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巨型水轮机蜗壳垫层埋设方式和监测设计研究

人民黄河 2020年第4期42卷 140-143页

作者：伍文锋税思梅长江勘测规划设计研究院长江空间信息技术工程有限公司湖北武汉430010 中国电建成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

溪洛渡水电站单机容量770 MW,最大水头226 m,蜗壳尺寸大、承受的内水压力高。为设计蜗壳合理的垫层方案,从改善蜗壳结构的受力状况出发,通过建立蜗壳三维有限元模型,进行线弹性计算和非线性有限元计算,对垫层厚度、包角和平面铺设范围... 详细信息

溪洛渡水电站单机容量770 MW,最大水头226 m,蜗壳尺寸大、承受的内水压力高。为设计蜗壳合理的垫层方案,从改善蜗壳结构的受力状况出发,通过建立蜗壳三维有限元模型,进行线弹性计算和非线性有限元计算,对垫层厚度、包角和平面铺设范围以及蜗壳应力、钢筋应力、混凝土裂缝开展与宽度等物理力学指标进行分析,从而确定合理的垫层方案。在结构计算结果的基础上进行蜗壳安全监测设计。针对蜗壳不同结构形状、不同垫层方案选择监测断面;选用多种监测仪器对钢衬及外围混凝土应力、应变进行全面监测,以分析机组运行性态和评价机组运行安全情况。

关键词：水轮机蜗壳垫层埋设方式溪洛渡水电站

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大型水电站不同埋设方式蜗壳结构分析

水力发电学报 2009年第3期28卷 85-90页

作者：张启灵伍鹤皋黄小艳李杰赵晓峰武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072 中国水电顾问集团成都勘测设计研究院成都610072

随着水电站单机容量越来越大,蜗壳结构面临许多新的技术问题。为分析不同埋设方式对蜗壳结构的影响,本文借助ABAQUS软件,以我国第二大水电工程溪洛渡水电站为工程背景,对该电站蜗壳可能采用的三种结构型式进行了三维非线性有限元静力计... 详细信息

随着水电站单机容量越来越大,蜗壳结构面临许多新的技术问题。为分析不同埋设方式对蜗壳结构的影响,本文借助ABAQUS软件,以我国第二大水电工程溪洛渡水电站为工程背景,对该电站蜗壳可能采用的三种结构型式进行了三维非线性有限元静力计算,并探讨了直埋蜗壳钢板减薄的可行性。研究结果表明,为了避免结构裂缝宽度和范围的扩展及机墩的非均匀上移,充水保压蜗壳是最优选择,但该方案存在座环相对径向变形较大的问题,直埋蜗壳钢板减薄后机墩上抬位移的增加值得重视。因此,从结构受力的角度认为三种方案都是成立的,但是蜗壳埋设方式的选择与厂房布置、工程投资、施工工艺难易程度和工程工期等因素都有直接关系,应该综合考虑。

关键词：水工结构埋设方式有限元法蜗壳结构水电站 ABAQUS软件

不同埋设方式下巨型水轮机蜗壳结构动力特性研究

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大连理工大学学报 2007年第4期47卷 593-597页

作者：陈婧张运良马震岳王洋程国瑞大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024

随着水电机组单机容量的提高,蜗壳日趋向巨型化发展,HD值很高.目前,关于巨型蜗壳结构动力特性的研究在理论和实践方面涉及较少,然而此问题在设计阶段尤其重要.为此,对典型的3种蜗壳埋设方式,即垫层、保压和直埋,以某巨型工程为实例,采... 详细信息

随着水电机组单机容量的提高,蜗壳日趋向巨型化发展,HD值很高.目前,关于巨型蜗壳结构动力特性的研究在理论和实践方面涉及较少,然而此问题在设计阶段尤其重要.为此,对典型的3种蜗壳埋设方式,即垫层、保压和直埋,以某巨型工程为实例,采用三维有限元方法,从优化设计的角度重点研究和比较了蜗壳结构的刚度、固有振动特性、脉动水压力作用下结构的振动反应和抗疲劳特性.计算与分析表明,蜗壳埋设方式对厂房结构的静、动力特性的影响不显著,不应成为蜗壳埋设方式选择的制约因素.

