座环与蜗壳分析 (2)
大型抽水蓄能机组整连座环蜗壳安装施工工法(2)
大型抽水蓄能机组整连座环蜗壳安装施工工法大型抽水蓄能机组整连座环蜗壳安装施工工法一、前言大型抽水蓄能机组在面对全球能源供应和环境保护的压力下，成为了能源行业的重要解决方案之一。
其中，整连座环蜗壳安装施工工法是一种高效、可行的安装方式。
本文将介绍整连座环蜗壳安装施工工法的特点、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点整连座环蜗壳安装施工工法的特点主要包括：1. 施工速度快：采用整连方式，减少了施工时间。
2. 节约材料：螺栓穿过整连座环进行连结，不需要焊接螺栓，减少了材料消耗。
3. 工艺简单：工法操作简单，不需要复杂的设备和工艺流程。
4. 适应性强：适用于各种类型和规模的大型抽水蓄能机组。
三、适应范围整连座环蜗壳安装施工工法适用于各种大型抽水蓄能机组的安装，包括但不限于水电站、风电场、火电厂等。
四、工艺原理整连座环蜗壳安装施工工法的工艺原理是通过将螺栓穿过整连座环的孔洞，将座环与蜗壳连结起来，形成一个整体。
这样可以减少安装步骤和材料消耗，并提高施工的效率和质量。
五、施工工艺整连座环蜗壳安装施工工法的施工工艺包括以下几个阶段：1. 基础准备：根据设计要求，进行基础建设，确保基础平整牢固。
2. 安装座环：将整连座环放置在基础上，按照设计要求进行位置和水平调整。
3. 安装螺栓：根据设计要求，在座环上预先布置螺栓孔，并将螺栓穿过座环孔洞。
4. 连接蜗壳：将蜗壳安装到座环上，通过螺栓进行连接，并进行紧固。
5. 检查和调整：检查蜗壳的安装质量和位置是否符合要求，根据需要进行调整。
6. 最后调试：根据设计要求和施工完成情况，进行最后的调试和检验。
六、劳动组织整连座环蜗壳安装施工工法需要组织一支合适规模的施工队伍，包括工程师、施工人员、技术人员和检验人员等。
七、机具设备整连座环蜗壳安装施工工法所需的机具设备主要包括吊车、脚手架、电动起重机、调试设备和检测仪器等。
水电站混凝土蜗壳设计探析
水电站混凝土蜗壳设计探析摘要：水电站为了提高运行稳定性、增加经济效益，经常会对混凝土蜗壳展开有效设计。
本文将从某水电站的工程概况出发，对其混凝土蜗壳的设计进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地设计水电站的蜗壳。
关键词：蜗壳设计；混凝土蜗壳；水电站引言在水轮机中，蜗壳是十分重要的一个过流部件，设计的蜗壳质量高低会对水电机组整体工作效率产生直接影响，并且关系到水电站布置的科学性与合理性，这要求水电站应结合自身实际情况，寻找设计混凝土蜗壳的依据，展开有效的蜗壳设计。
因此，研究设计混凝土蜗壳的策略具有一定现实意义。
一、工程概况某水电站安装了300MW水轮发电混流式机组，共计六台，安装的水轮机高程是128米，水头设计为113米，额定转速为每分钟106r，额定流量是每秒295立方米，额定出力为305MW，直径为6米。
其蜗壳的进口直径是7.3米，甩负荷压力的最大值是1.91兆帕，静水压力最大值为1.39兆帕。
水电站中的一些机组设备通过世界银行进行贷款，借助国际招标工作，最终由相关企业承包并建造。
在该水电站中，水轮发电的机组主要通过下机架进行支承，并将软垫层敷设于钢蜗壳的外部。
所有内水的压力都能被钢蜗壳承担，内水压力的设计值是1.92兆帕，蜗壳混凝土结构仅能够承受楼板、水轮发电机等上部结构产生的重力荷载。
二、水电站机组的荷载按照水电站布置的整体规定，连接机组和引水压力钢管的形式为一管一机。
蜗壳的进口内径是7.1米，压力钢管的直径是7.7米，把连接段设置到钢蜗壳和钢管间。
蜗壳钢板的厚度为20毫米至40毫米，厂房轴线和机组中心线存在11.5度的夹角。
此钢蜗壳具有较为复杂的混凝土结构受力情况与尺寸体型，在设计结构过程中，对围岩的压力、内外水的压力、发电机组的荷载、结构的自重、风罩传递的荷载等基本荷载类型均有涉及，水轮机的总重量是10500千牛，发电机的总重量是18600千牛。
三、设计混凝土蜗壳的混凝土结构在设计时，钢蜗壳断面使用了全埋型圆断面，安装的机组高程为128米，段长是26米，低于124米高程的部分宽23米，高出的部分宽25米。
桐柏抽水蓄能电站座环、蜗壳的安装
桐柏抽水蓄能电站座环、蜗壳的安装陈林【摘要】介绍了桐柏抽水蓄能电站水泵/水轮机解决座环、蜗壳的安装,包括座环、蜗壳的拼装、焊接、吊装、安装调整及蜗壳水压试验,安装中出现的问题和解决问题的办法.【期刊名称】《四川水力发电》【年(卷),期】2011(030)001【总页数】5页(P102-106)【关键词】座环;蜗壳;安装;焊接;水压试验;问题;解决办法;桐柏抽水蓄能电站【作者】陈林【作者单位】中国水利水电第五工程局有限公司机电制造安装分局,四川,成都,610225【正文语种】中文【中图分类】TV547;TV54;TV52;TV7341 概述桐柏抽水蓄能电站装机容量为4×300 MW，座环、蜗壳由上海SHEC公司制造。
由于该电站水头高、流量较小，座环、蜗壳尺寸也较小，但座环与蜗壳已在工厂焊接为一体而导致座环、蜗壳整体体积较大，不便于运输，故需将座环、蜗壳分为两瓣。
座环、蜗壳分割线的方向:Y轴沿机组中心逆时针旋转60.43°。
