CN108954292A - 迷宫式布水的大直径储水罐及维持斜温层稳定的布水方法 - Google Patents

Abstract

迷宫式布水的大直径储水罐及维持斜温层稳定的布水方法。大直径储水罐在水罐进出水的过程中容易造成罐内水温不均匀的现象，因进出水的扰动，冷热水交界的斜温层极易被破坏，严重影响系统的正常使用。本发明组成包括储水罐，储水罐内设置有两套迷宫式布水装置，并分别设置在储水罐的上部和下部；迷宫式布水装置包括一组支管（1）、一组环管（2）和集箱（3），相邻环管之间通过支管连接，最内层的环管与集箱通过支管连接，在环管上均匀开设一组直径相同的小孔，小孔背向储水罐斜温层方向，小孔在管周向开孔范围限制在90°至120°之间，并且各圈环管的小孔方向一致。本发明应用于介质存在温度梯度的大型储存容器。

Description

迷宫式布水的大直径储水罐及维持斜温层稳定的布水方法

技术领域：

本发明涉及一种迷宫式布水的大直径储水罐及维持斜温层稳定的布水方法。

背景技术：

目前，为实现电力生产和热力生产的解耦运行，提升热电机组的供热调峰能力，并有效缓解可再生能源消纳困境，很多热电联产火电机组开始考虑在机组中增设储热系统。储热系统通常只设置一只储水罐，热水和冷水同时存在于此罐内，冷热水交界面自然形成斜温层。但因水罐直径较大，通常都在二三十米，在水罐进出水的过程中容易造成罐内水温不均匀的现象，且因进出水的扰动，冷热水交界的斜温层极易被破坏，严重影响系统的正常使用。

发明内容：

为了克服现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种迷宫式布水的大直径储水罐及维持斜温层稳定的布水方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种迷宫式布水的大直径储水罐，其组成包括：储水罐，所述的储水罐内设置有两套迷宫式布水装置，一套迷宫式布水装置用于进水，另一套迷宫式布水装置用于出水，并分别设置在储水罐的上部和下部；

所述的迷宫式布水装置包括一组支管、一组环管和集箱，相邻环管之间通过支管连接，最内层的环管与集箱通过支管连接，在所述的环管上均匀开设一组直径相同的小孔，所述的小孔背向储水罐斜温层方向，小孔在管周向开孔范围限制在90°至120°之间，并且各圈环管的小孔方向一致，支管和环管的圈数根据储水罐的直径进行选择，并按照每圈环管单位周长所能影响的周围水域面积相近的方法计算而得；小孔的直径根据选定的小孔流速、总水量和总周长之间的关系计算而得；支管和环管的管径根据各处水流速相同的原则计算选定，即内圈的管径最大，由内到外，逐级减小。

上述迷宫式布水的大直径储水罐的维持斜温层稳定的布水方法，在进水工况，水首先通过集箱分配至第一圈支管，进而进入第一圈环管，一部分水通过环管上开设的小孔喷出，其余水则进入下一圈支管，逐级流动；在出水工况，流向相反；

迷宫式布水装置通过调整各部分管道管径来保证各处介质流速一致，同时，计算确保各圈环管单位长度所能影响的周围面积相同，即各圈环管由内至外，随着半径增大而环管间距逐级缩小，由此保证水罐内各点的进出水量一致，水温均匀，斜温层稳定。

本发明的有益效果：

本发明的迷宫式布水装置可确保储水罐在进出水的过程中所产生的扰动影响降至最小，保证冷热水交界面的斜温层稳定而不被破坏。同时，因进出水在开孔处流速一致，即同一介质层内，进出水量一致，由此可保证介质温度均匀，避免出现局部水温与周围不协调的现象。本发明解决大直径储水罐进出水所引起的储水罐内局部层间水温不均匀的问题，并可降低进出水的流动对储水罐内介质的扰动影响，避免储水罐的斜温层遭到破坏。

附图说明：

附图1是本发明的迷宫式布水装置的结构示意图。

附图2是本发明的迷宫式布水装置的一个计算实例。

具体实施方式：

实施例1：

一种迷宫式布水的大直径储水罐，其组成包括：储水罐，所述的储水罐内设置有两套迷宫式布水装置，一套迷宫式布水装置用于进水，另一套迷宫式布水装置用于出水，并分别设置在储水罐的上部和下部；

