循环水系统水锤计算分析及防护措施
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一
行敷设、 管底设 中粗砂垫层 ； 厂区内其余部分和厂 区 外循 环水 管 采用 Ｄ ２０ Ｎ ４０预应 力 钢筋 混 凝 土管 （ 管 芯缠丝工艺 ） ，单根长约 １ ０ ｍ，二根管道平行敷 ０ ５ 设、 管底设混凝土管座 ， 转角处设混凝土镇墩 。循环
水泵 因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突
（） ２
条件 ， 采用国内外长期研究并相对成熟的特征线方
法进行数值模拟计算 ， 通过建立管 内非恒定 流动的 微分方程及各类复杂的边界条件方程并求解 ， 求出 各种运行工况水泵开 、 停机 ， 尤其是事故停泵水力过
湖
图 ２ 循环水管道纵 向布置 图
２ 计算内容与技术要求 ． ２
对循 环 水 系统 在 开 泵 、 泵 过 程 中其 水 力过 渡 停 过 程 进行 数 学模 拟 计 算 ， 过 给定 初 始 条 件 和边 界 通
—
量 ＋ 剑 ： ０
口 ２ Ｄ
ｄｘ
一 ＝ —口
Ｃ －
作者 简介 ： ￣ ，
（ ９３ ） 男 。 １６ 一 ， 广西桂林人 ， 工程 师， 主要从 事给水排 水工程设计 ， － ａ ： ｎ ｈ ＠ｇ ｅ ． ｍ。 Ｅ ｍ ｉ ｔ ｇ ｐ ｘｄ ｏ ｌａ ｃ
红水河２ １年第２ ０２ 期
取 水 河
道
圈 ｉ 循 环水 管道平面布置 图
碟
键
２．１ｍ／ １ ｓ
Ｐ＝１ ％设计洪水位 ８ ． 保证率 Ｐ＝９ ％ ８２ ０ ｍ， ７ 枯水位 ５ ． 全年平均水位 ５ ． 。 １６ ３ ｍ， ９２ ｎ 频率 Ｐ＝ｌ ０ｌ ％设计洪 水位与保证率 Ｐ＝ ７ 枯水位的差值为 ３ ． 。 ９％ ６ ６Ｔ ６Ｉ Ｉ
收稿 日期：０ １ １ － ８ 修 回日期 ：０ ２ ０ — １ ２ １－ ２ ２ ； ２ １ — １３
管道接头达数百个 ， 管道接头存在脱 出隐患。在设
计 时应 考 虑采 取 有效 的防 范 措施 减 少 、 免 水锤 对 避
循 环 水 系统 的影 响 ， 确保 安 全运 行 。
般情况下以停泵水锤对设备和输水管道安全 的威 胁最 为严 重 ， 泵 水锤 是水 锤 现象 中的一种 ， 停 指
＝２２ 额 定 转 矩 １， ＝ ５０ ｇ ｍ） 配 套 Ｙ — ４４ｋ ・ ， Ｋ
循环水管道输送冷却水至凝汽器及辅机冷却器 ， 通
过 自流管 （ ） 沟 道接 人虹 吸井 。厂 区外循 环 水管距 离
长 、敷设 区域地形起伏较大 ，输水 管道主要采用
ＤＮ ４０ ２０ 、每根 长 度 ４０ｍ 的 预应 力 钢 筋 混 凝 土 管 ， ．
１ 引言
某 电厂 直流循 环 水 系统 ， 水 由循 环 水泵 提升 、 河
