[發明專利]一種水輪機活動導葉軸向位移在線測量系統

在審

• 申請號: 202110474708.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113028968A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 劉牽;陳鑫;胡濤;王現鋒;何沐星;王松林;馬大海;劉德翼;李贊江;黃銳
• 申請（專利權）人: 華能西藏雅魯藏布江水電開發投資有限公司
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 楊海燕

本發明公開了一種水輪機活動導葉軸向位移在線測量系統，包括活動導葉，活動導葉的上、下軸頸安裝于頂蓋與底環之間，連板與拐臂通過剪斷銷連接固定，導葉端蓋通過連接螺栓與拐臂固定，導葉壓緊螺栓、導葉提升螺栓安裝于導葉端蓋的安裝螺孔上；壓力敏感元件設置在活動導葉的上軸徑與導葉端蓋之間的間隙內，活動導葉上浮或下沉位移導致的壓力變化，壓力敏感元件將壓力變化值轉化為mV級電壓變化，經電氣放大輸出元器件輸出標準信號模擬量信號，傳送至測量系統。本能發明能對因活動導葉軸向位移引起頂蓋、底環磨損，實時測量位移量并進行趨勢分析、狀態預警。

技術領域

本發明涉及水輪發電機組在線測量、狀態檢修技術領域，尤其是涉及水輪機活動導葉軸向位移在線測量系統。

背景技術

水電站水輪發電機組通過改變活動導葉開度，調節通過轉輪水流量，實現機組有功調節。活動導葉為翼型截面，配置上、中、下軸頸，導葉下軸頸安裝在底環，上、中軸頸于頂蓋上下環面接觸，活動導葉沿自身軸線旋轉，改變導葉開度。水輪發電機組發電運行時，導葉受水流浮力影響，會有一定程度的上浮，導葉上端部提升螺栓如果松動會導致導葉沿軸線下沉。導葉軸向位移調整不當、長期運行磨損等因素會導致導葉傾斜，增大機組漏水量，甚至引起導葉與頂蓋、底環摩擦。目前只有水輪機在檢修時，排空蝸殼積水，打開蝸殼進人門后，才能測量、調整、復核導葉斷面間隙，不能實時測量及開展趨勢分析工作。機組運行時，若需要調整導葉軸向位移，難以確定調整數值且不能保證調整結果。

另有中國專利公告號為CN205618286U，于2016年10月5日公開了一種水電廠用水輪機導葉受阻監測裝置，該測量裝置包括用于供電的電源模塊、用于測量導葉受阻的剪斷銷信號器、用來測量剪斷銷信號器狀態的繼電器；所述的電源模塊的正負極接繼電器的正負極，繼電器線圈串聯多個剪斷銷信號器，繼電器常開接點K2經端子排接可編程控制器的輸入端，可編程控制器的輸出端連接光纖收發器，光纖收發器通過交換機連接上位機。上述發明不能解決活動導葉軸向位移調整不當發生上下移動，長期運行磨損等因素會導致導葉傾斜，增大機組漏水量，甚至引起導葉與頂蓋、底環摩擦的問題。

發明內容

為了克服現有技術的缺陷，本發明提供了一種水輪機活動導葉軸向位移在線測量系統，實現活動導葉上浮、下沉、傾斜量實時測量，可將采集的實時運行數據接入水電站已有的水輪發電機組在線測量系統或機組監控系統或配置專用服務器，不僅實時測量導葉軸向位移值、診斷發展趨勢，還可在機組檢修時用于測量、調整、復核導葉軸向位移。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種水輪機活動導葉軸向位移在線測量系統，不改變水輪機活動導葉和導水機構結構、安裝型式，即可測量水輪機活動導葉軸向位移，活動導葉的上、下軸頸安裝于頂蓋與底環之間，連板與拐臂通過剪斷銷連接固定，導葉端蓋通過連接螺栓與拐臂固定，導葉壓緊螺栓、導葉提升螺栓安裝于導葉端蓋的安裝螺孔上；其特征在于：還包括壓力敏感元件，所述壓力敏感元件設置在活動導葉的上軸徑與導葉端蓋之間的間隙內，活動導葉上浮或下沉位移導致的壓力變化，壓力敏感元件將壓力變化值轉化為mV級電壓變化，經電氣放大輸出元器件輸出標準信號模擬量信號，傳送至測量系統。測量系統為在線測量系統或現地控制單元或專用服務器。供水電站運行維護人員檢測。壓力敏感元件具有經濟性好、體積小特點，采用DC24V供電，測量范圍0～350kPa,采用不銹鋼316L殼體，根據不同機組結構、形式、尺寸，精確定位導葉位移零位、限值。

進一步的，所述的壓力敏感元件為兩個，兩個壓力敏感元件對稱的設置在活動導葉的上軸徑與導葉端蓋之間的間隙內。

本發明具有以下優點：

1、本發明設計新穎、結構合理，以水輪機活動導葉和導水機構典型結構為基礎，充分利用設備特性，安裝方便、配置靈活，改造工程量較小。

2、本發明運用廣泛，可根據水輪機活動導葉和導水機構結構尺寸、安裝方式，選用不同型號壓敏元件套裝。