座环、蜗壳的安装为现场拼装、焊接、整体吊装，1#机和2#机先在安装间拼装、焊接，然后整体吊装到机坑就位安装，3#机和4#机在机坑里拼装、焊接，整体安装。
主要技术参数:(1)座环、蜗壳总重182 t(2)座环、蜗壳大头部分重量93 t(3)座环、蜗壳小头部分重量69 t(4)座环内径6 324 mm(5)座环高度992 mm(6)蜗壳进口直径3 100 mm2 施工流程施工准备→座环、蜗壳拼装→座环焊接→蜗壳压缝→蜗壳焊接→整体吊装→座环中心高程、水平调整→基础螺栓设计力矩10%拉紧→蜗壳进水口直管段安装→基础螺栓设计力矩40%拉紧→蜗壳水压试验→蜗壳层浇筑和蜗壳保压、卸压→基础螺栓设计力矩100%拉紧→座环水平处理。
3 施工准备(1)检查座环、蜗壳外观，运输过程有无损伤，清点到货零部件。
(2)基础环的安装。
①基础环的尺寸检查。
对到货的座环基础环进行外型几何尺寸检查，主要检查座环基础螺栓套管的分度圆直径(φ6 540)及X、Y中心点的划分是否正确，检查管的垂直度、管口孔距的弦长、管孔与基础孔的同心度。
发电厂房蜗壳及座环周边机墩二期混凝土浇筑措施
■施工技术2020年发电厂房蜗壳及座环周边机墩二期混凝土浇筑措施田晓华（中国水利水电第十六工程局有限公司，福建福州350003）摘要简要介绍了印尼阿萨汉水电站发电厂房的蜗壳及座环周边机墩二期混凝土浇筑经验，以供参考。
印尼阿萨汉水电站发电厂房的蜗壳及座环周边机墩二期混凝土浇筑，混凝土利用溜筒垂直入仓，采用分层浇筑的方法。
模板和钢筋安装好后，分成三层浇筑，第一、二层采用“平层法”浇筑；第三层先将机墩混凝土浇筑到楼板层底，然后用“通仓法”完成整层浇筑，最后座环下阴角回填混凝土后进行回填灌浆处理。
关键词蜗壳;座环;混凝土浇筑;发电厂房;机墩;入仓强度发电厂房蜗壳及座环周边埋件多、钢筋密，同时该部位又是固定机组的结构混凝土，若浇筑不密实、出现冷缝或产生蜗壳和座环移位、变形，在机组运行期间可能产生过大的振动,甚至导致机组无法正常运行，故机墩二期混凝土浇筑必须认真对待。
1工程简介印尼阿萨汉一级水电站是一座位于北苏答腊省阿萨汉河流域的电站，设计年运行小时数为6600h,年发电量为11.79亿kW-h0工程由坝区建筑物、弓冰隧洞、调压井、压力钢管、厂房和开关站等组成,电站工程以发电为主，设2台机组,总装机2x90MW o2混凝土入仓方案蜗壳和座环周边机墩二期混凝土浇筑期间，周围墙体完成浇筑，形成与机墩二期仓面较高的落差，混凝土垂直入仓主要利用溜筒：1#机墩靠安装场侧，在安装间靠厂房边墙上挂溜筒下降到合适高程（根据每层浇筑高程而定）后经溜槽二次分配到仓面;2#机墩在尾水平台上设短溜槽跨主吊车柱进入挂在墙上的溜筒，经溜槽穿尾水副厂房（楼板不浇筑）二次分配到仓面。
为防止骨料分离,溜筒高度超过10m,设一道缓降器。
上部结构因每仓的浇筑量小，采用桥机吊卧罐入仓。
3混擬土衬砌分层、分块（1）分层。
机墩EL105.20m高程以下断面为矩形，高度为5.70m,是蜗壳、座环外包混凝土。
为防止浇筑对蜗壳及座环产生较大侧压力和浮托力，导致其变形、移位，分成三层浇筑:第一层到蜗壳中心线以下约50cm（高程EL101.50m,高度2.00m）;第二层到水轮机层楼板梁底下约25cm（高程为EL103.95m,高度为2.45m;第三层与水轮层楼板一起浇筑（高程为EL105.20m,高度为1.25m）。
水电站厂房项目座环及蜗壳安装方案
目录1、概述 (1)1.1 工程概况 (1)1.2 水轮机座环及主要部件参数 (1)2、施工依据 (1)3、施工重点及难点 (2)4、施工方法 (2)4.1一般性规定 (2)4.2座环安装 (3)4.3蜗壳安装 (4)4.4座环、蜗壳安装质量控制点 (7)5、施工组织机构及设备配置计划 (8)5.1施工组织机构 (8)5.2人员及物资配置计划 (9)6、工期计划 (10)7、危险源辨识及安全保证措施 (10)7.1座环安装现场危险点分析与预控 (10)7.2质量保证措施 (12)7.3安全保证措施 (13)7.4环境及文明施工保障措施 (13)座环及蜗壳安装施工方案1、概述1.1 工程概况冗各电站主要任务是发电，坝后式开发，正常蓄水位495m，相应库容3290万m3，为周调节水库，电站装机容量3×30MW，多年平均发电量3.357亿kW•h，保证出力21.19MW，装机利用小时数3730h，工程规模属中型，工程等别为三等。
大坝为碾压混凝土重力坝，最大坝高70m，枢纽主要由重力坝、坝身设闸3孔溢洪道、左岸发电引水隧洞、压力钢管、地下发电厂房及室内开关站等建筑物组成。
1.2 水轮机座环及主要部件参数2、施工依据设备的制造及安装应遵照设计图纸以及国家和行业颁发的下述标准、规程和规范。
选用的技术规范、规程和标准，应是已颁布的最新版本。
