水電站蝸殼保溫保壓方法
2023-08-07 12:00:56 1
專利名稱：水電站蝸殼保溫保壓方法
技術領域：
本發明涉及水利水電工程中的水電站澆築蝸殼外圍混凝土施工技術領域，具體涉及水電站蝸殼保溫保壓方法。
背景技術：
水電站的水輪發電機組在運行發電時，蝸殼內充滿了有壓水，蝸殼外圍的混凝土不僅要承受通過蝸殼傳遞的內水壓力，還擔負著機組在運行過程中支承力的傳遞。作為水輪發電機的基礎、發電層樓板及發電機風罩圍牆的基礎、主廠房上部結構的基礎，蝸殼外圍混凝土結構的安全至關重要。如果該結構在機組運行時產生過大的變形或者是混凝土開裂現象嚴重，會影響到機組的穩定運行及其上部結構的穩定。尤其是中高水頭的混流式水輪發電機組，在較大的內水壓力作用下，如果蝸殼外圍混凝土結構的承載能力降低或不足將會危及到電站廠房的安全。混流式水輪發電機組在澆築蝸殼外圍混凝土時，按常規採用墊層或直埋方案，即全水壓力單獨由蝸殼或外圍混凝土承受。但對於工作狀態為中高位水頭的水輪發電機組，為了使機組在運行時不產生較大的振動，應該在蝸殼內維持一定內水壓力的情況下進行外圍混凝土的澆築，在澆築完最後一倉混凝土幾天後放水卸壓，卸壓後蝸殼與混凝土之間將產生一定的間隙，這個間隙的大小和形狀主要隨著保壓時的內水壓力、蝸殼的邊界條件、約束條件、保壓澆築混凝土時水溫、環境溫度以及外界氣侯條件等因素的不同而不同。在機組運行期間，由於運行水位的不同以及蝸殼的邊界條件和約束條件的改變，運行時水溫、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水壓力；如果間隙較小，則蝸殼在產生一定的自由變形後將與周圍混凝土結構貼緊，並與混凝土結構一起共同承擔內水壓力。運行中水溫隨著季節不斷變化，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築蝸殼外圍混凝土，機組在夏天最高水溫運行時，由於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，混凝土澆築的難度也大為增加，振搗困難，無法保證混凝土的澆築質量。反之若在夏季最高水溫時澆築蝸殼外圍混凝土，機組在冬天最低水溫運行時，蝸殼與外圍混凝土之間將產生多餘的空隙，這與採用保壓澆築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電機組運行的影響，保證機組平穩運行，於是提出了在冬季澆築蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體需要加溫保壓，夏季澆築蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體需要降溫保壓，即保溫保壓澆築蝸殼外圍混凝土的問題。
發明內容
本發明的目的是為了滿足上述要求，提供一種澆築蝸殼外圍混凝土後能夠保持穩定溫度和穩定壓力的方法。為實現上述目的，本發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，在蝸殼內部沿軸向架設環形管，環形管的 進水口與加熱設備或製冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔；(二)、根據下式計算蝸殼在初始升溫或降溫階段，加熱或冷卻時間，並根據計算出 的時間，充水進行初始升溫或降溫幹工況散熱量Qg=a3F(0_t) (1)散溼量
權利要求
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，在蝸殼內部沿軸向架設環形管，環形管的進水口與加熱設備水製冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔；(二)、根據下式計算蝸殼在初始升溫或降溫階段，加熱或冷卻時間，並根據計算出的時間，充水進行初始升溫或降溫幹工況散熱量Qg= α β F( Θ-t) (I)散溼量
2.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於冬天蝸殼外圍用泡沫塑料包覆，並用加熱設備使蝸殼外界溫度升高。
3.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於夏天在蝸殼外圍用水噴霧使蝸殼外界溫度降低。
4.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於在步驟(三)中，蝸殼內水壓穩定的具體方法為，根據保壓值的規定，設定膨脹水箱安裝位置，膨脹水箱內利用浮球閥和補水箱保持一定水位且與外部水源連通，水箱與蝸殼內的水通過膨脹管直接連接，容納並洩掉由於加熱而膨脹的蝸殼水，並根據蝸殼內壓力的變動，對蝸殼進行自動補水進行保壓。
5.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於當蝸殼內部的水溫達到保溫值後，進入保溫階段，此時蝸殼內部的壓力水與蝸殼外部環境通過蝸殼外表面積的熱交換量達到最大，加熱設備或製冷設備的容量應大於或等於這一階段的熱交換量所需的容量。
6.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於在步驟(一)中，環形鋼管上間隔設置出水斷面，出水斷面上沿圓周方向均勻開設若干個孔，使環形鋼管內熱或冷水均勻流出，滲入到蝸殼內部水體中，對蝸殼內壓力水進行加熱或冷卻。
7.根據權利要求I或6所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於在步驟(一)中，環形鋼管上相鄰兩個出水斷面間距為O. 3 O. 6米；每個出水斷面上沿圓周方向開孔總面積大於或等於環形鋼管斷面積。
8.根據權利要求7所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於在步驟(一)中，環形鋼管的管徑按管內水流的速度小於或等於I. 5m/s。
9.根據權利要求I所述的水電站蝸殼保溫保壓方法，其特徵在於在蝸殼中布置2 5個測溫斷面，每個測溫斷面上布置3 5個測溫點，在整個澆築蝸殼外圍混凝土的過程中監測蝸殼內壓力水的水溫變化。
全文摘要
本發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)、將蝸殼的進水口與水源連接，在蝸殼內部沿軸向架設環形管，環形管的進水口與加熱設備或製冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔；(二)、計算蝸殼在初始升溫或降溫階段加熱或冷卻時間，並根據計算出的時間，充水進行初始升溫或降溫；(三)、將蝸殼內部充滿水後，將蝸殼內的水壓穩定在規定保壓值範圍內；(四)、從蝸殼內不斷地抽取水進行循環加熱或冷卻，在不斷循環中使蝸殼內的水溫逐步上升或下降到保溫值。本發明實現了保溫保壓澆築蝸殼外圍混凝土，並實現了將蝸殼內水溫、水壓控制在工程規定的精度範圍內，符合併滿足實際工程的要求。
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 優先權日2012年11月21日
發明者李光華, 劉景旺, 袁達夫, 田子勤, 邵建雄, 江宏文, 吳雲翔, 王迪良, 陳明泉, 易先舉 申請人:長江勘測規劃設計研究有限責任公司