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抽水蓄能进水阀装设在机组进口侧,蓄能电站水头较高一般都采用球阀。当机组发生故障时导水机构又失灵的情况下,动水关闭球阀快速截断水流,防止发生飞逸事故,机组检修时隔离上游水道水源,保证检修安全和不影响其它机组的正常运行。
进水阀是电站的最关键部件之一,电站对进水阀的要求非常严格苛刻,特别是对于一管多机机组,进水阀的重要性就显得更为重要,进水阀随着水头的增高、直径的增大,设计制造难度也越来越大,高水头、大尺寸进水阀目前主要为哈电、东电、东芝、安德里茨、GE等厂家设计。抽蓄进水阀一般采用球阀,对于一管多机输水系统布置方式,一般设置双密封形式。
球阀的设计、制造难度通常用设计压力P及公称直径D的乘积PXD表示,进水阀行业还有以P×DxD作为衡量研制难度,P为设计压力,代表设计水平,D×D,代表制造水平,两者乘积量纲又正好是力(N),代表阀门受力水平。在现有制造能加工设备的限制下,一般认为PxD值不应超过巴·米。如某抽水蓄能球阀设计水头米,公称直径2.2米,其设计制造难度为巴·米,堪称世界设计制造难度之最。
设计压力:设计压力是以破坏性试验最低要求为标准的压力,有些还要根据具体工况来确定,进水阀设计压力取值压力值主要看调保计算的结果如何?而在招标阶段,往往以静压值*1.4作为设计值。
球阀可分为整体式、大小头分半式,协向分半式等种类,一般为卧轴布置,受运输等条件需要分半,分半方式视各制造厂的经验而定。阀门和活门可以采用铸造结构,也可以是焊接结构,如惠蓄、泰安等为焊接结构,清蓄等为铸造结构。焊接结构的加工质量较铸造结构易于控制,但铸造结构有利于防振、各有优缺点。
大中型抽蓄电站进水阀的启闭一般采用液压操作机构,有摇摆式直缸接力器、套筒式直缸接力器、环形接力器和刮板接力器等。摇摆式直缸接力器适用于卧轴布置,目前国内的大型抽蓄电站均采用这种形式的接力器,根据制造厂的习惯,设置单接力器或双接力器。为了提高进水阀事故关闭的可靠性,某些电站设置的进水阀在轴端设置重锤或弹簧机构。如惠蓄、宜兴、天荒坪设置重锤机构,清蓄设置弹簧机构。但重锤需要较大的空间布置,结构相对比较笨重。南方几个抽蓄电站外采用水操作,国内其它电站进水阀液压操作系统基本采用了油压系统。
在水轮机进水系统中,根据水电站运行和检修的需要,在不同的位置上应装设相应的闸门或阀门。如进水口的工作闸门和检修闸门,水轮机蜗壳前的阀门以及尾水闸门等。通常装设在水轮机蜗壳前的阀门称为进水阀(又称主阀)。进水阀,装设在机组进口侧,蓄能电站水头较高一般都采用球阀。当机组发生故障时导水机构又失灵的情况下,动水关闭球阀快速截断水流,防止发生飞逸事故。机组检修时隔离上游水道水源,保证检修安全和不影响其它机组的正常运行。
进水阀阀主密封包括上游侧检修密封与下游侧工作密封,采用不锈钢活塞式密封环,操作介质为取其上游连接管的压力水,阀体上的活动密封环滑动面采用铝青铜堆焊,防止机组运行中产生锈蚀发卡、磨损橡胶密封圈。活动密封环上的橡胶密封采用D形密封圈。
为确保进水阀能够安全可靠的运行,一方面在活动密封环的三个密封面中,每个密封面均采用两道D形密封圈,降低由于密封圈受损而影响腔内压力的风险;另一方面活动密封环的投入承受水压的面积大于退出腔的面积,这样在进水阀关闭时即使两道密封圈都受损,投入腔也有更大的作用力使活动密封环向关的方向移动,从而可靠的关闭进水阀。
阀轴密封为可动密封,分别布置在两阀轴的端部,可在不拆卸进水阀主体的情况下对阀轴密封进行检修及更换。阀轴密封采用自适应水压调整压紧量的V形密封,与V形密封内侧接触的阀轴表面设有不锈钢衬套。另外在V形密封出口设置调整垫片,在电站经过长期运行后V形密封磨损已十分严重的情况下,再人工调整密封的压紧量,减少阀轴处漏水
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