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圓筒閥布置在水輪機(jī)活動(dòng)導(dǎo)葉與座環(huán)固定導(dǎo)葉之間。在機(jī)組停機(jī)時(shí),圓筒閥處于關(guān)閉狀態(tài),圓筒閥閥體下落處于座環(huán)固定導(dǎo)葉與活動(dòng)導(dǎo)葉之間,上端緊壓布置在頂蓋上的密封條,下端緊壓布置在座環(huán)上的密封條,從而達(dá)到截流止水的作用。在機(jī)組要開啟時(shí), 首先開啟圓筒閥,將圓筒閥閥體提升到座環(huán)上與頂蓋形成的空腔內(nèi),閥體底面與頂蓋下端面齊平,不干擾水流流動(dòng)。
在正常開機(jī)工況下,先開啟圓筒閥,然后開啟活動(dòng)導(dǎo)葉;在正常關(guān)機(jī)工況下,先關(guān)閉導(dǎo)葉,然后關(guān)閉圓筒閥。
圓筒閥目前已用于在中、低水頭的混流式機(jī)組、 中低水頭的抽水蓄能機(jī)組上,水頭低于300m,轉(zhuǎn)輪直徑大于1.4m。圓筒閥的工作水頭一般在400m以下;高于400m水頭時(shí)應(yīng)選用球閥。
目前世界上已制成的圓筒閥zui大直徑達(dá)11m,已制成的圓筒閥中zui高工作水頭達(dá)275m,已制成的帶圓筒閥的機(jī)組的額定出力為600MW。
圓筒閥的優(yōu)點(diǎn)是操作靈活,啟閉時(shí)間短,投入快,可頻繁操作;關(guān)閉時(shí)密封性能好,可減少導(dǎo)葉漏水和減輕而產(chǎn)生的磨蝕;閥體全開時(shí),閥體下端面與頂蓋過水面基本齊平,水力損失很小;圓筒閥重量輕,為蝶閥1/2左右,球閥的1/5?1/4。圓筒閥zui大的優(yōu)點(diǎn)是沒有單獨(dú)的閥室,可明顯降低水電站工程開挖投資,有的達(dá)到10%左右。缺點(diǎn)是圓筒閥在現(xiàn)階段還不能*替代蝶閥、球閥在岔管上使用,并且關(guān)閉后一般不能維修水輪機(jī)、造成水輪機(jī)頂蓋剛度減弱等。
圓筒閥的主要組成部件有閥體、接力器、同步機(jī)構(gòu)、密封等。圖24-25、圖24-26所示是目前國內(nèi)外投運(yùn)的圓筒閥典型結(jié)構(gòu)。
(1)圓筒閥直徑的選擇
當(dāng)圓筒閥裝在水輪機(jī)座環(huán)固定導(dǎo)葉與活動(dòng)導(dǎo)葉之間時(shí),應(yīng)使圓筒閥閥體的zui小內(nèi)徑要大于活動(dòng)導(dǎo)葉zui大可能開度的外徑,圓筒閥的外徑要小于座環(huán)固定導(dǎo)葉上的導(dǎo)向條的內(nèi)徑。
圓筒閥的直徑無標(biāo)準(zhǔn)可言,但考慮到安裝,一般 來說,圓筒閥應(yīng)使用在較大尺寸的水輪機(jī)上。
(2)圓筒閥的分類
以圓筒閥操作方式劃分,圓筒閥可分為油泵操作的圓筒閥、直缸接力器操作的圓筒閥;以圓筒閥同步方式劃分,圓筒閥可分為機(jī)械同步的圓筒閥、電液同步的圓筒闊。
早期的圓筒閥為油泵操作的圓筒閥,后來又發(fā)明了一種新的操作方式,直缸接力器。油泵操作與直缸接力器操作比較,所需要的油壓設(shè)備約大一倍。另外,采用油泵操作時(shí),筒體的運(yùn)動(dòng)基本上不受水力的影響,是勻速的,不具備自關(guān)閉能力。而直缸接力器操作在動(dòng)水關(guān)閉時(shí)筒體的運(yùn)動(dòng)速度取決于作用在筒體上的動(dòng)水作用力。
早期的圓筒閥為機(jī)械同步的圓筒閥,在每個(gè)接力器絲桿頂端裝上鏈輪,將每個(gè)鏈輪用鏈條連接起來, 使每根絲桿的旋轉(zhuǎn)速度一致,從而使每個(gè)接力器提升桿與筒體接觸點(diǎn)的上升或下落速度一致。而現(xiàn)在的圓筒閥為電液同步的圓筒閥,是在每個(gè)接力器提升桿內(nèi)裝上一只精度較高的位移變送器,將每個(gè)提升桿的位移傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較,對相對位移差別大的接力器進(jìn)行油壓調(diào)控,使其每個(gè)接力器達(dá)到同步。
(3)圓筒閥的結(jié)構(gòu)
圓筒閥由筒體、操作機(jī)構(gòu)、同步機(jī)構(gòu)三大部分組成。
筒體布置位置必須超出導(dǎo)葉剪斷銷剪斷后導(dǎo)葉與限位塊相碰時(shí)導(dǎo)葉的外切圓尺寸范圍,筒體高度應(yīng)大
既可補(bǔ)償鋼管的軸向溫度變形,又便于進(jìn)水閥的安裝和檢修。伸縮節(jié)與進(jìn)水閥采用螺栓連接。伸縮縫中裝有3?4層石棉盤根或橡膠盤根,用壓環(huán)壓緊,防止伸縮縫漏水。當(dāng)多臺(tái)機(jī)組共用一根引水總管,且其支管外露部分不長時(shí),伸縮節(jié)安裝在進(jìn)水閥下游 側(cè),以便在不影響其他機(jī)組正常運(yùn)行的情況下,檢修伸縮節(jié)或更換止水盤根。
圖24-30所示為一典型的伸縮節(jié)結(jié)構(gòu)。伸縮節(jié)一般由法蘭、壓環(huán)、密封壓板、伸縮管等組成。有些伸縮節(jié)為分瓣結(jié)構(gòu),即伸縮節(jié)法蘭、密封壓板和伸縮管均為分瓣結(jié)構(gòu),法蘭和密封壓板采用螺栓連接。伸縮管在分瓣面處開有焊接坡口,工地連接成整體后再焊 接為一體。此種伸縮節(jié)主要用于因受運(yùn)輸條件限制的大型蝶閥上。伸縮節(jié)的結(jié)構(gòu)種類較多,應(yīng)根據(jù)具體的要求與經(jīng)驗(yàn)來選定結(jié)構(gòu)類型。
(4)連接管
連接管裝設(shè)在伸縮節(jié)的對側(cè),將閥門與上游或下游的壓力鋼管連接,是承受閥門水推力的主要基礎(chǔ)部件。圖24-31所示為整體式連接管。大型閥門上采用分體式連接管。上游連接管的鋼管部分要采用高強(qiáng)度的壓力容器鋼板卷制,法蘭采用鍛造法蘭或厚鋼板制造。
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