常見管道系統(tǒng)水錘與防護

1、組成：管道、閥門、調(diào)壓室、水池（庫）、水泵等元件水錘計算：特征線法l內(nèi)外邊條：計算各個元件任一時刻的邊界條件和每一管道內(nèi)計算斷面水頭和流量l初條：特征線法計算管系恒定流動l關(guān)鍵問題：管線信息圖、信息存儲方法需靈活簡單1、管網(wǎng)定常流求解形式l（1）單回路平衡、單節(jié)點平衡（利用Hardy Cross法）l（2）聯(lián)立的回路平衡（多回路方程聯(lián)立）l（3）聯(lián)立的節(jié)點平衡（多節(jié)點方程聯(lián)立）2、計算模型l對不到100根管子的小系統(tǒng)，利用Hardy Cross法平差lTodini和Pilati（1987）梯度法、Osiadacz（1987）牛頓環(huán)節(jié)點迭代法如何替換迭代節(jié)點水壓上有所區(qū)別梯度法基于節(jié)點水壓法的流

2、量修正l原則：事先假定的流量可能不滿足節(jié)點流量平衡修正l控制方程： 節(jié)點水壓方程AHF 、節(jié)點流量連續(xù)性方程（修正方程） AHF：A（NN）雅可比矩陣 H（N1）未知節(jié)點水頭 F（ N1 ）節(jié)點流量不平衡的修正系數(shù)l計算方法：估算每個管段的初始流量（基于經(jīng)濟VQ，Qpump用設(shè)計值假設(shè)），誤差導(dǎo)致節(jié)點流量不平衡|)(:AAApApQRQQQBHHC|)(:BBBpBpQRQQQBHHC定義：一種整型數(shù)組，將系統(tǒng)的幾何形態(tài)和性能按特定數(shù)字型進行描述，使程序能夠有效的求解各種邊界條件。節(jié)點類型的明顯特征是：有任意數(shù)目的輸入和輸出管路，以及一個出流口或水庫編碼規(guī)則：（節(jié)點編號；管道數(shù)目；管道1編號；

3、在節(jié)點處的管道1截面編號；管道2編號；在節(jié)點處的管道2截面編號）這個索引用來為帶有雙標號的流量和壓頭作標記；普通節(jié)點：節(jié)點，管道數(shù)目出口端Q(t)已知：節(jié)點，管道數(shù)目-水庫：節(jié)點，管道數(shù)目閥門：節(jié)點，管道數(shù)目只能進行簡單信息的存儲線性圖（有向圖）：l節(jié)點、支路（標明支路參考方向）l支節(jié)關(guān)聯(lián)或節(jié)支關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（參考）l節(jié)點類型：一維數(shù)組 普通節(jié)點、恒壓節(jié)點、空氣閥、閥門或水嘴、水泵l節(jié)支關(guān)聯(lián)：四個一維數(shù)組：關(guān)聯(lián)支路編號、支路參考方向代號、與節(jié)點關(guān)聯(lián)的支路數(shù)、第一個關(guān)聯(lián)支路編號在編號數(shù)組中的位置適合復(fù)雜管路！系統(tǒng)：熱網(wǎng)依靠泵作為傳輸動力，閘門控制管路流量；循環(huán)管路工況：斷電、停泵、關(guān)閥、熱負荷變化

4、事故：管道劇烈振動、保溫層脫落、補水箱和高位膨脹管大量冒水、毀壞設(shè)備管道、威脅系統(tǒng)安全熱源單位熱容量增加，危險性增加大管徑、長距離的大規(guī)模增壓泵站系統(tǒng)大量調(diào)節(jié)閥、閘板閥增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性閥門的正常啟閉正?；蚴鹿释１帽没蜷y門的機械故障一、二級系統(tǒng)流量不匹配，使二級水過熱，引起流量變化、壓力波動空泡形成和潰滅：高溫水在管中汽化后向鍋爐加水，水溫降低并充滿蒸汽管道，誘發(fā)空泡潰滅水錘熱網(wǎng)管道系統(tǒng)的索引和編碼水錘基本方程系統(tǒng)氣液兩相流邊界條件l管道中單泵邊界：管道中單泵邊界：停泵邊界（水頭平衡、轉(zhuǎn)動慣量方程）、啟泵邊界（水頭平衡）l調(diào)節(jié)閥：調(diào)節(jié)閥：正、反向流的孔口方程l管道并串聯(lián)：管道并串聯(lián)：管道串聯(lián)接

