CN116122237B - 一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，所述系统通过在集水池与循环水流道连接处呈人字形布置四个导流墩，将水流分成三股。然后在吸水池入口设置两个分流墩，进一步将水流平顺的分到三个流道内。在三个流道末端设置扇形分流挑流墩，将底部水流平顺、分散挑起，更均匀的进入吸水管内。吸水池后壁底部布置了倒水楔体，使水流平顺导入吸水管内。本发明通过在循环水流道入口处设置人字形导流墩、吸水池内布置扇贝型和三棱锥型倒水楔体，优化进水流道及水泵吸水管的入流流态，减少水泵由于入流不均匀而引起的震动，同时提高系统的消能率，缩短循环水流道消能长度，增加电厂冷却水的循环利用效率，以实现电厂的节约用地和用水。

Description

一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统

技术领域

本发明涉及资源循环利用技术领域，更具体地，涉及一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统。

背景技术

电厂进水循环流道是电厂冷却水循环水系统设计的重要组成部分，它通常分为四个部分，即引水段、前池、吸水池和水泵进水流道。布置进水流道时，往往受到地形、建筑物的限制，使进水流道与吸水室不能完全按有关规范设计。按照“21世纪电厂设计模式”的设计指导思想进行设计火电厂，在保证电厂安全可靠运行前提下，要突出体现设计的经济性、合理性和先进性，最大限度地降低工程造价，节约用地和用水，降低消耗和运行管理成本。为尽可能节省占地，减少投资，目前设计的循环水系统，比常规机组的循环水管道短，从冷却塔至循环水泵房的进水流道也比较短。这种设计在经济性、占地指标上明显优于常规设计。

但事物都有它的两面性，短进水流道也相应可能产生一系列问题，需要通过结构优化调整来适应试验来检验论证设计的合理性。

随着电厂机组的加大，流道内流量必然相应的增大，同时又要满足工程节省占地，减少投资的要求。在这种新的情况下，流道的进口布置、尺寸、流道、泵室内水体稳定性更加重要，合理的设置可以减少循环水流道的长度、减少占地，增加冷却水的循环利用率，达到节水节地的目的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统。通过在循环水流道入口处设置人字形导流墩、吸水池内布置扇贝型和三棱锥型倒水楔体，优化进水流道及水泵吸水管的入流流态，减少水泵由于入流不均匀而引起的震动，同时提高系统的消能率，缩短循环水流道消能长度，增加电厂冷却水的循环利用效率，以实现电厂的节约用地和用水。

