專利名稱：水電站蝸殼保溫保壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型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，具體涉及水電站澆筑蝸殼外圍混凝土系統(tǒng)保溫保壓裝置。
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(shí)，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(shí)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，SP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(shí)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(gè)間隙的大小和形狀主要隨著保壓時(shí)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(shí)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(shí)，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(shí)澆筑蝸殼外圍混凝土，機(jī)組在冬天最低水溫運(yùn)行時(shí)，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)容本實(shí)用新型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?xí)r能夠保持蝸殼內(nèi)的水體穩(wěn)定溫度和穩(wěn)定壓力的裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的水電站蝸殼保溫保壓裝置，它包括蝸殼內(nèi)部沿軸向架設(shè)的環(huán)形管，所述環(huán)形管的進(jìn)水口通過供水管與加熱設(shè)備或制冷設(shè)備連接，環(huán)形管壁上開設(shè)若干出水孔，所述供水管上連接有循環(huán)水泵，所述加熱設(shè)備或制冷設(shè)備的進(jìn)水口與蝸殼出水管及水源連接，蝸殼通過出水管與水源連接，所述出水管還通過膨脹管連接有膨脹水箱，所述膨脹水箱通過補(bǔ)水管與補(bǔ)水箱連接，所述補(bǔ)水箱連接水源。上述加熱設(shè)備或制冷設(shè)備與水源之間連接有溫度計(jì)、閘閥、浮球閥，加熱設(shè)備或制冷設(shè)備與循環(huán)水泵之間連接有金屬水管軟接頭、止回閥、閘閥、溫度計(jì)、壓力表、金屬水管軟接頭，循環(huán)水泵與環(huán)形管的進(jìn)水口之間連接有金屬水管軟接頭、壓力表、溫度計(jì)、止回閥和閘閥、伸縮蝶閥，膨脹水箱與補(bǔ)水箱之間連接有止回閥和閘閥，補(bǔ)水箱中設(shè)有浮球閥，膨脹水箱還通過溢流管、放空管進(jìn)行系統(tǒng)水的溢流與放空。本實(shí)用新型用保溫保壓的辦法澆筑蝸殼外圍混凝土，在冬季澆筑蝸殼外圍混凝土?xí)r，蝸殼內(nèi)的水體采用本實(shí)用新型裝置加溫、保溫及保壓；夏季澆筑蝸殼外圍混凝土?xí)r，蝸殼內(nèi)的水體采用本實(shí)用新型裝置降溫、保溫及保壓，保證蝸殼內(nèi)水體的水溫及水壓均控制在工程允許的精度范圍內(nèi)，符合并滿足實(shí)際工程的要求。本實(shí)用新型具有普遍性及可操作性，可適用于任何容量的需要保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土的水輪發(fā)電機(jī)組。所提供的全套裝置設(shè)備簡便易行，安全可靠，可以推廣運(yùn)用于國內(nèi)其他水利樞紐工程，具有普遍的實(shí)用性。

圖1為本實(shí)用新型設(shè)計(jì)裝置所依據(jù)的溫度與壓力關(guān)系曲線；圖中橫坐標(biāo)為蝸殼內(nèi)水溫，單位是。C ;縱坐標(biāo)為蝸殼內(nèi)水壓，單位是米。圖2為本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中:1、蝸殼；2、環(huán)形管；3、加熱設(shè)備或制冷設(shè)備；4、出水孔；5、供水管；6、循環(huán)水泵；7、出水管；8、膨脹管；9、膨脹水箱；10、補(bǔ)水管；11、補(bǔ)水箱；12、浮球閥；13、止回閥；14、溫度計(jì)；15、閘閥；16、溢流管；17、放空管；18、伸縮蝶閥；19、壓力表；20、金屬水管軟接頭。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:水電站蝸殼保溫保壓方法所使用的裝置，如圖2所示，包括蝸殼I內(nèi)部沿軸向架設(shè)的環(huán)形管2、環(huán)形管2壁上開設(shè)若干出水孔4、加熱設(shè)備或制冷設(shè)備3、循環(huán)水泵6、膨脹水箱
