專利名稱：實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及速率調節裝置，尤其是涉及一種實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分 段關閉裝置。
背景技術：
分段關閉裝置作為水電站調速系統主要的輔助控制設備之一，能夠保證水輪機按 照調節保證計算的要求進行關閉，既保證關閉的速率，又保證機組在關閉過程中轉速的上 升和水壓的上升在安全的范圍內，倘若分段關閉裝置不能夠及時正確動作，有可能引起機 組過速或水壓過高導致壓力鋼管爆裂，因此必須要求分段關閉裝置安全可靠。常規的分段 關閉裝置分為純機械式的和電氣式的，純機械式的分段關閉裝置安裝調整不方便，但安全 可靠，電氣式的分段關閉裝置安裝調整方便，但可能存在斷線或接觸不良等導致分段關閉 裝置不動作。抽水蓄能機組具有正反兩個方向旋轉，一般在兩個方向都有不同的關閉規律， 例如某抽水蓄能電站，在水輪機方向旋轉時，分段關閉規律如圖1所示，在水泵方向旋轉 時，分段關閉規律如圖2所示。從圖1和圖2可以看到，分段關閉規律是4條斜率不同的直 線，若按照常規水電站的分段關閉裝置來進行設計，只能滿足圖1或圖2的關閉規律。因此為實現抽水蓄能機組正反兩個方向旋轉時不同的分段關閉規律，同時考慮到 抽水蓄能電站的安全性，需要設計新型的機械分段關閉裝置。
發明內容
本發明裝置所要解決的技術問題是，克服現有技術的不足，提供一種實現抽水蓄 能機組關閉速率調節的分段關閉裝置，保證抽水蓄能機組能夠按照調節保證計算的要求安 全可靠的關閉。本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下實現抽水蓄能機組關閉速率調節 的分段關閉裝置，其特征是組成包括分段關閉閥FD I、分段關閉閥FD II、分段關閉液壓閥 集成塊JCK。分段關閉閥FD I包括液控換向閥VI、電磁換向閥V2，其中Vl為兩位兩通液控換 向閥，V2為兩位四通電磁換向閥，V2安裝于液控換向閥Vl的閥體上，用于控制液控換向閥 Vl的換向。分段關閉閥FD II包括三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、C3，其中 插裝閥C1、C2、C3集成于同一閥體，液控換向閥V3和梭閥Sl安裝于閥體上，用于控制插裝 閥的開關。分段關閉液壓閥集成塊JCK包括兩位四通行程換向閥V4、V6和兩位四通電磁換向 閥V5、V7，其中行程換向閥V4和電磁換向閥V5為一組，行程換向閥V6和電磁換向閥V7為 另一組，用于判斷水輪機/水泵方向拐點信號。分段關閉閥FD I與分段關閉閥FD II串聯于調速系統開腔管路中，分段關閉液壓 閥集成塊JCK布置于基坑內導葉接力器旁邊。導葉接力器關腔的操作油管路JG與導葉接力器關腔和液控換向閥V3的P 口相連，導葉接力器開腔的操作油管路JK與液控換向閥Vl 的A 口相連，控制壓力油管路Pl與電磁換向閥V2的P 口相連，液控換向閥Vl的B 口與插 裝閥C1、C2、C3的A1、A2、A3 口相連，插裝閥Cl、C2、C3的B1、B2、B3 口與導葉接力器開腔 管路相連，控制壓力油管路P2與行程換向閥V4、V6的P 口相連，行 程換向閥V4的A 口與電 磁換向閥V5的P 口相連，行程換向閥V6的A 口與電磁換向閥V7的P 口相連，電磁換向閥 V5的B 口與液控換向閥V3的a端液控腔相連，電磁換向閥V7的A 口與液控換向閥V3的b 端液控腔相連。分段關閉閥FD I用來實現水泵方向下第一段關閉曲線，分段關閉閥FD II用來實 現水泵方向和水輪機方向下第二段關閉曲線(水輪機方向下的第一段關閉曲線是通過主配 壓閥調整好的)。分段關閉液壓閥集成塊用來判斷水輪機方向和水泵方向分段關閉的拐點。本發明工作原理及過程如下
當機組運行在水輪機方向時電磁換向閥V2、V5和V7電磁線圈不帶電，分段關閉裝置運 行于水輪機方向；當機組運行在水泵方向時，電磁換向閥V2、V5及V7得電(此電信號為水泵 方向信號)，分段關閉裝置運行于水泵方向。分段關閉功能不投入時，電磁換向閥V2工作于右位，液控換向閥Vl的a端液控腔 通壓力油，液控換向閥Vl工作于左位，分段關閉閥FD I不起節流作用；液控換向閥V3工 作于中位，3個插裝閥的控制腔均通回油，壓力油可以通過3個插裝閥與導葉接力器開腔相 連，分段關閉閥FD II不起節流作用。分段關閉功能投入時 (1)水輪機方向
