CN107906502B - 一种具有自水封功能的定期排污扩容器、疏水系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有自水封功能的定期排污扩容器、疏水系统及方法，包括：定期排污扩容器本体，所述定期排污扩容器本体底部设置至少两个排污口，在所述定期排污扩容器本体内部设置与其中一个排污口连通的导流管，所述导流管的高度高于定期排污扩容器的最低维持水位；在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管管壁上开设导流孔，所述导流孔的开设位置能够保证定期排污扩容器内的存水始终保持在最低水位。本发明有益效果：大大简化和优化了系统，且防止了排水槽中腐蚀性介质的倒流，增加了机组安全性。特别适合于启动锅炉、小机组、燃机余热锅炉的定期排污扩容器的排污系统的设计。

Description

一种具有自水封功能的定期排污扩容器、疏水系统及方法

技术领域

本发明涉及电厂相关技术领域，具体的说，是涉及一种具有自水封功能的定期排污扩容器、疏水系统及方法。

背景技术

目前，常用的定排扩容器排污出口管道伸入到扩容器内部的长度为0，其目的是尽可能全部的放空扩容器中的水。然而，扩容器面临进入冲刷问题，现有技术公开了(如CN103353106A)采用了耐磨内衬不锈钢板或者在定排入口加缓冲板、导流罩(如CN206269112U)、喷淋消能装置(如CN103277787A)等方案。以上方案本质上都是采用硬质材料或易于被检修替换的部件(如喷淋管)代替容器底部钢板接受冲刷，均没有利用定排容器本身的存水功能来消能，这表现在定排出口处与定排容器底部钢板是齐平的。

以往定排出口处与定排容器底部钢板齐平，主要考虑可以在需要检修时排空定排中的水。但在齐平设计的情况下，若想利用存水功能消能，为使得扩容器内长期存有水，需要在定排扩容器外部加水封。外部加水封一方面使得管道长度和造价增加，另一方面还需要增加专门的掺凉水池用来把水温降低后再排往系统下游污水储存和处理设施(通常排往机组排水槽，排水槽内除了接收这部分水，还有腐蚀性的介质，因此需要防腐，但防腐层对水温要求不能太高，因此必须降温后才能排往排水槽)；第三方面由于水池处于定排低位，通常在地下，因此水池排往排水槽通常从其侧面排入，为了防止倒流，在排入之前通常加阀门与排水槽水位联锁保护。可见，传统方案复杂繁琐，且管道、土建、热控等投资较高。

现有技术公开了采用在定排扩容器内部(如CN206269112U)或外部(如CN202303326U、CN202303327U)加换热器的方案，在回收部分热量的同时降低排水的水温。但由于定期排污扩容器中的工质主要来自锅炉汽包的排污，含盐量较高，且随着换热过程，水温降低，排污水中盐分的溶解度降低较多，极易在换热器表面形成污垢，造成换热器检修频繁。当换热器位于定排扩容器内部时，甚至需要停用定排扩容器来检修换热器，当停用定排扩容器时又需要停机，这极大的影响了机组运行稳定；即使当换热器位于定排扩容器外部时，由于工质本身含盐量的固有原因造成换热器结垢严重，需要经常检修，严重影响了换热器用户(如CN202303326U中加热入炉冷风)的可靠性和用户体验，其检修维护费用甚至比其回收的能量费用更高。因此，比较合理的方案仍是将定排排污扩容器中的工质掺凉冷却后排往机组排水槽，进而进入化学水处理车间降低含盐量之后再予以重复利用。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种具有自水封功能的定期排污扩容器、疏水系统及方法，通过设计定排出口处全新的导流管段及其配套系统，巧妙利用高度差关系，形成两级水封，利用存水的粘性吸收疏水压力，解决了以上设备、系统和布置上的综合问题。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种具有自水封功能的定期排污扩容器，包括：定期排污扩容器本体，所述定期排污扩容器本体底部设置至少两个排污口，在所述定期排污扩容器本体内部设置与其中一个排污口连通的导流管，所述导流管的高度高于定期排污扩容器的最低维持水位；

