專利名稱：實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及速率調(diào)節(jié)裝置，尤其是涉及一種實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分 段關(guān)閉裝置。
背景技術(shù)：
分段關(guān)閉裝置作為水電站調(diào)速系統(tǒng)主要的輔助控制設(shè)備之一，能夠保證水輪機按 照調(diào)節(jié)保證計算的要求進行關(guān)閉，既保證關(guān)閉的速率，又保證機組在關(guān)閉過程中轉(zhuǎn)速的上 升和水壓的上升在安全的范圍內(nèi)，倘若分段關(guān)閉裝置不能夠及時正確動作，有可能引起機 組過速或水壓過高導(dǎo)致壓力鋼管爆裂，因此必須要求分段關(guān)閉裝置安全可靠。常規(guī)的分段 關(guān)閉裝置分為純機械式的和電氣式的，純機械式的分段關(guān)閉裝置安裝調(diào)整不方便，但安全 可靠，電氣式的分段關(guān)閉裝置安裝調(diào)整方便，但可能存在斷線或接觸不良等導(dǎo)致分段關(guān)閉 裝置不動作。抽水蓄能機組具有正反兩個方向旋轉(zhuǎn)，一般在兩個方向都有不同的關(guān)閉規(guī)律， 例如某抽水蓄能電站，在水輪機方向旋轉(zhuǎn)時，分段關(guān)閉規(guī)律如圖1所示，在水泵方向旋轉(zhuǎn) 時，分段關(guān)閉規(guī)律如圖2所示。從圖1和圖2可以看到，分段關(guān)閉規(guī)律是4條斜率不同的直 線，若按照常規(guī)水電站的分段關(guān)閉裝置來進行設(shè)計，只能滿足圖1或圖2的關(guān)閉規(guī)律。因此為實現(xiàn)抽水蓄能機組正反兩個方向旋轉(zhuǎn)時不同的分段關(guān)閉規(guī)律，同時考慮到 抽水蓄能電站的安全性，需要設(shè)計新型的機械分段關(guān)閉裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明裝置所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實現(xiàn)抽水蓄 能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置，保證抽水蓄能機組能夠按照調(diào)節(jié)保證計算的要求安 全可靠的關(guān)閉。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié) 的分段關(guān)閉裝置，其特征是組成包括分段關(guān)閉閥FD I、分段關(guān)閉閥FD II、分段關(guān)閉液壓閥 集成塊JCK。分段關(guān)閉閥FD I包括液控換向閥VI、電磁換向閥V2，其中Vl為兩位兩通液控換 向閥，V2為兩位四通電磁換向閥，V2安裝于液控換向閥Vl的閥體上，用于控制液控換向閥 Vl的換向。分段關(guān)閉閥FD II包括三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、C3，其中 插裝閥C1、C2、C3集成于同一閥體，液控換向閥V3和梭閥Sl安裝于閥體上，用于控制插裝 閥的開關(guān)。分段關(guān)閉液壓閥集成塊JCK包括兩位四通行程換向閥V4、V6和兩位四通電磁換向 閥V5、V7，其中行程換向閥V4和電磁換向閥V5為一組，行程換向閥V6和電磁換向閥V7為 另一組，用于判斷水輪機/水泵方向拐點信號。分段關(guān)閉閥FD I與分段關(guān)閉閥FD II串聯(lián)于調(diào)速系統(tǒng)開腔管路中，分段關(guān)閉液壓 閥集成塊JCK布置于基坑內(nèi)導(dǎo)葉接力器旁邊。導(dǎo)葉接力器關(guān)腔的操作油管路JG與導(dǎo)葉接力器關(guān)腔和液控換向閥V3的P 口相連，導(dǎo)葉接力器開腔的操作油管路JK與液控換向閥Vl 的A 口相連，控制壓力油管路Pl與電磁換向閥V2的P 口相連，液控換向閥Vl的B 口與插 裝閥C1、C2、C3的A1、A2、A3 口相連，插裝閥Cl、C2、C3的B1、B2、B3 口與導(dǎo)葉接力器開腔 管路相連，控制壓力油管路P2與行程換向閥V4、V6的P 口相連，行 程換向閥V4的A 口與電 磁換向閥V5的P 口相連，行程換向閥V6的A 口與電磁換向閥V7的P 口相連，電磁換向閥 V5的B 口與液控換向閥V3的a端液控腔相連，電磁換向閥V7的A 口與液控換向閥V3的b 端液控腔相連。分段關(guān)閉閥FD I用來實現(xiàn)水泵方向下第一段關(guān)閉曲線，分段關(guān)閉閥FD II用來實 現(xiàn)水泵方向和水輪機方向下第二段關(guān)閉曲線(水輪機方向下的第一段關(guān)閉曲線是通過主配 壓閥調(diào)整好的)。分段關(guān)閉液壓閥集成塊用來判斷水輪機方向和水泵方向分段關(guān)閉的拐點。本發(fā)明工作原理及過程如下
