专利名称：一种低水头转浆式水轮机调节的方法
技术领域：
本发明属于水力机械工程，特别是一种低水头转浆式水轮机调节的方法。
背景技术：
低水头转浆式水轮机调节系统都是双重调节，也就是水轮机活动导叶与转轮叶片联动。通过试验和实践证明，低水头水轮机采用双重调节，能使水轮机获得更宽的高效率区域，提高水轮机的综合效率，最大限度的利用水能，获取最大的动能。双重调节是这样调节的随着机组出力的增大活动导叶开度增大，水轮机的应用流量增大，转轮叶片的角度增大，机组出力减少反之；停机时活动导叶开度减小(关闭)，转轮叶片角度减小(最小)，开机时反之。这样调节是众所周知的，但是，有两个问题，在正常运行、开机时提高水轮机的效率、获取最大的能量是正确的，而在水轮机停机或由发电工况过度到调相工况过程中，水轮机有一个水轮机工况到反水泵工况和调相压气的过度时段，这时这种调节1、在停机或由发电工况过渡到调相工况(调相压气)的时段水轮机都有反水泵工况，在这种情况下导叶开度减小机组流量减小、转轮叶片角度减小是反水泵工况的扬程增高，这样就成为立式机组停机和过渡过程发生抬机的主要因素，如葛州机组停机抬机，我院设计的叙利亚迪什林电站机组在调相压气过程中抬机等，对卧式机组增大轴向后推力，使机组稳定性降低。2、这时机组不需要获得很多的水能而需要很快停下来或是过渡过程很快完成，而按上述调节水轮机活动导叶都向O开度关闭，转轮叶片将向最小角度位置减小，在过程中都能使水轮机获取最大的水能不利于停机和过渡时间的减少。
发明内容
本发明的目的是提供一种能使水轮机在停机或由发电工况过渡到调相工况过程中获取稳定的性能，同时有利于停机和过渡时间的减少的低水头转浆式水轮机调节的方法。本发明的目的是这样实现的，一种低水头转浆式水轮机调节，其特征是在供油油路al上连接第一三通阀，在回油油路bl上连接第二三通阀。所述的叶片配压阀的供油管a连接第一三通阀的第一通，供油油路al连接第一三通阀的第二通，第一油管连接第一三通阀的第三通。所述的回油管b接第二三通阀的第一通，回油油路b2连接第二三通阀的第二通，
第二油管连接第二三通阀的第三通。一种低水头转浆式水轮机调节的方法，其特征是水轮机在通常开机和运行情况下，通过第一三通阀将供油管a和供油油路al接通，第一油管与供油管a和供油油路al不通；通过第二三通阀将回油管b和回油管路bl接通，第二油管与回油管b和回油管路bl不通；
当机组停机或由发电工况转换为调相工况关闭活动导叶时，通过指令系统给第一三通阀和第二三通阀发出指令，第一三通阀的阀芯转动将管路切换为供油油路al与第一管路接通，供油管a与供油油路al、第一管路不通；第二三通阀的阀芯转动将管路切换为回油油路bl与第二油管接通，回油管b与回油油路b2、第二油管不通；这时在叶片接力器的作用下直至将转轮叶片角度开大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系统给第一三通阀和第二三通阀发出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管；回油管不、回油油路bl、第二油管之间互不接通；
再待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况过程(调相压水)完成以后，由指令控制再将第一三通阀和第二三通阀恢复原位，使第一三通阀将供油管a和供油油路al接通，第一油管与供油管a和供油油路al不通；通过第二三通阀将回油管b和回油管路bl接通，第二油管与回油管b和回油管路bl不通；将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，使协联关系恢复到原有状态。本发明的技术效果为1、可防止立式水轮发电组在停机或由发电工况转换到调相工况过程中发生抬机，减少卧式水轮发电机组在这两个过程中水流对机组的轴向后推力，提高机组的稳定性。2、有利于机组的停机，增加制动力矩；有利于缩短由发电工况转换到调相工况过程的时间，使机组很快过度到稳定状态。3、结构简单、安全可靠。机组停机或由发电工况转换为调相工况关闭活动导叶时，通过指令系统给第一三通阀和第二三通阀发出指令，第一三通阀的阀芯转动将管路切换为供油油路al与第一管路接通，供油管a与供油油路al、第一管路不通；第二三通阀的阀芯转动将管路切换为回油油路bl与第二油管接通，回油管b与回油油路b2、第二油管不通。会是叶片配压阀供油高压油腔成为低压油腔回油腔，原低压回油腔成回油高压油腔，是叶片配压阀受力有点变化，从原理上是不会有影响，但对已有调速系统的改造，原设计对叶片配压阀没有此要求，所以，应用本专利要注意这一点。
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明
