三峡左岸电站蜗壳保压保温浇筑二期混凝土技术

三峡左岸电站单机容量700MW，蜗壳二期混凝土由充水加压(1．5倍设计水头约120m)改为保温(16℃～22℃)保压(70m水头)状态下浇筑，以达到低水头运行时由钢蜗壳单独承受荷载，高水头运行时钢蜗壳与外包混凝土共同受力的目的，属国内首创。混凝土入仓采用门机、胎带机、布料机和混凝土泵等方式，座环阴角部位混凝土采用泵送方式，并在蜗壳底部与座环阴角部位预埋回填灌浆系统做补充，以确保混凝土浇筑密实。实际施工表明，座环阴角部位混凝土浇筑非常密实，回填灌浆量很小，单台机不到200kg，达到了预期目标。     

厂房蜗壳二期混凝土保温保压设计研究

随着高水头、高转速、大容量的水轮机蜗壳的出现,蜗壳与周围的二期混凝土需要共同承担水头压力,因此二期混凝土的浇筑不但需要保压,还需要考虑保温措施,蜗壳与二期混凝土才能更好地共同承担水头压力。目前一般水电站工程只要求保压,很少要求保温浇筑。通过工程实践,提供了一个保温保压从设计到施工的工程实例,以便其他工程借鉴。     

三峡水电站蜗壳保温保压施工介绍

三峡水利枢纽左岸厂房蜗壳是由国外厂家设计制造，采用混凝土与蜗壳联合受力的方式。在蜗壳进行混凝土浇筑时，要求蜗壳内部压力为70m水头，水温要求在16C～22℃保温保压混凝土浇筑。由于蜗壳内部的容量5700m^3，最低气温低于0℃，最高气温超过40℃，故蜗壳温度的测量和控制是蜗壳保温保压浇筑混凝土的难题。     

高水头水轮机配水环管(蜗壳)水压试验及保压浇筑混凝土

高水头冲击式水轮机配水环管（蜗壳）采用分段压力试验，消除大厚度钢板焊接过程中产生的应力；大型中高水头抽水蓄能机组也采用水压试验来有效消除蜗壳焊接过程中的应力并检查焊接质量，同时检验蜗壳充水后的变形规律。两种类型机组的配水环管和蜗壳均采用保压浇筑混凝土施工的方法，取消蜗壳与混凝土之间的弹性垫层，使蜗壳与混凝土紧贴，减小机组运行中的振动，减小蜗壳内水压力对混凝土的作用力，增加安全裕度。     

三峡电站保温保压浇蜗壳二期混凝土装置设计

要使三峡电站在一年四季各种水头(水温)下运行时,既要使蜗壳外缘与外围混凝土紧贴,又要使蜗壳外围混凝土受力适中,尽量减少钢筋配置,便于混凝土浇筑,保证施工质量.经过大量的分析研究,提出用保温保压的办法浇筑蜗壳二期混凝土,即浇筑混凝土时的蜗壳中心平面保压水头控制在70±1 m,水温控制在16～22℃,于是提出了在冬季浇筑蜗壳外围混凝土时,蜗壳内的压力水需要加温,夏季浇筑蜗壳外围混凝土时蜗壳内的压力水需要降温的问题.介绍了左岸电站充水保温保压浇筑蜗壳外围混凝土的升温装置和降温装置系统设计中几个主要技术问题,推导了传热计算公式,在此基础上提出加温、降温装置的设计,实际运行验证了本设计是正确的.     

阿墨江三级水电站厂房混凝土蜗壳施工有关技术

混凝土蜗壳一般用于大中型水头在40 m以下的低水头电站,它实际上是直接在厂房水下部分大体积混凝土中做成的蜗形空腔.以阿墨江梯级开发第三级水电站的混凝土施工为例,按设计要求,蜗壳外包混凝土需在蜗壳充水保压及控温条件下浇筑,蜗壳内充水保压值为190 m水头（约1.87 MPa）,蜗壳水压试验水温控制在17℃～23℃之间.蜗壳混凝土为C25温控混凝土,允许最高温度为42℃,间歇期不少于5d.为控制混凝土最高温度低于42℃,采取了采用中热硅酸盐水泥,预埋HDPE塑料管通水进行冷却等措施.该工程混凝土施工部分具有施工环境错综复杂,施工技术工艺要求高,工期短等特点,其施工技术值得很多相关工程借鉴.     

