蜗壳焊接的常见缺陷 以功果桥电站蜗壳焊接为例。 蜗壳为金属蜗壳，采用钢板焊接结构。蜗壳安装采用现场单节挂装与焊接；待焊接探伤和防腐结束后，安装附属配件和管路，然后铺设弹性垫层，在进行混凝土浇筑。 蜗壳钢板材质采用由于蜗壳焊接采用的是宝钢生产的 B610CF的优质高强度钢。蜗壳安装焊缝采用手工电弧焊焊接(焊前焊缝两边加热不少于3倍板厚的宽度),采用φ3.2mm 的焊条打底，其余采用φ4mm的焊条焊接。要求不能有2个以上的焊接接头在一起。焊接工艺评定：按照DL/T 5070-1997《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》的规定进行蜗壳钢种的焊接工艺评定试验，并根据评定成果报告的要求制定蜗壳焊接工艺规程。 我们常见的焊接缺陷有：形状缺陷，焊缝尺寸缺陷，咬边，弧坑，烧穿，焊瘤，气孔，夹渣，未焊透，未融合，裂纹等。然而在使用手工电弧焊焊接的工程中，蜗壳焊接主要以形状缺陷、气孔、夹渣、未融合、咬边、裂纹等为主，根据蜗壳焊接的探伤结果还发现了一中新的缺陷—弧谷。该缺陷出现在收弧部位，在焊缝中呈现一抛物线形。 1．蜗壳焊接中最直观的缺陷就是形状缺陷。形状缺陷主要包括：焊缝成型差、焊缝余高不合格、焊缝宽窄不合格、错口、弧坑。
1．1蜗壳形状缺陷主要表现 焊缝成型差表现为焊缝波纹粗，焊缝不均匀，焊缝和母材不圆滑过渡，焊缝高低不平等。焊缝余高不合格（焊缝余高：0～3mm过流面焊缝表面的余高及打磨质量严格执行厂家要求)；表现为蜗壳对接缝余高超过3mm，局部出现负余高，余高差过大，角焊缝高度不够或焊角尺寸过大。如图1。 图1 焊缝余高不合格 焊缝宽窄不合格表现为焊缝宽窄不匀称，宽窄差大于 3mm（焊缝必须盖过坡口每边2～3mm，并平缓过渡）。如图2。 图2 焊缝宽窄不合格
第二章 蜗壳及尾水管的水力计算 第1节 蜗壳水力计算 一.蜗壳尺寸确定 水轮机的引水室是水流进入水轮机的第一个部件，是反击式水轮机的重要组成部分。引水室的作用是将水流顺畅且轴对称的引向导水机构。引水室有开敞式、罐式和蜗壳式三种。蜗壳式是反击式水轮机中应用最普遍的一种引水室。它是用钢筋混凝土或者金属制造的封闭式布置，可以适应各种水头和流量的要求。水轮机的蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳两种。 1.蜗壳形式 蜗壳自鼻端到进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角，水头大于40m 时一般采用混凝土蜗壳，包角 ；当水头较高时需要在混凝土中布置大量的钢筋，造价可能 比混凝土蜗壳还要高，同时钢筋布置过密会造成施工困难，因此多采用金属蜗壳，包角 。本电站最高水头为174m ，故采用金属蜗壳。 2.座环参数 根据水轮机转轮直径D 1查[1].P 128页表2—16得： 座环出口直径: ()()mm D b 27252600180019001800 20002600 2850=+---= 座环进口直径: ()()mm D a 32503100180019001800 20003100 3400=+---= 蜗壳常数K =100（mm ）、r =200（mm ） 3.蝶形边锥角ɑ 取 4.蝶形边座环半径 ()m k D r a D 725.11.02 25 .32=+=+= 5.蝶形边高度h ()m k b h 29.055tan 1.02 76.0tan 20=+=+= ? 6.蜗壳圆形断面和椭圆形断面界定值s ()m h s 51.055 cos 29 .055cos == 7.座环蝶形边斜线L ()m h L 354.055sin == 8.座环蝶形边锥角顶点至水轮机轴线的距离
洪家渡水电站 洪家渡水电站位于贵州省织金县与黔西县交界的乌江干流北源六冲河下游，距贵阳市154km，距下游东风水电站65km，为乌江干流11个梯级中的第一级，是整个乌江干流梯级电站中唯一具有多年调节性能的龙头水电站。 电站以发电为主，兼有防洪、供水、养殖、旅游及改善生态环境和航运等综合效益。正常蓄水位1140m，总库容49．47亿m3，属多年调节水库。电站总装机容量540MW(3×180MW)，保证出力171．5MW，年发电量15．94亿kW·h。本工程对下游梯级电站的补偿效益大于本身效益，近期可提高下游东风、乌江渡水电站保证出力239MW，增加年电量11．79亿kW·h；远景使下游梯级保证出力增加833．1MW，年发电量增加15．96亿kW·h。电站建成后在电网中主要用于调峰、调频和事故备用，对优化电网水、火电结构，提高供电质量，对乌江流域能源基地建设有举足轻重的作用。 坝址处河流由N45°E转向S45°E，形成向西凸出的直角河弯。枯水期河水面宽30m，水深3～4m。坝址岩层倾向上游偏左岸，倾角25°～55°。枢纽建筑物基础地层从上游至下游依次为永宁镇组灰岩、九级滩段泥页岩及玉龙山段灰岩。河床及岸边分布有冲积层、残坡积一崩积层，河床覆盖深3～7m。坝区内共有断层20余条，不存在顺河断层。坝址上游转弯点右岸发育有底纳河伏流，下游有K40溶洞。右岸下游数百米分布有1号、2号塌滑体。坝址区地震基本烈度为6度。 坝址以上控制流域面积9900km2，占六冲河流域面积的91％。坝址多年平均流量155m3／s，多年平均径流量48．9亿m3。水库为山区峡谷和湖泊混合型，正常蓄水位时回水长84．89km，最宽处3．57km，水面面积80．5km2。淹没耕地6．3万亩，需迁移人口4．5万人。 经环境影响质量指标综合评价，认为工程的建设使环境有所改善。电站的建成可为坑口火电站提供充足的水源，可发展养殖业，规划水产养殖年产量可达1650t；
