水电工程刚体结构伸缩节
Henan Zhongyue Valve Manufacturing Co. Ltd— 其它结构形式补偿器—
水电工程刚体结构伸缩节
一、概述
水电站发电机组引水系统压力钢管布置在上平洞、上弯段、斜井段和下平洞，划 分为坝内埋管段和明管段，其中压力钢管斜井段的大坝与山体相接处设置有功能型双 波刚体结构伸缩节，为明管，以满足水温变幅、气温变幅、内水压力及压力脉动等变 化情况下压力钢管在径向和轴向方向上的补偿功能，保证压力钢管的运行安全。此伸 缩节的结构型式设计新型，改过去常用的内外套筒式结构为焊接法兰螺栓联接的双波 壳亚刚体结构。
二、结构特点
该刚体结构伸缩节主要由厚壁件总成和功能件总成两大部件组成，厚壁件总成长 1m，由伸缩管、法兰、环板、刚体环、接力环、长环、短环、增高环、压圈等 20 多 个零部件组成；功能件总成由波壳体、波芯体、导流环等部件组成。其结构型式为双 波壳水封系统的刚体伸缩节，波纹管水封系统与橡胶水封系统均能单独满足强度、刚度、 稳定性、变形疲劳寿命及封水等设计条件。
波壳体装置为双层球面波纹密封结构，单层波壳体又分为 16 张瓦片组成瓦片厚度
为 3 mm，装配在厚壁件总成内壁，内层波壳体波谷内装配聚四氟乙烯（F4）波芯体， 瓦片分瓣装焊，每瓣装焊完成后，按设计要求填充 F4，要求塞填密实，以有效保证整 个亚刚体结构的承压性能。刚体结构伸缩节为免维护、免检修结构，能适应以伸缩变 位为主，兼有适量弯曲和错位的三维变位伸缩节装置。
伸缩节外厚壁件总成材料为 WDB620、Q345、0Cr18Ni9Ti 三种材质钢板，厚度 为 6mm ～ 80mm 等八种规格；波壳体和导流环材料为 0Cr18Ni9Ti 不锈钢，厚度为 3mm、4mm；波芯体材料为聚四氟乙烯类亚刚体材料，组合法兰与压圈节主体通过螺 栓组合成整体。伸缩节在制造车间进行整体水压试验，波壳体密封性试验 1.1 倍工作 压力 /60min, 波壳体强度试验 1.5 倍工作压力 /10min。
三、伸缩节主要技术参数
3.1 荷载和伸缩节两端相对位移
*高承水压力 1.5 倍工作压力
波壳体抗失稳强度 1.5 倍工作压力
轴向伸缩量
厚壁件总成使用寿命 等同压力钢管
波壳密封使用寿命 ≥ 50 年
3.2 温度条件
水温变幅 20℃
气温变幅 20℃
3.3 主要外形尺寸及安装运行条件
内径 1000-10000mm
理论长度 1000-2000mm
*大运行水头 179m
额定运行水头 140m
*小运行水头 97m
图1 双波刚体结构伸缩节结构图
1. 带法兰伸缩管2. 带法兰伸缩管的法兰3. 带法兰伸缩管的短环4. 长环5. 结构型伸缩管的增高环6. 结构型伸缩管的环板7. 角位加强板8. 压圈9. 结构型伸缩管10. 定位螺钉11. 定位螺钉12. 连接螺栓13. 密封压板14. 带法兰刚体环的密封端法兰15. 带法兰刚体环的接力环16. 盘根17. 筋板18. 定位螺钉19. 带法兰刚体环的法兰20. 带法兰刚体环21. 盘根22. 连接螺栓23. 角位加强板
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