本招标文件必须遵守执行的现行技术规范主要有(不限于此)：（1）设计院提供的蓝图及工艺措施说明（2）水轮机厂家提供的图纸以及工艺措施要求（3）《水轮发电机组安装技术规范》（GB8564）（4）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》（GB11345）（5）《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923）（6）《钢熔化焊接接头射线照相和质量分级》（GB3323）（7）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》（JGJ82）（8）《水电水利工程金属结构设备防腐蚀技术规程》（DL/T5358）（9）《水工金属结构焊接技术条件》（SL36）（10）《水工金属结构焊工考试规则》（SL35）（11）《机械加工通用技术条件》（Q/ZB75）（12）《装配通用技术条件》（Q/ZB76）（13）《电力建设安全工作规程》（SDJ63）（14）《电力建设施工及验收技术规范（金属焊缝射线检验篇）》（SDJ60）（15）《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》（GB 50236）（16）《碳钢焊条》（GB/T5117）（17）《低合金钢焊条》（GB/T5118）3、施工重点及难点座环是立式混流式机组的安装基准件，尺寸大、重量重，而且安装精度要求高，应充分重视它的安装工作。
座环、蜗壳安装施工技术措施
目录一、概述 (1)二、施工准备 (1)2.1施工前的准备 (1)2.2人员配置 (2)2.3施工设备及工器具准备 (2)2.4主要临时设施准备 (3)三、座环蜗壳安装程序 (3)四、座环、蜗壳的运输及吊装 (4)4.1主厂房桥机不具备吊装条件的座环、蜗壳吊装 (4)4.1.1、吊装准备工作 (4)4.1.2、吊装方法 (5)4.2主厂房桥机具备吊装条件的座环、蜗壳吊装 (7)五、座环、蜗壳安装 (8)5.1座环、蜗壳安装应具备的条件 (8)5.2座环、蜗壳安装 (8)5.2.1座环安装控制点： (8)5.2.2蜗壳安装控制点： (8)5.2.3座环、蜗壳调整 (9)5.2.4蜗壳挂装 (9)5.2.5不锈钢段安装 (14)5.3座环、蜗壳的焊接 (14)5.3.1焊前准备 (14)5.3.3座环、蜗壳的焊接 (14)5.3.2焊接的一般要求： (15)5.4蜗壳水压试验 (16)5.5蜗壳保压浇注及监测 (17)5.6蜗壳层预埋管道、埋件安装 (18)六、座环、蜗壳安装控制标准 (18)七、座环、蜗壳施工工期计划 (19)八、质量控制措施 (20)8.1质量目标 (20)8.2质量控制的内容 (20)8.2.1施工准备阶段的质量控制 (20)8.2.2施工阶段的质量控制 (20)8.2.3交工验收阶段的质量控制 (20)8.3质量保证措施 (21)九、安全控制措施 (21)9.1基本规定： (21)9.2座环、蜗壳运输道路的保证措施 (21)9.3座环、蜗壳吊装安全措施。
(22)9.2.2供电与电气设备安全措施 (22)十、安全文明施工 (23)十一、编制依据 (24)座环、蜗壳安装施工措施（修）一、概述本工程6台机座环均为整体到货，座环由上下环板、上下围板、锥板、支撑环、舌板、15个固定导叶和1个特殊固定导叶组成，外形尺寸4700mm×6517mm，总重27.2t。
蜗壳由蜗壳过渡段、蜗壳进人门、3节直管和22节渐变管节组成，蜗壳入口直径Φ1800mm。
松绑座环蜗壳安装(中文稿)
越南SONGBUNG4水电站机电设备安装工程座环、蜗壳安装方案批准：李艺审核：何庆编制：陈杰广东省源天工程公司越南SONGBUNG4水电站项目部二○一二十月座环、蜗壳安装施工方案1 工程概况松邦4水电站位于巫加河支流邦河上，广南省南江区Ta Bhing和ZouiH社区，距东南方的岘港约43公里。
该电站总装机容量156MW，年均发电586.25*106kwh，输出电能送往国家电网。
水轮发电机组由天津阿尔斯通公司制造。
本工程座环整体到货，最大直径约4.6米；高2.1米，重约18吨，蜗壳分块到货，最重单件约6吨。
2 施工依据及质量要求1.主要施工依据(1)有关的规程规范和技术标准要求：GB/T8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》。
(2)厂家图纸技术要求和有关技术文件的要求；座环VNSB4-B1-021、蜗壳VNSB4-B1-022-1--VNSB4-B1-022-3。
2.安装质量要求其它安装允许偏差及要求严格按GB/T8564-2003《水轮发电机组安装技术规范》及厂家图纸要求3 人员组织机构总负责人：李艺技术负责：何庆安全负责：李庆峰安装负责：杨兰发起重负责：牟建华翻译协调：陆昌龙4 施工准备1.座环安装应具备的条件（1）土建单位的一期混凝土高程浇筑到座环安装面，所有调整、加固用的基础埋件全部预埋完成。
（2）土建单位交面给机电埋件安装前：砼面应冲洗，清扫干净；施工养护用水应做好排水措施，保持作业面无积水。
（3）检查复测已安装完毕的尾水管、锥管。
2．施工准备（1）技术准备a.熟悉规程规范的安装要求；b.熟悉掌握蜗壳与座环装配图及各有关零、部件图；c.熟悉制造厂编制的水轮发电机安装说明书，蜗壳与座环装配技术要求；d.检查蜗壳与座环设备出厂检验记录；e.核对设备发货明细表。
（2）设备及测量工器具准备a.锥管安装调整完毕并经验收合格。
b.根据吊装方案中各部分，各阶段所需的吊装设备。