在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管管壁上开设导流孔，所述导流孔的开设位置能够保证定期排污扩容器内的存水始终保持在最低水位。

在排污口的内部增加的导流管段，可以起到水封的功能，间接作用一是利用存水缓冲作用，避免了进入定排的有压疏水对容器壁的冲刷；二是由于排污是间断的，利用存水与新排入高温水的温度差，起到对定期间断排污热水的自掺凉作用，减少了外部输入的冷却水量；三是利用最低的维持水位，保证了疏水充分扩容，避免未来得及扩容的水直接从排污口排至系统的下游，避免了对下游管道和设备的损坏。

进一步地，所述导流管顶端开口朝上，且导流管顶部密封，在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管侧壁上开设若干导流孔，处于最低位置的导流孔的最低端与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

或者，所述导流管与定期排污扩容器顶部连接，在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管侧壁上开设若干导流孔，处于最低位置的导流孔的最低端与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

导流管段与扩容器上部相连接，起到加固的作用，此时导流孔仅在最低维持水位以上开孔，且可以供开导流孔的面积也增大。

本发明公开了另外一种具有自水封功能的定期排污扩容器，包括：定期排污扩容器本体，所述定期排污扩容器本体底部设置至少两个排污口，在所述定期排污扩容器本体内部设置与其中一个排污口连通的导流管；

所述导流管顶端为弯管，通过弯管使得导流管的开口朝下；所述弯管的开口位置与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

此时不需要在立管上开导流孔，水可以通过倒立的弯头进入导流管，此时最低液位为弯头处，也可以避免进入定排的水直接流入导流管段。在弯头顶部开排气孔，目的是防止管道里有憋气堵塞水流。

进一步地，所述定期排污扩容器顶部设有开口连接第一级掺凉水；

和/或者，

所述定期排污扩容器本体底部设置两个排污口，所述两个排污口分别通过阀门与疏水管连接；疏水管连通排污管道；

与导流管连通排污口对应的阀门为常开阀门B，另外一个排污口对应的阀门为常闭阀门A。

通常情况下，常开阀门B打开，常闭阀门A关闭，定期排污扩容器内的水通过导流管，经定排排水管流入排污管道，此时，定期排污扩容器内长期存水；当需要将定期排污扩容器内的水排空时，打开常闭阀门A即可。

进一步地，所述导流管通过补强板固定在定期排污扩容器本体的底部；

和/或者，

所述导流管两侧管壁与定期排污扩容器本体的底部钢板之间设置三角形防震拉撑，所述三角形防震拉撑的两个直角边分别与导流管的一侧管壁和定期排污扩容器本体的底部连接。

本发明进一步公开了一种疏放水系统，包括：具有自水封功能的定期排污扩容器；所述定期排污扩容器的排污口通过阀门连接排污管道；所述定期排污扩容器的最低维持水位高于污水储存和处理设施顶部入水口。

所述排污管道分成两路与污水储存和处理设施连接，一路通过常闭阀门D连接污水储存和处理设施侧面入水口，另一路通过倒U型弯管连接污水储存和处理设施顶部入水口，所述倒U型弯管上设置常开阀门C。

定期排污扩容器排入污水储存和处理设施(比如排水槽)的管道，从空间高度上看，定排的正常维持水位比污水储存和处理设施入口的倒U型弯管道高，可以保证有一定压力排入污水储存和处理设施，且形成了第二级水封，因从污水储存和处理设施顶部排入，故最大限度的避免了因污水储存和处理设施内存水过满而倒流回定排的问题。

进一步地，有压疏放水管与排污管道连接时，有压疏放水管经过一级或者多级变径管后通过三通管件与排污管道连接；

或者，

有压疏放水管与排污管道连接时，有压疏放水管经过一级或者多级变径管后通过斜三通管件与排污管道连接，斜三通管件斜向朝向机组排水槽方向。

变径管、三通管以及第二级水封的设计，能够有效避免疏水直接对空冲刷管道引起的管道磨蚀和振动问题。第二级水封避免了对空冲刷，可以利用存水的粘性吸收疏水压力，冲刷破坏力大大下降；根据质量守恒，管径由小变大时，流速也降低，动能也降低，冲刷破坏力也下降；斜向三通比最容易想到使用的普通90°三通易于引导疏水沿着管道冲向存水，相当于加大了存水的纵深，从而进一步降低了有压疏水的冲刷破坏力。

