电站球阀系统

1、球阀系统第一部分概述球阀是机组的进水阀，位于水轮机的上游侧，安 装在压力钢管和水泵水轮机蜗壳进口段之间，每 台机组设置一个。设置球阀的主要目的是在正常情况下隔断水泵水 轮机和高压钢管的联系，起着导通和截断水流的 作用。具有动水关闭的能力（因试验危险性太大, 我公司未进行此项试验）。在安装初期球阀还作 为高压输水隧道的堵头。整个球阀系统由挪威KVAERNER公司供货。主要由 球阀本体部分、电气控制部分、油压系统部分组 成。球阀采取双接力器操作结构，当进水阀在水轮机方向关 闭时，在一定的关闭角度两个接力器起到类似液压刹车 的作用，使球阀关闭时间的规定范围之内。球阀为横轴双面密封球阀，通径为2米。由

2、5. 4-5. 7Mpa 的油压操作，开启和关闭时间可调。球阀设有两道密封。上游侧为检修密封，下游侧为工作 密圭孑，密圭$米用求祚为撫彳*介底，水癩取自高庄铜管。 正常时，只有工作密封进行投退，检修密封在机组或球 阀检修时投入。在球阀与蜗壳之间有一段伸缩节，用于球阀的拆装和使 进水阀下游侧工作密封环可以在不拆球阀主体和不排空 压力钢管的情况下检修和更换，且能适应由于温度变化 和作用在球阀上的水推力变化而引起的球阀沿压力钢管 轴线的位移。球阀上下游之间有一条旁通管路，用于球阀两侧平压。阀启态 球开状主要参数额定水头Pt, r887in设计压力Pd8& 7Bar实验压力Pt133Bar油系

3、统压力Po57Bar接力器最大油压Pb81Bar接力器设计压力Ps150Bar接力器实验压力Pt225Bar转向（关闭时）配重块向下开启时最大过流压差230 m球阀开关时间30-50 s工作旁通阀开关时间10 s最大静水压的漏水量0 1/min液压系统最大压力5. 7 MPa液压系统试验压力9. 6 MPa球阀总重量80t球阀内径2000mm配重块重量9. 7t接力器重量2t接力器油缸内径420mm接力器活塞杆内径140接力器活塞杆行程1400mm旁通管内径250mm旁通阀行程100mm主油泵容量2X4201/min压力油罐总容积9. 509m3压力油罐正常油体积2. 7m3集油槽总容积15.

4、 5m3压力油罐正常油体积3. 0m3第二部分球阀本体阀体由高强度铸钢分两瓣铸造并在活门装入后焊 接而成。上游端法兰的强度设计能承受阀门关闭时的力。上/下端法兰有不锈钢里衬与密封环配合。端法兰钻有密封位置指示器安装孔（上下游各3个） 及上游检修密封机械锁定安装孔（16个）。阀体底部安装一个排污/充水阀门和管路，用于球 阀检修时排掉全部的积水和沉淀的泥沙及检修结 束后的阀体充水。图纸号301930球阀活门是直径方向带有两个轴头的球形体，球 形体内开有2米直径的孔，采用优质铸钢与枢轴一 起整铸组成。枢轴水平安装在阀体两端的轴承内, 活门可以作开关旋转运动。活门流道与两侧的延伸段和伸缩节流道平齐，以

5、 使水流稳定并且水流扰动和损失最小。活门开孔两端有两个密封座与阀体内活动密封环 配合起密封水的作用。图纸号 311930/314854轴热套有不锈钢轴套。轴承是自润滑型。耳轴密封位于轴承压盖内侧，型盘根。阀体与轴承支撑之间还有一个型盘根, 防止泥沙进入轴承内。图纸号311921上下游密封上游密封为检修密封，当隔离机组时或检修下游 密封时才投入。平时机组运行时在退出位置。下游密封为工作密封，随进水阀的开关而退岀投 入。上/下游密封都是采用可拆式结构，固定密封用螺 丝把合在活门上，动密封为滑动式，均由不锈钢 材料制造。上/下游密封均安装有位置指示器，密封环的纵向 移动变换成凸轮的转动，来动作位置开

