專利名稱：一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水力機(jī)械工程，特別是一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置及方法。
背景技術(shù)：
低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)調(diào)節(jié)系統(tǒng)都是雙重調(diào)節(jié)，也就是水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片聯(lián)動(dòng)。通過(guò)試驗(yàn)和實(shí)踐證明，低水頭水輪機(jī)采用雙重調(diào)節(jié)，能使水輪機(jī)獲得更寬的高效率區(qū)域，提高水輪機(jī)的綜合效率，最大限度的利用水能，獲取最大的動(dòng)能。雙重調(diào)節(jié)是這樣調(diào)節(jié)的隨著機(jī)組出力的増大活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度増大，水輪機(jī)的應(yīng)用流量増大，轉(zhuǎn)輪葉片的角度增大，機(jī)組出力減少反之；停機(jī)時(shí)活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度減小(關(guān)閉)，轉(zhuǎn)輪葉片角度減小(最小)，開(kāi)機(jī)時(shí)反之。這樣調(diào)節(jié)是眾所周知的，但是，有兩個(gè)問(wèn)題，在正常運(yùn)行、開(kāi)機(jī)時(shí)提高水輪機(jī)的效率、獲取最大的能量是正確的，而在水輪機(jī)停機(jī)或由發(fā)電エ況過(guò)度到調(diào)相エ況過(guò)程中，水輪機(jī)有一個(gè)水輪機(jī)エ況到反水泵エ況和調(diào)相壓氣的過(guò)度時(shí)段，這時(shí)這種調(diào)節(jié)1、在停機(jī)或由發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況(調(diào)相壓氣)的時(shí)段水輪機(jī)都有反水泵エ況，在這種情況下導(dǎo)葉開(kāi)度減小機(jī)組流量減小、轉(zhuǎn)輪葉片角度減小是反水泵エ況的揚(yáng)程增高，這樣就成為立式機(jī)組停機(jī)和過(guò)渡過(guò)程發(fā)生抬機(jī)的主要因素，如葛州機(jī)組停機(jī)抬機(jī)，我院設(shè)計(jì)的敘利亞迪什林電站機(jī)組在調(diào)相壓氣過(guò)程中抬機(jī)等，對(duì)臥式機(jī)組增大軸向后推力，使機(jī)組穩(wěn)定性降低。2、這時(shí)機(jī)組不需要獲得很多的水能而需要很快停下來(lái)或是過(guò)渡過(guò)程很快完成，而按上述調(diào)節(jié)水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉都向0開(kāi)度關(guān)閉，轉(zhuǎn)輪葉片將向最小角度位置減小，在過(guò)程中都能使水輪機(jī)獲取最大的水能不利于停機(jī)和過(guò)渡時(shí)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(jī)在停機(jī)或由發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況過(guò)程中獲取穩(wěn)定的性能，同時(shí)有利于停機(jī)和過(guò)渡時(shí)間的減少的低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置及方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置，其特征是在葉片配壓閥與葉片接カ器之間的第一油管上連接第一三通閥，在葉片配壓閥與葉片接カ器之間的第二油管上連接第二三通閥。所述的葉片配壓閥的al端連接第一三通閥的第一通，葉片接カ器的a2端連接第一三通閥的第二通，葉片配壓閥的a端連接第一三通閥的第三通。所述的葉片配壓閥的bl端連接第二三通閥的第一通，葉片接カ器的b2端連接第二三通閥的第二通，葉片配壓閥的b端連接第二三通閥的第三通。一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)的方法，其特征是水輪機(jī)在通常開(kāi)機(jī)和運(yùn)行情況下，通過(guò)第一三通閥將al端和a2端接通，葉片配壓閥的a端與al和a2不通；通過(guò)第二三通閥將bl端和b2端接通，葉片配壓閥的b端與bl和b2不通；
當(dāng)機(jī)組停機(jī)或由發(fā)電エ況轉(zhuǎn)換為調(diào)相エ況關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí)，通過(guò)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(dòng)將管路切換為葉片配壓閥的a供油管與葉片接カ器的a2端接通，葉片配壓閥的al端與葉片接カ器的a2不通；第二三通閥的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)將管路切換為葉片配壓閥的b供油管與葉片接カ器的b2端接通，葉片配壓閥的bl端與葉片接カ器的b2不通；這時(shí)在葉片接カ器的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開(kāi)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，使葉片配壓閥的al端和a供油管、葉片接カ器的a2 ;葉片配壓閥的bl端和b回油管、葉片接カ器的b2端之間互不接通；
再待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況過(guò)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al端、a2端接通，a供油管與al端、a2端不通，bl端、b2端接通，b回油管與bl端、b2端不接通；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(jī)或由發(fā)電エ況轉(zhuǎn)換到調(diào)相エ況過(guò)程中發(fā)生抬機(jī)，減少臥式水輪發(fā)電機(jī)組在這兩個(gè)過(guò)程中水流對(duì)機(jī)組的軸向后推力，提高機(jī)組的穩(wěn)定性。2、有利于機(jī)組的停機(jī)，増加制動(dòng)カ矩；有利于縮短由發(fā)電エ況轉(zhuǎn)換到調(diào)相エ況過(guò)程的時(shí)間，使機(jī)組很快過(guò)度到穩(wěn)定狀態(tài)。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。


下面結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說(shuō)明
