中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：抽水蓄能機(jī)組頂蓋不僅要承受機(jī)組各種工況的水壓力和水壓力脈動(dòng)，還有導(dǎo)葉、水導(dǎo)軸承、主軸密封的支撐部件，它的剛度直接影響機(jī)組的運(yùn)行穩(wěn)定性。抽水蓄能機(jī)組頂蓋有什么特點(diǎn)呢？
水泵水輪機(jī)結(jié)構(gòu)及止漏環(huán)的布置，頂蓋承受水壓力的面積要比相應(yīng)的常規(guī)水輪機(jī)大，頂蓋與座環(huán)的連接面又不能做大，所以頂蓋向上變形的問題需要特別重視。為保證頂蓋具有足夠的剛度，一般要加高頂蓋的高度和采用足夠數(shù)量和厚度的支撐肋板，盡量保證導(dǎo)葉端面附近的變形量為最小，使頂蓋內(nèi)緣部分只產(chǎn)生垂直方向的變形，在結(jié)構(gòu)上保證軸承間隙不受影響。
頂蓋的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其上設(shè)有支撐導(dǎo)葉的上軸套和中軸套，在過流面上與導(dǎo)葉端面相對應(yīng)處鋪設(shè)有不銹鋼抗磨板，抗磨板可焊接也可用螺栓與頂蓋把合，在頂蓋與轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)相對應(yīng)處設(shè)有固定止漏環(huán)，固定止漏環(huán)一般采用螺栓把合在頂蓋上，材料選用不銹鋼或銅鋁合金，材料硬度與轉(zhuǎn)輪止漏環(huán)匹配。頂蓋內(nèi)緣設(shè)有水導(dǎo)軸承和主軸密封的支撐法蘭。此外，為滿足水泵水輪機(jī)各種工況運(yùn)行的需要，頂蓋設(shè)置各種管路。如轉(zhuǎn)輪上腔平衡管、水泵工況充氣壓水排氣管、止漏環(huán)冷卻水管、主軸密封冷卻水管、水導(dǎo)軸承冷卻水管以及頂蓋過流面各種重要壓力點(diǎn)的測量管路等。這些管路的設(shè)計(jì)與布置要和頂蓋的總體結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)，而且由于頂蓋的運(yùn)行時(shí)振動(dòng)較大，管路的固定和連接都要特別考慮。
頂蓋有分2瓣的、也有分4瓣的。分2瓣的的好處在于，制造，安裝和整體性好些，壞處在于必須準(zhǔn)確如何吊入機(jī)坑。分2瓣主要的難度在于里襯和下機(jī)架的強(qiáng)度設(shè)計(jì) 。發(fā)電機(jī)下機(jī)架收口受轉(zhuǎn)速，出力等影響，高轉(zhuǎn)速時(shí)直徑小，是主要影響頂蓋的因素。分兩半，制造及安裝都會(huì)簡單些。如分兩半就的采用下法蘭，上法蘭分兩半外形尺寸太大，同時(shí)與座環(huán)把合螺栓數(shù)量會(huì)減少。上法蘭徑向剛度會(huì)好些，下法蘭軸向剛度好。
分4瓣的好處在于可以將發(fā)電機(jī)的下機(jī)架混凝土設(shè)計(jì)得更厚實(shí)一些，不太考慮如何吊入機(jī)坑，但缺點(diǎn)是安裝麻煩，吊頂蓋時(shí)得通過發(fā)電機(jī)下部基礎(chǔ)和定子內(nèi)徑，發(fā)電機(jī)下部基礎(chǔ)擴(kuò)大，那定子內(nèi)徑也必須擴(kuò)大。好多設(shè)計(jì)都是4塊來設(shè)計(jì)，XY和BQ的設(shè)計(jì)是2塊，但對機(jī)坑的要求也不一樣的，吊裝起來也是有些難度 。GX一期，QX都是4塊。
但目前來說，無論500還是428.6轉(zhuǎn)，頂蓋兩瓣都滿足吊裝。頂蓋需要傾斜入機(jī)坑?？偟膩碚f，各有好處，4瓣、2瓣都有成熟的運(yùn)行業(yè)績。
頂蓋普遍采用鋼板焊接結(jié)構(gòu)，材料一般采用Q345B，頂蓋的所有重要焊縫都應(yīng)進(jìn)行無損探傷檢查。為避免應(yīng)力集中，焊縫表面應(yīng)打磨光滑，且有過渡圓角。頂蓋與座環(huán)間采用螺栓把合，頂蓋與座環(huán)的連接方式?jīng)Q定頂蓋外緣的應(yīng)力狀況，所連接螺栓的預(yù)緊力一般要達(dá)到頂蓋上推力的2倍左右，以防止運(yùn)行時(shí)水壓波動(dòng)而造成螺栓疲勞破壞。為達(dá)到此預(yù)緊力，螺栓需要有一定的長度，常用的一種結(jié)構(gòu)是在頂蓋外緣上形成兩層法蘭，在其間設(shè)加肋板或箱形的支撐，但受力后法蘭會(huì)出現(xiàn)較高的應(yīng)力集中。較好的做法是仍采用較厚的單層法蘭，而在其上加較大的立筋，所用的螺栓按高應(yīng)力構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，螺栓末端要有很好的過渡段，以避免應(yīng)力集中。
