基于Dynamo和Advance Steel的水轮机蜗壳快速设计方法

蜗壳是水电站中常用的一种异形结构,其设计质量直接影响水电站的发电效率。为提高蜗壳设计效率及解决蜗壳后续加工的难点,综合利用Dynamo for Revit和Advance Steel软件各自的优点,提出了一种适用于水轮机蜗壳的快速设计方法。利用Dynamo的参数化建模功能,结合蜗壳设计公式,实现了蜗壳结构的快速化建模;再选用合理的数据交换格式将模型导入Advance Steel,经过处理后即可生成蜗壳钢结构加工所需要的各类视图及数据驱动文件,可直接用于蜗壳加工。所提出的方法也可推广应用于水利水电工程中类似异形钢结构部件的设计及加工。

后掏土法处理长螺旋压灌桩空孔段施工技术

针对长螺旋压灌桩桩顶标高低于工作面标高而产生的空孔段混凝土浪费这一业内亟待解决的问题,结合实际工程案例,详细介绍了后掏土法处理长螺旋压灌桩空孔段的施工工艺。重点阐述了防旋转钢护筒、混凝土面筒式螺旋掏土钻头等的制作与应用关键技术。通过使用该工艺,大幅减少了混凝土的浪费,降低了施工成本和碳排放,为长螺旋压灌桩施工技术的改进提供参考价值。

三峡水电站充水保压蜗壳平面非线性分析

采用自编的三维钢筋混凝土非线性有限元程序,对三峡水电站充水保压蜗壳进行了平面非线性分析,分析了钢蜗壳及外围钢筋混凝土的应力变形特性。非线性计算分析表明,在蜗壳进口断面处,虽然外围混凝土较薄,但在设计内水压力、结构自重和设备重量这些荷载组合作用下,蜗壳进口断面混凝土可能不会开裂,因此钢材应力均比较低,结构具有较高的安全度。说明现有配筋方案钢筋用量可能偏多,没有充分发挥钢材的作用,在进一步设计时可以适当优化。

直埋式蜗壳结构动力响应特性真机测试分析研究

水电站直埋式蜗壳的钢衬和外围混凝土完全联合承载,蜗壳内部的静动态内水压力很大的比例可以外传至外围混凝土结构,从而引起蜗壳结构较大的振动反应。采用数学统计和Welch法的功率谱估计分析方法,针对机组升负荷运行时蜗壳振动测试信号进行分析处理。结果表明,在升负荷运行时,尾水管脉动压力为主要水力振源;蜗壳内部脉动压力、蜗壳外围加速度与尾水管脉动压力变化趋势基本相同;同时揭示了直埋式蜗壳脉动压力振动能量的衰减、传递规律。可为直埋式蜗壳的机组与厂房的振动评估及动力反馈分析提供可靠的依据。

三峡电站厂房钢衬蜗壳不同埋设方式抗震分析

混流式水轮机发电机组钢衬蜗壳有不同埋设方式,三峡水轮发电机组钢衬蜗壳是目前世界上混流式水轮机最大的蜗壳,左岸电站全部为保压方案。针对右岸水电站厂房钢衬蜗壳2种埋设方案,建立三维有限元模型,研究蜗壳保压方案和垫层方案的固有振动特性和地震响应,采用振型叠加反应谱法计算地震动力响应,分析不同蜗壳埋设方案对结构的自振特性及地震响应的影响。分析结果表明:就抗地震作用而言,2种方案都是可取的,垫层方案略优于保压方案。

钢衬钢筋混凝土蜗壳结构非线性分析

利用有限元法原理，考虑水工结构的特点，编制了钢衬钢筋混凝土结构二维非线性有限元程序，并用已有的试验成果对非线性有限元分析进行了验证。

拉西瓦水电站机组座环、蜗壳焊接裂纹成因分析及处理措施

拉西瓦水电站水轮机座环采用德国进口的S550Q低合金高强钢,蜗壳采用德国进口的S500M低合金高强钢。因两种低合金高强钢具有明显的淬硬性,可焊性较差,蜗壳组焊时产生较大的拘束应力,在6号机组蝶形边、大舌板焊接过程中曾反复出现焊缝裂纹。经技术人员对工艺和钢材焊接性进行试验分析后,找出了产生裂纹的主要原因,制订了新的焊接工艺措施,杜绝了裂纹的再次发生,保证了焊接质量,为今后类似工程提供了经验和借鉴。

钢衬和钢筋混凝土联合承载蜗壳结构分析

对某巨型钢衬钢筋混凝土联合承载蜗壳，采用三维非线性有限元法计算结果表明：当弹性垫层６ｃｍ和垫层材料弹模为２ＭＰａ时，原设计的钢衬为６ｃｍ偏厚，钢衬与座环连接部位应力集中较大；给出了随内水压力增加，埚壳外包混凝土塑性变形和开裂区的发展过程。对上述问题提出了改进措施建议。

呼和浩特抽水蓄能电站蜗壳压水试验过程中钢板环向应力分析

为研究呼和浩特抽水蓄能电站蜗壳水压试验钢板应力状态,分析了#3机组蜗壳钢板应变计监测数据。监测结果显示,#3机组蜗壳钢板应力变化与水压变化具有很好的相关性,复相关系数在0.993-1.000之间。蜗壳最大水压（13.25 MPa）时钢板最大应力为194.65 MPa,低于屈服强度610 MPa;保压浇筑水压（3.235MPa）时钢板最大应力为20.73 MPa;同一内水压力时蜗壳上、下蝶边钢板应力是同断面其余部位钢板应力的1.1-1.8倍;蜗壳最大内水压力工作时,蜗壳承担3.24 MPa内水压力,蜗壳与机组结构共同承担3.36 MPa内水压力。结果表明,#3机组蜗壳钢板应力变化正常,钢板在弹性范围内工作。

