RU2592448C2

RU2592448C2 - Zoned megapolis water supply system

Info

Publication number: RU2592448C2
Application number: RU2014134411/13A
Authority: RU
Inventors: Феликс Владимирович Кармазинов; Анатолий Кириллович Кинебас; Евгений Анатольевич Мельник; Юрий Анатольевич Курганов; Юрий Александрович Ильин; Виктор Сергеевич Игнатчик; Светлана Юрьевна Игнатчик
Original assignee: Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга"
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-07-20
Also published as: RU2014134411A

Abstract

FIELD: water supply.

SUBSTANCE: invention relates to water supply. System comprises circular water supply network (1), divided into zones (2 and 3) interconnected by water lines (22), sources (4) power supply network water, areal pump stations (7) with suction pipelines (6), parallel pumps (8) with pressure pipelines (9) connected with pressure main pipelines (10) for supply of water in zone, areal standby-adjusting tank (5) connected to at least one source (4) for supply of network with water and areal pump stations (7) by means of suction pipelines (6) installed at water supply network (1) at least one zone at least one augmenting pump station (11) with suction pipeline (12) installed at water supply network pump station (15) with feed (16) and discharge (17) via pipelines and connected to it non-pressure standby-adjusting tank (18). Non-pressure standby-adjusting tank (18) is connected by supply pipeline (16) with pump station (15) installed on water supply network, at least one augmenting pump station (11) of at least one zone is additionally equipped with pressure pipeline (13) and local water supply network (14). Pressure pipeline (13) is connected with local water supply network (14), and suction pipeline (12) with water supply network (1) of this area. System is additionally equipped with supply pipeline (19) which connects water supply network (1) and non-pressure standby-adjusting tank (18), extra local water supply network (20) connected to supply pipeline (16), bypass line (21), connecting supply pipeline (19) with discharge pipes (17).

EFFECT: reduced power consumption for transportation of water and higher reliability.

9 cl, 6 dwg

Description

Система относится к строительству, в частности к системам водоснабжения населенных мест.The system relates to construction, in particular to water supply systems in populated areas.

Известна система водоснабжения населенного пункта, включающая резервуары чистой воды, насосную станцию с нерегулируемыми насосами, запасно-регулирующую емкость, поддерживающую нормативный напор в разводящей сети, и наружную разводящую сеть, соединенные с трубопроводами, регулируемый насос, установленный после нерегулируемых насосов и соединенный с ним последовательно через запасно-регулирующую емкость (см. авторское свидетельство СССР №859559, Е03В 7/04, приоритет от 17.07.79 г.).A well-known water supply system of a settlement, including clean water tanks, a pumping station with unregulated pumps, a reserve-regulating tank that supports the normative pressure in the distribution network, and an external distribution network connected to pipelines, an adjustable pump installed after unregulated pumps and connected in series with it through the reserve-regulating capacity (see USSR author's certificate No. 859559, ЕВВ 7/04, priority dated July 17, 79).

Недостаток этой системы - узкая область применения, т.к. она не может быть применена для больших городов ввиду ограниченного объема запасно-регулирующей емкости.The disadvantage of this system is the narrow scope, because it cannot be applied to large cities due to the limited volume of reserve-regulatory capacity.

Известна система водоснабжения города, включающая водопроводные станции (очистные сооружения, резервуары чистой воды, насосные станции второго подъема), расположенные в городе и пригородах, водопроводные сети и повысительные насосные станции, расположенные на сетях (Кармазинов Ф.В. Реконструкция и развитие систем водоснабжения и водоотведения Санкт-Петербурга // Водоснабжение и санитарная техника. - 2004. №8-2. С. 2-7.There is a well-known water supply system of the city, including water stations (treatment facilities, clean water tanks, pumping stations of the second rise) located in the city and its suburbs, water networks and booster pump stations located on the networks (Karmazinov F.V. Reconstruction and development of water supply systems and water disposal in St. Petersburg // Water supply and sanitary equipment. - 2004. No. 8-2. P. 2-7.

Недостаток этой системы - низкая надежность водопроводных сетей, поскольку они работают под избыточным давлением, которое поддерживается по всей зоне в целом на максимальном уровне.The disadvantage of this system is the low reliability of water supply networks, since they operate under excessive pressure, which is maintained at the maximum level throughout the entire zone.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является «Система водоснабжения мегаполиса», содержащая кольцевую водопроводную сеть, разделенную на зоны, соединенные между собой водоводами, источники питания сети водой, зональные насосные станции с напорными магистральными трубопроводами подачи воды в зоны, установленную на сети насосную станцию с подающим и отводящими трубопроводами и соединенную с ней запасно-регулирующую емкость. В известной системе запасно-регулирующая емкость выполнена безнапорной, зональные насосные станции выполнены в виде совокупности параллельно установленных насосов, при этом:The closest solution to the proposed invention is a “megalopolis water supply system”, containing an annular water supply network, divided into zones interconnected by water conduits, water supply sources, zone pumping stations with pressure main pipelines for supplying water to zones installed on the network pumping station with supply and discharge pipelines and a reserve-regulating tank connected to it. In the known system, the reserve-regulating capacity is made non-pressure, the zone pumping stations are made in the form of a set of parallel installed pumps, while:

- по крайней мере, одна зональная насосная станция выполнена в виде совокупности параллельно установленных групп низконапорных и высоконапорных насосов с напорными трубопроводами, а напорные трубопроводы группы высоконапорных насосов соединены с напорными магистральными трубопроводами подачи воды в зоны;- at least one zone pump station is made in the form of a set of parallel-mounted groups of low-pressure and high-pressure pumps with pressure pipelines, and pressure pipelines of the group of high-pressure pumps are connected to pressure pipelines of water supply to the zones;

- зональные насосные станции снабжены всасывающими трубопроводами и напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны, соединенными с напорными трубопроводами группы низконапорных насосов;- zonal pumping stations are equipped with suction pipelines and pressure transport pipelines for supplying water to zones connected to pressure pipelines of a group of low-pressure pumps;

- система снабжена зональными запасно-регулирующими емкостями, соединенными, по крайней мере, с одним источником питания сети водой и зональными насосными станциями при помощи всасывающих трубопроводов, и установленной на водопроводной сети, по меньшей мере, одной зоны, по меньшей мере, одной повысительной насосной станцией с всасывающим трубопроводом, соединенным с напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны.- the system is equipped with zonal reserve-regulating tanks connected to at least one network power source with water and zonal pumping stations using suction pipelines, and installed on the water supply network of at least one zone of at least one booster pump station with a suction pipe connected to pressure transport pipelines to supply water to the zone.