测量设备及工器具要求，在实施前应做相应的准备；c.与监理工程师一起开箱清点到货的设备及其配件，检查各零部件的数量，表面质量，随机文件等是否与技术文件资料及装箱单一致，双方确认无误后签字，并将并将一份存档；d.制定安装的安全操作规程，明确安装过程中的安全注意事项，指定有关安全负责人，检查安装用防护用品的配备是否齐全、到位。
座环与蜗壳分析 (2)
概述座环、蜗壳是混流式水轮机埋人部分的两大部件,它们既是机组的基础件,又是机组通流部件的组成部分,它们承受着随机组运行工况改变而变化的水压分布载荷以及从顶盖传导过来的作用力。
座环一般为上、下环板和固定导叶等组成的焊接结构。
蜗壳采用钢板焊接,其包角一般介于345一360范围以内。
蜗壳通过与座环上、下环板的外缘上碟形边或过渡板焊接成一整体,其焊缝需要严格探伤检查,必要时还需要进行水压试验。
近年来,随着水轮发电机组单机容量的不断提高,给机组的设计和制造带来一系列技术和工艺方面的问题,仅就水轮机的座环蜗壳来说,若按传…反击式水轮机的基本结构第三节：反击式水轮机的引水室一、简介一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。
阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量水轮机引水室的作用：1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。
2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。
二、引水室引水室的应用范围1.开敞式引水室2.罐式引水室3.蜗壳式引水室混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。
由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图金属蜗壳的包角340度到350度三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数1.蜗壳的型式水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。
当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。
蜗壳应力分布图椭圆断面应力分析图金属蜗壳按制造方法有焊接，铸焊和铸造三种。
尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机2.蜗壳的断面形状金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。
水电站垫层蜗壳座环受力机理研究
ｃｓ， － ｏｌ ｅｒ ｏ ｅ ｂｓｄｏ ｎ ｃｕｌ ｙｒｐｗ ｒ ｒ ｅｔｓ ｅ ｕ ｌｕａ ｎ ｎｌｚ ｅｉｆ ｅ ｃｓ ｆ ｉｅｅｔ ａｅａ３ Ｄｎ ｎｉ ａ ｄ ｌ ａｅ ｎａ ｔ ｄｏ ｏ ｅ ｏ ｃ ｔ ｐｔ ｃ ｃｌｔ ａｄａａｙｅ ｈ ｌ ｎｅ ｆ ｒｎ ｎ ｍ ａ ａｈ ｐ ｊ ｉｓ ｏ ａ ｅ ｔ ｎｕ ｏｄ
Ｗｕ ａ ３ ０ ２ Ｈｕ ｅ Ｃ ｉａ ｈ ｎ４ ０ ７ ， ｂ ｉ ｈｎ） ，
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｓｕ ｙ ｔ ｅ ｓ ｅ ｒｍｅ ｈ ｎ ｓ ａ ｄ ｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓｏ ｔ ｙ ｒ ｇ ｕ ｄ ｒｕ ｂ ｌ ｎ ｅ ｙ ｒ ｕ ｉ ｈ ｕ ｔｏ ｐ ｒ ｌ ｓ ｒ ｃ ： ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｔ ｄ ｈ ｈ ａ ｃ ａ ｉ ｍ ｎ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｓａ ｎ ｎ ｅ ｎ ａ ａ ｃ ｄ ｈ ｄ ａ ｌ ｔ ｒ ｓ ｆｓ ｉ ｉ ｃ ｉ ｃ ａ
Ｃｈ ｎ Ｐ ｎ ， ｕ Ｈｅ ａ ， ｉ ｎ ｈ ｎ ｅ ｅ ｇ Ｗ ｇ ｏ Ｊａ ｇＣ ａ ｇ
ｆｔｔ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＷａｅ ｓｕ ｃ ｓａ ｄ Ｈｙ ｒｐ ｗｅ ｇｎ ｅｉｇＳ ｉｎ ｅ Ｗｕ ａ ｎｖ ｒｉ ， ＳａｅＫｅ ａ ｏａｏｙｏ ｔｒＲｅｏ ｒｅ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒＥｎ ｉｅ ｒｎ ｃｅ ｃ ， ｈ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ ｙ
中 图分 类 号 ：Ｍ７ ０３２ Ｔ ３ ．１
文ห้องสมุดไป่ตู้标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：５９ ９ ４ （０２ １－ ０７ ０ ０ ５ － ３ ２ ２ １ ）０ ０ ５ — ３
