專利名稱：一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水力機械工程，特別是一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法。
背景技術(shù)：
低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是雙重調(diào)節(jié)，也就是水輪機活動導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片聯(lián)動。通過試驗和實踐證明，低水頭水輪機采用雙重調(diào)節(jié)，能使水輪機獲得更寬的高效率區(qū)域，提高水輪機的綜合效率，最大限度的利用水能，獲取最大的動能。雙重調(diào)節(jié)是這樣調(diào)節(jié)的隨著機組出力的增大活動導(dǎo)葉開度增大，水輪機的應(yīng)用流量增大，轉(zhuǎn)輪葉片的角度增大，機組出力減少反之；停機時活動導(dǎo)葉開度減小(關(guān)閉)，轉(zhuǎn)輪葉片角度減小(最小)，開機時反之。這樣調(diào)節(jié)是眾所周知的，但是，有兩個問題，在正常運行、開機時提高水輪機的效率、獲取最大的能量是正確的，而在水輪機停機或由發(fā)電工況過度到調(diào)相工況過程中，水輪機有一個水輪機工況到反水泵工況和調(diào)相壓氣的過度時段，這時這種調(diào)節(jié)1、在停機或由發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓氣)的時段水輪機都有反水泵工況，在這種情況下導(dǎo)葉開度減小機組流量減小、轉(zhuǎn)輪葉片角度減小是反水泵工況的揚程增高，這樣就成為立式機組停機和過渡過程發(fā)生抬機的主要因素，如葛州機組停機抬機，我院設(shè)計的敘利亞迪什林電站機組在調(diào)相壓氣過程中抬機等，對臥式機組增大軸向后推力，使機組穩(wěn)定性降低。2、這時機組不需要獲得很多的水能而需要很快停下來或是過渡過程很快完成，而按上述調(diào)節(jié)水輪機活動導(dǎo)葉都向O開度關(guān)閉，轉(zhuǎn)輪葉片將向最小角度位置減小，在過程中都能使水輪機獲取最大的水能不利于停機和過渡時間的減少。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能使水輪機在停機或由發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程中獲取穩(wěn)定的性能，同時有利于停機和過渡時間的減少的低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)，其特征是在供油油路al上連接第一三通閥，在回油油路bl上連接第二三通閥。所述的葉片配壓閥的供油管a連接第一三通閥的第一通，供油油路al連接第一三通閥的第二通，第一油管連接第一三通閥的第三通。所述的回油管b接第二三通閥的第一通，回油油路b2連接第二三通閥的第二通，
第二油管連接第二三通閥的第三通。一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法，其特征是水輪機在通常開機和運行情況下，通過第一三通閥將供油管a和供油油路al接通，第一油管與供油管a和供油油路al不通；通過第二三通閥將回油管b和回油管路bl接通，第二油管與回油管b和回油管路bl不通；
當機組停機或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況關(guān)閉活動導(dǎo)葉時，通過指令系統(tǒng)給第一三通閥和第二三通閥發(fā)出指令，第一三通閥的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為供油油路al與第一管路接通，供油管a與供油油路al、第一管路不通；第二三通閥的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為回油油路bl與第二油管接通，回油管b與回油油路b2、第二油管不通；這時在葉片接力器的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系統(tǒng)給第一三通閥和第二三通閥發(fā)出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管；回油管不、回油油路bl、第二油管之間互不接通；
再待機組停止轉(zhuǎn)動或發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程(調(diào)相壓水)完成以后，由指令控制再將第一三通閥和第二三通閥恢復(fù)原位，使第一三通閥將供油管a和供油油路al接通，第一油管與供油管a和供油油路al不通；通過第二三通閥將回油管b和回油管路bl接通，第二油管與回油管b和回油管路bl不通；將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，使協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到原有狀態(tài)。本發(fā)明的技術(shù)效果為1、可防止立式水輪發(fā)電組在停機或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過程中發(fā)生抬機，減少臥式水輪發(fā)電機組在這兩個過程中水流對機組的軸向后推力，提高機組的穩(wěn)定性。2、有利于機組的停機，增加制動力矩；有利于縮短由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過程的時間，使機組很快過度到穩(wěn)定狀態(tài)。3、結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠。機組停機或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況關(guān)閉活動導(dǎo)葉時，通過指令系統(tǒng)給第一三通閥和第二三通閥發(fā)出指令，第一三通閥的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為供油油路al與第一管路接通，供油管a與供油油路al、第一管路不通；第二三通閥的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為回油油路bl與第二油管接通，回油管b與回油油路b2、第二油管不通。會是葉片配壓閥供油高壓油腔成為低壓油腔回油腔，原低壓回油腔成回油高壓油腔，是葉片配壓閥受力有點變化，從原理上是不會有影響，但對已有調(diào)速系統(tǒng)的改造，原設(shè)計對葉片配壓閥沒有此要求，所以，應(yīng)用本專利要注意這一點。


