发电机组的冗余制动系统，包括：

制动闸，用于对水力发电机组进行制动；

主制动电磁阀，用于控制压力流体驱动所述制动闸制动，且适配有主制动压力介质接口；

紧急制动电磁阀，与所述主制动电磁阀的介质流出口串联，且至少设置有一个，并适配有紧急制动压力介质接口；

反充电磁阀，与所述主制动电磁阀并联，用于控制压力流体驱动所述制动闸复位。

本实用新型提供的用于水力发电机组的冗余制动系统，串联设置有主制动电磁阀和紧急制动电磁阀，且主制动电磁阀适配有主制动压力介质接口、紧急制动电磁阀适配有紧急制动压力介质接口，可分别给主制动电磁阀和紧急制动电磁阀提输入压力介质。

当正常制动时，直接通过主制动电磁阀的动作，连通正常制动压力介质源和制动闸，使得正常制动的压力介质进入到制动闸的刹车接口，以正常制动。当需要紧急制动时，通过紧急制动电磁阀的动作，连通紧急制动压力介质源和制动闸，使得紧急制动的压力介质进入到制动闸的刹车接口，以紧急制动，从而实现冗余制动。当制动闸需要复位时，控制主制动阀、紧急制动电磁阀和反充电磁阀动作，使得反充压力介质源和制动闸的反充接口连通、制动闸的刹车接口与压力介质回流回路连通，使得制动闸在反充压力介质源的作用下复位。

因此，本实用新型采用至少两个(两个或多个)制动电磁阀串联，能够在正常制动功能失效或机组停机状态下发生蠕动时，可立即投入紧急制动，提高了制动系统的可靠性、增加了机组制动系统的冗余度，以确保水力发电机组安全运行。

在一可选的实施例中，所述主制动压力介质接口连接有减压阀，以便于实现紧急制动压力介质和正常制动压力介质可由同一压力介质源提供。

在一可选的实施例中，还包括压缩气源，所述压缩气源分别与所述减压阀进气口和所述紧急制动压力介质接口相连，以直接通过一个压缩气源提供紧急制动压力介质和正常制动压力介质，简化系统的组成，降低系统的成本和提高系统的可靠性。

在一可选的实施例中，所述减压阀与所述主制动电磁阀之间连接有第一过滤器，以避免正常制动压力介质中的杂物进入阀腔和制动闸的内腔，而影响系统的正常运行。

在一可选的实施例中，所述减压阀与所述主制动压力介质接口之间适配有单向阀，以避免正常自动介质返流和紧急制动压力介质从主制动电磁阀返流，确保制动的可靠性。

在一可选的实施例中，所述制动闸的刹车接口和反充接口均适配有第二过滤器，以避免正常制动压力介质、紧急制动压力介质和反充压力介质中的杂物进入阀腔和制动闸的内腔。

在一可选的实施例中，所述紧急制动电磁阀的数量为1，以避免系统的结构过于复杂，适用于可靠性要求较低的水力发电机组。

在一可选的实施例中，还包括：

手动操作阀，与所述主制动电磁阀并联，用于手动控制压力流体驱动所述制动闸制动；

切换阀，分别与所述主制动电磁阀和反充电磁阀串联，用于控制压力流体在所述主制动电磁阀或所述手动操作阀内流动，以使得系统可在自动制动和手动制动间切换，确保制动系统在紧急情况下可紧急手动制动。

在一可选的实施例中，所述手动操作阀为三位四通阀，以便于通过单个阀体的动作，实现制动阀在制动、复位和状态保持间来回切换。

在一可选的实施例中，所述切换阀为二位四通阀，且所述切换阀能够控制所述反充阀与所述制动闸之间、所述紧急制动电磁阀与所述制动闸之间流体的通断，以便于通过单个阀体的动作，实现系统在自动控制和手动控制间来回切换。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本实用新型提供的用于水力发电机组的冗余制动系统，串联设置有主制动电磁阀和紧急制动电磁阀，且主制动电磁阀适配有主制动压力介质接口、紧急制动电磁阀适配有紧急制动压力介质接口，可分别给主制动电磁阀和紧急制动电磁阀提输入压力介质，够在正常制动功能失效或机组停机状态下发生蠕动时，可立即投入紧急制动，提高了制动系统的可靠性、增加了机组制动系统的冗余度，以确保水力发电机组安全运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在附图中：

图1为本实用新型实施例用于水力发电机组的冗余制动系统的气动原理图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-制动闸，2-主制动电磁阀，3-主制动压力介质接口，4-紧急制动电磁阀，5-紧急制动压力介质接口，6-反充电磁阀，7-减压阀，8-压缩气源，9-第一过滤器，10-单向阀，11-第二过滤器，12-手动操作阀，13-切换阀。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