所述系统包括：集水池、循环水流道、若干个导流墩、吸水管；

所述循环水流道包括依次相连的引水段、前池、吸水池；

所述引水段连接集水池与前池；

所述吸水管设置于吸水池的末端，所述吸水管与外接水泵连接；

所述若干个导流墩将从集水池流入循环水流道的水分成若干流道。

优选地，所述引水段采用圆弧形边墙；

所述导流墩包括靠边的边墩和中间的中墩；

所述导流墩呈人字形布于集水池与引水段连接处；所述边墩靠近集水池，中墩靠近循环水流道。

优选地，所述导流墩将从集水池流入循环水流道的水均匀分成若干流道。

优选地，所述系统还包括若干个分流墩；

所述分流墩设置在前池入口处；

所述分流墩与所述导流墩相对应，将水流在循环水流道内分成与循环水流道入口处相同数量的流道。

优选地，所述系统还包括扇形分流挑流墩；

所述扇形分流挑流墩设置在前池内，所述扇形分流挑流墩的尖端将循环水流道内的水流进行分散、平顺、挑起，使得循环水流道底部的水流能够均匀的进入吸水管。

优选地，所述扇形分流挑流墩在循环水流道内设置的高度与吸水管端部的高度相同。

优选地，所述扇形分流挑流墩的宽度为循环水流道内每个流道的宽度相同；

所述扇形分流挑流墩的长度为吸水管直径的2倍。

优选地，所述扇形分流挑流墩上沿扇形分流挑流墩表面径向设置有凹槽，所述凹槽两端设置有收口，所述凹槽的长度为扇形分流挑流墩长度的一半。

优选地，所述系统还包括倒水楔体；

所述倒水楔体设置于吸水池末端底部。

优选地，所述倒水楔体为三棱锥形倒水楔体；

所述倒水楔体由n个三棱锥和n-1个三棱柱组成；所述三棱锥与三棱柱依次间隔设置；

所述三棱锥长度相同，靠吸水池边壁设置的两个三棱锥高度相同，其他三棱锥的高度是靠吸水池边壁设置的三棱锥高度的一半；

所述三棱柱大小相同，高度为靠吸水池边壁设置的三棱锥高度的一半。

优选地，所述吸水管的端部设置为喇叭状吸水口；

所述喇叭状吸水口由1/4圆组成，喇叭状吸水口的末端为水平状。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过在循环水流道入口处设置人字形导流墩、吸水池内布置扇贝型和倒水楔体，优化进水流道及水泵吸水管的入流流态，减少水泵由于入流不均匀而引起的震动，同时提高系统的消能率，缩短循环水流道消能长度，增加电厂冷却水的循环利用效率，以实现电厂的节约用地和用水。具体而言：

(1)本发明通过设置人字形导流墩将集水池流入引水段的水进行分流分成若干流道，然后经前池入口分流墩继续分流，最后在吸水池进行汇流，以实现水流在循环水流道的消能，缩短循环水道的长度。

(2)本发明通过在引水段设置圆弧形边墙，可使流道进流顺畅。

(3)本发明在前池的末端，针对每个水道设置对应的扇形分流挑流墩将进入前池底部水流均匀分散并向上部挑起，然后由设置在吸水池末端底部的倒水楔体，将吸水池内上部遇到吸水池后壁沿后壁折返的水流平顺导入吸水管内，优化进水流道及水泵吸水管的入流流态，防止水流在三棱锥倒水楔体处产生回流和气泡，以便水流平顺均匀的进入吸水管，实现冷却塔内冷却水的循环。

(4)本发明通过将吸水管末端设置成喇叭状吸水口，进一步改善进入水泵进水流道内水流的流态，喇叭状吸水口可以使来自不同方向的水流更加充分和均匀的进入水泵进水流道。

附图说明

图1为一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统示意图。

图2为循环水道剖视图。

图3为扇形分流挑流墩示意图。

图4为倒水楔体示意图。

图5为吸水管示意图。

图中，1-集水池、2-引水段、3-前池、4-吸水池、5-导流墩、6-分流墩、7-扇形分流挑流墩、8-吸水管、9-倒水楔体、71-凹槽、81-喇叭状吸水口、91-三棱锥、92-三棱柱。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例1

如图1所示，本实施例公开了一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统。所述系统包括：集水池1、循环水流道、若干个导流墩5、吸水管8；

所述循环水流道包括依次相连的引水段2、前池3、吸水池4；

所述引水段2连接集水池1前池3；

所述吸水管8设置于吸水池4的末端，所述吸水管8与外接水泵连接；

所述若干个导流墩5将从集水池1流入循环水流道的水分成若干流道。

所述引水段2采用圆弧形边墙；

所述导流墩5包括靠边的边墩和中间的中墩；

所述导流墩5呈人字形布于集水池1与引水段2连接处；所述边墩靠近集水池1，中墩靠近循环水流道。

需要说明的是，在本申请中，根据水动力学消能原理，当水流从上空坠落至集水池1后，在集水池1内形成具有一定水深的圆形水域，当水深超过引水段底部高程后，水流从引水段溢出，进入循环水流道。集水池1与循环水流道连接处布置导流墩5，其目的是将水流平顺引入循环水流道。

所述系统通过在循环水流道的末端，即吸水池4设置吸水管，所述吸水管8与外接水泵连接，以实现电厂冷却水的循环利用。即冷却水从冷却塔流出后坠入集水池1，集水池1的水在引水段2入口处经人字形导流墩5进行将水分成平顺的若干股流道，然后再经圆弧形边墙顺畅流至前池3，经过前池3再流至吸水池4，吸水池4的水经外接水泵吸回冷却塔进行再利用。人字形导流墩5的设置和圆弧形边墙的设置增加了所述系统对集水池1流出的水的消能，可有效的减小循环水流道的长度，以实现节省系统所占空间以及用地的目的，同时，所述循环水流道的缩短，减少了所述系统中所需的循环水量，从而可以达到解约冷却水的目的。