图I是本发明实施例机械协联示意 图2是本发明实施例三通阀通断示意 附图标记如下
I.离心摆；2.导叶配压阀；3.导叶接力器；4.反馈杆；5.硬反馈；6.缓冲器；7.拐臂；
8.协联凸轮；9.滚轮；10.叶片配压阀；(a.供油管、b.回油管)、11.叶片接力器；12.第一三通阀；13.第二三通阀；第一油管14 ;15、第二油管。
具体实施例方式如图I所示，在供油油路al上连接第一三通阀12，在回油油路bl上连接第二三通阀13。叶片配压阀10的供油管a连接第一三通阀12的第一通，供油油路al连接第一三通阀12的第二通，第一油管14连接第一三通阀12的第三通。叶片配压阀10回油管b接第二三通阀13的第一通，回油油路b2连接第二三通阀13的第二通，第二油管15连接第二三通阀13的第三通。在通常开机和运行情况下，通过第一三通阀12将供油管a和供油油路al接通，第一油管14与供油管a和供油油路al不通(如图2A)；
通过第二三通阀13将回油管b和回油管路bl接通,第二油管15与回油管b和回油管路bl不通(如图2D)；
当机组停机或由发电工况转换为调相工况关闭活动导叶时，通过指令系统给第一三通阀12和第二三通阀13发出指令，第一三通阀12的阀芯转动将管路切换为供油油路al与第一管路14接通，供油管a与供油油路al、第一管路14不通(如图2B);第二三通阀13的阀芯转动将管路切换为回油油路bl与第二油管15接通,回油管b与回油油路b2、第二油管15不通(如图2E)。这时在叶片接力器11的作用下直至将转轮叶片角度开大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系统给第一三通阀12和第二三通阀13发出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管14 ;回油管不、回油油路bl、第二油管15之间互不接通(如图2C)、(如图2F)。之后再待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况过程(调相压水)完成以后，由指令控制再将第一三通阀12和第二三通阀13恢复原位，使第一三通阀12将供油管a和供油油路al接通，第一油管14与供油管a和供油油路al不通(如图2A);通过第二三通阀13将回油管b和回油管路bl接通,第二油管15与回油管b和回油管路bl不通(如图2D);将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，使协联关系恢复到原有状态。低水头转浆式水轮机为双重调节，活动导叶的开度与转轮叶片的角度之间的协联有两种，一种是机械协联(如图I所示)，通过拐臂7、协联凸轮8、滚轮9等机械连接进行协联。另一种是电气协联，是对不同参数进行设定和通过数学模拟计算编程控制进行协联，由位移传感器、处理单元、液压转换机构等代替了图I中拐臂7、协联凸轮8、滚轮9等机械连接。离心摆I与水轮机同步转动，由离心摆I传感机组的转速，如果机组转速偏离给定值时，发出调节信号。导叶配压阀2操控导叶接力器3的开或关或停。导叶接力器3用于控制活动导叶的开度。反馈杆4、硬反馈5、缓冲器6用于完成调速系统的反馈，作用是维持调节系统的工作稳定。拐臂7、协联凸轮8、滚轮9是调速系统的协联机构，作用是实现活动导叶与转轮叶片之间的互动。叶片配压阀10是操控叶片接力器11的开或关或停。叶片接力器11是控制转轮叶片的转动角度。调速系统的工作原理离心摆I测出机组的转速，如果转速大于给定值，机组的用电负荷减少，离心摆I就通过连接机构操作导叶配压阀2阀芯向下移动，操控导叶接力器3将活动导叶开度关小，反馈系统(反馈杆4、硬反馈5、缓冲器6)再把这个关小的信号反馈回去是调速系统稳定在新的状态。这时协联机构(拐臂7、协联凸轮8、滚轮9)是将叶片配压阀10阀芯向下移动，操作叶片接力器11是转轮叶片角度减小到与活动导叶开度相应的角度，如果离心摆I测出的机组转速小于给定值反之。开机通过操作导叶配压阀2阀芯向上移动，使导叶接力器3打开活动导叶，随之由协联机构是叶片配压阀10控制叶片接力器11将转轮叶片角度开到与活动导叶开度相应角度。
