专利名称：一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水利水电工程中的水电站厂房施工技术，特别是一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置。
技术背景充水保压蜗壳是水电蜗壳组合结构的一种重要型式。该结构通常在钢蜗壳内施加一定预压水头下浇筑蜗壳外围混凝土，在混凝土整个凝固过程都要保持这一压力。当施工完成，释放水压后，将在钢蜗壳和外围混凝土之间形成一预压缝隙。预压缝隙的存在可以较大的减少钢蜗壳外围混凝土钢筋用量。同时由于机组正常运行时水头通常是不低于预压水头的，此时钢蜗壳能紧贴外围混凝土，使座环、蜗壳和大体积混凝土结合成整体，增加了机组的刚性，减少了机组的振动和变形，有利于机组稳定运行。水电站充水保压蜗壳中的实质是在钢蜗壳和外围混凝土之间形成一预压缝，当钢蜗壳充水后，由于缝隙的存在，钢蜗壳有充分的空间变形，可使钢板的强度得到充分的利用，降低金属蜗壳外围混凝土的钢筋用量。但是，采用传统建造方法的水电站充水预压蜗壳存在着一定的不足。首先，增加了预压设备的费用。充水预压的主要设备是蜗壳进口闷头及座环内封环。经验表明，水压实验及充水预压所需的每套设备包括闷头、内封环、泵及其他辅助设备的造价是机组造价的3%。其次，增加了机组安装工期，一般约占用机组安装工期2周。最后，闷头的采用增长了厂房的尺寸，增加了混凝土的用量。
实用新型内容本实用新型的目的旨在针对上述存在问题，提供一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，该装置采用石蜡、电热丝组合结构来制造预压缝隙，从而降低机组制造费用、节省厂房结构混凝土用量，并缩短工程施工工期。本实用新型的技术方案一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，包括石蜡层、电热丝、石蜡排放孔、导线和电源，石蜡层位于钢蜗壳外表面与浇注混凝土之间，电热丝均匀分布在石蜡层内部，石蜡排放孔设置于钢蜗壳上，石蜡排放孔为三个，分别位于钢蜗壳的底部、最外侧部以及钢蜗壳与水轮机座环的上结合部，电热丝通过导线与电源连接。本实用新型的有益效果该水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，结构简单，不需要传统方法中的闷头和座环内封环，降低了机组制造费用，同时也缩短了厂房的长度，进而节省了混凝土的用量，并缩短施工工期，该装置在水电站充水保压蜗壳施工方面具有很高的实用价值。
附图为水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置蜗壳截面示意图。图中1.钢蜗壳2.石蜡层3.电热丝4- I、4- II、4-III.石蜡排放孔5.导线6.电源7.混凝土 8.水轮机座环
具体实施方式
实施例一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，包括石蜡层2、电热丝3、石蜡排放孔4- I、4- II、4-III、导线5和电源6，石蜡层2位于钢蜗壳I外表面与浇注混凝土 7之间，电热丝3均匀分布在石蜡层内部，石蜡排放孔设置于钢蜗壳I上，石蜡排放孔为三个4- I、4- II、4- III，分别位于钢蜗壳的底部4- III、最外侧部4- II以及钢蜗壳与水轮机座环的上结合部4- I，电热丝3通过导线5与电源6连接。该水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置的实施方法，步骤如下I)钢蜗壳进口直径6m，入口处壁厚50mm，末端厚度为35mm，充水保压设计值160m
水头。采用蜗壳单节径向变形计算公式Δγ = ^，式中P为蜗壳设计的保压水头压力Pa、r
oh
为蜗壳单节的平均半径m、δ为蜗壳单节的厚度m、E为钢材的弹性模量Pa，可计算出蜗壳的径向变形2-5. 5mm，蜗壳进口单节数值大，越到后面单节数值越小。2)紧靠在钢蜗壳外围布置电热丝，电热丝采用从蜗壳上侧往下侧缠绕，然后再缠绕返回上侧，循环进行，电热丝之间的间距为5cm。3)根据计算出的蜗壳单节的径向变形值，在紧贴蜗壳单节外侧土涂抹相应厚度为·2-5. 5mm的石蜡层，完成整个蜗壳的涂抹。石蜡凝固后，浇筑钢蜗壳外围混凝土。4)混凝土凝固后，电热丝通电加热使得石蜡融化，融化的石蜡通过钢蜗壳上预先设置的石蜡排放孔流出，切断电源；5)石蜡流出后，通过焊接方法将空洞封堵，最终在钢蜗壳和外围混凝土之间形成
一条预压缝。
权利要求1.一 种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，其特征在于包括石蜡层、电热丝、石蜡排放孔、导线和电源，石蜡层位于钢蜗壳外表面与浇注混凝土之间，电热丝均匀分布在石蜡层内部，石蜡排放孔设置于钢蜗壳上，石蜡排放孔为三个，分别位于钢蜗壳的底部、最外侧部以及钢蜗壳与水轮机座环的上结合部，电热丝通过导线与电源连接。
专利摘要一种水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，包括石蜡层、电热丝、石蜡排放孔、导线和电源，石蜡层位于钢蜗壳外表面与浇注混凝土之间，电热丝均匀分布在石蜡层内部，石蜡排放孔设置于钢蜗壳上，石蜡排放孔为三个，分别位于钢蜗壳的底部、最外侧部以及钢蜗壳与水轮机座环的上结合部，电热丝通过导线与电源连接。本实用新型的优点是该水电站充水保压蜗壳预压缝施工装置，结构简单，不需要传统方法中的闷头和座环内封环，降低了机组制造费用，同时也缩短了厂房的长度，进而节省了混凝土的用量，并缩短施工工期，该装置在水电站充水保压蜗壳施工方面具有很高的实用价值。
文档编号E02B3/16GK202718075SQ20122035927
公开日2013年2月6日 申请日期2012年7月23日 优先权日2012年7月23日
发明者练继建, 王海军, 刘昉, 毛柳丹 申请人:天津大学