[發(fā)明專利]一種水輪機調(diào)速及保護系統(tǒng)的液壓裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310431466.2
• 申請日: 2013-09-22
• 公開（公告）號: CN103470441A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱廷忠;賈小平;王麗萍;曹維福
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電機控制設(shè)備有限公司;東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: F03B15/00
• 分類號: F03B15/00
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所(普通合伙) 51106
• 代理人: 劉克勤;段雪茵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水輪機領(lǐng)域，具體是一種應(yīng)用于中高油壓的水輪機調(diào)速及保護系統(tǒng)的液壓裝置。

背景技術(shù)

機械液壓隨動裝置是整個水輪機控制系統(tǒng)的一部分，是連接水輪機導(dǎo)葉/輪葉接力器和電氣控制系統(tǒng)的一種隨動裝置，是水輪機控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。近年來水輪機控制系統(tǒng)得到了長足的發(fā)展，產(chǎn)品更加趨向成熟，性能也達到更高的水平。目前的水輪機控制系統(tǒng)執(zhí)行機構(gòu)主要形式有：電液轉(zhuǎn)換器（含比例閥）+主配壓閥、步進電機+主配壓閥、伺服電機直接驅(qū)動等幾種形式，其中屬前兩種應(yīng)用較為廣泛。這兩種結(jié)構(gòu)中用到的主配壓閥分為國內(nèi)廠家自主研制和從國際知名公司進口兩種，但無論怎樣，都屬于單件小批量生產(chǎn)，且閥體尺寸較大，質(zhì)量難以控制，因而常造成使用相同主閥大小的機組，甚至同一電站不同機組的調(diào)節(jié)品質(zhì)難以統(tǒng)一，并且成本較高。

同時由于當前大多數(shù)調(diào)速系統(tǒng)采用主配壓閥結(jié)構(gòu)，適用壓力較低，系統(tǒng)需油量較大，為這種系統(tǒng)供油的油壓裝置多采用非隔離式壓力罐，體積一般在1m³～40m³不等，還需設(shè)置專門的中壓補氣系統(tǒng)，因此體積龐大，布置不便，且無論是從廠房造價和設(shè)備購置方面都大大增加了成本，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如附圖10所示。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種水輪機調(diào)速及保護系統(tǒng)的液壓裝置，為水輪機調(diào)速液壓控制系統(tǒng)提供了全套安全可靠的解決方案。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種水輪機調(diào)速及保護系統(tǒng)的液壓裝置，包括與壓力油源連接的導(dǎo)葉控制閥組和輪葉控制閥組，導(dǎo)葉控制閥組與輪葉控制閥組分別連接導(dǎo)葉接力器和輪葉接力器；所述液壓裝置還包括純機械液壓過速保護裝置、事故停機回路和緊急/事故停機控制閥組，事故停機回路串聯(lián)在導(dǎo)葉控制閥組與導(dǎo)葉接力器之間，純機械液壓過速保護裝置與緊急/事故停機液壓控制閥組依次連接，緊急/事故停機液壓控制閥組的停機信號輸出端與導(dǎo)葉控制閥組的停機控制信號輸入端、事故停機回路的事故停機信號輸入端及輪葉控制閥組的停機控制信號輸入端連接。

所述緊急/事故停機液壓控制閥組包括事故停機電磁閥、事故停機控制液控換向閥和緊急停機電磁閥，純機械液壓過速保護裝置末端連接事故停機電磁閥，事故停機電磁閥末端并聯(lián)緊急停機電磁閥和事故停機控制液控換向閥的控制腔，緊急停機電磁閥的輸出端連接導(dǎo)葉控制閥組和輪葉控制閥組，事故停機控制液控換向閥的輸出端連接事故停機回路。

所述事故停機電磁閥、事故停機控制液控換向閥和緊急停機電磁閥集成在一個液壓閥塊上。

所述事故停機回路由兩個插裝閥集成在一個液壓閥塊上組成，其中一個插裝閥串聯(lián)在導(dǎo)葉控制閥組與導(dǎo)葉接力器之間，其控制信號輸入端連接到緊急/事故停機控制閥組的輸出端；另一個插裝閥并聯(lián)在導(dǎo)葉接力器的輸入端與上述串聯(lián)連接的插裝閥輸出端之間，該插裝閥的輸出端連接到回油，其控制信號輸入端連接到緊急/事故停機控制閥組的另一個輸出端。

所述導(dǎo)葉/輪葉控制閥組包括：先導(dǎo)閥和主閥配套構(gòu)成的先導(dǎo)式伺服比例閥與導(dǎo)葉/輪葉緊急停機液壓控制單元，導(dǎo)葉/輪葉緊急停機液壓控制單元是若干個設(shè)置在先導(dǎo)閥和主閥之間控制油路上的先導(dǎo)控制單向閥。

所述導(dǎo)葉緊急停機液壓控制單元中具有4個先導(dǎo)控制單向閥，分別設(shè)置在：由先導(dǎo)閥連接到主閥控制腔的兩條控制油路上、由主閥向先導(dǎo)閥供油油路上和推動主閥閥芯關(guān)閉的控制油路上。

所述輪葉緊急停機液壓控制單元中具有3個先導(dǎo)控制單向閥，分別設(shè)置在：由先導(dǎo)閥連接到主閥控制腔的兩條控制油路上和由主閥向先閥供油油路上。

所述導(dǎo)葉/輪葉緊急停機液壓控制單元的先導(dǎo)控制單向閥集成在一個液壓閥塊上。

本發(fā)明所產(chǎn)生的有益效果是：

本發(fā)明的水輪機調(diào)速及保護系統(tǒng)的液壓裝置，是一種基于先導(dǎo)式伺服比例閥的水輪機調(diào)速器和停機保護裝置，其主要控制元件采用先導(dǎo)式伺服比例閥，為系統(tǒng)壓力提高時主配壓閥的換代以及機組緊急/事故停機保護提供了全套安全可靠的解決方案。本發(fā)明采用專業(yè)液壓元件廠商生產(chǎn)的標準產(chǎn)品先導(dǎo)式伺服比例閥作為調(diào)速器的主要控制元件，其基礎(chǔ)電液轉(zhuǎn)換元件為伺服比例閥，二級放大用的主閥與之集成在一起，因而這種結(jié)構(gòu)的調(diào)速器布置更為緊湊、適用壓力最高可達35MPa、最大流量3000L/min。因采用了標準化的控制元件，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)也得到有效的提升、運行更加可靠。

本發(fā)明創(chuàng)新性地在導(dǎo)葉/輪葉控制先導(dǎo)式伺服比例閥的先導(dǎo)閥與主閥之間裝設(shè)了緊急停機液壓控制單元，使得該調(diào)速系統(tǒng)與常規(guī)主配壓閥結(jié)構(gòu)調(diào)速系統(tǒng)一樣，具備接受外部開關(guān)量控制使機組緊急停機的一級保護功能，有效簡化了調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，但不減少其安全保護功能。