9、補(bǔ)水箱11以及連接上述各個(gè)設(shè)備的管路及各種閥件:浮球閥12、止回閥13、溫度計(jì)14、閘閥15、伸縮蝶閥18、壓力表19、金屬水管軟接頭20。膨脹水箱9為開式水箱，通過膨脹管8對蝸殼內(nèi)水體進(jìn)行定壓保壓；通過溢流管16、放空管17對系統(tǒng)內(nèi)的水體進(jìn)行溢流、排空。外部水源通過補(bǔ)水管對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。上述水電站蝸殼保溫保壓裝置具體采用的方法，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)模擬蝸殼內(nèi)壓力水與周圍外部環(huán)境進(jìn)行熱濕交換的工況過程，計(jì)算保溫系統(tǒng)初始升溫或降溫階段蝸殼內(nèi)水體加熱或冷卻時(shí)間與加熱量或制冷量之間的關(guān)系式，計(jì)算恒溫階段的傳熱工況，為保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土施工提供設(shè)計(jì)依據(jù)，并根據(jù)計(jì)算出的時(shí)間，充水進(jìn)行初始升溫或降溫。計(jì)算式子如下:干工況散熱量:
權(quán)利要求1.一種水電站蝸殼保溫保壓裝置，其特征在于:包括蝸殼(I)內(nèi)部沿軸向架設(shè)的環(huán)形管(2)，所述環(huán)形管(2)的進(jìn)水口通過供水管(5)與加熱設(shè)備或制冷設(shè)備(3)連接，環(huán)形管(2)壁上開設(shè)若干出水孔(4)，所述供水管(5)上連接有循環(huán)水泵(6)，所述加熱設(shè)備或制冷設(shè)備(3)的進(jìn)水口與蝸殼出水管及水源連接，蝸殼(I)通過出水管(7)與水源連接，所述出水管(7 )還通過膨脹管(8 )連接有膨脹水箱(9 )，所述膨脹水箱(9 )通過補(bǔ)水管(10 )與補(bǔ)水箱(11)連接，所述補(bǔ)水箱(11)連接水源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水電站蝸殼保溫保壓裝置，其特征在于:所述加熱設(shè)備或制冷設(shè)備(3)與水源之間連接有溫度計(jì)(14)、閘閥(15)、浮球閥(12)，加熱設(shè)備或制冷設(shè)備(3)與循環(huán)水泵(6)之間連接有金屬水管軟接頭(20)、止回閥(13)、閘閥(15)、溫度計(jì)(14)、壓力表(19)、金屬水管軟接頭(20)，循環(huán)水泵(6)與環(huán)形管(2)的進(jìn)水口之間連接有金屬水管軟接頭(20)、壓力表(19)、溫度計(jì)(14)、止回閥(13)和閘閥(15)、伸縮蝶閥(18)，膨脹水箱(9 )與補(bǔ)水箱(11)之間連接有止回閥(13 )和閘閥(15 )，補(bǔ)水箱(11)中設(shè)有浮球閥(12 )，膨脹水箱(9)還通過溢流管(16)、放空管(17)進(jìn)行系統(tǒng)水的溢流與放空。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種水電站蝸殼保溫保壓裝置，它包括蝸殼內(nèi)部沿軸向架設(shè)的環(huán)形管，所述環(huán)形管的進(jìn)水口通過供水管與加熱設(shè)備或制冷設(shè)備連接，環(huán)形管壁上開設(shè)若干出水孔，所述供水管上連接有循環(huán)水泵，所述出水管還通過膨脹管連接有膨脹水箱，所述膨脹水箱通過補(bǔ)水管與補(bǔ)水箱連接，外部水源通過浮球閥、補(bǔ)水管對上述整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水。本實(shí)用新型實(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E02B9/06GK203021975SQ20122061729
公開日2013年6月26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(jì)研究有限責(zé)任公司