蜗 壳 和 座 环 是 水 轮 机 重 要 的 过 流 部 件 ． 结 构 型 式 上 不 仅 要 求 其 水 头 损 失 最 小 ，并 且 应 有 足 够 的 强 度 和 刚 度 以 保 证 机 组 的 安 全 运 行 。 以 往 对 蜗 壳 结 构 的研 究 主要 集 中 在 钢 蜗 壳及 其 外 围混 凝 土 的应 力 、 变 形 和 承 载 比方 面 口１ －。单 独 针 对 座 环 受 力 机 理 的 研 究 ２
蜗壳和座环整连分瓣后焊接变形的原因分析及工艺改进
蜗壳 Ｉ 的焊缝开在 一ｙ方 向 ， 段 全长 ２ ． 板 Ｏ ８ｍ， 厚 ８ Ｏｍｍ； 壳 Ｉ 段 的 焊缝 开 在 ＋ｙ方 向 ， 长 约 蜗 Ｉ 全 １ 板厚 在 ５ ～６ ６ｍ， ５ Ｏ ｍｍ 之 间 ； 壳 Ｉ 段 焊 缝 长 蜗 Ｉ Ｉ ７ ５ｍ， 厚 ８ ． 板 Ｏｍｍ。采用 不 对 称 Ｘ 型 坡 口。除座
维普资讯
第２卷 第 ６ ９ 期
３ ８
水 电 站 机 电 技 术
Ｍｅｈｎｃｌ Ｅｅｔ ｃｌ ｅｈ ｉ ｅ ｆ ＆ｏ ｏ ｅ Ｓａ ｏ ｃ ａｉ ｌ ｒ ａ Ｔ ｃｎｑ ａ ｃｉ ｕ ｏ Ｈｙ ｐ ｗ ｒ ｔｔ ｎ ｉ
Ｖ０ ． ９ ＮＯ ６ １２ ．
的圆度值 ， 蜗壳 Ⅱ段 椭 圆缝 上 的定 位 焊割 开 ， 均 将 且
匀地 留出 ３ ～４ｍｍ 的焊缝 间 隙 。此 时 ， 环 和底 环 座
的 间隙变 化表 明 ＋ｙ方 向内移 、 一ｙ方 向外 移 ， 用 并
填 充量 大 ， 这样 会导致 焊 接时 变形 大 ， 于控 制 。但 难
ａ 从 座环缝 中间 向两 边焊 ， 在外 侧焊座 环 缝 ， ． 先
Ｊ 家 间 隙
焊 接 后
矫 正 后
图 ５ 焊 接 座 环 缝 后 座 环 和 底 环垂 直 组 合 面 之 间 的 周 边 间 隙 （ ｍｍ）
（ ） 因分 析 ２原
再在 内侧依 次焊 短环缝 和椭 圆缝 。
例。
关键 词 ：蜗 壳 和座 环 ；整 连分 瓣 ；焊 接 变 形 ；周 边 间隙
运用QC方法,进行座环及蜗壳安装
Ｇ Ｚ ＯＵ Ａ Ｇ Ｏ Ｐ Ｓ ＩＮ Ｅ ＆ Ｔ Ｃ Ｏ ＯＧ Ｅ Ｈ Ｂ Ｒ Ｕ ＣＥ Ｃ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｙ
ｅ ｉ ．８ Ｓｒ ｌ ｏ９ ａＮ
逐 条分 析讨论 ， 定 了 以下影 响因 素 ， 对 主要 影 确 并
４ 影 响 因素 分 析
针对 以上 问 题 和 情 况 ， 们 召 开 Ｑ 我 Ｃ小 组 会 议， 从人员 、 设备 、 材料 、 法 、 境等 五个 方面 进行 方 环 全 面综 合分 析 ， 立 因果 分 析 图 ， 图 ２ 建 见 ： 从 以上 因果 图 中看 出 ， 影响 座环 和蜗 壳安装 质 量 的因素是 多方 面 的 ， 如座环 法 兰面平 面度 未达 到
调 整工作 顺 利进行 ；
序、 质量 控 制要 点 等有 较 为 全 面 的 了解 。此外 ， 现
场 技术 人员 和每 道工 序 的施 工 负责 人 员 必 须清 楚 的 了解 可 能造成 法 兰面 安 装 技术 指 标 超 差 的 以下
５ ６
（ ） 虑 环 境 温 度 的影 响 ： 装 正 值 盛 夏 ， ３考 安 在
２ １ 年 ６月 第 ２期 ０１
葛洲 坝集 团科 技
总第 ９ ８期
运用 Ｑ ｃ方 法 ， 行 座 环 及 蜗 壳 安 装 进
陈晓 东
摘
要
本 文 着 重 介 绍 了 在 湖 南 安 化 柘 溪 水 电站 扩 建 工 程 ０ 水 轮 发 电 机 组 座 环 及 蜗 壳 安 装 过 程 中 ， 用 的 ＃ 采
几 点要 因及 解决 方法 ：
（） １ 法兰面平面度超差 的造成 ， 虽与制作质量
等 诸多影 响 因素有关 ， 最主要 的原 因是蜗 壳焊 缝 但
况制定 对策见 表 ３ ：
金造桥水电站蜗壳座环安装及水压试验
金造桥水电站蜗壳座环安装及水压试验一般情况下，大型水轮发电机组具有流量大、水头较高的特点，其水轮机蜗壳一般采用金属型蜗壳，如三峡水电站、龙滩水电站以及小湾水电站等大型水电站，它们共同的特点主要为结构尺寸大、质量大、现场安装、焊接工作量大，而且安装质量要求高、难度大。
一旦出现质量安全问题，后果不堪设想。
本文对金造桥水库电站水轮机组的蜗壳和座环的安装过程进行了详细的分析，并进行科学的水压试验，总结了一定的工程经验。
1.工程概况金造桥水库电站位于屏南县境内的金造溪上，坝址位于屏南县棠口乡际头村金造桥下游约1km处，厂址位于棠口乡上培村对岸，距屏南县城16km，距福州火车站约200公里。
电站装机2台，单机容量为33MW的悬吊式混流式机组。
电站设计额定水头为234.0m，机组额定转速500r/min，在国内属于高水头高转速机组的电站。
水轮机组设备由克瓦纳（杭州）发电设备有限公司制造，其主要技术参数如表1所示。
根据金造桥水库电站水轮机的蜗壳和座环结构设计可知，座环为双平板式焊接结构，具有足够的强度和刚度。
蜗壳采用可焊性好的低合金结构钢16MnR钢板卷制而成。
蜗壳和座环在制造厂内预装焊接，焊缝经过检查、热处理，后再加工。
蜗壳和座环在厂内完成3.5MPa 的水压试验。
为减少蜗壳对混凝土的作用力，尾水锥管四周留有空间，并与尾水肘管为伸缩联接，使座环上下平板的水作用力相互抵消，使蜗壳仅承受水压力，且取消常规电站在蜗壳与混凝土间设置的弹性层。
