水轮机主轴密封供排水系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水轮机主轴密封供排水系统，包括机组大轴，机组大轴外表面设置有工作密封、检修密封和顶盖集水槽；工作密封与主轴密封供水管路连接，顶盖集水槽与排水管路连接；排水管路位于顶盖集水槽内的管路上连接有第一逆止阀和潜水泵主轴密封供水管路上依次设置手动调压阀和自动稳压阀，自动稳压阀后连接有补充供水管路，补充供水管路另一端与顶盖集水槽连通。该系统解决了现有的主轴工作密封系统用水量较大、排水耗电量较大，对于顶盖排水泵的效率与稳定性需求较高，故障后风险程度较高的问题，具有结构简单、可实现主轴密封漏水的循环再利用，达到减少清洁水消耗量、降低顶盖排水量的特点。降低顶盖排水量的特点。降低顶盖排水量的特点。

【技术实现步骤摘要】
水轮机主轴密封供排水系统


[0001]本技术属于水轮机主轴密封
，具体涉及一种水轮机主轴密封供排水系统。

技术介绍

[0002]水轮机主轴密封是水轮机转动部件主轴与固定部件支持盖之间动静分离处的密封装置，用以减少或防止外部的江水从转动部件与固定部件之间的间隙泄漏，避免江水倒灌，保证机组安全稳定运行，是水轮发电机组的关键部件之一。主轴密封又分为工作密封和检修密封，分别在机组运行和机组停机检修时使用。一般主轴密封即指主轴工作密封，俗称“水封”，密封面处通以比江水压力稍大的清洁水（自来水），实现封闭江水的功能，密封面处的清洁水少部分向外流入江中，大部分向内汇入机组顶盖集水槽中，最终通过排水泵排出。
[0003]不论采用何种形式的主轴密封，在追求更好的密封性能与更长的使用寿命的基础上，主轴密封的用水量和漏水量都是必须考虑的重要参数，并据此配备相应的主轴密封供水、排水系统。目前行业内各水电站普遍引入市政自来水作为主轴密封供水的水源，而排水系统则多采用多台排水泵从顶盖集水槽强排至电站尾水的方式。这种相互独立的主轴密封供水、排水系统，一方面水、电的消耗较大，以某150MW轴流转桨式机组为例，单机全年清洁水用水量可达20万顿，排水耗电量可达1.5万千瓦时；另一方面对顶盖排水泵的效率与稳定性要求较高，一旦出现故障就存在较大的水淹机组风险，对电站设备管理维护提出了较高要求。因此，主轴密封供水、排水系统改造具有较强的现实意义。

