水轮机圆筒阀研发技术
水轮机用复合密封结构球阀
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
水轮机用复合密封结构球阀
介绍了水轮机进水球阀的主要零部件性能、工作原理和新型复合密封副的结构特点及特性。
1、概述水轮机是水力发电过程中的原动力。
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阀门。
阀门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，真空技术网(chvacuum/)认为这样可以有效防止事故的发生。
2、技术参数公称直径500 mm
公称压力10. 0 MPa
壳体强度试验压力15. 0 MPa
密封试验压力11. 0 MPa
密封型式复合密封( 金属密封+ 软密封)
操作型式电动
3、结构性能水轮机进水球阀( 主阀部分包括阀体、球体、阀杆及阀座等，操作采用电动装置，旁通管路包括旁通阀、检修阀、钢管和弯头等。
旁通管路阀门开启后，平衡上下游压差，避免在全压差下启闭主阀出现水锤现象，以及有效地降低主阀的操作转矩。
上游凑合节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。
下游伸缩节包括伸缩节插管与活套法兰两部分，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。
锁定部分主要包括上。
水轮机圆筒阀筒体屈曲分析
文章编号：1002-5855（2011）05-0037-02作者简介：吕桂萍（1963－），研究员级高工，从事水轮发电机组大部件刚强度研究工作。
水轮机圆筒阀筒体屈曲分析吕桂萍1，赵冰燃2（1.哈尔滨大电机研究所，黑龙江哈尔滨150040；2.厦门大学，福建厦门361005）摘要介绍了运用ANSYS 软件对某电站圆筒阀筒体进行屈曲分析的方法和结果，并与GB150－1998规定的计算结果进行了比较，其相对误差较小，表明可以采用ANSYS 软件对圆筒阀筒体进行屈曲分析计算。
关键词水电站用阀；圆筒阀；屈曲分析；CAD中图分类号：TH134文献标识码：AThe buckling analyses about cylinder valve for large turbineLU Gui-ping 1，ZHAO Bing-yan 2（1.Harbin Institute of Large Electrical Machinery ，Harbin 150040，China ；2.Xianmen University ，Xiamen 361005，China ）Abstract ：The cylinder valve of hydraulic turbine is the one of important parts．In this page ，the buck-ling analysis is finished with ANSYS software for cylinder valve．The analysis result is compared with GB150－1998，the relate error is so small that we can calculate the buckling of cylinder valve with AN-SYS software．Key words ：valves for hydropower station ；cylinder valve ；buckling analyses ；CAD 1概述圆筒阀安装于水轮机固定导叶与活动导叶之间，用于截断水流。
阿海水电站水轮机及圆筒阀主要技术特点
阿海水电站水轮机及圆筒阀主要技术特点
一、阿海水电站概述
阿海水电站位于四川省凉山彝族自治州布拖县境内，是一座以发电为主，兼有灌溉、防洪等综合效益的大型水利工程。
该水电站总装机容
量为240万千瓦，年平均发电量达到105亿千瓦时。
