一种水轮机蜗壳焊接方法与流程

本发明涉及水轮机安装，具体为一种水轮机蜗壳焊接方法。

背景技术：

1、水轮机蜗壳是水轮发电机组的重要部件之一，蜗壳由多节圆形管段组焊而成，其作用主要不仅使水流在导水机构前形成一定的环量，而且还使水流沿整个圆周均匀地流入导水机构，另外蜗壳还要承受较大的内水压力。

2、中国文献cn105537787b公开了一种水轮机蜗壳焊接方法，将水轮机蜗壳的定位节调整定位，以及将蜗壳分管节的环缝进行定位焊；将定位节的一侧或两侧分别与相邻蜗壳分管节的环缝焊接，再焊接所述相邻蜗壳分管节与下一蜗壳分管节的环缝，然后将所述定位节的上下蝶形边焊接、或同时焊接所述下一蜗壳分管节与再下一蜗壳分关节的环缝；然后焊接所述下一蜗壳分管节的上下蝶形边、或同时焊接所述再下一蜗壳分管节与另一蜗壳分管节的环缝，以此类推焊接其余蜗壳分管节；在两侧蜗壳分管节逐步焊接后向中间靠拢出现的空隙处焊接凑合节。

3、目前，在大型水轮机座环上会先设置斜板结构，蜗壳的多节圆形管段均与斜板连接，斜板依次取等高的长度或者慢慢随蜗壳断面面积渐变，安装过程中现场焊接人员根据厂内下料工件施焊过程中适量调整，在规范范围内即可。

4、该现有技术具有以下不足：由于大型和低水头的水轮机蜗壳比较大，不能满足运输要求，所以需要对蜗壳各段在厂内生产、加工和预装后现场焊接，而现场由于空间、条件受限不方便操作，使得蜗壳有可能存在焊接缺陷，影响了焊接质量，从而机组运行过程中会产生振动和噪音，进而影响发电效率。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水轮机蜗壳焊接方法，以解决蜗壳焊接不方便，在使用过程中会产生振动和噪音，进而影响发电效率的问题。

2、为了达到上述目的，本发明提供了一种水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

3、1)首先计算每块蜗壳断面与斜板相交的尺寸lan、αan、lan和aan，lan为第一斜板长度；αan为第一斜板角度；lan为第一接点距；aan为第一蜗壳中心距，n为正整数；

4、2)再计算每一块斜板尺寸lbn、αbn、lbn和abn，lbn为第二斜板长度；αbn为第二斜板角度；lbn为第二接点距；abn为第二蜗壳中心距，n为正整数：

5、3)根据每块蜗壳断面与斜板相交的尺寸和每一块斜板尺寸对斜板进行下料；

6、4)斜板开设焊接坡口，使座环与蜗壳的焊接点向外进行了延伸；

7、5)现场依次将斜板焊接在座环上，再把蜗壳焊接在斜板上。

8、进一步的，步骤1中，每块蜗壳断面与斜板相交尺寸的计算方法：

9、εan＝arcsin((h+han)/ran)；

10、γan＝arcsin(h/ran)；

11、δan＝εan-γan；

12、lan＝2×ran×sin(δan/2)；

13、αan＝(180°-δan)/2-γan；

14、lan＝ra+lan×cosαan；

15、aan＝lan+ran×cosαan；

16、εan-第一夹角a；h-座环高度，han-第一斜板高度；ran-第一蜗壳断面半径；γan-第二夹角a；δan-第三夹角a；ra-第一斜板交点距，n为正整数。

17、进一步的，步骤2中、每块斜板尺寸计算方法：第二斜板高度hbn取相邻han之和的一半，第二蜗壳断面半径rbn取相邻2个ran之和的一半；

18、εbn＝arcsin((h+hbn)/rbn)；

19、γbn＝arcsin(h/rbn)；

20、δbn＝εbn-γbn；

21、lbn＝2×rbn×sin(δbn/2)；

22、αbn＝(180°-δbn)/2-γbn；

23、lbn＝rb+lbn×cosαbn；

24、abn＝lbn+rbncosαbn；

25、εbn-第一夹角b；h-座环高度，hbn-第二斜板高度；rbn-第二蜗壳断面半径；γbn-第二夹角b；δbn-第三夹角b；rb-第二斜板交点距，n为正整数。

26、进一步的，步骤3中、蜗壳的上斜板采用外剖口，斜板焊接后割为水平。

27、进一步的，步骤3中、蜗壳的下斜板采用内剖口，斜板焊接后割为垂直。

28、为了保护蜗壳根部避免被水流冲刷，在步骤4中、在座环和斜板位置焊接上导流板。

29、本发明的有益效果：在大型水轮机座环上设置斜板结构，先将斜板焊接在座环上，再把蜗壳焊接在斜板上，期间需要确定蜗壳断面与斜板相交的参数和斜板的参数，需计算出lan、αan、lan、aan、lbn、αbn、lbn和abn，以此确定每一块斜板与蜗壳的焊接到位，保证斜板和圆形管段截面的圆弧相差小，使其光滑，避免蜗壳运行过程中产生振动和噪音，进而提高发电效率；计算每段斜板的长度，焊接的角度来下料，另外依据现场焊接方式开设焊接坡口，使座环与蜗壳的焊接点向外进行了延伸，增大了焊接空间，方便施焊、焊缝消缺以及探伤检查等。

技术特征：

1.一种水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于：步骤1中，每块蜗壳断面与斜板相交尺寸的计算方法：

3.根据权利要求2所述的水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于：步骤2中、每块斜板尺寸计算方法：斜板高度hbn取相邻han之和的一半，蜗壳断面半径rbn取相邻2个ran之和的一半；

4.根据权利要求1-3中任一所述的水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于：步骤3中、蜗壳的上斜板采用外剖口，斜板焊接后割为水平。

5.根据权利要求4所述的水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于：步骤3中、蜗壳的下斜板采用内剖口，斜板焊接后割为垂直。

6.根据权利要求5所述的水轮机蜗壳焊接方法，其特征在于：在步骤4中、在座环和斜板位置焊接上导流板。

技术总结
本申请涉及水轮机安装技术领域，公开了一种水轮机蜗壳焊接方法，包括以下步骤：1)首先计算每块蜗壳断面与斜板相交的尺寸L<subgt;an</subgt;、α<subgt;an</subgt;、l<subgt;an</subgt;和A<subgt;an</subgt;；2)再计算每一块斜板尺寸L<subgt;bn</subgt;、α<subgt;bn</subgt;、l<subgt;bn</subgt;和A<subgt;bn</subgt;：2)根据每块蜗壳断面与斜板相交的尺寸和每一块斜板尺寸对斜板进行下料；3)斜板开设焊接坡口，使座环与蜗壳的焊接点向外进行了延伸；4)现场依次将斜板焊接在座环上，再把蜗壳焊接在斜板上，增大了焊接空间，方便施焊、焊缝消缺以及探伤检查，避免机组在运行过程中产生振动和噪音，从而影响发电效率。

技术研发人员：唐杰天,刘杰,张华强,徐逸飞,张鹏,朱鹏涛
受保护的技术使用者：重庆水轮机厂有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13