Имеется вариант развития системы, когда:There is a system development option when:

- по крайней мере, одна зональная насосная станция, выполненная в виде совокупности параллельно установленных групп низконапорных и высоконапорных насосов с напорными трубопроводами, снабжена группой дополнительных низконапорных насосов с напорными трубопроводами. При этом данная зональная насосная станция снабжена дополнительными напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны, соединенными с напорными трубопроводами группы дополнительных низконапорных насосов;- at least one zone pump station, made in the form of a set of parallel-mounted groups of low-pressure and high-pressure pumps with pressure pipelines, is equipped with a group of additional low-pressure pumps with pressure pipelines. Moreover, this zone pump station is equipped with additional pressure pipelines for supplying water to the zones connected to pressure pipelines of the group of additional low-pressure pumps;

- система снабжена установленной на водопроводной сети данной зоны, по меньшей мере, одной дополнительной повысительной насосной станцией с всасывающим трубопроводом, соединенным с дополнительными напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны;- the system is equipped with at least one additional booster pump station with a suction pipe connected to additional pressure transport pipelines for supplying water to the zones installed on the water supply network of the zone;

- система снабжена, по меньшей мере, одной водопроводной безнапорной запасно-регулирующей емкостью, соединенной с всасывающим трубопроводом повысительной насосной станции и с напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны;- the system is equipped with at least one non-pressure water supply reserve-regulating tank connected to the suction pipe of the booster pump station and to pressure transport pipelines for supplying water to the zones;

- система снабжена, по меньшей мере, одной дополнительной водопроводной безнапорной запасно-регулирующей емкостью, соединенной с всасывающим трубопроводом дополнительной повысительной насосной станции и с дополнительными напорными транспортными трубопроводами подачи воды в зоны (см. Система водоснабжения мегаполиса: патент на изобретение №2321706, Рос. Федерация: МПК E03B 7/04 (2006.01) / Кармазинов Ф.В., Кинебас А.К., Беляев А.Н., Ильин Ю.А, Игнатчик B.C., Игнатчик С.Ю. и др.; опубл. 10.04.2008, Бюл. №10).- the system is equipped with at least one additional water supply non-pressure reserve-regulating tank connected to the suction pipe of an additional boosting pump station and with additional pressure transport pipelines for supplying water to the zones (see Megapolis water supply system: patent for invention No. 2321170, Ros. Federation: IPC E03B 7/04 (2006.01) / Karmazinov F.V., Kinebas A.K., Belyaev A.N., Ilyin Yu.A., Ignatchik BC, Ignatchik S.Yu. et al .; publ. 10.04. 2008, Bull. No. 10).

Для известной «Системы водоснабжения мегаполиса» характерны следующие недостатки.The well-known “Metropolis Water Supply System” is characterized by the following disadvantages.

1. Высокие затраты электроэнергии на транспортировку воды, поскольку при поступлении воды из водопроводной сети в запасно-регулирующие безнапорные емкости происходит безвозвратная потеря остаточного напора, для создания которого затрачена электроэнергия на насосных станциях.1. High energy costs for transporting water, since when water enters the water supply network into the reserve-regulating pressureless vessels, there is an irrevocable loss of residual pressure, the creation of which consumed electricity at pumping stations.

2. Низкая надежность водопроводных сетей, поскольку они работают под избыточным давлением, которое поддерживается по всей зоне в целом на максимальном уровне, без учета того, что в отдельных ее частях оно могло быть значительно ниже (районы малоэтажной застройки, пониженный рельеф и т.п.). Кроме того, это характерно и для всей системы, включающей несколько зон, в которой давление между зонами так же не регулируется, поскольку они соединены между собой водоводами.2. Low reliability of water supply networks, since they operate under excess pressure, which is maintained at the maximum level throughout the entire zone as a whole, without taking into account the fact that in some parts it could be significantly lower (low-rise areas, low relief, etc. .). In addition, this is also characteristic of the entire system, including several zones, in which the pressure between the zones is also not regulated, since they are interconnected by water conduits.

Задачей настоящего изобретения является снижение затрат электроэнергии на транспортировку воды и повышение надежности системы.The objective of the present invention is to reduce the cost of electricity for transporting water and improving the reliability of the system.

Поставленная задача решена так, что в известной системе, содержащей кольцевую водопроводную сеть, разделенную на зоны, соединенные между собой водоводами, источники питания сети водой, зональные насосные станции с всасывающими трубопроводами, параллельно установленными насосами с напорными трубопроводами, соединенными с напорными магистральными трубопроводами подачи воды в зоны, зональные запасно-регулирующие емкости, соединенные, по крайней мере, с одним источником питания сети водой и зональными насосными станциями при помощи всасывающих трубопроводов, установленную на водопроводной сети, по меньшей мере, одной зоны, по меньшей мере, одну повысительную насосную станцию с всасывающим трубопроводом, установленную на водопроводной сети насосную станцию с подающим и отводящими трубопроводами и соединенную с ней безнапорную запасно-регулирующую емкость, в соответствии с настоящим изобретением:The problem is solved in such a way that in a known system comprising an annular water supply network divided into zones interconnected by water conduits, water supply sources, zone pumping stations with suction pipelines, pumps installed in parallel with pressure pipelines connected to pressure main water supply pipelines to zones, zonal reserve-regulating tanks connected to at least one network power supply with water and zonal pumping stations by suction pipelines installed on a water supply network of at least one zone, at least one booster pump station with a suction pipe, a pump station installed on a water supply network with supply and discharge pipelines and a pressure-free reserve-regulating tank connected to it, in accordance with the present invention:

- безнапорная запасно-регулирующая емкость соединена с подающим трубопроводом установленной на водопроводной сети насосной станции;- non-pressure reserve-regulating capacity connected to the supply pipe installed on the water supply network of the pumping station;

- по меньшей мере, одна повысительная насосная станция, по меньшей мере, одной зоны дополнительно снабжена напорным трубопроводом и локальной водопроводной сетью, при этом напорный трубопровод соединен с локальной водопроводной сетью, а всасывающий трубопровод - с водопроводной сетью этой зоны;- at least one booster pump station of at least one zone is additionally provided with a pressure pipe and a local water supply network, the pressure pipe being connected to a local water supply network and the suction pipe to a water supply network of this zone;

- система дополнительно снабжена подводящим трубопроводом, соединяющим водопроводную сеть и безнапорную запасно-регулирующую емкость, дополнительной локальной водопроводной сетью, соединенной с подающим трубопроводом, байпасной линией, соединяющей подводящий трубопровод с отводящими трубопроводами.- the system is additionally equipped with a supply pipe connecting the water supply network and non-pressure reserve-regulating capacity, an additional local water supply network connected to the supply pipe, a bypass line connecting the supply pipe to the discharge pipelines.

Имеются варианты развития, когда:There are development options when:

- система дополнительно снабжена клапанами, установленными на отводящих трубопроводах между точками соединения байпасной линии с отводящими трубопроводами и дополнительной локальной водопроводной сетью, регулирующими давление в дополнительной локальной водопроводной сети;- the system is additionally equipped with valves installed on the discharge pipelines between the points of connection of the bypass line with the discharge pipelines and an additional local water supply network that regulate the pressure in the additional local water supply network;

- локальная водопроводная сеть и дополнительная локальная водопроводная сеть соединены с кольцевой водопроводной сетью, по меньшей мере, одним соединительным трубопроводом с установленным на нем клапаном, регулирующим давление в локальной водопроводной сети и дополнительной локальной водопроводной сети;- the local water supply network and the additional local water supply network are connected to the annular water supply network by at least one connecting pipe with a valve installed thereon that controls the pressure in the local water supply network and the additional local water supply network;

- насосная станция дополнительно снабжена группой низконапорных насосов с всасывающими трубопроводами, соединенными с подводящим трубопроводом и напорными трубопроводами, соединенными с отводящими трубопроводами насосной станции;- the pumping station is additionally equipped with a group of low-pressure pumps with suction pipelines connected to the supply pipe and pressure pipes connected to the discharge pipelines of the pumping station;

