專利名稱：水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水力機械工程，特別是水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在已建成的部分電站如葛洲壩水電站、湖南省水府廟水電站、安仁大石水電 站、麻陽馬頸坳水電站、紅巖水電站及西北勘測設(shè)計研究院設(shè)計的敘利亞迪什林水電站等， 由于水輪發(fā)電機組抬機使電站正常運行遇到障礙，嚴(yán)重時會損壞水輪發(fā)電機的推力軸承及 結(jié)構(gòu)部件。水輪發(fā)電機機組抬機現(xiàn)象，一般主要發(fā)生在如下三種情況1)水輪發(fā)電機機組甩負(fù)荷后，水輪機導(dǎo)水葉快速關(guān)閉，主要是造成過水流量急劇 下降導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪室-尾水管段產(chǎn)生反水擊，發(fā)電機組在慣性的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動，是水輪機由 水輪機工況轉(zhuǎn)變?yōu)樗霉r，水輪機葉片將水向尾水推，加上水輪機導(dǎo)水葉快速關(guān)閉，尾水 管產(chǎn)生的反水擊作用，水對葉片產(chǎn)生向上的水推力抬起機組。2)承擔(dān)調(diào)相任務(wù)的水輪發(fā)電機組，機組由發(fā)電工況轉(zhuǎn)變到調(diào)相工況時，水輪機導(dǎo) 水葉的快速關(guān)閉，在調(diào)相壓氣過程中，是發(fā)電機由發(fā)電工況轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C工況并給系統(tǒng)發(fā) 無功負(fù)荷帶動水輪機轉(zhuǎn)動(調(diào)相工況)，使水輪機由水輪機工況轉(zhuǎn)變到水泵工況，水輪機葉 片將水向尾水推，加上導(dǎo)水葉的快速關(guān)閉，尾水管產(chǎn)生的反水擊作用，水對葉片產(chǎn)生向上的 水推力發(fā)生抬機。3)安裝高程低、尾水位高的機組，特別是軸流式機組，機組在停機過程發(fā)生抬機， 這種現(xiàn)象主要是機組停機時，水輪機導(dǎo)葉快速關(guān)閉，漿葉角度變小，是發(fā)電機組在慣性的作 用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動，是水輪機由水輪機工況轉(zhuǎn)變?yōu)樗霉r，水輪機葉片將水向尾水推，加上停 機過程導(dǎo)葉的快速關(guān)閉，尾水管產(chǎn)生的反水擊作用，水對葉片產(chǎn)生向上的水推力發(fā)生抬機。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、可防止水輪發(fā)電機組抬機的
直ο本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的，水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是在水 輪機轉(zhuǎn)輪出口有沿水輪機轉(zhuǎn)輪園周均勻分布的引水支管，引水支管在引水環(huán)管內(nèi)側(cè)，與引 水環(huán)管徑向連通，引水支管一端與水輪機轉(zhuǎn)輪出口相通，另一端與引水環(huán)管密封相通，引水 環(huán)管與減壓閥接口連接。所述的引水支管是兩根或兩根以上。所述的減壓閥包括閥體、閥塞、彈簧，閥塞與彈簧連接固定在閥體內(nèi)，閥體的閥塞 一端有輸入口和輸出口。所述的減壓閥可以是遠(yuǎn)程自動控制的閥門(如蝶閥或閘閥等)，閥門與機組控制單 元電連接。本實用新型的優(yōu)點是在水輪機轉(zhuǎn)輪出口布置減壓閥，減壓閥通過兩根或兩根以
3上沿園周均勻分布引水支管和引水環(huán)管(按照水力學(xué)原理做成變徑管)與轉(zhuǎn)輪出口連接，當(dāng) 轉(zhuǎn)輪出口壓力使減壓閥彈簧壓縮閥塞自動開啟時，排水卸壓降低P2，使P2 — Pl≤G，式中， Pl是向下的軸向水推力(包括混流機組頂蓋間隙內(nèi)水流對轉(zhuǎn)輪上冠產(chǎn)生的向下的水推力)， P2是向上的軸向水推力(包括混流機組下環(huán)間隙內(nèi)水流對轉(zhuǎn)輪下環(huán)產(chǎn)生的向上的水推力)， G是水輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動部分的重量。

下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖1是本實用新型實施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A-A方向剖示圖。圖中1、水輪機轉(zhuǎn)輪；2、水輪機轉(zhuǎn)輪入口 ；3、水輪機轉(zhuǎn)輪出口 ；4、水輪機導(dǎo)水葉； 5、引水環(huán)管；6、閥塞；7、彈簧；8、排水管；9、引水支管；10、減壓閥；11、集水井。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，在水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3沿水輪機轉(zhuǎn)輪1園周均勻分布有引水支管 9，引水支管9兩根或兩根以上分布在引水環(huán)管5內(nèi)側(cè)，與引水環(huán)管5徑向連通，引水支管9 一端與水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3相通，另一端與引水環(huán)管5密封相通，引水環(huán)管與減壓閥10相連， 當(dāng)水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3壓力升高到一定值時，使減壓閥10的彈簧7壓縮閥塞6自動開啟時， 排水卸壓降低P2，使P2 — Pl < G，這時，水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3的水通過排水管8引入集水井 11，實現(xiàn)防止水輪發(fā)電機組抬機發(fā)生。