Estación hidroeléctrica de XILUODU

La cuarta central hidroeléctrica más grande del mundo y la primera central eléctrica de presa de arco alto del mundo con una capacidad de decenas de millones de kilovatios

La central hidroeléctrica de Xiluodu se encuentra en la meseta Qinghai-Tibet, la meseta Yunnan-Guizhou hasta la zona de transición de la cuenca de Sichuan, ubicada en el desfiladero de Xiluodu, donde limita con el condado de Leibo,Provincia de Sichuan y condado de Yongshan, provincia de Yunnan, la central hidroeléctrica Xiluodu es la más grande de las cuatro centrales hidroeléctricas gigantes en el río Jinsha, con una capacidad similar a la de Itaipu, la segunda central hidroeléctrica más grande del mundo.Capacidad total instalada es de 12.6 millones de kilovatios, la capacidad de generación anual ocupa el tercer lugar en el mundo, es de 571,2 mil millones de KWh, igual a la central hidroeléctrica de Itaipú, y tres y medio de la presa de Gezhou,es la segunda central hidroeléctrica más grande de China.

El río Jinsha es el arroyo superior del río Yangtze, con una longitud total de 3364 kilómetros, un área de drenaje de 473,2 mil kilómetros cuadrados.4 millones de kilovatios, representó 1/6 del total de la energía hidroeléctrica en China.

La central hidroeléctrica de Xiluodu es la central eléctrica clave más cercana de China “proyecto de transmisión de energía de oeste a este” en el río Jinsha, también la central hidroeléctrica más grande en el río Jinsha.

El proyecto utiliza una presa de doble arco de curvatura de concreto, altura de presa 278m, nivel de agua de almacenamiento normal 600m, almacenamiento total de 11,57 mil millones de metros cúbicos, almacenamiento reglamentario de 6,46 mil millones de metros cúbicos,capacidad instalada 12.6 millones de KW, capacidad de generación anual promedio de 57.12 mil millones de KWH, la inversión estática del proyecto 45.928 mil millones de Yuan, un total de 79.234 mil millones de Yuan.Comience a construir el día de diciembre..2005, en junio.2013, el primer conjunto de generadores puesto en funcionamiento y todo el proyecto completado en 2015.

Estación hidroeléctrica de Xiluodu utilizan turbina hidráulica vertical Francis, fabricante Voith, cabeza de agua nominal 197m, máximo cabeza 229.4m, mínimo cabeza 154.6m, promedio ponderado de la cabeza 223.48m, caudal nominal 430.5 metros cúbicos por segundo, potencia de salida nominal de 784 Megawatt, velocidad nominal de 125 r/min, cabeza de succión HS=-10.81m, altura de instalación 359m. el diámetro del corredor Francis es de 7.4m, máximo diámetro exterior 7.755m, altura 3.462m,cada corredor pesa 179 toneladasEl material es acero inoxidable 0Cr13Ni4Mo.

el parámetro principal de la turbina hidroeléctrica:

Estructura general y parámetros principales de la turbina

1. Piezas de rotador- ejecutor de turbina

El corredor es el componente central de la turbina, y su función es convertir la energía del agua en la energía cinética de la rotación del corredor.un anillo inferior y 15 cuchillas, todas hechas de ZG06Cr13Ni4Mo. Las hojas deben fundirse utilizando la tecnología de refinación de acero de horno eléctrico +VOD (o AOD),y cada pieza es procesada por control numérico y luego ensamblada en un todo en el sitioLos anillos dinámicos y los anillos de retención se colocan directamente en el corredor y se integran con él.
El diámetro del corredor D es de 7,4 m, el diámetro exterior máximo es de 7,53 m, altura 3,462 m, el corredor es una estructura integral, con un peso aproximado de 240 t en su conjunto, la corona superior,el anillo inferior y la hoja se soldan en un todo y se procesan y se realizan pruebas de equilibrio estático en el sitio de construcción.Teniendo en cuenta el rendimiento general, el corredor está equipado con un cono de drenaje largo. El material del cono de drenaje es ZG06Cr13Ni4Mo, que se fija debajo del corredor mediante soldadura y unión.