- насосная станция дополнительно снабжена обводящим трубопроводом, соединяющим подводящий трубопровод с подающим трубопроводом, клапаном, регулирующим давление, установленным на обводящем трубопроводе, при этом клапан, регулирующий давление, установлен с возможностью регулирования давления перед насосной станцией;- the pumping station is additionally equipped with a bypass pipe connecting the inlet pipe to the supply pipe, a pressure control valve installed on the bypass pipe, while the pressure control valve is configured to control the pressure in front of the pumping station;

- насосная станция дополнительно снабжена гидравлической машиной, например гидротурбиной, кинематически соединенной с электрогенератором, установленной на подводящем трубопроводе;- the pumping station is additionally equipped with a hydraulic machine, for example, a hydraulic turbine kinematically connected to an electric generator installed on the supply pipe;

- система дополнительно снабжена межзонными клапанами, регулирующими давление, установленными на водоводах;- the system is additionally equipped with interzone pressure regulating valves installed on water conduits;

- повысительная насосная станция дополнительно снабжена клапаном, регулирующим давление после себя, установленным на напорном трубопроводе, байпасным трубопроводом, соединяющим всасывающий трубопровод с напорным трубопроводом, при этом точка соединения байпасного трубопровода с напорном трубопроводом расположена между повысительной насосной станцией и клапаном, регулирующим давление после себя.- the booster pump station is additionally equipped with a pressure regulating valve installed on the pressure pipe, a bypass pipe connecting the suction pipe to the pressure pipe, and the connection point of the bypass pipe with the pressure pipe is located between the booster pump station and the pressure control valve after itself.

Отличительными признаками заявляемой зональной системы водоснабжения являются:Distinctive features of the claimed zonal water supply system are:

1. Соединение безнапорной запасно-регулирующей емкости с подающим трубопроводом установленной на водопроводной сети насосной станции;1. Connection of non-pressure reserve-regulating capacity with the supply pipe installed on the water supply network of the pumping station;

2. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере, одной повысительной насосной станцией, по меньшей мере, одной зоны напорным трубопроводом;2. Additional supply of the system to at least one booster pump station of at least one zone with a pressure pipe;

3. Дополнительное снабжение системы, по меньшей мере, одной повысительной насосной станцией, по меньшей мере, одной зоны локальной водопроводной сетью;3. Additional supply of the system to at least one booster pump station of at least one zone with a local water supply network;

4. Соединение напорного трубопровода повысительной насосной станции с локальной водопроводной сетью, а всасывающего трубопровода - с водопроводной сетью этой зоны;4. Connection of the pressure line of the booster pump station to the local water supply network, and the suction pipe to the water supply network of this zone;

5. Дополнительное снабжение системы подводящим трубопроводом, соединяющим водопроводную сеть и безнапорную запасно-регулирующую емкость;5. Additional supply of the system with a supply pipe connecting the water supply network and non-pressure reserve-regulating capacity;

6. Дополнительное снабжение системы дополнительной локальной водопроводной сетью, соединенной с подающим трубопроводом;6. Additional supply of the system with an additional local water supply network connected to the supply pipeline;

7. Дополнительное снабжение системы байпасной линией, соединяющей подводящий трубопровод с отводящими трубопроводами;7. Additional supply of the system with a bypass line connecting the supply pipe to the discharge pipes;

8. Дополнительное снабжение системы клапанами, установленными на отводящих трубопроводах между точками соединения байпасной линии с отводящими трубопроводами и дополнительной локальной водопроводной сетью;8. Additional supply of the system with valves installed on the discharge pipelines between the points of connection of the bypass line with the discharge pipelines and an additional local water supply network;

9. Выполнение клапанов регулирующими давление в дополнительной локальной водопроводной сети;9. The implementation of the valves regulating the pressure in the additional local water supply network;

10. Соединение локальной водопроводной сети и дополнительной локальной водопроводной сети с кольцевой водопроводной сетью, по меньшей мере, одним соединительным трубопроводом с установленным на нем клапаном, регулирующим давление в локальной водопроводной сети и дополнительной локальной водопроводной сети;10. The connection of the local water supply network and the additional local water supply network with the annular water supply network, at least one connecting pipe with a valve installed on it, regulating the pressure in the local water supply network and the additional local water supply network;

11. Дополнительное снабжение насосной станции группой низконапорных насосов с всасывающими трубопроводами, соединенными с подводящим трубопроводом;11. Additional supply of the pumping station with a group of low-pressure pumps with suction pipelines connected to the supply pipe;

12. Дополнительное снабжение насосной станции группой низконапорных насосов напорными трубопроводами, соединенными с отводящими трубопроводами насосной станции;12. Additional supply of the pumping station with a group of low-pressure pumps with pressure pipelines connected to the discharge pipelines of the pumping station;

13. Дополнительное снабжение насосной станции обводящим трубопроводом, соединяющим подводящий трубопровод с подающим трубопроводом;13. Additional supply of the pumping station with a bypass pipe connecting the supply pipe to the supply pipe;

14. Дополнительное снабжение насосной станции клапаном, регулирующим давление, установленным на обводящем трубопроводе;14. Additional supply of the pumping station with a pressure regulating valve installed on the bypass pipeline;

15. Установка клапана, регулирующего давление, с возможностью регулирования давления перед насосной станцией;15. Installation of a pressure regulating valve with the possibility of regulating the pressure in front of the pumping station;

16. Дополнительное снабжение насосной станции гидравлической машиной, например гидротурбиной, кинематически соединенной с электрогенератором;16. Additional supply of the pumping station with a hydraulic machine, for example, a hydraulic turbine kinematically connected to an electric generator;

17. Установка гидравлической машины на подводящем трубопроводе насосной станции;17. Installation of a hydraulic machine in the inlet pipe of the pumping station;

18. Дополнительное снабжение системы межзонными клапанами, регулирующими давление;18. Additional supply of the system with interzone pressure regulating valves;

19. Установка межзонных клапанов на водоводах;19. Installation of interzone valves in the waterways;

20. Дополнительное снабжение повысительной насосной станции клапаном, регулирующим давление после себя;20. Additional supply of the booster pump station with a valve that controls the pressure after itself;

21. Установка клапана, регулирующего давление после себя на напорном трубопроводе;21. Installation of a valve that controls the pressure after itself on the pressure pipe;

22. Дополнительное снабжение повысительной насосной станции байпасным трубопроводом, соединяющим всасывающий трубопровод с напорным трубопроводом;22. Additional supply of the booster pump station with a bypass pipe connecting the suction pipe to the pressure pipe;

23. Расположение точки соединения байпасного трубопровода с напорном трубопроводом между повысительной насосной станцией и клапаном, регулирующим давление после себя.23. The location of the connection point of the bypass pipe with the pressure pipe between the booster pump station and the valve that controls the pressure after itself.

По сведениям, имеющимся у авторов, отличительные признаки 1, 2, 5, 11, 17, 20 и 22 в технической литературе известны, а остальные - нет, что отвечает критерию патентоспособности «новизна».According to the information available to the authors, the distinguishing features 1, 2, 5, 11, 17, 20 and 22 are known in the technical literature, and the rest are not, which meets the patentability criterion of “novelty”.

Совместное применение в заявляемой системе указанных отличительных признаков позволяет получить два положительных эффекта.The combined use in the inventive system of these distinctive features allows you to get two positive effects.

