專利名稱：水電站蝸殼保溫保壓方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水利水電工程中的水電站澆筑蝸殼外圍混凝土施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及水電站蝸殼保溫保壓方法。
背景技術(shù)：
水電站的水輪發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行發(fā)電時，蝸殼內(nèi)充滿了有壓水，蝸殼外圍的混凝土不僅要承受通過蝸殼傳遞的內(nèi)水壓力，還擔(dān)負(fù)著機(jī)組在運(yùn)行過程中支承力的傳遞。作為水輪發(fā)電機(jī)的基礎(chǔ)、發(fā)電層樓板及發(fā)電機(jī)風(fēng)罩圍墻的基礎(chǔ)、主廠房上部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)的安全至關(guān)重要。如果該結(jié)構(gòu)在機(jī)組運(yùn)行時產(chǎn)生過大的變形或者是混凝土開裂現(xiàn)象嚴(yán)重，會影響到機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行及其上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。尤其是中高水頭的混流式水輪發(fā)電機(jī)組，在較大的內(nèi)水壓力作用下，如果蝸殼外圍混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力降低或不足將會危及到電站廠房的安全?；炝魇剿啺l(fā)電機(jī)組在澆筑蝸殼外圍混凝土?xí)r，按常規(guī)采用墊層或直埋方案，即全水壓力單獨(dú)由蝸殼或外圍混凝土承受。但對于工作狀態(tài)為中高位水頭的水輪發(fā)電機(jī)組，為了使機(jī)組在運(yùn)行時不產(chǎn)生較大的振動，應(yīng)該在蝸殼內(nèi)維持一定內(nèi)水壓力的情況下進(jìn)行外圍混凝土的澆筑，在澆筑完最后一倉混凝土幾天后放水卸壓，卸壓后蝸殼與混凝土之間將產(chǎn)生一定的間隙，這個間隙的大小和形狀主要隨著保壓時的內(nèi)水壓力、蝸殼的邊界條件、約束條件、保壓澆筑混凝土?xí)r水溫、環(huán)境溫度以及外界氣侯條件等因素的不同而不同。在機(jī)組運(yùn)行期間，由于運(yùn)行水位的不同以及蝸殼的邊界條件和約束條件的改變，運(yùn)行時水溫、氣溫等條件的變化，使得蝸殼與周圍混凝土之間的間隙大小也隨之改變。如果間隙太大，則蝸殼將承受較大的內(nèi)水壓力；如果間隙較小，則蝸殼在產(chǎn)生一定的自由變形后將與周圍混凝土結(jié)構(gòu)貼緊，并與混凝土結(jié)構(gòu)一起共同承擔(dān)內(nèi)水壓力。運(yùn)行中水溫隨著季節(jié)不斷變化，冬季水溫低，夏季水溫高，最高水溫與最低水溫相差十幾度，水溫每變化I度，影響水頭的變化約為2米。因此，若在冬季最低水溫澆筑蝸殼外圍混凝土，機(jī)組在夏天最高水溫運(yùn)行時，由于蝸殼膨脹致使外圍混凝土額外增加受力，要滿足此受力要求，則蝸殼外層將要多布鋼筋，增加鋼筋用量且不說，混凝土澆筑的難度也大為增加，振搗困難，無法保證混凝土的澆筑質(zhì)量。反之若在夏季最高水溫時澆筑蝸殼外圍混凝土，機(jī)組在冬天最低水溫運(yùn)行時，蝸殼與外圍混凝土之間將產(chǎn)生多余的空隙，這與采用保壓澆筑蝸殼混凝土的原則相違背。為了消除上述各種不利因素對水輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的影響，保證機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行，于是提出了在冬季澆筑蝸殼外圍混凝土?xí)r，蝸殼內(nèi)的水體需要加溫保壓，夏季澆筑蝸殼外圍混凝土?xí)r，蝸殼內(nèi)的水體需要降溫保壓，即保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了滿足上述要求，提供一種澆筑蝸殼外圍混凝土后能夠保持穩(wěn)定溫度和穩(wěn)定壓力的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的水電站蝸殼保溫保壓方法，包括以下步驟
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(一)、將蝸殼的出水口與外部水源連接，在蝸殼內(nèi)部沿軸向架設(shè)環(huán)形管，環(huán)形管的 進(jìn)水口與加熱設(shè)備或制冷設(shè)備連接，環(huán)形管壁上開設(shè)若干出水孔；(二)、根據(jù)下式計算蝸殼在初始升溫或降溫階段，加熱或冷卻時間，并根據(jù)計算出 的時間，充水進(jìn)行初始升溫或降溫干工況散熱量Qg=a3F(0_t) (1)散濕量
