1 引言
                                 
                              白山抽水蓄能電站蝸殼進口直徑達<4.2m，如采用球閥其制造難度及成本將大大提高。抽水蓄能機組與常規水輪機運行特點對進水閥門影響的主要差別如下：（1）抽水蓄能機組進水閥開關次數較常規水輪機多，這就要求蝶閥主密封有很好的耐磨性，以增加主密封的壽命。（2）抽水蓄能機組在泵起動時，活門下游側作用一定的反向水推力（常規水輪機無），但由于此時活門上游側作用上游水壓力，作用于活門上的壓差力較小，活門變形也較小，不會對主密封的密封效果產生影響。
                                  根據上述技術論證與成本分析對比，進水閥最終方案采用蝴蝶閥。
                                  2 蝴蝶閥的結構與分析
                                  2.1 基本參數
                                 
                              公稱直徑：<4200mm；最大靜壓：1.52MPa；最大升壓：1.8MPa；開啟時間：30～90s；關閉時間：30～90s；接力器直徑：2-<500mm；接力器操作油壓：6.3MPa；全開時阻力系數：0.08～0.12。
                                  2.2 蝴蝶閥的總體結構
                                 
                              蝴蝶閥采用臥軸、通流式、雙平板、偏心結構，為增加主密封壽命，主密封采用整圈實心高硬耐油橡膠密封，密封緊量可根據需要進行調整。蝶閥的正常開啟與關閉由直缸搖擺接力器操作，當導水機構失靈且蝶閥接力器失去油壓時，可以通過重錘進行動水關閉。每臺蝴蝶閥配有1套油壓裝置及操作柜，接力器及操作系統位于下游側，上游側設上游連接管與壓力鋼管焊接聯接，伸縮節放置于進水閥的下游側，伸縮節可移動法蘭與水輪機蝸殼延伸段法蘭采用螺栓聯接。蝶閥本體主要部件包括閥體、活門、主密封、接力器、鎖定裝置、旁通管路和空氣閥。
                                  2.2.1 閥體
                                 
                              蝶閥采用的是鑄焊結構閥體，其中軸座為ZG20SiMn，與主密封圈配合的閥體密封座采用堆焊不銹鋼，其余部分為16MR鋼板。
                                 
                              閥體是承受水壓的部件，加工后在廠內需作水壓試驗，試驗壓力為升壓水頭的1.5倍，時間為30min。為了保證足夠的閥體剛度、減少漏水、節約材料，閥體橫斷面為箱型結構。閥體的應力在打壓試驗、漏水試驗、動水關閉3個工況中，以動水關閉工況的應力為最大，其中最大的應力點位于閥座的軸孔上，且最大應力點的應力為局部應力。在進行漏水試驗時，閥體下游側法蘭產生徑向變形呈橢圓狀，這就要求活門的密封圍帶要適應這一變形規律，以便相應做調整。
                                 
                              閥體過流表面為拱型結構，用鋼板平滑過渡，不但減小了通流面積的變化，而且降低了蝶閥的流阻系數和振動、噪聲。閥體的水力損失約占整個蝶閥水力損失的2/3，而活門的水力損失只占整個蝶閥水力損失的1/3。閥體的水力損失大的主要原因是蝶閥密封處有一個較大的直徑收縮，這個較大的直徑收縮產生了較大的水力損失，此結構是降低蝶閥水力損失的有效方法。
                                 
                              蝶閥在受到水推力作用，會有移動的趨勢。如果地腳螺栓牢牢把住閥體或閥體地腳孔過小，不但地腳螺栓將承受巨大的剪應力，而且在傾覆力矩的作用下，閥體和閥體聯接螺栓都要承受很大的負荷。所以將閥體地腳孔設計為腰形孔，在閥體地腳孔內設一套筒，其套筒法蘭底面與閥體地腳板之間有一微小間隙，允許蝶閥在支承板上自由滑動，使地腳螺栓不承受剪力，此結構大大改善了地腳螺栓和閥體的受力情況，見圖1。

                                  2.2.2 活門
                                 
                              活門采用雙平板（通流式）型鑄焊結構，兩端與閥軸連接的軸頭用ZG20SiMn鋼鑄造，其余用Q235鋼板拼焊。活門的結構型式不僅對水流性能有直接影響，而且與活門的剛強度性能密切相關，活門要有適當的強度和剛度，經過剛強度計算分析，活門采用四塊梯形肋板，見圖2。

                                 
                              經過多次模型試驗和結構優化，在肋板與蓋板的迎水面與出水面上采用翼形設計，使活門獲得良好的流態，避免卡門渦振動，