[实用新型]高水头大容量水轮机顶盖固定结构

说明书

本实用新型涉及水轮机技术领域，针对水轮机顶盖的连接螺栓易松动的问题，提供高水头大容量水轮机顶盖固定结构，水轮机包括竖直的主轴和环绕主轴的顶盖、蜗壳，蜗壳内部设有座环，顶盖和座环的上端面通过竖直方向的螺栓固定连接，座环的上端面设有一圈围绕主轴的竖直凸起作为座环连接部，顶盖上设有竖直的顶盖连接部，座环连接部和顶盖连接部通过横向的铰制螺栓固定连接。本实用先采用顶盖螺栓联接再现场配加工铰制螺栓联接结构，显著提高水轮机顶盖固定结构的安全可靠性。

技术领域

本实用新型涉及水轮机技术领域，尤其是涉及高水头大容量水轮机顶盖固定结构。

背景技术

水轮发电机组运行时，水轮机顶盖承受机组运行时的水压，大型高水头抽水蓄能机组顶盖经过几十年的发展和技术进步可达承受15 MPa水压、几千吨载荷。水轮机顶盖与座环蜗壳通过连接螺栓联接，但由于水轮机运行工况复杂，特别是抽水蓄能机组频繁在发电和水泵工况切换，水轮机顶盖承受着高频高载的水压脉动，极易产生螺栓松动乃至断裂。出现了俄罗斯萨杨舒申斯克水电站顶盖螺栓断裂机组损毁的重大事故，造成75人死亡，下游沿岸地区被水淹，经济损失达130亿美元。如何保证水轮机顶盖固定结构的可靠安全是一个关乎安全的重大课题。

中国专利CN202926844U公开了一种混流式水轮机顶盖防腐把合螺栓，包括螺栓本体，螺栓本体的螺纹部分套装有保护罩，在保护罩与螺栓本体的螺纹之间为填充有防锈油脂层，可使顶盖螺栓不易生锈，避免螺栓生锈后难以拆卸的问题发生，有利于顶盖螺栓的维护检修。但其仅保护螺纹部位，无法保护螺母与螺栓的连接部位，对水轮机顶盖的固定强度提高有限。据此需要一种理想的技术结构解决以上问题。

发明内容

本实用新型为了克服水轮机顶盖的连接螺栓易松动的问题，提供高水头大容量水轮机顶盖固定结构，先采用顶盖螺栓联接再现场配加工铰制螺栓联接结构，显著提高水轮机顶盖固定结构的安全可靠性。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

高水头大容量水轮机顶盖固定结构，水轮机包括竖直的主轴和环绕主轴的顶盖、蜗壳，蜗壳内部设有座环，顶盖和座环的上端面通过竖直方向的螺栓固定连接，座环的上端面设有一圈围绕主轴的竖直凸起作为座环连接部，顶盖上设有竖直的顶盖连接部，座环连接部和顶盖连接部通过横向的铰制螺栓固定连接。

常规水轮机顶盖固定结构通过联接螺钉把顶盖固定在蜗壳座环上，蜗壳座环整体预埋在水电站大坝的混凝土中，起到固定联接作用。但因为水轮机运行工况复杂，水头变化大，特别是抽水蓄能机组频繁在发电和水泵工况切换，水轮机顶盖承受着高频高载的水压脉动，极易产生螺栓松动乃至断裂，产生了一系列重特大事故。本高水头抽水蓄能水轮机顶盖固定结构，在原有结构基础上，增加了一组与蜗壳座环连接的铰制螺栓结构，起到了定位销和减震支撑结构的作用。普通螺栓横向的载荷承受方法主要是靠预紧力矩带来的摩擦力，铰制螺栓横向载荷的承受方法是靠螺栓本身的抗剪强度，它的横向承载能力远高于普通螺栓。本发明使用铰制螺栓显著提高水轮机顶盖固定结构的安全可靠性，而且具有检修维护和拆卸安装便捷、更换成本低的优点，应用前景好。

作为优选，所述竖直方向的螺栓环绕主轴圆周均布48个以上，优选48-72个。

作为优选，所述铰制螺栓环绕主轴圆周均布6-8个。

作为优选，所述铰制螺栓设有减震结构，所述减震结构由缓冲垫和固定件组成，固定件呈阶梯圆台型，径向面积较小的为顶面、径向面积较大的为底面、中间为台阶面，缓冲垫和固定件依次套设在铰制螺栓上，缓冲垫两侧分别和铰制螺栓头、固定件顶面接触，固定件底面与被固定件的表面接触。固定件顶面和铰制螺栓头的外径一致，底面面积更大，可以增加与被固定件的接触面积，增加连接强度。中间的缓冲垫起缓冲效果。