蜗壳的型式及主要尺寸的确定 根据设计资料提供，水轮机型号为 HL160—LJ —410及水电站工作水头H=118.5m>40m ，故采用金属蜗壳。金属蜗壳只承受内水压力，而机墩传下的荷载和水轮机层的荷载是由金属蜗壳外围的混凝土承受。为使金属蜗壳与其外围混凝土分开，受力互不传递，我国通常是在金属蜗壳上半部表面铺设沥青、麻刀、锯末或软木沥青、塑料软垫3——5cm 厚的软垫层，靠近座环处不铺。使外压不传到金属蜗壳，内水压力不传到蜗壳外的混凝土上。 蜗壳主要参数的选择 ① 设计资料提供，每台机组的最大引用流量，则蜗壳进口处的 流量s m Q Q 300 max 00 088.117123360 345360=?==? ②、蜗壳进口断面平均流速《水力机械》第二版P99图4—30(b)曲线得s m V c 9= ③、座环内、外径选择 由水轮机的型号 HL160—LJ —410，查到cm D 4101=的座环尺寸， 当H=118.5m<170m 时，其座环内径mm D b 5450=, 115m i a i r R ρ2+= 蜗壳断面计算表 0 0 0 0 3.23 15 5.13 0.57 0.43 4.08 30 10.25 1.14 0.60 4.43 45 15.38 1.71 0.74 4.70 60 20.50 2.28 0.85 4.93 75 25.63 2.85 0.95 5.13 90 30.75 3.42 1.04 5.31 105 35.88 3.99 1.13 5.48 120 41.00 4.56 1.20 5.63 135 46.13 5.13 1.28 5.78 150 51.25 5.69 1.35 5.92 165 56.38 6.26 1.41 6.05 180 61.50 6.83 1.48 6.18 195 66.63 7.40 1.54 6.30 210 71.75 7.97 1.59 6.41 225 76.88 8.54 1.65 6.52 240 82.00 9.11 1.70 6.63 255 87.13 9.68 1.76 6.74 270 92.25 10.25 1.81 6.84 285 97.38 10.82 1.86 6.94 300 102.50 11.39 1.90 7.03 315 107.63 11.96 1.95 7.13 330 112.75 12.53 2.00 7.22 345 117.88 13.10 2.04 7.31 贵州省中小水电站开发的现状与对策 1 现状分析 现在中小水电资源经济开发量为6020MW，已开、正开发量为1107MW，仅占18.4%，开发潜力较大，十分有利于地方水电开发建设。中小型电站主要分布在赤水河、乌江、牛栏江横江、沅水、北盘江、南盘江、红水河、柳江等水系的干支流上。 贵州省已建的中小水电站，主要是地方政府组织实施，投资主体一般是水利系统，资金渠道主要是国家专项拨款、以电养电收入、企业集资、银行贷款、群众投工投劳，是经济性和公益性的相结合的产业，发电销售主要是依靠自供电网。20世纪末，由于贵州省电力供应的相对过剩，省管电网对各县建成的地方小水电和自供电网进行兼并或代管，使无自供电网的中小水电站上网电价普遍较低而运行艰难；加之扶持中小水电开发政策不到位，严重挫伤了投资者的积极性，导致中小水电投资市场大幅缩小，开发速度逐渐缓慢。1995年至2000年，原开工的项目因资金短缺而处于半停工状态，开工项目极少。21世纪初，为确保“西电东送”后贵州自身发展将存在较大的电力缺口、电力体制改革厂网分开的利好消息，以及国家实施的“小 水电代燃料生态建设工程”工程等因素，投资者看中了中小水电的资源优势。2001年初，发达地区的民间投资者开始进入贵州，与各地县招商局签订当地中小水电开发协议，主要开发10MW以下的小型水电站。2003年上半年，电力体制改制后剥离的企业组建的投资公司、电力公司的三产公司积极参与中小水电开发。 2 优势 中小水电具有资源优势、区位优势和比较优势。同时给生态环境保护、农村农民脱贫致富创造良好的条件。 2.1资源优势、区位优势。贵州省中小水电经济待开发量4913MW，占总量81.6%，资源优势明显；同时中小水电点多面广、遍布全省，具有就近解决当地用电的区位优势。 2.2比较优势。目前我国在中小水电站开发建设上的技术比较成熟，中小电站投资规模小，建设周期一般为1-5年，远小于大电站5-10年的建设周期，投资回报快；同时具有造价低的优势，目前单位千瓦投资在4000-6000元/kw之间的电源点比较普遍，测算电价仅为0.18-0.20元/kw.h，低于全国平均水平，电价具有比较优势。 2.3有利于生态环境保护。作为清洁可再生能源，中小水电对原有生态的改变影响小；同时，通过以电代燃料的措施，不仅解放农村劳动力，而且能解决保护和改善生态环境问题。 2.4促进农村农民脱贫致富有力措施。大电网无法覆盖的山区，乡村用电主要依靠的是当地的中小水电。据统计，截至2000年底，全省86个县市中39个县以小水电供电为主；以中小水电为主的地 第三节：反击式水轮机的引水室 一、简介 一般混流式水轮机的引水室和压力水管联接部分还装有阀门，小型水轮机为闸阀或球阀，大型多为碟阀。阀的作用式在停机时止水，机组检修时或机组紧急事故时导叶又不能关闭时使用，绝不能用来调节流量 水轮机引水室的作用： 1.