水電站壓力管道-鋼管的材料、構(gòu)造、附件及敷設(shè)

項(xiàng)目9壓力管道1壓力管道的功用與類型2壓力管道的線路選擇和布置方式3明鋼管的構(gòu)造、附件及敷設(shè)方式4鋼岔管3鋼筋混凝土管4地下埋管項(xiàng)目9

壓力管道9.3明鋼管的構(gòu)造、附件及敷設(shè)方式1明鋼管的構(gòu)造2明鋼管的閥門3明鋼管上的附件4明鋼管的敷設(shè)方式5明鋼管的支承結(jié)構(gòu)按管身構(gòu)造可分為無縫鋼管、焊接鋼管和箍管三種形式。無縫鋼管。強(qiáng)度高，性能可靠，但直徑一般小于60cm，適用于高水頭、小流量的水電站，造價(jià)較高，應(yīng)用不多。焊接鋼管。鋼板焊接而成。箍管。當(dāng)壓力管道的HD＞1000m2時(shí)，鋼板厚度一般超過40mm，其加工比較困難且不經(jīng)濟(jì)，可考慮采用箍管。由于箍管加工較復(fù)雜，故僅用于水頭極高的水電站。9.3.1明鋼管的構(gòu)造1.接縫與接頭.cn/show?id=15450鋼管在水平面內(nèi)或豎直面內(nèi)改變方向時(shí)，需要裝置彎管，彎管由鋼板焊接而成。彎管的曲率半徑不宜小于3倍管徑。不同直徑鋼管段連接時(shí)需設(shè)置漸縮管。漸縮管的收縮角θ不宜過大，通常采用θ=10°～16°。漸縮管與相鄰管段之間常以橫向焊縫連接。9.3.1明鋼管的構(gòu)造2.彎管和漸縮管/webgroud/21258/DSC04872.JPG/W/HdContentDisp-29-562-2012530-446697.htm為提高抗外壓穩(wěn)定，或?yàn)榧訌?qiáng)鋼管制作、安裝時(shí)的剛度，在鋼管外側(cè)設(shè)置的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，稱為加勁環(huán)。加勁環(huán)常用T形或槽形的型鋼制作。9.3.2明鋼管的構(gòu)造1.加勁環(huán)(剛性環(huán))當(dāng)水電站采用聯(lián)合供水或分組供水方式時(shí)，鋼管進(jìn)入廠房之前必須設(shè)置分岔管。常見的分岔管有對(duì)稱分岔和非對(duì)稱分岔兩種基本形式。9.3.2明鋼管的構(gòu)造2.分岔管寶瓶水電站引水洞壓力鋼管安裝為提高抗外壓穩(wěn)定，或?yàn)榧訌?qiáng)鋼管制作、安裝時(shí)的剛度，在鋼管外側(cè)設(shè)置的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，稱為加勁環(huán)。加勁環(huán)常用T形或槽形的型鋼制作。9.3.2明鋼管的構(gòu)造3.支承環(huán)在壓力管道的進(jìn)、出口端常需設(shè)置閥門控制水流。設(shè)在壓力鋼管進(jìn)口端的閥門通常采用閘門，主要用于壓力管道發(fā)生事故和放空檢修管道時(shí)緊急關(guān)閉。當(dāng)壓力管道采用聯(lián)合供水或分組供水時(shí)，為保證在某臺(tái)機(jī)組停機(jī)或檢修時(shí)不影響其他機(jī)組的正常運(yùn)行，或在調(diào)速器、導(dǎo)水葉發(fā)生故障時(shí)緊急切斷水流，在每臺(tái)水輪機(jī)前必需設(shè)置閥門，通常稱為進(jìn)水閥或主閥。9.3.2明鋼管上的閥門閥門的類型：閘閥(也稱平板閥)。由框架和面板構(gòu)成，閥體在門槽中的滑動(dòng)方式與一般的平板閘門相似。閘閥一般采用電動(dòng)或液壓操作。蝴蝶閥。簡(jiǎn)稱蝶閥，由閥殼和閥體組成。適用于管徑較大、水頭不很高的水電站。蝶閥應(yīng)用廣泛，最大直徑可達(dá)8m以上。球閥。球閥是在動(dòng)水中關(guān)閉，但需用旁通閥平壓后在靜水中開啟。適用于100m以上的高水頭水電站。9.3.2明鋼管上的閥門9.3.2明鋼管上的閥門蝴蝶閥世界上最大的球閥廢棄的平板閥為了保證壓力鋼管的正常運(yùn)行，需要在管身上設(shè)置伸縮節(jié)、通氣孔與通氣閥、進(jìn)人孔與排水閥、鋼管的保護(hù)裝置和防腐蝕措施。9.3.3明鋼管上的附件位置：一般在鎮(zhèn)墩的下游側(cè)設(shè)置伸縮節(jié)。作用：使明鋼管在溫度變化時(shí)，能沿軸線自由伸縮，以消除溫度應(yīng)力，且適應(yīng)少量的不均勻沉陷。常用的伸縮節(jié)為滑動(dòng)套筒式，簡(jiǎn)易

