專利名稱：一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置的制作方法
技術領域：
一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置技術領域[0001]本實用新型屬于水力機械工程，特別是一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置。
技術背景[0002]低水頭轉槳式水輪機調節(jié)系統(tǒng)都是雙重調節(jié)，也就是水輪機活動導葉與轉輪葉片聯動。通過試驗和實踐證明，低水頭水輪機采用雙重調節(jié)，能使水輪機獲得更寬的高效率區(qū)域，提高水輪機的綜合效率，最大限度的利用水能，獲取最大的動能。雙重調節(jié)是這樣調節(jié)的隨著機組出力的增大活動導葉開度增大，水輪機的應用流量增大，轉輪葉片的角度增 大，機組出力減少反之；停機時活動導葉開度減小(關閉)，轉輪葉片角度減小(最小)，開機時反之。這樣調節(jié)是眾所周知的，但是，有兩個問題，在正常運行、開機時提高水輪機的效率、獲取最大的能量是正確的，而在水輪機停機或由發(fā)電工況過度到調相工況過程中，水輪機有一個水輪機工況到反水泵工況和調相壓氣的過度時段，這時這種調節(jié)1、在停機或由發(fā)電工況過渡到調相工況(調相壓氣)的時段水輪機都有反水泵工況，在這種情況下導葉開度減小機組流量減小、轉輪葉片角度減小是反水泵工況的揚程增高，這樣就成為立式機組停機和過渡過程發(fā)生抬機的主要因素，如葛州機組停機抬機，我院設計的敘利亞迪什林電站機組在調相壓氣過程中抬機等；對臥式機組增大軸向后推力。使機組穩(wěn)定性降低。2、這時機組不需要獲得很多的水能而需要很快停下來或是過渡過程很快完成，而按上述調節(jié)水輪機活動導葉都向O開度關閉，轉輪葉片將向最小角度位置減小，在過程中都能是水輪機獲取最大的水能不利于停機和過渡時間的減少。實用新型內容[0003]本實用新型的目的是提供一種能使水輪機在停機或由發(fā)電工況過渡到調相工況過程中獲取穩(wěn)定的性能，同時利于停機和過渡時間的減少的一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置及方法。[0004]本實用新型的目的是這樣實現的，一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置，其特征是至少包括協(xié)聯機構連接的葉片配壓閥，葉片配壓閥的供油管和供油油路之間連接四通換向閥的兩通，葉片配壓閥的回油管和回油油路之間連接四通換向閥的另外兩通。[0005]所述的葉片配壓閥的供油管a與回油油路bl通過四通換向閥兩通連通，回油管b 與供油油路al通過四通換向閥兩通連通。[0006]所述的葉片配壓閥的供油管a與供油油路al通過四通換向閥兩通連通，葉片配壓閥的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥另外兩通連通。[0007]—種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置，其特征是至少包括協(xié)聯機構連接的葉片配壓閥，葉片配壓閥的供油管a與供油油路al通過四通換向閥的兩通連通，葉片配壓閥的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥的另外兩通連通，控制四通換向閥閥板可以使葉片配壓閥的供油管a與回油油路bl通過四通換向閥兩通連通，回油管b與供油油路al通過四通換向閥兩通連通。也可以再控制四通換向閥閥板使葉片配壓閥的供油管a與供油油路al通過四通換向閥兩通連通，葉片配壓閥的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥另外兩通連通。本實用新型的工作原理及優(yōu)點是，通過改變低水頭轉槳式水輪機雙重調節(jié)的協(xié)聯關系即在原協(xié)聯關系基礎上將水輪機停機和有調相要求的機組由發(fā)電工況過渡到調相工況過程改變?yōu)?，活動導葉在任何開度關閉的同時，要求轉輪葉片角度增大并能增大到最大角度，隨后待機組停止轉動或發(fā)電工況過渡到調相工況(調相壓水)完成以后，再將轉輪葉片角度恢復到原協(xié)聯要求的角度，其他工況保持原協(xié)聯關系不變，也就是小葉片角度開機，大葉片角度關機。