[發明專利]一種水電站消除水力過渡過程壓力升高的系統及方法

在審

• 申請號: 202010385124.1
• 申請日: 2020-05-09
• 公開（公告）號: CN111441896A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 葛曦;林琦;張小泳;蘇艷菲;朱曄
• 申請（專利權）人: 貴州省水利投資（集團）有限責任公司
• 主分類號: F03B13/00
• 分類號: F03B13/00;F03B15/02;F03B15/04;F03B11/00;F03B3/18;E02B9/06
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李龍

本發明提供一種水電站消除水力過渡過程壓力升高的系統及方法，該系統中，進水主閥上游的進水主管與泄水管之間通過支管連通設置，支管上設置有水擊閥，水擊閥的閥前和閥蓋腔通過水力控制管路相連通，且水力控制管路上還設置有高壓導閥，水擊閥上引出有泄壓管，泄壓管的引出至集水溝或集水井，且泄壓管上設置有電磁導閥，水擊閥的上游處設置有用于檢測水壓的壓力傳感器，壓力傳感器和電磁導閥均與電氣控制箱相連。將具有雙重防護功能的水擊閥應用在長引水系統的水電站中，設置水擊閥通過水力自動控制系統及電子自動控制系統進行水力過渡過程壓力升高防護，簡單可靠，克服了現有技術的不足。屬于水電站防護技術領域。

技術領域

本發明涉及一種水電站消除水力過渡過程壓力升高的系統及方法，屬于水電站防護技術領域。

背景技術

從水力學或流體力學角度考慮，管道內液體的流動狀態可分為穩定和不穩定兩大類。當水流狀態從一種穩定狀態變為另一種穩定狀態時，其中間的不穩定流態稱為過渡過程或瞬變流。

水電站為了達到安全、經濟及優化運行的目的，都要不斷改變它們的運行工況，如甩負荷或增負荷。這必然會引起各種各樣復雜工況的過渡過程，引起系統中管道壓力、流量或水位的劇烈變化，機組的轉速、蝸殼壓力及尾水管真空也會劇烈變化，造成引水系統和機組的破壞；水位的劇烈變化，可能出現溢流或脫空，對工程造成十分嚴重的破壞及安全隱患。

在長壓力引水系統水電站中設置調壓井、調壓閥是預防機組甩負荷引起的蝸殼壓力上升的一種安全措施。當壓力引水管道ΣLV/H大于15～30時，需設置壓力泄放設施，調壓井土建工程量較大，工期較長，采用調壓閥節約投資、縮短工期，但目前水電站通常采用的調壓閥結構簡單，控制系統采用全液壓控制和操作，通過安裝在調速器內的特殊主配壓閥等元件同時控制和操作導葉接力器及調壓閥。如調速器主接力器容積與調壓閥接力器容積差過大、主配壓閥活塞盤搭疊兩計算不準確、調速器與調壓閥距離較長、液壓系統集氣等，均可能造成調壓閥拒動、誤動的情況發生，因此可靠性低，限制因素多，應用并不廣泛。

發明內容

本發明提供一種水電站消除水力過渡過程壓力升高的系統及方法，將具有雙重防護功能的水擊閥應用在長引水系統的水電站中，設置水擊閥通過水力自動控制系統及電子自動控制系統進行水力過渡過程壓力升高防護，簡單可靠，克服了現有技術的不足。

為解決上述問題，擬采用這樣一種水電站消除水力過渡過程壓力升高的系統，包括水輪發電機組和匹配水輪發電機組設置的進水主管和泄水管，進水主管的上游端和泄水管的下游端分別引至電站的上游和下游河道，進水主管上設置有進水主閥，進水主閥上游的進水主管與泄水管之間還通過支管連通設置，支管上設置有水擊閥，水擊閥的閥前和閥蓋腔通過水力控制管路相連通，且水力控制管路上還設置有高壓導閥，水擊閥上引出有泄壓管，泄壓管的引出至集水溝或集水井，且泄壓管上設置有電磁導閥，水擊閥的上游處設置有用于檢測水壓的壓力傳感器，壓力傳感器和電磁導閥均與電氣控制箱相連。

利用上述系統的泄壓方法如下：

使用時，當上游側壓力值達到第一設定壓力值時，高壓導閥開啟進行自動泄水，一旦水力過渡過程出現水擊壓力過高的情況，導致高壓導閥動作失靈，出現水擊壓力繼續上升的情況，直至水擊壓力升至第二設定壓力值時，壓力傳感器將反饋壓力超高信號給電氣控制箱，電氣控制箱操作電磁導閥開啟，并快速釋放閥蓋腔內的壓力水，可根據廠房布置將壓力水排至集水溝或集水井，從而使得水擊閥打開，當壓力下降，壓力傳感器將反饋壓力信號給電氣控制箱，電氣控制箱操作電磁導閥關閉，使得閥前進入水擊閥閥蓋腔的水流不能流走，形成關閥壓力，水擊閥再回到正常的關閉狀態。