一种系列集成化的虹吸井
阅读：16发布：2024-01-12
专利汇可以提供一种系列集成化的虹吸井专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种系列集成化的虹吸井，包括圆柱形外筒体、圆柱形内筒体和弧形活动堰，所述圆柱形内筒体同轴设置在所述圆柱形外筒体的底部，所述圆柱形内筒体的底部设有进 水 口，其顶部四周设有出水口，所述弧形活动堰包括多 块 滑动设置在所述圆柱形内筒体顶部外周的堰板，每块所述堰板设置有一个或多个活动堰升降启闭机，所述活动堰升降启闭机通过升降对应的堰板以启闭圆柱形内筒体顶部四周对应的出水口。本实用新型从根本上降低了工程造价、优化了水 力 条件，并结合弧形活动堰的调节功能，实现了 循环水 系统在不同潮水位条件下对堰上水位的动态调节，为直流供 水电 厂循环水系统节能降耗提供一种新的途径。，下面是一种系列集成化的虹吸井专利的具体信息内容。
1.一种系列集成化的虹吸井，其特征在于，该虹吸井包括圆柱形外筒体、圆柱形内筒体和弧形活动堰，所述圆柱形内筒体同轴设置在所述圆柱形外筒体的底部，所述圆柱形内筒体的底部设有进水口，其顶部四周设有出水口，所述弧形活动堰包括多块滑动设置在所述圆柱形内筒体顶部外周的堰板，每块所述堰板设置有一个或多个活动堰升降启闭机，所述活动堰升降启闭机通过升降对应的堰板以启闭圆柱形内筒体顶部四周对应的出水口。
2.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述圆柱形内筒体的进水口处连接一进水管道。
3.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述活动堰升降启闭机为电动机，所述电动机安装在圆柱形外筒体的顶部。
4.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述圆柱形外筒体和圆柱形内筒体共用底部焊接成一体。
5.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述弧形活动堰通过活动堰插槽与圆柱形内筒体的顶部外周滑动连接。
6.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述弧形活动堰包括四块堰板。
7.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述弧形活动堰与圆柱形内筒体之间设有止水件。
8.根据权利要求1所述的虹吸井，其特征在于，所述圆柱形外筒体的顶部设有人孔和排气阀。
一种系列集成化的虹吸井
技术领域
背景技术
[0002] 处于河、江、海边的发电厂，多采用直流供水系统来进行冷却，直流循环冷却水系统在不同容量火电机组中得到了广泛的应用，其供水流程一般是：取水口——引水管沟——进水前池——循环水泵房——压力供水管道——凝汽器——排水管——虹吸井——排水管沟——排水口。在此供水系统中，虹吸井是非常关键的一个构筑物。虹吸井可以利用虹吸原理，减少循环水泵不必要的扬程而节省用电，降低生产成本，其工作原理是：在直流冷却水系统中，凝汽器往往处于系统的最高位置，凝汽器排水管从凝汽器出口引出后迅速降到较低点，使得凝汽器出口成为系统的驼峰点，在正常运行时，为使凝汽器出口维持较稳定的负压，通过在凝汽器出口设置虹吸井来实现。虹吸井使系统最高位置的凝汽器及其出口位置内的水压始终保持负值，以减少循环水泵扬程，从而降低厂用电量。同时，保证循环水系统凝汽器的虹吸作用不被破坏，尤其是当系统发生水力过渡过程时，利用虹吸井中提供的水位和水量，使凝汽器排水管产生倒流虹吸作用，减缓凝汽器出口压力的下降幅度，防止因水锤作用而出现过大的负压，造成断流弥合水锤，构成系统安全隐患。
[0003] 在现有的一些实际工程中，虹吸井通常采用现浇钢筋混凝土结构，虹吸井中设有固定高度的溢流堰。一方面该现有技术设计的虹吸井多采用矩形结构，为满足溢流水量的设计要求，本体尺寸设计的较大，另一方面循环水系统的运行不能根据潮(江)水位的变化而动态调节，不能充分发挥虹吸井的节能功效。特别是一些滨海的电厂，当总平面场平标高较低时，且机组减负荷运行而需要循环水泵单泵运行时，循环水泵运行工况点将滑至水泵特性曲线右端，当遇到极端高水位时甚至有滑出曲线的风险。若长期处于曲线右端运行，不仅使循环水泵处于非高效区运行而不节能，还对其寿命造成不利影响，那么此时就需要提供一种调节机制，人为动态调节单泵运行的工况点，实现系统安全和节能。
[0004] 综上可知，目前直流循环供水系统虹吸井主要存在以下问题：
[0005] 1、传统钢混结构虹吸井型式尺寸较大、费用较高、施工周期较长；