當(dāng)機組運行在水輪機方向時電磁換向閥V2、V5和V7電磁線圈不帶電，分段關(guān)閉裝置運 行于水輪機方向；當(dāng)機組運行在水泵方向時，電磁換向閥V2、V5及V7得電(此電信號為水泵 方向信號)，分段關(guān)閉裝置運行于水泵方向。分段關(guān)閉功能不投入時，電磁換向閥V2工作于右位，液控換向閥Vl的a端液控腔 通壓力油，液控換向閥Vl工作于左位，分段關(guān)閉閥FD I不起節(jié)流作用；液控換向閥V3工 作于中位，3個插裝閥的控制腔均通回油，壓力油可以通過3個插裝閥與導(dǎo)葉接力器開腔相 連，分段關(guān)閉閥FD II不起節(jié)流作用。分段關(guān)閉功能投入時 (1)水輪機方向
當(dāng)機組在水輪機方向運行時，電磁換向閥V2、V5及V7電磁線圈不帶電，分段關(guān)閉裝置 處于水輪機方向。分段關(guān)閉的第一段速率由主配壓閥調(diào)整。第二段速率由分段關(guān)閉閥FD II調(diào)整，當(dāng) 達到拐點時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，液控換向閥V3左端控制腔通 壓力油，V3工作于左位，插裝閥C1、C2控制腔通壓力油，插裝閥C1、C2關(guān)閉，插裝閥C3控制 腔通回油，C3打開，此時，導(dǎo)葉接力器回油通過插裝閥C3節(jié)流，分段關(guān)閉閥FD II起節(jié)流作 用，導(dǎo)葉接力器的關(guān)閉速率變慢，可以通過調(diào)節(jié)C3頂端調(diào)節(jié)螺母來調(diào)整閥芯開口大小，從 而改變關(guān)閉速率。(2)水泵方向
當(dāng)機組在水泵方向時，電磁換向閥V2、V5及V7電磁線圈得電(此電信號為水泵方向信 號)，分段關(guān)閉裝置處于水泵方向。電磁換向閥V2工作于左位，液控換向閥Vl的b端通壓力油，液控換向閥Vl工作 于右位，分段關(guān)閉閥FD I起節(jié)流作用，分段關(guān)閉的第一段速率由分段關(guān)閉閥FD I調(diào)整，調(diào) 節(jié)分段關(guān)閉閥FD I上的調(diào)節(jié)螺桿，可以調(diào)節(jié)第一段關(guān)閉速率。第二段速率由分段關(guān)閉閥 FD II調(diào)整，當(dāng)達到拐點時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，液控換向閥V3 右端控制腔通壓力油，V3工作于右位，插裝閥Cl、C3控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C3關(guān)閉， 插裝閥C2控制腔通回油，C2打開，此時，導(dǎo)葉接力器回油通過插裝閥C2節(jié)流，分段關(guān)閉閥 FD II起節(jié)流作用，導(dǎo)葉接力器的關(guān)閉速率變慢，可以通過調(diào)節(jié)C2頂端調(diào)節(jié)螺母來調(diào)整閥芯 開口大小，從而改變關(guān)閉速率。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明裝置集成度高、純機械動作、安全可靠，實現(xiàn)了抽 水蓄能機組水輪機方向和水泵方向不同關(guān)閉速率的調(diào)節(jié)，保證了抽水蓄能機組的安全可靠 運行。