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。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”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，或者是该申请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申请和简化描述，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申请的限制。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

结合图1，本实施例提供了一种用于水力发电机组的冗余制动系统，包括：

制动闸1，用于对水力发电机组进行制动；

主制动电磁阀2，用于控制压力流体驱动所述制动闸1制动，且适配有主制动压力介质接口3；

紧急制动电磁阀4，与所述主制动电磁阀2的介质流出口串联，且至少设置有一个，并适配有紧急制动压力介质接口5；

反充电磁阀6，与所述主制动电磁阀2并联，用于控制压力流体驱动所述制动闸1复位。

继续结合图1具体来讲，所述主制动压力介质接口3连接有减压阀7，以便于实现紧急制动压力介质和正常制动压力介质可由同一压力介质源提供。

在本实施例中，适配有压缩气源8，所述压缩气源8分别与所述减压阀7进气口和所述紧急制动压力介质接口5相连，以直接通过一个压缩气源8提供紧急制动压力介质和正常制动压力介质，简化系统的组成，降低系统的成本和提高系统的可靠性。

基于图1，压缩气源8通过减压阀7为机组制动系统提供正常制动所需的压力介质；同时压缩气源8与机组制动系统紧急制动电磁阀4的压力介质接口直接相连，为机组制动系统提供紧急制动所需的压力介质。

其中，所述减压阀7与所述主制动电磁阀2之间连接有第一过滤器9，以避免正常制动压力介质中的杂物进入阀腔和制动闸1的内腔，而影响系统的正常运行。

相应的，所述制动闸1的刹车接口和反充接口均适配有第二过滤器11，以避免正常制动压力介质、紧急制动压力介质和反充压力介质中的杂物进入阀腔和制动闸1的内腔。即，防止管路内铁屑、水分等杂质进入空气电磁阀、操作阀内，保持系统内元器件正常工作所需清洁度。

在此基础上，所述减压阀7与所述主制动压力介质接口3之间适配有单向阀10，以避免正常自动介质返流和紧急制动压力介质从主制动电磁阀2返流，确保制动的可靠性。

可以理解的是，无论主制动电磁阀2或反充电磁阀6出现发卡、拒动于任一位置时，此时通过紧急制动电磁阀4的动作均能保证制动闸1顺利顶起，保障机组安全。

同时，所述紧急制动电磁阀4的数量为1，以避免系统的结构过于复杂，适用于可靠性要求较低的水力发电机组。当然，紧急制动电磁阀4串联的数量，根据制动系统所需的冗余度确定，可以多个，也可以根据实际情况进行增减。

需要说明的是，本实施例提供的用于水力发电机组的冗余制动系统，当正常制动时，直接通过主制动电磁阀2的动作，连通正常制动压力介质源和制动闸1(通过减压阀7与压缩气源8相连)，使得正常制动的压力介质进入到制动闸1的刹车接口，以正常制动。

当需要紧急制动时，通过紧急制动电磁阀4的动作，连通紧急制动压力介质源和制动闸1(直接通过紧急制动阀与压缩气源8相连)，使得紧急制动的压力介质进入到制动闸1的刹车接口，以紧急制动，从而实现冗余制动。

当制动闸1需要复位时，控制主制动阀、紧急制动电磁阀4和反充电磁阀6动作，使得反充压力介质源和制动闸1的反充接口连通、制动闸1的刹车接口与压力介质回流回路连通(直接通过反充电磁阀6与压缩气源8相连)，使得制动闸1在反充压力介质源的作用下复位。

综上，本实施例采用至少两个(两个或多个)制动电磁阀串联，能够在正常制动功能失效或机组停机状态下发生蠕动时，可立即投入紧急制动，提高了制动系统的可靠性、增加了机组制动系统的冗余度，以确保水力发电机组安全运行。

实施例2

结合图1，本实施例提供了一种用于水力发电机组的冗余制动系统，基于实施例1所记载的结构和原理，还包括：手动操作阀12，与所述主制动电磁阀2并联，用于手动控制压力流体驱动所述制动闸1制动；切换阀13，分别与所述主制动电磁阀2和反充电磁阀6串联，用于控制压力流体在所述主制动电磁阀2或所述手动操作阀12内流动，以使得系统可在自动制动和手动制动间切换，确保制动系统在紧急情况下可紧急手动制动。

继续结合图1具体来说，所述手动操作阀12为三位四通阀，以便于通过单个阀体的动作，实现制动阀在制动、复位和状态保持间来回切换。

其中，所述切换阀13为二位四通阀，且所述切换阀13能够控制所述反充电磁阀6与所述制动闸1之间、所述紧急制动电磁阀4与所述制动闸1之间流体的通断，以便于通过单个阀体的动作，实现系统在自动控制和手动控制间来回切换。

