CN102482872A - 重力自流池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将工业用水排放到受纳水体(6)中的装置，该装置包括带有下降筒(11)的重力自流池(1)，该下降筒具有流入口(13)和流出口(15)，其中，所述流入口(13)形成溢流堰(14)，其特征在于，在所述下降筒(11)内部设置通过导杆(22)与浮子(19)连接的节流机构(21)，并且在所述重力自流池(1)和所述下降筒(11)之间设置垂直的旋流板(40)。

Description

重力自流池

技术领域

本发明涉及一种用于将工业用水(Brauchwasser)、尤其是发电站设备的冷却水排放到受纳水体中的装置。

背景技术

在用新鲜水冷却的发电站中，工业用水出于运行的原因通过重力自流池排放到受纳水体中。受纳水体理解为静止或流动的水域，工业用水被排放到该水域中。

GB699491A公开了一种调节装置，该调节装置应当用作水电站中的旁路。通过所建议的调节装置可以在工业用水输送量变化时将重力自流池内的工业用水水平面调节为恒定的。为此，节流机构在轴向与工业用水水平面上的浮动体连接，使得在工业用水水平面上升并且工业用水重力自流地排放到受纳水体中时，节流机构被打开。然而，对于迅速调整工业用水水平面而言，节流机构就太迟钝了。视发电站类型而定，工业用水通过重力自流池的流量与工业用水允许的加热时间有关地在每秒5至10立方米。调节装置还不能吸收工业用水输送量的波动，使得受纳水体的水平面的波动得以避免。受纳水体水平面中的波动对于重力自流池重力自流的运行会是问题。由此出现波动，即，调节的泵或多个泵向重力自流池输送。

可以通过设置溢流堰抑制工业用水水平面强烈的波动。为此，重力自流池基本上包括带有溢流堰的水池，工业用水越过该溢流堰引入受纳水体。仅当水位超过溢流堰高度时，工业用水排出到受纳水体中。与受纳水体的水平面的波动有关，流过溢流堰的工业用水在深度上下降若干米，以便与受纳水体中的水混合。溢流堰可以构造为直线的溢流堰或例如由从水池底板沿高度方向竖立的下降筒的上边缘形成，如在DE3103306中描述的那样。

在DE3103306中描述的下降筒用于通过重力自流池(例如从发电站设备)排放废水到地表水中。在此，在下降筒中设有多个垂直定向的导流板，通过所述导流板会提高引入到工业用水中的空气，使得排出的工业用水富集氧气。

即便不设置将空气输入工业用水的措施，在水下降到深处时也会有大量空气被引入，这种空气引入与水质有关地导致或多或少的泡沫形成。当地政府和临近的业主通常都不希望这种空气引入和泡沫形成。

在特殊的情况下也存在形成稳定泡沫的危险，该泡沫还会导致显著的运行损害。

因此，在重量自流池首次投入使用时通常实验和测试用于减少空气引入和泡沫形成的措施。这种措施例如可以包括临时性的遮盖、加入化学物质或通风或管道系统。尤其是通风或管道系统会导致巨大的额外费用。在此也可以采用基于各种原理的安装构件。

为减少泡沫形成，EP1693094建议了一种特殊构造的缸筒形的下降筒。会相应地以如下方式避免泡沫形成：使得下降筒的流出口布置在受纳水体的液位下方，并且还在下降筒内设置水平布置的板作为阻流件。然而，这种安装构件在此仅能够在一定的水位范围内优化。在工业用水输送量波动时，由于固定的安装构件存在功能故障的危险。此外，尤其是带有若干安装构件作为部件的重力自流池需要较大的结构面积。

在使用下降筒时还存在形成涡流的危险，其通过流入下降筒中的水的旋流导致。涡旋通常导致流动的水中的涡旋，涡旋又导致提高的空气引入。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种相比现有技术有利的重力自流池，该重力自流池即便在工业用水输送量波动时也能在泡沫形成最小的同时保证重力自流的运行。

该技术问题通过按权利要求1所述的、用于将工业用水排放到受纳水体中的装置解决。从属权利要求包含按本发明的装置的有利设计构造。

按本发明的、用于将工业用水排放受纳水体中的装置包括带有下降筒的重力自流池，该下降筒具有流入口和流出口。在此，流入口形成溢流堰。在按本发明的装置中，在下降筒的内部设有通过导杆与浮子连接的节流机构。该装置尤其可以设计用于排放发电站设备的冷却水。此外，在重力自流池和下降筒之间设有若干垂直的旋流板。

