进人门结构以及水轮机的制作方法

1.本技术涉及抽水蓄能技术领域，具体涉及一种进人门结构以及水轮机。


背景技术：

2.蜗壳进人门是水轮机最重要的检修进人通道，其通常设置在进水球阀伸缩节或蜗壳上，而蜗壳进人门所处的工作位置决定了其需要长期承上游超高压力，也要承受机组甩负荷时蜗壳内的升压压力。相对常规纯发电的水电站，由于抽水蓄能机组频繁启停及工况转换的特殊性，蜗壳进人门把合螺栓还需要承受长期交变应力，从而存在疲劳破环的风险。
3.目前，蜗壳进人门的安全主要由进人门把合螺栓保证，其可靠性直接与电站的整个厂房安全密切相关，一旦蜗壳进人门把合螺栓断裂，高压水将从进人门座内孔涌出，极易引发水淹厂房重大安全事故。


技术实现要素：

4.本技术提供一种进人门结构以及水轮机，旨在解决目前蜗壳进人门把合螺栓存在断裂风险的技术问题。
5.第一方面，本技术提供一种进人门结构，包括：
6.安装本体，安装本体具有进人门安装座，进人门安装座具有进人孔以及围绕进人孔布置的多个第一螺纹孔和多个第二螺纹孔；
7.进人门盖，进人门盖铰接安装在安装本体上，进人门盖具有与第一螺纹孔对应的第一螺栓安装孔，以及与第二螺纹孔对应的第二螺栓安装孔；
8.第一螺栓安装孔内安装有工作螺栓，工作螺栓的螺纹部旋合在第一螺纹孔内，第二螺栓安装孔内安装有安全螺栓，安全螺栓的螺纹部旋合在第二螺纹孔内；
9.其中，在安装本体内通入水流时，工作螺栓承受第一螺栓预紧力以及工作载荷，且安全螺栓仅承受第二螺栓预紧力。
10.在一些实施例中，多个第一螺纹孔围绕进人孔的轴线环形阵列布置；
11.多个第二螺纹孔围绕进人孔的轴线环形阵列布置，且多个第二螺纹孔对应的分布圆半径大于多个第一螺纹孔对应的分布圆半径。
12.在一些实施例中，进人孔的直径为600mm至800mm；
13.多个第二螺纹孔对应的分布圆半径与多个第一螺纹孔对应的分布圆半径满足如下关系式：
14.1.2≤r2：r1≤1.5
15.其中，r1为多个第一螺纹孔对应的分布圆半径，r2为多个第二螺纹孔对应的分布圆半径。
16.在一些实施例中，安全螺栓和工作螺栓中的至少一者为双头螺柱。
17.在一些实施例中，工作螺栓为双头螺柱，安全螺栓为六角头螺栓；
18.双头螺柱一端旋合在第一螺纹孔内，另外一端旋合有螺母。
19.在一些实施例中，第一螺栓预紧力与工作载荷满足如下关系式：
20.3p0≤p1≤4p0
21.其中，p1为第一螺栓预紧力，p0为工作载荷。
22.在一些实施例中，第二螺栓预紧力与工作载荷满足如下关系式：
23.1.2p0≤p2≤1.5p0
24.其中，p2为第二螺栓预紧力，p0为工作载荷。
25.在一些实施例中，第一螺栓预紧力为300mpa～400mpa；
26.第二螺栓预紧力为100mpa～150mpa。
27.在一些实施例中，进人门盖朝向进人门安装座的一侧具有挡水板，挡水板具有与安装本体内壁面相适配的弧面。
28.第二方面，本技术提供一种水轮机，包括如第一方面所述的进人门结构。
29.本技术通过在进人门盖的第一螺栓安装孔安装工作螺栓，并在第二螺栓安装孔安装安全螺栓，在安装本体内通入水流时，仅工作螺栓承受交变的工作载荷，而安全螺栓仅承受自身安装的第二螺栓预紧力并处于绝对安全状态，在工作螺栓承受交变的工作载荷而发生断裂现象时，安全螺栓可以承受后续的工作载荷，从而避免蜗壳进人门工作螺栓断裂后而导致的水淹厂房重大安全事故。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1是本技术实施例中提供的进人门结构的一种结构示意图；
32.图2是本技术实施例中提供的进人门结构的一种剖面示意图。
33.其中，10安装本体，11进人门安装座，111进人孔，112第一螺纹孔，113第二螺纹孔，20进人门盖，21第一螺栓安装孔，22第二螺栓安装孔，23挡水板，231弧面，30工作螺栓，40安全螺栓。
具体实施方式
34.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限
定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本技术中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本技术所公开的原理和特征的最广范围相一致。
37.本技术实施例提供一种进人门结构以及水轮机，以下分别进行详细说明。
38.首先，参阅图1以及图2，图1示出了本技术实施例中进人门结构的一种结构示意图，图2示出了本技术实施例中进人门结构的一种剖面示意图，其中进人门结构包括：
39.安装本体10，安装本体10具有进人门安装座11，进人门安装座11具有进人孔111以及围绕进人孔111布置的多个第一螺纹孔112和多个第二螺纹孔113；
