陈帮学

摘 要：水轮发电机是水电站的核心设备，蜗壳的安装是水轮发电机安装的重要组成部分。良好的安装工艺能提升座环受力能力和焊接的质量，提升蜗壳的使用寿命，甚至会提高整个水电站的运行效益。发电机由蜗壳、转轮、主轴、发电机定子、阀门等组成，其中蜗壳的功能是向导水机构均匀供水。蜗壳受多种应力的影响，对安装质工艺求较高，也是该文论述的重点。

关键词：大型混流式 水轮发电机 蜗壳 安装工艺

中图分类号：TM3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（b）-0052-01

该文以位于金沙江中游河段某大型混流式水轮发电机为例来介绍蜗壳的安装准备、蜗壳拼装及焊接、吊装及运输，并对相关问题进行了分类和总结，希望对大家相关课题的研究有所帮助。

1 安装准备

确定安装的操作平台，准备好拼装、挂装所用的机械设备、电源、水等。

根据设计图纸对设备进行清点，确保设备的数量、型号、规格满足设计要求。

对压力钢管、座环的尺寸进行检查，对安装基准点、线进行测量，确保符合安装要求。

确保安全措施方案、技术方案在监理部门通过审查，确保使用说明书、安装手册、设计图纸等技术资料齐备。技术人员与施工作业人员进行过充分的沟通和交流，确保施工人员的操作规范、技术合理。

2 蜗壳拼装及焊接

在平面低于2mm的拼装平台上放出蜗壳各断面的地样，确保蜗壳各断面数据符合蜗壳单线图的要求。蜗壳瓦片用汽车进行吊装，吊装完成后用压马板、拉板、骑马板、拉紧器等工具对尺寸实样线上的瓦片进行调整。调整的要求如下：瓦片与地样平台的间隙不超过2mm；瓦片组合纵缝间的过流面错牙不超过2mm[1]；各瓦片过流面与地样线的偏差不超过2m；瓦片组合纵缝间的间隙不超过4mm。拼装完成后，检查单节蜗壳的对角线尺寸 K1与 K2、进水口内径R、检查开口尺寸G、大小口周长L，然后焊接组合纵缝。

3 蜗壳挂装

3.1 吊装及运输

单节蜗壳拼装完成后，用20t平板拖车和50t汽车吊运至安装间，然后用80桥机吊吊至机坑进行挂装。

3.2 挂装顺序

以焊接在座环上的蜗壳尾部的第1、7、16、30节作为作为定位节，确保蜗壳挂装、焊接产生的累积误差能合理分布在凑合节内，确保舌板与相应的蜗壳节间焊缝的错牙、间隙满足设计要求，确保挂装过程中座环受力对称平衡。

3.3 定位节挂装

蜗壳定位节样冲点、控制点可根据蜗壳安装图在座环上进行测量。在挂装时，采用挂线锤的方法，利用出水边的垂直平面度、内支撑上的旋套调整定位节进以及外支撑调整工具，对其垂直平面度进行测量和调整，使垂直平面度低于5mm。对最远点到机组中心线的距离进行调整，确保与设计值的偏差不超出最远点半径设计值的±0.004倍；对腰线高程进行调整，确保与固定导叶中心平面的偏差不超出±5mm；对管口进行调整，确保与基准线的偏差不超出±5mm。定位节挂装满足上述要求后，点焊固定相应的千斤顶点、拉紧器、调整旋套，然后全面检测、调整定位节，尽可能缩小安装误差，最后去除吊具并加固。

3.4 其余节挂装

根据蜗壳挂装顺序图，以定位节为基准对蜗壳其余管节依次挂装。在挂装时，应安装蜗壳支撑，并实施中心对称挂装，避免蜗壳的重量影响到座环水平，确保座环的受力平衡。同时，对座环水平进行实时监控，确保蜗壳的挂装、调整的顺利实施。蜗壳的挂装顺应与环缝的调整顺序一致，每调整一条环缝就进行一次焊接，以此类推，这样有效降低环缝间隙、错牙调整对环缝焊接的影响[2]。除此之外，其余节挂装的挂装方法和要求可参考3.3.

3.5 湊合节挂装

蜗壳管节挂装、相邻环缝焊接结束后，就可以进行凑合节的挂装。为了确定凑合节的配割部位，应对凑合节各瓦片进、出水边过流面的周长进行实测，综合对比分析该实测结果以及相邻管节进、出水边的周长。对相邻管节用压码压紧，并在蜗壳相应位置上覆盖两凑合节瓦片。对瓦片进行配割，为了确保装配间隙符合实际空间尺，应在配割时采取谨慎合格的操作。根据实际尺寸，切割从进出口两侧的过渡板侧向腰线方向同时进行，且压缝与切割同步进行，即切割一段压一段缝。对错牙进行监测调整，合格后点焊固定。可参照蜗壳凑合节安装方法来安装蜗壳与压力钢管连接的直管段凑合节[3]。在蜗壳混凝土浇筑完成后，应对其强度进行监测，强度符合设计要求才能进行最后一条凑合节环缝的焊接，防止座环发生应力变形。

3.6 座环的调节

焊接完成后，将该座环瓣体吊至已准备好的钢支墩上，用千斤顶调整该瓣座环瓣体与前一瓣体对齐；调整到两瓣体分瓣面组合孔基本不错牙时，装入相应的组合螺柱M563360、垫圈56，并拧上相应的螺母M56。对称均匀拧紧螺母M56，同时测量座环分瓣面的间隙、错牙。根据分瓣面的间隙情况、错牙情况，调整组合螺母的拧紧顺序；调整千斤顶。当调整到两瓣座环分瓣面销套孔基本不错牙时，装入相应的圆柱销。按设计要求拧紧相应的螺母M56。

4 结语

蜗壳是大型混流式水轮发电机引水及过流的核心部件，由于受力较为复杂，其对安装质量要求较高。在安装的过程中，确保座环受力平衡，提升焊接的质量，在安装完成后，确保混凝土浇筑牢靠，并对从安装准备到至安装过程到安装结束的全过程监视，确保安装的工艺水平。

参考文献

[1] 薛晓华，郭勇，马腾飞，等.糯扎渡水电站HEC机组蜗壳安装经验总结[J].水利水电技术，2014，45（3）：48-50.

[2] 范国栋.滩坑水电站水轮机蜗壳安装与焊接质量控制[J].城市建设理论研究：电子版，2011（30）.

[3] 陈晓东.运用QC方法进行座环及蜗壳安装工作[J].技术与市场，2011，18（9）：161-

162.