6、关。上下游密封结构简图上游密封锁定螺栓上游密封装有锁定装置，16颗锁定螺栓。锁定装 置作为安全措施的备用措施。锁定螺栓在水压差 变化时不能投入，因为压力的变化引起锁定螺栓 受力过大损坏锁定螺栓。1、排空压力钢管时2、给下游管路充水时3、给进水阀阀体充水时图纸号 314703/314709/314600/314709/314710球阀操作机构接力器为车昆轧不锈钢，采用两个双向作用接力器 和两个配重块联合操作进水球阀。配重块通过锥 型键与进水球阀活门的耳轴相连。操作机构设计为在阀门上下游平压时开启进水阀。在异常情况下，如最大压力、最大流量时关闭球 阀，仅在配重块自重的作用下，球阀可关闭到大 约10

7、%的开度。油压在任何情况下都可以保证球阀全关。接力器装有防止球阀的非正常开启液压锁定装置, 由控制系统控制，在球阀全关时投入。旁通系统旁逋系统由不锈钢制造一根旁通管及两个液压操作的 軒阀组歳。上游旁通阀只在检修时投入，装在压力钢管延伸段上。 关闭腔由水操作，开启腔由油压操作，因而有自关闭 趋势。在机组正常运行时保持全开，紧急情况自动关 闭。下游旁通阀是工作旁通阀，连接在可拆卸伸缩节上。旁通阀的开关速度通过改变供油管内的节流孔大小来 改变。旁通管设计目的有两个：1、下游侧管路充水2、活门两边平压，使接力器在全关状态时容易开 启。延伸段延伸段与压力钢管焊接通过法兰与球阀本体相连。 其作用是当关闭球

8、阀时把水流作用力传递到压力 钢管和混凝土。延伸段上开有法兰孔用于以下部 件的连接：名称数量直径（mm）检修旁通阀1250压力钢管排水阀1150球阀密封操作水取水阀125压力钢管测压接头4R3/8"伸缩节位于球阀的下游侧，一端通过法兰直接与球阀本体相连，另一端通过一控距环与蜗壳连接以解决由于温 度及水推力的变化而引起球阀位移的问题，也便于球阀 及其工作密封的检修和装拆。伸缩节设计充分考虑到安 装方便，并没有外部力传递到蜗壳。伸缩节上有一进人门用于进入蜗壳内部检查导叶和工作密封。伸缩节上开有法兰孔用于以下部件的连接:名称数量直径（mm）工作旁通阀1250蜗壳排水阀180效率试验接口450

9、排气管路150蜗壳测压接头4R3/8 物球阀充排水系统根据检修的需要，球阀阀体内的水可以通 过位于阀体底部的阀体排水阀+CW29-VB006 排出。在球阀阀体和排水阀之间的管路上有一根 给球阀阀体充水的管路。关闭排水阀、打 开充水阀、打开顶部排气阀即可对球阀阀 体充水。图纸号315270压力钢管排水管路当球阀需拆除或球阀上游侧有检修工作时，则要 通过压力钢管排水管路排空压力钢管里的水，水 排至尾水管。管路中安装了 一个手动操作闸阀+CW29-VG003和针 阀+CW29-VN002。在闸阀的上下游有一条旁通管路, 用于闸阀操作前的平压，易于闸阀的操作。针阀 的下游侧有一个排气阀用于减轻针阀内的

10、气蚀。在1#和5#和还安装各有一套压力钢管充水系统， 进水口接自公用水管，出水口揍左压力钢管帝水 闸阀和针阀之间。球阀基础球阀基础设计成能够适应由于温度变化和 作用在球阀上的水推力变化而引起的球阀 沿压力钢管轴线的位移。球阀基础的支撑板上有一层DU轴承以使摩 擦力最小接力器基础的水平将影响球阀开启和关闭 的位置。国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第三部分球阀控制系统国网新濒理艇有限公司ox rr> k.z nn j atw cs-omw»-zmei Tvmmo软卜！a隸纟录锂|冃艮务田回 隹幅社会控制

