一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构的制作方法

本实用新型属于水轮发电机设备领域，特别涉及一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构。

背景技术：

随着三峡大坝、溪洛渡及向家坝等大型水利工程的建设，水利资源的利用越来越受到重视，而水利发电机的技术研发水平在一定程度上影响水利资源的有效利用。混流式水轮机结构，其主轴中心设有补气管作为水轮机自然补气，而安装在地下厂房内的巨型水轮发电机组埋深较大（部分电站最高尾水位较发电机中心高程高40m），若主轴中心补气管密封失效，江水将渗漏入主轴内部甚至发电机转子以上，将严重威胁机组安全,上述各电站机组主轴中心补气管因机组尺寸、设计厂家习惯不同而结构各异。但大部分的机组主轴中心补气管在运行维护过程中存在密封渗漏、管节及螺栓锈蚀、管节脱落、拆装困难等问题，而机组主轴中心补气管主要存在的问题为：（1）补气管无法全部从上部拆装（部分机组补气管末段为倒装结构），拆装困难，密封更换困难；（2）补气管末段固定方式不可靠，受机组振动、尾水压力脉动等因素影响，部分机组发生脱落问题；（3）补气管连接采用插装结构，密封采取立面两道“Ο”型密封圈结构，可靠性较低，已在多个电站出现渗漏问题；（4）补气管结构设计未考虑各部位密封检修通道，部分部位密封安装后无法检查维护，在长期运行过程中存在较大安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构，可以实现完全从上部拆装，拆装方便，连接可靠。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构,包括分段设置的补气管，所述补气管从上至下依次安装补气阀、浮动阀和手动蝶阀，所述补气管包括第一补气管、第二补气管、第三补气管、第四补气管和第五补气管，第一补气管下端与第二补气管上端通过第三法兰连接，第三法兰与发电机上端轴上端固定，第二补气管下端与第三补气管上端通过第四法兰连接，第四补气管上端和第五补气管上端分别通过第一法兰和第二法兰与上固定支撑板和下固定支撑板连接，上固定支撑板和下固定支撑板固定在水轮机轴内，第三补气管的下端插装入第一法兰的连接端，第四补气管的下端插装入第二法兰的连接端，第三补气管和第一法兰以及第四补气管和第二法兰之间的接触面上均设有密封圈，第五补气管的下端插装入转轮上端的环向支撑内并且接触面上设置密封圈。

优选的方案中，所述第一法兰与第三补气管的接触面上端设有第一密封槽，第二法兰与第四补气管的接触面上端设有第二密封槽，第一密封槽和第二密封槽内均设有密封垫，密封垫的上端通过压盖压紧。

进一步的方案中，所述密封垫为多层组合密封垫。

优选的方案中，所述发电机下端轴上端设有与第四法兰配合的环形支撑板，环形支撑板为第四法兰提供环向支撑。

优选的方案中，所述支撑板上设有第一检修孔，上固定支撑板和下固定支撑板上均设有第二检修孔，第二检修孔上端设置密封盖。

优选的方案中，水轮机轴上端法兰上设置水轮机轴甩水检测孔，发电机下端轴下端法兰上设有发电机轴甩水检测孔。

优选的方案中，所述第三法兰和第四法兰的连接面上均设有密封圈。

优选的方案中，所述第一法兰与上固定支撑板的连接面以及第二法兰与下固定支撑板的连接面上均设有密封圈。

本实用新型提供的一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构，通过采用以上结构具有以下有益效果：

1、补气管整体采用分段上装、上拆的结构。补气管在转轮与水轮机轴、发电机下端轴、发电机转子与发电机上端轴中均设置分段，在结构尺寸上确保了补气管能顺利安装、拆除。

2、补气管节间采用法兰连接和插装结构相结合，可以实现可靠的密封。

3、设置的密封垫，实现密封圈以及密封圈的组合密封方式，提高密封的可靠程度，其中，因密封垫通过压盖压紧，能够实现密封垫的快速更换，不需要将整个补气管拆开。

4、设置的环形支撑板限制补气管的摆动，增加补气管的使用寿命。

5、设置的第一检修孔和第二检修孔，便于水轮发电机组主轴中各部位的检查维护。

6、设置的水轮机轴甩水检测孔和发电机轴甩水检测孔可快速判断渗漏水部位并进行检查处理。

该补气管结构满足可整体上部拆装，多级密封保护，重要部位密封可检查、可更换的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为图1中B处的放大图。

