[发明专利]水电机组顶盖安全防护装置

说明书

本发明涉及一种水电机组顶盖安全防护装置，限位环沿圆周方向开有多个凹槽，焊接在座环上；若干个栓块旋入限位环凹槽内，置于限位环下平面下面；当螺母松动时，顶盖带动栓块沿轴向移动与限位环下平面接触；受限位环限位作用，顶盖不能继续向上移动，密封仍有效，从而保证机组安全运行。本发明操作简单，实施方便，不改变原有结构，即可保证水电机组的安全性。

技术领域

本发明涉及一种水电机组顶盖安全防护装置。

背景技术

水电机组是把水流付出的机械能转换成转轮的机械能，使转轮和主轴克服各种阻力而连续运转起来，再将获得的机械能通过发电机转换成电能的机械装置。水电机组在运行过程中，常常由于流体、机械、电磁等相互影响导致机组振动，使顶盖连接螺栓受交变应力作用，影响顶盖螺栓的使用寿命。此外，由于水电机组会在不同水头、不同工况下运行，机组带负荷的运行范围大，启停机频繁，且经常会处在非最优工况下运行，导致作用在顶盖上的水压力数值变化很大；顶盖螺栓所受应力处于一个较高的水平，致使顶盖连接螺栓上的应力会大幅度波动。水电机组中的抽水蓄能机组兼有抽水与发电功能，具有高水头、高转速、复杂多工况运行的特点，对安全稳定性要求极高。在工作状态下水泵、水轮机工况转换比较频繁，且工况转换过程中高压侧压力变化幅度会更大，顶盖螺栓所受应力水平更高，应力波动更大。为此，水电机组在高应力水平、频繁的交变应力和机组振动作用下，顶盖螺母发生松动的几率会大幅增加，从而直接危及到水电机组乃至整个发电厂的运行安全。

有鉴于此，有必要开发一种水电机组顶盖安全防护装置，在不同工况压力变幅过大或机组振动引起螺母发生松动时，能够保证顶盖与座环间有可靠的机械连接；避免在水压力的作用下引起顶盖发生轴向位移，导致顶盖与座环间失去有效的密封，使压力水溢出机组进入厂房，影响电站安全运行，甚至危及电站工作人员人身安全的情况发生。

发明内容

本发明要解决的技术问题是在不同工况下压力变幅过大或机组振动引起螺母发生松动，导致顶盖与座环间失去有效的机械连接时，提供一种保证水电机组安全运行的顶盖安全防护装置。

本发明的技术方案是：一种水电机组顶盖安全防护装置，其特征是：限位环2剖面为直角形状，限位环2俯视为扇形，限位环2沿圆周开有多个凹槽，限位环2焊接在座环1上；栓块3剖面为直角形状，栓块3俯视为扇形；若干个栓块3通过限位环2凹槽处旋入并置于限位环2下平面8下面，栓块3上平面9与限位环2下平面8间有一定轴向间隙；栓块3置于顶盖6的上面。

限位环2立面10内径与顶盖6法兰外圆同心，且限位环2立面10内径大于顶盖6法兰外圆半径；限位环2竖面11内径与顶盖6法兰外圆同心，限位环2竖面11内径小于限位环2立面10内径，且限位环2竖面11内径大于顶盖6法兰外圆半径；栓块3竖直面12内径与顶盖6法兰外圆同心，且栓块3竖直面12内径小于顶盖6法兰外圆半径；栓块3立直面13内径与顶盖6法兰外圆同心，且栓块3立直面13内径大于顶盖6法兰外圆半径；栓块3外圆面14外径与顶盖6法兰外圆同心，且栓块3外圆面14外径小于限位环2立面10内径。

工作原理

如图3所示为常规的水电机组顶盖、座环安装结构图。顶盖6法兰的螺孔所在分布圆与座环1的螺栓孔所在分布圆同心且直径相等，螺杆5穿过顶盖6法兰、并旋入座环1的螺栓孔内，螺母4安装在螺杆5上，顶盖6与座环1间安装橡皮圆7。水电机组在不同工况下压力变幅过大，或机组振动引起螺母4发生松动时，导致顶盖6与座环1间失去有效的机械连接，顶盖6沿轴向上移，使顶盖6与座环1间的橡皮圆7失去密封作用，压力水溢出机组进入厂房，影响电站正常运行，甚至危及电站工作人员人身安全。

针对以上情况，本发明着重从以下几个方面着手来保证水电机组在螺母4发生松动，导致顶盖6与座环1间失去有效的机械连接时，也不会影响机组正常运行，更不会危及电站工作人员人身安全。