專利名稱：水電站蝸殼保溫保壓裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及水利水電工程中的水電站澆筑蝸殼外圍混凝土施工技術領域，具體涉及水電站澆筑蝸殼外圍混凝土系統保溫保壓裝置。
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墻的基礎、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?；炝魇剿啺l電機組在澆筑蝸殼外圍混凝土時，按常規采用墊層或直埋方案，SP全水壓力單獨由蝸殼或外圍混凝土承受。但對于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筑，在澆筑完最后一倉混凝土幾天后放水卸壓，卸壓后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、保壓澆筑混凝土時水溫、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，由于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后將與周圍混凝土結構貼緊，并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筑蝸殼外圍混凝土，機組在夏天最高水溫運行時，由于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，混凝土澆筑的難度也大為增加，振搗困難，無法保證混凝土的澆筑質量。反之若在夏季最高水溫時澆筑蝸殼外圍混凝土，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余的空隙，這與采用保壓澆筑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，于是提出了在冬季澆筑蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體需要加溫保壓，夏季澆筑蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體需要降溫保壓，即保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土的問題。
發明內容本實用新型的目的是為了滿足上述要求，提供一種澆筑蝸殼外圍混凝土時能夠保持蝸殼內的水體穩定溫度和穩定壓力的裝置。為實現上述目的，本實用新型設計的水電站蝸殼保溫保壓裝置，它包括蝸殼內部沿軸向架設的環形管，所述環形管的進水口通過供水管與加熱設備或制冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔，所述供水管上連接有循環水泵，所述加熱設備或制冷設備的進水口與蝸殼出水管及水源連接，蝸殼通過出水管與水源連接，所述出水管還通過膨脹管連接有膨脹水箱，所述膨脹水箱通過補水管與補水箱連接，所述補水箱連接水源。上述加熱設備或制冷設備與水源之間連接有溫度計、閘閥、浮球閥，加熱設備或制冷設備與循環水泵之間連接有金屬水管軟接頭、止回閥、閘閥、溫度計、壓力表、金屬水管軟接頭，循環水泵與環形管的進水口之間連接有金屬水管軟接頭、壓力表、溫度計、止回閥和閘閥、伸縮蝶閥，膨脹水箱與補水箱之間連接有止回閥和閘閥，補水箱中設有浮球閥，膨脹水箱還通過溢流管、放空管進行系統水的溢流與放空。本實用新型用保溫保壓的辦法澆筑蝸殼外圍混凝土，在冬季澆筑蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體采用本實用新型裝置加溫、保溫及保壓；夏季澆筑蝸殼外圍混凝土時，蝸殼內的水體采用本實用新型裝置降溫、保溫及保壓，保證蝸殼內水體的水溫及水壓均控制在工程允許的精度范圍內，符合并滿足實際工程的要求。本實用新型具有普遍性及可操作性，可適用于任何容量的需要保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土的水輪發電機組。所提供的全套裝置設備簡便易行，安全可靠，可以推廣運用于國內其他水利樞紐工程，具有普遍的實用性。

圖1為本實用新型設計裝置所依據的溫度與壓力關系曲線；圖中橫坐標為蝸殼內水溫，單位是。C ;縱坐標為蝸殼內水壓，單位是米。圖2為本實用新型的裝置結構示意圖；圖中:1、蝸殼；2、環形管；3、加熱設備或制冷設備；4、出水孔；5、供水管；6、循環水泵；7、出水管；8、膨脹管；9、膨脹水箱；10、補水管；11、補水箱；12、浮球閥；13、止回閥；14、溫度計；15、閘閥；16、溢流管；17、放空管；18、伸縮蝶閥；19、壓力表；20、金屬水管軟接頭。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施對本實用新型作進一步的詳細描述:水電站蝸殼保溫保壓方法所使用的裝置，如圖2所示，包括蝸殼I內部沿軸向架設的環形管2、環形管2壁上開設若干出水孔4、加熱設備或制冷設備3、循環水泵6、膨脹水箱
9、補水箱11以及連接上述各個設備的管路及各種閥件:浮球閥12、止回閥13、溫度計14、閘閥15、伸縮蝶閥18、壓力表19、金屬水管軟接頭20。膨脹水箱9為開式水箱，通過膨脹管8對蝸殼內水體進行定壓保壓；通過溢流管16、放空管17對系統內的水體進行溢流、排空。外部水源通過補水管對整個系統進行補水。上述水電站蝸殼保溫保壓裝置具體采用的方法，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或制冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔；(二)、根據模擬蝸殼內壓力水與周圍外部環境進行熱濕交換的工況過程，計算保溫系統初始升溫或降溫階段蝸殼內水體加熱或冷卻時間與加熱量或制冷量之間的關系式，計算恒溫階段的傳熱工況，為保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土施工提供設計依據，并根據計算出的時間，充水進行初始升溫或降溫。計算式子如下:干工況散熱量:
權利要求1.一種水電站蝸殼保溫保壓裝置，其特征在于:包括蝸殼(I)內部沿軸向架設的環形管(2)，所述環形管(2)的進水口通過供水管(5)與加熱設備或制冷設備(3)連接，環形管(2)壁上開設若干出水孔(4)，所述供水管(5)上連接有循環水泵(6)，所述加熱設備或制冷設備(3)的進水口與蝸殼出水管及水源連接，蝸殼(I)通過出水管(7)與水源連接，所述出水管(7 )還通過膨脹管(8 )連接有膨脹水箱(9 )，所述膨脹水箱(9 )通過補水管(10 )與補水箱(11)連接，所述補水箱(11)連接水源。
2.根據權利要求1所述的水電站蝸殼保溫保壓裝置，其特征在于:所述加熱設備或制冷設備(3)與水源之間連接有溫度計(14)、閘閥(15)、浮球閥(12)，加熱設備或制冷設備(3)與循環水泵(6)之間連接有金屬水管軟接頭(20)、止回閥(13)、閘閥(15)、溫度計(14)、壓力表(19)、金屬水管軟接頭(20)，循環水泵(6)與環形管(2)的進水口之間連接有金屬水管軟接頭(20)、壓力表(19)、溫度計(14)、止回閥(13)和閘閥(15)、伸縮蝶閥(18)，膨脹水箱(9 )與補水箱(11)之間連接有止回閥(13 )和閘閥(15 )，補水箱(11)中設有浮球閥(12 )，膨脹水箱(9)還通過溢流管(16)、放空管(17)進行系統水的溢流與放空。
專利摘要本實用新型涉及一種水電站蝸殼保溫保壓裝置，它包括蝸殼內部沿軸向架設的環形管，所述環形管的進水口通過供水管與加熱設備或制冷設備連接，環形管壁上開設若干出水孔，所述供水管上連接有循環水泵，所述出水管還通過膨脹管連接有膨脹水箱，所述膨脹水箱通過補水管與補水箱連接，外部水源通過浮球閥、補水管對上述整個系統進行補水。本實用新型實現了保溫保壓澆筑蝸殼外圍混凝土，并實現了將蝸殼內水溫、水壓控制在工程規定的精度范圍內，符合并滿足實際工程的要求。
文檔編號E02B9/06GK203021975SQ20122061729
公開日2013年6月26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, 吳云翔, 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