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大型轴流转桨式水轮机转轮检修改造安津，熊建平（东芝水电设备（杭州）有限公司，浙江 杭州310016）摘 要∶ 东芝水电设备（杭州）有限公司于 2009 年 3 月和 2010 年 3 月分别完成了富春江水电厂 4 号、5 号水轮机转轮的检修改造，机组投入使用后至今运行情况良好，达到了设计预期目标。文章以此为例，对大型轴流式水轮机转轮改造设计、制造、安装和试验方法做了较详细的介绍，供类似水轮机转轮检修改造时参考。关键词∶ 大型轴流转桨式水轮机；转轮；检修；改造文章编号∶ 1001-408X（2013）02-0078-05中国分类号∶ TK730.8文献标识码∶ B概况随着中国水电建设事业的不断向前发展,机测量工作，这些都给设计、制造和安装带来了极大的困难。但东芝水电在富春江水电厂领导及相关人 员的大力支持下，在转轮分解前即展开了检修、改造 的各项准备工作，包括改造方案设计、改造更换零件 材料的预先采购、检修工具的预先准备等，经过精心 的准备、充分的研讨、细致的工作，如期地成功完成 了富春江水电厂 4 号与 5 号机转轮检修、改造工作。1水轮机设计、制造水平也有了极大的提高，同时在几十年前制造的一些水轮发电机组，包括国外引进的一些 机组也都进入了更新改造期，本文以富春江水电厂 的 4 号、5 号水轮机转轮检修改造为例，介绍大型轴 流式水轮机转轮的改造设计、制造、安装和试验方 法，供类似水轮机转轮检修改造时参考。富春江水电厂位于浙江省桐庐县钱塘江干流， 富春江上游距新安江水电厂约 60 km，下游距杭州 市约 90 km。电厂现安装有 6 台轴流转桨式水轮发 电机组，转轮直径 D1=8 m，单机容量 60 MW，总装机 容量 360 MW，其中 4 号、5 号机组为上世纪 70 年代 从法国原产进口产品，4 号于 1977 年 4 月投运，5 号 于 1976 年 1 月投入运行。水轮机型号为 ZZ（5M77）- LH- 800，机组已服役 30 多年，转轮均未进行过更 新改造。但由于水轮机叶片枢轴止推铜套磨损严重、 叶片严重下垂、密封漏油、密封压板凸出等重大缺陷 日益显现，也将危及电站运行安全，并将对周围环境 产生不利影响，急需进行检修改造。东芝水电设备（杭州）有限公司（以下简称东芝水电）在竞争中赢得 了富春江水电厂 4 号与 5 号机转轮检修改造的合 同，也承担了诸多风险。由于机组制造年份久远，原制造商提供的转轮 相关资料非常有限，转轮内部详细情况无人清楚；又加上转轮检修改造工期非常紧张，无法进行预先拆水轮机主要技术参数2水轮机型号转轮直径 D1 桨叶数量 Z 额定转速 nr 额定出力 Nr 额定流量 Qr 额定水头 Hr 轮毂比 dB 旋转方向ZZ（5M77）- LH- 8008 m571.4 r/min62.3 MW516 m3/s14.3 m0.46俯视顺时针桨叶额定操作油压4.0 MPa转轮结构富春江水电厂 4 号、5 号机转轮结构一致，转轮 由转轮体、叶片、桨叶操作接力器、操作机构、泄水锥 等组成，叶片数为 5 片。转轮叶片由桨叶接力器及操作机构进行控制， 桨叶接力器布置在转轮体上部，为带操作架的活塞3收稿日期：2012-09-17；修回日期：2012-10-19作者简介：安 津（1981-），男，天津人，助理工程师，学士，主要从事水轮机设计工作，E-mail：mailto:an.jin@an.jin@。78安 津，熊建平：大型轴流转桨式水轮机转轮检修改造运动式结构，活塞杆与操作架采用 M450 特殊大螺母固定，虽原制造商提供过特殊螺母拆装专用工具， 但从未使用过，其密封是否老化也需要事先检查、确 认，并进行必要的维护，该工具笨重，使用时需要非 常高的人机协调度,存在较大难度。叶片密封为金属密封结构，并加多道双向橡胶 密封，能可靠地防止漏油和防止水进入转轮体内。转轮为充压式结构，转轮体轮毂中充满透平油。术，本次改造叶片密封采用金属密封加橡胶双向密封的形式，密封件尺寸作了充分考虑，以便于保证叶 片密封效果。密封安装时应严格按相关作业指导书进行,如图 1 所示为改造后的叶片密封，其稳定性提高，更换 方便，在耐压试验、动作试验以及后续的正常运行中 证明了所采用的密封结构性能良好，满足改造设计要求。转轮检修改造说明本次轴流转桨式水轮机转轮检修、改造方案主 要包括：4（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）转轮内轴套更换；叶片密封（金属密封 + 橡胶密封）更换； 活塞杆密封更换； 活塞缸、活塞、活塞环修复；轮毂修复； 主要螺栓无损探伤检查； 桨叶操作机构修复； 耐压试压和动作试验；转轮整体翻身；1- 密封压板；2- 紧固螺栓；3- 橡胶密封组件；4- 金属密封；5- 密封圈；6- 定位销；7- 弹簧图 1 叶片