Первый положительный эффект заключается в том, что снижаются затраты электроэнергии на транспортировку воды, т.к. при поступление ее из водопроводной сети в запасно-регулирующие безнапорные емкости не происходит безвозвратная потеря остаточного напора, для создания которого затрачена электроэнергия на насосных станциях. Это достигается благодаря совместному применению отличительных признаков №1, 7-17, 22, поскольку они позволяют частично или полностью использовать остаточное давление водопроводной сети.The first positive effect is that reduced energy costs for transporting water, because when it enters from the water supply network to the reserve-regulating pressureless vessels, there is no irrevocable loss of residual pressure, for the creation of which the electric power was spent at pumping stations. This is achieved through the combined use of the distinctive features No. 1, 7-17, 22, since they allow partially or fully to use the residual pressure of the water supply network.

Второй положительный эффект заключается в том, что повышается надежность водопроводных сетей, поскольку они не работают под избыточным давлением, т.к.:The second positive effect is that the reliability of water supply networks increases, since they do not work under excessive pressure, because:

- за счет введения локальных зон в пределах одной зоны кольцевых водопроводных сетей давление не поддерживается по всей зоне в целом на максимальном уровне, а изменяется, учитывая этажность застройки, рельеф и т.п. Это достигается благодаря совместному применению отличительных признаков №1-6, поскольку они позволяют регулировать давление в локальных зонах;- due to the introduction of local zones within the same zone of ring water supply networks, the pressure is not maintained throughout the entire zone as a whole at the maximum level, but changes, taking into account the number of storeys of the building, relief, etc. This is achieved through the combined use of distinctive features No. 1-6, since they allow you to adjust the pressure in local areas;

- за счет дополнительного снабжения системы клапанами, установленными на отводящих трубопроводах, напорном трубопроводе с возможностью регулирования давления после себя (перед локальной водопроводной сетью и дополнительной локальной водопроводной сетью), при подаче воды в локальные зоны по байпасной линии, байпасному трубопроводу давление в них поддерживается на требуемом уровне, не превышая его во всех режимах работы. Это достигается благодаря совместному применению отличительных признаков №8, 9, 20-23;- due to the additional supply of the system with valves installed on the outlet pipelines, the pressure pipe with the possibility of regulating the pressure after itself (in front of the local water supply network and an additional local water supply network), when water is supplied to the local zones via the bypass line, bypass pipeline, the pressure in them is maintained at the required level, not exceeding it in all operating modes. This is achieved through the combined use of distinctive features No. 8, 9, 20-23;

- появилась возможность в различных зонах поддерживать требуемое давление на минимальном уровне. Это достигается благодаря совместному применению отличительных признаков №18-19, поскольку они позволяют регулировать давление в зонах.- an opportunity has appeared in various zones to maintain the required pressure at a minimum level. This is achieved through the combined use of the distinctive features No. 18-19, since they allow you to adjust the pressure in the zones.

Таким образом, заявляемая зонированная система водоснабжения мегаполиса отвечает критерию «изобретательский уровень».Thus, the claimed zoned water supply system of the metropolis meets the criterion of "inventive step".

Предлагаемая авторами система отличается от прототипа конструктивно.The system proposed by the authors is structurally different from the prototype.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемой зональной системы водоснабжения, на фиг. 2 - вариант развития насосной станции, когда она дополнительно снабжена группой низконапорных насосов, на фиг. 3 - вариант развития насосной станции, когда она дополнительно снабжена обводящим трубопроводом, соединяющим подводящий трубопровод с подающим трубопроводом, и клапаном, установленным на обводящем трубопроводе с возможностью регулирования давления перед насосной станцией, на фиг. 4 - вариант развития системы, когда она дополнительно снабжена гидравлической машиной, установленной на подводящем трубопроводе, на фиг. 5 - вариант развития, когда насосная станция дополнительно снабжена обводящим трубопроводом, соединяющим подводящий трубопровод с подающим трубопроводом с одновременной установкой на отводящих трубопроводах клапанов, регулирующих давление в дополнительной локальной водопроводной сети. На фиг. 6 представлен вариант развития, когда повысительная насосная станция дополнительно снабжена клапаном, регулирующим давление после себя, установленным на напорном трубопроводе, байпасным трубопроводом, соединяющим всасывающий трубопровод с напорным трубопроводом в точке между повысительной насосной станцией и клапаном, регулирующим давление после себя.In FIG. 1 is a diagram of the proposed zonal water supply system; FIG. 2 is an embodiment of a pumping station when it is additionally equipped with a group of low-pressure pumps, FIG. 3 is an embodiment of a pumping station when it is additionally equipped with a bypass pipe connecting the inlet pipe to the supply pipe and a valve mounted on the bypass pipe with the possibility of regulating the pressure in front of the pumping station, in FIG. 4 is a variant of the development of the system when it is additionally equipped with a hydraulic machine mounted on the inlet pipe, in FIG. 5 is a developmental variant when the pumping station is additionally equipped with a bypass pipe connecting the supply pipe to the supply pipe with the simultaneous installation of valves regulating pressure in the additional local water supply network on the discharge pipes. In FIG. Figure 6 shows a development option when the booster pump station is additionally equipped with a pressure regulating valve installed on the pressure pipe, a bypass pipe connecting the suction pipe to the pressure pipe at a point between the booster pump station and the pressure regulating valve after itself.

Система включает кольцевую водопроводную сеть 1, разделенную на зоны. На фиг. 1 в качестве примера показаны две зоны: первая зона 2 и вторая зона 3. Кроме того, система включает расположенные в каждой зоне источники 4 питания сети водой, зональные запасно-регулирующие емкости 5, соединенные с источниками 4 питания сети водой и с всасывающими трубопроводами 6 зональных насосных станций 7. В соответствии с настоящим изобретением выполнение зональных насосных станций 7 может быть различным. В качестве примера на фиг. 1 представлен вариант, когда в первой зоне 2 она выполнена в виде параллельно установленных 7-ми насосов 8, а во второй зоне 3 - в виде 4-х насосов 8.The system includes an annular water supply network 1, divided into zones. In FIG. 1, two zones are shown as an example: the first zone 2 and the second zone 3. In addition, the system includes water supply sources 4 located in each zone, zonal reserve-regulating tanks 5 connected to water supply sources 4 and with suction pipelines 6 zonal pumping stations 7. In accordance with the present invention, the implementation of zonal pumping stations 7 may be different. As an example in FIG. 1 shows the option when in the first zone 2 it is made in the form of 7 pumps 8 installed in parallel, and in the second zone 3 - in the form of 4 pumps 8.

Источники 4 питания сети водой в соответствии с настоящим изобретением могут быть представлены в виде водопроводных станций, осуществляющих забор и очистку питьевой воды, скважинных водозаборов, водоводов, подающих воду и т.п.Sources 4 power supply network with water in accordance with the present invention can be represented in the form of water stations that collect and purify drinking water, borehole water intakes, water pipelines, water supply, etc.

Напорные трубопроводы 9 насосов 8 соединены с напорными магистральными трубопроводами 10 подачи воды в зоны.Pressure pipelines 9 of pumps 8 are connected to pressure pipelines 10 to supply water to the zones.