這樣的改變1、水輪機在停機或發(fā)電工況過渡到調相工況(調相壓水)過程中，隨著活動導葉的開度減小都有由水輪機工況到反水泵工況的過程，這時機組導葉關小、流量減小葉片大角度增大的情況下，可以減小反水泵揚程(眾所周知在同轉速的條件下，水泵葉片出口角小、流量小、揚程高)，減小尾水對轉輪葉片的作用力，有利于防止立式機組抬機發(fā)生和臥式機組軸向后推力的減少，提高機組的穩(wěn)定性。2、在這兩種情況下水輪機相對獲取的水能要減少，又如同飛機下降時機翼上的活動部位向下伸，能增加水流對葉片的制動力，有利于停機，對于調相機組有利于縮短過渡過程的時間。3、結構簡單、安全可靠。4、合理利用了葉片主配壓閥工作散、斂性實現新的協(xié)聯關系。供油管a和回油管b切換位置以后，會是原供油管a接入的葉片配壓閥高壓油腔成為原回油管b接入的葉片配壓閥低壓油腔，原回油管b接入的葉片配壓閥低壓油腔成為原供油管a接入的葉片配壓閥高壓油腔，是葉片配壓閥受力有點變化，從原理上是不會有影響，但對已有調速系統(tǒng)的改造，原設計對葉片配壓閥沒有此要求，所以，應用本專利要注意這一點。

下面結合實施例附圖對本實用新型作進一步說明圖I是本實用新型實施例機械協(xié)聯示意圖；圖2是本實用新型實施例四通換向閥管路連接示意圖；附圖標記如下I.離心擺；2.導葉配壓閥；3.導葉接力器；4.反饋桿；5.硬反饋；6.緩沖器；7.拐臂；8.協(xié)聯凸輪；9.滾輪；10.葉片配壓閥(a.供油管、b.回油管);11.葉片接力器；12.四通換向閥；al.供油油路；bl.回油油路。
具體實施方式
如圖1、2所示，一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置，葉片配壓閥10的供油管a與供油油路al通過四通換向閥12的兩通連通，葉片配壓閥10的回油管b和回油油路bl通過四通換向閥12的另外兩通連通，控制四通換向閥12閥板可以使葉片配壓閥10的供油管a與回油油路bl兩通連通，回油管b與供油油路al兩通連通，也可以再控制四通換向閥12使葉片配壓閥10的供油管a與供油油路al兩通連通，葉片配壓閥10的回油管b與回油油路bl兩通連通。一般開機和運行情況下，四通換向閥12保持在葉片配壓閥10的供油管a與供油油路al通過四通換向閥12的兩通連通，葉片配壓閥10的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥12的另外兩通連通。[0017]只有當機組停機或由發(fā)電工況轉換為調相工況關閉活動導葉時，通過指令控制系統(tǒng)給四通換向閥12發(fā)出指令將使葉片配壓閥10的供油管a切換到回油油路bl，回油管b 切換成到供油油路al。這時，原協(xié)聯給葉片配壓閥10發(fā)出的指令是葉片角度減小(如果指令不夠明顯，指令控制系統(tǒng)給四通換向閥12發(fā)出指令的同時，給葉片配壓閥10—個減小葉片角度的指令)，由于供油管a、回油管b切換了位置，葉片角度反而變大，使葉片配壓閥10 工作特性成為發(fā)散，直至葉片角度開到最大。[0018]之后，再待機組停止轉動或發(fā)電工況轉換為調相工況(調相壓水)完成以后，由指令控制系統(tǒng)通過延時自動或人工又將供油管a、回油管b切換到原協(xié)聯要求的設計位置，即葉片配壓閥10的供油管a與供油油路al通過四通換向閥12的兩通連通，葉片配壓閥10 的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥12的另外兩通連通，再利用葉片配壓閥10這時工作的收斂性，將轉輪葉片角度恢復到原協(xié)聯要求的角度，是協(xié)聯關系恢復到原有狀態(tài)。[0019]低水頭轉槳式水輪機為雙重調節(jié)，活動導葉的開度與轉輪葉片的角度之間的協(xié)聯有兩種，一種是機械協(xié)聯(如圖I所示)，通過拐臂7、協(xié)聯凸輪8、滾輪9等機械連接進行協(xié)聯。另一種是電氣協(xié)聯，是對不同參數進行設定和通過數學模擬計算編程控制進行協(xié)聯，由位移傳感器、處理單元、液壓轉換機構等代替了圖I中拐臂7、協(xié)聯凸輪8、滾輪9等機械連接。[0020]水輪機工作時，離心擺I與水輪機同步轉動，由離心擺I傳感機組的轉速，如果機組轉速偏離給定值時，發(fā)出調節(jié)信號。導葉配壓閥2操控導葉接力器3的開或關或停。