所述的迷宫式布水装置包括一组支管1、一组环管2和集箱3，相邻环管之间通过支管连接，最内层的环管与集箱通过支管连接，在所述的环管上均匀开设一组直径相同的小孔，所述的小孔背向储水罐斜温层方向，小孔在管周向开孔范围限制在90°至120°之间，并且各圈环管的小孔方向一致，支管和环管的圈数根据储水罐的直径进行选择，并按照每圈环管单位周长所能影响的周围水域面积相近的方法计算而得；小孔的直径根据选定的小孔流速、总水量和总周长之间的关系计算而得；支管和环管的管径根据各处水流速相同的原则计算选定，即内圈的管径最大，由内到外，逐级减小。

实施例2：

上述迷宫式布水的大直径储水罐的维持斜温层稳定的布水方法，在进水工况，水首先通过集箱分配至第一圈支管，进而进入第一圈环管，一部分水通过环管上开设的小孔喷出，其余水则进入下一圈支管，逐级流动；在出水工况，流向相反；

迷宫式布水装置通过调整各部分管道管径来保证各处介质流速一致，同时，计算确保各圈环管单位长度所能影响的周围面积相同，即各圈环管由内至外，随着半径增大而环管间距逐级缩小，由此保证水罐内各点的进出水量一致，水温均匀，斜温层稳定。

实施例3：

根据权利要求1所述的迷宫式布水的大直径储水罐，本迷宫式布水装置的主体由环管、支管和集箱组成，环管、支管和集箱通过焊接装配成一整体。支管和环管的数量和尺寸根据设备直径和水量计算得出。支管和环管的圈数参考设备的直径，并按照每圈环管单位周长所能影响的周围水域面积相近的方法计算选取。环管上均匀开设小孔，小孔的周向开孔范围限制在90°至120°之间，并且各圈开孔方向一致，小孔的直径根据选定的小孔流速、总水量和总周长之间的关系计算而得。支管和环管的管径根据各处水流速相同的原则计算选定，即内圈的管径最大，由内到外，逐级减小。

本迷宫式布水装置将支管、环管和集箱现场焊接成为一整体，装置设置在水罐上部和下部各一套，通过结构件固定在设计位置。在环管上开设小孔，小孔背向储水罐斜温层方向，并限制在周向90°至120°之间，整个装置内部通过调整各部分管道管径来保证各处介质流速一致。同时，计算确保各圈环管单位长度所能影响的周围面积相同，即各圈环管由内至外，随着半径增大而间距逐级缩小。由此保证水罐内各点的进出水量一致，水温均匀，斜温层稳定。

实施例4：

根据权利要求1或2或3所述的迷宫式布水的大直径储水罐，一个迷宫式布水装置的具体计算实例，总给水流量是3800t/h，开孔数量是42000个，单个开孔直径是0.0082m，集箱直径、各级支管的直径、各级环管的直径、环管管圈的半径如图2中标记的尺寸所示，其中单位均为mm。

Claims (2)

1.一种迷宫式布水的大直径储水罐，其组成包括：储水罐，其特征是：所述的储水罐内设置有两套迷宫式布水装置，一套迷宫式布水装置用于进水，另一套迷宫式布水装置用于出水，并分别设置在储水罐的上部和下部；

所述的迷宫式布水装置包括一组支管、一组环管和集箱，相邻环管之间通过支管连接，最内层的环管与集箱通过支管连接，在所述的环管上均匀开设一组直径相同的小孔，所述的小孔背向储水罐斜温层方向，小孔在管周向开孔范围限制在90°至120°之间，并且各圈环管的小孔方向一致，支管和环管的圈数根据储水罐的直径进行选择，并按照每圈环管单位周长所能影响的周围水域面积相近的方法计算而得；小孔的直径根据选定的小孔流速、总水量和总周长之间的关系计算而得；支管和环管的管径根据各处水流速相同的原则计算选定，即内圈的管径最大，由内到外，逐级减小。

2.一种权利要求1所述的迷宫式布水的大直径储水罐的维持斜温层稳定的布水方法，其特征是：在进水工况，水首先通过集箱分配至第一圈支管，进而进入第一圈环管，一部分水通过环管上开设的小孔喷出，其余水则进入下一圈支管，逐级流动；在出水工况，流向相反；

迷宫式布水装置通过调整各部分管道管径来保证各处介质流速一致，同时，计算确保各圈环管单位长度所能影响的周围面积相同，即各圈环管由内至外，随着半径增大而环管间距逐级缩小，由此保证水罐内各点的进出水量一致，水温均匀，斜温层稳定。