一种新型高水头混流式水轮机平压装置的制作方法

本实用新型涉及水利发电设备，特别是一种新型高水头混流式水轮机平压装置。

背景技术：

混流式水轮机结构紧凑，效率较高，能适应很宽的水头范围，是目前世界各国广泛采用的水轮机型式之一。当水流经过这种水轮机工作轮时，它以辐向进入、轴向流出 ，所以也称为辐向轴流式水轮机。

对于混流式高水头水轮机，在传统的结构设计中，通常没有考虑水轮机在实际运行过程中，当转轮下环处的密封磨损较为严重时，随着下环漏水量逐渐增多，而且水压基本与水轮机蜗壳中的相近，此时在转轮下环与尾水接管处必然产生一个与水轮机轴向水推力相反的力，而当这个力大于水轮机轴向水推力时，机组推力轴承内的小推力盘就要承受强大的负向推力，小推力盘的温度就会急剧升高，严重时会将与小推力盘接触的导瓦合金损坏，从而影响机组的正常运行。

目前止漏多采用止漏环，止漏环设置在混流式水轮机转轮与顶盖及底环间用于减小漏水并可更换的密封结构，止漏环的作用是减小水轮机容积损失，保护转轮上冠、下环免遭磨损。水轮机止漏环有多种形式，有间隙式的，台阶式的，迷宫式的，位于动静配合处，比如转轮上冠与顶盖配合处，转轮下环与底环配合处。现在无法很好的避免磨损，就只能设计一个结构来合理引导漏水，从而避免水流产生的反向力。

技术实现要素：

为了克服现有技术的上述缺点，经过认真分析，本实用新型提供一种在高水头机组上专门设计一个特殊的平压装置，从而消除运行过程中产生的负向推力，同时那就是在枯水期，水质较好，还可以从水轮机顶盖上腔取出剩漏水作为机组轴承的冷却用水，从而可以节约水电站的运行成本的新型高水头混流式水轮机平压装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种新型高水头混流式水轮机平压装置，包括阀门、接管和顶盖进水管，顶盖进水管水平接入到水轮机主阀前压力钢管上，压力钢管上对称分布两根顶盖进水管，顶盖进水管位于水轮机外侧设有90°的平压弯头接口，阀门接入到平压弯头接口上，阀门另外一端设有接管。

所述顶盖进水管伸入到顶盖处。这样伸入能够更好的利于水流的及时排出，同时对于卸除负向压力能够起到很好的效果，避免只是渗水导致压力控制不到的问题。

所述阀门采用电动阀，且顶盖进水管位于压力钢管内部一端设有压力感应器，压力感应器接入到电动阀控制内。这样整个设备就可以实现自动化运行，当压力感应器感应到负向推力设定值，反馈信号到电动阀，然后电动阀再控制流量，从而很好的消除负向压力。

所述两根顶盖进水管分别位于压力钢管的正东北和正西南方向，压力钢管底部对称设置两个排水盒接水口，排水盒排水接口与竖直方向夹角15°-20°。这样对称分布设定，对于高水头水轮机负向推力卸掉能够很好的达到效果。

该平压装置的取水口设计在水轮机主阀前压力钢管上。主阀，是每台水轮发电机都有的，安装在压力钢管与蜗壳的连接处。水轮机主阀安装在压力管道和蜗壳之间，主阀只有全开及全关两种工作位置，不进行水轮机进水流量的调节。当机组出现负向推力时，打开平压装置上的阀门，根据机组的实际情况，适当控制平压装置的过流量，从而达到消除负向推力即可；另外，该平压装置还具有其它用处，那就是在枯水期，水质较好，还可以从水轮机顶盖上腔取出剩漏水作为机组轴承的冷却用水，从而可以节约水电站的运行成本。

本实用新型具有以下有益效果：优化了高水头水轮机导水机构的设计，增加了一个平压装置，解决高水头水轮机负向推力过大的不利影响，确保电站能够长期稳定、安全运行，提高了电站的综合经济效益。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型的水轮机安装顶盖进水管部分的局部剖视图。

图3为本实用新型图2的K向侧视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1

如图1、2所示，一种新型高水头混流式水轮机平压装置，包括阀门1、接管2和顶盖进水管3，顶盖进水管3水平接入到水轮机4主阀前压力钢管5上，压力钢管5上对称分布两根顶盖进水管3，顶盖进水管3位于水轮机4外侧设有90°的平压弯头接口6，阀门1接入到平压弯头接口6上，阀门1另外一端设有接管2。

所述顶盖进水管3伸入到顶盖7处，位于水轮机下环8处。这样伸入能够更好的利于水流的及时排出，同时对于卸除负向压力能够起到很好的效果，避免只是渗水导致压力控制不到的问题。

该平压装置的取水口设计在水轮机4主阀前压力钢管5上。主阀，是每台水轮发电机都有的，安装在压力钢管5与蜗壳的连接处。水轮机4主阀安装在压力管道5和蜗壳之间。

当机组出现负向推力时，打开平压装置上的阀门，根据机组的实际情况，适当控制平压装置的过流量，从而达到消除负向推力即可；另外，该平压装置还具有其它用处，那就是在枯水期，水质较好，还可以从水轮机顶盖上腔取出剩漏水作为机组轴承的冷却用水，从而可以节约水电站的运行成本。

实施例2

具体实施方式同实施例1，不同之处在于：所述阀门1采用电动阀，且顶盖进水管3位于压力钢管4内部一端设有压力感应器，压力感应器接入到电动阀控制内。这样整个设备就可以实现自动化运行，当压力感应器感应到负向推力设定值，反馈信号到电动阀，然后电动阀再控制流量，从而及时有效的消除负向压力，提高了整个设备的自动化程度。

如图3所示，所述两根顶盖进水管3分别位于压力钢管4的正东北和正西南方向，压力钢管4底部对称设置两个排水盒接水口9，排水盒排水接口9与竖直方向夹角18°。这样对称分布设定，对于高水头水轮机负向推力卸掉能够很好的达到效果。这样利于枯水期的纯净水配合平压装置获得很好的获取冷却水。

优化了高水头水轮机导水机构的设计，增加了一个平压装置，解决高水头水轮机负向推力过大的不利影响，确保电站能够长期稳定、安全运行，提高了电站的综合经济效益。整个设备虽然结构简单，但是对于顶盖进水管的安装位置选择是重点，能够很好的消除负向推力。