2.El eje principal de la turbina

El eje principal de la turbina es el componente de transmisión de energía de la unidad.y la brida en el extremo de la turbina de agua del eje principal tiene una estructura de brida media. La brida del extremo del generador es una estructura de brida exterior. Las dos bridas con parte del cuerpo del eje y el cuerpo del eje de la sección del rotor deslizante están forjadas, hechas de forjadas de grado D ASTM A668,y cada pieza se soldó juntos como un todo con soldadura entre huecos estrechosEl diámetro exterior de la brida en el extremo de la máquina de agua del eje principal es de 2,81 m, el diámetro exterior de la brida en el extremo del generador es de 3,33 m,y el diámetro exterior del rotor deslizante es de 2.75m. El eje principal tiene 4.773m de largo y pesa aproximadamente 110t. El eje principal y el corredor están conectados por pernos y el par se transmite por pines y mangas,y el eje principal y el eje del generador están conectados por pines y pernos para la transmisión de par.

3La portada superior

El diámetro exterior de la cubierta superior es de 10,70 m, el diámetro interior es de 3,37 m y la altura es de 1,681 m. Es una estructura soldada de placas de acero, dividida en 4 secciones,y pesa aproximadamente 290 t en su conjunto.
Dado que la turbina de la central eléctrica de Xiluodu es un mecanismo de guía de agua con una válvula cilíndrica, prestamos especial atención a la rigidez y resistencia de la cubierta superior en su diseño.La placa de acero ASTM A516 Gr70-Z35 se utilizó para la brida principal de la cubierta superior, y un asiento del eje central de material Q345B se colocó en el diámetro del eje central de las paletas de guía.se colocó en la posición correspondiente de la guía de agua circular interior con el rodamiento de la cubierta superior para facilitar la transmisión de la fuerza radial de la guía de agua.

Para reducir las fugas de agua entre las paletas de guía y la cubierta superior cuando las paletas de guía estén cerradas, la parte correspondiente de la cubierta superior está equipada con un sello de la cara final de las paletas de guía.con una banda de sello de bronce y una banda de caucho formada en su parte posterior, dependiendo de la elasticidad de la cinta de goma formada, y la presión del agua que se filtra en el espacio de la cinta de goma logra el propósito de sellado.La cinta de sellado y la cinta de caucho formada se montan en la cubierta superior por una placa de presión de sellado de acero inoxidableLas placas anti-desgaste de acero inoxidable se colocan en la superficie de flujo de la cubierta superior.
Se colocarán dos orificios de medición de la presión G1/2 en el área superior de la cubierta correspondiente a la corona del corredor para medir la presión del agua en la cavidad de la corona del corredor:Los agujeros de reabastecimiento de gas 12 GI se colocan en el área superior de cobertura correspondiente a las paletas de conducción y guía para el reabastecimiento forzado de gas (reservado).: dos orificios de medición de la presión G1/2 están fijados para medir la cabeza de agua detrás de las paletas de guía; cuatro M30×1.Se fijan 5 orificios en el anillo de retención fijo para medir el espacio entre el corredor y la cubierta superior.En la cubierta superior se dispone de un anillo de 0Gr18Ni9 de acero inoxidable fijo para el bloqueo de fugas, que se fija a la cubierta superior mediante soldadura para garantizar su fiabilidad.

4En el anillo de abajo.

El anillo inferior es una estructura soldada por fundición, es decir, las placas de anillo superior e inferior están soldadas al asiento inferior del eje de las paletas de guía fundidas.y el diámetro interno es 7.202m, 0,515m de altura, estructuralmente dividido en dos segmentos. El peso total del anillo inferior es de aproximadamente 110t.Para reducir la fuga de agua entre las paletas de guía y el anillo inferior cuando están cerrados, los componentes correspondientes del anillo inferior están equipados con las celdas de las celdas de guía, que tienen la misma estructura que las celdas de las celdas de la tapa superior,y las placas anti-desgaste de acero inoxidable se colocan en la superficie de flujo del anillo inferiorPara garantizar el funcionamiento estable de la unidad en determinadas condiciones especiales,12 agujeros de reabastecimiento de aire G1 se colocan en las posiciones correspondientes del anillo inferior entre el corredor y las paletas de guía para el reabastecimiento forzado de aire (reservado).

