蜗壳的分类

蜗壳的分类

水轮机蜗壳可分为金属蜗壳和混凝土蜗壳。 蜗壳自鼻端至进口断面所包围的角度称为蜗壳的包角。高水头水轮机多采用金属蜗壳.金属蜗壳按其制造方法有焊接、铸焊和铸造三种类型。金属蜗壳的结构类型与水轮机的水头及尺寸关系密切。铸焊和铸造蜗壳一般用于直径D1<3m的高水头混流式水轮机。金属蜗壳的断面采用圆形为节约钢材，钢板厚度应根据蜗壳断面受力不同而异，通常蜗壳进口断面厚度较大，愈接近鼻端则厚度愈小。
金属蜗壳的受力情况较复杂，除了由内水压力所引起的薄壁应力外，还有蜗壳与座环联接处及同一轴截面内不同厚度钢板联接处因刚度不同而引起的局部应力。
蜗壳必须根据内水压力进行强度计算，并假定蜗壳内部的水压力全部由蜗壳本身承受，以决定蜗壳钢板的厚度从而保证其正常工作。除薄壁应力外，由于座环碟形边（座环上、下环的外缘）的刚度很大、变形很小，蜗壳可认为是被刚性地连到座环上的，这种连接在蜗壳钢板中要产生附加的局部应力。此外，在同一轴截面不同厚度钢板连接处，由于钢板的厚度不同则刚度也不同，因此在连接处也将产生附加的局部应力，此情况与蜗壳和座环连接处的情况相类似，这一部分的强度计算可参照有关资料进行。
尺寸较大的中、低水头混流式水轮机一般都应用钢板焊接结构。蜗壳和座环之间也靠焊接联接。焊接蜗壳的节数不应太少，否则将影响蜗壳的水力性能。但为使蜗壳线型尽量光滑及改善其水力性能而采用过多的节数，则又会给制造和安装带来困难而且也是不经济的。
铸造蜗壳刚度较大能承受一定的外压力，常作为水轮机的支承点并在它上面直接布置导水机构及其传动装置。铸造蜗壳一般都不全部埋入混凝土。根据应用水头不同铸造蜗壳可采用不同的材料，水头小于120m的小型机组一般用铸铁；当水头大于120m时则多用铸钢；当水头很高而水中含有较多的固体颗粒时，也可用不锈钢铸造蜗壳。
铸焊蜗壳与铸造蜗壳一样适用于尺寸不大的高水头混流式水轮机。铸焊蜗壳的外壳用钢板压制而成，固定导叶和座环一般是铸造然后用焊接的方法把它们联成整体。焊接后需进行必要的热处理以消除焊接应力。 一般用于大、中型水头在40m以下的低水头电站，它实际上是直接在厂房水下部分大体积混凝土中做成的蜗形空腔。浇筑厂房水下部分时预先装好蜗形的模板，模板拆除后即成蜗壳。为加强蜗壳的强度在混凝土中加了很多钢筋，所以有时也称为钢筋混凝土蜗壳。

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