下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明
圖I是本發(fā)明實施例機械協(xié)聯(lián)示意 圖2是本發(fā)明實施例三通閥通斷示意 附圖標記如下
I.離心擺；2.導(dǎo)葉配壓閥；3.導(dǎo)葉接力器；4.反饋桿；5.硬反饋；6.緩沖器；7.拐臂；
8.協(xié)聯(lián)凸輪；9.滾輪；10.葉片配壓閥；(a.供油管、b.回油管)、11.葉片接力器；12.第一三通閥；13.第二三通閥；第一油管14 ;15、第二油管。
具體實施例方式如圖I所示，在供油油路al上連接第一三通閥12，在回油油路bl上連接第二三通閥13。葉片配壓閥10的供油管a連接第一三通閥12的第一通，供油油路al連接第一三通閥12的第二通，第一油管14連接第一三通閥12的第三通。葉片配壓閥10回油管b接第二三通閥13的第一通，回油油路b2連接第二三通閥13的第二通，第二油管15連接第二三通閥13的第三通。在通常開機和運行情況下，通過第一三通閥12將供油管a和供油油路al接通，第一油管14與供油管a和供油油路al不通(如圖2A)；
通過第二三通閥13將回油管b和回油管路bl接通,第二油管15與回油管b和回油管路bl不通(如圖2D)；
當機組停機或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況關(guān)閉活動導(dǎo)葉時，通過指令系統(tǒng)給第一三通閥12和第二三通閥13發(fā)出指令，第一三通閥12的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為供油油路al與第一管路14接通，供油管a與供油油路al、第一管路14不通(如圖2B);第二三通閥13的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為回油油路bl與第二油管15接通,回油管b與回油油路b2、第二油管15不通(如圖2E)。這時在葉片接力器11的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系統(tǒng)給第一三通閥12和第二三通閥13發(fā)出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管14 ;回油管不、回油油路bl、第二油管15之間互不接通(如圖2C)、(如圖2F)。之后再待機組停止轉(zhuǎn)動或發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程(調(diào)相壓水)完成以后，由指令控制再將第一三通閥12和第二三通閥13恢復(fù)原位，使第一三通閥12將供油管a和供油油路al接通，第一油管14與供油管a和供油油路al不通(如圖2A);通過第二三通閥13將回油管b和回油管路bl接通,第二油管15與回油管b和回油管路bl不通(如圖2D);將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，使協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到原有狀態(tài)。低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機為雙重調(diào)節(jié)，活動導(dǎo)葉的開度與轉(zhuǎn)輪葉片的角度之間的協(xié)聯(lián)有兩種，一種是機械協(xié)聯(lián)(如圖I所示)，通過拐臂7、協(xié)聯(lián)凸輪8、滾輪9等機械連接進行協(xié)聯(lián)。另一種是電氣協(xié)聯(lián)，是對不同參數(shù)進行設(shè)定和通過數(shù)學(xué)模擬計算編程控制進行協(xié)聯(lián)，由位移傳感器、處理單元、液壓轉(zhuǎn)換機構(gòu)等代替了圖I中拐臂7、協(xié)聯(lián)凸輪8、滾輪9等機械連接。離心擺I與水輪機同步轉(zhuǎn)動，由離心擺I傳感機組的轉(zhuǎn)速，如果機組轉(zhuǎn)速偏離給定值時，發(fā)出調(diào)節(jié)信號。導(dǎo)葉配壓閥2操控導(dǎo)葉接力器3的開或關(guān)或停。導(dǎo)葉接力器3用于控制活動導(dǎo)葉的開度。反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6用于完成調(diào)速系統(tǒng)的反饋，作用是維持調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。拐臂7、協(xié)聯(lián)凸輪8、滾輪9是調(diào)速系統(tǒng)的協(xié)聯(lián)機構(gòu)，作用是實現(xiàn)活動導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片之間的互動。葉片配壓閥10是操控葉片接力器11的開或關(guān)或停。葉片接力器11是控制轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)動角度。調(diào)速系統(tǒng)的工作原理離心擺I測出機組的轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機組的用電負荷減少，離心擺I就通過連接機構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動，操控導(dǎo)葉接力器3將活動導(dǎo)葉開度關(guān)小，反饋系統(tǒng)(反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6)再把這個關(guān)小的信號反饋回去是調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)。這時協(xié)聯(lián)機構(gòu)(拐臂7、協(xié)聯(lián)凸輪8、滾輪9)是將葉片配壓閥10閥芯向下移動，操作葉片接力器11是轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動導(dǎo)葉開度相應(yīng)的角度，如果離心擺I測出的機組轉(zhuǎn)速小于給定值反之。開機通過操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向上移動，使導(dǎo)葉接力器3打開活動導(dǎo)葉，隨之由協(xié)聯(lián)機構(gòu)是葉片配壓閥10控制葉片接力器11將轉(zhuǎn)輪葉片角度開到與活動導(dǎo)葉開度相應(yīng)角度。
