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抽水蓄能与常规水电机组结构的主要差异

发布于:2023-08-07 13:54:07 来自:水利工程/水利工程资料库 [复制转发]


抽水蓄能机组水泵水轮机和电动发电机都需按双向运转设计。水轮机要同时考虑水泵工况和发电工况性能,发电机 通风、冷却系统和轴承结构都应能适应双向旋转工作。而且抽水机组较常规机组往往高转速、频繁启停,在结构设计上更加注意疲劳设计。以下 针抽蓄与常规机组水 泵水轮机和电动发电机的主要结构差异进行对比 ,如有不对,敬请指导。


(1) 转轮是水轮发电机组的心脏,决定效率和稳定性。与常规机组结构不一样,多了排气孔;抽水蓄能机组一般水头较高,因此转轮更趋于扁平;叶片数比常规少;抽蓄转轮流道更狭长。由7+20(广蓄1)、9+20(惠蓄) 向 长短叶片(阳江)、9+22(梅一、文登)方向发展,解决动静干涉、空载S区等问题。
(2) 水力开发和常规机不一样,活动导叶、固定导叶不一样,叶片形状也要照顾双向流态;常规导叶轴比抽蓄导叶轴细,瓣体薄,瓣体高度高,常规瓣体尾部一般为棱边,抽蓄为圆角边;抽蓄要考虑对S形,驼峰等的影响;蓄能机组的固定导叶比较长,分瓣的时候要分导叶,常规机一般可以避开。
(3) 底环的作用是与顶盖一起形成过流通道,抽蓄底环上设置下止漏环,并有止漏环冷却水管;常规机是基础环+底环,抽蓄是没有基础环;抽蓄底环是跟泄流环做成一体。
(4) 常规机尾水管钢衬短,抽蓄很长;抽蓄水头较高、一般不设置中墩护头;抽蓄尾水管扩散段基本没有方形截面的,测点也比常规机多,管路接口也多。
(5) 顶盖是水轮机的重要大部件之一,要求有足够的强度和刚度。天厂顶盖上设置2个真空破坏阀,抽蓄不设真空破坏阀和南网抽蓄不设检修围带;抽蓄顶盖内管路较多,平压和排气腔的设置。天厂顶盖上法兰结构,抽蓄下法兰结构居多。
(6) 主轴、主轴密封、导水机构在结构上没有太大区别。混流基本都和抽蓄一样,采用的弹簧水压端面式密封,抽蓄有径向和轴向密封;型式上相同,蓄能机组在密封的供水压力上还要考虑转轮或主轴上排气孔的泵效应。
(7) 抽蓄有抽水和调相等功能,设有充气压水,回水排气等管路及控制阀门。而常规机一般没有调相要求,因此没有上述管路。
(8) 发电机抽蓄转子考虑高速双向反复启停疲劳等,比常规机组复杂,转动部分的疲劳须充分考虑,低周法计算和FKM法。通风结构须满足发电工况和电动工况。轴承双向旋转承载,只能采用中心支撑,与常规的偏心支撑很不相同。电机整体支撑刚强度要求也相对比较高。另外抽蓄因为反复启停,定子设计也会考虑适当增大余量,定子槽楔的通风沟须对称布置。抽蓄高转速一般采用厚板磁轭。
 (9) 转子是水轮发电机的旋转部分,主要由转子支架、磁轭和磁极等部件组成。基本一样。主要区别在磁极形状,抽蓄一般会要求向心式(300转及以上),常规机一般不要求。
(10) 常规机组如天厂推力头和大轴是过盈紧密配合件,抽蓄如南宁一体;天厂推力瓦采用弹性金属氟塑料瓦,为双层瓦,安放在多波纹弹性油箱顶面上,抽蓄目前没有采用塑料瓦的,抽蓄机组的总负荷不高,不会采用多波纹弹性油箱;常规机都是偏心支撑,抽蓄中心支撑 。
(11) 抽蓄进水阀门一般采用球阀,常规机组一般用蝶阀或筒阀,抽蓄考虑球阀与尾闸互相闭锁。进水阀抽蓄机启停都要动作,常规机进水阀几乎不关闭。
(12) 电气一次,二次上,多了抽水等工况,工况转换更复杂、二次及保护相关复杂。抽蓄有启动刀、拖动刀、SFC等设备。

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