专利名称：水轮机蜗壳结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种蜗壳结构，具体涉及一种水轮机蜗壳结构。
背景技术：
目前，国内外大中型高水头水轮机钢蜗壳-钢筋混凝土承载结构型式主要有垫层蜗壳、充水保压蜗壳和完全联合承载(直埋式)蜗壳，由于各电站的机组规模、蜗壳直径和水头(HD)的不同，其钢蜗壳-钢筋混凝土承载结构的适应型式也各有差异，蜗壳结构型式选择不当势必将对机组安全、稳定运行造成重大影响。而现有的垫层蜗壳是指在钢蜗壳表面整体铺设软垫层，然后浇筑混凝土，即在钢蜗壳和混凝土之间设有软垫层的蜗壳结构。蜗壳充水运行时，钢蜗壳膨胀并通过垫层传递一部分力到周边的钢筋混凝土结构上，由于垫层弹性模量较小，铺设垫层的部位钢筋混凝土受力较直埋蜗壳方案中钢筋混凝土直接承受的压力要小。垫层蜗壳结构中垫层材料变形是非线性的，且可能随时间变化，垫层存在塑性和老化问题，对机组抗振和钢蜗壳抗疲劳不利。直埋蜗壳是在钢蜗壳安装好后，直接浇筑外围钢筋混凝土，即既不设垫层，也不充内压。在蜗壳充水运行时，钢蜗壳和周边的钢筋混凝土联合一起承受水压力。直埋蜗壳周边钢筋混凝土承载比很高，结构配筋相对较多，外围混凝土的变形和开裂控制问题比较突出， 可能对机组运行产生不利的影响。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可提高水轮机机组运行可靠性的水轮机蜗壳结构。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是水轮机蜗壳结构，包括水轮机蜗壳以及铺设在水轮机蜗壳表面的软垫层，在水轮机蜗壳的布置平面内，软垫层的末端断面至水轮机蜗壳的零位断面之间所夹的角度为150度，所述末端断面、零位断面均通过水轮机蜗壳的蜗壳中心。进一步的是，在水轮机蜗壳内设置具有蝶形边的基坑里衬，在水轮机蜗壳的子午断面内，软垫层的内端距蝶形边的距离为1500mm，软垫层的外端延伸至水轮机蜗壳的蜗壳腰线处。本实用新型的有益效果是本实用新型的结构型式介于垫层蜗壳(在蜗壳表面全部铺设垫层)与直埋蜗壳之间，其通过调整软垫层的铺设范围，能尽可能减少垫层老化和残余塑性变形对机组运行的不利影响，同时也能很好防止钢筋混凝土的开裂，保证了机组长期安全稳定运行，尤其适合在各种大型水电站的水轮机组中推广应用。
图1为本实用新型的结构示意图；[0010]图2为图1中A-A方向的剖视图。图中标记为水轮机蜗壳1、软垫层2、零位断面3、末端断面4、蝶形边5、基坑里衬 6、蜗壳腰线7、钢筋混凝土 8。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1与图2所示，本实用新型的水轮机蜗壳结构，包括水轮机蜗壳1以及铺设在水轮机蜗壳1表面的软垫层2，在水轮机蜗壳1的布置平面内，软垫层2的末端断面4至水轮机蜗壳1的零位断面3之间所夹的角度为150度，所述末端断面4、零位断面3均通过水轮机蜗壳1的蜗壳中心。由于软垫层2的末端断面4至水轮机蜗壳1的零位断面3之间所夹的角度为150度，其覆盖了水轮机蜗壳1受水压最大的地方，则在水轮机蜗壳1浇注外围钢筋混凝土 8后充水运行时，水轮机蜗壳1受水压力最大的地方可以将水压力通过软垫层2 传递给软垫层2外的钢筋混凝土 8，能很好防止钢筋混凝土 8的开裂。另外，在没有铺设软垫层2的水轮机蜗壳1表面，水压力可直接通过水轮机蜗壳1传递给浇注在外围的钢筋混凝土 8。该结构型式介于垫层蜗壳(在蜗壳表面全部铺设垫层)与直埋蜗壳之间，其通过调整软垫层2的铺设范围，能尽可能减少垫层老化和残余塑性变形对机组运行的不利影响， 同时也能很好防止钢筋混凝土 8的开裂，保证了机组长期安全稳定运行。软垫层的弹性模量、厚度可根据具体工程特点选取，在此，软垫层2的弹性模量最好取2. 5MPa,厚度取20mm。在上述实施方式的基础上，为进一步完善软垫层2的铺设范围，达到更好的机组运行效果，如图2所示，在水轮机蜗壳1内设置具有蝶形边5的基坑里衬6，在水轮机蜗壳1 的子午断面内，软垫层2的内端距蝶形边5的距离为1500mm，软垫层2的外端延伸至水轮机蜗壳1的蜗壳腰线7处。该实施方式中所述的子午断面为图1中的A-A剖面(即图2所示面)，即沿蜗壳径向的剖面。将软垫层2的内端设置为距蝶形边5的距离为1500mm(图2 中所示的距离d)，其没有在子午断面内的全部水轮机蜗壳1表面铺设软垫层2，能尽可能减少垫层老化和残余塑性变形对机组运行的不利影响，同时，该铺设范围还可以满足机组运行所需的支撑刚度、不均勻上抬变形位移，从而确保机组的长期安全稳定运行。
权利要求1.水轮机蜗壳结构，包括水轮机蜗壳(1)以及铺设在水轮机蜗壳(1)表面的软垫层 O)，其特征是在水轮机蜗壳⑴的布置平面内，软垫层⑵的末端断面⑷至水轮机蜗壳 (1)的零位断面(3)之间所夹的角度为150度，所述末端断面0)、零位断面(3)均通过水轮机蜗壳(1)的蜗壳中心。
2.如权利要求1所述的水轮机蜗壳结构，其特征是在水轮机蜗壳(1)内设置具有蝶形边( 的基坑里衬(6)，在水轮机蜗壳(1)的子午断面内，软垫层( 的内端距蝶形边(5) 的距离为1500mm，软垫层O)的外端延伸至水轮机蜗壳(1)的蜗壳腰线(7)处。
专利摘要本实用新型公开了一种水轮机蜗壳结构，具有可提高水轮机机组运行可靠性的特点。该水轮机蜗壳结构，包括水轮机蜗壳以及铺设在水轮机蜗壳表面的软垫层，在水轮机蜗壳的布置平面内，软垫层的末端断面至水轮机蜗壳的零位断面之间所夹的角度为150度，所述末端断面、零位断面均通过水轮机蜗壳的蜗壳中心。该结构型式介于垫层蜗壳(在蜗壳表面全部铺设垫层)与直埋蜗壳之间，其通过调整软垫层的铺设范围，能尽可能减少垫层老化和残余塑性变形对机组运行的不利影响，同时也能很好防止钢筋混凝土的开裂，保证了机组长期安全稳定运行，尤其适合在各种大型水电站的水轮机组中推广应用。
文档编号F03B11/02GK201943869SQ20112006490
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月14日 优先权日2011年3月14日
发明者侯攀, 李 杰, 王仁坤, 肖平西, 胡晓文, 范湘蓉, 袁泉, 赵晓峰, 赵群章 申请人:中国水电顾问集团成都勘测设计研究院