[发明专利]一种水轮机活动导叶轴向位移在线测量系统

说明书

本发明公开了一种水轮机活动导叶轴向位移在线测量系统，包括活动导叶，活动导叶的上、下轴颈安装于顶盖与底环之间，连板与拐臂通过剪断销连接固定，导叶端盖通过连接螺栓与拐臂固定，导叶压紧螺栓、导叶提升螺栓安装于导叶端盖的安装螺孔上；压力敏感元件设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内，活动导叶上浮或下沉位移导致的压力变化，压力敏感元件将压力变化值转化为mV级电压变化，经电气放大输出元器件输出标准信号模拟量信号，传送至测量系统。本能发明能对因活动导叶轴向位移引起顶盖、底环磨损，实时测量位移量并进行趋势分析、状态预警。

技术领域

本发明涉及水轮发电机组在线测量、状态检修技术领域，尤其是涉及水轮机活动导叶轴向位移在线测量系统。

背景技术

水电站水轮发电机组通过改变活动导叶开度，调节通过转轮水流量，实现机组有功调节。活动导叶为翼型截面，配置上、中、下轴颈，导叶下轴颈安装在底环，上、中轴颈于顶盖上下环面接触，活动导叶沿自身轴线旋转，改变导叶开度。水轮发电机组发电运行时，导叶受水流浮力影响，会有一定程度的上浮，导叶上端部提升螺栓如果松动会导致导叶沿轴线下沉。导叶轴向位移调整不当、长期运行磨损等因素会导致导叶倾斜，增大机组漏水量，甚至引起导叶与顶盖、底环摩擦。目前只有水轮机在检修时，排空蜗壳积水，打开蜗壳进人门后，才能测量、调整、复核导叶断面间隙，不能实时测量及开展趋势分析工作。机组运行时，若需要调整导叶轴向位移，难以确定调整数值且不能保证调整结果。

另有中国专利公告号为CN205618286U，于2016年10月5日公开了一种水电厂用水轮机导叶受阻监测装置，该测量装置包括用于供电的电源模块、用于测量导叶受阻的剪断销信号器、用来测量剪断销信号器状态的继电器；所述的电源模块的正负极接继电器的正负极，继电器线圈串联多个剪断销信号器，继电器常开接点K2经端子排接可编程控制器的输入端，可编程控制器的输出端连接光纤收发器，光纤收发器通过交换机连接上位机。上述发明不能解决活动导叶轴向位移调整不当发生上下移动，长期运行磨损等因素会导致导叶倾斜，增大机组漏水量，甚至引起导叶与顶盖、底环摩擦的问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种水轮机活动导叶轴向位移在线测量系统，实现活动导叶上浮、下沉、倾斜量实时测量，可将采集的实时运行数据接入水电站已有的水轮发电机组在线测量系统或机组监控系统或配置专用服务器，不仅实时测量导叶轴向位移值、诊断发展趋势，还可在机组检修时用于测量、调整、复核导叶轴向位移。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种水轮机活动导叶轴向位移在线测量系统，不改变水轮机活动导叶和导水机构结构、安装型式，即可测量水轮机活动导叶轴向位移，活动导叶的上、下轴颈安装于顶盖与底环之间，连板与拐臂通过剪断销连接固定，导叶端盖通过连接螺栓与拐臂固定，导叶压紧螺栓、导叶提升螺栓安装于导叶端盖的安装螺孔上；其特征在于：还包括压力敏感元件，所述压力敏感元件设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内，活动导叶上浮或下沉位移导致的压力变化，压力敏感元件将压力变化值转化为mV级电压变化，经电气放大输出元器件输出标准信号模拟量信号，传送至测量系统。测量系统为在线测量系统或现地控制单元或专用服务器。供水电站运行维护人员检测。压力敏感元件具有经济性好、体积小特点，采用DC24V供电，测量范围0～350kPa,采用不锈钢316L壳体，根据不同机组结构、形式、尺寸，精确定位导叶位移零位、限值。

进一步的，所述的压力敏感元件为两个，两个压力敏感元件对称的设置在活动导叶的上轴径与导叶端盖之间的间隙内。

本发明具有以下优点：

1、本发明设计新颖、结构合理，以水轮机活动导叶和导水机构典型结构为基础，充分利用设备特性，安装方便、配置灵活，改造工程量较小。

2、本发明运用广泛，可根据水轮机活动导叶和导水机构结构尺寸、安装方式，选用不同型号压敏元件套装。