停机(包括调相机组由发电工况到调相工况的过渡过程)，通过操作导叶配压阀2阀芯向下移动，使导叶接力器3关闭活动导叶，随之由协联机构是叶片配压阀10阀芯向下将减小转轮叶片角度，第一三通阀12的阀芯转动将管路切换为供油油路al与第一管路14接通，供油管a与供油油路al、第一管路14不通(如图2B);第二三通阀13的阀芯转动将管路切换为回油油路bl与第二油管15接通,回油管b与回油油路b2、第二油管15不通(如图2E)。这时在叶片接力器11的作用下直至将转轮叶片角度开大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系统给第一三通阀12和第二三通阀13发出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管14 ;回油管不、回油油路bl、第二油管15之间互不接通(如图2C)、(如图2F)。之后再待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况过程(调相压水)完成以后，由指令控制再将第一三通阀12和第二三通阀13恢复原位，使第一三通阀12将供油管a和供油油路al接通，第一油管14与供油管a和供油油路al不通(如图2A);通过第二三通阀13将回油管b和回油管路bl接通,第二油管15与回油管b和回油管路bl不通(如图2E);将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，使协联关系恢复到原有状态。本发明在原协联关系基础上将水轮机停机和有调相要求的机组由发电工况过渡 到调相工况过程改变为，活动导叶在任何开度关闭的同时，要求转轮叶片角度增大，随后待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况(调相压水)完成以后，再将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，其他工况保持原协联关系不变，也就是小叶片角度开机，大叶片角度关机。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。
权利要求
1.一种低水头转浆式水轮机调节，其特征是在供油油路al上连接第一三通阀(12)，在回油油路bl上连接第二三通阀(13)。
2.根据权利要求I所述的一种低水头转浆式水轮机调节，其特征是供油管a连接第一三通阀(12)的第一通，供油油路al连接第一三通阀(12)的第二通，第一油管(14)连接第一三通阀(12)的第三通。
3.根据权利要求I所述的一种低水头转浆式水轮机调节，其特征是回油管b接第二三通阀(13)的第一通，回油油路b2连接第二三通阀(13)的第二通，第二油管(15)连接第二三通阀(13)的第三通。
4.一种低水头转浆式水轮机调节的方法，其特征是水轮机在通常开机和运行情况下，通过第一三通阀(12)将供油管a和供油油路al接通，第一油管(14)与供油管a和供油油路al不通；通过第二三通阀(13)将回油管b和回油管路bl接通，第二油管(15)与回油管b和回油管路bl不通； 当机组停机或由发电工况转换为调相工况关闭活动导叶时，通过指令系统给第一三通阀(12)和第二三通阀(13)发出指令，第一三通阀(12)的阀芯转动将管路切换为供油油路al与第一管路(14)接通，供油管a与供油油路al、第一管路(14)不通；第二三通阀(13)的阀芯转动将管路切换为回油油路bl与第二油管(15)接通,回油管b与回油油路b2、第二油管(15)不通；这时在叶片接力器(11)的作用下直至将转轮叶片角度开大到所要求的角度或最大角度，在由指令控制系统给第一三通阀(12)和第二三通阀(13)发出指令，使供油管a、供油油路al、第一油管(14);回油管不、回油油路bl、第二油管(15)之间互不接通； 再待机组停止转动或发电工况过渡到调相工况过程(调相压水)完成以后，由指令控制再将第一三通阀(12)和第二三通阀(13)恢复原位，使第一三通阀(12)将供油管a和供油油路al接通，第一油管(14)与供油管a和供油油路al不通；通过第二三通阀(13)将回油管b和回油管路bl接通，第二油管(15)与回油管b和回油管路bl不通；将转轮叶片角度恢复到原协联要求的角度，使协联关系恢复到原有状态。
全文摘要
本发明涉及一种低水头转浆式水轮机调节的方法，其特征是水轮机在通常开机和运行情况下，通过第一三通阀(12)将供油管a和供油油路a1接通，第一油管(14)与供油管a和供油油路a1不通；通过第二三通阀(13)将回油管b和回油管路b1接通，第二油管(15)与回油管b和回油管路b1不通；该低水头转浆式水轮机调节是在供油油路a1上连接第一三通阀(12)，在回油油路b1上连接第二三通阀(13)。该方法能使水轮机在停机或由发电工况过渡到调相工况过程中获取稳定的性能，同时有利于停机和过渡时间的减少。
文档编号F03B15/12GK102644544SQ20121012370
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者王耀洲 申请人:中国水电顾问集团西北勘测设计研究院