40.进人门盖20，进人门盖20铰接安装在安装本体10上，进人门盖20具有与第一螺纹孔112对应的第一螺栓安装孔21，以及与第二螺纹孔113对应的第二螺栓安装孔22；
41.第一螺栓安装孔21内安装有工作螺栓30，工作螺栓30的螺纹部旋合在第一螺纹孔112内，第二螺栓安装孔22内安装有安全螺栓40，安全螺栓40的螺纹部旋合在第二螺纹孔113内；
42.其中，在安装本体10内通入水流时，工作螺栓30承受第一螺栓预紧力以及工作载荷，且安全螺栓40仅承受第二螺栓预紧力。
43.具体地，安装本体10可以为水轮机的蜗壳，或者为球阀的伸缩节，在安装本体10设置有进人门安装座11，通过进人门安装座11上的进人孔111即可实现维修人员的进出。一般地，进人孔111为圆形，以避免方形进人孔111出现的应力集中现象。可以理解地，进人孔111还可以为椭圆形。示例性地，进人孔111的直径可以为600mm至800mm。
44.进人门盖20铰接安装在安装本体10上，通过转动进人门盖20即可关闭或打开进人孔111，以便于在进人门盖20关闭时保证安装本体10的密封性，在进人门盖20开启时方便维修人员进出进人孔111。其中，进人门盖20具有与第一螺纹孔112对应的第一螺栓安装孔21，以及与第二螺纹孔113对应的第二螺栓安装孔22，以便于工作螺栓30的螺纹部穿过第一螺栓安装孔21并旋合在第一螺纹孔112内，安全螺栓40的螺纹部穿过第二螺栓安装孔22并旋合在第二螺纹孔113内，使得进人门盖20同时通过工作螺栓30和安全螺栓40锁合在进人门安装座11上。
45.在本技术实施例中，本技术通过在进人门盖20的第一螺栓安装孔21安装工作螺栓30，并在第二螺栓安装孔22安装安全螺栓40，在安装本体10内通入水流时，仅工作螺栓30承受交变的工作载荷，而安全螺栓40仅承受自身安装的第二螺栓预紧力并处于绝对安全状态，在工作螺栓30承受交变的工作载荷而发生断裂现象时，安全螺栓40可以承受后续的工作载荷，从而避免蜗壳进人门工作螺栓30断裂后而导致的水淹厂房重大安全事故。
46.在本技术的一些实施例中，例如对于进人孔111为圆形的实施例，继续参阅图1以及图2，多个第一螺纹孔112围绕进人孔111的轴线环形布置，多个第二螺纹孔113围绕进人
孔111的轴线环形布置，且多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径大于多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径。也就是说，多个第二螺纹孔113分别在多个第一螺纹孔112的外圈，对应地，多个第二螺栓安装孔22分别在第一螺栓安装孔21外圈，在进人门盖20成熟压力时，其应力分布主要集中进人门盖20的中心处，由于安全螺栓40位于工作螺栓30的外圈，因此可以使得安全螺栓40仅承受第二螺栓预紧力，以保证工作状态安全螺栓40的绝对安全性。
47.进一步地，在本技术的一些实施例中，例如对于多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径大于多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径的实施例，继续参阅图1以及图2，其中，进人孔111的直径为600mm至800mm；
48.多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径与多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径满足如下关系式：
49.1.2≤r2：r1≤1.5
50.其中，r1为多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径，r2为多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径。
51.需要说明的是，在进人孔111的直径为600mm至800mm的情况下，由于多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径与多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径满足上述关系式，在安装本体10通入水流处于工作状态时，可以使得第二螺纹孔113安装的安全螺栓40仅承受第二螺栓预紧力，而不承受水流对进人门盖20的工作载荷，以保证安全螺栓40的绝对安全性。
52.优选地，进人孔111的直径为600mm，多个第二螺纹孔113对应的分布圆半径与多个第一螺纹孔112对应的分布圆半径比值为1.3。