圖I是本發(fā)明實(shí)施例雙重調(diào)節(jié)裝置示意 圖2是本發(fā)明實(shí)施例三通閥通斷示意 附圖標(biāo)記如下1.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；14.第一油管；15.第二油管。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，在葉片配壓閥10與葉片接カ器11之間的第一油管14上連接第一三通閥12，在葉片配壓閥10與葉片接カ器11之間的第二油管15上連接第二三通閥13。葉片配壓閥10的al端連接第一三通閥12的第一通，葉片接カ器11的a2端連接第一三通閥12的第二通，葉片配壓閥10的a端連接第一三通閥12的第三通。
葉片配壓閥10的bl端連接第二三通閥13的第一通，葉片接カ器11的b2端連接第二三通閥13的第二通，葉片配壓閥10的b端連接第二三通閥13的第三通。在通常開(kāi)機(jī)和運(yùn)行情況下，通過(guò)第一三通閥12將al端和a2端接通，葉片配壓閥10的a端與al和a2不通(如圖2 (A))。通過(guò)第二三通閥13將bl端和b2端接通，葉片配壓閥10的b端與bl和b2不通(如圖 2 (D))。只有當(dāng)機(jī)組停機(jī)或由發(fā)電エ況轉(zhuǎn)換為調(diào)相エ況關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí)，通過(guò)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(dòng)將管路切換為葉片配壓閥10的a供油管與葉片接カ器11的a2端接通，葉片配壓閥10的al端與葉片接カ器11的a2不通(如圖2 (B))。
第二三通閥13的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)將管路切換為葉片配壓閥10的b供油管與葉片接カ器11的b2端接通，葉片配壓閥10的bl端與葉片接カ器11的b2不通(如圖2 (E))。這時(shí)在葉片接カ器11的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開(kāi)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，使葉片配壓閥10的al端和a供油管、葉片接カ器11的a2 ;葉片配壓閥10的bl端和b回油管、葉片接カ器11的b2端之間互不接通(如圖2 (C))、(如圖2 (F))。之后再待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況過(guò)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al端、a2端接通，a供油管與al端、a2端不通(如圖2A)，bl端、b2端接通，b回油管與bl端、b2端不接通(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，是協(xié)聯(lián)關(guān)系恢復(fù)到原有狀態(tài)。離心擺I與水輪機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，由離心擺I傳感機(jī)組的轉(zhuǎn)速，如果機(jī)組轉(zhuǎn)速偏離給定值時(shí)，發(fā)出調(diào)節(jié)信號(hào)。導(dǎo)葉配壓閥2操控導(dǎo)葉接力器3的開(kāi)或關(guān)或停。導(dǎo)葉接力器3用于控制活動(dòng)導(dǎo)葉的開(kāi)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(jī)構(gòu)，作用是實(shí)現(xiàn)活 動(dòng)導(dǎo)葉與轉(zhuǎn)輪葉片之間的互動(dòng)。葉片配壓閥10是操控葉片接カ器11的開(kāi)或關(guān)或停。葉片接力器11是控制轉(zhuǎn)輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)角度。調(diào)速系統(tǒng)的工作原理離心擺I測(cè)出機(jī)組的轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速大于給定值，機(jī)組的用電負(fù)荷減少，離心擺I就通過(guò)連接機(jī)構(gòu)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動(dòng)，操控導(dǎo)葉接力器3將活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)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(gè)關(guān)小的信號(hào)反饋回去是調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)。這時(shí)協(xié)聯(lián)機(jī)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(dòng)，操作葉片接カ器11是轉(zhuǎn)輪葉片角度減小到與活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度相應(yīng)的角度，如果離心擺I測(cè)出的機(jī)組轉(zhuǎn)速小于給定值反之。開(kāi)機(jī)通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向上移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器3打開(kāi)活動(dòng)導(dǎo)葉，隨之由協(xié)聯(lián)機(jī)構(gòu)是葉片配壓閥10控制葉片接カ器11將轉(zhuǎn)輪葉片角度開(kāi)到與活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度相應(yīng)角度。停機(jī)(包括調(diào)相機(jī)組由發(fā)電エ況到調(diào)相エ況的過(guò)渡過(guò)程)，通過(guò)操作導(dǎo)葉配壓閥2閥芯向下移動(dòng)，使導(dǎo)葉接力器3關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉，隨之由協(xié)聯(lián)機(jī)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(dòng)將管路切換為葉片配壓閥10的a供油管與葉片接カ器11的a2端接通，葉片配壓閥10的al端與葉片接カ器11的a2不通(如圖2B)。第二三通閥13的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)將管路切換為葉片配壓閥10的b供油管與葉片接カ器11的b2端接通，葉片配壓閥10的bl端與葉片接カ器11的b2不通(如圖2E)。