[发明专利]水轮发电机组反馈自力式减压阀

说明书

技术领域

本发明属于水电工程设备，特别是一种水轮发电机组反馈自力式减压阀。

背景技术

现在已建成的部分电站如：葛洲坝水电站、湖南省水府庙水电站、安仁大石水电站、麻阳马颈坳水电站、红岩水电站及西北勘测设计研究院设计的叙利亚迪什林水电站等。由于水头发生变化，导致供给水轮发电机组的水压波动，轻则使转轮室—尾水管段产生反水击，发电机组在惯性的作用下继续转动，水轮机由水轮机工况转变为水泵工况，水轮机叶片将水向尾水推，尾水管产生的反水击现象；重则，导致水轮发电机组抬机使电站正常运行遇到障碍，严重时会损坏水轮发电机的推力轴承及结构部件。

2002年11月13日，中国实用新型专利授权公告号CN2520443Y，公开了由本申请研制的一种反馈系统先导控制、压力补偿安全保护自力式减压阀，该阀主要由主阀和双反馈系统组成，主阀中有内锁定系统；主阀与双反馈系统的组合，形成先导控制、压力补偿自力式减压、稳压。并能在正常工作状态下可以反冲排污。但该技术方案结构部件多，安装体积大，适用范围有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种水轮发电机组反馈自力式减压阀。能适应水头发生大幅度变化，出水压力稳定性好，安装体积小，安全可靠，有良好的抗污能力。

本发明的水轮发电机组反馈自力式减压阀，主要由阀盖、阀座、塔形弹簧和阀杆所组成；阀座上设互相隔离的进水通道和出水通道；阀座中部上方开上大下小，且同轴线、有台阶过渡相通的两圆柱状通孔；小圆柱状通孔的孔壁上有排气孔道，从阀座体内通向第一三通阀的正下方；大圆柱状通孔的孔壁上有互相对称的右孔道和左孔道，右孔道从阀座体内水平通向第一三通阀，左孔道从阀座体内水平通向第二三通阀；上述小圆柱状通孔内设有带“O”型密封圈的小活塞，大圆柱状通孔内设有大活塞；在大、小两圆柱状通孔之台阶过渡处固定一块隔离板；上述阀盖和阀座的上端大圆柱状通孔的结合处有橡胶鼓膜隔离，使阀盖上端形成一个控制膜腔；在控制膜腔内有上弹簧座，塔形弹簧和下弹簧座；上述阀座进出水通道的隔离壁之间有阀口和节流锥，节流锥位于阀口之下；上述阀杆是一根下段带中空通底管道的圆柱体，阀杆中下部有一边孔与中空通底管道相通；该阀杆从上至下，依次穿过上弹簧座，塔形弹簧，下弹簧座，橡胶鼓膜，大活塞，隔离板，小活塞，下端与节流锥套接；并使边孔处于大活塞与隔离板之间的反馈压力补偿空间内；其中的阀杆与上弹簧座，塔形弹簧是间隙配合；阀杆与隔离板是过渡配合；阀杆与下弹簧座，橡胶鼓膜，大活塞，小活塞，节流锥是过盈配合；上述阀盖侧部开阀盖呼吸孔，顶部有螺旋调节手柄；螺旋调节手柄下端内空，并触抵上弹簧座；所述的第一三通阀还有水平通向阀座体外的阀座呼吸孔；所述的第二三通阀在阀座体内还有垂直向下通入进水通道的冲洗孔。

本发明通过螺旋调节手柄、阀盖、阀杆、塔形弹簧、小活塞构成反馈压力调节系统。小活塞上方孔壁上的孔道与第一三通阀、阀座呼吸孔构成小活塞运行呼吸系统。为了使水轮发电机组的减压阀运行更为稳定、可靠，本发明减压阀利用阀杆上的边孔、中空通底管道，与大活塞、隔离板构成反馈压力补偿系统。本发明左孔道、第二三通阀、冲洗孔构成反冲系统；通过操作第二三通阀部件，可有效地将反馈压力补偿空间内的污物，通过阀杆上的边孔和中空通底管道排出至出水通道，同时不影响减压阀的工况。

在水轮机转轮出口布置本发明，通过两根或两根以上沿圆周均匀分布引水支管和引水环管(按照水力学原理做成变径管)与转轮出口连接。当水头发生大幅度变化时，转轮出口压力跟随变化，导致本发明的塔形弹簧的压缩量λ的变化率随着转轮出口压力Pk的增加而减少，排水卸压降低，实现出水压力稳定性好，安装体积小，有良好的抗污能力。具有较广的市场前景和较好的经济社会效益。

与现有技术比较，具体特点在于：①运用了阀座内置反冲排污三通阀，使减压阀在工作状态下，实现反馈系统的反冲排污。并且结构更简单，体积小。②独创地使用阀杆上的边孔、中空通底管道，与大活塞、隔离板构成反馈压力补偿系统，来实现高精度稳压。③本发明减压阀的阀座阀口过流面积等于或大于公称通径面积，可实现大的过流量。④本发明能将原水压力3-8MPa减到0.3-0.8MPa范围内，本发明利用了由于塔形弹簧的压缩量λ的变化率随着压力Pk的增加而减少的特性，使得阀座阀口和节流锥开启高度变化，随着进口压力P1的升高变化趋缓。可防止水头发生大幅度变化，造成供给水轮发电机组的水压波动，使转轮室—尾水管段产生反水击。⑤减压设计为调节手柄和塔形弹簧，使阀盖高度大大减少，还可使整个减压阀体积更小，阀盖更容易固定。

附图说明