[發(fā)明專利]大型水輪機(jī)用中心補(bǔ)氣閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810064985.9
• 申請日: 2008-07-24
• 公開（公告）號: CN101324283A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈允;卜良峰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司
• 主分類號: F16K17/30
• 分類號: F16K17/30;F16K27/00;F16K47/02;F03B11/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明所涉及一種大型水輪機(jī)用中心補(bǔ)氣閥。

背景技術(shù)：

水輪機(jī)補(bǔ)氣系統(tǒng)，是保證水電機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行的重要配 套系統(tǒng)，補(bǔ)氣閥則是該系統(tǒng)中起補(bǔ)氣調(diào)節(jié)和返水密封的關(guān)鍵部件。通 常，補(bǔ)氣閥安裝于發(fā)電機(jī)頂軸上端，閥體外腔與大氣聯(lián)通，內(nèi)腔通過 機(jī)組軸系內(nèi)孔與水輪機(jī)流道聯(lián)通。當(dāng)水輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)不穩(wěn)定的真空 工況時，閥門在內(nèi)外腔壓差作用下自動開啟，向水輪機(jī)流道中補(bǔ)入空 氣，提高機(jī)組穩(wěn)定性。閥門開度大小取決于真空度量值，真空消失， 則閥門在自身配置的彈簧力作用下自動關(guān)閉。當(dāng)機(jī)組處于停機(jī)或某些 特定工況時，下游尾水會沿機(jī)組軸系內(nèi)孔反沖至發(fā)電機(jī)頂軸處，稱為 “返水”。此時補(bǔ)氣閥應(yīng)在返水作用下快速、可靠關(guān)閉，以防止因返 水沖出危及機(jī)組電氣設(shè)備。水輪機(jī)用補(bǔ)氣閥常用的有幾種型式，如浮 球式、吸板式、浮筒式等，以浮筒式應(yīng)用最多。本發(fā)明涉及的即為此 類型。以往中小型水輪機(jī)用浮筒式補(bǔ)氣閥，結(jié)構(gòu)簡單，在補(bǔ)氣功能和 密封性方面只能基本滿足運(yùn)行需要。隨著近年水電機(jī)組容量和尺寸的 不斷增大，傳統(tǒng)形式的補(bǔ)氣閥在使用中陸續(xù)暴露出幾方面問題：一是 補(bǔ)氣量不足，不利于有效消除真空，保障穩(wěn)定；二是關(guān)閉可靠性差， 直接降低機(jī)組整體可靠度，影響機(jī)組安全；三是振動大，可調(diào)節(jié)性差。

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種補(bǔ)氣更有效，運(yùn)行更穩(wěn)定、 使用更安全的大型水輪機(jī)用中心補(bǔ)氣閥。本發(fā)明的目的是通過以下結(jié) 構(gòu)實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明為一種大型水輪機(jī)用中心補(bǔ)氣閥，整機(jī)為立式結(jié)構(gòu)， 通徑大于發(fā)電機(jī)組軸系內(nèi)孔的外閥體與發(fā)電機(jī)頂軸固定連接，下導(dǎo)支 臂位于外閥體內(nèi)，下導(dǎo)支臂上固定下導(dǎo)軸承，立式導(dǎo)向軸一端位于下 導(dǎo)軸承內(nèi)，立式導(dǎo)向軸另一端與浮筒固定連接，浮筒外邊套裝浮筒密 封圈，上導(dǎo)支臂與閥座焊接為一體，并采用找正銷定位，安裝在外閥 體上，閥座中部連接一個上導(dǎo)軸承其上平面裝配減震裝置。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.優(yōu)化流道設(shè)計：從結(jié)構(gòu)型式上增大入口面積并使流道中各處 過流面積匹配更合理，實(shí)現(xiàn)流道整體均勻順暢，減小氣流流動損 失，實(shí)現(xiàn)大流量補(bǔ)氣。同時合理調(diào)整氣流進(jìn)入方向和速度，減小 了噪音

2.設(shè)置壓氣葉片功能，將通常肋板在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動中的排氣作用改 為壓氣作用，利于增大補(bǔ)氣量。

3.設(shè)置浮筒下導(dǎo)軸承：使其運(yùn)行中有效克服離心力或返水不平 衡力的干擾，大大提高關(guān)閉可靠性，提高安全保障。

4.設(shè)置浮筒底部封板：有效增大返水工況時，浮筒關(guān)閉行程啟 動初期的關(guān)閉力，加大關(guān)閉速度，提高安全性。封板同時增加了 浮筒剛度。

5.改進(jìn)彈簧設(shè)計和緩沖油路調(diào)節(jié)閥設(shè)計，使浮筒運(yùn)動更平穩(wěn)， 減小振動。

6.采用大直徑閥軸：增大閥軸直徑的同時，采用中空結(jié)構(gòu)，既 增大其抗彎剛度，有不增加重量(即不增加關(guān)閉阻力)，能更好 地避免瞬時彎曲變形引起的偏卡，利于保證及時關(guān)閉。

7.浮筒下導(dǎo)支臂的輔助作用：使浮筒脫落等事故狀態(tài)時，檢修 危害減小，檢修更換、方便。

附圖說明：

圖1：說明中心補(bǔ)氣閥浮筒處于全關(guān)位置時的剖面結(jié)構(gòu)。

圖2：顯示中心補(bǔ)氣閥在內(nèi)外腔壓差作用下自動開啟時的浮筒全 開狀態(tài)及補(bǔ)氣氣流走向。

圖3：顯示中心補(bǔ)氣閥在返水壓力作用下自關(guān)閉后的浮筒全關(guān)狀 態(tài)。

具體實(shí)施方式：

如圖1所示的本發(fā)明為一種大型水輪機(jī)用中心補(bǔ)氣閥，整機(jī)為 立式結(jié)構(gòu)，通徑大于發(fā)電機(jī)組軸系內(nèi)孔的外閥體2與發(fā)電機(jī)頂軸1固 定連接，下導(dǎo)支臂3位于外閥體內(nèi)，下導(dǎo)支臂3上固定下導(dǎo)軸承4， 立式導(dǎo)向軸5一端位于下導(dǎo)軸承4內(nèi)，立式導(dǎo)向軸5另一端與浮筒7 固定連接，浮筒7外邊套裝浮筒密封圈8，上導(dǎo)支臂11與閥座10焊 接為一體，并采用找正銷9定位，安裝在外閥體2上，閥座10中部 連接一個上導(dǎo)軸承18其上平面裝配減震裝置。

減震缸12內(nèi)安裝大直徑閥軸14，減震缸12側(cè)壁安裝調(diào)節(jié)閥13， 大直徑閥軸14外套裝彈簧15，彈簧15上部為限位環(huán)17，大直徑閥 軸14與調(diào)整螺母16螺紋連接，彈簧15卡裝在減震缸12上端平面處。

上導(dǎo)支臂11為沿機(jī)組旋轉(zhuǎn)方向前傾15～20度，在浮筒7底部 設(shè)置封板6。

1.優(yōu)化流道設(shè)計