二、水轮机技术特点
1. 水轮机类型：采用法国阿尔斯通公司生产的Kaplan型水轮机。
2. 水轮机数量：共有12台水轮机。
3. 水轮机转速：设计转速为83.3转/分，额定转速为90转/分。
4. 水轮机叶片材料：采用不锈钢材料制成，具有良好的耐腐蚀性能和
较高的强度。
5. 水轮机调节方式：采用液压调节方式，可实现快速响应和精确控制。
三、圆筒阀技术特点
1. 圆筒阀类型：采用德国凯马公司生产的气动圆筒阀。
2. 圆筒阀数量：共有12台圆筒阀，与水轮机一一对应。
3. 圆筒阀材料：采用不锈钢材料制成，具有良好的耐腐蚀性能和较高
的强度。
4. 圆筒阀控制方式：采用PLC控制系统进行自动化控制，可实现远程监控和操作。
四、水轮机与圆筒阀的协同工作
1. 水轮机与圆筒阀之间通过液压传动系统相连，实现协同工作。
2. 水轮机转速的变化会影响圆筒阀的开度，从而调节水流量。
3. 圆筒阀的开度变化会影响水轮机转速，从而调节发电功率。
五、总结
阿海水电站采用先进的水轮机和圆筒阀技术，通过液压传动系统实现协同工作。
水轮机具有高效、稳定、可靠等特点；圆筒阀具有精确控制、自动化操作等特点。
两者协同工作，实现了对水流量和发电功率的精确控制，保障了水电站的安全稳定运行。
圆筒阀在混流式水轮机中的应用与研究
圆筒阀在混流式水轮机中的应用与研究
近年来,随着水轮机组单机容量及转轮直径的不断增大,电站已经不再片面追求高效率,而是把运行稳定性放在首位。
圆筒阀作为一种新型的进水阀,它是安装在水轮机的固定导叶和活动导叶之间,它能够起到止水阀的作用,可以阻止水流通过活动导叶,对于泥沙含量高的电站,在机组停机时,能够很好的保护导水机构,避免由于间隙空化和泥沙磨损造成的导叶漏水量过大。
此外,当机组事故甩负荷时,如果调速器失灵,机组发生飞逸,圆筒阀是可以动水关闭的,避免了水轮发电机组长时间的处于飞逸状态,从而保护了机组的安全。
因此对混流式水轮机圆筒阀进行研究十分必要。
论文以某个投标项目为例,应用商业CFD软件CFX14.0对水轮机全流道的三维流动进行了数值计算,通过CFD数值模拟获得了在不同水头和流速下圆筒阀所体现的水力特性,并由此得到特定水头和流速范围下圆筒阀的最优几何外形;对机械液压控制装置的研究开发;对圆筒阀本身和水轮机顶盖、座环等部件的相关结构进行了研究,结合圆筒阀筒体的导向结构、筒体的刚强度及屈曲分析、筒体固有振动频率等方面确定筒体的结构尺寸。
已经能够运用CFD分析计算圆筒阀在关闭过程中流道内速度场、压力场的变化情况、圆筒阀阀体内外表面的压力特性以及周围流场变化、圆筒阀在关闭过程中阀体的受力情况进行分析计算;最后通过模拟试验,试验结果表明在模拟试验中,圆筒阀操作机构功能正常,圆筒阀同步性好,动作过程无卡阻;能够进行真机的圆筒阀结构及水轮机的相关部件的设计,以及对圆筒阀机械液压控制装置的成果已经能够用于真机水轮机的设计。
【引用】水轮机筒阀简介
【引用】水轮机筒阀简介(1)概述电站作为西北电网及北线"西电东送"工程中的骨干电站。
因此，其机组运行有如下特点:a)由于是电力系统的骨干电站，因此，要求机组能长期稳定运行。
水轮机的过渡部件应具有良好的抗磨蚀性能。
b)电站在系统中担任调峰、调频和事故备用。
因此，机组每天均有启动、停机工况，停机时间每天几小时到十几小时。
所以，机组启动、停机频繁，要求机组具有良好快捷的启动和停机性能。
c)水轮机运行水头高(192~220m)，是目前世界上700MW级大型机组中水头较高者之一。
d)由于输电距离长，输送容量大，初期运行网架薄弱，可靠性较低，要求水轮机具有可靠的防飞逸能力。
当水轮发电机组因事故甩负荷时，如果调速系统同时发生某种故障，不能关闭导水机构，机组将发生过速甚至达到飞逸转速，可能使机组转动部分产生不同程度的损坏，甚至造成严重后果。
为了防止机组损坏，在电站设计时需要设置防飞逸措施，通常采用在进水口设置快速闸门或在引水管道上设置进水阀。
但这些措施设备庞大，造价昂贵，尤其对于大型水电机组更为困难。