蜗壳保压技术在三峡工程中的发展与应用

世界上单机容量50万KW以上的水电站均采用蜗壳保压施工技术，其保压值一般为最大静水头，而三峡水电站受运行条件限制，其保压水头不宜过高，如何解决在低水头条件下蜗壳保压施工技术是控制机组安全运行的关键。通过模型试验，对不同季节浇筑嫡壳保压混凝土采用不同的通水温度和采用低温混凝土、通水冷却等施工技术，解决了低水头条件下的蜗壳保压的难题，改变了传统设计理念，有推广价值。     

瀑布沟水电站大型蜗壳外围混凝土结构设计与施工

瀑布沟水电站装机容量大、机组台数多、结构复杂,地下厂房蜗壳采用保压浇筑外围混凝土的方式。为确保机组运行稳定和结构安全,对机组及蜗壳外围混凝土结构进行了静动力分析和模型试验研究,并对水压试验、混凝土浇筑等提出了技术要求。目前,全部6台机组均已安全投产,运行稳定。     

三峡左岸电站蜗壳保温保压系统施工研究

三峡左岸电站厂房蜗壳二期混凝土采取保温保压的方法浇筑,即施工时,蜗壳内水体保压水头为70 m,水温控制在16℃～22℃.介绍了保温保压系统的工作原理、设备配置、保温保压控制措施及实测蜗壳变形控制效果,总结了三峡左岸厂房蜗壳保温保压浇筑混凝土的成功经验,对其他类似工程有一定的参考价值.     

水电站蜗壳保压浇混凝土结构的三维仿真分析

三峡工程水电站厂房蜗壳采用保压浇外围混凝土的结构形式。为研究钢蜗壳与外围混凝土交界面的接触性态，分别对冬季和夏季浇混凝土情况进行了模拟施工过程的三维有限元仿真计算，给出了交界面在不同季节不同水位运行期的传力和间隙，结果表明温度对传力的影响显著。对冬季浇筑情况，研究了通过提高保压水温来减小高温季节高水位运行期的传力；对夏季浇筑情况，研究了通过降低保压水头来减小蜗壳混凝土在低温季节低水位运行期的间隙。     

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明：单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。     

三峡工程左岸电站4#机组蜗壳水压实验全过程监测分析

通过对三峡工程左岸电站4#机组蜗壳水压实验的全过程监测,分析蜗壳关键断面在加压、保压以及卸压过程中的钢板应力状况,得出蜗壳在整个过程中的应力变化及分布规律。为蜗壳充水加压、保温保压下二期混凝土施工及蜗壳自身的承载情况提供了依据。     

水电站钢蜗壳与钢筋混凝土联合承载结构试验研究

本文通过两个大比例尺仿真材料蜗壳整体结构模型试验成果，介绍了在内水压力作用下有、无垫层时钢蜗壳与钢筋混凝土联合承载的工作情况和破坏机理。对比了两种条件下各层材料的应力值和承载比，分析了垫层的作用和效果。采用中间成果，龙羊峡水电站４＾＃机蜗壳钨裹了聚胺脂软木，已安全运行了３年。     

广蓄电站机组座环蜗壳安装的特殊工艺与措施

广州抽水蓄能电站水泵水轮机的最大入力和最大出力分别为326.08MW和347.70MW。蜗壳的最大工作水头加水锤压力为775m,最大过流量为72.2m~3/s。蜗壳在浇筑混凝土前进行水压试验。试验水压为最大工作水头与水锤压力之和的1.5倍(114×10~5Pa),蜗壳钢板的厚度达35～80mm,座环组合焊缝厚度达40～90mm,为了保证这种特厚钢板和焊缝的焊接质量,采用了特殊的安装工艺和措施。     

