Vỏ Volute thường được gọi là buồng lấy nước hình chữ A, viết tắt là “vỏ ốc”. Để đảm bảo cấp nước đồng đều cho cơ cấu dẫn nước, tiết diện của cơ cấu này giảm dần. Ngoài ra, nó có thể tạo ra dòng xoáy cần thiết để giảm khối lượng công việc của cơ chế dẫn nước.
Nó phải có kích thước phù hợp để giảm thiểu tổn thất thủy lực và giảm kích thước của nhà máy và đầu tư công trình dân dụng. Nó là một sự sắp xếp khép kín làm bằng bê tông cốt thép hoặc kim loại, có thể thích ứng với các yêu cầu về áp lực và công suất khác nhau. Vỏ ốc là buồng nạp được sử dụng phổ biến nhất trong tua bin phản ứng.
Phân loại:
Vỏ tuabin có thể được chia thành kim loại và bê tông.
Kim loại:
Góc được tạo bởi đầu mũi đến phần cửa vào gọi là góc xen kẽ của vỏ ốc. Tua bin đầu cao chủ yếu sử dụng kim loại. Kim loại có thể được phân loại thành các loại hàn, hàn đúc và đúc theo phương pháp sản xuất của chúng. Kiểu kết cấu của kim loại có liên quan chặt chẽ đến phần đầu và kích thước của tuabin. Đúc hàn và đúc thường được sử dụng cho tua bin dòng chảy hỗn hợp đầu cao có đường kính D1＜3m. Mặt cắt ngang của kim loại thường là hình tròn để tiết kiệm thép và độ dày của tấm thép phải thay đổi tùy theo các điều kiện ứng suất khác nhau của mặt cắt đó. Nhìn chung, độ dày phần đầu vào của vỏ ốc lớn hơn và giảm dần về phía cuối mũi.
Trạng thái ứng suất của kim loại rất phức tạp, không chỉ liên quan đến ứng suất thành mỏng do áp suất nước bên trong mà còn liên quan đến ứng suất cục bộ do sự khác biệt về độ cứng tại mối liên kết giữa vỏ ốc và vòng đệm và tại liên kết giữa các tấm thép có độ dày khác nhau. trong cùng một mặt cắt trục.
Vỏ ốc phải được tính toán cường độ dựa trên áp lực nước bên trong, giả sử áp lực nước bên trong vỏ ốc hoàn toàn do chính vỏ ốc chịu, để xác định độ dày của tấm thép vỏ ốc đảm bảo hoạt động bình thường. Ngoài ứng suất thành mỏng, do độ cứng lớn và biến dạng nhỏ của các cạnh đĩa vòng đệm, vỏ ốc có thể được coi là liên kết cứng với vòng đệm, điều này tạo thêm ứng suất cục bộ trong tấm thép vỏ ốc. Hơn nữa, khi liên kết các tấm thép có độ dày khác nhau trong cùng một mặt cắt dọc trục, ứng suất cục bộ bổ sung cũng sẽ được tạo ra do độ dày của các tấm thép khác nhau, tương tự như trường hợp ở liên kết giữa vỏ ốc và vòng tựa. Việc tính toán cường độ của phần này có thể tham khảo các vật liệu liên quan.
Tua bin dòng chảy hỗn hợp lớn và trung bình thường sử dụng kết cấu hàn thép tấm. Mối liên kết giữa vỏ ốc và vòng đệm cũng được hàn. Số lượng đoạn hàn cho vỏ ốc hàn không được quá ít vì sẽ ảnh hưởng đến tính năng thủy lực của vỏ ốc. Tuy nhiên, việc sử dụng quá nhiều phần để làm cho mặt cắt vỏ ốc càng mịn càng tốt và cải thiện hiệu suất thủy lực của nó sẽ mang lại những khó khăn và kém kinh tế cho việc chế tạo và lắp đặt.
Vỏ ốc đúc có độ cứng lớn hơn và có thể chịu được áp suất bên ngoài nhất định, thường đóng vai trò là điểm đỡ của tuabin và bố trí trực tiếp cơ cấu dẫn hướng cũng như các thiết bị truyền động của nó trên chúng. Vỏ ốc đúc thường không được chôn hoàn toàn trong bê tông. Theo các đầu ứng dụng khác nhau, các vật liệu khác nhau có thể được sử dụng để đúc vỏ ốc. Gang thường được sử dụng cho các thiết bị nhỏ có đầu dưới 120m; thép đúc được sử dụng nhiều nhất khi cột nước vượt quá 120m; và thép không gỉ cũng có thể được sử dụng để đúc vỏ ốc khi đầu rất cao và nước chứa nhiều hạt rắn.
Vỏ ốc hàn đúc thích hợp cho tua bin dòng hỗn hợp đầu cao có kích thước nhỏ, tương tự như vỏ ốc đúc. Vỏ ngoài của vỏ ốc hàn đúc được ép từ các tấm thép, cánh dẫn hướng cố định và vòng đệm thường được đúc và sau đó được hàn để tạo thành một bộ phận không thể thiếu. Cần phải xử lý nhiệt sau khi hàn để loại bỏ ứng suất hàn.
Vỏ ốc bê tông:
Chúng thường được sử dụng cho các nhà máy điện cỡ lớn và vừa có cột nước cao dưới 40m, chủ yếu được tạo ra dưới dạng khoang xoắn ốc trực tiếp bên trong một khối lượng lớn bê tông ở phần dưới nước của nhà máy điện. Khi đổ phần dưới nước của trạm điện, mẫu xoắn ốc được lắp sẵn, sau khi tháo mẫu sẽ trở thành vỏ ốc. Để gia cố vỏ ốc, một lượng lớn cốt thép được thêm vào bê tông nên đôi khi còn được gọi là vỏ ốc bê tông cốt thép.