蜗壳钢衬下混凝土脱空缺陷检测中中子无损探测法的应用

在水利水电工程中经常有用钢板做里衬的混凝土结构物,由于某些原因,这些结构物里经常存在脱空缺陷,需要采取一些无损检测技术来确定是否存在缺陷及其位置、大小等,为随后的处理提供科学的依据。笔者采用中子无损探测技术,对大渡河某水电站压力管道中蜗壳刚衬下混凝土进行脱空工程检测,结果表明该刚衬下混凝土存在部分脱空区,并查明了脱空区面积大小及其深度范围,说明中子无损探测技术在该水电站蜗壳钢衬混凝土结构物脱空缺陷检测上达到了理想的应用效果。

龙滩水电站蜗壳制造技术简介

龙滩水电站水轮机蜗壳平面尺寸为25.4m×22.45m。每套蜗分36节制造。本体段每节由三块瓦片组成。蜗壳主体材料采用日本SUMITEN610F低碳高强度调质钢板,钢板厚最大74mm,最小31mm。设计提供的瓦片展开为坐标点数据,共有4万多个坐标点约10万个数据,需用计算机转换为CAD图形。瓦片卷制弧度允许偏差为2mm,制造中的焊前预热、焊接线能量控制、焊接顺序、焊后后热都是很重要的工艺。蜗壳本体段均为管节交货,其纵缝为全熔透焊缝,均需做100%的UT、RT、PT、MT检查,检查执行ASME相关标准。

大型水轮机蜗壳用钢板—NK-HITEN62u综合性能研究

本文详细论述了日本进口的NK-HITEN62u钢板的综合性能。试验并分析了化学成分、机械性能、显微组织、抗冷脆性及可焊性等。试验结果表明:这种钢板适合用于制造大型水轮机蜗壳。

蜗壳用钢板WDL610A应用特性研究

通过大量的试验及与国外同种钢板的对比 ,探讨了该钢板的成分设计、常温及低温性能、热处理等 。

ADB610D钢的焊接性研究

ADB610D钢是鞍山钢铁集团公司为三峡右岸电站水轮机蜗壳用钢板而研制生产的610 MPa级低焊接裂纹敏感性高强度钢,焊接性试验表明ADB610D钢具有优良的低温抗裂性能和可焊性。该钢种适用于水电站水轮机蜗壳制造,在水电站工地现场焊接便于预热(预热温度很低),一般在常温下即可焊接,无须焊后热处理,焊缝接头在焊态下表现出优良的力学性能。焊缝金属与母材的强度配合表现为等强匹配,国产J607RH焊条均能与之获得较好的强度匹配。

水轮机蜗壳垫层参数分析

利用ANSYS有限元软件,并考虑钢壳-垫层、钢壳-混凝土之间的摩擦接触条件,建立钢蜗壳及其外围混凝土的局域三维应力计算,来分析垫层的弹模、厚度、泊松比等参数对钢壳及其外混凝土受力状况的影响,得到一些参考价值参数成果。

基于接触模型的充水保压蜗壳工作机理及外围混凝土温控措施研究

针对水电站厂房充水保压蜗壳结构,提出了一种基于接触模型的工作机理及外围混凝土温控措施研究方法。结合充水保压蜗壳的结构特点、边界条件以及施工过程,开展施工及运行期的瞬态温度场仿真分析;基于混凝土徐变本构模型研究蜗壳结构施工早期混凝土温度应力的规律,同时利用三维非连续变形接触问题的有限元混合法来模拟施工过程中钢衬及外围混凝土的结构位移及应力变化规律,探讨钢衬与外围混凝土的联合承载机理。结合某抽水蓄能电站给出了工程应用实例。该方法为充水保压蜗壳工作机理研究及温控设计提供了新的计算方法及研究思路。

聚氨酯软木垫层材料压缩模量的特性及影响因素

通过介绍聚氨酯软木垫层材料压缩模量的试验方法,分析了压缩模量的特性及影响因素。分析结果表明:聚氨酯软木垫层材料压缩模量的特性近似于弹性材料的非线性曲线;试验方法、聚氨酯软木垫层材料的容重和粒度均对压缩模量有影响。

基于全过程监测的三峡电站#19机组蜗壳钢板应力分析

以三峡电站#19机组充水保压蜗壳为例,基于典型断面(4-4断面)的蜗壳钢板应力计的监测结果,分别对施工期的充水加压、卸压,到首次调试运行停开机,再到后期正常运行阶段的蜗壳钢板应力进行了定性分析,并对后期正常运行阶段的钢板应力建立统计模型进行了定量分析,预测了蜗壳在一定时间内的运行情况,获得了蜗壳在各阶段受力的一般规律,证明蜗壳运行正常。

大岗山水电站水轮机凑合节安装工艺及质量控制

大岗山水电站水轮机蜗壳与压力钢管采用凑合节方式连接,因蜗壳、压力钢管和凑合节钢板均采用B610CF高强钢板,致使安装焊控制难度大,焊接工艺要求高,极易出现裂纹。介绍了凑合节安装时机的选择,以及凑合节安装和焊接的工艺方法,包括焊接顺序、焊接材料、焊后热处理等。经检测,依据上述工艺安装焊接的凑合节经无损探伤检验一次合格率达98.81%。其成功经验可供国内同类工程参考。

设弹性垫层的坝内钢管和钢蜗壳内力计算方法研讨

在计算设弹性垫层的坝内钢管和钢蜗壳的内力时 ,考虑了基础的弹性约束 ,此时计算结果表明管壁确实存在附加的弯曲应力 。