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水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥公稱通徑的確定

   一、前言
        水電站水輪機(jī)的進(jìn)水蝶閥，安裝在水輪機(jī)前的蝸殼延伸管上，起保護(hù)水輪機(jī)的作用，其公稱通徑應(yīng)與蝸殼直徑相同，且應(yīng)與壓力鋼管直徑匹配。
        在GB/T14478－1993《大中型水輪機(jī)進(jìn)水閥基本技術(shù)條件》中3.1規(guī)定：進(jìn)水閥門與上下游壓力水管相連接處的閥體的通流內(nèi)徑（若二者內(nèi)徑不相同，則取小值）。同時(shí)，JB/T9576－2000《大中型水輪機(jī)進(jìn)水閥門系列》中的A6條也有相同的規(guī)定；根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，進(jìn)水蝶閥的公稱通徑以法蘭聯(lián)接處的較小值為準(zhǔn)。    
        在管道元件的通用標(biāo)準(zhǔn)GB/T1047－2005《管道元件、DN（公稱尺寸）的定義和選用》中定義如下：除非在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定，字母DN后面的數(shù)值不代表測(cè)量值，也不能用于計(jì)算。該標(biāo)準(zhǔn)第3條同時(shí)規(guī)定了優(yōu)先選用的DN數(shù)值。
        在GB/T12238－2008《法蘭和對(duì)夾連接彈性密封蝶閥》中4.7條規(guī)定了各公稱通徑閥門閥座流道的最小值。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)蝶閥的閥座尺寸進(jìn)行了規(guī)定，但對(duì)閥門法蘭聯(lián)接處內(nèi)徑未做明確規(guī)定，理論上可略大于或略小于公稱通徑。
        二、進(jìn)水蝶閥結(jié)構(gòu)分析
        進(jìn)水蝶閥一般采用單密封形式，其主密封結(jié)構(gòu)如下：閥體密封圈（即閥座）在閥體內(nèi)腔，蝶板密封圈（橡膠或不銹鋼）通過(guò)壓環(huán)用內(nèi)六角螺釘固定在蝶板外圈，主密封一般采用雙偏心結(jié)構(gòu)，因此，為保證蝶板密封圈開啟時(shí)不與閥體體筒內(nèi)壁干涉，體筒內(nèi)壁直徑一般大于閥座內(nèi)徑，因設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度不同，有兩種不同結(jié)構(gòu)，如圖1、圖2所示。

        圖1 進(jìn)水蝶閥結(jié)構(gòu)一

        1.下游法蘭 2.閥座 3.蝶板密封圈 4.壓環(huán) 5.內(nèi)六角螺釘 6.蝶板

        圖2 進(jìn)水蝶閥結(jié)構(gòu)二
        1.下游法蘭 2.閥座 3.蝶板密封圈 4.壓環(huán) 5.內(nèi)六角螺釘 6.蝶板 

  
        兩種結(jié)構(gòu)最大的不同在于閥體的結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度不同，按圖1設(shè)計(jì)的閥體結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度比圖2要短；兩結(jié)構(gòu)相同之處在于法蘭聯(lián)接尺寸、閥體體筒內(nèi)腔D1和閥座尺寸D2完全相同，蝶板密封圈尺寸也完全相同。
        根據(jù)GB/T14478－1993的規(guī)定，按圖1設(shè)計(jì)的進(jìn)水蝶閥，因其進(jìn)水端法蘭內(nèi)孔D1大于出水端法蘭內(nèi)孔D2，故其公稱通徑應(yīng)為D2；而按圖2設(shè)計(jì)的進(jìn)水蝶閥，因其進(jìn)水端法蘭內(nèi)孔和出水端法蘭內(nèi)孔都D1，故其公稱通徑應(yīng)為D1；這就出現(xiàn)了相同的法蘭聯(lián)接尺寸、閥座尺寸、蝶板密封圈尺寸但公稱通徑完全不同且差別較大的情況。
        三、國(guó)外部分廠家和標(biāo)準(zhǔn)情況
        根據(jù)與國(guó)外水電設(shè)備廠家的合作交流情況來(lái)看，一些歐洲國(guó)家缺乏專門的水輪機(jī)進(jìn)水閥技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；也沒(méi)有關(guān)于進(jìn)水蝶閥公稱通徑的規(guī)定。德國(guó)福伊特—西門子（VoithSiemens）水電集團(tuán)是世界著名的水電設(shè)備制造商，在與其合作交流中，發(fā)現(xiàn)其以進(jìn)水蝶閥的進(jìn)口法蘭內(nèi)徑作為閥門的口徑，即無(wú)論圖1結(jié)構(gòu)還是圖2結(jié)構(gòu)，閥門的公稱通徑都是D1。
        挪威睿博（Rainpower）有限公司是世界上高水頭混流式水輪機(jī)、水泵水輪機(jī)和沖擊式水輪機(jī)技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者之一。在與他們的合作交流中，發(fā)現(xiàn)其要求進(jìn)水蝶閥的進(jìn)口法蘭和出口法蘭內(nèi)徑相同，允許閥座圓滑過(guò)渡，即要求圖2結(jié)構(gòu)，閥門的公稱通徑為D1。
        在印度標(biāo)準(zhǔn)IS7326－1992《水電站及系統(tǒng)用壓力鋼管和水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥標(biāo)準(zhǔn)》“第一部分結(jié)構(gòu)和液壓設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)（第1次修訂）”中，其僅推薦了閥門的口徑系列，沒(méi)有關(guān)于進(jìn)水蝶閥公稱通徑的具體規(guī)定。
        四、結(jié)語(yǔ)
        水輪機(jī)進(jìn)水蝶閥的公稱通徑的確定，應(yīng)與蝸殼和壓力鋼管內(nèi)徑一致，因閥座大小與發(fā)電機(jī)的出力有直接關(guān)系，為避免出現(xiàn)兩種結(jié)構(gòu)的爭(zhēng)論，建議參考GB/T12238－2008標(biāo)準(zhǔn)，取消GB/T14478－1993中公稱通徑的規(guī)定，增加最小閥座尺寸的規(guī)定。

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