云南水力发电浅谈对小湾电站水轮机设置筒形阀的认识张向明，邹锐（云南澜沧江水电开发有限责任公司，云南昆明65⑴11）1刖目小湾水电站位于云南省南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段，系澜沧江中下游河段八个规划梯级电站中的第二级，是云南省实施西部大开发和西电东送战略，把以水电为主的电力工业定为云南省的第五大支柱产业政策的重要项目也是澜沧江水电开发有限责任公司实施流域开发的电站。

　　小湾电站以发电为主，兼顾有防洪、灌溉、拦沙、航运等作用，在系统内主要担负调峰、调频和事故备用。电站双曲拱坝坝高292m，总库容149.14亿m3，大水头251m，小水头164m，额定水头216m，总装机容量4200MW，单机容量700MW.机组具有单机容量大、运行水头高、水头变幅大、在系统中地位重要等特点，机组在各种水头下的安全稳定运行至关重要，因此，水轮机是否设置筒形阀值得慎重考虑。

　　2小湾水电站水轮机设置筒形阀的必要性筒形阀的设置在控制厂房尺寸、减小水力损失、方便机组操作以及可以取消快速事故门而具有的经济性等方面有其独到的优点。对于小湾电站来说，设置筒形阀对确保机组的安全、可靠、经济运行是十分必要的，主要表现在：（1）消除导叶间隙气蚀，保护导水机构，提高机组运行的灵活性和可靠性。

　　从国内外电站的运行情况看，虽然制造厂和运行单位采取了许多改进措施，但间隙气蚀造成导叶和上下抗磨板损坏还是难以避免，导叶漏水量仍会逐渐加大，其后果一是造成机组停机困难，降低了机组运行的可靠性，缩短了机组检修周期，以及长时间投入机械制动引起的粉尘污染造成的发电机安全隐患；二是机组启动时进水阀或进水口事故门充水平压困难机组不能快速启动，降低了机组运行的灵活性，影响电站的经济效益。筒形阀封水性能好，启闭迅速，能有效的保护导水机构，在保证机组能快速启停，灵活适应系统调峰、调频和事故备用的要求，提高机组的安全稳定运行水平，延长机组的大修周期以及增加经济效益等方面，具有显著的、不可替代的作用。因此，小湾电站水轮机设置筒形阀是完全有必要的。

　　小湾电站单管单机的引水管长度约300m左右，管道容积超过20000m3.当机组事故产生飞逸，机组过速达150nr时，从快速事故门动作截断水流，到放空引水管道中20 000m3的存水，所需时间较长，机组飞逸转速持续时间很可能超过常规允许值。而筒形阀可以在60s左右从活动导叶前动水关闭截断水流，有效地缩短机组飞逸时间，提高机组的安全性，其作用是快速事故门难以替代的。

　　（3）减少机组漏水量，增加发电经济效益。

　　据漫湾电站实测，筒形阀全关漏水量为0. 03m3/s（为导叶漏水量的3）由于小湾水库为不完全多年调节，水量可充分利用，经初步估算小湾电站水轮机不设进水阀，新导叶漏水量为机组额定流量的3约1m3/s.按6年一个大修周期估算大修期内导叶平均漏水量为3. 1m3/s，如年利用小时为4500h，小湾电站每年因减少停机漏水可多发电108kW按上网电价0.2306元-h计，每年可增收2259.9万元，经济效益显著。

　　1典者简介：张向明（952男福建福州人工程师，主要从事水电建设管理工作°ghtsreserved，http://www.cnki.net张向明邹锐浅谈对小湾电站水轮机设置筒形阀的认识3小湾电站水轮机设置筒形阀的可行性（1）由于筒形阀布置在水轮机固定导叶与活动导叶之间，所以设置筒形阀不会造成厂房尺寸的增大，不会引起土建费用的增加。

　　（2）筒形阀接力器的同步机构是保证筒阀运行可靠性的关键，目前国内采用的机械同步装置和电气一液压同步装置均能安全可靠的运行。随着科学技术的发展，小湾电站筒形阀还可研制出更完善的同步机构，进一步提高筒阀运行质量。与电站机电设备相比较，目前筒形阀同步机构主要部件的进口比重是很小的，随着加工技术的提高，国内生产也不是没有可能。

　　表1国内外部分筒形阀外形尺寸表（单位：mm）电站筒阀外径筒阀内径阀体壁厚漫湾电站大朝山电站小浪底电站罗贡电站5~6.7m筒阀外径约为9000mm，高度约为13⑴mm，可米取分半运输、现场组焊的方法，其制造难度在目前国际一般水平范围内，因此，小湾电站筒形阀在设计、制造、运输、安装方面不存在不可克服的困难。

　　（4）在漫湾电站率先在国内采用筒形阀之前，法国奈尔匹克公司于1947年为Montey―nard电站制造了套筒阀，以后又分别为TeiletArgenty电站和Torrao电站提供了筒阀。20世纪60年代后期至70年代初期，加拿大GE公司为OutardesI电站和Manic 17套筒阀。80年代末，前苏联为罗贡等3个电站研制了筒形阀。目前我国已有漫湾、小浪底、大朝山、石泉电站采用了筒阀，从已投产的机组运行情况看，筒形阀运行安全可（5）漫湾电站6号机筒形阀阀体由于制造原因产生变形，引起接力器活塞杆倾斜憋劲，造成同步机构动作，使筒阀不能投入运行，经对筒形阀的关键轴承进行改进后，筒阀运行灵活。截止到2000年12月，漫湾电站筒形阀已运行了7年半，5台机累计启闭8570余次；小浪底投产4台机筒形阀，进行过动水关闭试验，证明了筒形阀运行安全可靠。

　　（6）如果小湾电站在设置筒阀的同时取消进水口快速事故门，改为装设6道检修门，可以取消快速门的油压启闭设备及配套系统，进水口两道门槽减少为一道，据初步估算，由此可减少投资1 809.9万元，其技术经济指标是相当优越的。

　　4设置筒形阀的局限性根据有关规范，进水口快速事故门的设置是为了保护机组和钢管，同时也便于机组和钢管的检修。

　　设置筒形阀取消快速事故门后，机组的保护和部分检修可由筒阀承担，但若钢管、蜗壳发生破裂大量漏水时，进水口检修门不能快速切断水流，对于浅埋式钢管和明露式钢管，在防止事故扩大上当然是很不利的。但小湾电站为深埋式钢管，一旦发生钢管、蜗壳破裂，其外包的混凝土还有一定的封水效果，可进行关闭进水口检修门截断水流，防止事故扩大。

　　5结语根据国内外筒形阀的使用情况，特别是漫湾电站、小浪底电站筒阀运行的成功经验，结合小湾电站水头高、单机容量大、机组启停频繁、在系统中占有重要地位的特点，为提高电站的安全稳定运行水平，适应系统调度的要求，小湾电站水轮机设置筒形阀是非常必要的。随着制造技术的发展和制造水平的提高，通过经验的积累和不断地总结，为小湾电站设计制造性能更优越、运行更可靠的筒形阀是完全可能的。