CN213334607U - 一种立式蓄能罐新型布水器 - Google Patents

一种立式蓄能罐新型布水器 Download PDF

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杨啸寒
杨波
李爱国
李璐
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Abstract

本实用新型公开了布水器技术领域的：一种立式蓄能罐新型布水器，包括蓄能罐，所述蓄能罐包括上布水器与下布水器，所述蓄能罐上布水器与下布水器的内腔均设置小圆盘与大圆盘，所述蓄能罐靠近顶部左端设置进水管，所述蓄能罐靠近底部左端设置出水管，所述蓄能罐的左右两侧外壁均设置活动紧固装置，所述蓄能罐的左右两侧外壁均活动设置伸缩支撑架，且活动紧固装置的内壁螺纹连接紧固螺杆，且紧固螺杆的底部活动连接在伸缩支撑架的顶部，所述伸缩支撑架的底部连接紧固板块，可以自动实现在蓄水罐中自然分层蓄冷蓄热的指标要求，并通过活动紧固装置与伸缩支撑架配合，加强蓄水罐整体的稳定性。

Description

一种立式蓄能罐新型布水器
技术领域
本实用新型涉及布水器技术领域，具体为一种立式蓄能罐新型布水器。
背景技术
清洁能源采暖的热源能源种类有两种选择：一是天然气、二是电力。目前，城市天然气主要用于炊事及采暖，炊事天然气的利用在全年每月用量基本均衡，但采暖用天然气却只有在冬季才大量消耗，为保障冬季采暖天然气使用需求，需要建设满足冬季采暖及炊事负荷的天然气储存站及输配管网等设施，投资巨大，但这些设施在非采暖季却处于较低负荷状态下运行，天然气储存及输配能力得不到有效发挥，存在投资浪费的情况。而城市的电力负荷高峰因普遍使用空调而往往发生在夏季，为满足夏季电力高峰负荷，同样需要投入大量资金建设发电厂、输配电网及变电设施，在非空调季同样未发挥出发电和输配电的能力，固定资产投资未高效利用。天然气与电力的能源互补利用形式，可有效解决以上两方面的问题：夏季适当发展燃气吸收式制冷，可充分发挥燃气储存及输配管网的能力，同时降低夏季空调负荷带来的发电及输配电网压力，减少电力设施投资；冬季发展电采暖，则可有效减少燃气储存、输配管网投资，同时客观上消纳了城市发电及输配电网的冗余容量，从而为城市能源供应及消费提供高效健康的发展方向。
储热式采暖是指在每天夜间低谷电价时段通电加热8-10小时，将廉价的电能转换成热能，并存储起来；在第二天白天14-16小时用电高峰时段断电，释放储存的热量向供热系统供热，这样，它既能利用低谷电价政策，又可以24小时持续向供热系统放热，充分消纳夜间多余电量，实现了“削峰填谷，低谷储热，电费减半”，最终在一定区域内实现发电及输配电的均衡，增加发电企业和输配电企业的效应，减小电力系统负荷峰谷差，提高电力系统的风电消纳能力。同时解决了清洁能源供热的难题。
在水蓄能技术中，关键问题是蓄能水箱(槽、罐)的结构形式，其要求是能有效防止所蓄冷热水与回流温水的混合造成的蓄冷量损失。水蓄能系统形式多样，可根据不同特点进行分类，根据其结构形式，有多槽型、隔膜型、自然分层型、以及迷宫型。在上述方法中，自然分层蓄冷方法简单、有效，是保证水蓄冷系统最为经济和高效的方法。
为此，我们提出一种立式蓄能罐新型布水器。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种立式蓄能罐新型布水器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种立式蓄能罐新型布水器，包括蓄能罐，所述蓄能罐包括上布水器与下布水器，所述蓄能罐上布水器与下布水器的内腔均设置小圆盘与大圆盘，所述蓄能罐靠近顶部左端设置进水管，所述蓄能罐靠近底部左端设置出水管，所述蓄能罐的左右两侧外壁均设置活动紧固装置，所述蓄能罐的左右两侧外壁均活动设置伸缩支撑架，且活动紧固装置的内壁螺纹连接紧固螺杆，且紧固螺杆的底部活动连接在伸缩支撑架的顶部，所述伸缩支撑架的底部连接紧固板块。
进一步的，所述活动紧固装置包括活动设置在蓄能罐左右两侧外壁的固定板块，所述固定板块的外壁通过连接轴活动设置翻转板块，所述翻转板块的外壁设置与紧固螺杆匹配的内螺纹孔，且翻转板块共有两组。
进一步的，所述伸缩支撑架包括活动设置在蓄能罐外壁的中空套管，中空套管的内壁设置活动杆架，活动杆架的外壁设置伸缩弹簧，且伸缩弹簧的上下两端均固定设置在活动杆架的外壁与中空套管的内壁。