为此，必须寻求技术上可靠，经济上节省的新方法。
自七十年代以来，在加拿大、法国等一些大型水轮机上开始出现一种新型进水阀--筒型阀(或者叫圆筒阀、环形阀)，简称筒阀，它装设在固定导叶与活动导叶之间，全开时筒型阀体提升至顶盖与座环之间的腔内，不产生水头损失;占地小，重量轻，运行灵活。
(2)筒阀的结构与特点筒阀具有一薄而短的筒体，在关闭位置可以截断导水机构和座环之间的水流通道，在开启位置时，提升至座环和顶盖形成的空间内。
筒阀手动和自动电液控制系统引入机组的起动和停机程序中，在正常运行时，筒阀在导水机构关闭机组停机后再关闭;在开启时，筒阀在导水机构打开前开启。
水电站采用筒型阀，对中高水头水电站单管单机的大容量机组，优越性尤为突出。
其主要表现为:a)机组停机时，筒阀具有良好的密封性能，有效地减少了因导叶漏水引起的能量损失和水轮机导水机构的气蚀磨损，这对于高水头或多泥沙河流电站或担任调峰及事故备用的机组或电站尤为有利。
哈电水泵水轮机进水球阀的技术进步
哈电水泵水轮机进水球阀的技术进步吴继兵;朴春光【摘要】本文主要介绍哈电水泵水轮机进水球阀技术的发展历程、当前的技术水平以及最新的技术成果.【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】4页(P77-80)【关键词】哈电;水泵水轮机;进水阀;球阀;设计技术进步【作者】吴继兵;朴春光【作者单位】哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨150040;哈尔滨电机厂有限责任公司,哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】TK730.4+7进水阀是水电站厂房内所有设备和人员的保护阀，其性能的优劣直接影响着电站的安全运行。
球阀应用水头较高，密封性能较好，高水头及抽水蓄能电站的进水阀普遍采用球阀，哈尔滨电机厂有限责任公司（以下简称哈电）从建厂伊始就着力于进水球阀的开发和研究。
近年来，随着高水头水力资源的进一步开发及高水头抽水蓄能电站的迅速发展，对进水球阀的质量要求也越来越高。
搞好进水球阀的科研、设计工作是发展高水头、大容量抽水蓄能水电技术的一个不可缺少的环节。
哈电从1956年中国龙池项目500mm球阀开始进行水轮机进水球阀的研制工作，在之后的40年里，哈电球阀技术取得了一些进步，但除渔子溪1600mm球阀、鲁布革2200mm球阀（哈电主包、GE设计和制造）外，球阀直径均不大于1000mm。
近年来，随着高水头和抽水蓄能项目的大量开发，球阀技术得到了长足的进步。
1998年哈电创新的开发出斜分瓣结构的进水球阀，解决了分瓣面密封处理的难题。
2001年哈电自主研制出第一个应用于水泵水轮机的进水球阀——南阳回龙电站直径1300mm、水头461m的球阀，该球阀在工厂试验中表现良好，安装运行初期主要性能指标也达到了设计要求，但运行一年后出现漏水并越来越严重，2008年不得不对阀轴密封、主密封进行局部改造，改造后至今运行效果良好。
在哈电早期自主研发过程中，取得了一些进步，但也付出了不少代价、走了不少弯路，为球阀技术向更高层次发展积累了经验、蓄积了力量。
光照电站水轮机圆筒阀装焊工艺技术概述
运行过程 中的空化 、泥沙磨损区域 。为 了强化工件这 部位的抗空化 ，抗磨损能力 ，在设计上对这个区域 采 用将 马氏体不锈钢环板 （ 牌号 ￥３ ） １５ 焊在简体上的
一
结 构形式 ，通过焊后的机械加工来满足尺寸精度。具 体结构见 图 ３ 、图 ４ 。
＼＼ ＼
密 封环
图 ４ 下 不 锈 钢 密 封 环 结 构 简 图
Ａｓ ｅ ｂ ｉ ｇａ ｄＷ ｅｄ ｎ ｏ ｅ ｕ ｅＳ ｍ ｍ ａ ｙｏ ｙ ｒ ｔ ｒ ｉ ｅＲｉ ｇＧａ ｅ ｓｍ ｌ ｎ ｌｉ ｇＰｒ ｃ ｄ ｒ ｕ ｎ ｒ ｆ ｄ ｏ ｕ ｂ ｎ ｎ ｔ Ｈ
ｉ ａ ｇ ｈ ｏＨｙ ｒ ｐ ｗｅ ｔ ｔｏ ｎ Ｇｕ ｎ ｚ ａ ｄ ｏ ｏ ｒＳ ａ ｉｎ Ｙ ＡＮ ｌｂｎ ＬＩ ｎ —ｈ ｎ Ｈａ— ｉ． Ｒｏ ｇ ｓ ｅ ｇ