技术实现思路

[0004]本技术所要解决的技术问题是提供一种水轮机主轴密封供排水系统，该系统解决了现有的主轴工作密封系统用水量较大、排水耗电量较大，对于顶盖排水泵的效率与稳定性需求较高，故障后风险程度较高的问题，具有结构简单、可实现主轴密封漏水的循环再利用，达到减少清洁水消耗量、降低顶盖排水量的特点。
[0005]为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种水轮机主轴密封供排水系统，包括机组大轴，机组大轴外表面设置有工作密封、检修密封和顶盖集水槽；工作密封与主轴密封供水管路连接，顶盖集水槽与排水管路连接；排水管路位于顶盖集水槽内的管路上连接有第一逆止阀和潜水泵主轴密封供水管路上依次设置手动调压阀和自动稳压阀，自动稳压阀后连接有补充供水管路，补充供水管路另一端与顶盖集水槽连通。
[0006]优选地，补充供水管路位于顶盖集水槽内一端连接有吸水过滤器。
[0007]优选地，补充供水管路位于顶盖集水槽上方的管路上连接有第二逆止阀。
[0008]优选地，吸水过滤器和第二逆止阀之间的补充供水管路上连接有恒流水泵；恒流水泵位于顶盖集水槽内。
[0009]优选地，补充供水管路的水流由顶盖集水槽流向主轴密封供水管路。
[0010]优选地，补充供水装置的恒流水泵与机组主轴检修密封的控制电路连接，组成反
向协同控制回路；当机组停机、检修密封投入时，恒流水泵断电停运；当机组开机、检修密封退出时，恒流水泵通电投运。
[0011]本技术提供的水轮机主轴密封供排水系统的有益效果如下：
[0012]1，该系统方案以现有供水、排水系统为基础，结构简单，控制逻辑清晰，选用设备成熟可靠，无需大规模改造即可实现系统所有功能；
[0013]2，该系统方案实现了主轴密封漏水的循环再利用，清洁水消耗量可降低至31.8%，排水耗电量可降低至75.6%（含恒流水泵耗电量），顶盖排水量降低至16.9%，节能减排效果显著；
[0014]3，该系统方案增设补充供水装置后，大幅降低了顶盖总体排水量，排水泵使用率降低至16.9%，降低了机组安全运行对于排水泵的依赖；增设设备故障时，系统仍能按原供水系统方式运行，大大提高整个主轴密封供排水系统的安全可靠性，降低了设备维护成本。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：
[0016]图1为本技术的结构示意图。
[0017]图中附图标记为：手动调压阀1，自动稳压阀2，第一逆止阀3，潜水泵4，第二逆止阀5，恒流水泵6，吸水过滤器7，工作密封8，检修密封9，机组大轴10，顶盖集水槽11，主轴密封供水管路12，排水管路13，补充供水管路14。
具体实施方式
[0018]如图1中，一种水轮机主轴密封供排水系统，包括机组大轴10，机组大轴10外表面设置有工作密封8、检修密封9和顶盖集水槽11；工作密封8与主轴密封供水管路12连接，顶盖集水槽11与排水管路13连接；排水管路13位于顶盖集水槽11内的管路上连接有第一逆止阀3和潜水泵4主轴密封供水管路12上依次设置手动调压阀1和自动稳压阀2，自动稳压阀2后连接有补充供水管路14，补充供水管路14另一端与顶盖集水槽11连通。
[0019]优选地，补充供水管路14位于顶盖集水槽11内一端连接有吸水过滤器7；吸水滤过器主要用于保护恒流水泵6，集水槽内的主轴密封漏水绝大部分是清洁水，其维护量也较低。
[0020]优选地，补充供水管路14位于顶盖集水槽11上方的管路上连接有第二逆止阀5。
[0021]优选地，吸水过滤器7和第二逆止阀5之间的补充供水管路14上连接有恒流水泵6；恒流水泵6位于顶盖集水槽11内；恒流水泵6可根据实际情况选择合适参数的齿轮泵、柱塞泵或滑片泵等定流量水泵，其排水量不受出口压力的影响。
[0022]优选地，补充供水管路14的水流由顶盖集水槽11流向主轴密封供水管路12。
[0023]优选地，补充供水装置的恒流水泵6与机组主轴检修密封9的控制电路连接，组成反向协同控制回路；当机组停机、检修密封9投入时，恒流水泵6断电停运；当机组开机、检修密封9退出时，恒流水泵6通电投运。
[0024]在实际应用中，该系统应用于某大型转流转浆式水轮机组，其主轴密封设计供水压力0.20~0.22MPa，典型清洁水用水量约22m
³
/h，主轴密封漏水量约18m
³
/h，配备了3台50QW25
‑
25型潜水泵4，潜水泵4扬程25m、流量25m
³
/h、功率4.4kW，实测顶盖泵停泵间隔
10min，单次运行时长36min，24h内启动次数31次；在此条件下，恒流水泵6选型主要参数为：流量15m
³
/h，出口压力0.1~0.3MPa，功率2kW；该机组采用本系统方案后，机组各运行参数不变，主轴密封实际耗水量降至7m
³
/h，顶盖泵停泵间隔增至60min，单次运行时长降至9min，24h内启动次数降至21次。
[0025]上述水轮机主轴密封供排水系统的工作原理如下：
[0026]补充供水装置与机组主轴检修密封9的投退保持反向协同控制，即当机组停机、检修密封9投入时，恒流水泵6断电停运；当机组开机、检修密封9退出时，恒流水泵6通电投运，此时补充供水装置从顶盖集水槽11吸水，降低排水泵的工作频次，同时向主轴密封供水管补充恒定流量的水量，而原主轴密封供水装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水轮机主轴密封供排水系统，包括机组大轴（10），机组大轴（10）外表面设置有工作密封（8）、检修密封（9）和顶盖集水槽（11）；工作密封（8）与主轴密封供水管路（12）连接，顶盖集水槽（11）与排水管路（13）连接；排水管路（13）位于顶盖集水槽（11）内的管路上连接有第一逆止阀（3）和潜水泵（4）；其特征在于：主轴密封供水管路（12）上依次设置手动调压阀（1）和自动稳压阀（2），自动稳压阀（2）后连接有补充供水管路（14），补充供水管路（14）另一端与顶盖集水槽（11）连通。2.根据权利要求1所述的水轮机主轴密封供排水系统，其特征在于：所述补充供水管路（14）位于顶盖集水槽（11）内一端连接有吸水过滤器（7）。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伍，井弦伟，董文婷，周峰峰，刘元勋，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：