水电站压力管道-钢管的材料、构造、附件及敷设

项目9压力管道1压力管道的功用与类型2压力管道的线路选择和布置方式3明钢管的构造、附件及敷设方式4钢岔管3钢筋混凝土管4地下埋管项目9

压力管道9.3明钢管的构造、附件及敷设方式1明钢管的构造2明钢管的阀门3明钢管上的附件4明钢管的敷设方式5明钢管的支承结构按管身构造可分为无缝钢管、焊接钢管和箍管三种形式。无缝钢管。强度高，性能可靠，但直径一般小于60cm，适用于高水头、小流量的水电站，造价较高，应用不多。焊接钢管。钢板焊接而成。箍管。当压力管道的HD＞1000m2时，钢板厚度一般超过40mm，其加工比较困难且不经济，可考虑采用箍管。由于箍管加工较复杂，故仅用于水头极高的水电站。9.3.1明钢管的构造1.接缝与接头.cn/show?id=15450钢管在水平面内或竖直面内改变方向时，需要装置弯管，弯管由钢板焊接而成。弯管的曲率半径不宜小于3倍管径。不同直径钢管段连接时需设置渐缩管。渐缩管的收缩角θ不宜过大，通常采用θ=10°～16°。渐缩管与相邻管段之间常以横向焊缝连接。9.3.1明钢管的构造2.弯管和渐缩管/webgroud/21258/DSC04872.JPG/W/HdContentDisp-29-562-2012530-446697.htm为提高抗外压稳定，或为加强钢管制作、安装时的刚度，在钢管外侧设置的环状结构，称为加劲环。加劲环常用T形或槽形的型钢制作。9.3.2明钢管的构造1.加劲环(刚性环)当水电站采用联合供水或分组供水方式时，钢管进入厂房之前必须设置分岔管。常见的分岔管有对称分岔和非对称分岔两种基本形式。9.3.2明钢管的构造2.分岔管宝瓶水电站引水洞压力钢管安装为提高抗外压稳定，或为加强钢管制作、安装时的刚度，在钢管外侧设置的环状结构，称为加劲环。加劲环常用T形或槽形的型钢制作。9.3.2明钢管的构造3.支承环在压力管道的进、出口端常需设置阀门控制水流。设在压力钢管进口端的阀门通常采用闸门，主要用于压力管道发生事故和放空检修管道时紧急关闭。当压力管道采用联合供水或分组供水时，为保证在某台机组停机或检修时不影响其他机组的正常运行，或在调速器、导水叶发生故障时紧急切断水流，在每台水轮机前必需设置阀门，通常称为进水阀或主阀。9.3.2明钢管上的阀门阀门的类型：闸阀(也称平板阀)。由框架和面板构成，阀体在门槽中的滑动方式与一般的平板闸门相似。闸阀一般采用电动或液压操作。蝴蝶阀。简称蝶阀，由阀壳和阀体组成。适用于管径较大、水头不很高的水电站。蝶阀应用广泛，最大直径可达8m以上。球阀。球阀是在动水中关闭，但需用旁通阀平压后在静水中开启。适用于100m以上的高水头水电站。9.3.2明钢管上的阀门9.3.2明钢管上的阀门蝴蝶阀世界上最大的球阀废弃的平板阀为了保证压力钢管的正常运行，需要在管身上设置伸缩节、通气孔与通气阀、进人孔与排水阀、钢管的保护装置和防腐蚀措施。9.3.3明钢管上的附件位置：一般在镇墩的下游侧设置伸缩节。作用：使明钢管在温度变化时，能沿轴线自由伸缩，以消除温度应力，且适应少量的不均匀沉陷。常用的伸缩节为滑动套筒式，简易

伸缩接头。两镇墩之间一般要求布置伸缩节，

伸缩节间距不宜超过150m。9.3.3明钢管上的附件1.伸缩节9.3.3明钢管上的附件(a)滑动套筒式伸缩节；(b)简易伸缩节作用：管道排空时补气，防止产生真空；管道充水时排气。位置：一般布置在压力管道的进口位置，水头较低时常采用通气孔或通气井。进水口较深时，可采用通气阀。9.3.3明钢管上的附件2.通气孔与通气阀通气阀进人孔位置：镇墩的上游侧管道上要求：直径不小于45cm的圆孔，进人孔间距一般不超过150m。排水阀：便于在检修钢管时将管内积水排出，常设置在压力钢管最低点。9.3.3明钢管上的附件3.进人孔与排水阀进人孔为了解压力钢管的工作状态，压力钢管上可安装测量压力、流量和管壁应力的设备。明钢管需进行防腐处理。钢管的防腐蚀措施有金属热喷涂和涂料保护两类，另外还可采用电化学保护与涂料联合防腐蚀措施。在严寒地区，明钢管应有防冻设施。9.3.3明钢管上的附件4.钢管的保护装置和防腐蚀措施敷设方式有连续式和分段式两种。连续式：明钢管管身在两镇墩之间是连续的，中间不设伸缩节。连续式的明钢管由镇墩固定，不能移动，温度变化时，管身将产生很大的轴向温度应力，工程中一般较少采用这种敷设方式。分段式：在两镇墩之间设置伸缩节将管身分段。当温度变化时，管段可沿管轴方向自由伸缩。明钢管多采用这种分段敷设，但伸缩节构造较复杂，容易漏水。9.3.4明钢管的敷设方式(a)连续式；(b)分段式9.3.4明钢管的敷设方式伸缩节明钢管需要支承在一系

列墩座上以便于安装、

检修和安全运行，常用

的墩座有镇墩和支墩两

种。9.3.5明钢管的支承结构镇墩是依靠自身重来固定钢管，使钢管在任何方向均不产生位移和转角。分段式明钢管转弯处宜设置镇撤，直线管段长度超过150m时，宜在其间加设镇墩。镇墩可分为封闭式和开敞式两种，前者结构简单，节约钢材，管道固定性好，应用普遍；后者管壁受力不均匀，锚环施工复杂，但便于检修，在工程上应用较少。1.镇墩9.3.5明钢管的支承结构1.镇墩9.3.5明钢管的支承结构封闭式

开敞式支墩是镇墩间支承钢管的承重结构，其作用是减小钢管的跨度，防止钢管横向滑脱，承受管重和水重的法向分力。一般支墩的间距6～12m。在两相邻镇墩之间，支墩宜等间距布置，设有伸缩节的一跨，间距宜缩短。根据支墩与管身相对位移的特征及管径等因素，常用的支墩有鞍型滑动支墩、平面滑动支墩、滚动支墩、摇摆支墩等型式。2.支墩9.3.5明钢管的支承结构鞍型滑动支墩。包角：90°~120°，结构简单，造价低，但摩擦力大，支承部位受力不均匀，适用于D<1m。平面滑动支墩。在支墩处管身四周加刚性支承环。