2.蜗壳和座环的安装2.1.蜗壳座环就位安装流程蜗壳座环的重量为25吨，用传统办法，在四个支墩和蜗壳进口法兰处两个支墩上放置楔子板或千斤顶，调整座环的高程、水平，确保座环的轴线与机组X-Y轴线保持一致。
蜗壳座环于2021年9月26日到场，9月27日吊装就位，调整蜗壳座环的水平，使水平误差控制在0.04mm/m之内，边对称加固边监测。
1#机组蜗壳座环于2021年10月6日安装完毕移交工作面，2#机蜗壳座环于10月7日安装完毕移交土建单位。
第二章 水轮机的蜗壳、尾水管及气蚀
V22 2g
减少
2g
四川农业大学水建系
综合1-3得
V22 E ( H d H s ) 2 g h
设置尾水管以后，在转轮出口形成了压力降低，出现了真空现
象，真空由两部分组成： 静力真空：Hs(落差)，也称为吸出高度Hs； 动力真空(转轮出口的部分动能)
四川农业大学水建系
弯肘型尾水管
减小厂房开挖深度，水力性能好，大中型号水轮机均采用弯
肘型尾水管。
组成：直锥段、肘管、出口扩散段。
四川农业大学水建系
第三节 水轮机的汽蚀及汽蚀系数
一、汽蚀的概念
1893年，人们首次发现汽蚀现象。之后，对螺旋桨、水轮机 和水泵等水力机械的汽蚀问题进行了大量研究。随着机器越来 越向高速运转方向发展，汽蚀一直是水力机械中很重要的问题。
H kv
四川农业大学水建系
Wk2 W22 V22 Hs ( w ) 2g 2g pa pk
H kv H s hkv
静力真空 Hs是吸出高度，与水轮机的安装高程有关，与
水轮机的型式和性能无关；取决于转轮相对下游水面的位
置高程. H s Z k Z a
有关），一般用动能恢复系数ηw表示
w (
2 2 2 v2 5 v5
2g
h 2 5 ) /
2 2 v2
2g
ηw >0.8 时，效果较好； ≦0.3～0.4时，效果较差。
四川农业大学水建系
二、尾水管型式及其主要尺寸
型式：
直锥形——用于小型水轮机 弯锥形——用于卧轴水轮机
弯肘形——（大中型电站）
四川农业大学水建系
座环、蜗壳安装施工技术措施
水电站座环、蜗壳安装技术措施1、概述座环在厂内加工，分半到货,现场组装座环，安装调整后，与基础环螺栓连接,基础环与锥管进行现场焊接;蜗壳共分为21节，一块舌板，其中小头的19、20、21、三节及舌板在厂内与座环及相互之间焊接，蜗壳其余各节（除补偿节外）在厂内预装，其中6、13节为凑合节，加固后分节运至工地进行挂装。
蜗壳上半部装设弹性层,外侧中心线装设槽钢排水沟;蜗壳现场不做水压试验，不进行保压砼浇筑。
2、主要技术参数座环：最大外形尺寸4820×1593;总重量：约21t；蜗壳：单节最大外形尺寸φ3600×2070；总重量：约28t；座环上法兰面安装高程：▽1754。
878m；蜗壳中心线安装高程：▽1754.05m;3、座环、蜗壳安装3。
1、安装程序熟悉图纸设备清点及尺寸检查安装基准线放置基础埋设基础环吊装座环吊装座环中心、高程、水平调整座环加固蜗壳挂装、焊接蜗壳焊缝探伤座环、蜗壳中心、高程、水平复查整体加固砼浇筑。
3。
2、安装前的准备工作3.2.1、熟悉厂家的图纸、资料,并作好技术交底工作，在施工中严格按照图纸及有关的规范进行安装;3.2。
2、按照图纸及到货清单，清点到货的零部件，检查零部件的数量、规格、尺寸是否符合图纸的要求;3.2.3、按图纸进行安装基准线的放置，然后进行座环、蜗壳支墩基础埋设。
4、座环及蜗壳瓦块吊装方案座环单件吊装重量约为11t，根据现场条件，采用25t汽车吊进行座环的吊装就位；蜗壳瓦块也采用汽车吊进行挂装。
5、起重场地布置根据现场通道的实际情况，25t汽车吊先布置在安装间侧交通道位置,将座环第一半吊入安装间底板位置，进行座环的第一次倒运，然后将吊车布置在▽1756。
95水轮机层，进行座环的吊装至座环支墩，进行临时加固,再以同样方法吊装第二半，在座环支墩上进行座环组合，就位及蜗壳瓦片的挂装。
为此，要求安装间靠水轮机层立柱钢筋进行放倒，以便吊车可以布置及吊装作业。
大型混流式水轮机零部件—蜗壳座环的刚强度研究
东北大学硕士学位论文第一章绪论加权平均水头Ｈａ：考虑各种水头可能持续的时间的平均水头（ｍ）。
设计水头Ｈｒ：水轮机发出额定功率时的最小净水头（ｍ）。
额定转速ＩＩＮ：设计选定的同步转速（ｒ／ｍｉｎ）。
设计流量Ｑｒ：在设计水头和额定转速下，水轮机发出额定出力时通过的流量（ｍ３／ｓ）。
额定功率Ｎｒ：在设计水头，设计流量和额定转速下水轮机的轴功率（ｋｗ）。
飞逸转速ｎｐ：当甩去全负荷，水轮机轴输出功率为零，导水机构不关闭，水流通过转轮产生的最大转速（ｒ／ｍｉｎ）。
升压水头Ｈｓ：最高水头×升压系数（不同水电站升压系数不同）。
图１．１水电机组系统组成示意图Ｆｉｇ．１．１ＴｈｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎｖｉｅｗｏｆＨｙｄｒｏ－ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇＵｎｉｔ东北大学硕士学位论文第二章蜗壳座环的有限元分析图２．６固定导叶网格Ｆｉｇ．２．６Ｇｒｉｄｏｆｓｔａｙｖａｎｅ图２．７计算模型喇格Ｆｉｇ．２．７Ｇｒｉｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ根据研究所工程人员计算经验，基础环承受的压力对计算结构影响很小，计算时可以不考虑。