減壓閥10包括閥體、閥塞6、彈簧7，閥塞6與彈簧7連接固定在閥體內(nèi)，閥體的閥 塞6 —端有輸入口和輸出口。閥體的輸入口和輸出口在彈簧7的作用下關(guān)閉，當(dāng)水輪機轉(zhuǎn) 輪出口 3的壓力大于彈簧7的彈簧力時，閥塞6壓縮彈簧7，閥塞6使閥體的輸入口和輸出 口打開，這時排水卸壓降低P2，使P2 - Pl ^ G0減壓閥10可以是遠(yuǎn)程自動控制的閥門(如蝶閥或閘閥等)，閥門與機組控制單元電 連接，當(dāng)水輪機導(dǎo)水葉4快速關(guān)閉時，首先由機組控制單元發(fā)出指令，開啟閥門，排水卸壓、 降低P2，使P2 -Pl^G,防抬機過程完成后，關(guān)閉閥門。實現(xiàn)防止水輪發(fā)電機組抬機發(fā)生。 由于水輪發(fā)電機組抬機從機組動作上有一個共同的特點水輪機導(dǎo)水葉4快速關(guān)閉。且抬 機只是瞬間過渡過程。在水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3布置減壓閥10，減壓閥10通過兩根或兩根以上沿水輪機轉(zhuǎn) 輪1園周均勻分布引水支管9和引水環(huán)管5與水輪機轉(zhuǎn)輪出口 1連接，當(dāng)水輪機轉(zhuǎn)輪出口 1壓力使減壓閥10的彈簧7壓縮閥塞6自動開啟時，排水卸壓降低P2，使P2 — Pl < G。水輪發(fā)電機組抬機都是在機組正常運行情況下，水輪機導(dǎo)水葉4快速關(guān)閉，伴隨 著尾水管產(chǎn)生反水擊而發(fā)生，反映在機組特征上是水輪機工況轉(zhuǎn)變?yōu)橥D(zhuǎn)向的水泵工況。 從力學(xué)角度水輪發(fā)電機組抬機的條件是水輪機轉(zhuǎn)輪入口 2水流產(chǎn)生的向下的軸向水推力 Pl (包括混流機組頂蓋間隙內(nèi)水流對轉(zhuǎn)輪上冠產(chǎn)生的向下的水推力)，加上水輪發(fā)電機組的 轉(zhuǎn)動部分的重量G小于水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3水流產(chǎn)生的向上的軸向水推力P2(包括混流機組 下環(huán)間隙內(nèi)水流對轉(zhuǎn)輪下環(huán)產(chǎn)生的向上的水推力)，即Pl + G < P2(1)水輪發(fā)電機組就發(fā)生抬機，否則[0025]Pl + G 彡 P2(2)就不發(fā)生抬機，這是水輪發(fā)電機組抬機的力學(xué)條件。在水輪機工況，肯定不會發(fā)生抬機問題，只有水輪機處于同水輪機工況轉(zhuǎn)向相同 的水泵工況時，才有可能出現(xiàn)，水輪機轉(zhuǎn)輪入口 2水流產(chǎn)生的向下的軸向水推力Pl，加上水 輪發(fā)電機組的轉(zhuǎn)動部分的重量G小于水輪機轉(zhuǎn)輪出口 3水流產(chǎn)生的向上的軸向水推力P2， 水輪發(fā)電機組就發(fā)生抬機。水輪發(fā)電機組抬機從機組動作上有一個共同的特點水輪機導(dǎo)水葉4快速關(guān)閉。 且抬機只是瞬間過渡過程，因此也可以將附圖中的減壓閥通過遠(yuǎn)程自動控制閥門(如蝶閥、 閘閥等)進行遠(yuǎn)程自動控制，當(dāng)水輪機導(dǎo)水葉4快速關(guān)閉時，先由機組控制系統(tǒng)發(fā)出指令開 啟閥門，排水卸壓、降低P2，防抬機過程完成后，關(guān)閉閥門。以上兩種方法只要設(shè)計合理，能使受力應(yīng)滿足于(2)式或(3)式，防止抬機發(fā)生。P2 — Pl 彡 G(3)。
權(quán)利要求水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是在水輪機轉(zhuǎn)輪出口(3)有沿水輪機轉(zhuǎn)輪(1)園周均勻分布的引水支管(9)，引水支管(9)在引水環(huán)管(5)內(nèi)側(cè)，與引水環(huán)管(5)徑向連通，引水支管(9)一端與水輪機轉(zhuǎn)輪出口(3)相通，另一端與引水環(huán)管(5)密封相通，引水環(huán)管(5)與減壓閥(10)接口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是所述的引水支管(9)是兩根或兩根以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是所述的減壓閥(10)包括閥體、閥塞(6)、彈簧(7)，閥塞(6)與彈簧(7)連接固定在閥體內(nèi)，閥體的閥塞(6) 一端有輸入口和輸出口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是所述的減壓閥 (10)是蝶閥或閘閥，閥門與機組控制單元電連接。
專利摘要本實用新型屬于水力機械工程，特別是水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置，其特征是在水輪機轉(zhuǎn)輪出口有減壓閥，減壓閥沿水輪機轉(zhuǎn)輪圓周均勻分布的引水支管和引水環(huán)管連接，引水支管在引水環(huán)管內(nèi)側(cè)徑向連接，引水支管一端與水輪機轉(zhuǎn)輪出口相通，另一端與引水環(huán)管密封相通，引水環(huán)管與減壓閥接口連接；所述的引水支管是兩根或兩根以上。它提供了一種結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠、可防止水輪發(fā)電機組的抬機的水輪發(fā)電機組防止抬機的裝置。
文檔編號F03B11/00GK201705528SQ20102019407
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月18日
發(fā)明者王耀洲 申請人:中國水電顧問集團西北勘測設(shè)計研究院