循环水泵房内径 ｔ２ ．ｍ， ｈ ２ 运行层高程 ８． ｉ ０ ９ ， ０ｎ 水泵层高程 ４ ． 泵房深 ４ ． 。 ７０ ６ ｍ， １ ０ｎ 泵房安装 ４ ４Ｉ 台 ＹＧ ６２ Ｊ ５— １型直 联立 式 蜗 壳离 心 水 泵 （ 量 Ｑ＝５２ 流 ． ０ ｍ／ 扬程 Ｈ＝ ５ ０ｍ， ３， ｓ ３ ． 转速 ｎ ３ ０ ／ ｉ， ５ ＝ ７ ｍｎ 比转速 ｒ
袭 １ 可能产生水锤的技术条件基础值与工程实际值对比表
管道纵 向 总扬 程 净扬 程 管道长度 管道 流速
布置情况
２ 水锤计算 的数学模 型
２１ 循 环水 系统 概 况 ． 电厂 循环 冷却 采用 扩 大单 元制 直 流供 水 系统 ， ２ 台机 组 配备 ４台循环 水 泵 、 ２根循 环 水 压力 进 水 管 ， 热 季 运行 工 况 为一 台机 组 配二 台循 环 水 泵 ， 季 运 冷
程 最高压力 、 某些特 定断面不同时刻的水力要 素等 。 出泵房和输水管道 可采 用的水锤 防护措施 。 工程设计 中付 提 在
诸 实施 。
关键词 ： 环水 系统 ； 循 水锤模拟计算 ； 通气闽 ； 向调压塔 双
中图分类号 ：Ｍ６ １ Ｔ ２． ９
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ １ ４ ８ ２ １ ０－ ０ ９ ０ １０ － ０Ｘ（ ０２）２ ０ ２ — ５ －
有无“ 驼 在 ３ ０ 基 础值 峰 ” “ 或 膝 ｍ 部” 状升高 实 际值 有 以上 ３． １ ０
４１０ ，ｍ
在 ２ｍ ０
大于
大于 ２
行工况为二台机组配三 台循环水泵 。取水河段频率
以上 ２．— ３ ０
３ ２ ４．ｍ
５０ ０ｍ ｌ６ ６ｏ
２ ／ ． ｍｓ ５ １４ ． — ６
Ｓ ２０ — ６ １０ ｌ 电动机 （ Ｌ ５０ １／ ５ 一 型 ２ 功率 Ｎ＝ ５０ Ｗ， ２ ０ 转 ｋ 速 ／＝３ ２ ／ｉ， 动惯量 ＧＴ＝２ １ ｇｍ２。 ＇ ７ ｒｎ 转 ／ ｒ ａ ／ ３ ６ｋ ・ ）
循环 水泵 和凝 汽 器进 、出水 管 道采 用 Ｄ１２ ８０× ｌ 接 钢 管 。厂 区 内除 主 厂 房 附 近 循 环 水 管采 用 Ｏ焊 Ｄ ４０×１ 接钢 管 ， 根 长 约 １０ｍ， 根 管道 平 ２４ ４焊 单 ６ 二
第 ３ 卷第 ２ １ 期 ２１ ０ ２年 ４月
红 水 河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉＲ ｖ ｒ Байду номын сангаас Ｓ ｕ ｉ ｅ
Ｖ０． １ Ｎｏ２ １ ． ． ３
Ａｐ ．０１ ｒ ２ ２
循环水系统水锤计算分析及防护措施
汤海 频
（ 广西电力工业勘察设计研究院 ， 广西 南宁 ５ ０２ ） ３ ０ ３ 摘 要： 根据 某电厂循 环水 系统设备 选型和管道布置情 况 ． 通过数 学模型模拟 计算 。 出不同运行工 况的管道沿 求
然停机时 ， 在水泵及输水管道系统中 ， 因流速突然变 化而引起 的一系列急剧 的压力交替升降的水力冲击
现象 。停泵水锤值的大小与泵房中水泵参数和输水 管道布置（ 尤其是垂直方向） 的具体情况有关 。