Система также включает в себя:The system also includes:

- установленную на водопроводной сети 1 повысительную насосную станцию 11 с всасывающим трубопроводом 12, соединенным с водопроводной сетью 1 этой зоны, а также напорным трубопроводом 13, соединенным с локальной водопроводной сетью 14;- a booster pump station 11 installed on the water supply network 1 with a suction pipe 12 connected to the water supply network 1 of this zone, as well as a pressure pipe 13 connected to the local water supply network 14;

- установленную на водопроводной сети насосную станцию 15 с подающим 16 и отводящими 17 трубопроводами. На фиг. 1-5 отводящие трубопроводы 17 условно показаны одной линией;- a pump station 15 installed on the water supply network with a feed 16 and a discharge pipe 17. In FIG. 1-5 outlet pipes 17 are conventionally shown as one line;

- безнапорную запасно-регулирующую емкость 18, соединенную с подающим трубопроводом 16, установленным на водопроводной сети насосной станции 15;- non-pressure reserve-regulating tank 18 connected to the supply pipe 16 installed on the water supply network of the pumping station 15;

- подводящий трубопровод 19, соединяющий водопроводную сеть 1 и безнапорную запасно-регулирующую емкость 18;- the inlet pipe 19 connecting the water supply network 1 and pressure-free reserve-regulating tank 18;

- дополнительную локальную водопроводную сеть 20, соединенную с отводящими трубопроводами 17;- an additional local water supply network 20 connected to the discharge pipes 17;

- байпасную линию 21, соединяющую подводящий трубопровод 19 с отводящими трубопроводами 17;- a bypass line 21 connecting the supply pipe 19 with the discharge pipes 17;

- водоводы 22, соединяющие кольцевые водопроводные сети разных зон.- water conduits 22 connecting the ring water supply networks of different zones.

Изобретение не исключает установку на сети районных и локальных повысительных насосных станций, а также запорной и регулирующей арматуры (задвижек, обратных клапанов, поворотных затворов, вантузов и т.п.) в местах, предусмотренных строительными нормами и правилами.The invention does not exclude the installation on a network of district and local boosting pumping stations, as well as shut-off and control valves (gate valves, check valves, butterfly valves, plungers, etc.) in places provided by building codes.

Имеется вариант развития, когда система дополнительно снабжена клапанами 23, установленными на отводящих трубопроводах 17 между точками соединения байпасной линии 21 с отводящими трубопроводами 17 и дополнительной локальной водопроводной сетью 20. Клапаны 23 выполнены регулирующими давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20. Устройство клапанов 23 доступно для понимания специалистами на основании уровня техники их смыслового содержания, т.к. они представляют собой известные в технике клапаны, регулирующие давление после себя. На фиг. 1 отводящие трубопроводы 17 условно показаны одной линией с установленной на ней одним клапаном 23.There is a development option when the system is additionally equipped with valves 23 installed on the discharge pipes 17 between the points of connection of the bypass line 21 with the discharge pipes 17 and the additional local water supply network 20. The valves 23 are made to regulate the pressure in the additional local water supply network 20. The valve device 23 is available for understanding by experts on the basis of the prior art of their semantic content, because they are pressure-controlled valves known in the art. In FIG. 1, the discharge pipes 17 are conventionally shown as one line with one valve 23 installed on it.

Имеется вариант развития, когда локальная водопроводная сеть 14 и дополнительная локальная водопроводная сеть 20 соединены с кольцевой водопроводной сетью 1, по меньшей мере, одним соединительным трубопроводом 24 с установленным на них клапаном 23, регулирующим давление в локальной водопроводной сети 14 и дополнительной локальной водопроводной сети 20. На фиг. 1 представлен вариант, когда локальная водопроводная сеть 14 соединена с кольцевой водопроводной сетью 1 двумя соединительными трубопроводами 24 с установленными на них клапанами 23, а дополнительная локальная водопроводная сеть 20 - одним соединительным трубопроводом 24 с установленным на них клапаном 23.There is a development option when the local water supply network 14 and the additional local water supply network 20 are connected to the annular water supply network 1 by at least one connecting pipe 24 with a valve 23 mounted thereon that controls the pressure in the local water supply network 14 and the additional local water supply network 20 In FIG. 1 shows a variant when the local water supply network 14 is connected to the annular water supply network 1 by two connecting pipelines 24 with valves 23 installed on them, and the additional local water supply network 20 is connected by one connecting pipe 24 with the valve 23 installed on them.

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 2, когда насосная станция 15 дополнительно снабжена группой низконапорных насосов 25 с всасывающими трубопроводами 26, соединенными с подводящим трубопроводом 19, и напорными трубопроводами 27, соединенными с отводящими трубопроводами 17.There is a developmental variant shown in FIG. 2, when the pump station 15 is additionally equipped with a group of low-pressure pumps 25 with suction pipes 26 connected to the inlet pipe 19 and pressure pipes 27 connected to the discharge pipes 17.

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 3, когда насосная станция 15 дополнительно снабжена обводящим трубопроводом 28, соединяющим подводящий трубопровод 19 с подающим трубопроводом 16, клапаном 29, регулирующим давление, установленным на обводящем трубопроводе 28, при этом клапан 29, регулирующий давление, установлен с возможностью регулирования давления перед насосной станцией 15.There is a developmental variant shown in FIG. 3, when the pump station 15 is additionally equipped with a bypass pipe 28 connecting the inlet pipe 19 to the supply pipe 16, a pressure regulating valve 29 installed on the bypass pipe 28, the pressure regulating valve 29 being arranged to control the pressure in front of the pump station 15 .

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 4, когда система дополнительно снабжена гидравлической машиной 30, установленной на подводящим трубопроводе 19. Гидравлическая машина 30 в соответствии с настоящим изобретением может быть выполнена в виде гидротурбины 31, кинематически соединенной при помощи кинетической связи 32 с электрогенератором 33.There is a developmental variant shown in FIG. 4, when the system is additionally equipped with a hydraulic machine 30 mounted on the supply pipe 19. The hydraulic machine 30 in accordance with the present invention can be made in the form of a hydraulic turbine 31 kinematically connected by kinetic connection 32 with an electric generator 33.

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 5, когда насосная станция 15 дополнительно снабжена обводящим трубопроводом 28, соединяющим подводящий трубопровод 19 с подающим трубопроводом 16. При этом, в отличие от варианта, представленного на фиг. 3, система дополнительно снабжена клапанами 23, установленными на отводящих трубопроводах 17 между точками соединения байпасной линии 21 с отводящими трубопроводами 17 и дополнительной локальной водопроводной сетью 20. В этом варианте клапаны 23 выполнены регулирующими давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20.There is a developmental variant shown in FIG. 5, when the pumping station 15 is additionally provided with a bypass pipe 28 connecting the supply pipe 19 to the supply pipe 16. Moreover, in contrast to the embodiment shown in FIG. 3, the system is additionally equipped with valves 23 installed on the discharge pipes 17 between the connection points of the bypass line 21 with the discharge pipes 17 and the additional local water supply network 20. In this embodiment, the valves 23 are made to regulate the pressure in the additional local water supply network 20.

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 1, когда система дополнительно снабжена межзонными клапанами 34, регулирующими давление, и установленными на водоводах 22. Настоящим изобретением не исключается установка межзонных клапанов 34, регулирующих давление (до себя или после себя).There is a developmental variant shown in FIG. 1, when the system is additionally equipped with inter-zone pressure regulating valves 34 and installed in water conduits 22. The present invention does not exclude the installation of inter-zone pressure regulating valves 34 (before or after itself).