當機組在水輪機方向運行時，電磁換向閥V2、V5及V7電磁線圈不帶電，分段關閉裝置 處于水輪機方向。分段關閉的第一段速率由主配壓閥調整。第二段速率由分段關閉閥FD II調整，當 達到拐點時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，液控換向閥V3左端控制腔通 壓力油，V3工作于左位，插裝閥C1、C2控制腔通壓力油，插裝閥C1、C2關閉，插裝閥C3控制 腔通回油，C3打開，此時，導葉接力器回油通過插裝閥C3節流，分段關閉閥FD II起節流作 用，導葉接力器的關閉速率變慢，可以通過調節C3頂端調節螺母來調整閥芯開口大小，從 而改變關閉速率。(2)水泵方向
當機組在水泵方向時，電磁換向閥V2、V5及V7電磁線圈得電(此電信號為水泵方向信 號)，分段關閉裝置處于水泵方向。電磁換向閥V2工作于左位，液控換向閥Vl的b端通壓力油，液控換向閥Vl工作 于右位，分段關閉閥FD I起節流作用，分段關閉的第一段速率由分段關閉閥FD I調整，調 節分段關閉閥FD I上的調節螺桿，可以調節第一段關閉速率。第二段速率由分段關閉閥 FD II調整，當達到拐點時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，液控換向閥V3 右端控制腔通壓力油，V3工作于右位，插裝閥Cl、C3控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C3關閉， 插裝閥C2控制腔通回油，C2打開，此時，導葉接力器回油通過插裝閥C2節流，分段關閉閥 FD II起節流作用，導葉接力器的關閉速率變慢，可以通過調節C2頂端調節螺母來調整閥芯 開口大小，從而改變關閉速率。
本發明的有益效果如下本發明裝置集成度高、純機械動作、安全可靠，實現了抽 水蓄能機組水輪機方向和水泵方向不同關閉速率的調節，保證了抽水蓄能機組的安全可靠 運行。
圖1為某抽水蓄能電站水輪機方向分段關閉規律。圖2為某抽水蓄能電站水泵方向分段關閉規律。圖3為本發明實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置原理示意圖。
具體實施例方式下面參照附圖對本發明作進一步詳細描述。如圖3所示，本發明實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置。由分段關 閉閥FD I、分段關閉閥FD II及分段關閉液壓閥集成塊組成。分段關閉閥FD I包括液控換 向閥VI、電磁換向閥V2。分段關閉閥FD II包括液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、 C3。分段關閉液壓閥集成塊包括行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7。分段關閉閥FD I采用滑閥式結構，主閥Vl為兩位兩通液控換向閥，有a、b兩個液 控端，先導閥V2為兩位四通電磁換向閥，有P、T、A、B四個油口。分段關閉功能不投入時， 電磁換向閥V2工作于右位(即P通A，T通B)，主閥Vl的a端液控腔通壓力油，b端液控腔 通回油，主閥Vl工作于左位，閥芯不起節流作用。分段關閉功能投入時，電磁換向閥V2電 磁線圈得電，V2工作于左位(即P通B，T通A)，主閥Vl的a端液控腔通回油，b端液控腔通 壓力油，主閥Vl工作于右位，閥芯起節流作用。分段關閉閥FD II采用插裝閥式結構，由三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl和三個插 裝閥組成。液控換向閥V3有a、b兩個液控端和P、T、A、B四個油口。壓力繼電器KDOl和 KD02用于分段關閉閥FD II動作時發訊。當分段關閉功能不投入時，液控換向閥V3工作于 中位(即A、B均通T)，三個插裝閥的控制腔均通回油，三個插裝閥都打開，分段關閉閥FD II 不起節流作用。當水輪機方向分段關閉功能投入時，液控換向閥V3左端控制腔通壓力油， V3工作于左位(即P通B，T通A)，插裝閥Cl、C2控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C2關閉，插裝 閥C3控制腔通回油，C3打開，此時，導葉接力器回油通過插裝閥C3節流，分段關閉閥FD II 起節流作用，導葉接力器的關閉速率變慢，可以通過調節C3頂端調節螺母來調整閥芯開口 大小，從而改變關閉速率。當水泵方向分段關閉功能投入時，液控換向閥V3右端控制腔通 壓力油(即P通A，T通B)，V3工作于右位，插裝閥Cl、C3控制腔通壓力油，插裝閥Cl、C3關 閉，插裝閥C2控制腔通回油，C2打開，此時，導葉接力器回油通過插裝閥C2節流，分段關閉 閥FD II起節流作用，導葉接力器的關閉速率變慢，可以通過調節C2頂端調節螺母來調整閥 芯開口大小，從而改變關閉速率。分段關閉液壓閥集成塊布置于導葉接力器旁邊，用于判斷水輪機方向和水泵方向 下分段關閉的拐點，由行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7組成，四個閥均有P、T、A、B 四個油口。