[發明專利]防止水電站壓力鋼管共振的裝置

有效

• 申請號: 201810356068.1
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108386724B
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 鄒海青;田子勤;鄭濤平;代開鋒;胡定輝;段威;何志鋒;桂紹波;何昌炎;何峰;馬凌騰;李玲
• 申請（專利權）人: 長江勘測規劃設計研究有限責任公司
• 主分類號: F17D5/00
• 分類號: F17D5/00;F17D3/01
• 代理公司: 42104 武漢開元知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳家安<國際申請>=<國際公布>=<進入

防止水電站壓力鋼管共振的裝置，包括壓力變送器、電動球閥、控制系統、報警裝置，所述壓力變送器安裝于上游壓力鋼管下方并通過電纜連接控制系統，所述控制系統通過電纜連接電動球閥、報警裝置，所述電動球閥連接在球閥下方的排水管上。現有技術中防止壓力鋼管共振一般是根據盤根磨損情況來更換盤根，但這樣會影響機組的正常啟停，從而降低經濟效益，而本裝置通過控制系統根據壓力監測值對自激振蕩產生的較高水壓進行釋放，從而破壞共振的產生條件達到解決壓力鋼管共振的目的。裝置的運行不會影響機組的正常啟停，從而減少了機組停機檢修的次數，避免由檢修造成的電量損失以及由于共振產生的破壞。

技術領域

本發明涉及水利水電工程機電領域，具體是指防止水電站壓力鋼管共振的裝置，本發明還涉采用這種裝置來防止水電站壓力鋼管共振的方法，尤其適用于采用球閥上游水源進行球閥操作和密封的高水頭水電站。

背景技術

對于多臺機組共用一條引水隧洞的水電站，一般會在機組前設置進水球閥，而進水球閥的操作常用水作為操作介質，操作水源取自球閥上游側壓力鋼管。球閥的上、下游側各設置一套密封裝置，上游側為檢修密封，下游側為工作密封。在球閥閥芯關閉后，工作密封在操作水的作用下使活動環接觸閥芯的固定密封環，封住球閥閥芯和閥體之間的間隙，從而起到截住水流的作用。反之，當球閥打開時，操作活動環與固定環分離，然后控制閥芯開啟。

工作密封操作時，活動環與銅環表面會產生摩擦，隨著操作次數的增加，密封盤根因不斷摩擦與磨損產生漏水。這樣會導致密封活動環在投入過程中，由于漏水而密封不牢引起來回移動；由于密封的操作水源取自球閥上游側，球閥上游壓力隨著密封環的移動而不斷波動，水壓的波動幅值越來越大，并在與下游密封相互作用中產生自激振蕩，最后引起其它機組的壓力鋼管共振，對機組及電站的安全穩定運行造成危害。

通常處理該問題的方法主要是通過監視下游密封供水管路的流量或壓力來了解密封盤根的磨損情況，根據磨損情況作出檢修計劃以更換盤根。盤根的磨損情況跟機組的操作有關系，存在一定的隨機性，如根據磨損情況來作出檢修計劃可能會影響機組的正常運行，最終影響電站的經濟效益。另外，也可能從其他方面著手，如更換新型或新材料的盤根，這種方案在一定程度上能延長盤根的壽命，但并不能完全解決盤根漏水產生共振的問題。

發明內容

本發明的第一目的在于提供防止水電站壓力鋼管共振問題的裝置，該裝置通過消除共振激發源解決因盤根漏水產生的壓力鋼管共振問題，減少盤根檢修以及更換的頻率。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的：

防止水電站壓力鋼管共振的裝置，包括壓力變送器、電動球閥、控制系統、報警裝置，所述壓力變送器安裝于上游壓力鋼管下方并通過電纜連接控制系統，所述控制系統通過電纜連接電動球閥、報警裝置，所述電動球閥連接在水球閥下方的排水管上。

壓力變送器與上游壓力鋼管間通過管道連接第三檢修閥門，所述電動球閥前后管道上連接第一檢修閥門、第二檢修閥門。

所述控制系統的控制方法為：

步驟1：預設上游壓力鋼管中的最大水壓為Pmax，預設報警裝置的報警時間；

步驟2：保持電動球閥關閉；

步驟3：壓力變送器監控上游壓力鋼管實時水壓；若上游壓力鋼管中水壓小于Pmax，則執行步驟2；若上游壓力鋼管中水壓大于Pmax，則執行步驟4；

步驟4：打開電動球閥，保持電動球閥開啟60s，60s后，若上游壓力鋼管中的水壓小于Pmax則關閉電動球閥；若上游壓力鋼管中的水壓仍大于Pmax則執行步驟5；

步驟5：保持電動球閥開啟，若電動球閥開啟時間超過60s且尚未達到報警時間預設值，上游壓力鋼管中的水壓下降到Pmax以下，則關閉電動球閥；若開啟時間超過報警時間預設值且水壓仍未恢復到Pmax以下，則由控制系統給報警裝置發信號進行報警。