本发明还公开了一种疏放水系统的自水封方法，包括：第一级水封和第二级水封；

导流管的最低位的导流孔和定期排污扩容器底部形成第一级水封，导流管的最低位的导流孔保证定期排污扩容器底部始终存水；

导流管的最低位的导流孔和污水储存和处理设施倒U型弯管的水平管段形成第二级水封，导流管的最低维持水位高于污水储存和处理设施倒U型弯管的水平管段的水位。

进一步地，常闭阀门A打开时，定期排污扩容器内的存水全部放空；常闭阀门D打开时，常闭阀门A与常闭阀门D之间的管道内的存水放空。

本发明有益效果：

本发明自水封系统及方法，大大简化和优化了系统，节省了设备、管道、土建、热控投资，且防止了污水储存和处理设施(通常为排往机组排水槽)中腐蚀性介质的倒流(当排水槽中液位高时，即使从人孔溢流也不会通过其顶部入口管倒流回定排)，增加了机组安全性。特别适合于启动锅炉、小机组、燃机余热锅炉的定期排污扩容器的排污系统的设计。

第一级水封保证扩容器的底部长期存水，利用水的粘性耗散掉定排顶部有压疏水的压力，避免有压疏水直接冲刷定排容器底部钢板；且底部存水还可以起到一定的自掺凉作用，可以保证排往排污母管管道的排水的过冷度；利用最低的维持水位，保证了疏水充分扩容，避免未来得及扩容的水直接从排污口排至系统的下游，避免了对下游管道和设备的损坏。

第二级水封保证埋地部分的管道长期存水，利用水的粘性吸收低位布置的有压疏放水(比定排入口低、比埋地管道高)的压力。

附图说明

图1为本发明具有自水封功能的定期排污扩容器结构示意图；

图2为本发明具有自水封功能的定期排污扩容器左剖视图；

图3为本发明实施例一的疏放水系统结构示意图；

图4为本发明实施例二的疏放水系统结构示意图；

图5为本发明实施例三的疏放水系统结构示意图；

图6为本发明实施例四的疏放水系统结构示意图；

图7为图6中A-A方向的剖视图；

图8为图6中B-B方向的剖视图；

图9为斜三通示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例一

本发明公开了一种具有自水封功能的定期排污扩容器，如图1和图2所示，包括：定期排污扩容器本体，定期排污扩容器本体底部设置两个排污口，在定期排污扩容器本体内部设置与其中一个排污口连通的导流管，导流管的高度高于定期排污扩容器的最低维持水位；

在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管管壁上开设导流孔，导流孔的开设位置能够保证定期排污扩容器内的存水始终保持在最低水位。

导流管顶端开口朝上，且导流管顶部密封，如图3所示，在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管侧壁上开设若干导流孔，处于最低位置的导流孔的最低端与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

定期排污扩容器顶部设有开口连接第一级掺凉水；第一级掺凉水传统上接往掺凉水池，本发明接往定期排污扩容器上部入口，在存水自掺凉的功能不能满足掺凉要求时，从外部输入第一级掺凉水。

定期排污扩容器本体底部设置两个排污口，两个排污口分别通过阀门与定排排水管连接；定排排水管连通排污管道；与导流管连通排污口对应的阀门为常开阀门B，另外一个排污口对应的阀门为常闭阀门A。

当阀门A常闭时，扩容器的底部长期存水；当需要检修定期排污扩容器内部时，需将定期排污扩容器本体内的水排空，此时打开常闭阀门A即可。

本发明还公开了一种疏放水系统，包括：上述具有自水封功能的定期排污扩容器；定期排污扩容器的排污口通过阀门连接排污管道，定期排污扩容器的最低维持水位高于污水储存和处理设施顶部入水口。污水储存和处理设施通常为机组排水槽，因此，本实施例以及后面的实施例中均以机组排水槽为例进行说明。