作为一个具体的实施例，本实施例中导流墩5呈人字形，共四个，使集水池内的水流平顺、均匀的分成三股，分别流入三个循环水流道。两边两个为边墩，中间两个为中墩。

需要说明的是，所述导流墩5在集水池1与循环水流道连接处呈曲线型设置，可以是“人”字形，或者“V字形”、“U”字形等，只要是呈曲线型即可，其中，在循环水流道轴向的方向上，中墩的位置相对边墩更为靠近吸水池4，边墩更靠近集水池1一些。在循环水流道径向的方向上，中墩更靠近循环水道中线，边墩更靠近循环水流道的边墙。

在本实施例中，四个导流墩5中间两个为中墩，两边两个为边墩，中墩和边墩组成人字形设置于集水池1与循环水道入口交汇处。在将集水池1流入循环水流道的水均匀分成三股，此外，人字形结构的设置具有消能的作用，适用于坡度大于45°的陡坡，与以往斜坡消能工相比，适用的坡度更大，消能率更高。

需要说明的是，所述引水段2采用圆弧形边墙；以实现将水流从集水池引入引水段后，圆弧形边墙可使流道进流顺畅，并能减小边墙绕流引起的水流分离。在引水段2入口处设置人字形导流墩5，相当于在引水段2的斜坡进口布置弧形溢流坎，在引水段2采用圆弧形边墙，相当于引水段2在斜坡底部布置反弧连接段，可以起到平顺过渡水流，优化水流流态，提高消能率的目的。

根据本发明实施例，所述导流墩5将从集水池1流入循环水流道的水均匀分成若干流道。

根据本发明实施例，所述系统还包括若干个分流墩6；

所述分流墩6设置在前池3入口处；

所述分流墩6与所述导流墩5相对应，将水流在循环水流道内分成与循环水流道入口处相同数量的流道。

需要说明的是，所述分流墩6设置于前池3入口，即前池分流墩，从集水池流入的水经导流墩5分流后的水继续经分流墩6进行分流，以延长水在循环水流道内的股道长度，故在前池3入口处的分流墩6个数与导流墩5中的中墩个数相同。

作为一个具体的实施例，在本实施例中，分流墩6的个数为两个，两个分流墩6与两个中墩一一对应，即一个分流墩6与一个中墩相对应，相对应的分流墩6和中墩在循环水流道内处于同一轴线上。水流从集水池1进入循环水流道后先经导流墩5分成三股，然后再经两个分流墩6进一步将水流平顺的分到三个流道内。

本实施例中，所述前池分流墩6布置在前池3入口处，将前池3分成两个流道，分流墩6头部采用半圆形，主要作用是将水流平顺的分流到两侧的流道内，防止出现回流等不利流态。

根据本发明实施例，所述系统还包括扇形分流挑流墩7；

所述扇形分流挑流墩7设置在前池3内，所述扇形分流挑流墩7的尖端将循环水流道内的水流进行分散、平顺、挑起，使得循环水流道底部的水流能够均匀的进入吸水管。

需要说明的是，所述扇形分流挑流墩7设置于前池3末端的底部，所述吸水池有一个向下的坡度，即引水段2底部的高度高于吸水池4的底部的高度，在本实施例中，所述扇形分流挑流墩7的个数为三个，三个扇形分流挑流墩7设置于经2个分流墩6分流后的三个流道内。扇形分流挑流墩7以远离扇形圆弧的一端为尖端，所述扇形分流挑流墩7的尖端朝向循环水流道水流流入方向。

