【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及冲击式水轮机，特别是一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法。
技术介绍
1、配水环管是冲击式水轮机的核心部件，负责引导水流均匀、对称地进入各个喷嘴，推动转轮稳定旋转，同时其内部承受较高的水压力，对于高水头大容量机组，水压力载荷由配水环管自身和周围混凝土共同承担。由于施工季节温度差异，使配水环管保压浇筑间隙与理论设计不一致，进而影响配水环管与混凝土的载荷承担比例，导致配水环管和混凝土存在破坏的风险。通常采用控温浇筑方法，通过在配水环管保压浇筑时随时调节其内部水体的温度，能够消除季节温度差异对保压浇筑间隙的不利影响。但该方法调节水体温度时间长、调温和控温措施比较复杂，带来人工和材料成本增加、施工工期延长等一系列问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，能够根据配水环管实际浇筑状态，确定实际条件下的保压浇筑温度，并换算得到实际条件下的保压浇筑压力，解决控温浇筑方法中调节水体温度时间长、调温和控温措施比较复杂，带来人工和材料成本增加、施工工期延长等一系列问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，包括以下步骤：
3、步骤s1：根据配水环管结构设计方案，建立三维有限元模型并定义弹性模量、泊松比参数，根据配水环管保压浇筑时的约束状态，定义有限元模型进口和出口的边界条件；
4、步骤s2：根据配
5、步骤s3：根据配水环管实际浇筑状态，确定实际条件下的保压浇筑温度，并初步换算保压浇筑压力；
6、步骤s4：定义实际条件下有限元模型的保压浇筑压力和保压浇筑温度，求解并提取实际条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量；
7、步骤s5：根据步骤s4和步骤s2中获得的计算结果，判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是否吻合，从而判断步骤s4中获得的实际条件下配水环管的整体变形分布是否合理；
8、步骤s6：确定冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力和保压浇筑温度的补偿关系。
9、优选地，所述步骤s3中根据配水环管实际浇筑参数，确定实际条件下的保压浇筑温度，并初步换算实际条件下保压浇筑压力，计算公式为：
10、；
11、其中，为实际条件下保压浇筑压力，为理想条件下保压浇筑压力，为实际条件下保压浇筑温度，为理想条件下保压浇筑温度，为弹性模量，为配水环管材料热膨胀系数，为配水环管壁厚，为配水环管半径。
12、优选地，所述步骤s5中根据步骤s4和步骤s2中获得的计算结果，判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是否吻合，具体地以和之间的偏差是否在5%以内来判断是否吻合；如果和之间的偏差在5%以内，则判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是吻合的，从而判断步骤s4中获得的实际条件下配水环管的整体变形分布合理；如果和之间的偏差超过5%，则判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是不吻合的，从而判断步骤s4中获得的实际条件下配水环管的整体变形分布不合理。
13、优选地，所述步骤s6中确定冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力和保压浇筑温度的补偿关系的表达式如下：
14、；
15、其中，为保压浇筑压力；为保压浇筑温度；为保压浇筑压力与保压浇筑温度的函数关系。
16、本专利技术有益效果：
17、1、本专利技术采用理论计算与有限元分析相结合的方法，获得配水环管保压浇筑压力与温度的补偿关系，方法更可靠、准确性更高。
18、2、本专利技术根据配水环管实际保压浇筑温度，确定实际条件下的保压浇筑压力，解决了由于施工季节温度差异使配水环管保压浇筑压力不恰当进而导致的配水环管与混凝土载荷分配不当的问题。
19、3、本专利技术基于精确计算获得保压浇筑压力和保压浇筑温度的补偿关系，仅需修正配水环管实际条件下的保压浇筑压力，便可消除保压浇筑温度变化的影响，方法简便、耗时短、成本低。
20、4、本专利技术能够根据配水环管实际浇筑状态，确定实际条件下的保压浇筑温度，并换算得到实际条件下的保压浇筑压力，解决控温浇筑方法中调节水体温度时间长、调温和控温措施比较复杂，带来人工和材料成本增加、施工工期延长等一系列问题。
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1.一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：所述步骤S3中根据配水环管实际浇筑参数，确定实际条件下的保压浇筑温度，并初步换算实际条件下保压浇筑压力，计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：所述步骤S5中根据步骤S4和步骤S2中获得的计算结果，判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是否吻合，具体地以和之间的偏差是否在5%以内来判断是否吻合；如果和之间的偏差在5%以内，则判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是吻合的，从而判断步骤S4中获得的实际条件下配水环管的整体变形分布合理；如果和之间的偏差超过5%，则判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是不吻合的，从而判断步骤S4中获得的实际条件下配水环管的整体变形分布不合理。
4.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力
...【技术特征摘要】
1.一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：所述步骤s3中根据配水环管实际浇筑参数，确定实际条件下的保压浇筑温度，并初步换算实际条件下保压浇筑压力，计算公式为：
3.根据权利要求1所述的一种冲击式水轮机配水环管保压浇筑压力的温度补偿方法，其特征在于：所述步骤s5中根据步骤s4和步骤s2中获得的计算结果，判断实际条件下和理想条件下配水环管关键管段沿着自身管段的径向变形量是否吻合，具体地以和之间的偏差是否...
【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，刘晶石，佘伟威，贾伟，周耘辛，陈光辉，于斐婷，刘永新，覃大清，王海鹏，
申请(专利权)人：中国水利电力对外有限公司，
类型：发明
国别省市：
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