[实用新型]水轮发电机组尾水余压供水冷却系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及水轮发电机组技术供水系统，具体地指150m～230m中、高水头段建设600～700MW级大容量的水轮发电机组尾水余压供水冷却系统。

背景技术

在水电站中，水轮发电机组技术供水系统较常见的供水方式有：水泵供水、自流减压供水和水轮机顶盖取水供水等方式。

在中、高水头段，水泵供水方案是经济效益相对较好的方案，但是，水泵供水除满足管路固有的能耗外，还要满足由于水泵、电机自身效率较低产生的额外能耗，且水泵供水方案设备较多，运行维护复杂，常会产生的故障可能会导致机组停机而产生不利影响。

近年来，为提高技术供水系统的可靠性，减压阀代替水泵广泛应用于机组技术供水系统中。一些高性能减压阀已成功应用于120m水头段大容量水轮发电机组技术供水系统中。但在150m～230m中、高水头段，减压比大幅提高，受汽蚀和噪音的影响，必需采用二级串联减压形式，但二级减压阀的使用，将大量耗费水电站发电水能，运行成本相对于水泵要高得多。因此从节能考虑，对中、高水头电站二级减压阀技术供水方案不宜作为主技术供水方案长期使用，但可作为临时备用方案使用。

水轮机顶盖取水是指利用通过水轮机转轮上冠密封的压力水作为机组冷却供水。上冠和顶盖之间的压力随着尾水位变化和尾水管中压力脉动而变化，迷宫环漏水量、水轮机轴向水推力也随之变化。如果将顶盖取水作为机组冷却供水，顶盖中水压要增加机组冷却水管部分的水力损失，因此，必须核算水量和水压是否满足要求(目前还无有效的方法)。由于水轮机顶盖取水一方面要满足技术供水系统流量和压力要求，另一方面不能人为加大机组的运行负担，因此，600MW～700MW机组采用顶盖取水供水需谨慎。

发明内容

本实用新型的目的就是要克服现有技术所存在的不足，提供一种150m～230m中、高水头段建设600～700MW级大容量水轮发电机组尾水余压供水冷却系统，解决大型机组冷却技术供水系统能耗大、运行可靠性差的问题。

为实现上述目的，本实用新型所设计的水轮发电机组尾水余压供水冷却系统，包括若干个大型水轮发电机组和供水给若干个大型水轮发电机组的机组冷却系统，所述每个大型水轮发电机组的压力钢管上均设有取水口，所述取水口通过管道均连接有小型水轮发电机组，所述每个小型水轮发电机组的出水端与机组冷却系统相连通。

优选地，所述水轮发电机组还设有二级自流减压回路。

为具有可比性，以构皮滩工程为例，取电站加权平均水头186m为基准，所有能耗计算到发电机出口端，自流减压、水泵供水、大型水轮发电机组尾水余压供水功耗指标见下表1：

表1三种供水方式的供水功耗指标

表中：

ηt：大水轮机平均效率，取0.92  ηf：大发电机平均效率，取0.98

ηt1：小水轮机平均效率，取0.89 ηf1：小发电机平均效率，取0.96

ηp：水泵平均效率，取0.7       ηd：电动机平均效率，取0.80

ηb：厂用变等配电回路损耗，取0.99

由表1可见，自流减压供水功耗最大，水泵供水次之，大型水轮发电机组尾水余压供水最低。

通过上述分析比较，在中、高水头段大型水力发电厂中，大型水轮发电机组尾水余压供水技术具有明显的优势，特别是电站装机台数较多，布置拥挤的地下厂房巨型电站。因此，根据电站使用条件，应用大型水轮发电机组尾水余压供水技术，在节能降耗、提高运行可靠性等方面具有重要意义。

本实用新型的有益效果在于：通过小型水轮发电机组利用大型水轮发电机组尾水余压供水外，全部剩余能量通过小水轮机转换为电量。计算分析，对中、高水头600～700MW机组，扣除技术供水系统水力损失后，电站剩余水头和冷却水量可装设800kW-1200kW的小型水轮发电机组，为设计大型水轮发电机组尾水余压供水方案提供了条件。应用大型水轮发电机组尾水余压供水，可以节能降耗、提高运行可靠性。

附图说明

图1为一个水轮发电机组尾水余压供水冷却系统的结构示意图。

图2为多个水轮发电机组尾水余压供水冷却系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。