[发明专利]一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构。

背景技术

随着用户对水电电站运行的稳定性、安全性要求的逐步提高，保证水电机组安全稳定运行已成为考核机组运行状态的一项重要指标。然而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，易使连接螺栓与螺母发生蠕动。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的特点，导致顶盖连接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，可以在水泵与水轮机工况、电动机与发电机两种相反物理功能之间转换运行的设备，具有高水头、高转速、复杂多工况运行的特点，对机组运行的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，顶盖连接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，顶盖连接螺母发生蠕动的几率会大幅增加，进而使顶盖与座环之间的机械联系减弱，机组的振动变大，使顶盖的产生轴向位移，使密封条的作用失效，压力水溢出机组进入厂房，甚至水淹厂房，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连接机构的双重安全防护结构，当连接螺母发生蠕动时，能够保证顶盖与座环间有可靠的机械连接。

发明内容

本发明公开一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构，解决的技术问题是在顶盖与连接螺母发生蠕动，导致顶盖与座环间失去有效的机械连接时，仍能保证顶盖与座环之间可靠的机械连接。

本发明的技术方案是：在连接顶盖(3)的每个螺杆(1)增加一个传力部件(8)、第一螺母(7)和第二螺母(6)，且传力部件(8)靠近第三螺母(2)的位置与第三螺母(2)之间有一定的间隙，安装时，首先将第三螺母(2)拧紧在螺杆(1)上，再用液压拉伸器拉住螺杆(1)上端，将螺杆(1)拉到预定的拉伸量，再次将第三螺母(2)拧紧在在螺杆(1)上，使其紧紧作用在顶盖(3)上，完成后松开液压拉伸器；其次，将传力部件(8)、第一螺母(7)、第二螺母(6)通过螺杆(1)安装在第三螺母(2)之上，最后将第一螺母(7)、第二螺母(6)旋紧，使第二螺母(6)紧紧作用在传力部件(8)上，并且与第一螺母(7)接触。

工作原理

常规的水电机组顶盖安装结构图如图1所示，由于水电机组在不同水头、不同工况、运行范围大的条件下运行时，螺杆(1)与第三螺母(2)始终处于很大的压力作用下，同时由于启停机频繁，且经常会处在非最优工况下运行，导致螺杆(1)与第三螺母(2)上的应力水平会有较大幅度的波动，在高应力水平和频繁的交变应力作用下，螺杆(1)与第三螺母(2)发生蠕动的概率就会大幅增加，而螺杆(1)与第三螺母(2)一旦发生蠕动，顶盖(3)与座环(4)之间就会失去有效的机械连接，产生轴向距离，从而使密封条(5)的密封作用失效，使压力水倒灌进入厂房，从而危及到机组乃至整个电厂的安全。为了解决上述问题，发明了一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构，如图2所示，在连接顶盖(3)的每个螺杆(1)增加一个传力部件(8)、第一螺母(7)和第二螺母(6)，且传力部件(8)靠近第三螺母(2)的位置与第三螺母(2)之间有一定的间隙，此时第一螺母(7)与第二螺母(6)处于旋紧状态；当螺杆(1)与第三螺母(2)产生蠕动时，其受力减少，螺杆(1)弹性变形逐渐恢复，第二螺母(6)随之下落并逐渐与传力部件(8)接触，第二螺母(6)逐渐承受载荷，保证顶盖(3)与座环(4)之间的密封条(5)仍能起到密封作用。从根本上保证水电机组不会因螺杆(1)与连接第三螺母(2)由于压力变幅过大发生蠕动时，导致顶盖(3)与座环(4)之间失去有效的机械联系，进而保证密封条(5)的密封作用仍然有效，从而起到保护机组安全作用。

附图说明

图1：常规的水电机组顶盖安装结构图

图2：本发明公开的一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构图

具体实施方式

如图2所示为本发明的一种水电机组顶盖连接机构的双重安全防护结构，在连接顶盖3的每个螺杆1增加一个传力部件8、第一螺母7和第二螺母6，且传力部件8靠近第三螺母2的位置与第三螺母2之间有一定的间隙；首先，将第三螺母2拧紧在在螺杆1上，再用液压拉伸器拉住螺杆1上端，将螺杆1拉到预定的拉伸量，再次将第三螺母2拧紧在在螺杆1上，使其紧紧作用在顶盖3上，完成后松开液压拉伸器；其次，将传力部件8、第一螺母7、第二螺母6通过螺杆1安装在螺母2之上，最后将第一螺母7、第二螺母6旋紧，使第二螺母6紧紧作用在传力部件8上，并且第一螺母7与第二螺母6接触，可起到防松作用。当机组正常工作时，压力水的压力作用于顶盖3上，由于螺杆1、第三螺母2与顶盖3上机械联系，保证了顶盖3与座环4之间有效的机械联系，从而保证密封条5密封作用；当螺杆1与第三螺母2产生蠕动时，其受力减少，螺杆1弹性变形逐渐恢复，第二螺母6随之下落并逐渐与传力部件8接触，第二螺母6逐渐承受载荷，限制了顶盖3的轴向移动，从而保证了顶盖3与座环4之间有效的机械联系，保证密封条5能够继续发挥密封作用，起到保护机组安全作用。