5Anillo inferior

Se ha instalado un nuevo tipo de anillo de fondo secundario para la instalación y el ajuste del reemplazo del anillo de drenaje estático inferior.Para garantizar la rigidez del anillo inferior secundario y en combinación con las condiciones de transporte, el anillo inferior secundario es una estructura integral, lo que resuelve el problema del tipo de anillo de estanqueidad y reduce la dificultad de construcción en el sitio.El material del anillo de bloqueo de filtración de acero inoxidable en el anillo inferior secundario es el gabinete invertido OCri8NI9, que se fija en el anillo inferior secundario mediante soldadura.

6Las paletas de guía

Las paletas de guía son de estructura uniforme de malla de acero inoxidable, hechas de ZG06Cr13N4Mo. Las paletas de guía son paletas de guía de curvatura negativa de tres puntos con un diámetro del eje superior de 0,35 m.El diámetro del eje central es 0.39 m, el diámetro del eje inferior es de 0,39 m, la altura de fase de las paletas de guía es de 1,271 m, la longitud del plastiforme es de 1,18 m, la altura total de las paletas de guía es de 3,8 m, el número de paletas de guía es de 24,con un peso aproximado de 3.8 toneladas.
Los rodamientos superiores, medios e inferiores correspondientes a los tres puntos de apoyo de las paletas de guía, con rodamientos deslizantes autolubrificantes,se instalan respectivamente en la cubierta superior y en el anillo inferiorLos sellos de poliuretano de alta molecular se instalan en las mangas medias e inferiores del eje para prevenir eficazmente el sedimento y el agua de sellado.y se instala una estructura especial de manga en la posición media del diario para facilitar el reemplazo de los sellos.

7Anillo de control.

El anillo de control es una estructura soldada de placas de acero en forma de I. La placa de anillo superior está provista de dos grandes orificios para los oídos conectados al relé.y la placa de anillo inferior está provista de 24 pequeños orificios para las orejas conectados a la varilla de conexión en el mecanismo de funcionamiento de la paleta de guía. Externalidad máxima del anillo de control 7,72 m. Diámetro interno 5,415 m. Alturas 1,338 m. Peso de aproximadamente 45 t. Debido a las limitaciones de tamaño de la transmisión, el anillo de control adopta una estructura segmentada.
Los rodamientos deslizantes automáticos están dispuestos en los orificios de las orejas grandes y pequeñas. Side and bottom anti-wear plates made of self-lubricating material are set at the inner circle of the lower part of the control ring and the contact point between the bottom of the control ring and the top coverEntre la cubierta superior y el anillo de control se coloca una placa de presión para evitar que el mecanismo de accionamiento de la paleta de guía se cargue sobre el anillo de control debido a una fuerza desigual.

8Mecanismo de funcionamiento de las paletas guía

El mecanismo de funcionamiento de la paleta de guía está compuesto por el brazo de la paleta de guía, la placa de conexión, la varilla de conexión, el alfiler de la varilla de conexión, etc.
Se colocan dos pines y una funda de pines de expansión entre las paletas de guía y el brazo de las paletas de guía para transferir el par operativo de las paletas de guía. A thrust ring and a reverse thrust ring made of self-lubricating material are set between the guide vanes arm and the top cover to bear the weight of the guide vanes and to prevent the upward or downward water thrust acting on the guide vanes.
La barra de conexión es una estructura de doble placa con pines excéntricos,y la excentricidad de los pines excéntricos se utiliza para compensar el error de posición entre las partes de conexión causado por el mecanizadoEn la conexión entre la varilla de conexión derecha y la placa de conexión se dispone de un rodamiento autolubricante.Entre el brazo de la paleta de guía y la placa de conexión se coloca un alfiler de tijeras para garantizar el funcionamiento normal de las otras paletas de guía cuando una paleta de guía está atascada por un objeto extraño.
A friction ring is set between the guide arm and the connecting plate to prevent the guide vanes from swinging repeatedly and rapidly after the shearing pin is disconnected and hitting the guide vanes limit block. A double guide vanes limit block is set on the top cover to prevent the guide vanes from rotating after the body is disconnected and hitting the adjacent guide vanes or the moving parts of the adjacent guide vanesEl rango límite del bloque de límite de la paleta de guía se basa en las paletas de guía máximas posibles El ángulo de rotación del brazo de paleta de guía en el grado de apertura se toma como estándar.

