大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法技术

本发明专利技术提供的一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，包括如下步骤：步骤一、在转轮室拆除前，对底环的过流面与基础环的焊接部位进行割除，吊出活动导叶后，拆除底环与基础环的连接螺栓，用桥机将底环吊出基坑进行分解；步骤二、初期探物，利用声波仪对转轮室外侧的二期混凝土进行岩体声波探测，确定基础环、中环以及下环背部的筋板和肋板及埋入部件的位置，避开筋板、肋板及埋入部件，确定切割位置；步骤三、根据步骤二中初期探物做好的标记，对转轮室钢结构利用等离子切割的方式，从上而下，进行切割，先切除转轮室钢结构的过流面，露出二期混凝土，刨除混凝土，然后将露出的筋板、肋板或埋入部件进行割除。该方法能够提高对转轮室钢结构的切割效率，金属熔池能顺利沿切割方向排出，防止金属熔池堆积而影响切割效率。割效率。割效率。

【技术实现步骤摘要】
大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法


[0001]本专利技术涉及水轮发电机组转轮室改造领域，特别涉及一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法。

技术介绍

[0002]某水电站轴流转浆式水轮发电机组已运行40年，其转轮室已发生严重的气蚀、磨损和形变，影响机组的水力效率和运行工况，使机组正常运行时的振动增加。因此需要对其转轮室进行整体改造更换。该机组转轮室由基础环、中环和下环组成，其结构是筒型的不锈钢外壳，背部是埋入混凝土部分的金属肋板、筋板以及埋件等。对其进行改造时需要先将转轮室钢结构进行拆除作业，并与钢结构外部的二期混凝土进行并行的拆除作业，才能将金属肋板、筋板以及埋件等同步割除。
[0003]传统的工艺是通过图纸测量定位，预先在转轮室表面的钢结构处标出矩形区域，避开外侧的肋板和筋板，然后使用碳弧气刨或者氧乙炔火焰切割进行分割并移除，然后进一步割除表面钢板，肋板、埋件，依次挖除混凝土，直至转轮室完全拆除。在割除过程中，要时刻监控座环的温度变化，防止座环产生在收到持续热输入的情况下发生热蠕变。
[0004]上述传统方法难以定位具体的转轮室肋板结构，难以避开肋板及筋板的位置，割出合理的矩形窗口。并且碳弧气刨和氧乙炔火焰切割的方式单位热输入量低，转轮室钢结构的的各个部分厚度为50~80mm，不锈钢面积大约280平方，热量损失严重，不仅切割效率低下，而且飞溅、烟尘等环境污染严重，工人作业环境恶劣。此外，氧乙炔火焰切割在切割马氏体不锈钢锻件时效率很低，切割时熔池粘度高，熔融金属难以排出，导致切口粘连。因此传统的施工工艺效果不理想。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，提高切割效率，金属熔池能顺利沿切割方向排出。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，包括如下步骤：步骤一、在转轮室拆除前，对底环的过流面与基础环的焊接部位进行割除，吊出活动导叶后，拆除底环与基础环的连接螺栓，用桥机将底环吊出基坑进行分解；步骤二、初期探物，利用声波仪对转轮室外侧的二期混凝土进行岩体声波探测，确定基础环、中环以及下环背部的筋板和肋板及埋入部件的位置，避开筋板、肋板及埋入部件，确定切割位置；步骤三、根据步骤二中初期探物做好的标记，对转轮室钢结构利用等离子切割的方式，从上而下，进行切割，先切除转轮室钢结构的过流面，露出二期混凝土，刨除混凝土，然后将露出的筋板、肋板或埋入部件进行割除。
[0007]优选的方案中，所述步骤三中，根据初期探物标记，避开筋板、肋板及埋入部件确
定初始切割位置，再按照筋板之间的水平距离和肋板之间的垂直距离，确定对钢结构过流面的切割矩形窗口的长度和宽度，切割窗口位于筋板以及肋板之间，将钢结构过流面分段按矩形窗口割除后，露出二期混凝土。
[0008]优选的方案中，所述步骤三中，采用等离子切割对钢结构过流面进行切割时，等离子气体流量为120~140L/min，行进速度v=200～2000mm/min。
[0009]优选的方案中，所述步骤三中，对转轮室钢结构进行等离子切割时，等离子弧喷嘴与前进方向的钢结构表面的夹角α为135
°‑
150
°
，等离子弧喷嘴与钢结构表面的基准距离为0.5~10mm。
[0010]优选的方案中，所述步骤三中，等离子弧喷嘴移动过程采用锯齿状或波浪状的移动方式，所述等离子弧喷嘴移动侧摆角β为0~5
°
。