结构 。工作位置布置在水轮机 固定导叶和活动导 叶之 间 ，具 体 如 图 ｌ 示 。 所
活动 导叶
（ ａ）圆筒 阁在 机 组 中的安 装位 置
（ ｂ）圆筒阎俯 视 成及酬备艺点
（） １ 简体坯料 采用材质为 １Ｍｎ 的钢板 ，厚度 ６ Ｒ
；
２ ． ２ ５± 。 。
Ｉ ‘
ｆ
ｆ
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坡 口形式 ，在保证接头坡 口适合焊接的前提下尽量减 少焊接量。见图 ２ 。 （） ４ 简体 自身拼焊缝 的焊接方法采用熔化极气体 保护焊 （ ＭＡ ） 焊接材料选用 Ｇ Ｒ ０６ 焊接工 Ｇ Ｗ ， ＢＥ Ｓ ．， 艺规范见表 ｌ 。
圆筒 阀。本文 主要介 绍了其结构特点 、装焊 工艺技术要点及成功 的经验 。
［ 词］ 圆筒 阀 ；成型 ；装配 ；焊接 关键
水轮机超大型筒形阀加工制造工艺
样不 但 能确 保车 序 加工 时 内外 圆余 量相 对均
在 立车 上进 行车 序加 工如 图 ２所示 。
件圆
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幸－ ＿
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图 ２ 筒形 阀在 立车上 进行 车序加 工
（） 筒形 阀 由两瓣 组成 整 圆后 ， 由钳 工 １待 由于漫湾 扩机 的筒 形 阀直径 为 ８ ７ ｍｍ， ２８
（） １由于筒体 的成 型很 难完 全满 足设计 图 焊 前一 起进 行 ，这 样 不但 可 以减少 从 重金工
样要 求 ，为保 证精 车 后抗 磨 板能 满足 使用 厚 分 厂 到焊接 分 厂 的转运 次 数 ，而 且焊接 分厂
度 的 需要 ，建议抗 磨板 的槽 深作 适 当调整 。 论尺 寸而只 能以其 本 体外 壁 作为加 工基 准 。 还减 少 一次处 理其 变形情 况 ， 省时 又经济 。 既 在 具体 的 生产加 工 过程 中，通过 这 种积 ０ ０余元 。 （） 工抗 磨板槽 时 ， ２加 不能 以简 体外 圆理 仅此 一项 ，该筒 形 阀加工 可节 省 ２ ０
装 把 上筒 形 阀专 用 的调 整 吊运 工装 （ 图 ３ 最理 想 的就 是选 用 立 车 卡盘 直 径 为 ｌｍ 的 如 Ｏ
所 示） ，并 使工件 按使 用 工况位 置正 放 ，在 上 ２ ｍ 立 车或 ７跨 １ ．ｍ 立车 ，这样 简形 阀可 ２ ２５ ２ 端面 均布焊 ８ Ｔ形 工艺 搭焊 压块 ，要求 Ｔ 个 以直接 装在 卡盘 上 ，其 强度 很好 。但 ２ｍ 立
维普资讯
（ （ 电￣） ０７ 东方 ｈ２０ 年第 ６ ） 期
３ ３
水轮机 超大型筒形 阀加工制造工 艺
瀑布沟水电站水轮机圆筒阀结构
瀑布沟水电站水轮机圆筒阀结构曹灿;武彬;陈勇旭【摘要】介绍了瀑布沟水电站2号、4号、6号水轮机圆筒阀结构,着重介绍了圆筒阀的设置依据、作用优点、结构特点、性能参数、接力器操作系统、同步装置、操作管路及安装调整、使用效果及存在问题等情况,对水轮机圆筒阀结构的应用经验积累,具有一定的参考价值。
【期刊名称】《水电站机电技术》【年(卷),期】2010(000)006【总页数】4页(P49-52)【关键词】圆筒阀结构;设置依据;安装调整;效果问题【作者】曹灿;武彬;陈勇旭【作者单位】国电大渡河瀑印沟水力发电总厂,四川汉源625304【正文语种】中文【中图分类】TV732.7瀑布沟水电站是一座以发电为主，兼有防洪、拦沙等综合效益的特大型水利水电枢纽工程。
该电站装设6台混流式机组，单机容量600 MW，多年平均发电量147.9亿kW·h。
水库总库容53.9亿m3，具有不完全年调节能力。
瀑布沟水电站2号、4号、6号机组水轮机圆筒阀采用机械链条同步。
该圆筒阀控制设备管路简单、故障率低，经过一年左右的运行实践，使用效果良好。