保证导水机构周围的进水量均匀，水流呈轴对称，使转轮四周受水流的作用力均匀，以便提高运行的稳定性。 2.水流进入导水机构签应具有一定的旋转（环量），以保证在水轮机的主要工况下导叶处在不大的冲角下被绕流。 二、引水室 引水室的应用范围 1.开敞式引水室 2.罐式引水室 3.蜗壳式引水室 混凝土蜗壳一般用于水头在40M以下的机组。由于混凝土结构不能承受过大水压力，故在40M以上采用金属蜗壳或金属钢板与混凝土联合作用的蜗壳 蜗壳自鼻端至入口断面所包围的角度称为蜗壳的包角蜗壳包角图 金属蜗壳的包角340度到350度 三、金属蜗壳和混凝土蜗壳的形状及参数 1.蜗壳的型式 水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳 当水头小于40M时采用钢筋混凝土浇制的蜗壳，简称混凝土蜗壳；一般用于大、中型低水头水电站。 当水头大于40M时，由于混凝土不能承受过大的内水压力，常采用钢板焊接或铸钢蜗壳，统称为金属蜗壳。 蜗壳应力分布图 椭圆断面应力分析图 金属蜗壳按制造方法有焊接铸焊和铸造三种。 ， 尺寸较大的中、低水头混流一般采用钢板焊接，其中铸造和铸焊适用于尺寸不大的高水头混流水轮机 2.蜗壳的断面形状 金属蜗壳的断面常作成圆形，以改善其受力条件，当蜗壳尾部用圆断面不能和座环蝶形边相接时，采用椭圆断面。 金属蜗壳与有蝶形边座环的连接图 金属蜗壳的断面形状图 金属蜗壳的水力计算 在选定包角?0及进口断面平均流速v 0后，根据设计流量Q r ，即可求出进口断面面积F 0。由于要求水流沿圆周均匀地进入导水机构，蜗壳任一断面?i 通过的流量Q ?应为 Q Q i r ??=360 （7—6） 于是，蜗壳进口断面的流量为 Q Q r 00 360 = ? （7—7） 进口断面的面积为 F Q v Q v r 00000 360= =? （7—8） 圆形断面蜗壳的进口断面半径为 ρπ ?πmax = = F Q v r 00 360 （7—9） 采用等速度矩方法计算蜗壳内其它断面的参数。取蜗壳中的任一断面，其包角为?i ，如图7—15所示，通过该断面的流量为 Q v bdr u r R a i ?= ? （7—10） 因v r K u =，则v K r u =/，代入式（7—10）得： Q K b r dr r R a i ?=? （7—11） 式中：r a ──座环固定导叶的外切圆 半径； R i ──蜗壳断面外缘到水轮机轴线半径； r ──任一断面上微小面积到水轮机轴线的半径： b ──任一断面上微小面积的高度。 一、圆形断面蜗壳的主要参数计算 对圆形断面的蜗壳，断面参数b 从图7—15中的几何关系可得 b r a i i =--222ρ() （7—12） 式中：ρi ──蜗壳任一断面的半径； a i ──任一断面中心到水轮机轴线距离。 图7—15 金属蜗壳的平面图和断面图 水轮机 轴 r a a i r R i d r ρi b v u v r v i ? 将式（7—12）代入式（7—11），并进行积分得： Q K a a i i i ?πρ=--222() （7—13） 由式（7—6）与式（6-13）得 ?πρi r i i i K Q a a = --72022 () （7—14） 令C K Q r =720 π，称为蜗壳系数，则有 ?ρi i i i C a a =--()22 （7—15） 或 ρ??i i i i a C C =-?? ? ? ?22 （7—16） 以上两式中的蜗壳系数C 可由进口断面作为边界条件求得。两式表明了蜗壳任一圆形断面半径ρi 与其包角?i 之间的关系。当知道式中a i 的变化规律后，每给出一个包角?i 值，即可计算出该断面的半径ρi 值。各断面的a i 值取决于蜗壳与座环的连接方式。蜗壳与座环的连接方式一般有：金属蜗壳与座环蝶形边相接；钢板焊接蜗壳与无蝶形边座环相接；铸造蜗壳与座环以圆弧相切。现以常见的蜗壳与座环蝶形边相接的方式为例，如图7—16（a ）所示。若A 点是座环蝶形边与蜗壳的焊接点，则由图示的几何关系得：a r h i i =+-022ρ （7—17） (K D r a +=2/0、 )10~5(2/sin 2/0mm tg r b h ++=αα) 将式（7—17）代入式（7—15），并令x h i i =-ρ22得 ?i i i C r x r r x h =+-+-002022 （7—18） 由上式可解出 x C r C h i i i = +-??20 2 （7—19） 上式得到了x i 与?i 的关系，式中r 0、C 、h 均已知，这样每给定一个?i 值，可求出x i ，并由图7—16（a ）的几何关系得到相应断面的ρi 、a i 和R i 等参数： a r x x h R a i i i i i i i =+=+=+? ??? ? ??022ρρ （7—20） 上述计算中与座环连接部位的几何尺寸，由座环设计给定。 综上所述，可将圆形断面蜗壳的水力计算步骤小结如下： 点焊培训资料 1.1点焊 利用电流通过圆柱形电极和搭接的两焊件产生电阻热，将焊件加热并局部熔化，形成一个熔核（其周围为塑性状态），然后在压力作用下熔核结晶，形成一个焊点。 1.2气动式交流点焊机 电极的运动和对焊件的加压，均由气路系统来实现，采用交流电，实现点焊功能的机械设备。 2设备结构 主要由机身、焊接变压器、压力传动装置、气路、水路系统、上下电极以及脚踏开关等部分组成。 2.1机身 机身用箱体式结构，全部结构件均由钢板折弯成型后焊接而成。