53.在本技术的一些实施例中，安全螺栓40和工作螺栓30中的至少一者为双头螺柱。在重复关闭或开启进人门盖20时，双头螺柱的一端可以保留第一螺纹孔112和/或第二螺纹孔113内，进人门盖20的第一螺栓安装孔21和/或第二螺栓安装孔22可以对应装配在双头螺柱上，使得双头螺柱为进人门盖20在安装或拆卸时提供一定的支撑，方便进人门盖20的安装以及拆卸。
54.可以理解地，安全螺栓40和工作螺栓30还可以为其他类型的螺栓连接件，例如，内六角螺栓。
55.进一步地，在本技术的一些实施例中，工作螺栓30为双头螺柱，安全螺栓40为六角头螺栓，双头螺柱一端旋合在第一螺纹孔112内，另外一端旋合有螺母。由于工作螺栓30位于安全螺栓40的内圈，在转动进人门盖20的盖上进人门安装座11时，不仅可以通过双头螺柱初步固定进人门盖20，同时进人门盖20的铰接处也不易与双头螺柱发生干涉现象。
56.在本技术的一些实施例中，第一螺栓预紧力与工作载荷满足如下关系式：
57.3p0≤p1≤4p0
58.其中，p1为第一螺栓预紧力，p0为工作载荷。
59.在本技术的一些实施例中，第二螺栓预紧力与工作载荷满足如下关系式：
60.1.2p0≤p2≤1.5p0
61.其中，p2为第二螺栓预紧力，p0为工作载荷。
62.在本技术的一些实施例中，第一螺栓预紧力为300mpa～400mpa，第二螺栓预紧力为100mpa～150mpa，工作载荷为80mpa～100mpa。
63.在本技术的一些实施例中，继续参阅图2，其中，进人门盖20朝向进人门安装座11
的一侧具有挡水板23，挡水板23具有与安装本体10内壁面相适配的弧面231。由于安装本体10内壁面与弧面231相适配，在安装本体10内部通入水流时，挡水板23可以阻挡水流直接进入进人孔111处，从而可以避免水流直接冲刷进人门而造成的工作载荷过高的现象。
64.值得注意的是，上述关于进人门结构的内容旨在清楚说明本技术的实施验证过程，本领域技术人员在本技术的指导下还可以做出等同的修改设计，例如，还可以采用螺钉将进人门盖20安装在进人门安装座11上。
65.进一步地，为了更好的实施本技术实施例中的进人门结构，在进人门结构的基础上，本技术还提供一种水轮机，水轮机包括如上述任一实施例的进人门结构。由于本技术实施例中的水轮机因设置有上述实施例的进人门结构，从而具有上述进人门结构全部有益效果，在此不再赘述。
66.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
67.上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本技术的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本技术进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本技术中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本技术示范实施例的精神和范围。
68.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
69.同理，应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
70.一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有
±
20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本技术一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
71.针对本技术引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本技术作为参考，但与本技术内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本技术权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本技术中的)也除外。需要说明的是，如果本技术附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本技术所述内容有不一致或冲突的地方，以本技术的描述、定义和/或术语的使用为准。
72.以上对本技术实施例所提供的一种进人门结构以及水轮机进行了详细介绍，本文
中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

