CN2934640Y - 高油压转桨式水轮机调速器 - Google Patents

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郭建业
刘明
王党生
郭恩
雷明正
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Abstract

高油压转桨式水轮机调速器，具体地说是用于轴流转桨式水轮发电机组和贯流转桨式水轮发电机组的频率调节和控制，本实用新型的高油压转桨式水轮机调速器由电气控制部分、高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置、降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置，以及转桨式水轮机的受油器、导叶液压缸及桨叶接力器等部分组成。其液压控制部分由两个相互独立的液压系统构成，即高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置为一套独立的液压系统，降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置为另一套独立的液压系统。

Description

高油压转桨式水轮机调速器
技术领域
本实用新型属于能源动力之水力发电领域，具体地说是用于轴流转桨式水轮发电机组和贯流转桨式水轮发电机组的频率调节和控制。
背景技术
本实用新型提出之前，现有转桨式水轮机调速器由电气控制部分、导叶液压控制部分、桨叶液压控制部分及一套作为其共同压力油源的常规油压装置组成。
但到目前为止，高油压调速器的应用，还仅限于非转桨式水轮机上，如混流式水轮机、轴流定桨式水轮机和贯流定桨式水轮机等。而转桨式水轮机调速器目前仍为传统结构，其液压控制部分是一个统一的液压系统，其导叶液压控制部分、桨叶液压控制部分共用一套作为其压力油源的常规油压装置，工作油压一般为4.OMPa，最高为6.3MPa；储能器仍采用传统钢筒式压力油罐。
现有转桨式水轮机调速器的导叶、桨叶液压控制部分共用一套常规油压装置作为其压力油源。一方面，桨叶液压控制系统漏油量较大，当厂用电消失时，桨叶液压控制系统的漏油会影响常规油压装置的保压时间，从而影响导叶控制系统和机组运行的安全性；另一方面，桨叶液压控制系统容易经由桨叶转轴混入水分，加速整个系统内液压油的劣化，从而影响导叶控制系统的可靠性和机组运行的安全性。
高油压转桨式水轮机调速器至今未开发出来的根本原因是：转桨式水轮机的桨叶接力器布置于水轮机转轮内，随转轮一起旋转，控制压力油须通过具有旋转密封的受油器才能进入桨叶接力器。由于受油器的旋转密封难以承受较高的工作压力，漏油量较大，从而限制了转桨式水轮机调速器工作油压的提高。
发明内容
本实用新型的发明目的是：在转桨式水轮机目前允许的工作油压(4.0MPa、6.3MPa等)下，将只能承受较低压力的桨叶液压控制部分及其油压装置分离出来，将能够承受16MPa及更高油压的导叶液压控制部分及其油压装置，设计成一套独立的高油压液压系统，从而将以标准液压件及囊式蓄能器为特征的现代高油压技术，最大限度地应用于转桨式水轮机调速器。
为了实现本实用新型的具体技术方案，本实用新型提出的高油压转桨式水轮机调速器由电气控制部分、高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置、降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置，以及转桨式水轮机的受油器、导叶液压缸及桨叶接力器等部分组成。
本实用新型所述高油压转桨式水轮机调速器，其液压控制部分由两个相互独立的油压系统构成，即高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置为一套独立的液压系统，降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置为另一套独立的液压系统。
