[实用新型]一种水电站蜗壳混凝土保温保压系统

说明书

本实用新型属于水电工程施工领域，是一种水电站蜗壳混凝土保温保压系统，在安装好的蜗壳进口端焊接上闷头，在座环内侧安装上试压环，使蜗壳成为一个密封的压力容器；然后安装蜗壳保温保压设备并调试，充水加压使蜗壳产生一定的变形并保持内水压力及温度；在这种条件下进行蜗壳外围混凝土的浇筑，使蜗壳与外围混凝土之间产生一定的间隙；最后卸压蜗壳排水并拆除装备。本实用新型在高水头运行时由蜗壳和外围混凝土联合承受水头压力，既降低了对蜗壳的强度要求，同时也减少对厂房的激振力，避免引起厂房结构破坏。

技术领域

本实用新型属于水电工程施工领域，具体的说是一种水电站蜗壳混凝土保温保压系统。

背景技术

水电站厂房施工中，蜗壳二期混凝土的施工一直是施工中的难点。蜗壳二期混凝土施工难度主要表现在体型尺寸大、结构复杂、钢筋密集、温控要求高、浇筑难度大、质量要求高等特点，被称为水电站厂房混凝土的关键部位。因此，为保证蜗壳二期混凝土的施工质量，必须使设计与施工行之有效的结合起来，对施工重点和难点进行仔细的研究，在施工前针对这些重点和难点提出合理的施工方案。

大中型高水头水轮机钢蜗壳埋入混凝土的方式主要有3种:（1）钢蜗壳外铺设软垫层后浇筑外围混凝土,简称垫层蜗壳;（2）钢蜗壳在充水加压状态下浇筑外围混凝土,简称保压蜗壳;（3）钢蜗壳直接浇筑外围混凝土,简称完全联合承载蜗壳。

充水保压蜗壳是一种部分联合承载的结构，充水的水压愈大，联合承载的程度愈小。这种蜗壳主要有以下优点：（1）钢蜗壳及外包混凝土内拉应力比较均匀；（2）钢蜗壳与外包混凝土之间的荷载分配比例可以根据需要选择，而且荷载分配明确可靠；（3）机组运行时，钢蜗壳能贴紧外包混凝土，使座环、蜗壳与大体积混凝土结合成整体，增加了机组基础的刚度。于是，能避免钢蜗壳在运行时承受动水压力的交变荷载和由此产生的变形，增加其抗疲劳性能；可以依靠外包混凝土减少蜗壳及座环的扭转变形。这些都能减少机组振动和变形，有利于机组稳定运行，对于大型机组和抽水蓄能机组都极为重要。由于充水保压蜗壳既降低了对蜗壳的强度要求，同时也减少对厂房的激振力，避免引起厂房结构破坏，因此长期以来多采用充水保压浇筑混凝土的蜗壳。在美国、加拿大、巴西、西欧，对大中型机组，多采用充水保压蜗壳，值得指出的是西方的单机容量超过500MW机组的水电站，如大古力、古里、伊太普等水电站，无一例外，都采用充水保压蜗壳。此外，高水头、大容量和可逆式抽水蓄能机组，采用充水保压蜗壳居多。我国鲁布、天生桥二级、二滩等水电站和广州、潘家口、十三陵、天荒坪等抽水蓄能电站的蜗壳都作了水压试验，并采用充水保压浇筑混凝土。

常规保压蜗壳方案就是将钢蜗壳充水加压后埋入混凝土,并要求在埋入混凝土的全过程中,充水加压的压力值始终保持不变。对于常规保压方案,为有利于抗振,保压值取值较低时,外围混凝土则需分担较多的内压水头,致使钢筋用量增加。为解决这一矛盾,提出垫层保压蜗壳方案,简称垫层保压方案。该方案与常规保压方案的区别仅在于将钢蜗壳保压埋入混凝土时,外敷半环软垫层。这样当蜗壳进入联合受力阶段时,可由软垫层调节钢蜗壳与外围混凝土结构对剩余水头的分担比例,使外围混凝土中钢筋配置比较合理。

由于施工地点一年四季的温度多相差较大,因此充水保压蜗壳方案在施工过程中会由于温差的影响导致蜗壳膨胀性的偏差,继而偏离原有方案中联合受力的分配。在机组长期的运行中这些偏差产生的影响便会暴露出来，降低了蜗壳的抗疲劳性能，最终导致蜗壳及座环的变形和厂房结构的破坏。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提出一种水电站蜗壳混凝土保温保压系统，在机组在低水头运行时由蜗壳独立承受水头压力，在高水头运行时由蜗壳和外围混凝土联合承受水头压力，既降低了对蜗壳的强度要求，同时也减少对厂房的激振力，避免引起厂房结构破坏。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：