该结构体积小、重量轻，能承受较大的冲击力，上悬臂安装加压传动装置及上电极部分，下悬臂安装有下电极部分，机身内部装有焊接变压器、进出水管、机身上面装有电磁气阀及气动三大件，机身下部的底脚上设有四个地脚安装孔，正常焊接时，必须装上4只 M10以上的地螺栓紧固后，方可使用。 2.2焊接变压器 焊接变压器为单相壳式结构，变压器的次级线圈由单只内置冷却铜水管的铸铜绕组组成，通过软铜带与上电极相联接，紫铜板与下电极相联接，焊接 1 变压器采用调节可控硅导通角来调节焊接变压器的初级电压，从而达到调节次级电压的目的，同时改变了焊接电流，适应不同的焊接规范，次级电压的调节范围，按焊接规范要求可连续可调。 2.3压力传动装置 压力传动装置主要由活塞、气缸、支承座与滑块下端与上电极部分相联，活塞杆与上电极连为一体，当活塞杆上下移动时，使上电极在支承座导轨内上下移动。气缸供气采用电磁气阀控制，推出或推进气缸右侧的行程插销，可调节二档上电极的工作行程。而三气室工作头则可在0~100mm行程范围内无级可调。 2.4气路系统 点焊机电极的运动和对焊件的加压，均由气路系统来实现，气路系统由带有气压表的减压阀和电磁阀等组成。从而达到控制上电极上下运动，电极压力的大小根据工件厚度和相应工艺规范确定。 2.5上下电极部分 电极部分由电极压块、电极座、端头、电极杆及电极头组成，电极压块内部通有冷却水，它的后端分别由软铜带和导电排与焊接变压器次级线圈相连接。电极杆紧固在电极臂与端头之间，凸焊机还带有上、下电极平台。与工件直接接触的上下电极头材料采用铬锆铜。 2.6冷却系统 点焊机在工作过程中会产生大量热量，需要循环水进行充分冷却，否则将严重影响焊接质量。 2 西华大学上机实验报告 一、实验目的 本次实验是在学习了流体机械结构及强度设计中的金属蜗壳断面断面强度计算课程之后，通过编程上机，对给定机组参数进行金属蜗壳各断面强度的计算，并根据计算结果绘制应力与断面关系图，以掌握金属蜗壳强度设计的方法。 二、实验内容 通过VB编程计算各断面几何尺寸。对蜗壳进行水力计算，按C u *r=const，就是在给定设计水头，设计流量，导水相对高度及座环尺寸的条件下，确定蜗壳各断面的形状和尺寸，并根据所得尺寸对各断面的强度进行计算，列出各断面的各应力表。以便为实际的生产和制造提供相应依据。 三、实验环境与工具 本次实验是在Windows XP 上进行的实验。并运用了VB和CAD进行辅助计算和设计，以及运用office 2003对相关文字进行处理。 四、实验过程或实验数据 由已知条件（设计水头，设计流量，导水相对高度及座环尺寸），先计算出进口断面参数，再根据这些参数，对各断面的强度进行计算，最后再绘制出应力与断面关系图。 金属蜗壳强度计算步骤 1 、设计参数： 水轮机型号HL240/D41-LJ-410 转轮直径D 1 =4100 mm， =2 cm ，最大水头 H max=92 m错误!未指定书签。 设计水头H r = 74 m ，设计流量Q v =154 m3/s ，导叶相对高度b 1 =0.25 2 、确定蜗壳包角Φ 0及蜗壳进口断面的平均流速C o ： Φ 0=345o C o =k*(H r )^(1/2) k=0.9--0.95 3 、根据座环尺寸系列表确定连接尺寸： 由D 1、H r 可查表得到：D a 、D b 、K、R R a =D a /2 R A =R a +k B 0=b +(10--20)mm b =b 1 *D 1 h 1 =R*(1-cos(α)) h=h 1 +B /2 b 1 =0.25 4 、蜗壳进口断面参数计算：C 0、ρ 、a 、R ρ 0= ((345 * Q v ) / (360 * 3.141592 * C )) ^ (1 / 2) a 0=R a +X = R A + (ρ ^ 2 - h ^ 2) ^ (1 / 2) R 0=a +ρ 5 、求蜗壳常数C： C= 345 / (a 0 - (a ^ 2 -ρ ^ 2) ^ (1 / 2)) 6 、求临界包角Φs(ρ=s): Φ s = C* (R A + Tan(a) * h - (R A ^ 2 + 2 * R A * Tan(a) * h - h ^ 2) ^ (1 / 2)) 7、当Φ i >Φ s 时为圆断面 X i =Φ i /c+(2*R A *Φ i /c-h^2)^(1/2) ρ i =(X i ^2+H^2)^(1/2) a i =R A +X i R i =a i +ρ i 8 、对各圆断面的强度进行计算 yl1 = (P * ρi * (1 + ai / 330)) / (2 * 2.1)子午向应力yl2 = P * ρi / (2 * 2.1)环向应力fj = ((0.635 - 0.272 * ai / RA) * ρi * 100 * yl0) / 10000附加应力zyl = yl1 + Abs(fj) 总应力 9 、当Φ i <Φ s 时为椭圆断面 ρ i =(Φ i /c)*((cot(α)^2+2*r B /(Φ i /c))^(1/2)+1/(sin(α))) L=h/sin(α) ρ 2i =(1.045*( *ρi^2+1.428(R a-r B)^2+0.81*L^2)^(1/2)-1.345L 云南澜沧江小湾水电站水轮发电机组及其附属设备 --蜗壳及其附件制造 施工工艺 批准： 审核： 编制：许毓成 机电安装工程总公司小湾电站项目部技术科二00六年六月三十日 目录 1、工程概况 (1) 2、施工方法 (2) 