关键词：蜗壳埋设方式动力特性疲劳数值模拟

水轮机蜗壳不同埋设方式的流道结构刚强度分析

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水利学报 2006年第10期37卷 1206-1211页

作者：张运良马震岳程国瑞陈婧大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024

对蜗壳三种典型埋设方式,采用有限元方法分析和讨论了设置伸缩节与止推环对某巨型蜗壳结构整体受力特征和变形特性的影响,并对各方案进行了评价。研究表明,(1)从降低混凝土拉应力和提高钢衬承载比来看,垫层方案优于保压方案,保压方案优... 详细信息

对蜗壳三种典型埋设方式,采用有限元方法分析和讨论了设置伸缩节与止推环对某巨型蜗壳结构整体受力特征和变形特性的影响,并对各方案进行了评价。研究表明,(1)从降低混凝土拉应力和提高钢衬承载比来看,垫层方案优于保压方案,保压方案优于直埋方案。从流道系统的变形来评价,直埋方案优于垫层方案和保压方案。但从蜗壳外包混凝土的整体变形来看,直埋方案则劣于垫层方案。(2)无论是对于垫层方案或是保压方案,是否设置伸缩节和止推环对蜗壳应力状态影响均较小。同时设置或取消伸缩节和止推环,从流道系统钢结构的整体轴向刚度和抗扭转刚度来评价,垫层方案比保压方案有所降低或基本相当。(3)对于垫层方案,若取消伸缩节,可考虑取消止推环。对于保压方案,若设置伸缩节,则建议设置止推环。本文可为蜗壳埋设方式的优化选择提供参考。

关键词：水利水电工程蜗壳埋设方式伸缩节止推环数值模拟

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向家坝地下电站蜗壳不同埋设方式的比较分析

长江科学院院报 2010年第12期27卷 72-75页

作者：祁勇峰崔建华长江科学院材料与结构研究所水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心武汉430010

大型机组蜗壳通常采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,结合向家坝地下电站工程实际,通过不同蜗壳埋设方式对比计算分析,给出了一种适合该地下电站机组特点的直埋、垫层组合埋设方案。计算结果表明:组合方案具有混凝土应力分布均匀、拉应... 详细信息

大型机组蜗壳通常采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,结合向家坝地下电站工程实际,通过不同蜗壳埋设方式对比计算分析,给出了一种适合该地下电站机组特点的直埋、垫层组合埋设方案。计算结果表明:组合方案具有混凝土应力分布均匀、拉应力值不大,能够充分发挥混凝土联合承载作用等优点,可作为推荐方案。

关键词：蜗壳埋设方式有限元法

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大型混流式水轮机蜗壳的埋设方式

人民长江 2009年第16期40卷 37-39页

作者：袁达夫谢红兵长江水利委员会设计院湖北武汉430010

大型水轮机蜗壳通常采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,设计研究和工程实践表明,针对不同埋设方式的特点,采取相关技术措施后都是可行的。不同埋设方式在性能参数、工程投入、施工难易和工期长短等方面存在着差异。结合三峡工程具体特点... 详细信息

大型水轮机蜗壳通常采用保压、垫层、直埋3种埋设方式,设计研究和工程实践表明,针对不同埋设方式的特点,采取相关技术措施后都是可行的。不同埋设方式在性能参数、工程投入、施工难易和工期长短等方面存在着差异。结合三峡工程具体特点,认为采用垫层埋设方式是适宜的。蜗壳最优埋设方式的选取,与机组的容量、运行水头以及水头变幅有着密切的关系,应结合水电站的具体条件择优选取。

关键词：蜗壳埋设方式比选混流式机组

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巨型水轮机蜗壳软垫层埋设方式可行性论证

水力发电 2006年第1期32卷 28-32,56页

作者：马震岳张运良陈婧程国瑞王洋大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024

对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外目前多采用打压埋设方式。但垫层蜗壳也有其明显的优点,能否在巨型蜗壳中采用,一直存在疑虑并缺乏工程经验,研究的成果也相对缺乏。以某巨型工程为例,采用数值模拟方法,重点从垫层蜗壳的静力强度、变... 详细信息

