水轮机座环与蜗壳结构刚强度静力分析

根据某大型水轮机座环蜗壳的结构特点，运用I－DEAS MASTER SERIESV6.1有限元分析软件对其结构进行了较为详细的刚强度分析，取得了该座环蜗壳在各种工况下的应力水平和变形情况。     

高水头抽水蓄能电站蜗壳座环安装要点

绩溪电站蜗壳设计压力10.3MPa,采用国产800MPa级高强钢板卷制焊接而成。结合高强钢蜗壳座环材质特性和结构特征,以现场实际安装过程为基础,叙述蜗壳座环工地组圆拼焊、机坑内吊装调整、15.45MPa水压试验、5.15MPa保压浇筑及座环基础螺杆拉伸的详细流程;举例分析水压试验过程中的蜗壳变形量;简要计算绩溪电站多工况下座环基础螺杆应力变化情况,并复核基础螺杆预紧力安全裕量;总结高强钢蜗壳座环焊接过程变形量控制、保压浇筑前固定方式、基础螺杆拉伸工艺等安装要点。     

水轮机座环的水力分析

水轮机座环是水轮机流道的组成部件之一。座环的外形是否符合水流的流动规律,对水轮机的效率有较大的影响。传统的座环是带蝶形边的,从使用中证明,它是符合水流的流动规律,且为水力损失最小的结构。由于座环又是承受导水机构、轴承及蜗壳水压力的受力部件,在大型机组中,出现了座环应力过大的问题。从强度要求出发,经过受力分析以后,就     

白鹤滩右岸电站座环焊接质量监造控制措施

座环既是机组的基础件,又是机组通流部件的组成部分,需有足够的强度和刚度,应高度重视焊接应力状况。白鹤滩右岸电站座环焊接结构件多,焊接量大,且座环环板首次采用260 mm特厚的抗撕裂钢板,焊接过程易发生变形,业主提出白鹤滩座环制造的精品要求,水力及装焊尺寸精度要求高,焊接尺寸控制难度大。为保证白鹤滩右岸座环制造质量,满足水力性能和后续加工尺寸要求,达到打造"白鹤滩精品机组"的目标,必须严格控制焊接质量。以驻厂监造的视角,从人、机、料、法、环及见证点的执行等方面对座环焊接质量控制进行讨论,为其他类似项目提供经验借鉴。     

水泵水轮机顶盖螺纹副安全校核及应力分析

抽水蓄能电站在电网中往往承担着调峰、调频、事故备用等作用,水泵水轮机组启停频繁,运行工况多变,对于顶盖和座环的连接螺栓而言,受力更加复杂,对螺纹副连接的安全校核至关重要。同时,螺纹副的特殊结构决定了其应力分布并不均匀,掌握其应力分布规律有利于更好地进行螺纹副连接的校核及优化设计。文章在对某蓄能电站顶盖座环连接螺栓的螺纹副进行安全校核基础上,考虑弹塑性变形条件,采用有限元方法对含螺纹在内的顶盖座环整体结构开展计算,得到螺纹副应力分布规律,对水泵水轮机顶盖座环连接结构进一步研究和探索。     

基于ANSYS Workbench的水轮机顶盖螺栓有限元分析

水轮机的工况转换频繁,顶盖与座环之间的联接螺栓在受到荷载的作用下,如若发生松动或者断裂,就会造成水淹厂房甚至机毁人亡的严重后果。利用ANSYS Workbench软件建立水轮机顶盖与座环联接螺栓的计算模型,采用有限元分析方法,计算分析在不同甩负荷工况下,联接螺栓所受的最大应力以及危险截面所处的位置。计算结果表明:在甩82.5 MW负荷时,联接螺栓所受的应力最大。采用超声波在线监测预警系统对最危险螺栓进行实时监控,防止意外发生。     

高水头混流式机组座环蜗壳应力评判标准探讨

依托国家"一带一路"项目——某高水头混流式水轮发电机组,在详细计算该机组座环蜗壳应力的基础上,探讨和分析了如何使用国家标准和ASME标准对高水头混流式机组座环蜗壳设计计算结果进行合理评判。图9幅,表2个。     