图4为图1中C处的放大图。

图5为图1中D处的放大图。

图中：补气管1，补气阀2，浮球阀3，发电机上端轴4，手动蝶阀5，发电机转子6，第一检修孔7，发电机下端轴8，发电机轴甩水检测孔9，水轮机轴甩水检测孔10，第二检修孔11，水轮机轴12，转轮13，环向支撑14，上固定支撑板15，下固定支撑板16，密封垫17，密封圈18，压盖19，环形支撑板20，第一法兰21，第二法兰22，第三法兰23，第四法兰24，第一补气管101，第二补气管102，第三补气管103，第四补气管104，第五补气管105，第一密封槽2101，第二密封槽2201。

具体实施方式

实施例1：如图1中，一种巨型混流式水轮发电机组主轴中心补气管结构,包括分段设置的补气管1，所述补气管1包括第一补气管101、第二补气管102、第三补气管103、第四补气管104和第五补气管105，第一补气管101下端与第二补气管102上端通过第三法兰23连接，第三法兰23与发电机上端轴4上端固定，第二补气管102下端与第三补气管103上端通过第四法兰24连接，第三法兰23和第四法兰24的连接面上均设有密封圈18。

所述发电机下端轴8上端设有与第四法兰24配合的环形支撑板20，环形支撑板20为第四法兰24提供环向支撑。

如图4和图5所示，第四补气管104上端和第五补气管105上端分别通过第一法兰21和第二法兰22与上固定支撑板15和下固定支撑板16连接，上固定支撑板15和下固定支撑板16固定在水轮机轴12内，如图3中所示，下固定支撑板16与水轮机轴12通过螺栓连接，连接面上设有密封圈18。第三补气管103的下端插装入第一法兰21的连接端，第四补气管104的下端插装入第二法兰22的连接端，第一法兰21与第三补气管103的接触面上端设有第一密封槽2101，第二法兰22与第四补气管104的接触面上端设有第二密封槽2201，第一密封槽2101和第二密封槽2201内均设有密封垫17，密封垫17的上端通过压盖19压紧。密封垫17为多层组合密封垫。能够实现在不拆卸补气管1的情形下快速更换密封装置。

第三补气管103和第一法兰21以及第四补气管104和第二法兰22之间的接触面上均设有密封圈18，同时第一法兰21与上固定支撑板15的连接面以及第二法兰23与下固定支撑板16的连接面上也设有密封圈18。

如图2所示，第五补气管105的下端插装入转轮13上端的环向支撑14内并且接触面上设置密封圈18。

补气管1整体采用分节上装、上拆的结构，结构简单，第二补气管102和第三补气管103通过第四法兰24连接，第四补气管104上端和第五补气管105上端分别通过第一法兰21和第二法兰22把合在上固定支撑板15和下固定支撑板16上，支撑牢固，避免最末段倒装脱落风险及拆装困难。

实施例2：与实施例1不同的，发电机下端轴8上端的支撑板20上设有第一检修孔7，上固定支撑板15和下固定支撑板16上均设有第二检修孔11，第二检修孔11上端设置密封盖23。第一检修孔7和第二检修孔11数量分别为两个，对称设置，尺寸约为Φ400mm。第一检修孔7和第二检修孔11作为进人通道，为检查维护提供便利。

水轮机轴12上端法兰上设置水轮机轴甩水检测孔10，发电机下端轴8下端法兰上设有发电机轴甩水检测孔9，尺寸为Ф20mm，可快速判断漏水位置。

设置的密封盖23使第三补气管103、第四补气管104、第五补气管105所在的空间完全隔离，当第五补气管105下端与转轮13上端的密封装置失效，水轮机轴12下端的密封盖23以及第四补气管104与下固定支撑板16之间的密封实现第二级密封保护，可有效防止江水继续往上漫入水轮机轴12内部；同理，第五补气管105上端密封失效，第四补气管104上端密封以及上固定支撑板15上密封盖23作为第二级密封保护；若第三补气管103上端密封失效，则渗漏的水通过第一检修孔7流入发电机下端轴8内，而不会进入发电机转子6内部，同时发电机轴甩水检测孔9可第一时间检测到漏水情况。

上述的实施例仅为本实用新型的优选技术方案，而不应视为对于本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。