這時(shí)在葉片接力器11的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開(kāi)大到所要求的角度或最大角度，再由第一三通閥12和第二三通閥13，使葉片配壓閥10的al端和a供油管、葉片接カ器11的a2 ;葉片配壓閥10的bl端和b回油管、葉片接カ器11的b2端之間互不接通(如圖2C)、(如圖2F)。之后再待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況過(guò)程(調(diào)相壓水)完成以后，將第一三通閥12和第二三通閥13恢復(fù)原位，使al端、a2端接通，a供油管與al端、a2端不通(如圖2A)，bl端、b2端接通，b回油管與bl端、b2端不接通(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，是協(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(jī)停機(jī)和有調(diào)相要求的機(jī)組由發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況過(guò)程改變?yōu)?，活?dòng)導(dǎo)葉在任何開(kāi)度關(guān)閉的同時(shí)，要求轉(zhuǎn)輪葉片角度増大并能增大到一定的角度或最大角度，隨后待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電エ況過(guò)渡到調(diào)相エ況(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，其他エ況保持原協(xié)聯(lián)關(guān)系不變，也就是小葉片角度開(kāi)機(jī)，大葉片角度關(guān)機(jī)。
本實(shí)施例沒(méi)有詳細(xì)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(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置，其特征是在葉片配壓閥(10)與葉片接力器(11)之間的第一油管(14)上連接第一三通閥(12)，在葉片配壓閥(10)與葉片接力器(11)之間的第二油管(15)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(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述的葉片配壓閥(10)的al端連接第一三通閥(12)的第一通，葉片接力器(11)的a2端連接第一三通閥(12)的第二通，葉片配壓閥(10)的a端連接第一三通閥(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(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置，其特征是所述的葉片配壓閥(10)的bl端連接第二三通閥(13)的第一通，葉片接力器(11)的b2端連接第二三通閥(13)的第二通，葉片配壓閥(10)的b端連接第二三通閥(13)的第三通。
4.一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)的方法，其特征是水輪機(jī)在通常開(kāi)機(jī)和運(yùn)行情況下，通過(guò)第一三通閥(12)將al端和a2端接通，葉片配壓閥(10)的a端與al和a2不通；通過(guò)第二三通閥(13)將bl端和b2端接通，葉片配壓閥(10)的b端與bl和b2不通； 當(dāng)機(jī)組停機(jī)或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換為調(diào)相工況關(guān)閉活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí)，通過(guò)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(dòng)將管路切換為葉片配壓閥(10)的a供油管與葉片接力器(11)的a2端接通，葉片配壓閥(10)的al端與葉片接力器(11)的a2不通；第二三通閥(13)的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)將管路切換為葉片配壓閥(10)的b供油管與葉片接力器(11)的b2端接通，葉片配壓閥(10)的bl端與葉片接力器(11)的b2不通；這時(shí)在葉片接力器(11)的作用下直至將轉(zhuǎn)輪葉片角度開(kāi)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，使葉片配壓閥(10)的al端和a供油管、葉片接力器(11)的a2 ;葉片配壓閥(10)的bl端和b回油管、葉片接力器(11)的b2端之間互不接通； 再待機(jī)組停止轉(zhuǎn)動(dòng)或發(fā)電工況過(guò)渡到調(diào)相工況過(guò)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al端、a2端接通，a供油管與al端、a2端不通，bl端、b2端接通，b回油管與bl端、b2端不接通；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)明屬于水力機(jī)械工程，特別是一種低水頭轉(zhuǎn)漿式水輪機(jī)雙重調(diào)節(jié)裝置及方法。該裝置其特征是在葉片配壓閥(10)與葉片接力器(11)之間的第一油管(14)上連接第一三通閥(12)，在葉片配壓閥(10)與葉片接力器(11)之間的第二油管(15)上連接第二三通閥(13)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、可防止立式水輪發(fā)電組在停機(jī)或由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過(guò)程中發(fā)生抬機(jī)，減少臥式水輪發(fā)電機(jī)組在這兩個(gè)過(guò)程中水流對(duì)機(jī)組的軸向后推力，提高機(jī)組的穩(wěn)定性。2、有利于機(jī)組的停機(jī)，增加制動(dòng)力矩；有利于縮短由發(fā)電工況轉(zhuǎn)換到調(diào)相工況過(guò)程的時(shí)間，使機(jī)組很快過(guò)渡到穩(wěn)定狀態(tài)。3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全可靠。
文檔編號(hào)F03B15/12GK102650257SQ201210123728
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)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(qǐng)人:中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院