伸縮接頭。兩鎮(zhèn)墩之間一般要求布置伸縮節(jié)，

伸縮節(jié)間距不宜超過150m。9.3.3明鋼管上的附件1.伸縮節(jié)9.3.3明鋼管上的附件(a)滑動(dòng)套筒式伸縮節(jié)；(b)簡(jiǎn)易伸縮節(jié)作用：管道排空時(shí)補(bǔ)氣，防止產(chǎn)生真空；管道充水時(shí)排氣。位置：一般布置在壓力管道的進(jìn)口位置，水頭較低時(shí)常采用通氣孔或通氣井。進(jìn)水口較深時(shí)，可采用通氣閥。9.3.3明鋼管上的附件2.通氣孔與通氣閥通氣閥進(jìn)人孔位置：鎮(zhèn)墩的上游側(cè)管道上要求：直徑不小于45cm的圓孔，進(jìn)人孔間距一般不超過150m。排水閥：便于在檢修鋼管時(shí)將管內(nèi)積水排出，常設(shè)置在壓力鋼管最低點(diǎn)。9.3.3明鋼管上的附件3.進(jìn)人孔與排水閥進(jìn)人孔為了解壓力鋼管的工作狀態(tài)，壓力鋼管上可安裝測(cè)量壓力、流量和管壁應(yīng)力的設(shè)備。明鋼管需進(jìn)行防腐處理。鋼管的防腐蝕措施有金屬熱噴涂和涂料保護(hù)兩類，另外還可采用電化學(xué)保護(hù)與涂料聯(lián)合防腐蝕措施。在嚴(yán)寒地區(qū)，明鋼管應(yīng)有防凍設(shè)施。9.3.3明鋼管上的附件4.鋼管的保護(hù)裝置和防腐蝕措施敷設(shè)方式有連續(xù)式和分段式兩種。連續(xù)式：明鋼管管身在兩鎮(zhèn)墩之間是連續(xù)的，中間不設(shè)伸縮節(jié)。連續(xù)式的明鋼管由鎮(zhèn)墩固定，不能移動(dòng)，溫度變化時(shí)，管身將產(chǎn)生很大的軸向溫度應(yīng)力，工程中一般較少采用這種敷設(shè)方式。分段式：在兩鎮(zhèn)墩之間設(shè)置伸縮節(jié)將管身分段。當(dāng)溫度變化時(shí)，管段可沿管軸方向自由伸縮。明鋼管多采用這種分段敷設(shè)，但伸縮節(jié)構(gòu)造較復(fù)雜，容易漏水。9.3.4明鋼管的敷設(shè)方式(a)連續(xù)式；(b)分段式9.3.4明鋼管的敷設(shè)方式伸縮節(jié)明鋼管需要支承在一系

列墩座上以便于安裝、

檢修和安全運(yùn)行，常用

的墩座有鎮(zhèn)墩和支墩兩

種。9.3.5明鋼管的支承結(jié)構(gòu)鎮(zhèn)墩是依靠自身重來固定鋼管，使鋼管在任何方向均不產(chǎn)生位移和轉(zhuǎn)角。分段式明鋼管轉(zhuǎn)彎處宜設(shè)置鎮(zhèn)撤，直線管段長度超過150m時(shí)，宜在其間加設(shè)鎮(zhèn)墩。鎮(zhèn)墩可分為封閉式和開敞式兩種，前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)約鋼材，管道固定性好，應(yīng)用普遍；后者管壁受力不均勻，錨環(huán)施工復(fù)雜，但便于檢修，在工程上應(yīng)用較少。1.鎮(zhèn)墩9.3.5明鋼管的支承結(jié)構(gòu)1.鎮(zhèn)墩9.3.5明鋼管的支承結(jié)構(gòu)封閉式

開敞式支墩是鎮(zhèn)墩間支承鋼管的承重結(jié)構(gòu)，其作用是減小鋼管的跨度，防止鋼管橫向滑脫，承受管重和水重的法向分力。一般支墩的間距6～12m。在兩相鄰鎮(zhèn)墩之間，支墩宜等間距布置，設(shè)有伸縮節(jié)的一跨，間距宜縮短。根據(jù)支墩與管身相對(duì)位移的特征及管徑等因素，常用的支墩有鞍型滑動(dòng)支墩、平面滑動(dòng)支墩、滾動(dòng)支墩、搖擺支墩等型式。2.支墩9.3.5明鋼管的支承結(jié)構(gòu)鞍型滑動(dòng)支墩。包角：90°~120°，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低，但摩擦力大，支承部位受力不均勻，適用于D<1m。平面滑動(dòng)支墩。在支墩處管身四周加剛性支承環(huán)。