停機(包括調(diào)相機組由發(fā)電工況到調(diào)相工況的過渡過程)，通過操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動，使導(dǎo)葉接力器3關(guān)閉活動導(dǎo)葉，隨之由協(xié)聯(lián)機構(gòu)是葉片配壓閥10閥芯向下將減小轉(zhuǎn)輪葉片角度，第一三通閥12的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為供油油路al與第一管路14接通，供油管a與供油油路al、第一管路14不通(如圖2B);第二三通閥13的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為回油油路bl與第二油管15接通,回油管b與回油油路b2、第二油管15不通(如圖2E)。這時在葉片接力器11的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系統(tǒng)給第一三通閥12和第二三通閥13發(fā)出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管14 ;回油管不、回油油路bl、第二油管15之間互不接通(如圖2C)、(如圖2F)。之后再待機組停止轉(zhuǎn)動或發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程(調(diào)相壓水)完成以后，由指令控制再將第一三通閥12和第二三通閥13恢復(fù)原位，使第一三通閥12將供油管a和供油油路al接通，第一油管14與供油管a和供油油路al不通(如圖2A);通過第二三通閥13將回油管b和回油管路bl接通,第二油管15與回油管b和回油管路bl不通(如圖2E);將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，使協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到原有狀態(tài)。本發(fā)明在原協(xié)聯(lián)關(guān)系基礎(chǔ)上將水輪機停機和有調(diào)相要求的機組由發(fā)電工況過渡 到調(diào)相工況過程改變?yōu)椋顒訉?dǎo)葉在任何開度關(guān)閉的同時，要求轉(zhuǎn)輪葉片角度增大，隨后待機組停止轉(zhuǎn)動或發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況(調(diào)相壓水)完成以后，再將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，其他工況保持原協(xié)聯(lián)關(guān)系不變，也就是小葉片角度開機，大葉片角度關(guān)機。本實施例沒有詳細敘述的部件和結(jié)構(gòu)屬本行業(yè)的公知部件和常用結(jié)構(gòu)或常用手段，這里不一一敘述。
權(quán)利要求
1.一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)，其特征是在供油油路al上連接第一三通閥(12)，在回油油路bl上連接第二三通閥(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)，其特征是供油管a連接第一三通閥(12)的第一通，供油油路al連接第一三通閥(12)的第二通，第一油管(14)連接第一三通閥(12)的第三通。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)，其特征是回油管b接第二三通閥(13)的第一通，回油油路b2連接第二三通閥(13)的第二通，第二油管(15)連接第二三通閥(13)的第三通。
4.一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法，其特征是水輪機在通常開機和運行情況下，通過第一三通閥(12)將供油管a和供油油路al接通，第一油管(14)與供油管a和供油油路al不通；通過第二三通閥(13)將回油管b和回油管路bl接通，第二油管(15)與回油管b和回油管路bl不通； 當機組停機或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況關(guān)閉活動導(dǎo)葉時，通過指令系統(tǒng)給第一三通閥(12)和第二三通閥(13)發(fā)出指令，第一三通閥(12)的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為供油油路al與第一管路(14)接通，供油管a與供油油路al、第一管路(14)不通；第二三通閥(13)的閥芯轉(zhuǎn)動將管路切換為回油油路bl與第二油管(15)接通,回油管b與回油油路b2、第二油管(15)不通；這時在葉片接力器(11)的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系統(tǒng)給第一三通閥(12)和第二三通閥(13)發(fā)出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管(14);回油管不、回油油路bl、第二油管(15)之間互不接通； 再待機組停止轉(zhuǎn)動或發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程(調(diào)相壓水)完成以后，由指令控制再將第一三通閥(12)和第二三通閥(13)恢復(fù)原位，使第一三通閥(12)將供油管a和供油油路al接通，第一油管(14)與供油管a和供油油路al不通；通過第二三通閥(13)將回油管b和回油管路bl接通，第二油管(15)與回油管b和回油管路bl不通；將轉(zhuǎn)輪葉片角度恢復(fù)到原協(xié)聯(lián)要求的角度，使協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到原有狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)的方法，其特征是水輪機在通常開機和運行情況下，通過第一三通閥(12)將供油管a和供油油路a1接通，第一油管(14)與供油管a和供油油路a1不通；通過第二三通閥(13)將回油管b和回油管路b1接通，第二油管(15)與回油管b和回油管路b1不通；該低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機調(diào)節(jié)是在供油油路a1上連接第一三通閥(12)，在回油油路b1上連接第二三通閥(13)。該方法能使水輪機在停機或由發(fā)電工況過渡到調(diào)相工況過程中獲取穩(wěn)定的性能，同時有利于停機和過渡時間的減少。
文檔編號F03B15/12GK102644544SQ20121012370
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25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