圆筒阀是水轮机的一种新型进水闸门，它装设于固定导叶与活动导叶之间，具有结构紧凑、重量轻的优点。
它采用6只直缸接力器操作，用链条机构实现同步。
圆筒阀全关时密封性能良好，对多泥沙电站，用以停机时保护导水机构免遭间隙空化与泥沙磨损。
圆筒阀全开时缩入顶盖与座环形成的腔内，下端面与顶盖平齐，不产生水头损失。
当机组产生飞逸时，可动水关闭圆筒阀，以保护机组免遭损耗。
1.1 瀑布沟水电站设置圆筒阀结构的主要原因（1）瀑布沟水电站在电力系统中担任调峰、调频并担负事故备用，机组启、停较频繁。
（2）由于水轮机运行水头较高，汛期有一定的过机泥沙，机组在停机状态，导水叶前后因承受电站水头的差压，在导水叶立面和上下端面间隙中不可避免地存在高速水流或含沙水流，导致导水机构产生间隙空蚀或磨蚀，使导叶立面、上下端面、轴颈、上下抗磨板甚至转轮叶片进口边的上下端部受到不同程度的破坏。
水轮机球阀制造工艺研究
第八页，共24页。
第九页，共24页。
阀体加工的技术措施
• 特殊胎具加工合缝面（通用） • 采用两种加工方式保证工件的空间三面的同心 • 互为胎具加工上、下游密封面
第十页，共24页。
活门
第十一页，共24页。
活门加工方案论证
表一：关于青松机组活门的加工、装配
三轴数控镗
龙门铣
12.5m数控 立车
第三页，共24页。
阀体示意图（一）
第四页，共24页。
阀体示意图（二）
第五页，共24页。
阀体示意图（三）
第六页，共24页。
斜分瓣阀体合缝面的加工
• A) 如何加工斜式合缝面； • B) 如何保证合缝面的角度要求； • C) 如何保证阀轴孔的中心，又要满足阀体
上、下游密封面的中心位置；
第七页，共24页。
第一页，共24页。
二：研究的主要内容
• 2.1 阀体的加工 • 2.2 活门的加工 • 2.3 活门与阀体的同心度 • 2.4 球阀装配、压力试验、漏水试验、操作
试验
第二页，共24页。
阀体
• 阀体通常采用分瓣结构 • 组合面有三种结构形式
一是采用斜分瓣结构，（即40与50），此种结构阀
体加工难度大，但装配方便，且工件受力好，活门可 采用一体结构。
检查项目 / 工作状态
①:“Y”腔加压到39.2，记录密封移动，测量“Z”腔漏水，通过 “Y”腔排水 ②：“Z”腔加压到39.2，记录密封移动，测量“Y”腔与“H”漏水
③：测量密封位置与行程
①:“S”腔加压到39.2，记录密封移动, 测量“D”腔漏水，通过 “S”腔排水 ②：“D”腔加压到39.2，记录密封移动，测量“S”腔与“H”腔漏 水 ③：测量密封位置与行程
光照水电站水轮机圆筒阀介绍
腔内，阀体底面与顶盖下端面齐平，不干扰水流流动。 在正常开机工况下，先开启筒阀，然后开启活动导叶； 在正常关机工况下，先关闭导叶，然后关闭筒阀。在 机组出现事故情况下，筒阀可以实现动水自关闭。筒 阀由 6 个接力器及相应的控制系统进行操作，油压系 统工作压力为 6.3 MPa，当液压泵停止工作时，压力油 罐具备在紧急情况下关闭筒阀的容量。圆筒阀结构见 图 1。
运动速度/（mm/s）
36
6 0
0 0.36
0.95 1.18
接力器位置/m
图 3 圆筒阀行程与运动速度曲线
4.3 圆筒阀同步控制的动作原理 在筒阀上升过程中，每个接力器顶端的磁滞传感
器实时地将接力器的位置信号反馈至 PLC，由 PLC 不 断地比较 6 个接力器的位置读数，确定活塞水平位置 最低的接力器的位置作为基准位置（下降过程中也如 此）。然后分别将其他接力器的位置与之相比较，差值 再与允许偏差曲线相比较，若某个接力器的位置偏差 超过允许偏差的 30 %时，微调电磁阀励磁，将该接力 器下腔的油适量排入回油箱；当位置偏差超过允许偏 差的 70 %时，粗调电磁阀励磁，将该接力器下腔更多 的油排入回油箱。通过排油，使得该接力器上升速度 减缓，与其他接力器运动速度渐趋一致，从而保证 6 个接力器上升过程中的同步。筒阀下降过程中的电气 同步原理与此相同。筒阀在运动过程中，一旦某个接 力器的位置偏差超过了允许偏差，筒阀控制系统将发 出指令，停止其原方向的运动，使筒阀向相反的方向 运动，以消除发卡现象。若发卡现象消失，筒阀将继 续按原始方向运动，若发卡现象未消失，筒阀将向相 反方向再运动。若发卡现象消除，筒阀将继续按原始 方向运动，若发卡现象仍未消除，筒阀将停止运动， 同时发出发卡报警信号。圆筒阀液压控制原理见图 4。