不考虑蜗壳座环的自重。
蜗壳座环强度的许用应力是根据ＡＳＭＥ标准选取的，因此表２．２中材料的许用应力是根据美国ＡＳＭＥ锅炉与压力容器标准第八章第一册规定的应力设计准则计算得到的。
即相应材料强度极限（ＵＴＳ）的７／２倍与屈服极限（Ｙｓ）的２１３二者之间取较小的那个值为许用应力，即Ｍｉｎ（ｕＴＳ／３．５，２Ｙｓ／３），见附录Ｃ。
表２．２中所列各板件的材料的牌号和性能参数强度极限（ＵＴＳ）和屈服极限（Ｙｓ）详见附录Ｂ。
从表２．２中可以看出固定导叶、环板和蜗壳上的最大应力值均小于各自材料的许用应力值。
过渡段的最大应力为一局部应力集中点，其值超过了材料的许用应力值６４ＭＰａ。
图２．８模型应力分布图Ｆｉｇ．２．８Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｓｔｒｅｓｓ东北大学硕士学位论文第二章蜗壳座环的有限元分析图２．９模型位移分布图图２．１０固定导叶应力分布图Ｆｉｇ．２．１０Ｄｉｓｔｒ／ｌｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔａｙｖ∞ｅｓｔｒｅｓｓ图２．１１计算模型图２．１２模型位移分布图Ｆｉｇ．２．１２Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ东北大学硕士学位论文第三章变量化分析技术概述些尺寸时，又可直接生成修改后的另一种几何模型。
金属蜗壳的水力计算
金属蜗壳的水力计算在选定包角ϕ0及进口断面平均流速v 0后，根据设计流量Q r ，即可求出进口断面面积F 0。
由于要求水流沿圆周均匀地进入导水机构，蜗壳任一断面ϕi 通过的流量Q ϕ应为Q Q ir ϕϕ=360（7—6）于是，蜗壳进口断面的流量为 Q Q r 00360=ϕ（7—7）进口断面的面积为F Q v Qv r 00000360==ϕ （7—8）圆形断面蜗壳的进口断面半径为ρπϕπmax ==F Q v r 000360 （7—9）采用等速度矩方法计算蜗壳内其它断面的参数。
取蜗壳中的任一断面，其包角为ϕi ，如图7—15所示，通过该断面的流量为Q v bdr u r R aiϕ=⎰（7—10）因v r K u =，则v K r u =/，代入式（7—10）得： Q Kbrdr r R aiϕ=⎰（7—11） 式中：r a ──座环固定导叶的外切圆 半径；R i ──蜗壳断面外缘到水轮机轴线半径； r ──任一断面上微小面积到水轮机轴线的半径： b ──任一断面上微小面积的高度。
一、圆形断面蜗壳的主要参数计算图7—15 金属蜗壳的平面图和断面图水轮机轴r aa i r R id rρibv u v rviϕ对圆形断面的蜗壳，断面参数b 从图7—15中的几何关系可得b r a i i =--222ρ() （7—12）式中：ρi ──蜗壳任一断面的半径；a i ──任一断面中心到水轮机轴线距离。
将式（7—12）代入式（7—11），并进行积分得：Q K a a i i i ϕπρ=--222() （7—13）由式（7—6）与式（6-13）得ϕπρi ri i i KQ a a =--72022 () （7—14）令C KQ r=720 π，称为蜗壳系数，则有ϕρi i i i C a a =--()22 （7—15）或 ρϕϕi iii a C C =-⎛⎝ ⎫⎭⎪22（7—16）以上两式中的蜗壳系数C 可由进口断面作为边界条件求得。
某水电站蜗壳座环局部变形的分析及处理
某水电站蜗壳座环局部变形的分析及处理
周礼斌;刘纯虎;杨永信;林静波;朱昊;张辉
【期刊名称】《云南水力发电》
【年(卷),期】2024(40)S01
【摘要】介绍越南南溪隆4级水电站项目在安装时出现的座环变形现象。
通过现
场数据测试比及文献分析,认为变形原因主要为对蜗壳分节处进行堆焊导致热变形
以及座环取水口处的2块侧筋板的焊接顺序对座环变形的影响。
针对变形处理方
法是在蜗壳混凝土浇筑后重新复检水平,再对局部高点做适当的铲磨处理,达到正常
运行效果。
【总页数】3页(P83-85)
【作者】周礼斌;刘纯虎;杨永信;林静波;朱昊;张辉
【作者单位】中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司;昆明电机厂有限责任公
司
【正文语种】中文
【中图分类】TV737;TK730.313
【相关文献】
1.蜗壳和座环整连分瓣后焊接变形的原因分析及工艺改进
2.拉西瓦水电站机组座环、蜗壳焊接裂纹成因分析及处理措施
3.博瓦水电站蜗壳座环安装方法
4.新疆玛纳斯
河四级水电站蜗壳、座环增容改造5.黄登水电站4台套座环及蜗壳安装结束
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
概述座环、蜗壳是混流式水轮机埋人部分的两大部件,它们既是机组的基础件,又是机组通流部件的组成部分,它们承受着随机组运行工况改变而变化的水压分布载荷以及从顶盖传导过来的作用力。