5、點、分叉管、短管接頭（集中慣性）邊界條件l熱用戶邊界：熱用戶邊界：能量方程、連續(xù)方程、孔口方程聯(lián)立得正、反向流的孔口方程 （P205206）l水加熱器邊界：水加熱器邊界：進、出水室（集中流容）、散熱管（當(dāng)量管）主供水管閥門關(guān)閉、設(shè)計緩閉、延遲停泵主供水管閥門關(guān)閉循環(huán)泵突然停泵無旁通管、有旁通管補給水泵故障，輸水量減少斷電工況用戶熱量減少或增加15根據(jù)計算結(jié)果合理調(diào)度可控緩閉逆止閥調(diào)壓罐進、排氣閥冷卻過程冷卻過程雙豎井日字型內(nèi)外分雙豎井日字型內(nèi)外分區(qū)配水區(qū)配水單豎井內(nèi)外分區(qū)配水單豎井內(nèi)外分區(qū)配水l 冷卻塔集水池進水前池循環(huán)泵房壓力母管凝汽器循環(huán)水回水管上塔配水管噴頭出口l 進水前池循環(huán)泵房循環(huán)水

6、壓力母管凝汽器（水-水熱交換器）循環(huán)水排水溝排水口 L=36 DN3200 L=20DN 3200 L=84D=320090*1 R2000 L=23D=200090*1 R2000 L=27 D=2000L=48D=338690*2 R7500 L=147 D=3386L=566D=338690*1 R219060*1 L=58 D=169260*1L=71D=1692L=7D=3386L=21D=3386L=20D=1692L1000DN55005.74.84.4外海潮位-6.95-3.813.513.5-5.6-3.8-6.5-6.5-5.6-3.6BCVQ=24.31-0.45-2.8

7、51.3L=16.377 n=49512hf=5.8m Q=47.5m3/s?22.225*0.5mm-2.85-0.45熱水回流井虹吸井循環(huán)排水管2循環(huán)進水管2前池-2.62-0.672.37-7.45L=DN 3200 L=84D=3200L=26.5L=30.5 L=55L=147 L=56660*1 L=58 L=71L=21L=20L10004.8L=16.377 hf=5.8m 4.4-2.62-0.672.37外海潮位虹吸井熱水回流井-6.95-7.45-3.813.513.5-5.6-3.8-6.5-6.5-5.61.31.3-3.6-2.85+0.846-2.85+0.846

8、-0.450.91-2.12-4.07BCVQ=24.31前池循環(huán)進水管循環(huán)排水管-0.45引水隧洞12345678一回路13，二回路78（主蒸汽回路占40，主給水回路占60），三回路9。 管路連接著堆芯壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵、穩(wěn)壓器及許多輔助系統(tǒng) 主蒸汽回路、主給水回路 循環(huán)水回路 堆芯壓力容器：進口管、水箱、當(dāng)量管 蒸汽發(fā)生器：進口管、倒U型管、細管 穩(wěn)壓器：縮頸氣室 冷卻主泵：全特性線WH(x）WB(x) 停泵不關(guān)閥泵轉(zhuǎn)動慣量大 停泵，閥門在Tv內(nèi)線性關(guān)閉 停泵閥門在Tv后關(guān)閉，或一步關(guān)閥，模擬泵軸突然卡死 工況3，無穩(wěn)壓器，評估穩(wěn)壓器作用 工況3，有穩(wěn)壓器工作主要邊界主要工況主要邊界：l冷凝器、冷凝泵、除鹽裝置、凝升泵、軸封加熱器、調(diào)節(jié)閥、低加、除氧器、前置泵、高壓主泵、高加、止回閥、蒸汽發(fā)生器特點：特點：低揚程大流量泵，揚程主要用于補償沿程損失，l額定揚程超駝峰水深超駝峰水深注入壓縮空氣活頁閘門快速斷流方法活頁閘門快速斷流方法H內(nèi)湖H外江超駝峰水深排氣H內(nèi)湖H