三个扇形分流挑流墩7与三个流道相对应，将进入前池3内的底部水流均匀分散并向上部挑起，以便水流平顺均匀的进入吸水管。

根据本发明实施例，所述扇形分流挑流墩7在循环水流道内设置的高度与吸水管8端部的高度相同。

根据本发明实施例，所述扇形分流挑流墩7的宽度为循环水流道内每个流道的宽度相同；

所述扇形分流挑流墩7的长度为吸水管8直径的2倍。

需要说明的是，扇形分流挑流墩7以扇形所在圆弧的两个端点之间的距离为扇形分流挑流墩7的宽度，以扇形分流挑流墩7的对称轴为扇形分流挑流墩7的长度。

所述扇形分流挑流墩7的高度设置得与吸水管8入口处的高度一致，便于扇形分流挑流墩7将水流平顺、挑起后被吸水管8吸入。

所述扇形分流挑流墩7高度与吸水管8距离吸水池底部的距离相当，长度为吸水管8直径的2倍，宽度与每个流道的宽度相当，方便水流更好的分流。

根据本发明实施例，所述扇形分流挑流墩7上沿扇形分流挑流墩表面径向设置有凹槽71，所述凹槽71两端设置有收口，所述凹槽71的长度为扇形分流挑流墩7长度的一半。

需要说明的是，所述扇形分流挑流墩7上沿扇形分流挑流墩7表面径向设置有凹槽71，作为一个具体的实施例，本实施例中每个扇形分流挑流墩上布置三条凹槽71，凹槽71两端设置收口，凹槽71大小跟扇形分流挑流墩7长度有关，一般取扇形分流挑流墩7长度的1/2。

所述凹槽71两端设置有收口，所述收口即凹槽71的过渡结构，使得凹槽71实现从无到有的过渡。也可使得水流沿凹槽71有一个过渡的作用力。

根据本发明实施例，所述系统还包括倒水楔体9；

所述倒水楔体设置于吸水池末端底部。

根据本发明实施例，所述倒水楔体9为三棱锥形倒水楔体；

所述倒水楔体9由n个三棱锥91和n-1个三棱柱92组成；所述三棱锥91与三棱柱92依次间隔设置；

所述三棱锥91长度相同，靠吸水池4边壁设置的两个三棱锥91高度相同，其他三棱锥91的高度是靠吸水池边壁设置的三棱锥91高度的一半；

所述三棱柱92大小相同，高度为靠吸水池边壁设置的三棱锥91高度的一半。

需要说明的是，所述倒水楔体9设置在吸水池4末端底部，其作用是将流道内表层水流平顺导入吸水管8中。本实施例中，倒水楔体9共由3个三棱锥91和2个三棱柱92组成，即n＝3。本实施例中3个三棱锥91长度相同，靠边壁两侧的2个三棱锥91高度相同，中间三棱锥91高度是两侧三棱锥91的1/2，中间2个三棱柱92大小相同，高度与中间三棱锥91相同。他们共同组成三棱锥91形倒水楔体9，将沿后壁折返的水流分成2股，平顺均匀的进入吸水管8。

所述三棱锥91形倒水楔体9的作用是减免吸水管8喇叭口附近的表面漩涡和水下漩涡，将吸水池4内上部遇到吸水池4后壁沿后壁折返的水流平顺导入吸水管内，防止水流在三棱锥91倒水楔体9处产生回流和气泡。

根据本发明实施例，所述吸水管8的端部设置为喇叭状吸水口81；

所述喇叭状吸水口81由1/4圆组成，喇叭状吸水口81的末端为水平状。

需要说明的是，所述喇叭状吸水口81布置在吸水管8的末端，将沿扇形分流挑流墩7和三棱锥形倒水楔体9导流后的水流进一步均匀平顺的导入吸水管8，喇叭状吸水口81的喇叭口由1/4圆组成，喇叭状吸水口81的末端为水平状，这样可以最大限度的将附近的水流平顺、均匀地吸入吸水管8，吸水管8与外接冷却水泵连接，通过外接冷却水泵将吸水池4内的水吸至冷却塔，从而实现冷却水的循环，即冷却塔→集水池1→引水段2→前池3→吸水池4→吸水管8→冷却水泵→冷却塔。