技术特征：
1.一种进人门结构，其特征在于，包括：安装本体，所述安装本体具有进人门安装座，所述进人门安装座具有进人孔以及围绕所述进人孔布置的多个第一螺纹孔和多个第二螺纹孔；进人门盖，所述进人门盖铰接安装在所述安装本体上，所述进人门盖具有与所述第一螺纹孔对应的第一螺栓安装孔，以及与所述第二螺纹孔对应的第二螺栓安装孔；所述第一螺栓安装孔内安装有工作螺栓，所述工作螺栓的螺纹部旋合在所述第一螺纹孔内，所述第二螺栓安装孔内安装有安全螺栓，所述安全螺栓的螺纹部旋合在所述第二螺纹孔内；其中，在所述安装本体内通入水流时，所述工作螺栓承受第一螺栓预紧力以及工作载荷，且所述安全螺栓仅承受第二螺栓预紧力。2.如权利要求1所述的进人门结构，其特征在于，多个所述第一螺纹孔围绕所述进人孔的轴线环形阵列布置；多个所述第二螺纹孔围绕所述进人孔的轴线环形阵列布置，且多个所述第二螺纹孔对应的分布圆半径大于所述多个所述第一螺纹孔对应的分布圆半径。3.如权利要求2所述的进人门结构，其特征在于，所述进人孔的直径为600mm至800mm；多个所述第二螺纹孔对应的分布圆半径与多个所述第一螺纹孔对应的分布圆半径满足如下关系式：1.2≤r2：r1≤1.5其中，r1为多个所述第一螺纹孔对应的分布圆半径，r2为多个所述第二螺纹孔对应的分布圆半径。4.如权利要求1所述的进人门结构，其特征在于，所述安全螺栓和所述工作螺栓中的至少一者为双头螺柱。5.如权利要求4所述的进人门结构，其特征在于，所述工作螺栓为双头螺柱，所述安全螺栓为六角头螺栓；所述双头螺柱一端旋合在所述第一螺纹孔内，另外一端旋合有螺母。6.如权利要求1所述的进人门结构，其特征在于，所述第一螺栓预紧力与所述工作载荷满足如下关系式：3p0≤p1≤4p0其中，p1为所述第一螺栓预紧力，p0为所述工作载荷。7.如权利要求1所述的进人门结构，其特征在于，所述第二螺栓预紧力与所述工作载荷满足如下关系式：1.2p0≤p2≤1.5p0其中，p2为所述第二螺栓预紧力，p0为所述工作载荷。8.如权利要求1所述的进人门结构，其特征在于，所述第一螺栓预紧力为300mpa～400mpa；所述第二螺栓预紧力为100mpa～150mpa。9.如权利要求1至8任一项所述的进人门结构，其特征在于，所述进人门盖朝向所述进人门安装座的一侧具有挡水板，所述挡水板具有与所述安装本体内壁面相适配的弧面。10.一种水轮机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的进人门结构。

技术总结
本申请提供一种进人门结构以及水轮机，进人门结构包括：安装本体，安装本体具有进人门安装座，进人门安装座具有进人孔以及围绕进人孔布置的多个第一螺纹孔和多个第二螺纹孔；进人门盖，进人门盖铰接安装在安装本体上，进人门盖具有与第一螺纹孔对应的第一螺栓安装孔，以及与第二螺纹孔对应的第二螺栓安装孔；第一螺栓安装孔内安装有工作螺栓，第二螺栓安装孔内安装有安全螺栓。本申请在安装本体内通入水流时，仅工作螺栓承受交变的工作载荷，而安全螺栓仅承受自身安装的第二螺栓预紧力并处于绝对安全状态，在工作螺栓承受工作载荷发生断裂现象时，安全螺栓可以承受后续的工作载荷，从而避免进人门工作螺栓断裂后而导致的水淹厂房重大安全事故。厂房重大安全事故。厂房重大安全事故。


技术研发人员：黄世海 刘礼政 叶飞 邓鑫 张超 张彬 周赞 刘冬 陈比望 熊欣 林恺 刘辉 党鉴 曾庆龙
受保护的技术使用者：东方电气集团东方电机有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/8/8