另外，主制动压力介质接口3、紧急制动压力介质接口5、机组制动闸1刹车控制口B、机组制动闸1反充控制口A管路上均设有测压接口，用于状态监视、自动控制；

更具体的，切换阀13、手动操作阀12均安装有位置反馈节点，以便于状态监视、自动控制，主制动电磁阀2、紧急制动电磁阀4、反充电磁阀6均为单线圈两位四通自保持空气电磁阀；当然，主制动电磁阀2、紧急制动电磁阀4、反充电磁阀6也可均为双线圈两位四通自保持空气电磁阀。

为便于理解本实施例的管路连接，基于图1，主制动介质接口与主制动电磁阀2的c口、反充电磁阀6的c口、手动操作阀12的c口相通；紧急制动介质接口与紧急制动电磁阀4的c口相通；反充电磁阀6的d口与切换阀13的a口相通；紧急制动电磁阀4的d口与切换阀13的c口相通；主制动电磁阀2的d口与紧急制动电磁阀4的a口相通；切换阀13的d口与手动操作阀12的d口、制动闸1的A口(反充接口)相通；切换阀13的b口与手动操作阀12的b口、制动闸1的B口(刹车接口)相通；反充电磁阀6的a口与主制动电磁阀2的a口、手动操作阀12的c口、系统排气T口相通。

如图1，本实施例手动操作时，切换阀13处于手动位置，此时操作手动操作阀12可对制动闸1进行制动或者反充操作，无需操作时将手动操作阀12置于中间位置；

自动正常操作时，切换阀13处于自动位置，此时主制动电磁阀2制动线圈得电激磁，反充电磁阀6反充线圈失电可对制动闸1进行制动操作，反充电磁阀6反充线圈得电激磁，主制动电磁阀2、紧急制动电磁阀4制动线圈均失电可对制动闸1进行反充操作；

自动紧急制动时，切换阀13处于自动位置，此时紧急制动电磁阀4制动线圈得电激磁，可对制动闸1进行制动操作，反充电磁阀6反充线圈得电激磁，主制动电磁阀2、紧急制动电磁阀4制动线圈均失电可对制动闸1进行反充操作；无需操作时主制动电磁阀2、紧急制动电磁阀4、反充电磁阀6均处于失电状态。本实施例自动控制动作逻辑状态如表1：

表1

另外，本实用新型采用的零部件，均为标准器件，具有集成度高、元器件通用性强，安装、调试、检修方便、冗余度可持续扩展等特点。并且，压缩气源8可替换成液压油加压组件。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，包括：

制动闸(1)，用于对水力发电机组进行制动；

主制动电磁阀(2)，用于控制压力流体驱动所述制动闸(1)制动，且适配有主制动压力介质接口(3)；

紧急制动电磁阀(4)，与所述主制动电磁阀(2)的介质流出口串联，且至少设置有一个，并适配有紧急制动压力介质接口(5)；

反充电磁阀(6)，与所述主制动电磁阀(2)并联，用于控制压力流体驱动所述制动闸(1)复位。

2.根据权利要求1所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述主制动压力介质接口(3)连接有减压阀(7)。

3.根据权利要求2所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，还包括压缩气源(8)，所述压缩气源(8)分别与所述减压阀(7)进气口和所述紧急制动压力介质接口(5)相连。

4.根据权利要求2所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述减压阀(7)与所述主制动电磁阀(2)之间连接有第一过滤器(9)。

5.根据权利要求2所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述减压阀(7)与所述主制动压力介质接口(3)之间适配有单向阀(10)。

6.根据权利要求1所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述制动闸(1)的刹车接口和反充接口均适配有第二过滤器(11)。

7.根据权利要求1所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述紧急制动电磁阀(4)的数量为1。

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，还包括：

手动操作阀(12)，与所述主制动电磁阀(2)并联，用于手动控制压力流体驱动所述制动闸(1)制动；

切换阀(13)，分别与所述主制动电磁阀(2)和反充电磁阀(6)串联，用于控制压力流体在所述主制动电磁阀(2)或所述手动操作阀(12)内流动。

9.根据权利要求8所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述手动操作阀(12)为三位四通阀。

10.根据权利要求8所述的用于水力发电机组的冗余制动系统，其特征在于，所述切换阀(13)为二位四通阀，且所述切换阀(13)能够控制所述反充电磁阀与所述制动闸(1)之间、所述紧急制动电磁阀(4)与所述制动闸(1)之间流体的通断。

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