圖1為某抽水蓄能電站水輪機方向分段關(guān)閉規(guī)律。圖2為某抽水蓄能電站水泵方向分段關(guān)閉規(guī)律。圖3為本發(fā)明實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置原理示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發(fā)明作進一步詳細描述。如圖3所示，本發(fā)明實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置。由分段關(guān) 閉閥FD I、分段關(guān)閉閥FD II及分段關(guān)閉液壓閥集成塊組成。分段關(guān)閉閥FD I包括液控換 向閥VI、電磁換向閥V2。分段關(guān)閉閥FD II包括液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、 C3。分段關(guān)閉液壓閥集成塊包括行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7。分段關(guān)閉閥FD I采用滑閥式結(jié)構(gòu)，主閥Vl為兩位兩通液控換向閥，有a、b兩個液 控端，先導(dǎo)閥V2為兩位四通電磁換向閥，有P、T、A、B四個油口。分段關(guān)閉功能不投入時， 電磁換向閥V2工作于右位(即P通A，T通B)，主閥Vl的a端液控腔通壓力油，b端液控腔 通回油，主閥Vl工作于左位，閥芯不起節(jié)流作用。分段關(guān)閉功能投入時，電磁換向閥V2電 磁線圈得電，V2工作于左位(即P通B，T通A)，主閥Vl的a端液控腔通回油，b端液控腔通 壓力油，主閥Vl工作于右位，閥芯起節(jié)流作用。分段關(guān)閉閥FD II采用插裝閥式結(jié)構(gòu)，由三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl和三個插 裝閥組成。液控換向閥V3有a、b兩個液控端和P、T、A、B四個油口。壓力繼電器KDOl和 KD02用于分段關(guān)閉閥FD II動作時發(fā)訊。當(dāng)分段關(guān)閉功能不投入時，液控換向閥V3工作于 中位(即A、B均通T)，三個插裝閥的控制腔均通回油，三個插裝閥都打開，分段關(guān)閉閥FD II 不起節(jié)流作用。當(dāng)水輪機方向分段關(guān)閉功能投入時，液控換向閥V3左端控制腔通壓力油， V3工作于左位(即P通B，T通A)，插裝閥Cl、C2控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C2關(guān)閉，插裝 閥C3控制腔通回油，C3打開，此時，導(dǎo)葉接力器回油通過插裝閥C3節(jié)流，分段關(guān)閉閥FD II 起節(jié)流作用，導(dǎo)葉接力器的關(guān)閉速率變慢，可以通過調(diào)節(jié)C3頂端調(diào)節(jié)螺母來調(diào)整閥芯開口 大小，從而改變關(guān)閉速率。當(dāng)水泵方向分段關(guān)閉功能投入時，液控換向閥V3右端控制腔通 壓力油(即P通A，T通B)，V3工作于右位，插裝閥Cl、C3控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C3關(guān) 閉，插裝閥C2控制腔通回油，C2打開，此時，導(dǎo)葉接力器回油通過插裝閥C2節(jié)流，分段關(guān)閉 閥FD II起節(jié)流作用，導(dǎo)葉接力器的關(guān)閉速率變慢，可以通過調(diào)節(jié)C2頂端調(diào)節(jié)螺母來調(diào)整閥 芯開口大小，從而改變關(guān)閉速率。分段關(guān)閉液壓閥集成塊布置于導(dǎo)葉接力器旁邊，用于判斷水輪機方向和水泵方向 下分段關(guān)閉的拐點，由行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7組成，四個閥均有P、T、A、B 四個油口。水輪機方向下，電磁換向閥V5、V7電磁線圈不帶電(即P通A，T通B)，當(dāng)導(dǎo)葉接 力器關(guān)閉到拐點位置時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，電磁換向閥V7 的A 口通壓力油，此壓力油作用于分段關(guān)閉閥FD II的a端液控腔。水泵方向下，電磁換向閥V5、V7電磁線圈得電(即P通B，T通A)，當(dāng)導(dǎo)葉接 力器關(guān)閉到拐點位置時，楔形塊碰觸行 程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，電磁換向閥V5的B 口通壓力油，此壓力油作用于分段 關(guān)閉閥FD II的b端液控腔。
權(quán)利要求