排污管道分成两路与机组排水槽连接，一路通过常闭阀门D连接机组排水槽侧面入水口，另一路通过倒U型弯管连接机组排水槽顶部入水口，倒U型弯管上设置常开阀门C。

倒U型管被常开阀门C分隔成两段，与排水槽连的这段是不存水的，与定排连的那段，又与埋地管道、常开阀门B的管道在几何上构成了正U型管；当常闭阀门D常闭时，正U型管长期存水；常闭阀门D打开时，正U型弯管内的存水放空。

从空间高度上看，定期排污扩容器的最低维持水位比机组排水槽入口的倒U型弯管道高，可以保证有一定压力排入排水槽，且因从排水槽顶部排入，故最大限度的避免了因排水槽内存水过满而倒流回定排的问题。传统从侧面排入排水槽的方式，为了避免其他有腐蚀性的液体倒流入地下低位布置的掺凉水池，而在水池和排水槽之间设阀门。本方案把掺凉功能赋予定排，取消了掺凉水池，且在高度上抬高了原水池(在本专利技术方案中，为具有水池功能的定排)排水口的高度，从而使得从排水槽顶部排入成为可能。

作为一种实施方式，在进排水槽之前，设有第二级掺凉水，以解决极端工况(如事故时)排污量突然加大造成的排污热量增加导致的掺凉水量需求增加的问题。

由导流管段的最低位的导流孔和定排容器底部钢板形成第一级水封。导流管使得扩容器的底部长期存水，利用水的粘性耗散掉定排顶部有压疏水的压力，避免有压疏水直接冲刷定排容器底部钢板，且底部存水还可以起到一定的自掺凉作用，可以保证排往排污母管管道的排水的过冷度。在排污口的内部增加的导流管段，可以起到水封的功能，间接作用一是利用存水缓冲作用，避免了进入定排的有压疏水对容器壁的冲刷；二是由于排污是间断的，利用存水与新排入高温水的温度差，起到对定期间断排污热水的自掺凉作用，减少了外部输入的冷却水量；三是利用最低的维持水位，保证了疏水充分扩容，避免未来得及扩容的水直接从排污口排至系统的下游，避免了对下游管道和设备的损坏。

由导流管段的最低位的导流孔和排水槽入口地上水平管段形成第二级水封。此处存在高差，定排正常水位比机组排水槽入口水平管的高度更高，形成第二级水封；当阀门D常闭时，埋地部分的管道长期存水，利用水的粘性吸收低位布置的有压放水(比定排入口低、比埋地管道高)的压力。

需要注意的是，定排导流管段的正上方避免布置疏水入口(这里指的是高位布置的疏水接入定排的入口)，以减少有压疏水对导流管段的冲刷。

实施例二

本实施例中，通过弯头的形式使得导流管段的开孔朝下，如图4所示，此时不需要在立管上开导流孔，弯头顶部开排气孔，水可以通过倒立的弯头进入导流管，此时最低液位为弯头处，也可以避免进入定排的水直接流入导流管段。

其余结构与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

本实施例中，导流管段与扩容器上部相连接，起到加固的作用，如图5所示，此时导流孔仅在最低维持水位以上开孔，且可以供开导流孔的面积也增大。

其余结构与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例四

本实施例在实施例一或者实施例二或者实施例三的基础上实施。图6中，有压疏放水管道经过排污管道接入机组排水槽，图7为图6中A-A方向的剖面图，图8为图6中B-B方向的剖面图。

排污管道的直径通常为有压疏放水管直径的1.2-20倍，本实施例中，有压疏放水管连接一级或者多级变径管后通过三通管件与排污管道连接。因为第二级水封的作用，从常开阀门B到倒U型弯管上的常开阀门C之间的这个正U型的弯管(大部分是埋地的)内是长期存水的。因为如果不开常闭阀门D的话，这些水是无法靠重力流入污水储存和处理设施(如机组排水槽)的。因此，有压疏放水管与排污管道连接的三通管件段长期存水，这段水柱形成了压力疏水的缓冲区间，减少了对母管的冲刷。

