一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置的製作方法
2023-08-07 12:01:11
專利名稱：一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水利水電工程中的水電站廠房施工技術，特別是一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置。
技術背景充水保壓蝸殼是水電蝸殼組合結構的一種重要型式。該結構通常在鋼蝸殼內施加一定預壓水頭下澆築蝸殼外圍混凝土，在混凝土整個凝固過程都要保持這一壓力。當施工完成，釋放水壓後，將在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成一預壓縫隙。預壓縫隙的存在可以較大的減少鋼蝸殼外圍混凝土鋼筋用量。同時由於機組正常運行時水頭通常是不低於預壓水頭的，此時鋼蝸殼能緊貼外圍混凝土，使座環、蝸殼和大體積混凝土結合成整體，增加了機組的剛性，減少了機組的振動和變形，有利於機組穩定運行。水電站充水保壓蝸殼中的實質是在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成一預壓縫，當鋼蝸殼充水後，由於縫隙的存在，鋼蝸殼有充分的空間變形，可使鋼板的強度得到充分的利用，降低金屬蝸殼外圍混凝土的鋼筋用量。但是，採用傳統建造方法的水電站充水預壓蝸殼存在著一定的不足。首先，增加了預壓設備的費用。充水預壓的主要設備是蝸殼進口悶頭及座環內封環。經驗表明，水壓實驗及充水預壓所需的每套設備包括悶頭、內封環、泵及其他輔助設備的造價是機組造價的3%。其次，增加了機組安裝工期，一般約佔用機組安裝工期2周。最後，悶頭的採用增長了廠房的尺寸，增加了混凝土的用量。
實用新型內容本實用新型的目的旨在針對上述存在問題，提供一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，該裝置採用石蠟、電熱絲組合結構來製造預壓縫隙，從而降低機組製造費用、節省廠房結構混凝土用量，並縮短工程施工工期。本實用新型的技術方案一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位於鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內部，石蠟排放孔設置於鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位於鋼蝸殼的底部、最外側部以及鋼蝸殼與水輪機座環的上結合部，電熱絲通過導線與電源連接。本實用新型的有益效果該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，結構簡單，不需要傳統方法中的悶頭和座環內封環，降低了機組製造費用，同時也縮短了廠房的長度，進而節省了混凝土的用量，並縮短施工工期，該裝置在水電站充水保壓蝸殼施工方面具有很高的實用價值。
附圖為水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置蝸殼截面示意圖。圖中1.鋼蝸殼2.石蠟層3.電熱絲4- I、4- II、4-III.石蠟排放孔5.導線6.電源7.混凝土 8.水輪機座環
具體實施方式
實施例一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層2、電熱絲3、石蠟排放孔4- I、4- II、4-III、導線5和電源6，石蠟層2位於鋼蝸殼I外表面與澆注混凝土 7之間，電熱絲3均勻分布在石蠟層內部，石蠟排放孔設置於鋼蝸殼I上，石蠟排放孔為三個4- I、4- II、4- III，分別位於鋼蝸殼的底部4- III、最外側部4- II以及鋼蝸殼與水輪機座環的上結合部4- I，電熱絲3通過導線5與電源6連接。該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置的實施方法，步驟如下I)鋼蝸殼進口直徑6m，入口處壁厚50mm，末端厚度為35mm，充水保壓設計值160m
水頭。採用蝸殼單節徑向變形計算公式Δγ = ^，式中P為蝸殼設計的保壓水頭壓力Pa、r
oh
為蝸殼單節的平均半徑m、δ為蝸殼單節的厚度m、E為鋼材的彈性模量Pa，可計算出蝸殼的徑向變形2-5. 5mm，蝸殼進口單節數值大，越到後面單節數值越小。2)緊靠在鋼蝸殼外圍布置電熱絲，電熱絲採用從蝸殼上側往下側纏繞，然後再纏繞返回上側，循環進行，電熱絲之間的間距為5cm。3)根據計算出的蝸殼單節的徑向變形值，在緊貼蝸殼單節外側土塗抹相應厚度為·2-5. 5mm的石蠟層，完成整個蝸殼的塗抹。石蠟凝固後，澆築鋼蝸殼外圍混凝土。4)混凝土凝固後，電熱絲通電加熱使得石蠟融化，融化的石蠟通過鋼蝸殼上預先設置的石蠟排放孔流出，切斷電源；5)石蠟流出後，通過焊接方法將空洞封堵，最終在鋼蝸殼和外圍混凝土之間形成
一條預壓縫。
權利要求1.一 種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，其特徵在於包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位於鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內部，石蠟排放孔設置於鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位於鋼蝸殼的底部、最外側部以及鋼蝸殼與水輪機座環的上結合部，電熱絲通過導線與電源連接。
專利摘要一種水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，包括石蠟層、電熱絲、石蠟排放孔、導線和電源，石蠟層位於鋼蝸殼外表面與澆注混凝土之間，電熱絲均勻分布在石蠟層內部，石蠟排放孔設置於鋼蝸殼上，石蠟排放孔為三個，分別位於鋼蝸殼的底部、最外側部以及鋼蝸殼與水輪機座環的上結合部，電熱絲通過導線與電源連接。本實用新型的優點是該水電站充水保壓蝸殼預壓縫施工裝置，結構簡單，不需要傳統方法中的悶頭和座環內封環，降低了機組製造費用，同時也縮短了廠房的長度，進而節省了混凝土的用量，並縮短施工工期，該裝置在水電站充水保壓蝸殼施工方面具有很高的實用價值。
文檔編號E02B3/16GK202718075SQ20122035927
公開日2013年2月6日 申請日期2012年7月23日 優先權日2012年7月23日
發明者練繼建, 王海軍, 劉昉, 毛柳丹 申請人:天津大學