水力机组辅助设备复习资料(水力机组辅助设备复习考试必备)

水力机组辅助设备复习资料

主阀作用及设置条件

在水轮机过水系统中，装置在水轮机蜗壳前的阀门称为进水阀，又称主阀。

主阀的作用

(1)一条输水管道向几台机组

供水时, 需在每台机组前装

主阀，其中一台机组停机检修

时，关闭进水阀，不影响其它

机组正常运行。

(2)水期停机时,可关闭主阀

减少机组漏水量和缩短重新

启动时间，对于高水头长压力

管道的水电站，意义尤为明

显。

(3)防止飞逸事故的扩大；当

机组和调速系统发生故障时,

可以迅速关闭主阀,截断水

流,防止机组飞逸时间超过允

许值,避免事故扩大。

(4)构成安全检修的条件。

对主阀的要求

进水阀是机组和水电站的重要安全保护设备，因此，对进水阀的结构和性能有较高的要求。主要技术要求如下；

(1)长期关闭时漏水量小，长期使用时，密封装置不易磨损，且便于更换。

(2)关闭力矩小，开启时水力损失小，过水能力大。

(3)关闭时间任意调整。

(4)截流装置及传动机构强度足够。

(5)结构简单，造价底，工作可靠。

(6)当机组发生飞逸转速或压力钢管爆破时，应尽快截断水流。

主阀的设置条件

(1)当一条输水总管道供给几台水轮机用水时，应在每台水轮机前装设主阀。

(2)对水头高于120米的单元输水管,可以考虑装设进水阀。因为高水头引水式电站压力管道长，冲水时间长；此外，水头越高导叶漏水越严重，能量损失越大。

(3)当水头小于120米时输水管道较短的供水电站可不设主阀，装快速闸门。装置进水阀要有充分论证。

主阀型式及主要构件

大中型水轮机进水管道上的阀门，常用的有蝴蝶阀和球阀两种，分别介绍如下：

蝴蝶阀

1.适用条件：

适用于水头200米以下，转轮直径1.8米以上的电站。

2.主要构件：

1)阀体：作用是过水通道的一部分，水流由其中通过，支撑活门重量，承受操作力和力矩，传递水压力。

2)活门：作用是关闭时截断水流，要求有足够的强度，开启时在水流中心水力损失小，有良好的水力特性。

3)轴及轴承：支持活门的重量。

4)锁锭：蝶阀的活门在全关或全开时需要锁锭。

5)旁通阀、旁通管：主阀开启时减少力矩，消除在动水下的振动。

6)空气阀：关闭时向蝶阀后补气，防止钢管因产生真空而遭致破坏，开启前向阀后充水时排气。此图为空气阀原理示意图，该阀有一个空心浮筒悬挂在导向活塞之下，空心浮筒在蜗壳或管中的水面上。此外，通气孔于大气相通，以便对蜗壳和管道进行补气或排气。当管道和蜗壳充满水时，浮筒上浮至极限位置，蜗壳和管道于大气隔绝，以防止水流外溢。

7)伸缩节：便于安装及检修，温度变化时钢管有伸缩的余地。

8)密封装置：防止活体和阀门之间漏水。橡胶围带装在阀体或活门上，当活门关闭后，围带内冲入压缩空气，围带膨胀，封住周圈间隙。活门开启前应先排气，围带缩回，方可进行活门的开启。围带内的压缩空气压力应大于最高水头（不包括水锤升压值）（2-4）*10^5Pa,在不受气压或水压状态时，围带与活门间隙为0.5-1mm。

球阀

1.适应条件：

适用于水头在200米以上，转轮直径小于3米的电站。球阀通常采用卧轴结构。

2.主要构件：

主要由两个半球组成的可拆卸的阀体和圆筒形活门及附属设备（卸压

阀、排污阀、空气阀、止漏装置等）组成。在开启位置时，圆筒形活门的过水断

面与引水管道直通，关闭时活门旋转90度，截断水流。球阀的阀体通常采用铸

钢件。阀轴和活门为整体结构时，可采用铸钢整体铸造或分别铸造后焊在一起。

目前多采用双重止漏装置的球阀。

各种阀门的特点

(1)蝶阀

优点：外形尺寸小，重量轻，结构简单，造价低，操作方便；

缺点：影响水流流态，造成一定的水力损失。

(2)球阀

优点：密封严密，漏水量少，这种密封装置不易磨损，全开时水力损失很小，操作规

程力较小，有利于动水紧急事故关闭；

缺点：结构复杂，重量大，体积大，造价高。

(3)闸阀

优点：造价低，维护检修方便，全开时水力损失小，工作可靠,密封严密；

缺点：体积大，密封面易磨损。一般常用蝶阀，高水头电站用球阀，小型电站用闸阀。

主阀操作方式和操作系统

在本节中，主阀操作方式重点介绍液压操作类型；操作系统一般均为自动控制。主阀的操作方式

进水阀的操作系统，按操作力的不同，一般有手动操作、电动操作、液压操作三种类型。大型电站有电动操作和液压操作，小型用手动操作。液压操作包括水压和油压操作,水头高于120米时可用水压操作，但对水质要求较高，一般不用。通常用油压

操作。油压操作要求用接力器操作。接力器有以下几种型式：

1.导管式接力器：导管式接力器是应用较多的一种型式,右图为装在立轴阀门

上的导管式接力器，根据操作力矩的大小，可以采用一队或单个接力器布置在一个盆状的控制箱上，控制箱固定在阀体上。接力器动作时，连杆可以在导管内摆动，缸体不动。

2.摇摆式接力器：摇摆式接力器应用最为普遍。对大中型横轴蝶阀或球阀都很适用。右图为装在卧轴阀门上的摇摆式接力器示意图。摇摆式接力器下部用铰链和地基连接，工作时随着转臂摆动，这样就不需要导管，因此在同样的操作力矩下，接力器的活塞直径比导管式接力器要小。接力器动作时，因缸体通过铰链和地基连接，缸体可以摆动，连杆不摆动。

3.刮扳式接力器：刮扳式接力器由于零件多，加工精度要求高，给制造带来不少麻烦，故很少用。

4.环形接力器：环形接力器零件数量少，但加工精度高和工艺复杂，外形尺寸大，漏油量也。以前较少使用。

目前常用的是导管式及摇摆式接力器。

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