在此，本发明基于这样的构思，利用结构紧凑的重力自流池的装置的优点，并且还针对恒定和强烈波动的工业用水输送量加强该装置。为此，在重力自流池内设置下降筒，该下降筒具有可调的流出节流装置。

在运行中，流出节流装置的节流机构通过导杆由浮子操纵。通过流出节流装置一方面补偿入流中的水流波动，以及补偿受纳水体中的水面波动。在入流中的水质量流量上升时，浮子象浮标一样浮升，并且通过导杆操纵节流机构，该节流机构将水重力自流地排入受纳水体中。在入流中的水质量流量下降时，重力自流池中的水位也下降，并且节流机构通过浮子节流或封闭。在受纳水体中的水位上升或下降时，流出节流装置类似地工作。因此，用于将工业用水排到受纳水体中的、按本发明的装置确保了在工业用水质量流在非常大的范围内变化时的重力自流运行。由此即便在工业用水输送量强烈波动时也避免通过空气引入形成泡沫。

此外，在重力自流池和下降筒之间设置多个垂直的旋流板。旋流板减少了流入的冷却水的旋流，并因此几乎避免了下降筒中的涡流形成。为此可以在下降筒周围设置多个旋流板。旋流板的功能是，抑制水流入下降筒中时的旋流。

为了抑制空气引入并因此抑制泡沫形成，可以作为旋流板的替代方案，在下降筒的入流口的区域内设置中断旋流的元件，尤其是旋流十字件(Drallkreuz)。

相比带有直线的溢流堰的重力自流池，按本发明的重力自流池需要明显更少的结构面积。相比带有直线的溢流堰的重力自流池，周围构造的空间可以减少约40％。相比带有安装构件的重力自流池，通过按本发明的装置可以避免昂贵的结构措施。

也可以这样构造重力自流池，使得如果在规划阶段或者在构造开始时对待输送的工业用水存在不清楚之处，可以在发电站设备后来运行过程中加装按本发明的用于将工业用水排放到受纳水体中的装置。

在用于将工业用水排放到受纳水体中的装置的一种有利的构造中，节流机构具有固定在流出口上的固定元件和与导杆连接的、相对该固定元件可动的可动元件。导杆与浮子连接。在重力自流池运行时，浮子与工业用水输送量有关地运动，并且实现了对节流机构的可动元件的调节。由此即便在工业用水输送量波动时，泡沫形成也几乎最小。

如果节流机构的固定元件具有环状或长孔状的排出口，则可以实现特别好的效果。通过这种类型的开口在有效通流冷却水的同时确保了部件足够的稳定性。但同样可以考虑其它形状，如缝隙状的开口或者将固定元件构造为格栅。

由于装置较大的尺寸，在节流元件的固定元件和可动元件之间设计足够的间隙被证明是有利的，因此避免了由于可动元件相对固定元件略微倾斜的导引而卡住。可以省略密封件。还有利的是，针对性地设置孔或开口，使得即便在节流机构封闭时也有最小流量的冷却水质量流。

重力自流池有利地具有设置在溢流堰上方的溢出口。由此避免在输送量过高或输送量波动过强时出现不受控制的溢流或倒灌。

在一种特殊的扩展设计中，重力自流池具有防护元件，通过该防护元件使导杆在运动中垂直居中。防护元件首要的优点是，省去导杆在下降筒内部的导引元件。防护元件避免了部件掉下，并尤其避免了节流机构的活动部件与固定部件卡住。

在一种有利的设计构造中，下降筒的流出口位于受纳水体的液面下方。由此避免了从受纳水体将空气引入到下降筒中。然而根据需求和给定的边界条件，也可能需要允许将下降筒的流出口布置在受纳水体的上方。

附图说明

在附图1至4中根据实施例描述本发明。在附图中示出：

图1是用于将工业用于排入到受纳水体的装置的剖切侧视图，该装置带有浮子和节流机构；

图2是用于将工业用于排入到受纳水体的装置的剖切俯视图，该装置带有浮子和节流机构；

图3是节流机构剖切的侧视图；

图4是节流机构剖切的俯视图；

图5是由节流机构、导杆、浮子和防护元件组成的组件。

具体实施方式

图1和图2示出了用于将工业用水排放到受纳水体6中的装置。图1示出了装置的纵向截面图，而图2示出了装置水平截面的俯视图。

用于将工业用水排放到受纳水体6中的装置主要包括重力自流池1。

重力自流池1连接在入流导管3上，工业用水，例如发电站设备的冷却水经由该入流导管流入重力自流池1。重力自流池1还与受纳水体6在流动技术上相接触，其水位通过线7表示并且工业用水被排放到该受纳水体中。