Имеется вариант развития, представленный на фиг. 6, когда повысительная насосная станция 11 дополнительно снабжена клапаном 23, регулирующим давление после себя, установленным на напорном трубопроводе 13, байпасным трубопроводом 35, соединяющим всасывающий трубопровод 12 с напорным трубопроводом 13, при этом точка соединения байпасного трубопровода 35 с напорном трубопроводом 13 расположена между повысительной насосной станцией 11 и клапаном 23, регулирующим давление после себя.There is a developmental variant shown in FIG. 6, when the booster pump station 11 is further provided with a post-pressure regulating valve 23 mounted on the pressure pipe 13, a bypass pipe 35 connecting the suction pipe 12 to the pressure pipe 13, while the connection point of the bypass pipe 35 with the pressure pipe 13 is located between the pressure pipe pump station 11 and a valve 23 that controls the pressure after itself.

Зонированная система водоснабжения мегаполиса работает следующим образом.The zoned water supply system of the metropolis works as follows.

Источники 4 питания сети водой подают воду в зональные запасно-регулирующие емкости 5, откуда ее по всасывающим трубопроводам 6 забирают зональные насосные станции 7. Предлагаемым изобретением предусмотрена перекачка воды в кольцевую водопроводную сеть 1, по меньшей мере, в две ступени.Sources 4 of the water supply to the network supply water to the zonal reserve-regulating tanks 5, from where it is taken through the suction pipelines 6 by the zonal pumping stations 7. The invention provides for pumping water into the annular water supply network 1, at least in two stages.

Первая ступень предусматривает подачу воды при помощи всех (кроме резервных) параллельно установленных насосов 8 через напорные трубопроводы 9 в напорные магистральные трубопроводы 10 подачи воды в зоны. На чертеже этот вариант показан реализованный в двух зонах: первой зоне 2 и второй зоне 3. В этом случае по длине магистральных трубопроводов 10 должно поддерживаться давление, необходимое для питания водой близлежащую застройку. При этом чем больше длина магистральных трубопроводов 10, тем больше снижается давление за счет линейных потерь, которые прямо пропорциональны их длине. Когда давление в них снижается до значений меньше минимально допустимых или требуемое давление возрастает, например, при повышении этажности застройки, т.е. появлением локальной водопроводной зоны с повышенным давлением, то подключается вторая ступень перекачки. Конструктивно она может быть представлена в двух вариантах.The first stage provides for the supply of water with the help of all (except standby) pumps 8 installed in parallel through the pressure pipelines 9 to the pressure main pipelines 10 to supply water to the zones. In the drawing this option is shown implemented in two zones: the first zone 2 and the second zone 3. In this case, along the length of the main pipelines 10, the pressure necessary to supply water to nearby buildings should be maintained. Moreover, the longer the length of the main pipelines 10, the more the pressure decreases due to linear losses, which are directly proportional to their length. When the pressure in them decreases to values less than the minimum allowable or the required pressure increases, for example, with an increase in the number of storeys of the building, i.e. the emergence of a local water supply zone with high pressure, the second pumping stage is connected. Structurally, it can be presented in two versions.

Первый вариант - с применением установленной на водопроводной сети повысительной насосной станции 11. При этом в локальную водопроводную сеть 14 вода может подаваться по двум подвариантам.The first option is with the use of a booster pump station 11 installed on the water supply network. In this case, water can be supplied in two sub-options to the local water supply network 14.

Первый подвариант возможен в часы минимального водопотребления, например в ночь, когда давление воды во всасывающем трубопроводе 12 достаточно (больше или равно норме) для подачи ее в локальную водопроводную сеть 14 напрямую по байпасному трубопроводу 35 через напорные трубопроводы 13. В этом случае (см. фиг. 6), клапан 23, регулирующий давление после себя и установленный на напорном трубопроводе 13, регулирует давление в локальной водопроводной сети 14, не допуская его превышения. Это повышает надежность этой локальной сети, поскольку аварийность на сетях возрастает с повышением давления.The first sub-option is possible during hours of minimum water consumption, for example, at night, when the water pressure in the suction pipe 12 is sufficient (greater than or equal to the norm) to supply it to the local water supply network 14 directly via the bypass pipe 35 through the pressure pipes 13. In this case (see Fig. 6), the valve 23, regulating the pressure after itself and installed on the pressure pipe 13, regulates the pressure in the local water supply network 14, preventing its excess. This increases the reliability of this local network, since the accident rate on the networks increases with increasing pressure.

Второй подвариант работает в режиме, когда давления воды во всасывающем трубопроводе 12 недостаточно (меньше нормы) для подачи ее в локальную водопроводную сеть 14 напрямую по байпасному трубопроводу 35 и напорные трубопроводы 13. В этом случае вода (см. фиг. 1, 6) при помощи повысительной насосной станции 11 по всасывающему трубопроводу 12, соединенному с водопроводной сетью 1 этой зоны, а также напорным трубопроводом 13, поступает в локальную водопроводную сеть 14. За счет работы повысительной насосной станции 11 в напорном трубопроводе 13 создается давление, равное требуемому давлению в локальной водопроводной сети 14 или выше его. Последнее имеет место, когда насосная станция 11 развивает минимально возможное давление. Для того чтобы избежать избыточного давления, включается в работу клапан 23 (см. фиг. 6), регулирующий давление после себя и установленный на напорном трубопроводе 13. Он регулирует давление в локальной водопроводной сети 14, не допуская его превышения.The second sub-option operates in the mode when the water pressure in the suction pipe 12 is not enough (less than the norm) to supply it to the local water supply network 14 directly via the bypass pipe 35 and pressure pipes 13. In this case, water (see Fig. 1, 6) at the help of the booster pump station 11 through the suction pipe 12 connected to the water supply network 1 of this zone, as well as the pressure pipe 13, enters the local water supply network 14. Due to the work of the booster pump station 11 in the pressure pipe 13 is created pressure equal to the required pressure in the local water supply network 14 or above it. The latter occurs when the pumping station 11 develops the lowest possible pressure. In order to avoid excessive pressure, a valve 23 (see Fig. 6), which regulates the pressure after itself and is installed on the pressure pipe 13, is turned on. It regulates the pressure in the local water supply network 14, preventing its excess.

Второй вариант - с применением установленной на водопроводной сети насосной станции 15 с подающим 16 и отводящими 17 трубопроводами. В этом случае, как и в первом варианте второй ступени перекачки вода из водопроводной сети 1 по подводящему трубопроводу 19 может подаваться в дополнительную локальную водопроводную сеть 20 по двум подвариантам.The second option is with the use of a pumping station 15 installed on the water supply network with a supply 16 and outlet pipes 17. In this case, as in the first embodiment of the second stage of pumping, water from the water supply network 1 through the supply pipe 19 can be supplied to the additional local water supply network 20 in two sub-options.

Первый подвариант возможен в часы минимального водопотребления, например в ночь, когда давление воды в подводящем трубопроводе 19 достаточно (больше или равно норме) для подачи ее в дополнительную локальную водопроводную сеть 20 напрямую по байпасной линии 21 через отводящие трубопроводы 17. В этом случае, клапаны 23, установленные на отводящих трубопроводах 17, регулируют давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20, не допуская его превышения. Это повышает надежность этой локальной сети, поскольку аварийность на сетях возрастает с повышением давления.The first sub-option is possible during hours of minimal water consumption, for example, at night, when the water pressure in the supply pipe 19 is sufficient (greater than or equal to the norm) to supply it to the additional local water supply network 20 directly via the bypass line 21 through the discharge pipes 17. In this case, the valves 23, installed on the discharge pipes 17, regulate the pressure in the additional local water supply network 20, avoiding its excess. This increases the reliability of this local network, since the accident rate on the networks increases with increasing pressure.