2.1蜗壳制造流程 (2) 2.2制造方法 (3) 2.2.1 施工前准备工作 (3) 2.2.2钢板进厂、材质检验 (3) 2.2.3钢板平板、数控下料、坡口加工 (3) 2.2.4瓦块压头、卷制 (5) 2.2.5蜗壳单节放样组装 (7) 2.2.6纵缝预热和焊接方法 (7) 2.2.7 附件加工 (7) 2.2.8 焊缝检验 (8) 2.2.9喷砂、去锈、涂料涂装 (8) 2.2.10编号、出厂 (9) 2.2.11竣工资料 (10) 3、制造工艺要求 (10) 4、蜗壳制造安全措施 (11) 根据第一次质量巡视要求，现统一梨园水电站质量目标正确、全面的表述为：科学管理，精益求精，建设绿色、和谐、精品工程；确保工程建设一次达标投产，争创“鲁班奖”，力争获得国家优质工程奖，成为华电集团在金沙江中游水电建设的窗口工程。 1、工程概况 制造工程内容：6台套蜗壳、蜗壳延伸段及其附件（含蜗壳进人门、基础埋件、必要的运输和安装支撑件，不含尾部三节、舌板和排水阀）。单套蜗壳制造工程量为351.84672t，6台套总制造工程量为2111.08032t。 蜗壳结构型式为钢板焊接结构，材质为ADB-610D型高强钢，钢板厚度有30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm和70mm九种。蜗壳制造内容还包括水轮机轴线+X、+Y以上10m长的进口延伸段。蜗壳与蜗壳进口延伸段相接处的内径为6.5m。蜗壳共有29个管节、76个瓦块(其中尾部三节由东电公司负责制造)，在金结制造厂负责制造26个蜗壳管节、72个瓦块(已包含延伸段的4个管节)，每节“C”型管由三个瓦块组成。 按设计图纸，蜗壳凑合节有三节，第一节（项4、5和6）、第二节（项25、26和27）、第三节（项46、47和48），在管节的出口端各有100mm的工地配割余量。由此可确定蜗壳的安装定位节为：第一节（项7、8和9）、第二节（项28、29和30）、第三节（项49、50和51），制造顺序应和安装的先后顺序一致，制造时先从定位节开始，并分别按俯视、顺时针方向确定蜗壳管节的制造和交货顺序。 φ600蜗壳进人门设置在项51上，在此管节（项49、50和51组成）的-Y偏-X55°的方向上。在制造厂内将进人门焊接成形，在安装现场与蜗壳装配组焊。 蜗壳工程量如表一所示。表一 发电厂房蜗壳二期混凝土施工专项方案 一、 编制依据 1．《新疆吉勒布拉克水电站发电厂房建筑及金属结构安装工程》（[招标/合同编号： XJXH-JLBLK-TJ03-ZB201009-01-040]）。 2．业主提供的设计文件、图纸及工程量。 二、工程概况 主厂房长64.69m,宽27.85m,内布置4台机组，其中1#、2#（均为30MW ）机组中 心间距19.45m ，3#、4#（均为50MW ）机组中心间距21.684m 。机组采用金属蜗壳，外 包弹性垫层，蜗壳外布置了Φ25和Φ20的单层钢筋网，蜗壳混凝土浇筑仓面为 756.873m 2。 三、蜗壳二期混凝土施工工序 根据吉勒布拉克水电站地下厂房混凝土施工的相关技术要求，主厂房蜗壳混凝土 浇筑施工工艺流程为：仓面清理→测量放线→弹性垫层制安→钢筋绑扎→模板及预埋 件安装→冲仓→校模→仓位验收→浇筑混凝土→表面整平→养护→缝面处理。 四、蜗壳二期混凝土专项措施 4.1 施工难度分析 吉勒布拉克水电站机组蜗壳为金属蜗壳，外包弹性垫层，弹性垫层外布置单层钢筋网，根据现场施工环境存在以下问题： ①钢筋安装困难。由于蜗壳钢筋直径大，间距及层间距小，且为弧形异形钢筋，在分层处预留的钢筋头在浇筑时被撞击变形，导致下仓钢筋安装困难，进而影响钢筋的安装质量。 ②模板安装难度大。由于蜗壳二期混凝土浇筑处于检修交通廊道及检修排水交通廊道层，该部分的模板只能进行拼装，而且不易固定，为保证模板之间接缝严密，必须加大支撑材料。同时也直接导致模板拆除困难。 4.2 施工机械的投入 根据本工程的特点，在二期混凝土施工中配置两台混凝土输送泵、一辆臂架式泵车、6根50软轴插入式振捣器、6根70软轴插入式振捣器。 4.3 模板施工及支撑体系 蜗壳层两条1.8m*10.5m检修交通廊道、一条检修排水交通廊道模板均采用φ48钢管脚手架和拱架支撑，拱架间距为0.50m；蜗壳层两条1.8m*10.5m交通廊道排架间距为0.75m，排距为0.75m；检修排水交通廊道排架间距为0.50m，排距为0.50m；主厂房蜗壳层板梁采用φ48钢管搭设满堂脚手架进行浇筑，其中板下部脚手架间排步距分别为：0.75m、0.75m、1.2m；梁下部脚手架间排步距分别为：0.5m、0.5m、1.2m；在模板安装之前，需在模板外侧各布置一排Φ28@1.0m，L=70cm（外露20cm），以便拉筋固定，防止廊道模板在混凝土浇筑过程中发生偏移。蜗壳层外围混凝土模板支撑主要以拉筋为主，辅助φ48钢管斜向支撑，模板背楞采用5×8cm方木，背管采用φ48钢管。模板拉筋（φ16钢筋）间排距为0.6m×0.6m，拉筋固定于边墙锚杆或下层混凝土预埋插筋的根部。 4.4 预埋件施工 土建预埋件按照设计图纸中指定位置与结构钢筋一同进行安装，机电预埋件根据立模及钢筋安装进度及时通知机电安装单位埋设，各类埋件需固定牢固，严禁错埋和漏埋，并在混凝土浇筑工程中和浇筑完成后对预埋件进行保护。接地网由安装公司严格按照设计图纸要求进行安装，其材料采用设计图纸指定的镀锌扁钢进行敷设，安装位置和焊接长度须满足设计要求，并与结构钢筋焊接成网格。