这些新(xīn)结构的使用(yòng),使进水球阀的总體(tǐ)布局更加合理(lǐ),性能(néng)更先进。阐述了水轮机进水球阀的工作原理(lǐ)、控制原理(lǐ)、运输保管和安装要求等事项。

　　1、概述

　　水轮机是水電(diàn)站的重要机電(diàn)设备之一。為(wèi)了保证水轮机安全和可(kě)靠的运行,水轮机的入水口处均装设有(yǒu)进水球阀,上游与压力钢管连接,下游与水轮机进水蜗壳连接。一方面在水轮机及发電(diàn)机组检修时通过该阀切断压力钢管内的水流,保证检修的安全,另一方面在水轮机及发電(diàn)机出现异常时可(kě)有(yǒu)效切断水流,防止事故的发生。由于水轮机运行的特殊要求,電(diàn)动球阀在水電(diàn)站的运行中不能(néng)满足工况系统的使用(yòng)要求,导致机组无法运行的现象也时有(yǒu)发生。為(wèi)了确保水轮机组能(néng)平稳、可(kě)靠和安全的运行,在消化吸收國(guó)外先进技术的基础上,采用(yòng)全新(xīn)的设计理(lǐ)念,研制开发出新(xīn)型水轮机进水球阀。

　　2、主要构成部分(fēn)及作用(yòng)

　　水轮机进水球阀主要由主阀部分(fēn)、驱动部分(fēn)、旁通管路、上游凑合节、下游伸缩节、锁定部分(fēn)、支撑部分(fēn)及配套部分(fēn)等组成。

　　（1）主阀部分(fēn)（标配）

　　包括阀體(tǐ)、球體(tǐ)、阀杆及阀座（活塞止水环）等,该部分(fēn)是整个阀门的核心,其作用(yòng)是接通或切断水流。

　　（2）驱动部分(fēn)（标配）

　　对于電(diàn)动操作的水轮机进水球阀,其驱动部分(fēn)為(wèi)電(diàn)动装置。对于液动操作水轮机进水球阀,其驱动部分(fēn)為(wèi)液压接力器与拐臂（对于摇摆缸）等,该部分(fēn)的作用(yòng)是驱动主阀进行启闭动作。

　　（3）旁通管路（推荐采用(yòng)）

　　包括旁通阀、检修阀（仅用(yòng)于旁通阀）、钢管和弯头等,该部分(fēn)的作用(yòng)是在阀门启闭前平衡上下游压差,避免在全压差下启闭阀门出现水锤现象以及有(yǒu)效地降低阀门的操作转矩。

　　（4）上游凑合节（对液动止水环式水轮机进水球阀為(wèi)标配,对其余两类為(wèi)选配）

　　用(yòng)于阀门与上游端压力钢管进行连接,连接方式通常為(wèi)焊接,并且会预留50～100mm的焊接配割余量。

　　（5）下游伸缩节（对液动止水环式水轮机进水球阀為(wèi)标配,对其余两类為(wèi)选配）

　　包括插管与活动法兰两部分(fēn),用(yòng)于阀门与下游水轮机进水蜗壳连接,连接方式為(wèi)法兰连接。通过伸缩节的方式,一方面可(kě)方便对阀门进行检修维护,另一方面可(kě)适应由于温度、压力的变化造成的管道轴向膨胀或收缩。

　　（6）锁定部分(fēn)（选配）

　　主要包括上游检修密封锁定及接力器锁定。主要用(yòng)于防止由于误操作带来的阀门误动作,保证系统的安全性及可(kě)靠性。

　　（7）支撑部分(fēn)

　　包括主阀与接力器底座。底座通过地脚螺栓安装于混凝土支墩上,用(yòng)于支撑阀门的重量及為(wèi)摇摆式接力器提供固定转轴。

　　（8）配套部分(fēn)

　　该部分(fēn)用(yòng)于控制阀门的驱动部分(fēn),為(wèi)驱动装置提供动力源,并使阀门按照预先设定的程序进行动作。

　　3、结构特点

　　3.1、不锈钢活塞式止水环

　　液动止水环式水轮机进水球阀采用(yòng)不锈钢活塞式止水环密封止水,通过油压或水压控制止水环的投入与退出。每台阀门设两个止水环,上游侧為(wèi)检修密封,下游侧為(wèi)工作密封。检修密封设手动锁紧装置,正常工作时检修密封处于常开状态,只在机组检修时投入,為(wèi)保证下游检修的安全性,应手动将锁定投入。工作密封在阀门关闭时投入,在球體(tǐ)动作前退出。為(wèi)保证阀门能(néng)在紧急情况下迅速关闭,在阀门达到全开后,工作密封仍然处于退出状态。

　　1.主阀部分(fēn)2.锁定部分(fēn)3.上游凑合节4.旁通管路5.下游伸缩节6.驱动部分(fēn)7.支撑部分(fēn)

　　通过变换进油（或水）的方向控制止水环的动作方向,以满足操作的需要。止水环与阀體(tǐ)及端盖之间的密封采用(yòng)双重O形圈,并且可(kě)通过设置PTFE挡圈的方式减小(xiǎo)O形圈的磨损。止水环的材料通常為(wèi)1Cr13。

　　3.2、可(kě)更换的活门密封环

　　因止水环式水轮机进水球阀通常用(yòng)于水质较差、水头较高的電(diàn)站,所以恶劣的工况对阀门的损耗是非常严重的,特别是对密封面的磨损非常厉害。為(wèi)了提高阀门的可(kě)维护性,液动止水环式水轮机进水球阀将阀门的密封环设计為(wèi)可(kě)拆卸可(kě)更换结构,在阀门長(cháng)期使用(yòng)活门密封环发生严重磨损后,可(kě)仅对密封环进行更换而不需要更换活门或另購(gòu)阀门,提高阀门主體(tǐ)的使用(yòng)寿命,降低资金投入。

　　活门主要由活门體(tǐ)、密封环、O形圈、螺钉及位销等组成。密封环通过一组螺钉固定在活门體(tǐ)相应部位。密封环与活门體(tǐ)之间的密封靠O形圈来保证。定位销的作用(yòng)在于密封环与活门體(tǐ)的准确定位,以免密封环更换以后与活门體(tǐ)发生装配错位。密封环的材料通常為(wèi)2Cr13。

　　1.活门體(tǐ)2.O形圈3.密封环4.螺钉

　　图3可(kě)更换的活门密封环

　　3.3、轻便的活门结构

　　液动止水环式水轮机进水球阀经过多(duō)年的实践,摒弃了之前常用(yòng)的完整球形活门结构,而采用(yòng)了类球状结构,大大减轻了活门的自重。一方面可(kě)以节省投资,另一方面亦可(kě)缓解活门自重对阀壳带来的受力影响。

　　4、结语

　　（1）采取逆向奥氏體(tǐ)完全再结晶的方法,可(kě)以细化大口径热挤压管粗大晶粒,其最佳规范是850℃×1h。

　　（2）逆向奥氏體(tǐ)再结晶是在原奥氏體(tǐ)晶界形核生成新(xīn)的晶粒、形核由晶界移向晶内完全再晶、原奥氏體(tǐ)晶界完全消失和新(xīn)生晶粒聚合長(cháng)大4个过程。

　　（3）采取再结晶后的材料延性大大提高,且断口由沿晶断裂变為(wèi)韧性断裂。

　　（4）加热与冷却速度对再结晶效果影响不大,因此本方法在工业性生产中是行之有(yǒu)效的。

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