常見(jiàn)管道系統(tǒng)水錘與防護(hù)

1、組成：管道、閥門(mén)、調(diào)壓室、水池（庫(kù)）、水泵等元件水錘計(jì)算：特征線法l內(nèi)外邊條：計(jì)算各個(gè)元件任一時(shí)刻的邊界條件和每一管道內(nèi)計(jì)算斷面水頭和流量l初條：特征線法計(jì)算管系恒定流動(dòng)l關(guān)鍵問(wèn)題：管線信息圖、信息存儲(chǔ)方法需靈活簡(jiǎn)單1、管網(wǎng)定常流求解形式l（1）單回路平衡、單節(jié)點(diǎn)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(diǎn)平衡（多節(jié)點(diǎn)方程聯(lián)立）2、計(jì)算模型l對(duì)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(diǎn)迭代法如何替換迭代節(jié)點(diǎn)水壓上有所區(qū)別梯度法基于節(jié)點(diǎn)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(diǎn)流量平衡修正l控制方程： 節(jié)點(diǎn)水壓方程AHF 、節(jié)點(diǎn)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(diǎn)水頭 F（ N1 ）節(jié)點(diǎn)流量不平衡的修正系數(shù)l計(jì)算方法：估算每個(gè)管段的初始流量（基于經(jīng)濟(jì)VQ，Qpump用設(shè)計(jì)值假設(shè)），誤差導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)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(jìn)行描述，使程序能夠有效的求解各種邊界條件。節(jié)點(diǎn)類(lèi)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(gè)出流口或水庫(kù)編碼規(guī)則：（節(jié)點(diǎn)編號(hào)；管道數(shù)目；管道1編號(hào)；

3、在節(jié)點(diǎn)處的管道1截面編號(hào)；管道2編號(hào)；在節(jié)點(diǎn)處的管道2截面編號(hào)）這個(gè)索引用來(lái)為帶有雙標(biāo)號(hào)的流量和壓頭作標(biāo)記；普通節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)，管道數(shù)目出口端Q(t)已知：節(jié)點(diǎn)，管道數(shù)目-水庫(kù)：節(jié)點(diǎn)，管道數(shù)目閥門(mén)：節(jié)點(diǎn)，管道數(shù)目只能進(jìn)行簡(jiǎn)單信息的存儲(chǔ)線性圖（有向圖）：l節(jié)點(diǎn)、支路（標(biāo)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(diǎn)類(lèi)型：一維數(shù)組 普通節(jié)點(diǎn)、恒壓節(jié)點(diǎn)、空氣閥、閥門(mén)或水嘴、水泵l節(jié)支關(guān)聯(lián)：四個(gè)一維數(shù)組：關(guān)聯(lián)支路編號(hào)、支路參考方向代號(hào)、與節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的支路數(shù)、第一個(gè)關(guān)聯(lián)支路編號(hào)在編號(hào)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(dòng)力，閘門(mén)控制管路流量；循環(huán)管路工況：斷電、停泵、關(guān)閥、熱負(fù)荷變化

4、事故：管道劇烈振動(dòng)、保溫層脫落、補(bǔ)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(xiǎn)性增加大管徑、長(zhǎng)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(mén)的正常啟閉正常或事故停泵泵或閥門(mén)的機(jī)械故障一、二級(jí)系統(tǒng)流量不匹配，使二級(jí)水過(guò)熱，引起流量變化、壓力波動(dòng)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(dòng)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(diǎn)、分叉管、短管接頭（集中慣性）邊界條件l熱用戶(hù)邊界：熱用戶(hù)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(jìn)、出水室（集中流容）、散熱管（當(dāng)量管）主供水管閥門(mén)關(guān)閉、設(shè)計(jì)緩閉、延遲停泵主供水管閥門(mén)關(guān)閉循環(huán)泵突然停泵無(wú)旁通管、有旁通管補(bǔ)給水泵故障，輸水量減少斷電工況用戶(hù)熱量減少或增加15根據(jù)計(jì)算結(jié)果合理調(diào)度可控緩閉逆止閥調(diào)壓罐進(jìn)、排氣閥冷卻過(guò)程冷卻過(guò)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(jìn)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?chē)婎^出口l 進(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)口管、水箱、當(dāng)量管 蒸汽發(fā)生器：進(jìn)口管、倒U型管、細(xì)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(dòng)慣量大 停泵，閥門(mén)在Tv內(nèi)線性關(guān)閉 停泵閥門(mén)在Tv后關(guān)閉，或一步關(guān)閥，模擬泵軸突然卡死 工況3，無(wú)穩(wěn)壓器，評(píng)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(diǎn)：特點(diǎn)：低揚(yáng)程大流量泵，揚(yáng)程主要用于補(bǔ)償沿程損失，l額定揚(yáng)程超駝峰水深超駝峰水深注入壓縮空氣活頁(yè)閘門(mén)快速斷流方法活頁(yè)閘門(mén)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