混凝土中的各种监测仪器在混凝土浇筑前按照设计图纸要求进行安装，仪器安装后应妥善保护，并及时量测记录，混凝土浇筑过程中，注意对各种埋件进行观察、保护，混凝土下料和振捣时，应避开仪器埋件，防止碰撞埋件变形。 蜗壳的水力计算 蜗壳水力计算的目的是要确定在中间不同包角i ?时蜗壳断面的形状和尺寸。 计算是在给定的水轮机设计水头r H 、最大引流量max Q 、导叶高度0b 、座环尺寸(外径a D 、内径b D 等)和选择的蜗壳断面形式、包角0?、进口平均流速c V 的情祝下进行的． 水流在进入蜗壳后，其流速可分解为园周速度u V 和径向速度r V ，在进入导叶时，按照均匀轴对称的入流要求，则r V 应为—常数；其值为 r V = max a Q D b π 对于圆周速度u V 的变化规律，计算时有不同的假定，一般常用的有下列两种假定： （一）速度矩u V r=C(C 为一常数) 假定蜗壳中的水流是一种轴对称的有势流动，并忽略其内摩擦力，这样就可以近似的认为水流除了绕轴的旋转外，没有任何外力作用在水流上并使其能量发生变化，即 () u d mV r dt =0 则 u mV r = C u V r = C 上式说明蜗壳中距水轮机轴线半径r 相同的各点上，其水流的园周速度是相同的，u V 随着半径r 的增大而减小。 （二）圆周速度u V =C 此假定即认为蜗壳各断面的圆周速度u V 不变，且等于蜗壳进口断面的平均流速c V 。这样使得在蜗壳尾部的流速较以u V r=C 所得出的流速为小，得出的断面尺寸较大，从而减小了水力损失并便于加工制造．按照这种假定计算蜗壳的尺寸，方法简单，所得出的结果与前一种假定的结果也很近似。 以下仅介绍按照假定u V =c V =C 的计算方法，对于按照假定u V r=C 的计算可参考其他有关书籍。 1．金属蜗壳的水力计算 1）对于进口断面 断面的面积 0F = 0c Q V = max 0 360c Q V ?? 断面的半径 max ρ = 从轴中心线到蜗壳边缘的半径 max R =a r +2max ρ 2）对中间任一断面 i Q = max 360i Q ?? i ρ i R =a r +2i ρ 式中 a r ——座环外半径； i ?——从蜗壳鼻端起算至计算断面的角度； i Q 、i ρ、i R ——分别为计算断面i ?处的流量、断面半径及边缘半径。 由此便可绘制出蜗壳断面和平面的单线图。 2．混凝土蜗壳的水力计算 混凝土蜗壳的水力计算采用半图解法极为方便，如下图所示，现将其计算方法及步骤分述如下： 1）按下式计算蜗壳进口断面的面积 c F = max 0 360c Q V ?? 2）根据水电站的具体情况选择断面形式，并规划进口断面的尺寸使其包括的面积符合c F 的要求，然后将进口断面画在图的右上方； 3）选择顶角和底角的变化规律(图中选择的是直线变化规律)，以虚线表示，并画出若干个中间断面(如图上1、2、3、……断面)； 4）计算各断面的面积，并在断面图的下面对应地绘制出F=f(R)的关系曲线； 5）按下列关系式在左下方并列绘制出F=f(?)的直线， 2009年贵州省重点建设项目名单 一、农林水利项目：32个 （一）收尾项目：2个 1、贞丰水车田水库 2、独山谭尧水库 （二）续建项目：7个 1、遵义灌区一期工程 2、松桃道塘水库灌溉工程 3、安龙柘仑水库扩建工程 4、金沙胜天水库工程 5、织金大新桥水库灌溉工程 6、台江台雄水库防洪灌溉工程 7、石漠化综合治理试点工程 （三）新开工项目：9个 1、黔中水利枢纽一期工程 2、石阡花山水利工程 3、正安石峰水库灌区一期工程 4、从江独洞水库工程 5、福泉高车水库供水灌溉工程 6、安顺油菜河水库配套工程 7、紫云鲁嘎水库灌溉工程 8、黎平枫树屯水库灌溉工程 9、盘县白河沟水利工程 （四）预备项目：14个 1、望谟桑郎水库工程 2、三都冷水沟水库工程 3、道真大沙河水库灌溉工程 4、普安五嘎冲水库工程 5、兴中灌区四期工程 6、兴仁县打鱼凼水利枢扭工程 7、兴义市木浪河水库扩建工程 8、黔西县附廓水库加高扩建工程 9、六盘水市双桥供水工程 10、德江长丰水库 11、松桃镇江水利工程 12、贵阳市水资源综合开发和水土保持项目 13、黔南州万亩有机茶基地建设项目 14、黔东南州油茶示范基地建设 二、交通项目：59个 （一）收尾项目：9个 1贵阳铁路枢纽南编组站扩建和客车外绕线工程 2、渝湛高速公路都匀至新寨段（黔桂界） 3、贵阳绕城高速公路西南段 4、遵赤公路白腊坎至茅台段高速公路 5、贵阳市环城高速公路南环线工程 6、习水至桐梓新站公路 7、红果至威舍公路一期工程 8、盘县英武至柏果公路羊场至柏果段 9、洪家渡航运建设工程 （二）续建项目：24个 1、贵阳至广州快速铁路 2、六沾铁路复线（含六盘水枢纽） 3、黄织铁路建设工程 4、厦蓉高速水口（桂黔界）至榕江格龙公路 5、厦蓉高速榕江格龙至都匀公路 6、汕昆高速板坝（桂黔界）至江底（黔滇界）公路 7、沪昆高速贵阳至清镇公路 8、贵阳至都匀高速公路 9、水城至盘县高速公路 10、白云麦架至开阳公路 11、凯里至雷山大塘公路 12、罗甸至羊里公路 13、湄潭至余庆公路 14、施秉至青溪五里牌公路 15、绥阳至道真公路 16、迓驾至大兴公路 17、贞丰至安龙公路 18、惠水至长顺公路 19、江口至石阡公路 20、水城至盘县公路玉舍至马场桥段 21、盘县柏果至火铺公路 22、桐梓至容光公路 23、世界银行贷款贵阳交通项目 24、黔东南州旅游重点公路建设项目 （三）新开工项目：13个 1、贵阳龙洞堡机场改扩建工程 2、六盘水机场 