厄瓜多尔CCS电站水轮机球阀装焊工艺技术概述
厄瓜多尔C C S电站水轮机球阀装焊工艺技术概述贾瑞燕，田井成，乔宏来，林磊，段伟赞(哈尔滨电机厂有限责任公司，哈尔滨150040)[摘要]厄瓜多尔CCS电站水轮机球阀是哈尔滨电机厂首次自主设计制造的大型全焊接整体结构球阀，也 是国内同类制造厂家的首个大型全焊接整体结构球阀。
球阀由阀体、活门和支座组成，整体宽4870mm,高 3820mm,总重84.95t。
在阀体与活门轴之间加装工具轴套的方式对活门进行装夹固定和旋转。
采取熔化极气 体保护焊进行球阀体的焊接，坡口形式为U形坡口；通过对球阀装焊位置工艺评定，确定采用立焊位置进行 焊接；焊接过程采用焊前预热、控制层间温度和焊后锤击等方式控制焊接残余应力；多名焊工按照优化后的 焊接顺序，在对称位置同时起焊，进而控制焊接变形和焊接残余应力，并提升焊接效率。
在法兰角焊至1/2厚、3/4厚时，采用UT探伤检测焊缝，确定缺陷位置及数量，进而进行修补焊，保证焊接质量；焊接完成后，采用VT、PT、UT等检测方法，对接头进行全方位检测，确定焊缝质量达到一级焊缝要求；采用焊后去应力 退火工艺，消除球阀内部的焊接残余应力。
[关键词]水轮机；球阀；装配；焊接；厄瓜多尔CCS电站[中图分类号]TK730.6 [文献标志码]A[文章编号]1000-3983(2018)03-0037-05Assembling and Welding Procedure Summary of Turbine Valvein Ecuador CCS Hydropower StationJIA Ruiyan, TIAN Jingcheng, QIAO Honglai, LIN Lei, DU A N Weizan(Harbin Electrical Machinery Company Limited, Harbin 150040, China) Abstract: The Turbine valve of Ecuador Coca Codo Sinclair hydropower station was the first large-size all-welded structure valve designed and manufactured by Harbin Electrical Machinery Company independently and also the first largest one among the same manufacturers in our country.The Turbine valve consists of valve body, valve rotor and support, and the overall width of 4870 mm, 3820 mm high, total weight 84.95 t. The tool sleeve was equipped between the valve body and the valve rotor for fixing and revolving the valve rotor. The valve was welded by GMAW, with double U-groove. Determined by evaluation of valve position of fabrication technology, vertical position was used for welding. To control the welding residual stress after welding, preheating, layer temperature