[发明专利]基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置及方法

说明书

本发明公开了基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置及方法，它包括用于支撑转轮体的平衡盘，所述平衡盘的底部安装有多个压力传感器，所述压力传感器的底部与平衡底座的顶部相接触；所述转轮体上安装有叶片，在转轮体的顶部安装有连接体。此装置及方法取代传统的钢球镜板法，用于轴流转桨式水轮机转轮静平衡，进而提高了试验效率精度，降低试验安全风险，固化试验装置，减少试验装置成本，为电站机组转轮静平衡试验提供保障。

技术领域

本发明提出基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置及方法，适用于大中型轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验，使用该方法可精确计算出转轮的不平衡量和偏心方位，具有一定的实用价值。

背景技术

某水电站为了增加机组出力，对水轮机和发电机进行增容改造，水轮机转轮制造安装完成后，需进行静平衡试验，以消除转轮静不平衡对水轮机振动的影响。传统的转轮静平衡试验方法为钢球镜板法，这种方法主要有以下不足：1、对平衡球和平衡镜板的表面硬度、粗糙度以及局部凹陷等要求苛刻；2、测试周期长，计算繁琐，需经过初平衡、灵敏度检查、叶片配重、总平衡四个阶段；3、受平衡镜板材料性能限制，本方法一般用于质量不超过250吨的转轮；4、试验装置通用性差，不同类型的转轮需采用不同的试验装置；5、试验装置关键部件容易受损，增加了试验成本；6、存在较大的安全风险，转轮组合体在试验过程中有可能发生倾倒。

发明内容

本发明目的是提供基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置及方法，此装置及方法取代传统的钢球镜板法，用于轴流转桨式水轮机转轮静平衡，进而提高了试验效率精度，降低试验安全风险，固化试验装置，减少试验装置成本，为电站机组转轮静平衡试验提供保障。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置，它包括用于支撑转轮体的平衡盘，所述平衡盘的底部安装有多个压力传感器，所述压力传感器的底部与平衡底座的顶部相接触；所述转轮体上安装有叶片，在转轮体的顶部安装有连接体。

所述转轮体的底部外缘设置有多个同步顶升装置。

所述压力传感器共有三个，并均布在平衡盘的底部。

所述平衡底座的水平度小于0.02mm/m。

任意一项所述基于三支点称重法的轴流转桨式水轮机转轮静平衡试验装置的试验方法，它包括以下步骤：

Step1：初平衡；针对转轮体和连接体组成的初平衡组合体进行静平衡试验，进而检查初平衡组合体的剩余不平衡量和剩余不平衡量方位；

Step2：叶片选配；以总平衡时的配重质量最小为目的，根据初平衡组合体的不平衡量和偏心方位，综合考虑各叶片的质量偏差，确定各叶片的最优安装位置；

Step3：总平衡；针对转轮体、连接体及叶片形成的总平衡组合体进行的静平衡试验，通过平衡配重使剩余不平衡量满足许用不平衡量的要求。

所述Step1的具体操作为：

Step1.1：将同步顶升装置、平衡盘、压力传感器和平衡底座全部安装到位；

Step1.2：将初平衡组合体上的压力传感器位置分别编号为A、B、C，在各编号相位差为180°的位置分别编号为A′、B′、C′；

Step1.3：试验开始前，将初平衡组合体由同步顶升装置完全支撑时，将三个压力传感器的读数置为零；

Step1.4：用同步顶升装置和三个压力传感器交替支撑初平衡组合体，当初平衡组合体完全由压力传感器承担时，三个压力传感器的质量数据之和即为初平衡组合体的质量；