11、系统的组成球阀控制柜+IV01球阀压力油系统+SL10球阀液压柜+SL20球阀指示系统+IV10球阀漏油箱+SL11球阀压力水系统国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第一节球阀控制柜概述控制柜的PLC可实现球阀开启/关闭流程和以下功能：接收来自LCU的命令并送出有关信号压力油系统SL10的控制：油泵接触器、集油箱和压力 油罐的油位、压力油罐压力及油泵起停、油温、主油 阀、补气装置、卸载阀、循环油泵液压柜SL20：所有电磁液压阀的动作、从压力开关接$攵信号球阀指示系统IV10：接收各位置开关信号、向各位置 开关的加热器提

12、供220V交流电源、向球阀和工作旁通 阀提供24V直流电源并接收4-20MA的电流信号对于球阀漏油箱：控制漏油泵接触器、漏油箱的油位、 接收油过滤器堵塞信号国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第二节球阀压力油系统概述压力油系统为球阀电磁液压控制阀和接力 器提供压力油。压力油罐内充满空气和压力油。压力油罐 储存的能量能满足高于油泵容量的短时间 内的高耗油量。可以在油泵不启动的情况 下，满足球阀关闭的耗油量。压力油系统的最大工作压力为5. 7Mpa球阀压1号机球貝压力油4油罐£茸帀畐ntt旦、集油槽集油槽上方安装

13、有压力油罐、压力油泵、 循环过滤油泵装置、油位指示等，用于收 集液压油，对油进行冷却。集油箱内装有两个滤网（一个垂直放置， 另一个倾斜放置）以去除油内空气，防止 油的快速氧化延长系统中各部件的寿命。集油箱顶部盖板上设有两个检修进人孔。图纸号314665压力油罐压力油罐是球阀油压系统中储能装置，向球阀接 力器和各液压控制阀提供操作油压。压力油罐上装有压力、温度、油位等开关元件监 视其工作情况，并装有气安全阀、油安全阀防止 声生过高压方。压力油罐的油位是保证压力油罐工作能力的重要 指标，应定期对油罐补气以保持合适的油位和压 另。压力油罐上设有检修进人孔图纸号314665主油泵集油箱上安装有两套相同

14、的油泵组，互为备用。每个油泵组由交流电动机、弹性联接轴、螺杆泵 和管路组成。每个油泵组的油泵吸油管做成弯管 形状，保证泵停转时泵内充满油。在第一次启动 前应对油泵充油。!1!油泵是自充油，正位移型。螺杆泵主要由3个相互 配合的螺杆（转子）构成，中间的是动力转子， 两边是惰性转子。动力转子旳螺纹与惰性转子的 竦纹啮合并莺莎卜套一竝，形成一紧密场密圭9腔， 随动力转子的转动，把密封腔的油形成压力打出。主用泵启停压力5. 4-5. 7Mpa,备用泵启停压力 5. 0-5. 7Mpao集油槽油位低时将停下主油泵。r国两新濒控腰有限公司裁纟录铉国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j a

15、tw cs-omw»-zmei Tvmmo国网新濒理艇有限公司EPVK/WWG OK IT> KZ TTl f A1V UOMLAmT K.IM褻纟录铉目艮务田网 iinsntt卸载阀油泵岀口卸载阀安装在油泵和吸油管进口 逆止阀之间。卸载阀由电磁阀根据与压力油罐连接的压 力开关信号来控制。油泵启动时开启卸载阀在逻辑延时5秒关闭, 起空载启动作用。卸载阀内置一安全阀在压力达到6.2MPA时 动作起保护作用。y/；逆止阀逆止阀用来防止压力油罐的油经由压力油 泵回到集油槽。逆止阀和压力油罐之间装设有隔离阀，可 在不对压力油罐进行泄压的情况下对逆止 阀，甚至油泵泵组进行维护。国网新濒理

