水輪機(jī)進(jìn)水閥門的作用和類型
    在水輪機(jī)進(jìn)水系統(tǒng)中，根據(jù)水電站運(yùn)行和檢修的需要，在不同的位置上應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的閘門或閥門。如進(jìn)水口的工作閘門和檢修閘門，水輪機(jī)蝸殼前的閥門以及尾水閘門等。通常裝設(shè)在水輪機(jī)蝸殼前的閥門稱為進(jìn)水閥(又稱主閥)。
    閘門和閥門都是控制水上建筑物中的過水孔口。用來安全地調(diào)節(jié)上、下游水位或流量，以便發(fā)電、排水、排沙、過船、過木和其他漂浮物。
    一般的閘、閥門主要由以下部分組成：
    (1)活動(dòng)部分；它是關(guān)閉孔口而又能開放孔口的堵水體。
    (2)埋設(shè)部分：它是固定在水下建筑物小的構(gòu)件，起到承載的作用。
    (3)啟閉機(jī)械：操作閘、閥門活動(dòng)部分的控制設(shè)備。

    一、水輪機(jī)進(jìn)水閥門的作用
    (1)為機(jī)組檢修提供安全的工作條件。當(dāng)電站由一根總水管引水同時(shí)供幾臺(tái)機(jī)組發(fā)電時(shí)．每臺(tái)機(jī)組前需裝一只進(jìn)水閥，這樣當(dāng)一臺(tái)機(jī)組檢修時(shí)，關(guān)閉該機(jī)的進(jìn)水閥則不會(huì)影響其它機(jī)組的正常運(yùn)行。
    (2)停機(jī)時(shí)減少機(jī)組漏水量和縮短重新啟動(dòng)需要的時(shí)間。在機(jī)組停機(jī)時(shí)，水輪機(jī)導(dǎo)葉不可能嚴(yán)密地關(guān)閉，總有一定的漏水量，特別是經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，由于導(dǎo)葉間隙處產(chǎn)生氣蝕和磨損，使導(dǎo)葉間隙變大，漏水量增大。一般導(dǎo)葉全關(guān)時(shí)的漏水量為水輪機(jī)最大流量的2％一3％：嚴(yán)重地甚至可達(dá)5％，造成水能大量損失。所以當(dāng)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)時(shí)應(yīng)關(guān)閉進(jìn)木閥．可以大大減少漏水量。
    機(jī)組短時(shí)間停機(jī)，一般不關(guān)閉進(jìn)水口閘門。因?yàn)榉诺袅藟毫λ軆?nèi)的水，當(dāng)機(jī)組再次投入運(yùn)行時(shí)又要重新充水，既延長(zhǎng)了機(jī)組起動(dòng)時(shí)間，又使機(jī)組不能隨時(shí)保持備用狀態(tài)，失去了水電站運(yùn)行的靈活性和速動(dòng)性。團(tuán)此裝設(shè)進(jìn)水閥對(duì)丁高水頭長(zhǎng)壓力引水管道的水電站作用更為明顯。
    (3)防止機(jī)組飛逸事故擴(kuò)大
    進(jìn)水閥可作為機(jī)組過速的后備保護(hù)，當(dāng)機(jī)組甩負(fù)荷，調(diào)速器又發(fā)生故障不能關(guān)閉，使導(dǎo)葉失控，此時(shí)應(yīng)緊急關(guān)閉進(jìn)水閥、截?cái)嗨?，防止機(jī)組飛逸時(shí)間超過允許值，避免事故擴(kuò)大。

    二、對(duì)進(jìn)水閥的技術(shù)要求
    (1)操作簡(jiǎn)便，體積小，重量輕；
    (2)應(yīng)該有嚴(yán)密的止水裝置．減少漏水、以便對(duì)閥后部件進(jìn)行檢修工作。
    (3)閥門及其操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度應(yīng)滿足遠(yuǎn)行的要求。發(fā)生事故時(shí)，能在一定的動(dòng)水壓力下迅速關(guān)閉。關(guān)閉時(shí)間應(yīng)滿足發(fā)電機(jī)飛逸轉(zhuǎn)速允許延續(xù)的時(shí)間和壓力管道允許的水錘壓力值的要求，’一般為1~3min。如采用高壓油液從傳動(dòng)閥門，可在30~50s內(nèi)緊急關(guān)閉。僅作檢修機(jī)組用的進(jìn)水閥，啟閉時(shí)間由運(yùn)行方案決定，一般為2~5min(在靜水中動(dòng)作)。
    進(jìn)水閥通常只有全開和全關(guān)兩種情況、不能作部分開啟來調(diào)節(jié)流量，以免造成過大的水力損失，影響水流穩(wěn)定。進(jìn)水閥不允許動(dòng)水情況下開啟，因?yàn)檫@需要更大的操作力矩。

    三、進(jìn)水閥的設(shè)置條件
    進(jìn)水閥價(jià)格昂貴，裝設(shè)進(jìn)水閥將增加土建投資和設(shè)備安裝運(yùn)行費(fèi)用，因此，裝設(shè)進(jìn)水閥應(yīng)在下列條件下進(jìn)行：
    (1)當(dāng)一根輸水總管供給幾臺(tái)水輪機(jī)用水時(shí)，應(yīng)在電臺(tái)水輪機(jī)前設(shè)量進(jìn)水閥。
    (2)對(duì)水頭大于120m的單元輸水管?？梢钥紤]設(shè)置進(jìn)水閥。因?yàn)楦咚^引水式電站壓力管道較長(zhǎng)，充水時(shí)間長(zhǎng)；此外水電站水頭越高導(dǎo)葉漏水越嚴(yán)重，因此能量損失較高。  高水頭電站，也可以裝設(shè)兩臺(tái)閥門。  —個(gè)裝在壓力鋼管的始端，另一個(gè)裝在水輪機(jī)前，分別作為壓力鋼管和機(jī)組的保護(hù)設(shè)施。
    (3)對(duì)于最大水頭小于120m，長(zhǎng)度較短的單元輸水管，例如壩后式水電站，一般裝設(shè)快速閘門。

    四、進(jìn)水閥門的類型及選擇
    水電站中比較廣泛采用的進(jìn)水閥則式有蝴蝶閥、閘閥和球閥。蝴蝶閥和球閥的性能比較見表10-1。
    (1)閘閥：常用于管徑0.5m以下的場(chǎng)合
    (2)蝴蝶閥(有時(shí)簡(jiǎn)稱“蝶閥”)：水頭在200m以下廣泛采用蝴蝶閥，它具有尺寸小，啟閉時(shí)間短、操作力小，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
    (3)球閥：適用于高水頭，具有全開時(shí)水流阻力小，全關(guān)時(shí)密封性能好，漏水量等優(yōu)點(diǎn)。

表10-1 蝴蝶閥和球閥的比較

項(xiàng)目	蝴蝶閥	球閥
應(yīng)用水頭范圍（m）	<200	≥200
閥門直徑	大于進(jìn)水管直徑	等于進(jìn)水管直徑
水頭損失	較小	接近于零
漏水量	較小	很小
結(jié)構(gòu)尺寸	結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、外形尺寸較小	結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、外形尺寸較大
配套設(shè)備	安裝伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥	安裝伸縮節(jié)、空氣閥、旁通閥、卸荷閥

注：應(yīng)用水頭不包括水錘升壓。
球閥的應(yīng)用水頭國(guó)外已達(dá)950m，最大直徑為3.4m,蝴蝶閥的最大直徑為8,.23m。