一种平衡水量分配的组件和重力流供水系统的制作方法

1.本发明属于火、核电厂技术领域，涉及一种平衡水量分配的组件和重力流供水系统。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.火、核电厂中淡水处理工艺通常采用絮凝沉淀池、高密池或机械加速澄清池时，其处理后出水一般处于高位，出水水面与地面的高差约8～10m，设计过程中一般利用该高差使水自流至水池和下一级处理工艺，水池、下一级处理工艺等各系统在厂区中位置不同，至各系统末端配水点的管道长度、受水点高度等不尽相同，至末端各配水点的水损不尽相同，实际运行过程中往往造成各支路分配的流量与设计值相差较大，水损小的支路流量分配大，产生抢水现象，导致水阻较大一侧的水量仅通过调整管径大小不足以使该支路的配水量满足要求，水阻较大的滤池支路往往受抢水影响，导致至锅炉补给水处理系统的水量偏小，产水性能差，严重影响电厂的供水安全。
4.为解决该现象，目前通常采用设置增压泵，来增加水阻较大支路的动力，以确保其供水，但是该方案需要增设泵房以及水池，增加初投资和运行费用。


技术实现要素：

5.本发明为了解决上述问题，提出了一种平衡水量分配的组件和重力流供水系统，通过对各个支路的水阻详细计算，确定出该配水组件的阻力参数，使各支路分配到的水量与所需设计值相匹配，实现火、核电厂的供水安全合理。
6.根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
7.一种平衡水量分配的组件，设置于供水管路系统，且所述供水管路系统包括两条并联支路，且并联支路之间标高相差超过设定值，包括一个倒置的u型管和与所述u型管两端分别连接、向u型管外侧弯曲的弯头；
8.所述组件设置于位于下游的支路上，且两个弯头端部分别与所述支路连接，所述组件顶端、即u型管弯曲部设置有放气阀，通过组件改变所述支路内水流方向和位置，使其向上至一定高度后再还原至该支路高度，通过隆起的高度，调节摩阻，使各并联支路达到设计流量，供水管路系统实现平衡。
9.作为可选择的实施方式，所述倒置的u型管为轴对称结构，且顶端弯曲部弯曲180
°
，为半圆形。
10.作为可选择的实施方式，所述倒置的u型管弯曲部连接的两端的直行管相互平行，且所述直行管与支路垂直设置。
11.作为可选择的实施方式，两个弯头的弯曲角度均为90
°
。
12.作为可选择的实施方式，所述弯头的一端与u型管平行部分连接，另一端与位于下
游的支路连接，且连接的部分均为平滑过渡。
13.作为可选择的实施方式，所述放气阀设置于倒置的u型管的中心轴上，位于倒置的u型管的顶端。
14.作为可选择的实施方式，所述组件的高度大于等下游支路的沿程水头损失、局部水头损失、以及直行管的沿程水头损失和两个弯头的局部水头损失之和。
15.作为可选择的实施方式，所述组件的高度等于第一级水处理构筑物的出水水面高度，减去直行管的沿程水头损失和两个弯头的局部水头损失，以及第一级水处理构筑物的出水管连接下游支路的连接管路至所述组件上游的沿程水头损失、局部水头损失，所述水头损失根据设计流量和管径计算得到。
16.为减少流速变化对管路系统带来的水力冲击，所述组件的直径与上下游管路一致。
17.一种重力流供水系统，包括第一级水处理构筑物，所述第一级水处理构筑物的出水管连接有两路并联支路，且并联支路之间标高相差超过设定值，位于下游的并联支路设置有上述组件。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
19.本发明通过在下游支路上设置有倒置的u型管，改变水流方向向上至一定高度后利用180
°
改变水流方向向下，至原支路高度，通过隆起点的高度，调节供水管路系统的摩阻，使各支路达到设计流量，同时总sq2相等，系统达到平衡。
20.本发明实现了在不增加水泵、水池等动力设施的前提下，有效地解决了系统中抢水的现象，增加了电厂水量平衡的准确性，以2
×
600mw机组为例，可以节省投资约200万。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是重力流供水系统示意图；
23.图2是组件结构示意图；
24.其中，1、放气阀，2、90
°
弯头，3、上行管，4、下行管；
25.a、上游处理设备，b、组件。
具体实施方式：
26.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.原水预处理的出水利用高差使水分配至水池和滤池等下一级处理工艺，本发明提