В этом подварианте подача воды в дополнительную локальную водопроводную сеть 20, так же как и в локальную водопроводную сеть 14 в первом варианте, дополнительно осуществляется по соединительным трубопроводам 24 с установленными на них клапанами 23, регулирующим давление в локальной водопроводной сети 14 и дополнительной локальной водопроводной сети 20.In this variant, the water supply to the additional local water supply network 20, as well as to the local water supply network 14 in the first embodiment, is additionally carried out via connecting pipelines 24 with valves 23 installed on them, regulating the pressure in the local water supply network 14 and the additional local water supply network twenty.

Второй подвариант работает в режиме, когда давления воды в подводящем трубопроводе 19 недостаточно (меньше нормы) для подачи ее в локальную водопроводную сеть 20 напрямую по байпасной линии 21 через отводящие трубопроводы 17. В этом случае вода по подводящему трубопроводу 19 с разрывом струи поступает в безнапорную запасно-регулирующую емкость 18, а из нее по подающим трубопроводам 16 при помощи насосной станции 15 через отводящие 17 трубопроводы с требуемым давлением подается в дополнительную локальную водопроводную сеть 20. В результате в запасно-регулирующей емкости 18 создается запас воды, что повышает надежность работы системы, поскольку создает временной резерв в подаче воды, когда в дополнительную локальную водопроводную сеть 20 вода может подаваться даже в режиме аварии на кольцевой водопроводной сети 1, подводящем трубопроводе 19, напорных магистральных трубопроводах 10 подачи воды в зоны, зональных насосных станциях 7, источниках 4 питания сети водой, зональных запасно-регулирующих емкостях 5.The second sub-option operates in the mode when the water pressure in the supply pipe 19 is not enough (less than the norm) to supply it to the local water supply network 20 directly via the bypass line 21 through the discharge pipes 17. In this case, the water through the supply pipe 19 with a rupture of the stream enters the pressureless the reserve-regulating tank 18, and from it through the supply pipelines 16 using the pump station 15 through the outlet 17 pipelines with the required pressure is supplied to an additional local water supply network 20. As a result, the reserve o-regulatory capacity 18 creates a supply of water, which increases the reliability of the system, since it creates a temporary reserve in the water supply, when water can be supplied to the additional local water supply network 20 even in emergency mode on the annular water supply network 1, inlet pipe 19, pressure main pipelines 10 water supply to the zones, zonal pumping stations 7, water supply sources 4, zonal reserve-regulating tanks 5.

В этом подварианте насосная станция 15 должна развивать напор, равный требуемому напору в дополнительной локальной водопроводной сети 20, поскольку при поступлении воды по подводящему трубопроводу 19 в безнапорную запасно-регулирующую емкость 18 происходит безвозвратная потеря давления воды. Для того чтобы частично компенсировать эту потерю, имеются следующие режимы работы (варианты развития) системы.In this variant, the pump station 15 must develop a pressure equal to the required pressure in the additional local water supply network 20, since when water enters the supply pipe 19 into the pressure-free reserve-regulating tank 18, an irretrievable loss of water pressure occurs. In order to partially compensate for this loss, the following operating modes (development options) of the system are available.

Первый режим, когда (см. фиг. 2) вода из с подводящего трубопровода 19 через всасывающие трубопроводы 26 группой низконапорных насосов 25 по напорным трубопроводам 27 подается в отводящие трубопроводы 17. Низконапорные насосы 25 могут развивать более низкий напор по сравнению с насосами насосной станции 15. Поэтому для обеспечения требуемого напора для подачи воды в дополнительную локальную водопроводную сеть 20 давление в подводящем трубопроводе 19 не гасится безвозвратно, а используется в качестве подпора перед группой низконапорных насосов 25. В результате происходит снижение потребляемой мощности P на величину ΔP1=0,0027∗Q∗P₁₉, кВт, где Q - расход воды, поступающей по подводящему трубопроводу 19, м³/ч; P₁₉ - давление воды в подводящем трубопроводе 19, м.в.с.The first mode, when (see Fig. 2) water from the inlet pipe 19 through the suction pipes 26 by a group of low-pressure pumps 25 is fed through the pressure pipes 27 to the discharge pipes 17. Low-pressure pumps 25 can develop a lower pressure in comparison with the pumps of the pump station 15 Therefore, to provide the required pressure for supplying water to the additional local water supply network 20, the pressure in the supply pipe 19 is not irrevocably extinguished, but is used as a backwater to the group of low-pressure pumps 25. As a result, the power consumption P decreases by ΔP1 = 0.0027 ∗ Q ∗ P ₁₉ , kW, where Q is the flow rate of water entering the supply pipe 19, m ³ / h; P ₁₉ - water pressure in the supply pipe 19, m.v.s.

В первом режиме вода не может быть подана напрямую для повышения давления на насосную станцию 15, поскольку с учетом подпора давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20 превысит расчетное, т.к. для каждой насосной станции существует минимально допустимое развиваемое давление и расход. Для избегания избыточного давления в дополнительной локальной водопроводной сети 20 осуществляется переход во второй режим (см. фиг. 3) ее работы. В этом случае вода по обводящему трубопроводу 28 через клапан 29, регулирующий давление перед насосной станцией 15, поступает на нее, а затем - в дополнительную локальную водопроводную сеть 20. При этом после клапана 29, т.е. перед насосной станцией 15, образуется максимально возможное давление Р₂₈, при котором с учетом минимально возможного развиваемого давления насосной станцией 15 в дополнительной локальной водопроводной сети 20 образуется требуемое давление. В результате происходит снижение электропотребления P на величину ΔP2=0,0027∗Q∗P₂₈, кВт.In the first mode, water cannot be supplied directly to increase the pressure on the pump station 15, since taking into account the back pressure, the pressure in the additional local water supply network 20 will exceed the calculated one, because for each pumping station there is a minimum permissible developed pressure and flow rate. To avoid excessive pressure in the additional local water supply network 20, a transition to the second mode (see Fig. 3) of its operation is carried out. In this case, water flows through the bypass pipe 28 through the valve 29, which regulates the pressure in front of the pump station 15, and then into the additional local water supply network 20. Moreover, after the valve 29, i.e. in front of the pump station 15, the maximum possible pressure P _{28 is formed} , at which, taking into account the minimum possible developed pressure, the pump station 15 generates the required pressure in the additional local water supply network 20. As a result, there is a decrease in power consumption P by ΔP2 = 0.0027 ∗ Q ∗ P ₂₈ , kW.

Третий режим, когда (см. фиг. 4) вода по подводящему трубопроводу 19 через гидротурбину 31, кинематически соединенную при помощи кинетической связи 32 с электрогенератором 33, с разрывом струи поступает в безнапорную запасно-регулирующую емкость 18. При этом не происходит безвозвратная потеря давления воды, т.к. она превращается в электроэнергию величиной ΔP3=0,0027∗Q∗P₁₉∗η, кВт, где η - коэффициент полезного действия гидротурбины 31 с электрогенератором 33.The third mode, when (see Fig. 4) water through the supply pipe 19 through a hydraulic turbine 31, kinematically connected by kinetic connection 32 with an electric generator 33, with a rupture of the jet enters the pressure-free reserve-regulating tank 18. At the same time, there is no permanent loss of pressure water, because it is converted into electricity with the value ΔP3 = 0.0027 ∗ Q ∗ P ₁₉ ∗ η, kW, where η is the efficiency of a hydraulic turbine 31 with an electric generator 33.