水輪機方向下，電磁換向閥V5、V7電磁線圈不帶電(即P通A，T通B)，當導葉接 力器關閉到拐點位置時，楔形塊碰觸行程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，電磁換向閥V7 的A 口通壓力油，此壓力油作用于分段關閉閥FD II的a端液控腔。水泵方向下，電磁換向閥V5、V7電磁線圈得電(即P通B，T通A)，當導葉接 力器關閉到拐點位置時，楔形塊碰觸行 程換向閥V4、V6，行程換向閥換向，電磁換向閥V5的B 口通壓力油，此壓力油作用于分段 關閉閥FD II的b端液控腔。
權利要求
1.實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置，其特征是由分段關閉閥FDI、分 段關閉閥FD II及分段關閉液壓閥集成塊JCK組成；分段關閉閥FD I包括液控換向閥Vl、電磁換向閥V2，其中Vl為兩位兩通液控換向閥， V2為兩位四通電磁換向閥，V2安裝于液控換向閥Vl的閥體上，用于控制液控換向閥Vl的 換向；分段關閉閥FD II包括三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl及插裝閥Cl、C2、C3，其中插裝 閥C1、C2、C3集成于同一閥體，液控換向閥V3和梭閥Sl安裝于閥體上，用于控制插裝閥的 開關；分段關閉液壓閥集成塊JCK包括兩位四通行程換向閥V4、V6和兩位四通電磁換向閥 V5、V7，其中行程換向閥V4和電磁換向閥V5為一組，行程換向閥V6和電磁換向閥V7為另 一組，用于判斷水輪機/水泵方向拐點信號；分段關閉閥FD I與分段關閉閥FD II串聯于調速系統開腔管路中，分段關閉液壓閥集 成塊JCK布置于基坑內導葉接力器旁邊；導葉接力器關腔的操作油管路JG與導葉接力器關 腔和液控換向閥V3的P 口相連，導葉接力器開腔的操作油管路JK與液控換向閥Vl的A 口 相連，控制壓力油管路Pl與電磁換向閥V2的P 口相連，液控換向閥Vl的B 口與插裝閥Cl、 C2、C3的A1、A2、A3 口相連，插裝閥C1、C2、C3的B1、B2、B3 口與導葉接力器開腔管路相連， 控制壓力油管路P2與行程換向閥V4、V6的P 口相連，行程換向閥V4的A 口與電磁換向閥 V5的P 口相連，行程換向閥V6的A 口與電磁換向閥V7的P 口相連，電磁換向閥V5的B 口 與液控換向閥V3的a端液控腔相連，電磁換向閥V7的A 口與液控換向閥V3的b端液控腔 相連。
2.根據權利要求1所述的實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置，其特征是 所述的分段關閉閥FD I采用滑閥式結構，主閥Vl為兩位兩通液控換向閥，先導閥V2為兩 位四通電磁換向閥。
3.根據權利要求1所述的實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置，其特征是 所述的分段關閉閥FD II采用插裝閥式結構，由三位四通液控換向閥V3、梭閥Sl和三個插裝 閥C1、C2、C3組成。
4.根據權利要求1所述的實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置，其特征是 所述的分段關閉液壓閥集成塊由行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7組成，用于判斷水 輪機方向和水泵方向下分段關閉的拐點。
全文摘要
實現抽水蓄能機組關閉速率調節的分段關閉裝置。主要包括分段關閉閥FDⅠ、分段關閉閥FDⅡ及分段關閉液壓閥集成塊JCK。FDⅠ包括液控換向閥V1、電磁換向閥V2。分段關閉閥FDⅡ包括液控換向閥V3、梭閥S1及插裝閥C1、C2、C3。分段關閉液壓閥集成塊包括行程換向閥V4、V6和電磁換向閥V5、V7。分段關閉閥FDⅠ用來實現水泵方向下第一段關閉曲線，分段關閉閥FDⅡ用來實現水泵方向和水輪機方向下第二段關閉曲線，分段關閉液壓閥集成塊用來判斷水輪機方向和水泵方向分段關閉的拐點。本發明實現了抽水蓄能機組水輪機方向和水泵方向不同關閉速率的調節，保證了抽水蓄能機組的安全可靠運行。
文檔編號F03B13/06GK102042159SQ20101056657
公開日2011年5月4日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者何林波, 周攀, 姜達軍, 宋湘輝, 宋睿楓, 張新龍, 李國和, 李建華, 秦衛潮, 蔡軍, 蔡衛江, 蔡曉峰, 許棟, 許要武, 赫衛國, 陳梅 申請人:國網電力科學研究院, 安徽響水澗抽水蓄能有限公司