进一步的，所述伸缩支撑架的顶部设置限位凹槽，且限位凹槽的内壁设置与紧固螺杆匹配的螺纹孔。
进一步的，所述固定板块的外壁设置限位挡板，且两组翻转板块组合的内螺纹孔与伸缩支撑架顶部螺纹孔位于同一轴线。
进一步的，所述紧固板块的底部设置防滑胶垫，且防滑胶垫的底部均匀设置V型防滑纹。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在蓄能罐上布水器与下布水器中均安装小圆盘与大圆盘，根绝蓄能罐中需求的斜温层厚度进行计算并设置小圆盘与大圆盘上开孔的大小并安装在蓄能罐中，从而可以自动实现在蓄水罐中自然分层蓄冷蓄热的指标要求，并通过活动紧固装置与伸缩支撑架配合，加强蓄水罐整体的稳定性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型活动紧固装置结构示意图。
图中：1、蓄能罐；2、小圆盘；3、大圆盘；4、进水管；5、出水管；6、活动紧固装置；61、固定板块；62、翻转板块；63、内螺纹孔；7、伸缩支撑架；8、紧固板块；9、紧固螺杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种立式蓄能罐新型布水器，包括蓄能罐1，蓄能罐1包括上布水器与下布水器，蓄能罐1上布水器与下布水器的内腔均设置小圆盘2与大圆盘3，在小圆盘2与大圆盘3的外壁上均匀设置蓄能罐1靠近顶部左端设置进水管4，蓄能罐1靠近底部左端设置出水管5，蓄能罐1的左右两侧外壁均设置活动紧固装置6，蓄能罐1的左右两侧外壁均活动开孔，通过斜纹层厚度通过计算得出开孔的大小，伸缩支撑架7，且活动紧固装置6的内壁螺纹连接紧固螺杆9，且紧固螺杆9的底部活动连接在伸缩支撑架7的顶部，伸缩支撑架7的底部连接紧固板块8。
请参阅图2，活动紧固装置6包括活动设置在蓄能罐1左右两侧外壁的固定板块61，固定板块61的外壁通过连接轴活动设置翻转板块62，翻转板块62的外壁设置与紧固螺杆9匹配的内螺纹孔63，且翻转板块62共有两组,在伸缩杆架7伸缩支撑架在地面上后，可以旋转两组翻转板块62，使得两组翻转板块62拼合固定，并在内螺纹孔63中插接紧固螺杆9；
请再次参阅图1，伸缩支撑架7包括活动设置在蓄能罐1外壁的中空套管，中空套管的内壁设置活动杆架，活动杆架的外壁设置伸缩弹簧，且伸缩弹簧的上下两端均固定设置在活动杆架的外壁与中空套管的内壁,使得伸缩支撑架7中的活动杆架通过伸缩弹簧可以自动的压合在地面上固定，保证蓄能罐整体的稳定性；
请参阅图1和图2，伸缩支撑架7的顶部设置限位凹槽，且限位凹槽的内壁设置与紧固螺杆9匹配的螺纹孔，固定板块61的外壁设置限位挡板，且两组翻转板块62组合的内螺纹孔63与伸缩支撑架7顶部螺纹孔位于同一轴线,通过相匹配的内螺纹孔63与螺纹孔，并在其中螺纹连接紧固螺杆9，通过紧固螺杆9螺纹连接，保证将伸缩支撑架7进行限位固定；
紧固板块8的底部设置防滑胶垫，且防滑胶垫的底部均匀设置V型防滑纹，通过防滑胶垫保证紧固板块8贴合在地面上后，可以保证其防滑效果。
蓄能罐布水器的设计：
1、下布水器水力计算
(1)1号小圆盘
1)速度场的计算
此类型的布水器孔口出流为淹没出流，进水主管的设计流速为V＜1.0m/s；
布水器孔板面安装距离蓄能罐的底面高度为D＜200mm；
以布水器上端孔板断面为1-＝1断面，蓄能水罐底部断面为2-2断面，根据总能量守恒方程：
P1/Υ1+v1 2/2g+Z1＝P2/Υ2+v2 2/2g+Z2
其中：Z1、Z2——选定的1、2渐变流断面上任一点相对于选定基准面高程；
P1、P2——相应断面同一选定点的压强；
v1、v2——相应断面的平均流速；
带入Z2-Z1＝0.20m、g＝9.8N/kg，V2＝0(2-2断面最低流速)，计算V1≥0.05m/s
2)孔板及孔口面积的计算
蓄能罐罐体直径2.7m，罐体高度6m，罐体有效体积25m3，可蓄热量2500kWh,蓄热负荷约为250kW，根据负荷的数值可计算出进入布水器的水流流量，即为Q＝10m3/h。
根据孔口淹没出流计算公式：
Q＝μ·A·√(2gH)
以及收缩系数公式
ε＝AC/A
其中：μ——流量系数，可取0.60～0.62；
A——孔板总面积；
H——布水器高度(200mm)
AC——孔口总面积；
ε——收缩系数，可取0.62～0.64.
