CN2513280Y - 水电站机组多道并联循环冷却供水装置 - Google Patents

Abstract

一种用于水电站机组多道并联循环冷却供水装置,其特点是该供水装置的循环供水含有循环水池(1)、循环水泵(2)集中供水,管道特性调节阀(3)、隔离阀(5)和安置在水轮机组(25)泄出尾水中的尾水冷却器(4),测温传感器(6),发电机组自备冷却器(10)(11)(12)(13)(14),主轴无接触密封(9),过滤器(7),通过供水、排水及其相应的阀门连接构成多道并联循环冷却供水装置。它创造性地解决了高、中、低水头水电站防漂浮物、泥沙、水生物、酸性或碱性水,结垢和结露等六种危害,克服了主轴密封水不能使用循环水,大大增强了循环供水运作的可靠性和经济性,特别适用于大型水电站。

Description

水电站机组多道并联循环冷却供水装置

一、技术领域

本实用新型涉及水力机械，属于水力发电站机组辅助设备。

二、背景技术

水电站水轮发电机组的推力轴承、导轴承、空气冷却器一般都采用水冷却，进入各冷却器的冷却水的水质质量，对发电机组正常运行，某些部件的维修和使用寿命均有很大影响，因此，对冷却水有较高的水质技术要求，如要求水中不得含有悬浮物，含砂量在50克/公斤以下，砂粒直径小于0.025毫米，软水，暂时硬度不大于8～12°，pH值反应为中性，且不含游离酸、硫化氢和油份等有害物质。1983年11月北京第一版的《水电站设计手册—水利机械》，1985年12月北京第一版的《小型水电站机电设计手册—水力机械》中有所介绍，发电机组冷却器所用冷却水有以下几种获取方式：在河流或者水库的水质较清洁的地方，通过设置滤水器获得冷却水，在河流或者水库的水中泥沙较多的地方，通过设置水力旋流器，或者设置容积很大的清水池(沉沙池)，或者另外寻找供水源(井水)获取可用的冷却水。上述多种方式获取的冷却水均为不循环使用，即进入冷却器工作一次就排放掉。本设计者已获中国专利权的专利ZL89213362.7题为《水电站机组循环冷却装置》在水电站技术供水质要求上达到了五防要求(防漂浮物、防泥沙、防结垢、防腐蚀和防水生物)，但在机组主轴密封水、深井泵润滑水和空压机冷却水还不能采用循环水，在防止结露、可靠性检修和自动化方面还有待提高。

三、发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足而在89213362.9专利技术的基础上改进设计的水电站机组多道循环冷却供水装置，其特点是水泵集中、冷却器并联供水、循环水泵设台数备用，尾水冷却器设备用容量。工作循环泵与备用循环泵自动定期切换，水泵工况由管道特性调节阀自动调整；尾水冷却器发生故障，可用隔离阀切换备用容量冷却器自动投入，保证机组正常运行，大大提高了循环冷却供水装置的可靠性。

本实用新型的目的由以下技术措施实现：

水电站机组多道并联循环冷却供水装置的循环供水含有循环水池(1)，循环水泵(2)集中供水，管道特性调节阀(3)，隔离阀(5)和安置在从水轮机(25)泄出尾水中的尾水冷却器(4)，测温传感器(6)，发电机组(26)自备冷却器(10)(11)(12)(13)(14)，主轴无接触密封(9)，过滤器(7)，通过供水、排水管及其相应的阀门(15)～(24)连接构成多道并联循环冷却供水装置。

其中，循环水泵(2)集中供水设备用循环水泵，尾水冷却器(4)设备用容量。当工作泵发生故障时，备用泵自动投入或者自动定期切换；当一台尾水冷却器(4)发生故障退出工作时，其它冷却器的备用容量自动投入，保证技术供水系统的可靠性。

主轴无接触密封(11)，在高水头时，采用螺旋无接触密封，中、低水头时，采用三级水泵叶轮无接触密封，这样，密封冷却水可在主轴内循环，解决了机组主轴密封不能用循环冷却水的难题。

尾水冷却器(4)的基础设计成活动支座结构，检修时不需潜水工在水下操作，松开水上部分支座的地脚螺栓，即可将冷却器吊至尾水平台上检修，解决了循环冷却器的检修困难。

测温传感器(5)与PLC可编程控制器连接完成管道结露的控制，有效地解决了水电站供水系统的结露问题。

在清水期，采用顶盖技术供水，坝前或蜗壳自流供水，或者坝前取水水泵加压供水代替循环供水更为经济。

本实用新型具有如下优点：

1、采用竖井式循环水池，水泵集中并设备用台数，尾水冷却器设备用容量，保证了机组正常运行。大大提高了技术供水可靠性，特别适用于要求高的大型水电站。

2、机组主轴采用无接触密封，密封水在水泵叶轮内循环，可以不消耗循环水，完善了技术供水。

3、供水总管上设测温传感器自动控制设定温度，解决了管道室内结露的缺点。

4、尾水冷却器的基础为活动支座，便于折装和检修。

5、高、中、低水头电站，在清水期可以开辟第二水源，采用顶盖、坝前或蜗壳取水运行较循环水泵供水经济。

四、附图说明

图1为水电站机组多道并联循环冷却供水装置示意图；

图2为高水头水电站单机技术供水原理图；

图3为中水头水电站单机技术供水原理图；

图4为低水头水电站机组技术供水原理图。

五、具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据上述本实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整。

