专利名称：水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板的制作方法
技术领域：
所属领域本实用新型涉及一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板。
背景技术：
水轮机在运行中，导水机构过流表面受到高速水流的冲刷作用，特别是当水中含沙量大时，磨蚀破坏十分严重。因此，在水轮机结构设计中，导水机构底环和项盖的过流表面需要采用特殊的覆面层保护，此特殊覆面层即抗磨板。传统的抗磨板是采用螺钉连接到底环和顶盖上，如图1所示。当抗磨板磨损后机组大修时，拆卸更新。由于抗磨板尺寸大，用量多，在材料的选择和加工工艺方面都受到一定的限制。一般用普通钢板制造，当水中含沙量大或水头高时，采用不锈钢板制造。但耐磨性能并不理想，特别是含沙量大时，抗磨板的寿命往往控制机组的大修期。抗磨板的更换需要长时间停机，耗费大量材料和劳动工时，造成巨大经济损失。2、传统的抗磨板结构是镶在底环和顶盖过流表面的平面部位，事实上，抗磨板不同部位的水流状态不同，其遭受磨蚀的程度也不同，同时更换造成巨大经济损失。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种更换方便、使用寿命长的水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板。本实用新型的目的是通过以下结构实现的本实用新型为一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板，多块抗磨板上部固定顶盖，其下部固定底环并形成圆环形，抗磨板按照内区、中区、外区三环构成，中区为可拆装结构，中区采用压板以及螺钉固定。如前所述，把导水机构底环、顶盖的过流表面分为中区、外区、内区三个区域观察分析，可以看出它们的磨蚀破坏强度不同，允许磨损量不同，磨损后对修复工艺要求也不同。通常中区磨蚀破坏严重到必须修复更换的程度，而外区、内区两区损坏较轻，还可继续使用。但是，传统抗磨板中区、外区、内区是整体结构，只能同时更换，造成大量浪费。由于传统抗磨板尺寸大，用量多，从经济考虑，就不能采用性能好但价格太贵的材料，足寸大也限制了某些特种工艺的应用。足寸大，修复更换都很困难。如此种种都反映出传统大决抗磨板结构的不合理性。1)大幅度提高抗磨板的使用寿命。由于小抗磨板尺寸小结构简单，扩大了耐磨材料的选择范围。2)缩短了抗磨板更换时间。由于小抗磨板结构简单，更换简便灵活，并可在不拆导叶情况下更换。这就意味着抗磨板更换不一定必须在机组扩大性大修时进行。只要电站备有备品，可随时更换，不必长时停机。3)可以减小抗磨板允许磨损量，保证抗磨板和导叶端面密封始终在良好状态下运行。由于小杭磨板耐磨性能提高，更换简便以及外区、内区区可随时采用电焊修补。这样有可能保持抗磨板系统始终在良好状态下运行，消除了以往抗磨板磨损深达15-20mm破坏不堪状态。4)电站有可能自行筛选适合本电站的最佳抗磨板材料。泥砂磨损试验研究表明，材料的耐磨性能常因沙样不同而异。如在甲电站耐磨良好的抗磨板，用于乙电站，耐磨性能可能不尽人意。因此，电站可以同时安装几种耐磨性能良好的小抗磨板，在运行维护过程中淘汰次者，达到优中选优，找出最适合本电站的抗磨板。本实用新型通过对水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板传统结构磨损情况的观察分析，提出了抗磨板的新结构。新结构通过合理用材，延长抗磨板的使用寿命，缩短抗磨板检修及更换的停机时间等，保证机组运行中抗磨板系统始终处于完好状态，从而获得巨大的经济效益。
图1为本实用新型结构图图2为图1的A-A剖视图图3图1的局部俯视图图4为图3的B-B剖视图具体实施方式