某水电站垫层蜗壳平面铺设范围的影响研究

结合某大型水电站机组安装工程,采用三维有限元方法,从蜗壳外围混凝土应力与配筋、混凝土承载比、座环和机墩位移等3个方面讨论了垫层平面铺设范围的影响。研究结果表明,随着垫层平面铺设范围的增加,垫层区域的蜗壳外围混凝土拉应力和损伤区域明显减小,配筋量降低,座环、定子和下机架基础的不均匀上抬位移也明显减小。在综合考虑上述3个方面的影响后,建议dc-270方案作为该水电站钢蜗壳的垫层铺设方案。     

S550Q＋Z35钢焊接工艺及其残余应力测试成果分析

小湾水电站水轮机座环、过渡板和舌板采用德国进口的S550Q＋Z35钢板制造，该钢种碳当量Ceq、裂纹敏感性Pcm高，容易产生焊接冷裂纹。着重介绍该钢种的焊接工艺试验研究结果和焊后局部消应力热处理成果。通过小湾电站座环在工地的焊接实践，证明上述研究成果是成功的，从而克服了该钢种容易出现焊接冷裂纹的技术难题。     

三峡水电站直埋式蜗壳结构的非线性分析

本文结合三峡水电站,采用三维非线性有限元法对右岸某机组段直埋式蜗壳结构的受力和变形特性进行分析。数值计算模型考虑了钢衬和外围混凝土之间的摩擦接触、混凝土材料的拉伸软化和损伤特性,对外围混凝土的损伤指标及分布、各钢部件应力、结构位移等进行了分析研究,并在蜗壳外围混凝土发生损伤的情况下对座环柔度进行了复核。结果表明,在内水压力等设计荷载作用下,直埋式蜗壳的钢材强度完全能够得到保证;混凝土的损伤密集区出现在上下环板附近,且损伤指标较大;在蜗壳腰部、顶部混凝土损伤程度较小;考虑蜗壳外围混凝土含有损伤情况下的座环柔度值远大于按线弹性理论得到的结果。     

水轮机座环蜗壳组合缝的焊接及其工艺评定

广蓄电站二期工程共安装四台单机容量为３００ＭＷ的混流式水泵———水轮发电机组，其水轮机和发电机设备分别由德国伏依特（ＶＯＩＴＨ）公司和西门子公司制造。由伏依特公司分两瓣制造供货的水轮机座环蜗壳部件运到电站厂房安装间组合焊接成整体，并在加工好座环上下平面后再吊入机坑安装。座环和蜗壳分别用德国产的ＧＳ－２０ＭｎＭｏＮｉ５５铸钢和ＳＴＥ６９０Ｖ高强钢制成，这两种钢都是低碳调质高强钢，用于我国水轮机座环蜗壳中尚属首次。本文简要介绍水轮机座环蜗壳组合缝的焊接工艺、焊接质量控制及组合缝焊接前所进行的焊接工艺评定，可为其它大型电站类似高强钢部件的焊接提供借鉴。     

泾阳南塬黄土环剪强度特性试验研究

研究大剪切位移条件下土的抗剪强度特性,对于边坡稳定性分析以及滑坡防治等具有重要意 义。利用环剪试验仪,研究了饱和状态下泾阳南塬黄土在不同法向应力和剪切速率下的抗剪强度特性。 试验结果表明:饱和黄土的抗剪强度随法向应力的增大而增大,呈明显的线性关系;随着剪切速率的增 大,饱和黄土的抗剪强度呈减小的趋势;在剪切速率较低时,饱和黄土的剪应力—位移曲线呈应变硬化 型,而剪切速率较高时,剪应力—位移曲线出现较明显的剪切峰值强度,表现为应变软化型,且剪应力达 到峰值强度时的剪切位移也随剪切速率的增大呈增大的趋势。     

水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析研究

通常利用有限元软件对水轮机结构部件分别进行有限元分析,忽略了结构之间的相互影响.以上述方式得到的计算结果,再依据相关经验,通常也能满足工程需要,但在预测结构的性能及安全性时误差比较大.文章利用有限元软件,采用不同的分析方法对300 MW级的水泵水轮机顶盖、蜗壳和座环的应力与变形进行了分析,确定了水泵水轮机蜗壳座环和顶盖有限元分析应采用的方法,在此基础上给出类似电站设计需要注意的方面;并对本电站蜗壳座环和顶盖的安全性做出了评价.     