controlling and hammering after welding were adopted. Welders worked in symmetry position at the same time, in accordance with the optimized welding sequence, to control the welding deformation and welding stress, and also to improve the welding efficiency. UT detection was added when flange Angle was welded to 1/2, 3/4 thick, in order to check the defect and ensure the welding quality. After completion of welding, use VT, PT and UT detection methods to check the all joint, to insure the welding quality reach the level of weld requirements. Annealing process was used to eliminate welding residual stress inside the valve.Key words: turbine; valve; assembling; welding; Ecuador Coca Codo Sinclair hydropower station0前目球阀应用水头较髙，密封性能较好，高水头及抽 水蓄能电站的进水阀普遍采用球阀。
液动水轮机进水球阀结构与技术参数
液动水轮机进水球阀结构与技术参数液动水轮机进水球阀主要由阀前短管（凑合节）、主阀、伸缩节、液动接力器及旁通管路、空气阀、排水阀等组成。
整套系统还可包括油压装置、集油箱、控制柜等控制设备及元件。
主阀为对称三体结构固定球阀，卧式安装，结构简单，装拆方便。
中体与左右体螺栓连接，球形阀芯（球体）靠上下阀杆支撑定位。
上下阀杆采用金属基自润滑轴承安装在中体内.液动水轮机进水球阀为硬密封球阀，采用双密封环的双活塞止水环结构，分上游检修密封和下游工作密封。
在球形阀芯的上下游密封位置均采用不锈钢密封环，密封环为整圈结构。
通过液压系统推动活塞止水环与其压紧，实现密封。
正常关闭球阀时，下游工作密封关闭，顺利止水。
而在检修或更换下游工作密封时，上游检修密封关闭，并由机械锁定装置锁定。
上下游活塞止水环设置有位置信号指示装置，用以指示止水环的全开、全关位置。
水轮机进水球阀设有旁通管路，可在主阀启闭时平衡上下游压力。
在旁通管路上设有液动旁通球阀和检修用闸阀。
三精球阀操作机构为液压操作机构（直缸接力器），直缸接力器为活塞—拨叉机构，由箱体固定在阀体上。
采用封闭式箱体，避免了摇摆式接力器在开关过程中的开式传动，更加安全可靠，同时，阀门的开关定位调整也更加准确方便。
设置有节流止回阀、机械锁定装置、主阀位置信号指示装置以及机械锁锭投入或拨出信号指示装置。
节流止回阀能避免液动球阀动水关闭时产生振动，并且能设定或调节阀门开关时间；机械锁定装置能抵挡接力器的操作压力，避免阀门误动作。
液动水轮机进水球阀上游通过阀前短管与进水管道焊接，阀前短管可按要求预留割配余量，下游通过伸缩节与水轮机蜗壳连接，以便于安装和检修液动球阀，伸缩节调整范围为0~200mm。
液动球阀设有以下信号装置：球阀开启和关闭的位置信号装置；旁通阀开启和关闭的位置信号装置；活塞止水环全开和全关的位置信号装置；接力器锁锭开、关投入和拨出的位置信号装置；球阀充水的压力信号装置。
这些传感器提供信号，并与控制柜和中央控制室连接，实现阀门的就地操作和中央控制。
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阀体 上下 运动 达到 开关 目的 。圆筒 阀具备 蝴蝶 阀和 球 阀的基 本功 能 ， 与球 阀和蝴蝶 阀相 比 ， 有结 构简 具
