[发明专利]一种电厂循环冷却水防水锤系统及方法和设计方法

说明书

本发明涉及一种电厂循环冷却水防水锤系统及方法和设计方法，包括依次连接的：引水明渠、前池、水泵、供水管、凝汽器、排水管、虹吸井、排水明渠，供水管上设有驼峰管，驼峰管顶端设有竖管，竖管顶端敞开与大气连通。本发明利用驼峰管和竖管所构成的防水锤设施，均为尺寸固定的构筑物，没有任何运动件，运行可靠，无需过多的日常维护即能够正常运行多时。本发明提出的驼峰点+竖管水锤防护方案和设计方法，同时起到了调压塔、空气阀、虹吸中断器、泄压阀的作用。与调压塔方案相比，不存在占地面积大、建设费用高、需配套阀门等问题。与空气阀方案相比，不存在阀门排气过快、发生弥合水锤的隐患，进排气效率是空气阀防护方案的数倍至数十倍。

技术领域

本发明涉及一种电厂循环冷却水防水锤系统及方法和设计方法，是一种水工系统和设计方法，是一种火核电厂冷却水循环系统的防水锤的系统和防水锤方法以及该系统的设计方法。

背景技术

循环冷却水系统是火核电厂的重要组成部分，主要功能是为凝汽器提供充足的冷却水，将汽轮机排入凝汽器的乏汽冷却成凝结水，以维持系统蒸汽循环和热力平衡。循环冷却水系统设计好坏不但直接影响到火电厂的造价，而且关系到火电厂的安全运行。一些电厂在原设计时由于考虑不周，致使在运行过程中发生了严重的水锤事故，造成凝汽器、水冷器、阀门损坏，管道爆裂，停电停水等，影响居民和企业正常的生产生活。因此，如何对循环冷却水系统进行水锤防护，确保事故断电、正常启停过程的系统安全，是工程设计和运行管理需要解决的关键问题。

现有的循环冷却水系统水锤防护目的是使反转速度、压力波动不超过水泵、阀门、管道等设备限值及规范要求，通常还会增加一些专门的设备，常用的防护设施有液控缓闭阀门、空气阀、调压塔、虹吸破坏阀等。液控缓闭阀门一般两阶段关闭，限制正反向流量变化的速率和极值，以控制水泵最大反转速度、凝汽器失水量等。空气阀则通过负压吸气，避免局部管段出现较大负压而产生液柱分离和继发的弥合水锤。但需要注意的是，大口径空气阀排气过快也易产生破坏性水锤事故。调压塔一般设置在水泵出口处，直径和高度一般在4～6m和20～30m。尽管调压塔的防护效果很好，但考虑增加占地、机电设备、建造费用等因素，火核电厂较少采用。虹吸破坏阀一般是真空破坏阀或空气阀，主要是在倒流时破坏凝汽器位置的真空，使其断流，避免水泵快速反转或出现液柱分离。总结来说，火核电厂循环冷却水系统的水锤防护以空气阀或虹吸破坏阀+液控缓闭阀门为主。

受限于现阶段空气阀理论模型并不完善，如未考虑快速排气引起的弥合水锤、开启关闭的动态过程以及截留空气的气垫作用，且关键的进排气流量系数并不恒定、供应商无法给出准确值，基于空气阀的水锤防护措施存在一定风险。由于种种原因，现有的火核电厂循环冷却水系统的防水锤设施，或者成本较高，或者无法满足要求，如何设计一种成本低廉而有效的防水锤系统是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种电厂循环冷却水防水锤系统及方法和设计方法。所述的系统和方法利用驼峰管和竖管起到了传统防水锤设施的空气阀、泄压阀、调压塔、虹吸中断器等多个设施的作用，结构十分简单，建造和使用成本极低。

本发明的目的是这样实现的：一种电厂循环冷却水防水锤系统，包括依次连接的：引水明渠、前池、水泵、供水管、凝汽器、排水管、虹吸井、排水明渠，所述的供水管上设有驼峰管，所述的驼峰管顶端设有竖管，所述的竖管顶端敞开与大气连通。

进一步的，所述竖管与驼峰管顶端采用三通或焊接连接与驼峰管两侧倾斜管连通。

进一步的，所述的驼峰管顶端高度大于所述虹吸井水位最大值。

进一步的，所述的竖管的高度大于等于所述水泵的额定扬程。

进一步的，所述的竖管的直径为供水管的1/3～1/5。

一种使用上述系统的防水锤方法，所述的方法包括如下防水锤过程：