[发明专利]一种水电机组双法兰结构型式顶盖安全防护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电机组双法兰结构型式顶盖的安全防护结构。

背景技术

水电机组是把水流付出的机械能转换成转轮的机械能，使转轮和主轴克服各种阻力而连续运转起来，再将获得的机械能通过发电机转换成电能的机械装置。水电机组在运行过程中，常常由于流体、机械、电磁等相互影响导致机组振动，使顶盖连接螺栓受交变应力作用，影响顶盖连接螺栓的使用寿命。此外，由于水电机组会在不同水头、不同工况下运行，机组带负荷的运行范围大，启停机频繁，且经常会处在非最优工况下运行，导致作用在顶盖上的水压力数值变化很大；顶盖连接螺栓所受应力处于一个较高的水平，致使顶盖连接螺栓上的应力会大幅度波动。水电机组中的抽水蓄能机组兼有抽水与发电功能，具有高水头、高转速、复杂多工况运行的特点，对安全稳定性要求极高。在工作状态下水泵、水轮机工况转换比较频繁，且工况转换过程中高压侧压力变化幅度会更大，顶盖连接螺栓所受应力水平更高，应力波动更大。为此，水电机组在高应力水平、频繁的交变应力和机组振动作用下，顶盖连接螺母发生松动的几率会大幅增加，从而直接危及到水电机组乃至整个发电厂的运行安全。

有鉴于此，有必要开发一种水电机组顶盖安全防护装置，在不同工况压力变幅过大或机组振动引起连接螺母发生松动时，能够保证顶盖与座环间有可靠的机械连接；避免在水压力的作用下引起顶盖发生轴向位移，导致顶盖与座环间失去有效的密封，使压力水溢出机组进入厂房，影响电站安全运行，甚至危及电站工作人员人身安全的情况发生。

发明内容

本发明公开一种水电机组双法兰结构型式顶盖防护结构，解决的技术问题是在顶盖连接螺母发生松动，导致顶盖与座环间失去有效的机械连接时，仍然保证顶盖与座环间有可靠的机械连接。本发明的技术方案是：座环上环板(7)通过螺杆(1)和螺母(5)与顶盖下法兰(6)连接，螺杆(1)通过连接螺母(2)与上法兰(3)连接，下法兰(6)和上环板(7)间设置橡皮条(8)，螺母(5)上方设置防松螺母(4),安装时首先将螺杆(1)穿过上法兰(3)，依次将防松螺母(4)和螺母(5)从下端旋入螺杆(1)，之后螺杆(1)穿过下法兰(6)和上环板(7)并将其旋紧，此时将螺母(5)拧紧至与下法兰(6)紧密接触，将防松螺母(4)拧紧至与螺母(5)紧密接触；将连接螺母(2)旋入螺杆(1)上端，使其与上法兰(3)紧密接触，利用液压拉伸器拉伸螺杆(1)使其产生弹性变形，保证螺母(5)与顶盖上法兰(3)的间隙不大于螺杆(1)伸长量，最后将连接螺母(2)拧紧。

工作原理：

常规的水电机组的顶盖双法兰结构型式如图2所示。对于高水头的水电机组而言，作用在连接螺母(2)上的压力也会相应地增大。在不同工况转换过程中压力变幅过大，或机组振动引起致连接螺母(2)发生松动时，导致顶盖下法兰(4)与座环(5)之间失去有效的机械连接，顶盖会在压力水的作用下脱离座环(5)，使顶盖下法兰(4)与座环(5)间橡皮条(6)失去密封作用，使水溢出机组进入厂房，影响电站正常运行，甚至危及电站工作人员人身安全。

针对以上情况，本发明从以下几个方面保证机组安全：

座环上环板(7)与顶盖上法兰(3)通过螺杆(1)和连接螺母(2)固定，顶盖下法兰(6)与座环上环板(7)接触，螺母(5)在顶盖下法兰(6)上方并互不接触，正常工作时，螺母(5)不受力；连接螺母(2)松动时，螺母(5)逐渐承受载荷，螺母(5)上方设置防松螺母(4)。安装时首先将螺杆(1)穿过顶盖上法兰(3)，依次将防松螺母(4)和螺母(5)从下端旋入螺杆(1)，之后螺杆(1)穿过顶盖下法兰(6)和座环上环板(7)并将其旋紧，此时将螺母(5)拧紧至与顶盖下法兰(6)紧密接触，将防松螺母(4)拧紧至与螺母(5)紧密接触；将连接螺母(2)旋入螺杆(1)上端，使其与顶盖上法兰(3)紧密接触。利用液压拉伸器拉伸螺杆(1)使其产生弹性变形，将连接螺母(2)拧紧,使螺杆(1)一直保持拉伸状态，此时顶盖下法兰(6)与连接螺母(5)之间产生间隙。