丰满水电站全面治理（重建）工程 机电设备安装工程 蜗壳施工方案 中国水利水电第六工程局有限公司 丰满水电站机电安装工程项目部 二〇一五年十二月十四日 批准：校核：编制： 目录 1概述 (1) 2编制依据 (1) 3蜗壳安装工艺流程 (1) 4施工准备 (3) 5蜗壳施工工艺 (3) 5.1蜗壳拼装 (3) 5.2蜗壳挂装 (4) 6蜗壳焊接工艺 (6) 6.1一般工艺要求 (6) 6.2蜗壳拼装焊缝焊接 (7) 6.3蜗壳挂装焊缝焊接 (7) 7质量保证措施及控制要点 (10) 7.1质量保证措施 (10) 7.2质量控制要点 (11) 8施工资源投入 (12) 8.1人力资源配置 (12) 8.2施工设备配置 (13) 9施工安全保证措施 (14) 蜗壳施工方案 1概述 丰满水电站全面治理（重建）工程蜗壳部分共26 节，其中 24 节为“ C”型壳板，进口 第1、2 节为“〇”型壳板，每节分两个瓦片到货，蜗壳需在工地现场拼装成整节后进行挂装。蜗壳拼装成整节后的最大直径为 8800mm，蜗壳总重量约 399.5 吨。蜗壳材质为低合金热轧钢板 Q345R，板厚为 36~50mm，蜗壳各节的对接缝为“ X”型坡口。 2编制依据 （1）中水东北勘测设计研究有限责任公司图纸：蜗壳单线图（1/1 ） （2）哈尔滨电机厂有限责任公司图纸：蜗壳单线图 L1a002931 蜗壳装配图 Z1a005709 蜗壳装配单级明细表Z1a005709M 上部基础 Z1a005707 上部基础单级明细表Z1a005707M （3）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第三册技术规范（通用） （4）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程招标文件第四册技术规范（专用） （5）丰满水电站全面治理（重建）工程机电设备安装工程施工组织设计 （6）《水轮发电机组安装技术规范》GB/T8564-2003 3蜗壳安装工艺流程 蜗壳安装工艺流程图见图1-1 1 第五章 蜗壳 45 蜗壳形式与其主要尺寸的选择 现代的中型及大型水轮机都是用蜗壳引导进水的。各种水力实验中所进行的试验指出，设计合理的蜗壳，它的引水能力及效率与小型水轮机所采用的明槽式装置及罐式机壳相比较并无明显的降低。蜗壳的优点是可以大大缩短机组之间的距离，这在选择电站厂房的大小时，有着很大的意义。 从蜗壳的研究当中，可以确定各种不同水头下蜗壳内的最佳水流速度，最合理的蜗壳形式，经及制造它的材料。 大部分的转桨式及螺桨式水轮机都采用梯形截面的混凝土蜗壳。目前设计混凝土蜗壳的最高水头是30～35公尺。然而，有很多大型水电站，在水头低于35公尺时还应用金属蜗壳。 轴向辐流式水轮机通常采用金属蜗壳，按照水头及功率的不同，金属蜗壳可由铸铁或铸钢浇铸（图62），焊接（图63）或铆接而成。图64所示是根据水轮机的水头及功率，对于各种不同型式蜗壳通常所建议采用的范围。 蜗壳的大小决定了它的进水截面，而进水截面是与所采取的进水速度有关的。最通用的进水速度与水头之间的关系，对于12～15公尺以下的水头来说如下式所示： H k v v c = (84) 式中 c v —蜗壳中的进水速度；H —有效水头；v k —速度系数，约为1.0。 中水头或高水头则常应用下列关系： 30v c H k v = (85) 如果把列宁格勒斯大林金属工厂和其它制造厂所出品的中水头及高水头水轮机的现有蜗壳进水速度画在圆上，那么对于水头超过12～15公尺时，我们可得符合下式的曲线： 30c H v 5.1= 然而，有许多由列宁格勒斯大林金属工厂及外国厂家制造的良好的蜗壳，进水速度大大超过了所示的数值。 图65所示为根据有效水头选择蜗壳进水速度用的诺模图，此图是根据上述的公式而做成的。 46 蜗壳的水力计算 当工质—水，流经水轮机的运动机构—转轮时，由于运动量的变化而产生流体能量的转变。这可用水轮机的基本方程式来表示： gh ηu v u v r u u 2211=- 金沙江龙开口水电站 机电设备安装工程 （合同编号：LKK/C4） 水轮机蜗壳安装施工方案 中国葛洲坝集团机电建设有限公司西南机电安装处 龙开口机电安装项目部 2011年1 月 11 日 批准：审查：校核：编制： 目录 一概述 (1) 1.1 工程范围 (1) 1.2 蜗壳简介及主要工程量 (1) 1.2.1 蜗壳简介 (1) 1.2.2 蜗壳工程量 (1) 1.3 蜗壳安装主要质量要求 (2) 1.3.1 编制依据 (2) 1.3.2 蜗壳安装主要质量要求 (3) 1.3.3 蜗壳各断面控制尺寸参数 (3) 二施工准备及布置 (4) 2.1 施工准备 (4) 2.2 施工布置 (5) 三施工工艺及主要技术措施 (7) 3.1 施工工艺流程 (7) 3.1.1 蜗壳安装工艺流程 (7) 3.1.2 蜗壳挂装流程 (7) 3.2 蜗壳运输与吊装 (8) 3.3 蜗壳挂装 (9) 3.3.1 蜗壳定位节挂装 (9) 3.3.2 蜗壳其它管节挂装 (10) 3.3.3 蜗壳挂装一般技术要求 (10) 3.3.4 蜗壳凑合节挂装 (11) 3.4 蜗壳焊接 (12) 3.4.1 蜗壳焊接顺序 (12) 3.4.2 对施工现场的要求 (12) 3.4.3 焊接材料要求 (12) 3.4.4 蜗壳焊接一般要求 (12) 3.4.5 蜗壳焊接方法 (14) 3.4.6 蜗壳焊缝检查 (15) 3.5 蜗壳附件安装 (16) 四工期计划及资源配置 (17) 4.1 工期计划 (17) 4.2 人力资源配置 (17) 4.3 设备及主要工器具配置 (17) 五施工质量控制措施 (18) 六安全文明施工控制措施 (19) 6.1 施工安全控制措施 (19) 6.2 现场文明施工管理 (20) 七附件 (21) 水轮机金属蜗壳安装焊接 工艺导则 前言 本标准是根据电力工业部1995 年电力行业标准计划项目(第二批)(技综［1995］44 号文) 的安排制定的，在编写格式和规划上以GB/T1.1《标准化工作导则》为基础，并符合DL/T600 《电力标准编写的基本规定》。 