专利名称：水轮发电机组冷却水自供装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种水轮发电机组冷却水供给装置，特别是水轮发电机组冷却水自供装置。
现有的水轮发电机组的冷却水供给有以下三种方式1、由坝前或蜗壳取水，这种方法需减压，目前我国尚无可靠的减压阀，尤其是大直径减压阀。
2、由下游尾水用水泵轴提取水，这种方法耗电量大，尤其是大型水轮发电机组需要数十台水泵，不仅耗电多，维修工作量也大。
3、由水轮机顶盖下低压水腔取水，这种方法要增大水推力，这对于大型发电机组来说推力轴承的设计是很困难的。
以上几种冷却水取水方式，主要是从水轮发电机组外部取水，需要庞大复杂的机电设备和管路。
本实用新型的目的是提供一种不必从水轮机外部取水，不增加水推力，直接利用水轮机上止漏环间隙取水作冷却水源的供水装置。结构简单，运行可靠，节省能源。
本实用新型是这样实现的一种水轮发电机组冷却水自供装置，包括水轮机转轮、顶盖(8)、上止漏环(11)，其特征在于水轮机顶盖上止漏环(11)外侧设置环形取水腔(2)，在水轮机顶盖下环板(12)上平面、止漏环(11)下部设有若干个进水孔(1)，环形取水腔(2)与密宫槽δ3通过进水孔(1)相连通，环形取水腔(2)顶部设有若干个开口与供水管(3)相连通。水轮机转轮与顶盖(8)上止漏环之间下部间隙δ1、上部间隙δ2及密宫槽δ3间距大小顺序为δ3＞δ1＞δ2。进水口(1)的大小和数目、环形取水腔的尺寸大小、出水管道(3)的直径及水轮机顶盖上止漏环间隙δ1、δ2、δ3的间距与水轮机运行参数(水轮机转轮直径、机组转速、机组容量、电站水头、冷却水需用量)相匹配。所述的水轮机转轮与顶盖(8)上止漏环间隙δ2为δ1的50-60％。
以下结合附图对本实用新型作进一步描述
图1为结构示意图；图2为局部放大图。
1-进水孔；2-环形取水腔；3-出水管；4-水轮机转轮上冠；5-转轮下环；6-转轮叶片；7-水轮机主轴； 8-顶盖；9-导叶；10-上止漏环间隙；11-顶盖止漏环；12-顶盖下环板； δ1止漏环下部间隙；δ2止漏环上部间隙；δ3止漏环中下部密宫槽。
在水轮机顶盖上止漏环(11)外侧设置环形取水腔(2)，在水轮机顶盖下环板的上平面、止漏环(11)下部设置若干个进水孔(1)，环形取水腔(2)与止漏环中下部间隙—密宫槽δ3通过进水孔(1)相连通。当水轮发电机运行工作时，蜗壳充水，导叶(9)开启，水流进入转轮，转轮在水力推动下旋转，使水流通过间隙δ1和密宫槽δ3进入进水孔(1)流入环形取水腔(2)内。此时它的压力仍为入口处的压力H1，即电站运行水头减速度头H1=H-V122g]]>正适合冷却水所需水压。在水压作用下环形取水腔(2)内的水经过取水腔(2)上的出口进入出水管(3)，通过管道输送到各个空气冷却器和发电机、水轮机各轴承油冷却器作冷却使用，换热后的水经过管道排至尾水。
本实用新型中水轮机上止漏环间隙(10)的上部间隙δ2是控制水轮机内漏水、减少容积损失的关键。现有水轮机上止漏环间隙上下间距相同，即δ1＝δ2＝δ3，这是为了使水轮机正常运转必须保证足够的间隙。本实用新型δ2减小到约为δ1的1/2，大大减少了水流的漏损。由于各水力发电站规模大小不同，相应所需冷却水量也不等，所以必须根据水轮机转轮直径、机组转速、机组容量、电站水头、冷却水需求量等水轮发电机转轮运行参数计算确定δ1、δ2、δ3，它们的大小排列顺序为δ3＞δ1＞δ2，由此再计算确定进水口(1)的大小和数目、环形取水腔(2)的截面大小、出水管道(3)的直径和数量，使它们与冷却水需要量相匹配。本实用新型特别适于水头为60—140M的水电站混流式水轮发电机组的冷却水供给。
