水轮机进水球阀的结构设计

　　介绍了水轮机进水球阀的主要组成部分及各部分的作用和结构设计特点,这些新结构的使用,使进水球阀的总体布局更加合理,性能更先进。阐述了水轮机进水球阀的工作原理、控制原理、运输保管和安装要求等事项。

　　1、概述

　　水轮机是水电站的重要机电设备之一。为了保证水轮机安全和可靠的运行,水轮机的入水口处均装设有进水球阀,上游与压力钢管连接,下游与水轮机进水蜗壳连接。一方面在水轮机及发电机组检修时通过该阀切断压力钢管内的水流,保证检修的安全,另一方面在水轮机及发电机出现异常时可有效切断水流,防止事故的发生。由于水轮机运行的特殊要求,通用球阀在水电站的运行中不能满足工况系统的使用要求,导致机组无法运行的现象也时有发生。为了确保水轮机组能平稳、可靠和安全的运行,在消化吸收国外先进技术的基础上,采用全新的设计理念,研制开发出新型水轮机进水球阀。

　　2、主要构成部分及作用

　　水轮机进水球阀主要由主阀部分、驱动部分、旁通管路、上游凑合节、下游伸缩节、锁定部分、支撑部分及配套部分等组成(图1) 。

　　(1)主阀部分(标配)

　　包括阀体、球体、阀杆及阀座(活塞止水环)等,该部分是整个阀门的核心,其作用是接通或切断水流。

　　(2)驱动部分(标配)

　　对于电动操作的水轮机进水球阀,其驱动部分为电动装置。对于液动操作水轮机进水球阀,其驱动部分为液压接力器与拐臂(对于摇摆缸)等,该部分的作用是驱动主阀进行启闭动作。

　　(3)旁通管路(推荐采用)

　　包括旁通阀、检修阀(仅用于旁通阀)、钢管和弯头等,该部分的作用是在阀门启闭前平衡上下游压差,避免在全压差下启闭阀门出现水锤现象以及有效地降低阀门的操作转矩。

　　(4)上游凑合节(对液动止水环式水轮机进水球阀为标配,对其余两类为选配)

　　用于阀门与上游端压力钢管进行连接,连接方式通常为焊接,并且会预留50～100mm的焊接配割余量。

　　(5)下游伸缩节(对液动止水环式水轮机进水球阀为标配,对其余两类为选配)

　　包括插管与活动法兰两部分,用于阀门与下游水轮机进水蜗壳连接,连接方式为法兰连接。通过伸缩节的方式,一方面可方便对阀门进行检修维护,另一方面可适应由于温度、压力的变化造成的管道轴向膨胀或收缩。

　　(6)锁定部分(选配)

　　主要包括上游检修密封锁定及接力器锁定。主要用于防止由于误操作带来的阀门误动作,保证系统的安全性及可靠性。

　　(7)支撑部分

　　包括主阀与接力器底座。底座通过地脚螺栓安装于混凝土支墩上,用于支撑阀门的重量及为摇摆式接力器提供固定转轴。