[发明专利]一种高水头水泵水轮机转轮双密封减压结构

说明书

本发明公开一种高水头水泵水轮机转轮双密封减压结构,在转轮上冠(20)径向最大直径处设置上冠外止漏环(6)，在下环(9)径向最大直径处设置下环外止漏环(3)，上冠外止漏环(6)和下环外止漏环(3)阻尼相等，在转轮低压侧的下环(9)最小直径处设置下环内止漏环(1)，下环内止漏环(1)处的阻尼小于下环外止漏环(3)处的阻尼，在转轮上冠(20)与下环内止漏环(1)直径处设置上冠内止漏环(4)，上冠外止漏环(6)与下环外止漏环(3)直径相同，本发明实现了降低转轮上冠与顶盖间水压力的目的，从而从根本上保证了转轮上冠与顶盖间的理论压力处于合理范围的目的。

技术领域：

本发明涉及一种高水头水泵水轮机转轮双密封减压结构。

背景技术：

抽水蓄能机组是一种兼有抽水与发电功能，可以在水泵与水轮机工况、电动机与发电机两种相反物理功能之间转换运行的设备。相对于常规的混流式水轮发电机组，抽水蓄能机组具有高水头、高转速、复杂多工况运行的特点，对安全稳定性要求极高。

对于高水头的水泵水轮机而言，由于工作水头高，作用在顶盖上的水压力也会相应地增大。如果不能很好地将顶盖上的水压力控制在一个合理的范围内，就会使顶盖连接螺栓所受应力处于一个较高的水平，由于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非常大，致使顶盖连接螺栓上的应力会大幅度波动，在高应力水平和频繁的交变应力作用下，顶盖连接螺栓发生疲劳破坏的几率会大幅增加，从而直接危及到机组乃至整个电厂的安全。另外，上述水压力也会作用在转轮上冠上。转轮上冠的压力过高，也会直接导致抽水蓄能机组推力轴承轴向负荷的极限绝对值增大，再考虑到机组过渡过程产生的大幅的压力波动，就会增加推力轴承的设计和制造难度。

有鉴于此，有必要开发一种针对高水头水泵水轮机的转轮密封结构，使转轮上冠与顶盖间的理论压力处于合理的范围内，从而从根本上保证高水头抽水蓄能机组不会因上述作用力的作用而对机组的安全稳定运行产生不利的影响。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是针对高水头水泵水轮机转轮上冠与顶盖间理论压力可能过高且不同工况转换时压力变幅过大可能对机组安全稳定运行产生的影响，提供一种高水头水泵水轮机转轮双密封减压结构。本发明的技术方案是：在转轮上冠(20)径向最大直径处设置上冠外止漏环(6)，在下环(9)径向最大直径处设置下环外止漏环(3)，上冠外止漏环(6)和下环外止漏环(3)阻尼相等，在转轮低压侧的下环(9)最小直径处设置下环内止漏环(1)，下环内止漏环(1)处的阻尼小于下环外止漏环(3)处的阻尼，在转轮上冠(20)与下环内止漏环(1)直径处设置上冠内止漏环(4)，上冠外止漏环(6)与下环外止漏环(3)直径相同，顶盖(10)、上冠外止漏环(6)、上冠(20)和上冠内止漏环(4)包围的区域构成上腔(5)，下环外止漏环(3)、基础环(21)、下环内止漏环(1)和下环(9)包围的区域构成下腔(2)，上腔(5)和下腔(2)通过均压管(7)联通在一起，均压管(7)布置在靠近上冠外止漏环(6)与下环外止漏环(3)处，均压管(7)的面积为上冠外止漏环(6)和下环外止漏环(3)密封间隙过流面积之和的2倍。

工作原理：