如图1所示的本实用新型为一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板，多块抗磨板1上部固定顶盖，如图2所示，其下部固定底环2并形成圆环形，如图3所示，每块抗磨板1按照内区3、中区4、外区5三环构成，中区4为可拆装结构，中区4采用压板9以及螺钉10固定。如图4所示，其中中区的小抗磨板6带有斜面，内区抗磨板7的斜面压制在小抗磨板6的斜面上，小抗磨板6外侧与外区抗磨板8之间带有压板9，压板9的斜面与小抗磨板6的斜面配合，外区抗磨板8、压板9、内区抗磨板与底环2同样采用螺钉10连接。
此外，如图3所示，中区要和导叶的端面构成导叶端面密封，要求尺寸精确，间隙小。运行实践表明，一旦间隙增大，不仅漏水量增加，而磨蚀相应加剧，损坏呈恶性循环愈演愈烈。中区允许的磨损量小，可以说此区的磨损量决定抗磨板的检修期。该区对于修复工艺要求也严格，即不能采用现场电焊修补然后用砂轮手工磨光的方法，应该经金属切削机床加工。
外区水流受导叶的排挤、干扰较轻，因此，磨蚀损坏较比轻微。
内区的磨蚀主要是由于抗磨板把合螺钉沉孔引起的，损坏出现在沉孔的下游侧。有时在导叶某一工况位置的出水端尾部可以看到磨蚀痕迹。但外区、内区两区的磨蚀破坏程度远比中区轻微，允许磨蚀量比中区也大，磨损的修复工艺简单灵活，采用现场电焊修补，砂轮手工磨光，便可满足要求。
针对传统抗磨板设计成同种材料大块结构，在材料利用和电站运行维护中反映出的不够合理性，提出了如图2所示的抗磨板的新结构。它的特点是“好钢用在刀刃上”，不同区域采用不同材料。中区区磨蚀损坏最严重，允许磨损量最小，尺寸精度要求最高。对此，采用耐磨性能最好的压板固定式的小抗磨板。外区内区两区磨损不很严重，采用焊接性能好的普通钢板或不锈钢板，与基体(底环或顶盖)的固定，采用可拆的或不可拆的连接方法。由于抗磨板尺寸小，可通过选用更贵重材料或特种工艺提高硬度，或进行化学物理表面处理等方法，最大限度地提高小抗磨板的耐磨蚀性能。
由于抗磨板尺寸小，使安装拆卸便捷，甚至在下拆导叶的条件下，可以更换小抗磨板。由于小抗磨板耐磨性能好，更换简便，有可能把抗磨板的允许磨损量规定得更小，从而消除传统抗磨板检修更换时磨蚀深达15～20mm损坏不堪的状态，保证机组抗磨板系统始终处于良好状态下运行。
权利要求1.一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板，其特征是多块抗磨板(1)上部固定顶盖，其下部固定底环(2)并形成圆环形，每块抗磨板(1)按照内区(3)、中区(4)、外区(5)三环构成，中区(4)为可拆装结构，中区(4)采用压板(9)以及螺钉(10)固定。
2.根据权利要求1所述的一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板，其特征是其中中区的小抗磨板(6)带有斜面，内区抗磨板(7)的斜面压制在小抗磨板(6)的斜面上，小抗磨板(6)外侧与外区抗磨板(8)之间带有压板(9)，压板(9)的斜面与小抗磨板(6)的斜面配合，外区抗磨板(8)、压板(9)、内区抗磨板(7)与底环(2)同样采用螺钉(10)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板，多块抗磨板上部固定顶盖，其下部固定底环并形成圆环形，每块抗磨板按照内区、中区、外区三环构成，中区为可拆装结构，中区采用压板以及螺钉固定。本实用新型通过对水轮机导水机构底环及顶盖抗磨板传统结构磨损情况的观察分析，提出了抗磨板的新结构。新结构通过合理用材，延长抗磨板的使用寿命，缩短抗磨板检修及更换的停机时间等，保证机组运行中抗磨板系统始终处于完好状态。
文档编号F03B11/00GK2729357SQ20042006335
公开日2005年9月28日 申请日期2004年9月1日 优先权日2004年9月1日
发明者王民富 申请人:王民富