根据Q与V1，可计算出AC的总面积，AC＝0.05㎡；
图中1号小盘：圆盘侧面开孔数60个，孔径30mm；底部开孔数12个，孔径20mm，总孔口面积0.046㎡，满足计算要求。
根据收缩系数公式及ε数值，可计算出A的总面积为0.78，满足计算要求；
根据孔口淹没出流计算公式，可计算出H的高度，为0.22，图中1号小盘高度为0.20m。
3)孔口直径的计算
根据层流判定公式：
Re＝vd/υ
其中：Re——雷诺数，层流时＜2000；
V——孔口出流流速，0.05m/s；
d——孔口直径；
υ——运动粘滞系数，取1.31×10-6
计算得出，d≤50mm
现打孔为20～30mm，满足计算结果。
(2)2号大圆盘水力计算
1)速度场的计算
开孔132个，孔径80mm，流量等于小圆盘1流量，为10m3/h，由公式Q＝AV计算出孔口流速，大圆盘2孔口流速为0.01m/s；
2)孔口及孔板面积的计算
按照孔口淹没出流公式校核孔口面积：
列渐变流断面1-1和2-2的能量方程
Figure BDA0002708712860000061
Figure BDA0002708712860000062
Figure BDA0002708712860000063
Figure BDA0002708712860000064
其中：μ——流量系数；
A——孔板总面积；
H——布水器高度；
AC——孔口总面积。
得出AC＝0.6㎡，现圆盘2孔口总面积为0.66㎡，满足计算要求。
根据收缩系数公式及ε数值，可计算出A面积为5.72，满足计算要求。
3)斜温层底边水头
以布水器上端孔板断面为1-1断面，蓄能水罐中部斜温层下断面为2-2断面，根据总能量守恒方程：
P1/Υ1+v1 2/2g+Z1＝P2/Υ2+v2 2/2g+Z2
其中：Z1、Z2——选定的1、2渐变流断面上任一点相对于选定基准面高程；
P1、P2——相应断面同一选定点的压强；
v1、v2——相应断面的平均流速；
带入g＝9.8N/kg，V2＝0，V1＝0.55m/s，Z1＝5.8m，得出Z2＝3.10m。
2、上布水器水力计算
(1)1号小圆盘
1)速度场的计算
此类型的布水器孔口出流为淹没出流，进水主管的设计流速为V＜1.0m/s；
布水器孔板面安装距离蓄能罐的顶部高度为D＜200mm；
以布水器下端孔板断面为1-1断面，蓄能水罐顶部断面为2-2断面，根据总能量守恒方程：
P1/Υ1+v1 2/2g+Z1＝P2/Υ2+v2 2/2g+Z2
其中：Z1、Z2——选定的1、2渐变流断面上任一点相对于选定基准面高程；
P1、P2——相应断面同一选定点的压强；
v1、v2——相应断面的平均流速；
带入Z1-Z2＝0.20m、g＝9.8N/kg，V2＝0(2-2断面最低流速)，计算V1≥0.05m/s
2)孔板及孔口面积的计算
蓄能罐罐体直径2.7m，罐体高度6m，罐体有效体积25m3，可蓄热量2500kWh,蓄热负荷约为250kW，根据负荷的数值可计算出进入布水器的水流流量，即为Q＝10m3/h。
根据孔口淹没出流计算公式：
Q＝μ·A·√(2gH)
以及收缩系数公式
ε＝AC/A
其中：μ——流量系数，可取0.60～0.62；
A——孔板总面积；
H——布水器高度(200mm)
AC——孔口总面积；
ε——收缩系数，可取0.62～0.64.
