特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮安装工艺

摘要

特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮安装工艺，其步骤如下：1)将桨叶操作机构与水轮机转轮体在机坑外进行组装；2)利用吊具拉动桨叶操作机构的缸体，试验检查桨叶操作机构的行程及灵敏度；3)将水轮机转轮体吊入机坑并与导水机构把合；4)转轮连轴工作完成后进行桨叶安装，依次将5个桨叶安装到位；5)检查桨叶与转轮体结合面之间的密封性，检查接力器活塞组合的密封性。本发明安装工艺不需要对桨叶进行预装，一次安装成功，省略了桨叶的预装和拆卸，保证了安装质量，节约了工期，降低了安装难度及安装风险，为我国特大型灯泡贯流式机组水轮机转轮的安装提供了宝贵的经验和借鉴的工法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮的安装工艺，属于灯泡贯流式水轮发电机组技术领域。

背景技术

从世界水电发展趋势可以看出，低水头电站建设的重要性正在日益壮大，发电机组的尺寸也在向大型、特大型方向发展，而我国水电市场也从高水头向低水头开发，从而使得灯泡贯流式水轮发电机组受到了学术界和产业界广泛的关注。

灯泡贯流式水轮发电机组主要包括共用一主轴的水轮机和发电机，发电机、轴承部件设置在灯泡头内，整个机组依管形座及辅助支撑水平置于流道中；水轮机由埋入机构、导水机构、转动及辅助布置机构组成。

灯泡贯流式机组转轮的安装难度较大，主要由于这么几个原因：一是转轮叶片数一般为奇数，没有绝对对称，这样要求安装精度就高，而且不容易满足转动不平衡和重心落在旋转轴线上；二是转轮体内充满油，转动体外充满水，而且桨叶角度可调，所以对密封要求十分高；三是流道充满水后，转轮体和桨叶会上浮，而转轮室会下沉，这样如果安装精度或水导轴承间隙调整不当，极易造成转轮扫膛或桨叶卡阻现象，影响机组的正常运行。

由于灯泡贯流式机组安装难度大，试验、调试工作复杂，所以传统的安装程序一般分这么几个步骤：一是桨叶预装配，试验并检查转动不平衡和重心、桨叶与转轮体把合后渗漏情况、通过向接力器注油测试桨叶操作机构行程及有无卡阻现象；二是转轮体装配前的工作，包括转轮室下半部分吊入机坑与导叶外环临时把合就位、导叶内环延伸段下半部分吊入机坑临时放置与导叶外环流道底部适当位置、检修密封盖及检修密封座依次套装入主轴(主要考虑圆环部件)；三是转轮正式安装：包括拆下预装中的桨叶、转轮体翻身、转轮体吊装、对称吊装转轮叶片、油压检查试验。

这种安装方法需要预装桨叶，再进行桨叶操作机构的调试以及密封检查，正式安装时，则需要拆下预装好的桨叶，将转轮体吊装到位后，再依次安装桨叶，由于桨叶进行了预装和拆卸，使桨叶与转轮体结合面产生磨损，破坏了两者之间密封度，提高了安装的风险，而且桨叶预装和拆卸花费了大量的时间，使得整个水轮机转轮安装工艺的耗时较长，且花费较多的人力物力。

如图1所示，为特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮部分剖视结构示意图，图中1为水轮机转轮体，2为桨叶，3为连杆，4为桨叶操作机构的缸体，5为活塞，6、7为操作机构中的腔室，8为主轴，连杆3通过曲柄(图中未画出)与桨叶轴连接，连杆上下运动可实现桨叶旋转，活塞5固定在主轴8上，接力器(图中未画出)控制腔室6、7中的油压，实现操作机构缸体4的上下运动，从而控制桨叶转动角度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有桨叶操作机构的安装工艺的费时、低效高风险的缺点，提供一种节省安装时间、安装难度低、且风险小的特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮安装工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮安装工艺，其步骤如下：

1)、将桨叶操作机构与水轮机转轮体在机坑外进行组装；

2)、利用吊具拉动桨叶操作机构的缸体，试验检查桨叶操作机构的行程及灵敏度，所述吊具拉动的拉力小于或等于桨叶操作机构的最大操作力矩；

3)、将水轮机转轮体吊入机坑与导水机构把合；

4)、转轮连轴工作完成后进行桨叶安装，依次将5个桨叶安装到位；

5)、检查桨叶与转轮体结合面之间的密封性，检查接力器活塞组合的密封性。

本发明的有益效果如下：本发明安装工艺不需要对桨叶进行预装，因此桨叶密封无损伤，保证了桨叶与转轮体结合面之间的密封性；安装工艺一次安装成功，省略了桨叶的预装和拆卸，节约了工期，降低了安装难度及安装风险；本发明采用机械拉力的方法检查桨叶操作机构的行程及灵敏度，减少了重复试验，提高了检查的效率；本水轮机转轮安装工艺为我国特大型灯泡贯流式机组水轮机转轮的安装提供了宝贵的经验和借鉴的工法。

附图说明

图1为特大型灯泡贯流式水轮发电机组桨叶操作机构结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图并结合实例对本发明作进一步详细描述。但是本发明不限于所给出的例子。

本发明以桥巩水电站为例，说明本发明的水轮机转轮安装工艺。

桥巩水电站是我国目前单机容量最大的灯泡贯流式机组，转轮直径达7.45米，仅次于广西长洲岛水电站7.5米的转轮直径，位居我国目前已装机组和在装机组的第二，转轮体重约80吨，转轮体上面呈星形布置安装5个叶片，每个叶片重约8.27吨，桨叶操作机构采取缸动法。由于桥巩水电站共装有8台机组，所以对安装工期要求非常紧，安装间场地有限，传统的安装工艺方法不能满足工期要求，而且转轮体和桨叶在安装间预装后再整体吊入安装位置，吊装重量大，难度大，风险高。

本发明特大型灯泡贯流式水轮发电机组水轮机转轮安装工艺，其步骤如下：

1)、将桨叶操作机构与水轮机转轮体在机坑外进行组装；

2)、利用吊具拉动桨叶操作机构的缸体，试验检查桨叶操作机构的行程及灵敏度，吊具拉动的拉力小于或等于桨叶操作机构的最大操作力矩，本步骤中的吊具可选用具有较大拉力的桥式起重机；

3)、将水轮机转轮体吊入机坑与导水机构把合；

4)、转轮连轴工作完成后进行桨叶安装，依次将5个桨叶安装到位；

5)、检查桨叶与转轮体结合面之间的密封性，检查接力器活塞组合的密封性，本实施例中，桨叶密封漏油试验：油压0.5MPa试验时间16h，试验过程中每小时叶片应操作转动2-3次，每个叶片每小时漏油量应不大于7.5ml；转轮接力器活塞组合密封漏油试验：油压6MPa，并测量漏油量。

本发明步骤4)中，采用密封无损伤法依次安装5个桨叶，其具体步骤如下：首先保持叶片安装时转轮体对应的轴孔处于竖直位置，即+Y位置，叶片密封的工作面仔细研磨清扫，确保密封面无任何滑痕和毛刺，仔细检查叶片密封工作位置无任何损伤，再将叶片密封按图组成整体套入叶片法兰，临时固定，叶片法兰进入转轮体时要确保密封不产生局部受力，至安装位置后，螺钉对称、退步、分期把合。