高温热采井水泥环缺陷对套管安全性的影响分析

针对水泥环缺陷导致套管承受非均匀载荷并引起套管失效的问题,建立了套管、含缺陷水泥环和地层耦合系统有限元计算模型。将温度场与应力场耦合,考虑套管强度降低,计算了水泥环缺陷形状、缺陷环向开度、缺陷深度及缺陷数量对套管安全的影响。应用塑性变形、剩余强度和安全系数来评价水泥环含缺陷井筒中套管的安全性,并分析了套管的失效模式。计算结果表明:完整井筒和水泥环含缺陷井筒中套管的屈服温度相差较大,水泥环缺陷环向开度和深度对套管安全的影响比较大。此研究为揭示套管失效机理提供了依据,对预防套损具有指导意义。     

杨房沟水电站座环组装焊接工艺控制

杨房沟水电站水轮机座环具有环板厚、后热温度高等特点,需要对组装焊接工艺进行重点管控以保证质量.笔者结合座环结构特点和加温焊接工艺要求,通过现场试验对座环不同焊接工艺的比较,总结出了焊接温度控制和焊接变形监控的有效措施,成功通过控制焊接变形保证了座环组装焊接质量.该经验可供其他类似工程参考借鉴.     

大型混流式水轮机座环现场加工方法

大型混流武水轮机座环现场加工，实质上是制造厂加工工作在现场的延续。虽说座环现场加工占有了机组安装的直线工期与增加了现场工作量，但它消除了蜗壳焊接与混凝土浇筑产生的变形，更重要的是提高了机组安装的精度。文章阐述了座环现场加工的两种方法，并进行了比较，认为局部锪平加工的方法是我国大型机组值得推广与借鉴的一种新方法。     

基于非均匀缝隙的充水保压蜗壳三维仿真算法研究

保压蜗壳的计算方法在很大程度上影响了结果的精度和对结构受力特性的判断。为深入了解结构的受力特性。本文从施工流程出发,考虑保压缝隙的非均匀性和接触关系,实现了保压蜗壳的施工过程全仿真,并通过算例和理论分析,验证了算法(SUA)对保压缝隙模拟的有效性和准确性。该算法应用于糯扎渡水电站保压蜗壳的施工过程模拟,研究了非均匀保压缝隙的形成机理和接触界面的接触性态,并对外围混凝土应力做了细致分析。结果表明,初始保压缝隙具有非均匀和局部非张开特性,其主要导致原因是结构的非对称性,因此钢蜗壳与外围混凝土之间正好即无缝隙也不传力的理想状态不可能存在。座环上环板、机墩根部和蜗壳进口端腰部混凝土拉应力较大,是裂缝萌生的危险区域。此外,应力对比分析表明,简化算法和仿真算法应力分布规律基本一致,简化算法应力偏小,对结构配筋不利,仿真算法更加符合实际情况。两种算法混凝土环向应力在蜗壳腰部和底部吻合度较高,蜗壳顶部误差次之(个别地方误差达80%),而在座环上、下环板附近相差甚远。     

岩滩水电站扩建工程座环平面度控制

岩滩水电站扩建工程5号、6号机组座环分4瓣到货,在安装间1号工位组装,焊接成整体后吊入机坑调整安装,安装结束后,加固座环,并进行蜗壳挂装及混凝土浇筑工作。文章详细介绍了座环组装、焊接、机坑内调整、蜗壳挂装及蜗壳混凝土浇筑过程中对座环平面度控制的施工方法、工艺等,总结了座环整个施工阶段中其水平度控制的成功经验,可为同类型机组施工提供参考。