Alstom底环示意图 底环局部俯视图
底环上装有预留补气管,用于改善机组运行工况。
底环与座环间设有密封装置,结构同顶盖与座环间密封装置。 底环装有用于导叶轴的无油自润滑轴承衬套和防止漏水的密封圈,并有排水管,在导叶轴套密封漏水时排水。每个导叶设置导叶止推与限位装置,当剪断销(拉断螺栓)动作,导叶处于失控状态时,导叶不会碰撞转轮、固定导叶和相邻的活动导叶。
为了使进入蜗壳的水不直接向下进入锥管、向上直接进入转轮上部,在转轮与底环和转轮与顶盖间各装有止漏环。
导叶
活动导叶共24片,为不锈钢铸焊制成,总高5710mm,过流高度2990mm,单个导叶总重10.4t,从全开到接近空载开度范围内活动导叶的水力矩具有自关闭趋势。
Alstom活动导叶传动机构图 VGS活动导叶传动机构图 每个导叶有3个自润滑轴承(2个在上部,1个在下部),轴向推力轴承(抗重螺栓、承重板及拐臂抗磨环)支承导叶重量,径向轴承(轴套)限制导叶位移。导叶轴套用自润滑材料制成,润滑剂在轴套里面而不需注入别的润滑剂。导叶限位系统限制导叶开度,防止导叶开度过大,使导叶的连接被破坏。
导叶操作机构
导叶操作机构由控制环、拐臂、连接板(副拐臂)、双连板、分半销(开口
销,膨胀销)及连接柱销、偏心销等部件组成。
当控制环在接力器的作用下转动时,通过双连板带动连接板运动,连接板依靠摩擦力带动拐臂运动,而拐臂靠分半销将力传导到导叶轴上,推动导叶开合。
装入后的分半销
Alstom拐臂及摩擦环
偏心销
拉断销及夹紧螺栓
拐臂和连接板之间的摩擦力用夹紧螺栓来调整。
在拐臂和连接板之间剪断销(VGS)或拉断螺栓(Alstom),当导叶关闭时的阻力大于摩擦力时剪断销或拉断螺栓将被破断,个别导叶将发生偏转,这样可以不影响其余导叶的转动和操作。个别导叶发生偏转后,摩擦力仍起作用,可以防止导叶受水力冲击而摆动。
拐臂上装有限位块,与顶盖限位块一同组成限位装置。当剪断销(或拉断螺栓)断裂时,限位装置将限制导叶的最大开度
Alstom机组限位装置
VGS机组限位装置
5. 转动部件
转轮主要有上冠、叶片、下环、止漏环、泄水锥(VGS无)及减压装置等组成。
上冠的作用上接水轮机主轴,下接泄水锥,支撑叶片并与下环构成过流通道。叶片的作用是直接将水能转换为机械能,是转轮最主要的部件,其断面为流线型。
转轮下环的作用是增加强度和刚度,与上冠形成过流通道。
泄水锥的作用是水流顺利流出转轮,避免造成水力损失和振动。
VGS转轮示意图 Alstom转轮示意图
止漏装置就是转轮的工作密封。由固定止漏环和转动止漏环构成尽可能小的间隙以形成阻力,减少水轮机的漏水损失。上止漏环主要起到阻止水流向水轮机上冠,减少水推力,避免增加发电机推力轴承的负荷。下止漏环主要起到阻止水流向尾水,从而降低水流损失,提高水轮机效率。止漏环分转动止漏环和固定止漏环,转动止漏环安装在水轮机转轮的上冠和下环上。
VGS转轮 Alstom转轮 组装前的叶片 两种转轮叶片都采用整体铸焊结构(上冠、下环、叶片均为铸钢 )、负倾角(X型)叶片。具体参数如表:
VGS ALSTOM VGS ALSTOM 标称直径 9400mm 9800 mm 转轮总高 5565 mm 5080 mm 进口直径 10080 mm 10416 mm 叶片数 13 15 出口直径 9551 mm 9800 mm 转轮重量 407t 445t 两种转轮从外观上区别:从下部看,通过有无泄水锥判断;如果是从上部看,通过上冠有无减压孔来判断;如果是张侧面的照片,可以比照下环止漏环来区别。
6. 尾水管
尾水管为是反击式水轮机所特有部件,其作用如下: 1.将转轮出口处的水流引向下游;
2.利用下游水面至转轮出口处的高程差,形成转轮出口处的静力真空;利用转轮出口的水流动能,将其转换成为转轮出口处的动力真空(即回收部分水流能量)。
常见的有直锥型和弯肘型,我们用的是弯肘型。它是钢板焊接构件,其底板高程为27m。装有三个进人门,分别为▽49m的锥管段上下游进人门,▽44m的扩散段进人门;在尾水管最低处有两个盘型阀,将水排至检修集水井。其安装位置、使用方法同蜗壳盘型阀。平常使用时一般仅开启一个,开度一般为40mm。 7. 主轴密封
主轴密封安装于转轮与水导轴承之间,用以防止转轮室内的水沿主轴上窜。 主轴密封分工作密封和检修密封。 工作密封
工作密封主要主机组运行时起作用,因其密封介质为清洁水,所以被称为水封。我们使用的水封为自调节端面水压密封,由抗磨环、精碳密封块、移动环、导向环、密封水箱、密封温度传感器、密封磨损量监测装置、供排水管路及附件等等组成。
密封水箱被水封装置分成浑水腔(从转轮室来的水汇集于此)和清洁水汇集的清水腔,带凹槽的密封块装在可垂直移动的的浮动环上,浮动环用装在密封支座上的压紧弹簧压紧在转轮上的转动抗磨环上。向密封块的凹槽处注入有压力的清洁水(要求凹槽内的水压大于外围水压约0.05MPa,以防止污水进入摩擦面)在密封块和抗磨环之间形成约0.2mm~0.3mm厚的水膜,使工作密封块与耐磨环实际不发生物理接触,同时来润滑和冷却摩擦面。浮动环可以上下移动,顶转子时无需拆卸,浮动环与密封支座间有密封胶条,用以隔断浑水腔和清水腔。从密封块和耐磨环之间漏出来的水分为两路,一路流入浑水腔,向下流到转轮上冠与顶盖之间,最后通过平压管排到尾水,一路流入清水腔,被密封支座上部设的挡水环汇集后通过自流排水管道排入厂房渗漏集水井。
VGS主轴密封
Alstom主轴密封
检修密封
检修密封为径向空气围带式,主要用于停机检修时。
使用时通过向围带通入压缩空气,使之膨胀并抱紧转动部件,从而阻止水上涌。停止使用时,将围带排气,围带靠橡胶自身弹性向外膨胀,围带脱离转动部件并恢复原状。机组转动前必须将围带排气,以免磨坏围带。
水封加压装置
为了确保水封水源的可靠,设置了水封加压装置。 VGS主轴密封水增压系统由两台主轴密封水加压泵、并联的三组滤过器(两 组运行,一组备用)等组成,为自流供水为主,加压供水为辅。
Alstom主轴密封水增压系统由两台主轴密封水加压泵、三组滤过器等组成,为自流供水为主,加压供水为辅。
自动滤过器与手动滤过器并联,另串联着一个未投入运行精细滤过器,正常时手动滤过器推出运行。
VGS机组主轴密封加压装置水系统图
Alstom机组主轴密封加压装置水系统图