水电站用大口径蝶阀的研制.docxVIP

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~60s,主给水调节阀是全天投运。经调查实际调节率为75%,即每天工作18小时。由于使用了柔性石墨可减小摩擦力6187.5N。实际做功935.6×103J,折0.26度电，全年可节约93.6

度电。一个火力发电机组中有调节阀约213个，可节电9968.4度。所以，在发电厂和电站阀门制造厂大力推广使用柔性石墨是节约能源的一项主要措施。

水电站用大口径蝶阀的研制哈尔滨电机厂闵凤宾

摘要介绍了天生桥二级水电站用压力为2MPa、公称通径为4.2m的蝶阀及其附件的结构和研制过程。提出了该型蝶阀的更新设计方案。

主题词：蝶阀发电贴用阀结构

一、概述

天生桥二级电站水轮发电机组的进水阀，其工作压力为2MPa.升压为2.7MPa,公称通径4.2m。经分析，若采用球阀，其总重为800吨，当时售价为每台1500万元人民币。阀体最大外廓尺寸为6.5m.难以解决运输问题。采用蝶阀、其总重为120吨，每台价为250万元。在1986年招标时，用户要求采用蝶阀。

哈尔滨电机厂中标并承担了蝶阀的设计和研制工作。当时，该厂已开发了水用自闭双平板式(通流式)蝶阀。其中一台蝶阀的公称通径为2m,密封试验压力为2MPa;另一台公称通径为0.5m的蝶阀，其试验压力为2.5MPa。经试验，基本掌握了在现场进行动水操作试验和确定双平板蝶阀水力特性的方法。并利用云南毛家村电站及福建安沙电站用双平板蝶阀的动水操作试验数据，求出了水力矩和流阻系数。

二、主要零部件的设计与研制

1.蝶板

对阀体和蝶板的应力状况进行了有限元计算。在此基础上完成了结构设计(图1)。该蝶阀的蝶板采用饼形时，其流阻系数约为0.25,压

力损失为0.01MPa。若采用双平板型，流阻系数小于0.1,压力损失约为0.004MPa。故采用了后者

对蝶板的结构提出了3种方案(图2)。其中c方案是瑞士艾舍维斯公司和法国奈尔皮克公司采用的方案。该结构巧妙地运用了桁架的受力原理，结构较为合理。b方案是设计人员推荐的方案，同样是桁架结构，焊接位置较小。由于对c方案未有实际的使用经验，对b方案焊接施工存在一定的困难，故采用了·a方案。

在对a方案进行有限元计算时，发现其应力值偏大，即增加了板的厚度。在密封试验时，在M处(图2a)出现了裂纹。于是改成图3的结构，增加两根斜筋，将该部应力从300MPa降为100MPa。再作密封试验时，对应力进行实测，实测结果与计算值一致。经测，该种结构仍有4mm的变形。由于这种变形属弹性变形，对其密封性能影响不大，故未再处理。

2.阀体

对阀体提出了3种方案(图4)。其中.c方案是瑞士艾舍维斯公司采用的结构。其特点是轴承附近刚度大，进出口侧法兰所受弯曲应力小，受力条件好，制造难度相对较小。b方案在

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门1995年第1期近的阀体刚度载荷缺乏足够的认识，以致不适

图改进前的蝶阀

1.接力器2.蝶板3.阀体4.伸缩节5.锁锭6.重锤

(C)(a)(b)

(C)

图2蝶板的3种结构

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当地选定了a方案。在密封试验时，轴承附近的加强筋产生了裂纹才引了起重视。经受力分析，发现在蝶板关闭出口侧无水的情况下，对应于阀轴的阀体轴承处承受很大的集中载荷，由此引起附近的加强筋承受很大的附加应力，导致裂纹。

经有限元计算证实，完全靠阀体来承受此集中载荷，阀体的宽度应大大增加。经查，国外产品的阀体