单 紧凑 、 重量轻 、 作 方 便 等优 点 ， 操 近年 来 在 中国多
泥沙 河流 大 中型水 电项 目上得 到 了较为 广泛应 用 。
究 。对 设置 圆筒 阀 和 未 设 置 圆筒 阀 ２种 情 况 进 行 Ｃ Ｄ解 析 ， 到 ２种情况 下 的速度 和压 力分 布结果 ， Ｆ 得
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西 北 水 电 ・ ０ ２年 ・增 － ２１ Ｔ１ Ｉ Ｊ
文章 编 号 ：０６ ２ １ （０２ ｓ一 ０ ５— ｏ １０ － ６ ０ ２ １ ） １ ＿ １０ ４
水 轮 机 圆 筒 阀 研 发 技 术
应金仁 ， 陈梁年 ， 佐藤晋作
（． １ 东芝 水 电设 备 （ 州） 限公 司 ， 州 ３ ０ １ ；． 式会社 东芝 ， 杭 有 杭 １０ ６ ２ 株 东京 ）
Ｃ Ｄ分析 到 ２种情 况下 的速度 和压 力分 布结果 Ｆ 及效率 情况 比较 分别见 图 １ ２ ，。
模 型试 验主 要对水 轮机 的效 率 、 叶水 力矩 、 导 圆
筒 阀 的力 特性 、 水压 脉 动 和 圆筒 阀底 部 空化 观 察 等 内容 进行研 究 ， 圆筒 阀水 轮机 模 型 局部 图见 图 ３ 带 ，
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的流体力 得到 了确 认 ， 要 包 括断 水 时 圆 筒 阀 的轴 主
向推力 、 同导 叶开 度下 的轴 向静态 力 、 不 圆筒 阀关 闭 行 程与 轴 向下 拉力 的关 系等 。圆筒 阀对性 能 的影 响
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０ 前
言
１ 水 力 性 能 开 发 和验 证
为 使 设 置 圆筒 阀 的水 轮 机 具 有 良好 的水 力 性
能 ， 芝公 司通 过 Ｃ Ｄ解 析 技 术 ， 结 合模 型试 验 东 Ｆ 并 验 证手 段 ， 圆筒 阀 的水 力 性 能 进行 了深 入 分 析研 对
圆筒 阀装设 于 固定 导 叶和 活动 导 叶之 间 ， 过 通
摘 要 ： 圆筒阀水力性能开发与验证 、 通过 本体结构研发 、 电液控 制同步系统研发与和设计 的基本要领 。 关键词 ： 轮机 ； 水 圆筒 阀； 研发成果
中 图分 类 号 ：Ｖ ３ ． Ｔ ７２ ７ 文献标识码 ： Ａ
Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ｏ ｌ ｅ ｌ ｅ ｆ ｒ Ｔｕｒ ｉ ｃ ｏ ｏ ｙ ｏ ｓ ａ ｃ ｎｄ Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｎ ｆ Ｃｙ ｉ ｎｄ ｒ Ｖａ ｖ ｏ ｂ ｎｅ
模 型试验 力特性 主要 结果 见 图 ４和 图 ５ 。 通过 Ｃ Ｄ解析 和水 力模 型试 验 ， 用 于 圆筒 阀 Ｆ 作
基 于 圆筒 阀 的工作 条 件及 可 靠 性要 求 ， 芝公 东 司重点 在水 力性 能 、 体结 构 和 同步 控制 方 法 等 方 本 面进行 了深 人研 究 和试 验论 证 。在 １本东芝 公 司 的 ３ 水 力研 究 所 完 成 了圆 筒 阀 主 要 水 力 性 能 开 发 和 验 证 ， 本体 结构进 行 了详细 解析计 算 与调研 确认 ， 对 研 发 了先进 的 电气 液 压 同步 控制 系统 。
并对损 失进 行 了 比较 。
１ 东芝 公 司很 早 就关 注水 轮 机 圆筒 阀技 术 ， ３本 从２ ０世 纪 ８ ０年 代就 开始 了 圆筒 阀 的研发 和技 术积 累。东芝 水 电成立 后 ， 为适 应 中 国水 电市 场 发 展需
要， 东芝 公 司和东 芝 水 电联 合 完 成 了 圆筒 阀技 术研 发。