[0011]优选的方案中，所述步骤三中，对钢结构过流面进行纵向切割时，等离子弧喷嘴从下向上移动。
[0012]本专利技术提供的一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，具有以下有益效果：1、相对于传统的碳弧气刨或者氧乙炔火焰切割，等离子弧的热输入量明显提升，有利于提高对转轮室钢结构的切割效率，工期得以缩短。
[0013]2、对背面埋有混凝土的钢结构进行切割，等离子切除方法在选用合理参数的情况下，金属熔池能顺利沿切割方向排出，不会因为金属熔池而影响切割效率。
附图说明
[0014]下面结合附图和实施实例对本专利技术作进一步说明：图1为转轮室结构示意图；图2为转轮室钢结构示意图；图3为等离子弧喷嘴的行进示意图；图4为等离子弧喷嘴的姿态示意图；图5为等离子弧喷嘴的俯视图；图中：钢结构过流面1、筋板2、肋板3、一期混凝土4、二期混凝土5。
具体实施方式
[0015]如图1~2所示，一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，包括如下步骤：步骤一、在转轮室拆除前，对底环的过流面与基础环的焊接部位进行割除，吊出活动导叶后，拆除底环与基础环的连接螺栓，用桥机将底环吊出基坑进行分解，并运送至特定位置。
[0016]步骤二、初期探物。利用声波仪对转轮室外侧的二期混凝土进行岩体声波探测，确定基础环、中环以及下环背部的筋板和肋板及埋入部件的位置，避开筋板、肋板及埋入部件，确定钢结构过流面的切割位置。
[0017]步骤三、根据步骤二中初期探物做好的标记，对转轮室钢结构利用等离子切割的方式，从上而下，进行切割，先切除钢结构过流面，露出二期混凝土，刨除混凝土，然后将露
出的筋板、肋板或埋入部件进行割除。
[0018]转轮室钢结构为50~80mm厚不锈钢及碳钢110的筒状结构，不锈钢面积大约280平方米，不锈钢筒体外侧焊接纵向设置的筋板和环形设置的肋板，筋板和肋板交叉形成格栅结构，将不锈钢筒体分隔成若干矩形窗口，如图1和2所示。
[0019]根据初期探物标记，避开筋板、肋板及埋入部件确定初始切割位置，再按照筋板之间的水平距离和肋板之间的垂直距离，确定对钢结构过流面的切割矩形窗口的长度和宽度，切割窗口位于筋板以及肋板之间，将钢结构过流面分段按矩形窗口割除后，露出二期混凝土。
[0020]在本实施例中，切割矩形窗口的尺寸大约长1000mm，宽600mm的矩形。将钢结构过流面分成320块，8层，每层40块。
[0021]利用等离子弧切割表面钢结构部分，由于其具有能量密度高度集中的特性，转轮室背面填充有混凝土的情况下割穿钢板，并将熔池排出切口，热量损失小，所以无需利用冷却介质对座环进行散热降温。
[0022]因钢结构过流面背面埋设二期混凝土，与钢结构过流面背面的筋板2和肋板3粘结，由于钢结构过流面背面紧贴混凝土，且材质为马氏体不锈钢，熔融金属粘度较大，实际作业过程中会难以熔透并产生背部熔融金属堆积。
[0023]如图4所示，因此在对转轮室钢结构进行等离子切割时，等离子弧喷嘴与前进方向的钢结构表面的夹角α为135
°
~150
°
，在本实施例中α为135
°
，等离子弧喷嘴与钢结构表面的基准距离为0.5~10mm。如图4所示。
[0024]优选的，如图3和5所示，等离子弧喷嘴移动过程采用锯齿状或波浪状的移动方式，所述等本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、在转轮室拆除前，对底环的过流面与基础环的焊接部位进行割除，吊出活动导叶后，拆除底环与基础环的连接螺栓，用桥机将底环吊出基坑进行分解；步骤二、初期探物，利用声波仪对转轮室外侧的二期混凝土进行岩体声波探测，确定基础环、中环以及下环背部的筋板和肋板及埋入部件的位置，避开筋板、肋板及埋入部件，确定切割位置；步骤三、根据步骤二中初期探物做好的标记，对转轮室钢结构利用等离子切割的方式，从上而下，进行切割，先切除转轮室钢结构的过流面，露出二期混凝土，刨除混凝土，然后将露出的筋板、肋板或埋入部件进行割除。2.根据权利要求1所述的一种大型轴流转桨式机组转轮室钢结构等离子割除方法，其特征在于，所述步骤三中，根据初期探物标记，避开筋板、肋板及埋入部件确定初始切割位置，再按照筋板之间的水平距离和肋板之间的垂直距离，确定对钢结构过流面的切割矩形窗口的长度和宽度，切割窗口位于筋板以及肋板之间，将钢结构过流面分段按矩形窗口割除后，露出二期混凝土。3...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江，赵智杰，秦岩平，揭智雄，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：