重力自流池1包括扩张腔5，用盖板12覆盖的水池9和下降筒11，下降筒的入流口13以一个间距布置在水池9的底部10的上方。下降筒11的流出口15位于受纳水体6的水位线7的下方。与流出口15相隔地存在有底板17，从该底板沿高度方向竖立有多个挡板18。工业用水到受纳水体中的流出速度在挡板18后面小于0.3m/s。

为了实现预先检查，在盖板12中存在人孔16。人孔16用覆盖格栅20封闭。重力自流池1还具有溢流口8，该溢流口在特殊情况下作为溢流装置防止重力自流池1的溢出。

下降筒11的上边缘，亦即入流口13的边界形成用于位于水池9中的工业用水的溢流堰14。工业用水越过该溢流堰14流入到下降筒11中。

浮子29位于下降筒11的内部，浮子通过导杆22与节流机构21连接。导杆22通过导引元件23沿竖直方向导引。

在重力自流池1的壳体和下降筒11之间环绕周长设置多个旋流板40。作为旋流板40的替代方案，可以在入流口13中设置旋流十字件，其防止在流过下降筒11的工业用水中形成涡流。

节流机构21形成阻流件，该阻流件导致水壅塞，水壅塞这样地降低下降筒11中的工业用水的流动速度，使得达到或低于所谓的典型分离速度。在流动速度小于或等于典型的分离速度时，气泡可以和水分离，使得气泡可以在下降筒11中上升并且到达水面。因此，在流出口15的区域中，工业用水的空气含量相比没有可调的节流机构21的下降筒区域的空气含量减小。

图3和图4示出了一种可能的节流机构形式。图3示出了节流机构21的侧向剖视图，图4示出了节流机构21的俯视图。

节流机构21由可动元件24和固定元件25组成。可动元件24具有罩状结构并且与导杆22连接。可动元件24沿垂直方向相对固定元件25运动。固定元件25具有开口27，并且与底板元件26连接，该底板元件在下方限定下降筒11的边界。底板元件26在固定元件25的区域内具有缺口，该缺口形成流出口15。

如果可动元件24完全移动到固定元件25上方，节流机构21完全封闭。如果可动元件25由浮子19向上拉，固定元件24的孔27被完全或部分打开，并且工业用水可以流出。

还可考虑节流机构21的其它形状。通过选择节流机构21恰当的尺寸和形状可以使引入到经由下降筒11掉落的工业用水中的空气最小。节流机构形状和尺寸的优化可以根据经验进行。

图5示出了由节流机构5、导杆22、浮子19和防护元件35组成的组件的侧视图。组件布置在下降筒的内部。在该视图中，导杆不通过导引元件固定在下降筒11中。在运行时，亦即在下降筒填满水时，导杆22通过浮子19的上浮在垂直方向居中。然而，为了特殊的运行状态，例如在发电站设备起动或者在冷却水流强烈波动时避免节流机构21的固定元件24与可动元件25卡住，设置防护元件35，该防护元件使导杆22垂直地居中。防护元件35与重力自流池的壳体连接，并且具有孔或导引件，导杆在该孔或导引件中垂直导引。

Claims (6)

1.一种用于将工业用水排放到受纳水体(6)中的装置，该装置包括带有下降筒(11)的重力自流池(1)，该下降筒具有流入口(13)和流出口(15)，其中，所述流入口(13)形成溢流堰(14)，其特征在于，在所述下降筒(11)内部设置通过导杆(22)与浮子(19)连接的节流机构(21)，并且在所述重力自流池(1)和所述下降筒(11)之间布置若干垂直的旋流板(40)。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述节流机构(21)具有固定在所述流出口(15)上的固定元件(25)和与所述导杆(22)连接的、相对该固定的元件(25)可动的可动元件(24)。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在所述节流机构(21)的固定元件(25)中设有环形的流出口(27)。

4.如权利要求1至3之一所述的装置，其特征在于，所述重力自流池(1)具有设置在所述溢流堰(14)上方的溢流口(8)。

5.如权利要求1至4之一所述的装置，其特征在于，所述重力自流池(1)具有防护元件(22)，通过该防护元件使所述导杆(22)在垂直方向居中。

6.如权利要求1至5之一所述的装置，其特征在于，所述下降筒(11)的流出口(15)布置在所述受纳水体(6)的液面(7)下方。

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