Четвертый режим, когда (см. фиг. 5) вода по обводящему трубопроводу 28 поступает на насосную станцию 15, которая, развивая минимально возможное давление, повышает его до минимально возможного уровня P_min>P₂₀, где P₂₀ - требуемое давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20. Однако после клапанов 23, установленных на отводящих трубопроводах 17 и выполненных регулирующими давление в дополнительной локальной водопроводной сети 20, давление в ней снижается до требуемого P₂₀. В результате происходит снижение электропотребления P на величину ΔP2=0,0027∗Q∗(P₂₀-(P_min-P₂₈)), кВт.The fourth mode, when (see Fig. 5) water flows through the bypass pipe 28 to the pump station 15, which, developing the lowest possible pressure, increases it to the lowest possible level P _min > P ₂₀ , where P ₂₀ is the required pressure in the additional local water network 20. However, after the valves 23 installed on the discharge pipes 17 and made regulating the pressure in the additional local water network 20, the pressure in it decreases to the required P ₂₀ . As a result, the power consumption P decreases by ΔP2 = 0.0027 ∗ Q ∗ (P ₂₀ - (P _min -P ₂₈ )), kW.

Кроме перечисленных вариантов и подвариантов обеспечения давления в локальной водопроводной сети 14 и в дополнительной локальной водопроводной сети 20 система позволяет регулировать давление в зонах посредством межзонных клапанов 34 (см. фиг. 1), образуя перетоки воды из зон с избыточным давлением, в зоны где его не хватает. Это дополнительно повышает надежность системы и снижает ее электропотребление.In addition to the above options and sub-options for providing pressure in the local water supply network 14 and in the additional local water supply network 20, the system allows you to adjust the pressure in the zones by means of inter-zone valves 34 (see Fig. 1), forming water flows from zones with overpressure to the zones where it lacks. This further increases the reliability of the system and reduces its power consumption.

Таким образом, предлагаемая зонированная система водоснабжения мегаполиса позволяет:Thus, the proposed zoned water supply system of the metropolis allows you to:

1. Снижать затраты электроэнергии на транспортировку воды, т.к. при поступление ее из водопроводной сети 1 в запасно-регулирующие безнапорные емкости 18 не происходит безвозвратная потеря остаточного напора, для создания которого затрачена электроэнергия на насосных станциях;1. To reduce the cost of electricity for water transportation, because when it enters from the water supply network 1 into the reserve-regulating pressureless vessels 18, there is no irrevocable loss of residual pressure, for the creation of which the electric power was spent at pumping stations;

2. Повысить надежность водопроводных сетей, поскольку они не работают под избыточным давлением, т.к.:2. To increase the reliability of water supply networks, since they do not work under excessive pressure, because:

- за счет введения локальных зон 14 и 20 в пределах одной зоны кольцевых водопроводных сетей 1 давление не поддерживается по всей зоне в целом на максимальном уровне, а изменяется, учитывая этажность застройки, рельеф и т.п.;- due to the introduction of local zones 14 and 20 within the same zone of annular water supply networks 1, the pressure is not maintained throughout the entire zone as a whole at the maximum level, but changes, taking into account the number of storeys of the building, relief, etc .;

- за счет дополнительного снабжения системы клапанами, установленными на отводящих трубопроводах, напорном трубопроводе с возможностью регулирования давления после себя (перед локальной водопроводной сетью и дополнительной локальной водопроводной сетью) при подаче воды в локальные зоны по байпасной линии, байпасному трубопроводу давление в них поддерживается на требуемом уровне, не превышая его во всех режимах работы;- due to the additional supply of the system with valves installed on the outlet pipelines, the pressure pipe with the possibility of regulating the pressure after itself (in front of the local water supply network and an additional local water supply network), when water is supplied to the local zones through the bypass line, bypass pipeline, the pressure in them is maintained at the required level, not exceeding it in all operating modes;

- в различных зонах поддерживается требуемое давление на минимальном уровне.- in various zones the required pressure is maintained at a minimum level.

Claims

1. Zoned water supply system of a metropolis, containing an annular water supply network, divided into zones interconnected by water conduits, water supply sources, zonal pumping stations with suction pipelines, pumps installed in parallel with pressure pipelines connected to pressure main pipelines for supplying water to the zones, zonal reserve-control tanks connected to at least one network power source with water and zonal pumping stations using suction pipelines installed on the water supply network of at least one zone, at least one booster pump station with a suction pipe, a pump station installed on the water supply network with supply and discharge pipelines and a non-pressure reserve-regulating tank connected to it, characterized in that the pressure-free reserve the control tank is connected by a supply pipe to a pump station installed on the water supply network, at least one booster pump station at least the bottom zone is additionally equipped with a pressure pipe and a local water supply network, while the pressure pipe is connected to a local water supply network, and the suction pipe is connected to a water supply network of this zone, the system is additionally equipped with a supply pipe connecting a water supply network and a pressure-free reserve-regulating tank, an additional local water supply a network connected to the supply pipe, a bypass line connecting the supply pipe to the discharge pipes.

2. The zoned megalopolis water supply system according to claim 1, characterized in that the system is additionally equipped with valves installed on the discharge pipelines between the points of connection of the bypass line with the discharge pipelines and an additional local water supply network that regulate the pressure in the additional local water supply network.

3. The zoned water supply system of the megalopolis according to claim 1, characterized in that the local water supply network and the additional local water supply network are connected to the annular water supply network by at least one connecting pipe with a valve installed thereon that controls the pressure in the local water supply network and the additional local water supply network.

4. The zoned megalopolis water supply system according to claim 1, characterized in that the pumping station is additionally equipped with a group of low-pressure pumps with suction pipelines connected to the supply pipe and pressure pipelines connected to the discharge pipelines of the pumping station.

5. The zoned megalopolis water supply system according to claim 1, characterized in that the pumping station is further provided with a bypass pipe connecting the inlet pipe to the supply pipe, a pressure control valve installed on the bypass pipe, and the pressure control valve is set to be adjustable pressure in front of the pumping station.

6. The zoned water supply system of the megalopolis according to claim 1, characterized in that the pumping station is additionally equipped with a hydraulic machine, for example, a turbine, kinematically connected to an electric generator installed on the supply pipe.

7. Zoned water supply system of a megalopolis according to claim 1, characterized in that the system is additionally equipped with inter-zone pressure regulating valves installed on water conduits.

8. The zoned megalopolis water supply system according to claim 1 or 2, characterized in that the pumping station is further provided with a bypass pipe connecting the supply pipe to the supply pipe.

9. Zoned water supply system of a megalopolis according to claim 1, characterized in that the booster pump station is additionally equipped with a pressure regulating valve installed on the pressure pipe, a bypass pipe connecting the suction pipe to the pressure pipe, and the connection point of the bypass pipe with the pressure pipe the pipeline is located between the booster pump station and the valve that controls the pressure after itself.