[實(shí)用新型]水輪機(jī)配水環(huán)管打壓用半封閉箱型封頭

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020655327.X
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號(hào): CN201896693U
• 公開（公告）日: 2011-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭宏俠;苗秋軍;李璟;姜淑華
• 申請（專利權(quán)）人: 鞍鋼重型機(jī)械有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): F03B11/00
• 分類號(hào): F03B11/00;G01M3/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所 21224
• 代理人: 張群

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種水輪機(jī)配水環(huán)管打壓用半封閉箱型封頭。

背景技術(shù)

水電站水輪機(jī)配水環(huán)管或分流管，多由厚鋼板成型后焊接為螺旋狀的蝸殼，容量大，水壓高，如哈薩克斯坦瑪依納水電站水輪機(jī)配水環(huán)管，內(nèi)直徑達(dá)2408mm，水壓高達(dá)97.8Bar，封頭堵板上承受的壓力高達(dá)近5000噸，如此大壓力下一般根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)必須采用沖壓的封頭進(jìn)行水壓試驗(yàn)，這樣每個(gè)端口都需制作一個(gè)沖壓封頭，材料耗費(fèi)大，成型困難，如采用簡單的附加強(qiáng)筋板的盲板做打壓封頭，打壓時(shí)安全無法保證，很有可能出現(xiàn)安全事故。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種水輪機(jī)配水環(huán)管打壓用半封閉箱型封頭，能夠滿足配水環(huán)管高水壓試驗(yàn)要求，并且結(jié)構(gòu)簡單可互換，制作方便，降低生產(chǎn)成本。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

水輪機(jī)配水環(huán)管打壓用半封閉箱型封頭，其特征在于，包括基板、環(huán)筒、拉筋，在基板兩側(cè)分別同心設(shè)置2～3層環(huán)筒，基板與環(huán)筒之間設(shè)有拉筋。

所述基板厚90～120mm，直徑為最大配水環(huán)管管徑+600～800mm。

所述環(huán)筒高度400～500mm，同側(cè)環(huán)筒間距350～500mm，環(huán)筒壁厚比與之匹配的配水環(huán)管的壁厚厚4～8mm。

所述環(huán)筒與基板的焊縫開“K”型坡口，焊縫全熔透。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：1)在保證質(zhì)量和安全的前提下，能夠滿足配水環(huán)管高水壓試驗(yàn)要求；2)一個(gè)半封閉箱型封頭可用作四個(gè)不同配水環(huán)管端口的打壓堵板，結(jié)構(gòu)簡單可互換，節(jié)約了按標(biāo)準(zhǔn)制作沖壓封頭所需的可觀的成型及材料費(fèi)用，大大降低了成本；3)也可用于類似大容量高水壓試驗(yàn)的封頭設(shè)計(jì)，實(shí)踐證明安全、經(jīng)濟(jì)、有效。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是水輪機(jī)配水環(huán)管的一段示意圖。

圖中：1-基板2-環(huán)筒3-拉筋4-插管

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

見圖2，是水輪機(jī)配水環(huán)管的一段示意圖，由于一般整套配水環(huán)管分六段制作，每個(gè)端口管徑不同，插管4直徑小，用盲板封住打壓強(qiáng)度足夠，可在兩端封頭焊好后，焊盲板。

見圖1，是本實(shí)用新型水輪機(jī)配水環(huán)管打壓用半封閉箱型封頭實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，包括基板1、環(huán)筒2、拉筋3，在基板1兩側(cè)分別同心設(shè)置2～3層環(huán)筒2，基板1與環(huán)筒2之間設(shè)有拉筋3。所述環(huán)筒2與基板1的焊縫開“K”型坡口，清根焊透。

基于降低成本的原則，打壓封頭既可滿足高水壓狀態(tài)下的高強(qiáng)度、高剛度要求，又可用于不同管徑，具體制作過程如下：

1)基板1利用100mm厚UT探傷合格鋼板，直徑為配水環(huán)管最大直徑+600mm，可拼接，拼接焊縫要求UT探傷合格，尤其是必須保證基板1與環(huán)筒2焊接范圍UT探傷合格確保焊縫強(qiáng)度不受母材缺陷影響。

2)在基板的兩側(cè)分別安裝兩個(gè)環(huán)筒2，各筒徑分別為六段配水環(huán)管不同端口管徑，使同一封頭可用于不同段配水環(huán)管端口。原則確保同側(cè)兩環(huán)筒間距≥350mm，環(huán)筒壁厚≥與之同徑的配水環(huán)管的壁厚，環(huán)筒高度500mm。環(huán)筒2均采用與之相連接的配水環(huán)管厚度相同或略大的鋼板，滾曲成型，筒徑與配水環(huán)管徑相符，保證兩者相連接的焊縫有效厚度不得小于配水環(huán)管本體厚度。

3)拉筋3要用50-60mm厚鋼板下料，高度450mm，使得環(huán)筒與不同段配水環(huán)管焊接、切割時(shí)不傷及拉筋3。各環(huán)筒2與基板1和配水環(huán)管本體焊縫均采用“K”不對稱坡口，內(nèi)小外大，外側(cè)清根焊接，保證焊縫全熔透。便于操作，保證焊縫質(zhì)量，最小尺寸環(huán)筒內(nèi)拉筋是“#”字分布，其余為“米”字分布。

4)為保證足夠的焊接強(qiáng)度，要求四個(gè)環(huán)筒2與基板1的焊縫開“K”型坡口，清根焊接，焊后做UT探傷檢查，保證全熔透；其它拉筋與基板和環(huán)筒的焊縫采用雙面角焊縫，所有焊縫交接處，必須采用連續(xù)焊接封閉好。

5)對上述焊接好的封頭，進(jìn)行580±10℃退火熱處理，保證其足夠的強(qiáng)度。

6)理論校驗(yàn)，采用計(jì)算機(jī)SolidWorks2007軟件COSMOSXpress設(shè)計(jì)分析向?qū)Вㄟ^壓力試驗(yàn)三維模擬方法，驗(yàn)證此封頭剛度和強(qiáng)度的安全狀態(tài)。應(yīng)力模擬結(jié)果反映出此種封頭結(jié)構(gòu)承受10Mpa壓力后，各部位應(yīng)力分布及大小，最大應(yīng)力為180Mpa，小于材料的屈服強(qiáng)度220Mpa，安全系數(shù)為1.223，說明此結(jié)構(gòu)從強(qiáng)度上講處于安全狀態(tài)。形變模擬結(jié)果反映出此種封頭結(jié)構(gòu)承受10Mpa壓力后，各部位形變分布及大小，基板中心部位為變形最大區(qū)域，變形量最大值為0.643mm，宏觀看變形量完全控制在安全狀態(tài)。