[实用新型]一种水轮机蜗壳逆向止推环

说明书

本实用新型公开一种水轮机蜗壳逆向止推环，由蜗壳进口段、止推环上环板、止推环肋部筋板和止推环下环板组成，止推环上环板与蜗壳进口段焊接为一体，止推环肋部筋板开坡口后按周向布置数量与蜗壳进口段和止推环上环板进行焊接固定连接。通过蜗壳逆向止推环的增加，一方面可与混凝土共同作用增加整体刚度，另一方面，可提高蜗壳进口段压力钢管的抗水压能力，降低压力钢管的应力水平，本实用新型可以应用于混流式水轮发电机组。

技术领域

本实用新型涉及水轮机领域，尤其涉及一种水轮机蜗壳逆向止推环。

背景技术

水轮机在运行过程中，由于水流冲击作用，蜗壳进口水压力存在较大的不平衡力，因此会导致蜗壳存在一定的向上下游侧Y向位移，尤其对于采用弹性层方案进行安装并设置伸缩节的钢蜗壳，伸缩节的存在将使得混凝土承受较大的拉力载荷，但由于混凝土其可承受的抗拉能力明显小于抗压能力，当混凝土受到不平衡水推力作用在蜗壳壳体的载荷为拉力载荷时，混凝土将存在大概率的的破坏可能性，通过逆向止推环的设置可以有效解决混凝土受拉载荷的承受能力，将使得逆向止推环来承受拉力载荷，混凝土承受压力载荷，这将使得载荷的分配得到合理的布置。

对于抽水蓄能机组，由于机组频繁进行抽水-发电工况之间的转换，蜗壳逆向止推环将在很大程度上可以起到阻止蜗壳与混凝土之间产生的脱离从而造成较大裂缝现象，这在一定程度上将缓解混凝土渗水情况的发生，尤其是对于一些水轮机上游钢管不设伸缩节的蜗壳结构，此时所受拉力载荷全部由逆向止推环和混凝土来承受，在长时间的不稳定工况转换下，将很大程度造成蜗壳本体与混凝土之间的脱离，逆向止推环的作用将有效起到承受大部分拉力载荷的作用，使得作用到混凝土上的拉力载荷降低到可承受的范围内，增加混凝土的使用寿命。

逆向止推环在机组进行打压充水试验时，可以承受蜗壳所传递来的环向应力载荷，增强蜗壳进水段的抗压能力，减薄蜗壳进口段壁厚，降低蜗壳进口段所承受的拉压局部应力，以上特点均体现在蜗壳逆向止推环的作用上，单向止推环无法达到该使用目的。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种水轮机蜗壳逆向止推环。技术方案为：由蜗壳进口段(1)、止推环上环板(2)、止推环肋部筋板(3)和止推环下环板(4)组成，止推环上环板(2)与蜗壳进口段(1)焊接为一体，止推环肋部筋板(3)开坡口后按周向布置数量与蜗壳进口段(1)和止推环上环板(2)进行焊接固定连接，止推环下环板(4)与止推环肋部筋板(3)、蜗壳进口段(1)和止推环上环板(2)通过焊接固定连接。

相比水轮机蜗壳止推环的原结构型式，本实用新型的优点是，1、蜗壳逆向止推环以上下环板，加以肋板的结构极大程度增强了止推环的刚度，对于水推力不平衡力的承受能力得到了大幅增加，尤其适用于蜗壳进口直径在10m左右的大型弹性层蜗壳结构；2、由于蜗壳逆向止推环的双环板结构，从而其可承受上下游两个方向的拉力载荷，因此在抽水和发电工况均可起到止推的作用，避免了单环板结构只能承受单一工况的情况；3、蜗壳逆向止推环上下环板结构，可保证蜗壳在打压试验时的形变可满足使用要求，加强钢管管壁的稳定性，从而使得蜗壳整体性能可达到设计和工程的评估能力。

工作原理

水轮机在运行过程中，水流通过蜗壳进口段进入蜗壳内，此时由于水流的动能与势能的叠加作用，使得蜗壳所承受的推力载荷较大，由于推力载荷在各个方向的不平衡性，造成了蜗壳需承受较大的水推力不平衡力，因此使得蜗壳存在产生位移的可能性，此时不平衡水推力由蜗壳逆向止推环与混凝土来共同承担，其中蜗壳逆向止推环可承担水推力60％～80％左右的拉力载荷，通过蜗壳逆向止推环的增加，可在蜗壳进口段形成锚钩结构，避免蜗壳进口段锥段形式结构，有效增加过流量，增加机组的过流量和机组出力。

技术效果