实施例1

高水头水电站技术供水原理(如图1、2所示)汛期循环供水由循环水泵2从循环水池1抽水，经管道特性调节阀3，冷却器隔离阀5，进入尾水冷却器4，总管一道进入主变冷却器27，冷却后进入循环水池；另一道通过测温传感器6进入发电机组26自备冷却器中的推力轴承14，上导轴承13，空气冷却器12，下导轴承11，水导轴承10，经阀19～23反向进入滤水器7，通过阀8进入循环水池，完成一次或多次冷却供水循环。同理，将供水总水管分别连接多道并联循环冷却供水装置，同样完成一次或多次供水循环。循环水泵集中供水，其可靠性由定期切换的备用循环水泵保证，尾水冷却器4采用并联布置，其可靠性由尾水冷却器备用容量保证，当一台尾水冷却器出现故障，用隔离阀5将其退出一台，其它二台尾水冷却器仍能满足三台机组满负荷要求。供水总管上设测温传感器6，通过PLC可编程控制器根据供水温度，机组所带负荷，调整水泵开机台数或者改变水泵转速(变频水泵机组)，减少冷却水量，节约水泵房用电，达到经济运行的目的。主轴无接触密封采用螺旋无接触密封，解决了主轴密封不能使用循环水的难题，水泵布置对采用了吸出高度为负的设计，使水泵起动无需充水，对水电站自动化极为有利。

在清水期，采用顶盖技术供水，只需打开水轮机25顶盖阀，关闭阀8，19～23，技术供水正向通过滤水器7，进入机组自备冷却器10～14，冷却后由阀15、16、17、18、24流入水轮机泄出尾水中排放。

实施例2

中水头水电站技术供水原理(如图3所示)，汛期循环供水由循环水泵2从循环水池1抽水经管道特性阀3，冷却隔离阀5进入尾水冷却器4，通过测温传感器6进入过滤7进入发电机组26自备冷却器中的空气冷却器12，推力轴承14，下导轴承11，水导轴承10，进入循环水池1。完成一次或多次冷却供水循环。同理，将供水总水管分别连接多道并联循环冷却供水装置，同样完成一次或多次冷却供水循环。

在清水期，采用坝前29或蜗壳28取水，经过滤器7直接进发电机组26自备冷却器中的冷却轴承10、11、12、14，进行冷却后直接排放至下游。

实施例3：

低水头水电站技术供水原理(如图4所示)汛期循环供水由循环水泵2从循环水池1抽水，经管道特性阀3，隔离阀5进入尾水冷却器4，通过测温传感器6和阀33进入发电机组26自备冷却器中的冷却轴承10、11、12、14，流入循环水池1，完成一次或多次冷却供水循环。同理，将供水总水管分别连接多道并联循环冷却供水装置，同样完成一次或多次冷却供水循环。

在清水期，从蜗壳28取水，经过滤器7阀32直接进入发电机组26自备冷却器中的冷却轴承10、11、12、14，进行冷却后直接排放至下游。也可将蜗壳28取水、过滤，经水泵31加压后再进入发电机组26自备冷却器中的冷却轴承进行冷却后直接排放至下游。

Claims (6)

1、一种水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其特征在于该装置的循环冷却供水含有循环水池(1)，循环水泵(2)集中供水，管道特性调节阀(3)，隔离阀(5)和安置在水轮机组(25)泄出尾水中的尾水冷却器(4)，测温传感器(6)，发电机组(26)自备冷却器(10)(11)(12)(13)(14)，主轴无接触密封(9)，过滤器(7)，通过供水、排水管及其相应的阀门(15)～(24)连接构成多道并联循环冷却供水装置。

2、按照权利要求1所述水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其中循环水泵(2)集中供水，并设备用循环水泵，尾水冷却器(4)增设备用容量。

3、按照权利要求1所述水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其特征在于主轴无接触密封为螺旋无接触密封或者三级水泵叶轮无接触密封。

4、按照权利要求1所述水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其特征在于尾水冷却器的基础为活动支座。

5、按照权利要求1所述水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其特征在于测温传感器与PLC可编程控制器连接完成管道结露的控制。

6、按照权利要求1所述水电站机组多道并联循环冷却供水装置，其特征在于循环供水在清水期采用顶盖技术供水、坝前或蜗壳自流供水，或者坝前取水水泵加压供水代替。

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