權(quán)利要求
1.一種水電站蝸殼保溫保壓方法，包括以下步驟(一)、將蝸殼的出水口與水源連接，在蝸殼內(nèi)部沿軸向架設(shè)環(huán)形管，環(huán)形管的進(jìn)水口與加熱設(shè)備水制冷設(shè)備連接，環(huán)形管壁上開設(shè)若干出水孔；(二)、根據(jù)下式計算蝸殼在初始升溫或降溫階段，加熱或冷卻時間，并根據(jù)計算出的時間，充水進(jìn)行初始升溫或降溫干工況散熱量Qg= α β F( Θ-t) (I)散濕量
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于冬天蝸殼外圍用泡沫塑料包覆，并用加熱設(shè)備使蝸殼外界溫度升高。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于夏天在蝸殼外圍用水噴霧使蝸殼外界溫度降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于在步驟(三)中，蝸殼內(nèi)水壓穩(wěn)定的具體方法為，根據(jù)保壓值的規(guī)定，設(shè)定膨脹水箱安裝位置，膨脹水箱內(nèi)利用浮球閥和補(bǔ)水箱保持一定水位且與外部水源連通，水箱與蝸殼內(nèi)的水通過膨脹管直接連接，容納并泄掉由于加熱而膨脹的蝸殼水，并根據(jù)蝸殼內(nèi)壓力的變動，對蝸殼進(jìn)行自動補(bǔ)水進(jìn)行保壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于當(dāng)蝸殼內(nèi)部的水溫達(dá)到保溫值后，進(jìn)入保溫階段，此時蝸殼內(nèi)部的壓力水與蝸殼外部環(huán)境通過蝸殼外表面積的熱交換量達(dá)到最大，加熱設(shè)備或制冷設(shè)備的容量應(yīng)大于或等于這一階段的熱交換量所需的容量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于在步驟(一)中，環(huán)形鋼管上間隔設(shè)置出水?dāng)嗝?，出水?dāng)嗝嫔涎貓A周方向均勻開設(shè)若干個孔，使環(huán)形鋼管內(nèi)熱或冷水均勻流出，滲入到蝸殼內(nèi)部水體中，對蝸殼內(nèi)壓力水進(jìn)行加熱或冷卻。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或6所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于在步驟(一)中，環(huán)形鋼管上相鄰兩個出水?dāng)嗝骈g距為O. 3 O. 6米；每個出水?dāng)嗝嫔涎貓A周方向開孔總面積大于或等于環(huán)形鋼管斷面積。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于在步驟(一)中，環(huán)形鋼管的管徑按管內(nèi)水流的速度小于或等于I. 5m/s。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特征在于在蝸殼中布置2 5個測溫斷面，每個測溫斷面上布置3 5個測溫點(diǎn)，在整個澆筑蝸殼外圍混凝土的過程中監(jiān)測蝸殼內(nèi)壓力水的水溫變化。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水電站蝸殼保溫保壓方法，其方法包括以下步驟(一)、將蝸殼的進(jìn)水口與水源連接，在蝸殼內(nèi)部沿軸向架設(shè)環(huán)形管，環(huán)形管的進(jìn)水口與加熱設(shè)備或制冷設(shè)備連接，環(huán)形管壁上開設(shè)若干出水孔；(二)、計算蝸殼在初始升溫或降溫階段加熱或冷卻時間，并根據(jù)計算出的時間，充水進(jìn)行初始升溫或降溫；(三)、將蝸殼內(nèi)部充滿水后，將蝸殼內(nèi)的水壓穩(wěn)定在規(guī)定保壓值范圍內(nèi)；(四)、從蝸殼內(nèi)不斷地抽取水進(jìn)行循環(huán)加熱或冷卻，在不斷循環(huán)中使蝸殼內(nèi)的水溫逐步上升或下降到保溫值。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土，并實(shí)現(xiàn)了將蝸殼內(nèi)水溫、水壓控制在工程規(guī)定的精度范圍內(nèi)，符合并滿足實(shí)際工程的要求。
文檔編號E02B9/06GK102912774SQ201210473589
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者李光華, 劉景旺, 袁達(dá)夫, 田子勤, 邵建雄, 江宏文, 吳云翔, 王迪良, 陳明泉, 易先舉 申請人:長江勘測規(guī)劃設(shè)計研究有限責(zé)任公司