实施例以三峡电站水轮机的参数与尺寸为例额定水头80.6M；最大水头113M；最小水头71M；水轮机额定出力711MW；水轮机额定转速75转/分；水轮机额定流量927.3M3/S ；水轮机吸出高度-5M；转轮上止漏环直径8M；机组冷却水量1500M3/H。
按额定工况计算得出V1＝27M/S环形取水腔(2)中压力为H1=H-V122g]]>；根据冷却水需量和通过止漏环上部间隙δ2为2.0-2.5毫米；根据漏损的水量计算出止漏环下部间隙δ1为5MM，δ3为10MM，取水孔(1)为50MM×250MM为24个；取水腔(2)的尺寸为300×300MM；出水管(3)的直径为200MM，12根；取流量系数μ为0.3-0.4，冷却水量可达1500-2000M3/H，完全可满足需要。
如果三峡电站采取传统的外供水系统，则需要用Ф800MM的减压阀由坝前或蜗壳取水、技术上存在一定难度；或用78台泵由下游抽提取水，每年的维护运行电赞约需1000万元，如果由转轮上冠顶盖下低压腔取冷却水则增大水推力1600吨，增加推力轴承负荷；增大推力轴承损耗380KW、推力轴承设计困难。
可见本实用新型变外供冷却水为水轮机自供冷却水，减少了庞大的外供水系统的机电设备和管路，直接从水轮机转轮与顶盖上止漏环之间的间隙中取水。只要水轮机导叶开转动就有冷却水，可避免外供水中断的事故。同时冷却水杂质少，水压适度。本实用新型结构简单，效益显著。
权利要求1.一种水轮发电机组冷却水自供装置，包括水轮机转轮、顶盖(8)、上止漏环(11)，其特征在于水轮机顶盖上止漏环(11)外侧设置环形取水腔(2)，在水轮机顶盖下环板(12)上平面、止漏环(11)下部设有若干个进水孔(1)，环形取水腔(2)与密宫槽δ3通过进水孔(1)相连通，环形取水腔(2)顶部设有若干个开口与供水管(3)相连通。
2.根据权利要求1所述的水轮发电机组冷却水自供装置，其特征在于水轮机转轮与顶盖(8)上止漏环之间下部间隙δ1、上部间隙δ2及密宫槽δ3间距大小顺序为δ3＞δ1＞δ2。
3.根据权利要求1所述的水轮发电机组冷却水自供装置，其特征在于进水口(1)的大小和数目、环形取水腔的尺寸大小、出水管道(3)的直径及水轮机顶盖上止漏环间隙δ1、δ2、δ3的间距与水轮机运行参数(水轮机转轮直径、机组转速、机组容量、电站水头、冷却水需用量)相匹配。
4.根据权利要求1或2所述的一种水轮发电机组冷却水自供装置，其特征在于水轮机转轮与顶盖(8)上止漏环间隙δ2为δ1的50-60％。
专利摘要本实用新型为一种水轮发电机组冷却水自供装置，特别适用于水头60-140m的大、巨型水电站混流式水轮发电机组的冷却水供给。它改变了现有水电站取自坝前或蜗壳以及顶盖下低压腔取水需要的庞大供水系统的机电设备和管路，以及推力轴承设计困难，耗费能源。而是直接从水轮机转轮与顶盖上止漏环之间的间隙中下部取水作为水源。在水轮机顶盖上止漏环外侧设置环形取水腔，在水轮机顶盖下环板上平面、止漏环下部设置进水孔。
文档编号F03B11/00GK2235675SQ9422416
公开日1996年9月18日 申请日期1994年7月16日 优先权日1994年7月16日
发明者李人丰 申请人:李人丰