供一种平衡各支路水阻的组件，安装在水阻小的支路上，通过精确计算使水损与流量完全匹配，使各支管分配的流量与所需求的设计值相一致。
30.该组件适用于利用上下游的位置水头实现流量分配的重力流供水系统。
31.如图2所示，一种用于重力流供水系统中平衡水量分配的组件，包括一个向上翻折的90
°
弯头2，一段上行管3，两个90
°
弯头2，一段下行管4(这三个部分形成一个倒置的u型管结构)，一个向下翻折的90
°
弯头2，与下游管段连接，顶端设置放气阀1，即在现有管路的基础上改变水流方向向上至一定高度后利用两个90
°
弯头改变水流方向向下，至原管路高度，通过隆起点的高度，调节供水管路系统的摩阻，使各支路达到设计流量，实现各支路中上下游水位差与相应设计流量下的总水损相匹配，系统达到平衡。
32.在部分实施例中，该组件一般设置在并联支路的终点标高相差较大的配水系统中，标高低的支路上，标高相差较大一般指超过3m；
33.当然，在其他实施例中，可以根据情况适用，并不仅限于该数值。
34.在部分实施例中，该组件适用于各水处理构筑物及配水构筑物的地坪绝对标高一致的系统。
35.在部分实施例中，该组件适用于h1＞h2＞h3，且h≥h
y3
h
j3
h
y3’ 2h
j3’，h为组件总高度。
36.组件的管径和下游管段的管径一致。
37.所述上行管和下行管均竖直设置；采用90
°
弯头改变水流方向，该组件共包含4个90
°
弯头。
38.为避免组件高点积气，减少过流面积从而影响过流量，在组件的最上方设置一套dn25的放气阀。
39.当然，在其他实施例中，放气阀可以选用其他型号。
40.在部分实施例中，组件的高度，即组件顶端距下方管中心的高差，通过水力计算确定。计算过程包括：
41.各支路中的流量q1、q2一定，通过调整各支路管道管径d1、d2以及h的高度，使下述公式同时成立。
42.h1＝h3 h h
y3’ 2h
j3’ h
y2
h
j2
43.h1＝h2 h
y1
h
j1
44.q＝q1 q245.h：该组件的高度，m；
46.h
y1
:支路1管道的沿程水头损失，m；
47.h
j1
:支路1管道的局部水头损失，m；
48.h
y2
:支路2管道上该组件上游的沿程水头损失，m；
49.h
j2
:支路2管道上该组件上游的局部水头损失，m；
50.h
y3
:该组件下游管道的沿程水头损失，m；
51.h
j3
:该组件下游管道的局部水头损失，m；
52.h
y3’:该组件的上(下)行管道的沿程水头损失，m；
53.h
j3’:一个90
°
弯头的局部水头损失，m；
54.q1：支管1分配的流量，m3/s；
55.q2：支管2分配的流量，m3/s；
56.l1：支管1管路的总长，m；
57.l2：支管2该组件上游管路的总长，m；
58.l3：支管2该组件下游管路的总长，m；
59.d1:支路1的管道计算内径，m；
60.d2:支路2的管道计算内径，m；h2：支路1的末端水面高度，m；
61.h3：支路2的末端水面高度，m；
62.h1：第一级水处理构筑物的出水水面高度，m。
63.进一步地，计算过程中沿程水头损失采用海曾-威廉公式：
[0064][0065]
其中：
[0066]
q：设计流量，m3/s；
[0067]
l：管段长度，m；
[0068]
d：管道计算内径，m；
[0069]ch
：海曾-威廉系数。
[0070]
管道的局部水头损失：
[0071][0072]
ζ：局部水头损失系数；
[0073]
g：重力加速度，m/s2；
[0074]
q：设计流量，m3/s；
[0075]
d：管道计算内径，m。
[0076]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0077]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0078]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0079]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计
算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0080]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0081]
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。