圓筒閥的工作原理及結構特點

 圓筒閥布置在水輪機活動導葉與座環固定導葉之間。在機組停機時，圓筒閥處于關閉狀態，圓筒閥閥體下落處于座環固定導葉與活動導葉之間，上端緊壓布置在頂蓋上的密封條，下端緊壓布置在座環上的密封條，從而達到截流止水的作用。在機組要開啟時， 首先開啟圓筒閥，將圓筒閥閥體提升到座環上與頂蓋形成的空腔內，閥體底面與頂蓋下端面齊平，不干擾水流流動。

在正常開機工況下，先開啟圓筒閥，然后開啟活動導葉；在正常關機工況下，先關閉導葉，然后關閉圓筒閥。

圓筒閥目前已用于在中、低水頭的混流式機組、 中低水頭的抽水蓄能機組上，水頭低于300m，轉輪直徑大于1.4m。圓筒閥的工作水頭一般在400m以下；高于400m水頭時應選用球閥。

目前世界上已制成的圓筒閥zui大直徑達11m，已制成的圓筒閥中zui高工作水頭達275m，已制成的帶圓筒閥的機組的額定出力為600MW。

圓筒閥的優點是操作靈活，啟閉時間短，投入快，可頻繁操作；關閉時密封性能好，可減少導葉漏水和減輕而產生的磨蝕；閥體全開時，閥體下端面與頂蓋過水面基本齊平，水力損失很小；圓筒閥重量輕，為蝶閥1/2左右，球閥的1/5?1/4。圓筒閥zui大的優點是沒有單獨的閥室，可明顯降低水電站工程開挖投資，有的達到10%左右。缺點是圓筒閥在現階段還不能*替代蝶閥、球閥在岔管上使用，并且關閉后一般不能維修水輪機、造成水輪機頂蓋剛度減弱等。

圓筒閥的主要組成部件有閥體、接力器、同步機構、密封等。圖24-25、圖24-26所示是目前國內外投運的圓筒閥典型結構。

（1）圓筒閥直徑的選擇

當圓筒閥裝在水輪機座環固定導葉與活動導葉之間時，應使圓筒閥閥體的zui小內徑要大于活動導葉zui大可能開度的外徑，圓筒閥的外徑要小于座環固定導葉上的導向條的內徑。

圓筒閥的直徑無標準可言，但考慮到安裝，一般 來說，圓筒閥應使用在較大尺寸的水輪機上。

（2）圓筒閥的分類

以圓筒閥操作方式劃分，圓筒閥可分為油泵操作的圓筒閥、直缸接力器操作的圓筒閥；以圓筒閥同步方式劃分，圓筒閥可分為機械同步的圓筒閥、電液同步的圓筒闊。

早期的圓筒閥為油泵操作的圓筒閥，后來又發明了一種新的操作方式，直缸接力器。油泵操作與直缸接力器操作比較，所需要的油壓設備約大一倍。另外，采用油泵操作時，筒體的運動基本上不受水力的影響，是勻速的，不具備自關閉能力。而直缸接力器操作在動水關閉時筒體的運動速度取決于作用在筒體上的動水作用力。

早期的圓筒閥為機械同步的圓筒閥，在每個接力器絲桿頂端裝上鏈輪，將每個鏈輪用鏈條連接起來， 使每根絲桿的旋轉速度一致，從而使每個接力器提升桿與筒體接觸點的上升或下落速度一致。而現在的圓筒閥為電液同步的圓筒閥，是在每個接力器提升桿內裝上一只精度較高的位移變送器，將每個提升桿的位移傳送到計算機進行比較，對相對位移差別大的接力器進行油壓調控，使其每個接力器達到同步。

（3）圓筒閥的結構

圓筒閥由筒體、操作機構、同步機構三大部分組成。

筒體布置位置必須超出導葉剪斷銷剪斷后導葉與限位塊相碰時導葉的外切圓尺寸范圍，筒體高度應大

既可補償鋼管的軸向溫度變形，又便于進水閥的安裝和檢修。伸縮節與進水閥采用螺栓連接。伸縮縫中裝有3?4層石棉盤根或橡膠盤根，用壓環壓緊，防止伸縮縫漏水。當多臺機組共用一根引水總管，且其支管外露部分不長時，伸縮節安裝在進水閥下游 側，以便在不影響其他機組正常運行的情況下，檢修伸縮節或更換止水盤根。

圖24-30所示為一典型的伸縮節結構。伸縮節一般由法蘭、壓環、密封壓板、伸縮管等組成。有些伸縮節為分瓣結構，即伸縮節法蘭、密封壓板和伸縮管均為分瓣結構，法蘭和密封壓板采用螺栓連接。伸縮管在分瓣面處開有焊接坡口，工地連接成整體后再焊 接為一體。此種伸縮節主要用于因受運輸條件限制的大型蝶閥上。伸縮節的結構種類較多，應根據具體的要求與經驗來選定結構類型。

（4）連接管

連接管裝設在伸縮節的對側，將閥門與上游或下游的壓力鋼管連接，是承受閥門水推力的主要基礎部件。圖24-31所示為整體式連接管。大型閥門上采用分體式連接管。上游連接管的鋼管部分要采用高強度的壓力容器鋼板卷制，法蘭采用鍛造法蘭或厚鋼板制造。