[0006] 2、传统堰型过于简单，会使过堰水流导向一侧，过流流速分布不均，容易造成堰后局部冲刷，严重者还会引起虹吸井排水工程整体结构的破坏；
[0007] 3、无动态调节措施，当潮水(江河水)位变化时，不能实时调节虹吸井堰前水位，特别是在单泵运行时循环水泵长期处于低效率区域运行，增加了循环水泵单泵运行工况点滑出水泵特性曲线的风险，同时能耗大且影响循环水泵使用寿命；另外由于凝汽器入口前进水压力低，对于辅机循环水系统进水可能造成困难，辅机循环水系统进水管上设置的电动滤水器、开式泵无法布置在汽机房零米，而这一问题特别在滨海电厂当场平标高较低、外部水源处于高水位时愈发明显；
[0008] 4、不能根据设计水量快速选型、无法批量生产。实用新型内容
[0009] 针对目前直流循环供水系统虹吸井存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种系列集成化的虹吸井，它从根本上降低了工程造价、优化了水力条件，并结合弧形活动堰的调节功能，实现了循环水系统在不同潮水位条件下对堰上水位的动态调节，为直流供水电厂循环水系统节能降耗提供一种新的途径。
[0010] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011] 一种系列集成化的虹吸井，该虹吸井包括圆柱形外筒体、圆柱形内筒体和弧形活动堰，所述圆柱形内筒体同轴设置在所述圆柱形外筒体的底部，所述圆柱形内筒体的底部设有进水口，其顶部四周设有出水口，所述弧形活动堰包括多块滑动设置在所述圆柱形内筒体顶部外周的堰板，每块所述堰板设置有一个或多个活动堰升降启闭机，所述活动堰升降启闭机通过升降对应的堰板以启闭圆柱形内筒体顶部四周对应的出水口。
[0012] 按上述技术方案，所述圆柱形内筒体的进水口处连接一进水管道。
[0013] 按上述技术方案，所述活动堰升降启闭机为电动机，所述电动机安装在圆柱形外筒体的顶部。
[0014] 按上述技术方案，所述圆柱形外筒体和圆柱形内筒体共用底部焊接成一体。
[0015] 按上述技术方案，所述弧形活动堰通过活动堰插槽与圆柱形内筒体的顶部外周滑动连接。
[0016] 按上述技术方案，所述弧形活动堰包括四块堰板。
[0017] 按上述技术方案，所述弧形活动堰与圆柱形内筒体之间设有止水件。
[0019] 本实用新型，具有以下有益效果：本实用新型从虹吸井的结构型式及溢流堰结构设计的思路出发，通过改变传统虹吸井的结构型式为圆形结构，使其底部中心进水、上部四周出水，从而节省了造价、优化了溢流堰出流均匀性，避免造成堰后局部冲刷，维持系统安全运行；并改变传统的溢流堰型式为弧形活动可调薄壁堰型式，上部出水采用弧形可调式溢流堰，设置电动机构实现堰板的升降，具有密封可靠、结构紧凑、操作简单、运行平稳、无噪音等优点，弧形活动堰的调节范围可根据水位情况联锁实现自动调节，调节范围可调，可根据外部水源水位来实现可控调节，从而增加不同潮水(江河水)位时的运行调节方式，充分发挥虹吸井节能功效，达到循环水系统的节能降耗的目的。
[0020] 本实用新型能从根本上解决传统虹吸井溢流堰出流水力条件分布不均的问题，避免堰后的局部冲刷；改变传统的虹吸井溢流堰型式，设置活动溢流堰与外部水源水位联锁实现自动调节，解决了直流循环供水的电厂机组特别是场平标高较低的滨海电厂在降负荷运行需单台循环水泵运行时工况点滑出特性曲线风险的问题，对循环水泵使用寿命延长和节能降耗有积极意义；同时也解决了此种工况下辅机开式泵及电动滤水器的布置问题，使得辅机循环水系统前的电动滤水器地上式布置方案成为可能。本实用新型进行系统集成化、过水能力系列化设计，从根本上降低了工程造价，实现了调节方式灵活多样化，具有安全、经济的优点。附图说明
[0021] 下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
[0022] 图1是本实用新型实施例的俯视图；
[0023] 图2是本实用新型实施例的主视图；
[0024] 图3是本实用新型实施例中活动堰落下时的结构示意图；
[0025] 图4是本实用新型实施例中活动堰升起时的结构示意图。
[0026] 图中：1-圆柱形外筒体、2-圆柱形内筒体、3-活动堰升降启闭机、4-弧形活动堰、5-活动堰插槽、6-人孔、7-排气阀、8-进水管道。
具体实施方式
[0027] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0028] 在本实用新型的较佳实施例中，如图1、图2所示，一种系列集成化的虹吸井，该虹吸井包括圆柱形外筒体1、圆柱形内筒体2和弧形活动堰4，圆柱形内筒体2同轴设置在圆柱形外筒体1的底部，圆柱形内筒体2的底部设有进水口，其顶部四周设有出水口，弧形活动堰4包括多块滑动设置在圆柱形内筒体顶部外周的堰板，每块堰板设置有一个或多个活动堰升降启闭机3，活动堰升降启闭机通过升降对应的堰板以启闭圆柱形内筒体顶部四周对应的出水口，如图3所示，活动堰升降启闭机控制堰板落下，圆柱形内筒体的出水口封闭，如图