座环一般为上、下环板和固定导叶等组成的焊接结构。
蜗壳采用钢板焊接,其包角一般介于345一360范围以内。
蜗壳通过与座环上、下环板的外缘上碟形边或过渡板焊接成一整体,其焊缝需要严格探伤检查,必要时还需要进行水压试验。
近年来,随着水轮发电机组单机容量的不断提高,给机组的设计和制造带来一系列技术和工艺方面的问题,仅就水轮机的座环蜗壳来说,若按传…
反击式水轮机的基本结构
第三节：反击式水轮机的引水室
一、简介
一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。
阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量水轮机引水室的作用：
1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流
的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。
2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的
主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。
二、引水室
引水室的应用范围
1.开敞式引水室
2.罐式引水室
3.蜗壳式引水室
混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。
由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳
蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图
金属蜗壳的包角340度到350度
三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数
1.蜗壳的型式
水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳
当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。
当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。
蜗壳应力分布图
椭圆断面应力分析图金属蜗壳按制造方法有焊接
，
铸焊
和
铸造
三种。
尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机
2.蜗壳的断面形状
金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。
金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图
金属蜗壳的断面形状图
混凝土蜗壳的断面常做成梯形，以便于施工和减小其径向尺寸、降低厂
房的土建投资
混凝土蜗壳断面形状图
当蜗壳的进口断面的形状确定后，其中间断面形状可由各断面的顶角点
的变化规律来决定，有直线变化和向内弯曲的抛物线变化规律
混凝土蜗壳的断面变化规律
3.蜗壳的包角
对于金属蜗壳，其过流量较小，允许的流速较大因此其外形尺寸对厂房造价影响较小，
为获得良好的水力性能及考虑到其结构和加工工艺条件的限制，一般
对于混凝土蜗壳其过流量较大，允许的流量较小，因此其外形尺寸常成为厂房大小的控制尺寸，直接影响厂房的土建投资，一般
4.蜗壳的进口流速
当蜗壳断面形状及包角确定后，蜗壳进口断面平均流速是决定蜗壳尺寸的主要参数。
对于相同的过流量，选得大，则蜗壳断面就小，但水力损失增大。
值可根据水轮机设计水头查曲线的。
一般可取图中的中间值；对于金属蜗壳和有钢板里村的混凝土蜗壳，可取上限值；当布置上不受限制时也可取下限值，但不应小于引水道中的流速。
四、蜗壳的水力计算
1.蜗壳中的水流运动
蜗壳中的水流运动规律，一般认为两种形式。
（1）蜗壳断面的平均速度周向分量为常数的规律
（2）蜗壳中水流按等速度矩规律运动。
即位于蜗壳内任一点水流速度的切向分量与该点距水轮机轴线的半径的乘积不变常数
蜗壳中的水流运动图
通过蜗壳任一断面的流量
2.金属蜗壳的水力计算
（1）参数的选择
（2）与座环蝶形边相接的金属蜗壳的水力设计
（a）蜗壳参数与断面连接尺寸选择
1）按金属蜗壳的流速系数与水头的关系曲线
选择蜗壳流速系数K
2）确定蜗壳包角
3）与座环连接部位几何尺寸由座环设计给定，见图（b）进口断面计算
进口断面流量
进口断面流速
进口断面面积求得：进口断面半径
进口断面中心距
进口断面外径
（c）圆断面计算
（d）椭圆断面计算
椭圆短半径
与圆的同等面积
椭圆断面长半径
椭圆断面中心距
椭圆断面外径
3.混凝土蜗壳的水力计算
（1）确定进口断面尺寸
（2）确定中间断面的顶角点、底角点变化规律
（3）绘制若干查出相应的及断面尺寸，便可绘制出蜗壳平面单线图
混凝土蜗壳的水力计算曲线
混凝土蜗壳的平面单线图
4.座环的结构形式
（1）与混凝土蜗壳联结的座环
一是整体结构座环如图
二是装配式结构如图
（2）与金属蜗壳联结的座环一是带蝶形边的座环如图二是不带蝶形边的座环如图。