[发明专利]一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法

权利要求书

1.一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：步骤如下，

(1)在浇筑钢蜗壳外包混凝土前，将钢蜗壳进口及座环部位的钢蜗壳出口处采用保温材料封闭；

(2)向钢蜗壳内部充入一定温度的热空气提高钢蜗壳的温度，使得钢蜗壳膨胀径向变形，并在保持钢蜗壳各管节钢材温度恒定为T的条件下进行混凝土浇筑，所述温度T的计算公式为：

上述式中：

η—分配给钢蜗壳独自承担的内水压力比例；

[σ]—钢蜗壳设计允许应力；

E—钢蜗壳采用的钢材弹性模量；

α—钢蜗壳采用的钢材线膨胀系数；

T₀—钢蜗壳温度初始值，这里取机组运行时钢蜗壳内水温度假定数值；

(3)在混凝土浇筑完成并具有一定强度之后恢复钢蜗壳温度到达初始值，结构收缩，钢蜗壳和混凝土之间形成初始缝隙；

(4)机组运行时钢蜗壳内水压力需达到一定值才能闭合初始缝隙，此前钢蜗壳将独自承担能够使其变形达到初始缝隙的内水压力大小P₀，而运行时其内水压力超出P₀这部分的大小才与混凝土共同承担，进而混凝土受力。

2.根据权利要求1所述的一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：向钢蜗壳内部充入一定温度的热空气时，利用空气加热器对空气进行加热，再通过鼓风机将加热后的高温空气向钢蜗壳内输入，利用高温空气对钢蜗壳进行热传导，提高其温度。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：在充入一定温度的热空气之前，在钢蜗壳内表面布设若干温度传感器，以监测钢蜗壳所达到的温度，当温度达到要求值T时，进行保温，并在此条件下浇筑钢蜗壳外包混凝土。

4.根据权利要求3所述的一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：在浇筑钢蜗壳外包混凝土前，钢蜗壳内部布设支撑。

5.根据权利要求4所述的一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：所述支撑为布设于钢蜗壳内部的可拆除的“米”字形支撑，在各管节均有布置。

6.根据权利要求5所述的一种基于热效应结构变形原理的水电站蜗壳埋设方法，其特征在于：在钢蜗壳内部布设一根沿钢蜗壳轴线延伸的进气管道与所述鼓风机出气口相连，高温空气通过进气管道进入钢蜗壳内部，该进气管道在各管节分界线处均设有四周开孔，同时在钢蜗壳进口底部设置一根排气管道用于排出低温空气，排气管道与空气加热器相连，构成循环装置，在混凝土浇筑完成并具有一定强度后撤去进气管道与排气管道。