水轮机筒阀液压控制系统研究与设计

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1、天津大学硕士学位论文摘要水轮机筒阀液压控制系统是筒阀的关键控制设备。筒阀直径大、自身很重，启闭时需多只接力器共同作用。如何保证接力器运行速度和位置同步，以及根据其位移调节运行速度是整个筒阀液压控制系统的关键技术。本文以实现水轮机筒阀的同步提升为目的，受天津市天发重型水电设备制造有限公司委托，根据水轮机筒阀的启闭特性，对筒阀液压控制系统进行了分析和研究。通过工程实际应用，验证了该装备各项功能、达到了预期性能指标。论文主要研究内容和成果如下：(1)研究了简阀的作用和结构特征。筒阀主要由筒体、操作机构和同步机构三部分组

2、成。筒体是实现水轮机进口阀门功能的实体；液压马达和接力器液压缸是筒阀启闭的两种执行机构；不同的执行机构设计相应的同步机构。(2)采取以液压．机械同步和电气同步相结合的先进控制方式，保证筒阀运行过程六只接力器速度同步和位置同步。针对筒阀的工作特性，分模块设计了液压系统的各功能模块。筒阀液压控制系统基本上由泵站．压力油罐系统、同步回路、平衡回路和速度调节回路组成。为筒阀集成式液压系统设计液压集成块。(3)对筒阀液压控制系统设计的参数进行计算。分析筒阀工况特征、确定接力器的负载大小；对液压系统各项参数进行计算；以此为依

3、据选取液压系统所需的液压缸、泵、电机、控制阀、液压马达以及辅助元件；验证液压系统的性能，确保系统的安全性。(4)提出了一种用Gambit建立由蜗壳、固定导叶、筒阀、活动导叶、转轮和尾水管组成的水轮机全流道模型，并用Fluent软件仿真模拟筒阀动水关闭过程的研究方法。利用仿真手段预测简阀动水关闭过程中各过流部件流体的速度场和压力场的变化，并得到水流对关闭过程中的筒阀产生的液动下拉力。关键词：水轮机，筒阀，液压系统，同步，全流道，’流动计算天津大学硕士学位论文ABSTRACTAcontrolsystemforarin

4、ggatedisposedinahydraulicturbineinstallationisthemostimportantdevicefortheringgate．Thecontrolsystemincludesasetofactuatorstolmtheringgateandtherebyeasemaintenance．Tolifttheringgatesafely,amethodofcontrollingandsynchronizingtheactuatorsisresearchedinthispaper．

5、Now,thefunctionsandperformancesoftheequipmentareverifiedbyengineeringapplications．Themaincontentsofthisdissertationarelistedasfollows：(1)Thestructureandthefunctionofringgateareinvestigated．Theringgateiscomposedbythreeparts：thebodyoftheringgate，theoperatingmec

6、hanism，thesynchronizingmechanism．Thebodyisusedtoshut—offthewaterflow．Hydraulicmotorsandhydrauliccylindersaretwodifferentoperatingmechanisms．Fordifferentoperatingmechanism,therearedifferentsynchronizingmethod。(2)Toensurethesynchronizationofactuators，anewmethod

7、composedbymechanicalcontrolsystemsandelectricalcontrolsystemsisadopted．Forthecharacteristicofmovementoftheringgate，thehydrauliccontrolsystemisdividedintodifferentsectionsaccordingtofunctionitself：thepump—pressurejarsystem，thesynchronizingloop，thebalanceloopan

8、dtheregulatingloopofvelocity．Designhydraulicmanifoldblockfortheintegratedhydraulicsystem．(3)Toobtainmanyimportantparametersofhydraulicsystem,agreatmanyofcomputationisdone．Accordingtotheda