9. Servomotor de las paletas de guía

La función del servomotor de las paletas de guía es operar el mecanismo de guía del agua de acuerdo con la presión de aceite requerida, de modo que se alcance el propósito de abrir y cerrar las paletas de guía.La turbina hidroeléctrica Xiluodu tiene dos servomotores de válvula de guía de cilindro recto de doble guía en la dirección +Y del revestimiento en el pozo de la máquina.
El diámetro del cilindro de la paleta de guía es de 0,90 m, la carrera es de 0,560 m y la presión de aceite de trabajo nominal es de 6,3 MPa.cilindro transversal (con cabeza de cilindro trasera)El pistón está conectado a la barra del pistón por un anillo de retención, y la barra del pistón está conectada a la barra por una conexión roscada.Dos anillos de combinación de estanqueidad se instalan en el lado exterior del pistón para evitar la fuga de aceite entre las dos cámaras, y los rodamientos de autolubricación para la guía y los costados de goma moldeada se instalan en las cabezas del cilindro delantero y trasero del servomotor.se dispone de un dispositivo de bloqueo de la operación de presión de aceite para garantizar que las paletas de guía de la turbina se bloqueen de forma segura en la posición cerrada y para evitar un arranque falsoAl mismo tiempo, se coloca en el extremo delantero un dispositivo de límite en la dirección de apertura para la restricción de apertura manual.

10. rodamiento de guía de agua

El rodamiento de guía de agua es el único componente de soporte del eje en el extremo inferior del conjunto de generadores hidroeléctricos y desempeña un papel crucial en el funcionamiento estable y confiable de la unidad.El rodamiento de guía de agua de la central eléctrica de Xiluodu es un rodamiento de guía deslizante de corriente de aceite delgada, con una disposición de rodamientos de bloques no concéntricos, y el sistema de refrigeración de aceite es un modo de circulación externa.
La estructura permite una inspección, ajuste y sustitución convenientes de algunos componentes del rodamiento de guía desde la parte superior.El buje de rodamiento está hecho de aleación Babbitt y adopta bujes de rodamiento no concéntricosNo hay necesidad de raspar el arbusto de rodamiento en el sitio de construcción. El ajuste de la distancia libre del arbusto de rodamiento se logra mediante el uso de bloques de cuña, que es fácil de ajustar y confiable.

Hay 24 capas de rodamiento en el rodamiento. Hay una señal de nivel de aceite en el rodamiento para controlar el nivel de aceite en el tanque de aceite del rodamiento.Hay un dispositivo de alarma de agua mezclada con aceite en la parte inferior del tanque de aceite de rodamientoHay cuatro medidores de humedad en el tanque de aceite para controlar la humedad del aceite.

La guía de agua con el refrigerador de aceite está instalada en la pared del pozo, con un total de 3 refrigeradores, uno de los cuales está en espera, y los refrigeradores están dispuestos de manera semicoplada,y la potencia de circulación del aceite es proporcionada por la bomba de barra de escape, con un total de 2 bombas de tornillo, una de ellas en modo de espera, y los parámetros del sistema de refrigeración son los siguientes:

Material del tubo de intercambio de calor: T. Tubo de cobre púrpura
Diámetro del tubo de intercambio de calor: 20 mm
Potencia total de conversión de calor: superior a 100 kW
Temperatura del agua de enfriamiento: 20°C
Flujo y presión del agua de refrigeración: 18m3, 0,4MPa
Temperatura del aceite de entrada del sistema de refrigeración: 50°C
Temperatura del aceite de salida del sistema de refrigeración: inferior a 35°C
Flujo y presión de la bomba de aceite: 21 m', 0,7 MPa
Prueba de resistencia a la presión del refrigerador: 1,65 MPa
Número de enfriadores: 2 unidades principales y 1 unidad de reserva

11Sello del eje principal

El sello del eje principal se divide (como se muestra en la figura 6) en sello de mantenimiento y sello de trabajo, que se instalan en la superficie circular interior en la parte inferior de la cubierta superior.