1.實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置，其特征是由分段關(guān)閉閥FDI、分 段關(guān)閉閥FD II及分段關(guān)閉液壓閥集成塊JCK組成；分段關(guān)閉閥FD I包括液控換向閥Vl、電磁換向閥V2，其中Vl為兩位兩通液控換向閥， V2為兩位四通電磁換向閥，V2安裝于液控換向閥Vl的閥體上，用于控制液控換向閥Vl的 換向；分段關(guān)閉閥FD II包括三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、C3，其中插裝 閥C1、C2、C3集成于同一閥體，液控換向閥V3和梭閥Sl安裝于閥體上，用于控制插裝閥的 開關(guān)；分段關(guān)閉液壓閥集成塊JCK包括兩位四通行程換向閥V4、V6和兩位四通電磁換向閥 V5、V7，其中行程換向閥V4和電磁換向閥V5為一組，行程換向閥V6和電磁換向閥V7為另 一組，用于判斷水輪機/水泵方向拐點信號；分段關(guān)閉閥FD I與分段關(guān)閉閥FD II串聯(lián)于調(diào)速系統(tǒng)開腔管路中，分段關(guān)閉液壓閥集 成塊JCK布置于基坑內(nèi)導(dǎo)葉接力器旁邊；導(dǎo)葉接力器關(guān)腔的操作油管路JG與導(dǎo)葉接力器關(guān) 腔和液控換向閥V3的P 口相連，導(dǎo)葉接力器開腔的操作油管路JK與液控換向閥Vl的A 口 相連，控制壓力油管路Pl與電磁換向閥V2的P 口相連，液控換向閥Vl的B 口與插裝閥Cl、 C2、C3的A1、A2、A3 口相連，插裝閥C1、C2、C3的B1、B2、B3 口與導(dǎo)葉接力器開腔管路相連， 控制壓力油管路P2與行程換向閥V4、V6的P 口相連，行程換向閥V4的A 口與電磁換向閥 V5的P 口相連，行程換向閥V6的A 口與電磁換向閥V7的P 口相連，電磁換向閥V5的B 口 與液控換向閥V3的a端液控腔相連，電磁換向閥V7的A 口與液控換向閥V3的b端液控腔 相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置，其特征是 所述的分段關(guān)閉閥FD I采用滑閥式結(jié)構(gòu)，主閥Vl為兩位兩通液控換向閥，先導(dǎo)閥V2為兩 位四通電磁換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置，其特征是 所述的分段關(guān)閉閥FD II采用插裝閥式結(jié)構(gòu)，由三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl和三個插裝 閥C1、C2、C3組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置，其特征是 所述的分段關(guān)閉液壓閥集成塊由行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7組成，用于判斷水 輪機方向和水泵方向下分段關(guān)閉的拐點。
全文摘要
實現(xiàn)抽水蓄能機組關(guān)閉速率調(diào)節(jié)的分段關(guān)閉裝置。主要包括分段關(guān)閉閥FDⅠ、分段關(guān)閉閥FDⅡ及分段關(guān)閉液壓閥集成塊JCK。FDⅠ包括液控換向閥V1、電磁換向閥V2。分段關(guān)閉閥FDⅡ包括液控換向閥V3、梭閥S1及插裝閥C1、C2、C3。分段關(guān)閉液壓閥集成塊包括行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7。分段關(guān)閉閥FDⅠ用來實現(xiàn)水泵方向下第一段關(guān)閉曲線，分段關(guān)閉閥FDⅡ用來實現(xiàn)水泵方向和水輪機方向下第二段關(guān)閉曲線，分段關(guān)閉液壓閥集成塊用來判斷水輪機方向和水泵方向分段關(guān)閉的拐點。本發(fā)明實現(xiàn)了抽水蓄能機組水輪機方向和水泵方向不同關(guān)閉速率的調(diào)節(jié)，保證了抽水蓄能機組的安全可靠運行。
文檔編號F03B13/06GK102042159SQ20101056657
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者何林波, 周攀, 姜達軍, 宋湘輝, 宋睿楓, 張新龍, 李國和, 李建華, 秦衛(wèi)潮, 蔡軍, 蔡衛(wèi)江, 蔡曉峰, 許棟, 許要武, 赫衛(wèi)國, 陳梅 申請人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院, 安徽響水澗抽水蓄能有限公司