16、艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zmei Tvmmo主油阀主油阀用于切断由压力油罐供给压力油管 的压力油。在压力油用户检修时必须关闭。主油阀根据来自IV01的命令打开或关闭在压力油罐油位低低时主油阀能自动关闭, 防止空气进入压力油管。主油阀可通过关闭+SL10-VH001/2来手动关 闭主油阀可通过关闭+SL10-VH004来强制开启安全阀压力油罐上专设有油安全阀和气安全阀， 用于防止压力油罐压力过高油安全阀动作整定值高于主油泵卸载阀， 用于防范卸载阀拒动。气安全阀动作整定值高于油安全阀，用于 油安全阀拒动。安全阀应定期校验。油安全阀在线校验，

17、 气安全阀送专业机构校验。其他设备集油箱上装设有循环油泵，用于循环过滤 集油箱中的油，过滤器上装有滤芯堵塞信 号开关。油、水管路上装设有许多过滤器，用于过 滤其中的杂质。有的过滤器有报警信号或 指示，有的过滤器带有旁通回路。国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第三节球阀液压柜国网新濒理艇有限公司ox rr> k.z nn j atw cs-omw»-zmei Tvmmo软卜！a隸纟录锂|冃艮务田回 隹幅社会液压柜+SL20内集中了对球阀所有的液压 控制设备。有引导阀、控制阀、闭锁阀、压 力开关和表计。

18、Y0200-VP200 Y0202-VP202 Y0203-VP203 Y0400-VP400 引导阀一IV开启电磁阀IV关闭电磁阀IV关闭电磁阀工作密封退出电磁阀控制阀VPOOO液压操作的球阀接力器的主控制阀VP300工作旁通阀控制阀，Y0300线圈为开启 命令、Y0302和303线圈为关闭命令VP304检修旁通阀控制阀，Y0304线圈为开启 命令、Y0306线圈为关闭命令VP004液压操作的工作密封控制阀VP002带手动操作的检修密封控制阀VP206锁定投退电磁阀，Y0206线圈为投入命 令、Y0208线圈为退岀命令闭锁阀 VP001手动操作紧急关闭阀 VP006带手动操作手柄的液压闭锁阀

19、 VCOOO可控逆止阀 VP003手动操作给控制阀（VP200、VP202、 VP203、 VP400、 VP006、 VP300、VP304、VP206）排油，与检修密封控制阀VP002、A0000联动 A0000闭锁球阀未全关时投检修密封压力开关 S0600蜗壳充压时动作 S0400工作密封退出时动作 S0500检修密封退出时动作 S0700IV开启被闭锁时动作PIOOO接力器关闭腔压力表PI002接力器开启腔压力表PI400工作密封投入腔压力表PI500检修密封投入腔压力表PI600蜗壳压力表国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zm

20、e s.inci第四节球阀指示系统球阀本体位置开关 S0210球阀100%全开位置开关 S0216球阀not 100%全开位置开关S0210/216是一个位置开关 S0212球阀大于20%开度位置开关 S0222球阀小于40%开度位置开关 S0214/215球阀全开位置开关（相邻位置、冗余配置） S0228/229用于与闭锁尾闸的球阀全关位置开关（相邻位置、冗 余配置） S0410/420/430工作密封投入位置开关 S0412/422/432工作密封退岀位置开关 S0510/520/530工作密封投入位置开关 S0512/522/532工作密封退岀位置开关 S0218/214球阀锁锭投入位置

21、开关 S0220/226球阀锁锭退出位置开关旁通阀位置开关 S0310工作旁通阀100%全开位置开关 S0312/313工作旁通阀全关位置开关（相邻位置、冗余配置） S0314检修旁通阀100%全开位置开关S0316检修旁通阀全关位置开关国网新濒理艇有限公司ox rr> k.z nn j atw cs-omw»-zmei Tvmmo软卜！a隸纟录锂|冃艮务田回 隹幅社会位置变送器 B0200球阀位置变送器B0300工作旁通阀位置变送器国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第五节球阀漏油箱国两新濒控股有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme b.i ivrimws球阀的漏油箱位于球阀油系统的最底部， 用于系统检修时的排油。由油泵、油过滤器、油位开关、油混水探 测器等组成国网新濒理艇有限公司ck rr> k.z nn j atw cs-omw»-zme s.inci第六节球阀压力水系统压力水取自高压钢管后进入一个配压盒水经过配压盒后的VH010通过一个双