本实施例中，以吸水管8作为外接水泵进水流道的入口，布置在吸水池4后方，吸水管8为悬空倒立布置的立管，通过抽吸的方式将吸水池内的水吸入水泵内。吸入水流如果不均匀，或者带入气泡，会使水泵产生振动，从而导致破坏。因此，为了进一步改善进入水泵进水流道内水流的流态，在立管的末端增设的喇叭状吸水口81，喇叭状吸水口81可以使来自不同方向的水流更加充分和均匀的进入水泵进水流道。

总体而言，本实施例所述系统为电厂的循环水流道系统，通过设置人字形导流墩将集水池的水平顺的引入引水段并分成三个水流道进行消能，再经引水段圆弧形边墙使流道进流顺畅，然后再由前池入口分流墩将水继续分成三个水流道，再在每个水道设置对应的扇形分流挑流墩将进入前池底部水流均匀分散并向上部挑起，然后由设置在吸水池末端底部的倒水楔体，将吸水池内上部遇到吸水池后壁沿后壁折返的水流平顺导入吸水管内，防止水流在三棱锥倒水楔体处产生回流和气泡，以便水流平顺均匀的进入吸水管，实现冷却塔内冷却水的循环。本实施例通过所述系统的人字形导流墩、圆弧形边墙、分流墩、扇形分流挑流墩、倒水楔体对集水池的水进行消能，使其平顺、缓和的流入吸水池，再由冷却泵通过吸水管将水吸入冷却塔实现水的高效循环，达到节水节地的目的。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述系统包括：集水池(1)、循环水流道、若干个导流墩(5)、吸水管(8)；

所述循环水流道包括依次相连的引水段(2)、前池(3)、吸水池(4)；

所述引水段(2)连接集水池(1)与前池(3)；所述引水段(2)采用圆弧形边墙；

所述吸水管(8)设置于吸水池(4)的末端，所述吸水管(8)与外接水泵连接；

所述若干个导流墩(5)将从集水池(1)流入循环水流道的水分成若干流道；所述导流墩(5)包括靠边的边墩和中间的中墩；所述导流墩(5)呈人字形布于集水池(1)与引水段(2)连接处；所述边墩靠近集水池(1)，中墩靠近循环水流道；

所述系统还包括若干个分流墩(6)；所述分流墩(6)设置在前池(3)入口处；所述分流墩(6)与所述导流墩(5)相对应，将水流在循环水流道内分成与循环水流道入口处相同数量的流道；

所述系统还包括扇形分流挑流墩(7)；所述扇形分流挑流墩(7)设置在前池(3)内，所述扇形分流挑流墩(7)的尖端将循环水流道内的水流进行分散、平顺、挑起，使得循环水流道底部的水流能够均匀的进入吸水管(8)；所述扇形分流挑流墩(7)在循环水流道内设置的高度与吸水管(8)端部的高度相同。

2.根据权利要求1所述的一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述扇形分流挑流墩(7)的宽度与循环水流道内每个流道的宽度相同；

所述扇形分流挑流墩(7)的长度为吸水管(8)直径的2倍。

3.根据权利要求2所述的一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述扇形分流挑流墩(7)上沿扇形分流挑流墩(7)表面径向设置有凹槽(71)，所述凹槽(71)两端设置有收口，所述凹槽(71)的长度为扇形分流挑流墩(7)长度的一半。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述系统还包括倒水楔体(9)；

所述倒水楔体(9)设置于吸水池(4)末端底部。

5.根据权利要求4所述的一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述倒水楔体(9)为三棱锥形倒水楔体(9)；

所述倒水楔体(9)由n个三棱锥(91)和n-1个三棱柱(92)组成；所述三棱锥(91)与三棱柱(92)依次间隔设置；

所述三棱锥(91)长度相同，靠吸水池(4)边壁设置的两个三棱锥(91)高度相同，其他三棱锥(91)的高度是靠吸水池(4)边壁设置的三棱锥(91)高度的一半；

所述三棱柱(92)大小相同，高度为靠吸水池(4)边壁设置的三棱锥(91)高度的一半。

6.根据权利要求5所述的一种适用于电厂循环水流道的流态调整系统，其特征在于，所述吸水管(8)的端部设置为喇叭状吸水口(81)；

所述喇叭状吸水口(81)由1/4圆组成，喇叭状吸水口(81)的末端为水平状。