液动水轮机进水球阀结构与技术参数

液动水轮机进水球阀主要由阀前短管（凑合节）、主阀、伸缩节、液动接力器及旁通管路、空气阀、排水阀等组成。整套系统还可包括油压装置、集油箱、控制柜等控制设备及元件。主阀为对称三体结构固定球阀，卧式安装，结构简单，装拆方便。中体与左右体螺栓连接，球形阀芯（球体）靠上下阀杆支撑定位。上下阀杆采用金属基自润滑轴承安装在中体内. 

    液动水轮机进水球阀为硬密封球阀，采用双密封环的双活塞止水环结构，分上游检修密封和下游工作密封。在球形阀芯的上下游密封位置均采用不锈钢密封环，密封环为整圈结构。通过液压系统推动活塞止水环与其压紧，实现密封。正常关闭球阀时，下游工作密封关闭，顺利止水。而在检修或更换下游工作密封时，上游检修密封关闭，并由机械锁定装置锁定。上下游活塞止水环设置有位置信号指示装置，用以指示止水环的全开、全关位置。

    水轮机进水球阀设有旁通管路，可在主阀启闭时平衡上下游压力。在旁通管路上设有液动旁通球阀和检修用闸阀。

    三精球阀操作机构为液压操作机构（直缸接力器），直缸接力器为活塞—拨叉机构，由箱体固定在阀体上。采用封闭式箱体，避免了摇摆式接力器在开关过程中的开式传动，更加安全可靠，同时，阀门的开关定位调整也更加准确方便。设置有节流止回阀、机械锁定装置、主阀位置信号指示装置以及机械锁锭投入或拨出信号指示装置。节流止回阀能避免液动球阀动水关闭时产生振动，并且能设定或调节阀门开关时间；机械锁定装置能抵挡接力器的最大操作压力，避免阀门误动作。

    液动水轮机进水球阀上游通过阀前短管与进水管道焊接，阀前短管可按要求预留割配余量，下游通过伸缩节与水轮机蜗壳连接，以便于安装和检修液动球阀，伸缩节调整范围为0~200mm。

    液动球阀设有以下信号装置：球阀开启和关闭的位置信号装置；旁通阀开启和关闭的位置信号装置；活塞止水环全开和全关的位置信号装置；接力器锁锭开、关投入和拨出的位置信号装置；球阀充水的压力信号装置。这些传感器提供信号，并与控制柜和中央控制室连接，实现阀门的就地操作和中央控制。

    当系统要求开启球阀时，应拔出接力器关锁定，接力器关锁定拔出信号返回控制室，按下开按钮，首先启动电磁阀4DP，接通旁通阀的液压源，旁通阀达到全开位置时，行程开关将旁通阀已开启的信号返回控制室。当主阀上下游的压力接近相等时，压力继电器（由控制柜提供）发出信号，使电磁阀1DP、2DP动作，退开检修、工作密封，行程开关发出工作密封退出信号及启动电磁阀3DP，接通接力器液压源，转动球体，球体转到位后，行程开关将阀门已达到全开位置的信号返回控制室。电磁阀4DP动作，关闭旁通球阀，相应的设在其上的行程开关会将信号返回控制室。球阀开启指示灯亮，并投入接力器开锁定。

    当系统要求关闭球阀时，拨出接力器开锁定，按下关按钮，开启旁通阀，接通接力器液压源，关闭球体。球体关到位后，工作密封投入，旁通阀关闭，相应地设在其上的行程开关也应将信号返回控制室。球阀关闭指示灯亮，并投入接力器关锁定。

    液动球阀正常工作时，应松开检修密封用锁定螺柱；当进行检修或更换下游工作密封时，将球阀关闭，通过电磁阀1DP投入检修密封，行程开附结构示意图关发出信号，使上游检修密封关指示灯亮，为保证检修工作安全，应手动将检修密封锁紧。

    水轮机进水球阀主要应用于大中型水电站。 安装在水轮机的前面，当作水轮机进水阀使用。 上游与压力钢管连接，下游与蜗壳进水管连接。 一方面当水轮机或发电机要检修时； 通过该阀切断管道内的水流可以进行安全的检修。 另一方面在水轮机或发电机出现异常情况时， 可以快速有效的切断水流，防止事故的发生。水轮机进水球阀可以使用在含泥沙水的介质。

    此阀只能当作切断阀使用，不能当调节流量用。水轮机进水球阀具有流体阻力小，特殊的球体结构简单、具有体积小、重量轻的特点。 操作方便，开关迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制。 维修方便，水电球阀的密封圈是活动的，拆卸更换更方便。在全开或全关时，球体和阀座的密封面与介质隔离，介质通过时，不会引起阀门密封面的侵蚀；使用寿命长。

水轮机进水球阀技术参数

适用介质：水、泥沙水等

介质温度：≤80℃

开阀时间：10~240秒(可调)

快关时间：3~60秒(可调)

慢关时间：6~90秒(可调)

快关角度：70°±10°

慢关角度：20°±10°

全开状态最小流阻系数：0

可选控制电源：AC220V、DC220V、DC110V、DC24V

结语

    水轮机进水球阀作为水轮机组的进水阀门，对机组的事故保护和检修起着至关重要的作用，其性能的好坏，直接影响水电站的经济效益和社会效益。因此，水电站对水轮机进水球阀的性能要求也越来越高。特大型水轮机进水球阀设计、制造的难度非常大，既要考虑球阀的强度、刚度、密封性能，又要考虑铸件、锻件、加工件厂家的设备能力，以及运输条件。水轮机进水球阀的成功设计，使进水球阀的总体结构更为合理，性能更加先进，为工况系统的调试、运行和检修提供了可靠的保证。