本标准是水电站水轮发电机组安装一系列工艺导则的一部分，对水轮机金属蜗壳在现场 的组装、安装、焊接和焊接检验的工艺方法、操作程序、技术要求作出了规定。导则的内容和要求是在总结国内大型水电站水轮机金属蜗壳安装施工经验的基础上提出的。尤其是归纳了近期投产的龙羊峡、岩滩、漫湾、五强溪、隔河岩、安康、水口等新一批百万千瓦级水电站的施工设备的成熟工艺，并加以总结提高而编写的，对工程施工和质量保证具有一定的指导意义和实用价值。它主要包括以下基本内容： (1)蜗壳安装、焊接的一般技术要求； (2)蜗壳管节的组装与焊接； (3)蜗壳安(挂)装与焊接； (4)蜗壳焊接检验； (5)蜗壳加固与变形监测； (6)关于蜗壳的水压试验。 为了统一多年来施工中经常采用的技术名称和术语，赋予其真实的物理概念和工程含 义，本标准单列一章给出了有关名称、术语的定义，同时规定了标准的适用范围。 本标准制订工作始于80 年代中。当时，原水利水电建设局提出了一系列水轮发电机组 安装工艺导则的编制计划，其中将《水轮机金属蜗壳安装焊接工艺导则》、《混流式水轮机分 瓣转轮组装焊接工艺导则》两项标准交中国水利水电第七工程局负责起草。中国水利水电第七工程局按计划时间提出了征求意见稿，曾分发各单位征求意见。该征求意见稿编写的依据是基于当时已建成的以龚咀、刘家峡、丹江口等为代表的几个大型电站的施工经验和实践。由于机构变动、工程任务的影响及主要编写人员的人事变动，使上述两项工艺导则的编制工作中断。1995 年，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会(挂靠在中国水利水电工程总公司)出于行政业务和施工技术归口管理的原因，认为按照电力工业部标准化体系表的要求，水轮发电机组安装系列工艺导则已基本制订和分发齐全，仅剩下上述两项工艺导则应该在补充龙羊峡、白山、安康、岩滩、漫湾、李家峡等电站施工经验的基础上重新列计划制订，使之早日颁发投入使用。在中国电力企业联合会标准化部的领导下，在电力工业部水农司的大力支持下，重新制订工作由中国水利水电工程总公司和电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会负责组织实施。在制订过程中，电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会对标准的报批稿、送审稿进行了多次的技术审查和规范化整理及校对，使得制订工作能按计划完成。 本标准的附录 A 是提示的附录。 本标准由中国电力企业联合会标准化部提出。 本标准由电力工业部水电站水轮发电机标准化技术委员会和水电站水轮机标准化技术 委员会归口。 本标准起草单位：中国水利水电第七工程局、中国水利水电工程总公司。 17．1 进气蜗壳类型 按通道数目划分，向心涡轮进气蜗壳可分为单通道和多通道两种。 图17-3 双通道串列进气蜗壳 在图17-5中示出向心涡轮进气蜗壳常见的截面形状。为今后叙述方便，每一种都取一个象形的名称。 图17-5 进气蜗壳常见截面形状 17．2 蜗壳流动 流动假定：不可压缩流体，稳定，等熵，等环量流动。蜗壳进口处气流马赫数很低，可合理地假定为不可压缩流体。在蜗壳出口处气流马赫数己很高，特别是无叶喷嘴环向心涡轮蜗壳出口，不可压缩流体必然导致较大误差。内燃机出口气流是脉动的，稳定流动假定并不合理。因非稳定流动的求解非常复杂，此假定是不得己而为之。等熵流动假定意昧着计算中不考虑损失系数修正。由于蜗壳中流体遵守动量距守恒规律，故等环量流动是比较符合实际的合理假定。 图17-1 单通道进气蜗壳 图17-2双通道并列进气蜗壳图 17-2 图17-4 双通道串列进气蜗壳周向布置 图17-6 进气蜗壳流动示意图 进口流动：图17-6为进气蜗壳流动示意图。在蜗壳进口处（O-O 截面）有， ?=RC RE i Ui dR b C G ρ0 (1) 式中，0G 蜗壳进气流量。ρ流体密度，不可压缩，故为常数。i U C ,微流管周向分速。i b 微流管宽度。按气流流动是等环量分布的假定，Γ=i i U R C ,，可将上式改写成， ? Γ=RC RE i i dR R b G ρ0 ……………………………………….(2) 令 ?= RC RE i dR b A 0，即蜗壳进口截面面积。若设 = 0R A 0S dR R b RC RE i i =?，则 00S G Γ=ρ=0 R A Γ ρ ……………………………………….(3) 式中，0R 是进口截面当量平均半径，由下式计算， ? = RC RH i i dR R b A R 0 0 ………………………………………. (4) 出口流动：蜗壳出口截面是宽度为b ，半径为h R 的圆柱面。假定蜗壳出口气流沿周向贵州省中小水电站开发的现状与对策
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