4所示，活动堰升降启闭机控制堰板升起，圆柱形内筒体的出水口开启。
4所示，活动堰升降启闭机控制堰板升起，圆柱形内筒体的出水口开启。
[0029] 在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，圆柱形内筒体的进水口处连接一进水管道8，本实施例中进水管道采用钢管与圆柱形内筒体的进水口衔接。
[0030] 在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，活动堰升降启闭机3为电动机，电动机安装在圆柱形外筒体的顶部。
[0031] 在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，圆柱形外筒体1和圆柱形内筒体2共用底部焊接成一体，本实施例中圆柱形外筒体和圆柱形内筒体均为圆形钢制结构。
[0032] 在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，弧形活动堰4通过活动堰插槽5与圆柱形内筒体2的顶部外周滑动连接。
[0033] 在本实用新型的优选实施例中，如图1所示，弧形活动堰4包括四块堰板。
[0034] 在本实用新型的优选实施例中，如图2所示，弧形活动堰4与圆柱形内筒体2之间设有止水件。
[0035] 在本实用新型的优选实施例中，如图1、图2所示，圆柱形外筒体1的顶部设有人孔6和排气阀7。
[0036] 本实用新型主要有以下改进：
[0037] 1、改变传统虹吸井的结构型式为钢制，断面形状采用圆形、底部中心进水、上部四周出水，设备简单，施工方便，从而节省了造价、优化了溢流堰出流均匀性，避免造成堰后局部冲刷，维持系统安全运行；
[0038] 2、改变传统虹吸井溢流堰型式，设置弧形活动堰及活动堰升降启闭机，弧形活动堰的调节范围可根据水位情况联锁实现自动调节，从而增加不同潮水(江河水)位时的运行调节方式，充分发挥虹吸井节能功效，对降低厂用电节能降耗有积极意义，同时解决了单泵运行工况下水泵长期低效率运行、单泵运行凝汽器入口压力低导致辅机循环水进水电动滤水器及开式泵难于布置在零米等问题；
[0039] 3、设计不同容量机组规模的定型产品，进行系列化尺寸设计，可供成套批量生产或定制，以供不同容量火力发电机组选用。
[0040] 本实用新型的核心是为直流供水电厂提供系统集成化、系列化、可定制化的虹吸井产品，提出了虹吸井结构型式和溢流堰可调相结合的思路，通过改变传统结构型式、设计适用于不同规模火电机组循环水量的虹吸井来实现可定制化和批量生产的产品，最终实现产品商业化，为节省工程投资以及电厂运行费用提供一种新的途径。
[0042] 如图1所示，本实用新型的虹吸井本体结构包括圆柱形外筒体1和圆柱形内筒体2，圆柱形外筒体和圆柱形内筒体同心布置并在底部同底焊接，进水管道与圆柱形内筒体在其底部与之同心衔接。圆柱形外筒体和圆柱形内筒体共同组成了虹吸井的本体结构，其采用圆形结构，相比于矩形结构可以使同样溢流堰长度的虹吸井尺寸更小，而且水力条件更优，堰型的过流流速分布均匀、解决了堰后局部冲刷的问题。
[0043] 如图2所示，本实用新型的附属装置包括活动堰升降启闭机3、弧形活动堰4、活动堰插槽5、人孔6、排气阀7以及止水件。考虑到受力均匀性以及升降的便捷性，弧形活动堰4等分为4块堰板组成，对称布置，每块堰板可根据具体大小选择单台或多台活动堰升降启闭机，当设置多台活动堰升降启闭机时，在控制上需要同时动作，弧形活动堰与圆柱形内筒体之间的衔接采用闸门槽式衔接方式，并设置止水件，弧形活动堰可根据需要或者与水位进行联锁升降，特别是对于场平标高较低的滨海电厂，在水源水位较高时，尤其是在机组减负荷需单台循环水泵运行的工况下，可以根据水源水位情况提高虹吸井活动堰板(提升高度可调)，以使循环水水泵工况点向左滑动，以规避工况点滑出曲线的风险，同时提高凝汽器前进水压力，有效解决辅机循环水系统开式泵及电动滤水器布置上的困难，并且使循环水泵工况点进入高效区运行，延长循环水泵的使用寿命、达到安全节能的目的。
[0044] 本实用新型中虹吸井本体结构的尺寸可根据机组容量所对应的循环水量进行系列化选型，系列化选型表详见表1。
[0045] 表1
[0046]
[0047] 注：考虑到结构实现可能性，本选型表只列出适用于600MW级机组及以下容量机组的参数。
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