一種上水庫充水及排水系統的製作方法

2023-05-30 00:28:37

本實用新型涉及一種上水庫充水及排水系統。適用於抽水蓄能電站。

背景技術：

對於上水庫沒有天然地表徑流補給的抽水蓄能電站，受自然條件、施工工期等因素影響，在首臺機組首次啟動時，上水庫一般不具備較大的蓄水量，考慮上水庫的蓄水時間、輸水系統的充排水試驗以及機組發電進度的要求，電站需要設置安全可靠的上水庫充水及排水系統。根據抽水蓄能電站的特點，輸水隧洞系統建成投入運行前需要進行充水保壓和排水試驗，機組啟動前需要在上遊流道內預先充滿一定高程的水量，以滿足機組啟動的要求。因此，上水庫充水及排水系統的安全可靠性直接影響電站的調試和投產時間。

抽水蓄能電站的水頭差往往都比較大，有的甚至達到800多米，這樣上水庫充水系統的設計壓力以及排水壓力就往往較高，安全性尤其要引起重視。根據抽水蓄能電站的輸水系統特點，充水量往往達幾萬立方，要求充水設備能連續運行，這樣系統的可靠性就尤其重要。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是：針對上述存在的問題，提供一種安全可靠的上水庫充水及排水系統，為抽水蓄能電站輸水系統試驗和機組首次啟動調試提供可靠的調試和試驗水源以及排水方式。

本實用新型所採用的技術方案是：一種上水庫充水及排水系統，其特徵在於，所述系統布置在抽水蓄能電站地下廠房蝸殼層機組段，該系統具有兩套並聯連接的充排水單元，每個充排水單元均由一臺充水泵、一個緩閉式止回閥、至少一個渦輪渦杆傳動閥、一個常開手動閥和一個旁路排水針閥組成，其中：

所述充水泵的進口端依次經過常開手動閥、充水泵取水管、公共供水總管和公共供水總管取水管後接至下水庫尾水系統；

所述充水泵的出口端依次經過緩閉式止回閥、渦輪渦杆傳動閥、充水泵揚水管和壓力鋼管排水管後與上遊壓力鋼管連接，上遊壓力鋼管的另一端與對應的發電機組連接；

所述緩閉式止回閥與渦輪渦杆傳動閥之間的管路上通過設置一個三通引出充水泵旁路並在該旁路上安裝旁路排水針閥；

兩個充排水單元的充水泵揚水管之間經上庫充水泵出口聯通管連通，並在該連通管上安裝常閉手動閥；

所述公共供水總管經輸水系統充排水試驗管路接至機組檢修排水系統。

所述渦輪渦杆傳動閥設有兩個且串聯連接；所述三通位於兩個渦輪渦杆傳動閥的中間。

所述充水泵進口端與常開手動閥之間裝有低壓側壓力表。

所述緩閉式止回閥與相鄰的渦輪渦杆傳動閥之間、相鄰兩個渦輪渦杆傳動閥之間、以及渦輪渦杆傳動閥與常閉手動閥之間均安裝有高壓側壓力表。

所述旁路排水針閥的出口側裝有旁路排水壓力表。

所述壓力鋼管排水管上裝有壓力鋼管排水球閥。

本實用新型的有益效果是：本實用新型中設置兩臺互為備用，也可同時啟動的充水泵(即多級節段式離心水泵)，增加了該系統的可靠性和靈活性，即安全、可靠、經濟有效地解決了輸水系統充排水試驗的充水和排水，以及機組首次啟動前上遊壓力鋼管的充水；輸水系統試驗排水通過設置旁路排水針閥進行排水，即安全可靠又可以靈活控制排水速率，且旁路排水針閥可臨時利用機組本身的機組永久排水針閥，從而節約設備投資成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實施案例為一種上水庫充水及排水系統，該系統布置在抽水蓄能電站地下廠房蝸殼層機組段，具有兩套並聯連接的充排水單元，每個充排水單元均由一臺充水泵(多級節段式離心水泵)3、一個緩閉式止回閥4、兩個渦輪渦杆傳動閥6、一個常開手動閥1和一個旁路排水針閥9組成。

本例中，兩套充排水單元中的充水泵3互為備用，也可同時啟動；兩個充排水單元的充水泵揚水管103之間經上庫充水泵出口聯通管106連通，並在該連通管上安裝常閉手動閥7。