導葉接力器3用于控制活動導葉的開度。反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6用于完成調速系統(tǒng)的反饋，作用 是維持調節(jié)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定。拐臂7、協(xié)聯凸輪8、滾輪9是調速系統(tǒng)的協(xié)聯機構， 作用是實現活動導葉與轉輪葉片之間的互動。葉片配壓閥10是操控葉片接力器11的開或關或停。葉片接力器11是控制轉輪葉片的轉動角度。[0021]調速系統(tǒng)的工作原理離心擺I測出機組的轉速，如果轉速大于給定值，機組的用電負荷減少，離心擺I就通過連接機構操作導葉配壓閥2閥芯向下移動，操控導葉接力器3 將活動導葉開度關小，反饋系統(tǒng)(反饋桿4、硬反饋5、緩沖器6)再把這個關小的信號反饋回去是調速系統(tǒng)穩(wěn)定在新的狀態(tài)。這時協(xié)聯機構(拐臂7、協(xié)聯凸輪8、滾輪9)是將葉片配壓閥10閥芯向下移動，操作葉片接力器11是轉輪葉片角度減小到與活動導葉開度相應的角度，如果離心擺I測出的機組轉速小于給定值反之。[0022]開機通過操作導葉配壓閥2閥芯向上移動，使導葉接力器3打開活動導葉，隨之由協(xié)聯機構的葉片配壓閥10控制葉片接力器11將轉輪葉片角度開到與活動導葉開度相應角度。[0023]停機(包括調相機組由發(fā)電工況到調相工況的過渡過程)，通過操作導葉配壓閥2 閥芯向下移動，使導葉接力器3關閉活動導葉，隨之由協(xié)聯機構是葉片配壓閥10閥芯向下減小轉輪葉片角度，四通換向閥12將使葉片配壓閥10的供油管a切換到回油油路bl，回油管b切換成到供油油路al，直至葉片角度開到最大。之后，再待機組停止轉動或發(fā)電工況轉換為調相工況(調相壓水)完成以后，由指令控制系統(tǒng)通過延時自動或人工又將供油管a、回油管b切換到原協(xié)聯要求的設計位置，即葉片配壓閥10的供油管a與供油油路al通過四通換向閥12的兩通連通，葉片配壓閥10的回油管b與回油油路bl通過四通換向閥12的另外兩通連通，再將轉輪葉片角度恢復到原協(xié)聯要求的角度，是協(xié)聯關系恢復到原有狀態(tài)。本實用新型在原協(xié)聯關系基礎上將水輪機停機和有調相要求的機組由發(fā)電工況過渡到調相工況過程改變?yōu)?，活動導葉在任何開度關閉的同時，要求轉輪葉片角度增大并能增大到最大角度，隨后待機組停止轉動或發(fā)電工況過渡到調相工況(調相壓水)完成以后，再將轉輪葉片角度恢復到原協(xié)聯要求的角度，其他工況保持原協(xié)聯關系不變，也就是小葉片角度開機，大葉片角度關機。本實施例沒有詳細敘述的部件和結構屬本行業(yè)的公知部件和常用結構或常用手段，這里不一一敘述。
權利要求1.一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置，其特征是至少包括協(xié)聯機構連接的葉片配壓閥(10)，葉片配壓閥(10)的供油管和供油油路之間連接四通換向閥(12)的兩通，葉片配壓閥(10)的回油管和回油油路之間連接四通換向閥(12)的另外兩通。
2.根據權利要求I所述的一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置，其特征是所述的葉片配壓閥(10)的供油管a與回油油路bl通過四通換向閥(12)兩通連通，回油管b與供油油路al通過四通換向閥(12)兩通連通。
專利摘要本實用新型屬于水力機械工程，特別是一種低水頭轉槳式水輪機協(xié)聯調節(jié)裝置。該裝置至少包括協(xié)聯機構連接的葉片配壓閥(10)，葉片配壓閥(10)的供油管和供油油路之間連接四通換向閥(12)的兩通，葉片配壓閥(10)的回油管和回油油路之間連接四通換向閥(12)的另外兩通。本實用新型的裝置及方法能使水輪機在停機或由發(fā)電工況過渡到調相工況過程中獲取穩(wěn)定的性能，同時利于停機和過渡時間的減少。
文檔編號F03B15/02GK202659411SQ20122017976
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月25日 優(yōu)先權日2012年4月25日
發(fā)明者王耀洲 申請人:中國水電顧問集團西北勘測設計研究院