对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外目前多采用打压埋设方式。但垫层蜗壳也有其明显的优点,能否在巨型蜗壳中采用,一直存在疑虑并缺乏工程经验,研究的成果也相对缺乏。以某巨型工程为例,采用数值模拟方法,重点从垫层蜗壳的静力强度、变形特性、整体刚度、自振特性、振动反应和疲劳特性等若干重要方面,对垫层蜗壳埋设方式的可行性加以论证,以期为蜗壳埋设方式的方案选择提供参考依据。

关键词：水利水电工程蜗壳埋设方式软垫层

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不同埋设方式的巨型蜗壳结构分析

不同埋设方式的巨型蜗壳结构分析

作者：程国瑞大连理工大学

学位级别：硕士

随着水电事业的不断发展,在建及将建的水电站机组的单机容量越来越大;蜗壳的HD值也急剧增长,蜗壳日趋向巨型化发展。蜗壳埋设方式的选择,是保证大型水电机组安全稳定运行的关键问题之一。对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外多采用打压... 详细信息

随着水电事业的不断发展,在建及将建的水电站机组的单机容量越来越大;蜗壳的HD值也急剧增长,蜗壳日趋向巨型化发展。蜗壳埋设方式的选择,是保证大型水电机组安全稳定运行的关键问题之一。对于巨型水电站高HD值的蜗壳,国内外多采用打压埋设方式,但垫层和直埋方式也有明显的优点,能否在巨型蜗壳结构中采用,一直存在疑虑并缺乏工程经验,研究成果也相对缺乏。因此,本文结合三峡工程建设实践,在收集和总结前人经验的基础上,以大型通用有限元分析软件ANSYS为平台,对不同埋设方式的巨型蜗壳结构进行以下几个方面的研究: (1)引入循环对称边界条件,考虑垫层-钢板-混凝土之间的接触摩擦,建立有限元模型;并对垫层敷设范围、垫层厚度和弹性模量等设计关键参数进行了优化,并把“垫层弹性模量与垫层厚度之比”作为参考指标进行设计。 (2)通过对垫层方案、保压方案和直埋方案的比较,分析了不同埋设方式下蜗壳及外围混凝土结构关键部位的变形规律与应力水平,为设计提供可靠依据。 (3)通过对是否设置伸缩节与止推环的方案对比分析,发现设置伸缩节在一定程度上降低了流道系统的轴向刚度和抗扭转刚度,影响水电机组的安全稳定运行,设计中应予以重视。 (4)利用钢筋混凝土有限元理论,对直埋方案蜗壳结构的受力特性进行了初步探讨,研究内水压力等荷载作用下混凝土裂缝的发展过程、裂缝分布和裂缝开度以及钢衬、混凝土和钢筋的应力与变形特性。本文着重从静力角度对不同埋设方式蜗壳结构的受力特性进行了分析对比,以期为蜗壳埋设方式的选择提供理论依据。

关键词：蜗壳埋设方式垫层保压直埋

巨型水轮机蜗壳不同埋设方式的结构非线性分析

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人民长江 2012年第23期43卷 43-46页

作者：祁勇峰陈琴长江科学院材料与结构研究所湖北武汉430010 水利部水工程安全与病害防治工程技术研究中心湖北武汉430010

巨型水轮机蜗壳埋设方式的选择对机组安全运行有重要影响。基于MARC软件对向家坝水电站地下厂房蜗壳结构的不同埋设方式进行三维非线性有限元分析,比较了不同埋设方式下混凝土的裂缝分布、钢材应力、结构位移。结果表明,直埋垫层组合埋... 详细信息

巨型水轮机蜗壳埋设方式的选择对机组安全运行有重要影响。基于MARC软件对向家坝水电站地下厂房蜗壳结构的不同埋设方式进行三维非线性有限元分析,比较了不同埋设方式下混凝土的裂缝分布、钢材应力、结构位移。结果表明,直埋垫层组合埋设方式具有明显优势,既能充分发挥混凝土的联合承载作用,又能满足结构强度、刚度、限裂、上抬位移等控制标准,是适应于该电站巨型蜗壳的最优埋设方式。

关键词：蜗壳埋设方式非线性垫层向家坝水电站