充水泵3的進口端依次經過常開手動閥1、充水泵取水管102、公共供水總管105和公共供水總管取水管108後接至下水庫尾水系統；並在充水泵3進口端與常開手動閥1之間裝有低壓側壓力表2；其中，公共供水總管105還經輸水系統充排水試驗管路107接至機組檢修排水系統。

充水泵3的出口端依次經過緩閉式止回閥4、渦輪渦杆傳動閥6、充水泵揚水管103和壓力鋼管排水管104後與上遊壓力鋼管13連接，上遊壓力鋼管13的另一端與對應的發電機組連接；其中，渦輪渦杆傳動閥6設有兩個且串聯連接；緩閉式止回閥4與相鄰的渦輪渦杆傳動閥6之間、相鄰兩個渦輪渦杆傳動閥6之間、以及渦輪渦杆傳動閥6與常閉手動閥7之間均安裝有高壓側壓力表5；發電機組通過機組永久排水針閥11與壓力鋼管排水管104相接，並在壓力鋼管排水管104上安裝壓力鋼管排水球閥12。

緩閉式止回閥4與渦輪渦杆傳動閥6之間的管路上通過設置一個三通(具體位於兩個渦輪渦杆傳動閥6中間)引出充水泵旁路101並在該旁路上安裝旁路排水針閥9和旁路排水壓力表10。

本實施例的主要工作原理及功能如下：

1、滿足輸水系統充水試驗和機組首次啟動前上遊壓力鋼管13充水：首先將1#充排水單元的充水泵3進口端的常開手動閥1、出口端的渦輪渦杆傳動閥6和安裝在上庫充水泵出口聯通管106上的常閉手動閥7關閉，通過公共供水總管取水管108→公共供水總管105→1#充排水單元(圖1的左側)的充水泵取水管102→1#充排水單元的充水泵旁路101→1#充排水單元的充水泵揚水管103→壓力鋼管排水管104向上遊壓力鋼管13充水，並利用下遊尾水對上遊壓力鋼管13進行平壓充水至下遊水位，可縮短整個輸水系統充排水試驗的時間；然後再打開1#充排水單元的常開手動閥1，關閉渦輪渦杆傳動閥6和充水泵旁路101上的旁路排水針閥9，之後進行充水泵3造壓啟動，不斷調節渦輪渦杆傳動閥6的開度，使充水泵3運行在穩定範圍內，同時實現向上遊壓力鋼管13內連續充水；滿足輸水系統充水試驗和機組首次啟動前上遊壓力鋼管13的充水要求。

1#充排水單元的充水泵3充水過程中也可根據輸水系統充水速率的限制情況開啟2#充排水單元(圖1的右側)的充水泵3，實現兩臺充水泵同時向上遊壓力鋼管13充水，從而縮短充水時間；充水過程中，當1#充排水單元的充水泵3出現故障時可關閉1#充排水單元的充水泵3出口端的渦輪渦杆傳動閥6，打開常閉手動閥7，將1#充排水單元的充水泵3隔離檢修，利用2#充排水單元的充水泵3向上遊壓力鋼管13充水，很好的保證了輸水系統充水試驗和機組調試的進度。

2、滿足輸水系統排水試驗排水：由於進行輸水系統排水試驗時，機組往往還沒有安裝完成，不具備過水條件，無法通過機組永久排水針閥11進行上遊壓力鋼管13排水。此時就需要通過充水泵旁路101進行排水，即通過上遊壓力鋼管13→壓力鋼管排水管104→1#充排水單元的充水泵揚水管103→1#充排水單元的充水泵旁路101→1#充排水單元的充水泵取水管102→公共供水總管105→輸水系統充排水試驗管路107接至機組檢修排水系統進行排水。首先，關閉1#充排水單元的充水泵3進口端的常開手動閥1、出口端的渦輪渦杆傳動閥6和旁路排水針閥9，然後待安裝在壓力鋼管排水管104上的壓力鋼管排水球閥12前後平壓後打開該球閥，之後小開度開啟旁路排水針閥9，根據旁路排水針閥9的開度流量限制曲線、旁路排水壓力表10顯示壓力及輸水系統排水速率要求調節旁路排水針閥9的開度，嚴格控制排水流量，確保旁路排水針閥9後的壓力保持在管路系統允許的安全壓力範圍內，由於旁路排水針閥9往往出廠前都進行了嚴格的工廠試驗和檢驗，質量可靠，方便調節，這樣就很好的保證了排水試驗的安全可靠性。