El sello de mantenimiento utiliza un sello de banda de aire con una presión de aire de 0,5 a 0,8 MPa.la banda se infla y se expande para adherirse estrechamente al dibujo exterior de la brida inferior del eje principal, logrando el propósito de sellar.
El sello de trabajo es un sello de cara inferior móvil. El principio de funcionamiento es el siguiente: el anillo de sellado de acero inoxidable se fija en la brida del eje principal,el bloque de golpe de material compuesto especial encaja en el anillo de sellado, el anillo de sellado está instalado dentro del anillo de sujeción, el contacto deslizante está provisto de un anillo de sellado y, durante el funcionamiento, se basa en el peso propio del anillo de sellado,la fuerza de resorte entre el anillo de sellado y el anillo de sujeciónEl bloque de sellado se une al anillo de sellado para lograr el efecto de sellado.
El anillo de sellado y el bloque de sellado tienen agujeros de agua.Se utiliza agua limpia para lubricar y enfriar la superficie de contacto entre el bloque de sellado y el anillo de sellado para evitar que la fricción seca queme el bloque de selladoAl mismo tiempo, debido a que el anillo de sellado puede moverse hacia arriba y hacia abajo,puede garantizar la compensación del desgaste gradual del sello y el sellado normal de la unidad cuando se utiliza la raqueta.

12. Parte incrustada

12.1 Anillo del asiento

El peso total del anillo del asiento es de 390 toneladas. Considerando la fabricación y el transporte, se divide en tres secciones, de arriba a abajo, son el anillo de apoyo, el cuerpo del anillo del asiento,y el anillo de fundaciónEl cuerpo del anillo de asiento adopta una placa de transición recta paralela y una estructura soldada con anillo de guía, que se divide en 4 secciones y se soldan en el lugar en secciones.Una sección temporal se coloca en cada mitad del lado de la secciónLas placas de anillo superior e inferior del anillo del asiento están hechas de placa de acero S500Q-Z35.La placa de transición y la placa de la lengua están hechas de placa de acero S500QEl anillo de soporte se soldará al cuerpo del anillo del asiento en el sitio de construcción.El anillo del asiento debe ser mecanizado para encajar con la cubierta superiorLas paletas de guía fijas están equipadas con una simple barra de cobre guía de válvula.y el pozo de soldadura de barra de acero se procesa de acuerdo con el tamaño de la válvula cilíndricaLos agujeros de tornillo de la cubierta superior y el mango del anillo del asiento se fabrican recogiendo el hilo de hierro con el agujero inferior reservado en la fábrica.

12.2 Caja en espiral

La caja en espiral es un componente importante de desviación de agua de la turbina de agua.Si el volute está diseñado sin tener en cuenta la fuerza combinada con el hormigón y con una cabeza de presión de 2.87 MPa para aumentar la presión, adopta una sección transversal circular completa y se cuelga e instala directamente en la placa de transición del anillo del asiento en el sitio de construcción.El material de la caja en espiral es placa de acero B610CFPara satisfacer las necesidades de instalación y ajuste in situ, se dispone de dos juntas de compensación en la caja en espiral.y se proporciona el subsidio de corteLa sección de extensión de la caja en espiral se extiende a 11 m desde la línea del eje Y y está conectada a la tubería de presión. El diámetro interno de la sección de extensión de entrada es de 7,74 m.El peso neto de la caja en espiral es de aproximadamente 520 t.
La caja en espiral está enterrada por la colocación local del esquema de combinación de capa de cojín.Se requiere que la capa de cojín no solo cumpla con los indicadores de rendimiento físico y mecánico requeridos., pero también tiene las características de antienvejecimiento, resistencia a la corrosión, pequeña deformación plástica y retardante de llama.finalmente se adopta la madera blanda de poliuretano como material de la capa de cojín exterior de la caja en espiral.