电气控制部分输出的调节信号和电气协联信号，经放大后由输出端分别将信号连通到导叶液压控制部分和桨叶液压控制部分的电控阀单元，导叶液压控制部分通过管路连接与高压油压装置和导叶液压缸相连，桨叶液压控制部分通过管路与降压后的高压油压装置及受油器相连，受油器再通过管路连接控制桨叶接力器。
所述控制桨叶液压控制部分的油压装置为降压使用的高压油压装置，其蓄能器组以储能和稳压为主要功能。其连接方式是设置有二个以上的蓄能器，蓄能器采取并联结构，还通过设置三到五组的电机泵组给蓄能器升压蓄能，其中包含设置一组容量较小的电机泵组，该泵组处于经常运行状态，以补偿桨叶受油器的漏油。该部分放油阀常关，供油阀常开，压力变送器安装在蓄能器组的输出管路上，根据其测量的输出压力，经相应的电控回路控制各电机泵组按照预先设置的工作压力段，实施顺序启动，经过蓄能器组的稳压，向桨叶液压控制部分供压力油，以满足控制桨叶接力器运动所需的压力油，所有连接均为无缝钢管构成的输油管路。此外，受油器的漏油也经漏油管排入回油箱。
本实用新型高油压转桨式水轮机调速器的运行实验证明，由于其导叶液压控制部分和桨叶液压控制部分由两个相互独立的液压系统构成，使得其导叶液压控制部分及其油压装置能够应用已有的16MPa及更高工作油压的非转桨式水轮机的高油压调速器的相关技术，从而使导叶液压控制部分具备了高油压调速器具有的全部技术经济优势。同时还可以有效提高导叶控制系统的可靠性。考虑到转桨式水轮机在事故时能否可靠停机、能否有效防止事故扩大，完全取决于其导叶能否可靠关闭，而与桨叶的工况无关，所以导叶控制系统的可靠性，就意味着水轮发电机组运行的安全性。
附图说明
图1高油压转桨式水轮机调速器原理框图。
图2降压使用的桨叶高压油压装置原理结构图。
图中，回油箱1、小电机泵组2、放油阀3、蓄能器组4、压力变速器5、供油阀6、电机泵组7。
具体实施方式
本实用新型在实施中对降压使用的高压油压装置有两种实施方案：
实施方案一高压油压装置的蓄能器组以储能为主要功能，其所储能量应保证厂用电消失后，可控制桨叶接力器运动不少于一个全行程。本方案可移植已有的高油压调速器的相关技术。
实施方案二高压油压装置的蓄能器组以稳压为主要功能，以储能为次要功能。该方案设置较少数量的蓄能器，但设置三到五组的电机泵组，包含一组容量较小的电机泵组。其原理参见附图2。图中放油阀常关，供油阀常开。各电机泵组在压力变送器及有关电控回路的控制下，按照预先设置的工作压力段，实施顺序启动，经过蓄能器的稳压，向桨叶液压控制部分供压力油，以满足控制桨叶接力器运动所需的压力油；容量较小的电机泵组处于经常运行状态，以补偿桨叶受油器的漏油。小电机泵组的输出流量按大于桨叶受油器漏油量的原则选取；其他电机泵组的总输出流量，按大于桨叶接力器最大运动速度所需流量的原则选取。

Claims (2)

1、高油压转桨式水轮机调速器，它由电气控制部分、高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置、降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置，以及转桨式水轮机的受油器、导叶液压缸及桨叶接力器等部分组成，其特征在于，其液压控制部分由两个相互独立的液压系统构成，即高油压导叶液压控制部分及其高压油压装置为一套独立的液压系统，降压使用的高油压桨叶液压控制部分及其降压使用的高压油压装置为另一套独立的液压系统，电气控制部分输出的调节信号和电气协联信号，经放大后由输出端分别将信号连通到导叶液压控制部分和桨叶液压控制部分的电控阀单元，导叶液压控制部分通过管路连接与高压油压装置和导叶液压缸相连，桨叶液压控制部分通过管路与降压后的高压油压装置及受油器相连，受油器再通过管路连接控制桨叶接力器。
2、根据权利要求1所述高油压转桨式水轮机调速器，其特征在于，所述控制桨叶液压控制部分的油压装置为降压使用的高油压部分，其连接方式设置有二个以上的蓄能器，及设置三到五组的机电泵组，其中包含一组容量较小的电机泵组，各电机泵组在压力变送器控制下与对应电控回路连通。
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