抽水蓄能電站進水閥上游檢修密封鎖定論析

高水頭水泵水輪機進水閥一般多采用雙密封球閥,上游側為檢修密封,下游側為工作密封。而上游檢修密封的功能可歸結為:

1) 當檢修下游密封時,投入上游密封及其鎖定裝置,無需排空上游水道。

2) 當機組轉動部分需要維護或需要進入尾水管時投入上游密封及其鎖定作為安全隔離措施。

儘管相關規範對上游檢修密封鎖定功能沒有一個準確的定義,但在相關文獻中類似“上游檢修密封鎖定…主要用於防止由於誤操作帶來的閥門誤動作,保證系統的安全性及可靠性。”的表述比比皆是。Q抽水蓄能電站的設計製造商明確:“上游檢修密封應設有一個機械鎖錠裝配。該裝置應能在密封關側水壓為零和在密封開側有最大水頭水壓作用時都能保持檢修密封的關閉。該鎖錠裝置是東芝的標準結構,以類似機組奧清津第二電站為首,大多數水泵水輪機的球形閥都在應用此結構。”

因此,檢修密封鎖定裝置功能的以下表述是普遍被認可的:

1)當活動密封環投入腔壓力突然消失的情況下能鎖定密封環在全關位置,並確保檢修密封漏水量不會危及其下游檢修工作的安全進行。

2)在壓力鋼管未排空情況下,能夠確保鎖定密封環在全關位置,提高下游檢修、維護。

一、 GZ-Ⅰ 進水閥採用臥軸式雙密封結構球閥,圖1系其檢修密封的機械鎖定裝置的剖面圖。

抽水蓄能電站進水閥上游檢修密封鎖定論析

二、“T蓄”採用臥軸式雙密封結構球閥進水閥

其檢修密封機械鎖定裝置如圖2所示。該檢修密封的活動密封也是一個差動密封環(參見詳圖A 之“S1>S”),即球閥控制系統供水閥打開時,密封投入腔水壓大於上游水流水壓,活動密封環向下遊移動緊密接觸固定密封環,滿足上游檢修密封基本不漏水的設計要求。此時,對稱、逐個向內側擰緊16個周圈均布鎖定杆的操作螺母,傳遞軸向力通過鎖定杆下部的楔形面均衡鎖緊活動密封環(密封環所承受的逆向軸向力對鎖定杆及其傳動螺牙是不會形成損傷的)。

多年運行經驗證明,這種結構的機械鎖定還是安全、可靠的。

抽水蓄能電站進水閥上游檢修密封鎖定論析

三、可調整楔形螺桿+鎖定銷結構

H蓄採用臥軸式雙密封結構球閥,其檢修密封機械鎖定裝置,。該機械鎖定裝置通過轉動操作螺母上下移動密封鎖錠楔,傳遞軸向力通過鎖定杆的楔形面使鎖定銷頂緊活動密封環,每個鎖定銷與密封環的接觸面為圓錐面,銷子以一個平直的表面壓在密封環上(密封環所承受的逆向軸向力對鎖定杆及其傳動螺牙是不會形成損傷)。鎖錠楔在襯套部位的楔面使鎖錠銷進退形成活動密封環的投退,整個操作過程是安全可控、平穩可靠的。

除安裝過程中有一個鎖定螺栓因工作不慎造成絲牙損傷外,至今運行多年並經多次檢修從未發生機械鎖定故障,證明這種結構形式的機械鎖定是完全可以信賴的。

抽水蓄能電站進水閥上游檢修密封鎖定論析

四、可調整螺柱式機械鎖定結構

G蓄採用臥軸雙面密封球閥。其檢修密封機械鎖定裝置所示,球閥上游檢修密封設置11根斜插式手動投退的機械鎖錠裝置,其主要部件螺桿材質為ARMCO 17-4-PH(馬氏體沉澱硬化不鏽鋼)。該機械鎖定結構經多年運行及多次檢修的考驗,至今未發生任何故障,證明這是一種安全、可靠的結構形式。

抽水蓄能電站進水閥上游檢修密封鎖定論析

球閥檢修密封鎖定裝置應具備“當活動密封環投入腔壓力突然消失的情況下能鎖定密封環在全關位置並確保檢修密封漏水量不會危及其下游檢修工作的安全進行”的功能,這已有共識。


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