作为优选的实施方式，三通管件采用斜三通，斜向朝向排水槽方向，如图9所示。

常规的有压疏放水管直接与排污管道连接，并且连接段没有存水，疏水直接对空冲刷管道，会引起管道的磨蚀和振动，以往有压水接入混凝土制作的掺凉水池时又把水池冲坏的情况发生。本发明的系统和结构设计能够有效避免磨蚀和振动，且成本低。

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。

Claims (9)

1.一种具有自水封功能的定期排污扩容器，其特征在于，包括：定期排污扩容器本体，所述定期排污扩容器本体底部设置至少两个排污口，在所述定期排污扩容器本体内部设置与其中一个排污口连通的导流管，所述导流管的高度高于定期排污扩容器的最低维持水位；

在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管管壁上开设导流孔，所述导流孔的开设位置能够保证定期排污扩容器内的存水始终保持在最低水位。

2.如权利要求1所述的一种具有自水封功能的定期排污扩容器，其特征在于，所述导流管顶端开口朝上，且导流管顶部密封，在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管侧壁上开设若干导流孔，处于最低位置的导流孔的最低端与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

3.如权利要求1所述的一种具有自水封功能的定期排污扩容器，其特征在于，所述导流管与定期排污扩容器顶部连接，在定期排污扩容器最低维持水位以上的导流管侧壁上开设若干导流孔，处于最低位置的导流孔的最低端与定期排污扩容器的最低维持水位平齐。

4.如权利要求1所述的一种具有自水封功能的定期排污扩容器，其特征在于，所述定期排污扩容器顶部设有开口连接第一级掺凉水；

和/或者，

所述定期排污扩容器本体底部设置两个排污口，所述两个排污口分别通过阀门与定排排水管连接；定排排水管连通排污管道；

与导流管连通排污口对应的阀门为常开阀门B，另外一个排污口对应的阀门为常闭阀门A。

5.如权利要求1所述的一种具有自水封功能的定期排污扩容器，其特征在于，所述导流管通过补强板固定在定期排污扩容器本体的底部；

和/或者，

所述导流管两侧管壁与定期排污扩容器本体的底部钢板之间设置三角形防震拉撑，所述三角形防震拉撑的两个直角边分别与导流管的一侧管壁和定期排污扩容器本体的底部连接。

6.一种疏放水系统，其特征在于，包括：权利要求1-5所述的任一种具有自水封功能的定期排污扩容器；所述定期排污扩容器的排污口通过阀门连接排污管道；所述定期排污扩容器的最低维持水位高于污水储存和处理设施顶部入水口；所述排污管道 分成两路与污水储存和处理设施连接，一路通过常闭阀门D连接污水储存和处理设施侧面入水口，另一路通过倒U型弯管连接污水储存和处理设施顶部入水口，所述倒U型弯管上设置常开阀门C。

7.如权利要求6所述的一种疏放水系统，其特征在于，有压疏放水管与排污管道连接时，有压疏放水管经过一级或者多级变径管后通过三通管件与排污管道连接；

或者，

有压疏放水管与排污管道连接时，有压疏放水管经过一级或者多级变径管后通过斜三通管件与排污管道连接，斜三通管件斜向朝向机组排水槽方向。

8.一种如权利要求6所述的疏放水系统的自水封方法，其特征在于，包括：第一级水封和第二级水封；

导流管的最低位的导流孔和定期排污扩容器底部形成第一级水封，导流管的最低位的导流孔保证定期排污扩容器底部始终存水；

导流管的最低位的导流孔和污水储存和处理设施倒U型弯管的水平管段形成第二级水封，导流管的最低维持水位高于污水储存和处理设施倒U型弯管的水平管段的水位。

9.如权利要求8所述的疏放水系统的自水封方法，其特征在于，常闭阀门A打开时，定期排污扩容器内的存水全部放空；常闭阀门D打开时，常闭阀门A与常闭阀门D之间的管道内的存水放空。