根据Q与V1，可计算出AC的总面积，AC＝0.05㎡；
图中1号小盘：圆盘侧面开孔数60个，孔径30mm；底部开孔数12个，孔径20mm，总孔口面积0.046㎡，满足计算要求。
根据收缩系数公式及ε数值，可计算出A的总面积为0.78，满足计算要求；
根据孔口淹没出流计算公式，可计算出H的高度，为0.22，图中1号小盘高度为0.20m。
3)孔口直径的计算
根据层流判定公式：
Re＝vd/υ
其中：Re——雷诺数，层流时＜2000；
V——孔口出流流速，0.05m/s；
d——孔口直径；
υ——运动粘滞系数，取1.31×10-6
计算得出，d≤50mm
现打孔为20～30mm，满足计算结果。
(2)2号大圆盘水力计算
1)速度场的计算
开孔132个，孔径80mm，流量等于小圆盘1流量，为10m3/h，由公式Q＝AV计算出孔口流速，大圆盘2孔口流速为0.01m/s；
2)孔口及孔板面积的计算
按照孔口淹没出流公式校核孔口面积：
列渐变流断面1-1和2-2的能量方程
Figure BDA0002708712860000091
Figure BDA0002708712860000092
Figure BDA0002708712860000093
Figure BDA0002708712860000094
其中：μ——流量系数；
A——孔板总面积；
H——布水器高度；
AC——孔口总面积。
得出AC＝0.6㎡，现圆盘2孔口总面积为0.66㎡，满足计算要求。
根据收缩系数公式及ε数值，可计算出A面积为5.72，满足计算要求。
3)斜温层上边水头
以布水器下端孔板断面为1-1断面，蓄能水罐中部斜温层上断面为2-2断面，根据总能量守恒方程：
P1/Υ1+v1 2/2g+Z1＝P2/Υ2+v2 2/2g+Z2
其中：Z1、Z2——选定的1、2渐变流断面上任一点相对于选定基准面高程；
P1、P2——相应断面同一选定点的压强；
v1、v2——相应断面的平均流速；
带入g＝9.8N/kg，V2＝0，V1＝0.55m/s，Z1＝2.8m，得出Z2＝2.95m。
4)斜温层厚度
由上述斜温层底边水头与斜温层上边水头可计算得出斜温层厚度
斜温层厚度＝斜温层底边水头-斜温层上边水头
＝3.10-2.95
＝0.25m
斜温层厚度满足＜300mm的设计要求，并通过蓄能罐保温层计算书计算得出冬季工况保温层厚度需要80mm，夏季工况保温层厚度需要100mm,因此保温层厚度为100mm。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种立式蓄能罐新型布水器，包括蓄能罐(1)，所述蓄能罐(1)包括上布水器与下布水器，其特征在于：所述蓄能罐(1)上布水器与下布水器的内腔均设置小圆盘(2)与大圆盘(3)，所述蓄能罐(1)靠近顶部左端设置进水管(4)，所述蓄能罐(1)靠近底部左端设置出水管(5)，所述蓄能罐(1)的左右两侧外壁均设置活动紧固装置(6)，所述蓄能罐(1)的左右两侧外壁均活动设置伸缩支撑架(7)，且活动紧固装置(6)的内壁螺纹连接紧固螺杆(9)，且紧固螺杆(9)的底部活动连接在伸缩支撑架(7)的顶部，所述伸缩支撑架(7)的底部连接紧固板块(8)。
2.根据权利要求1所述的一种立式蓄能罐新型布水器，其特征在于：所述活动紧固装置(6)包括活动设置在蓄能罐(1)左右两侧外壁的固定板块(61)，所述固定板块(61)的外壁通过连接轴活动设置翻转板块(62)，所述翻转板块(62)的外壁设置与紧固螺杆(9)匹配的内螺纹孔(63)，且翻转板块(62)共有两组。
3.根据权利要求2所述的一种立式蓄能罐新型布水器，其特征在于：所述伸缩支撑架(7)包括活动设置在蓄能罐(1)外壁的中空套管，中空套管的内壁设置活动杆架，活动杆架的外壁设置伸缩弹簧，且伸缩弹簧的上下两端均固定设置在活动杆架的外壁与中空套管的内壁。
4.根据权利要求3所述的一种立式蓄能罐新型布水器，其特征在于：所述伸缩支撑架(7)的顶部设置限位凹槽，且限位凹槽的内壁设置与紧固螺杆(9)匹配的螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种立式蓄能罐新型布水器，其特征在于：所述固定板块(61)的外壁设置限位挡板，且两组翻转板块(62)组合的内螺纹孔(63)与伸缩支撑架(7)顶部螺纹孔位于同一轴线。
6.根据权利要求1所述的一种立式蓄能罐新型布水器，其特征在于：所述紧固板块(8)的底部设置防滑胶垫，且防滑胶垫的底部均匀设置V型防滑纹。
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