官地水电站水轮机效率试验研究

水轮机的效率是水轮机性能的重要指标,机组的耗水率是水电站技术人员关心的重要数据之一。介绍了官地水电站2号机组水轮机效率试验的研究情况,包括计算机测试系统的构成、试验数据的测量方法以及数据的计算和试验结果的误差分析。在试验研究过程中,采用超声波流量计来测量水轮机的流量,并结合蜗壳差压测量值,对蜗壳的流量系数进行率定;通过对试验数据进行整理和分析,得出了水轮机相对效率和绝对效率的特性曲线以及机组的耗水率曲线。可为水电站的经济运行提供技术依据。     

水口电站主厂房裂缝成因探析

水口电站主厂房发电机层楼板、排架柱、牛腿与楼板接触等处出现较多裂缝。通过现场照相、图像校正和描绘方法,获得了裂缝分布特征,结合建筑物结构特性与荷载情况,分析认为蜗壳水流脉冲压力及机组机械振动是水口电站主厂房裂缝的主要成因。     

三峡左岸机组蜗壳保温加压监测

本文对蜗壳充水保温加压及卸压过程进行了分析：加压后,钢板拉应力增大;卸压后各仪器总体变化规律表现为蜗壳拉应力减小,蜗壳与混凝土的缝隙增大,周边混凝土和钢筋压应力增大。卸压后缝隙最大开度出现在低温季节,最小开度出现在夏季。通过分析认为左厂房机组蜗壳工作性态正常,应力和变形均在设计允许范围内。     

低水头水电厂进水口水流条件优化水工模型试验研究

通过水工模型试验,以东坪水电站为例,探究消除发电机组进水口立轴旋涡,削弱横向流及斜向流,平顺进流,增加发电效益的工程措施。模型比尺为1∶45,制定16种试验方案,采用定性法分析电厂进水口水流流态,采用定量法分析站前、导墙、拦沙坎所选位置的水位及流速数据。结果表明,该电站厂房严重偏离主河道是水流流态恶化的主要原因,可以通过缩短导墙长度、降低高度,降低拦沙坎高度,流线化处理闸墩牛腿边界轮廓等方式,改善进水口水流流态。综合工程实况得出,将导墙高程89.0 m以上长度缩减至0 m,同时降低导墙及拦砂坎至同一高度(2.0 m),并对3~#、4~#机组中间闸墩牛腿边界轮廓进行流线化处理为最优方案,优化后水头损失较大的3~#、4~#机组发电效益分别增加2.2%和3.8%。研究结果对于类似低水头电站导墙的布置具有一定的借鉴意义。     

景洪水电站蜗壳设计

景洪水电站采用联合承载蜗壳结构型式,在国内尚属首例,采用三维非线性有限元方法,对外围钢筋混凝土的开裂荷载、裂缝发展、钢蜗壳和钢筋的应力分布以及蜗壳与机墩的变形特性进行研究,并对蜗壳外围混凝土配筋方案进行复核;同时研究了蜗壳结构动力特性,分析蜗壳自振特性,并进行共振校核,为避免共振的发生提供理论依据。景洪水电站于2009年6月5台机组全部建成投产,至今厂房5台机组的水轮机蜗壳均运行正常,未发现异常振动及漏水现象。     

邦朗水电站金属蜗壳的水压试验

缅甸邦朗水电站水轮机蜗壳试验压力为1．5倍工作压力即2．1MPa．保持30分钟。蜗壳进口端采用闷头封堵，用焊接的方式进行连接：在座环开口端用密封筒堵水，采用三道中Ф10mmO型密封圈封水。在座环上下法兰各设一道密封槽，密封筒下部设一道密封槽。蜗壳水压试验中各部焊缝均无渗满水现象，蜗壳进入门的平板型橡胶密封圈有渗满点，改增O型密封圈后效果将在后两台机上检验。