水管道平面布置见 图 １ 。 循环水管道纵 向布置见 图 ２ 。
据文献介绍 ，可能产生水锤的技术条件基础值 与本 工程 实 际值对 比见 表 ｌ 。
行敷设、 管底设 中粗砂垫层 ； 厂区内其余部分和厂 区 外循 环水 管 采用 Ｄ ２０ Ｎ ４０预应 力 钢筋 混 凝 土管 （ 管 芯缠丝工艺 ） ，单根长约 １ ０ ｍ，二根管道平行敷 ０ ５ 设、 管底设混凝土管座 ， 转角处设混凝土镇墩 。循环
水泵 因突然断电或其他原因而造成的开阀状态下突
（） ２
条件 ， 采用国内外长期研究并相对成熟的特征线方
法进行数值模拟计算 ， 通过建立管 内非恒定 流动的 微分方程及各类复杂的边界条件方程并求解 ， 求出 各种运行工况水泵开 、 停机 ， 尤其是事故停泵水力过
湖
图 ２ 循环水管道纵 向布置 图
２ 计算内容与技术要求 ． ２
对循 环 水 系统 在 开 泵 、 泵 过 程 中其 水 力过 渡 停 过 程 进行 数 学模 拟 计 算 ， 过 给定 初 始 条 件 和边 界 通
—
量 ＋ 剑 ： ０
口 ２ Ｄ
ｄｘ
一 ＝ —口
Ｃ －
作者 简介 ： ￣ ，
（ ９３ ） 男 。 １６ 一 ， 广西桂林人 ， 工程 师， 主要从 事给水排 水工程设计 ， － ａ ： ｎ ｈ ＠ｇ ｅ ． ｍ。 Ｅ ｍ ｉ ｔ ｇ ｐ ｘｄ ｏ ｌａ ｃ
红水河２ １年第２ ０２ 期
取 水 河
道
圈 ｉ 循 环水 管道平面布置 图
碟
键
２．１ｍ／ １ ｓ
Ｐ＝１ ％设计洪水位 ８ ． 保证率 Ｐ＝９ ％ ８２ ０ ｍ， ７ 枯水位 ５ ． 全年平均水位 ５ ． 。 １６ ３ ｍ， ９２ ｎ 频率 Ｐ＝ｌ ０ｌ ％设计洪 水位与保证率 Ｐ＝ ７ 枯水位的差值为 ３ ． 。 ９％ ６ ６Ｔ ６Ｉ Ｉ
收稿 日期：０ １ １ － ８ 修 回日期 ：０ ２ ０ — １ ２ １－ ２ ２ ； ２ １ — １３
管道接头达数百个 ， 管道接头存在脱 出隐患。在设
计 时应 考 虑采 取 有效 的防 范 措施 减 少 、 免 水锤 对 避
循 环 水 系统 的影 响 ， 确保 安 全运 行 。
般情况下以停泵水锤对设备和输水管道安全 的威 胁最 为严 重 ， 泵 水锤 是水 锤 现象 中的一种 ， 停 指
＝２２ 额 定 转 矩 １， ＝ ５０ ｇ ｍ） 配 套 Ｙ — ４４ｋ ・ ， Ｋ
循环水管道输送冷却水至凝汽器及辅机冷却器 ， 通
过 自流管 （ ） 沟 道接 人虹 吸井 。厂 区外循 环 水管距 离
长 、敷设 区域地形起伏较大 ，输水 管道主要采用
ＤＮ ４０ ２０ 、每根 长 度 ４０ｍ 的 预应 力 钢 筋 混 凝 土 管 ， ．
１ 引言
某 电厂 直流循 环 水 系统 ， 水 由循 环 水泵 提升 、 河
循环水泵房内径 ｔ２ ．ｍ， ｈ ２ 运行层高程 ８． ｉ ０ ９ ， ０ｎ 水泵层高程 ４ ． 泵房深 ４ ． 。 ７０ ６ ｍ， １ ０ｎ 泵房安装 ４ ４Ｉ 台 ＹＧ ６２ Ｊ ５— １型直 联立 式 蜗 壳离 心 水 泵 （ 量 Ｑ＝５２ 流 ． ０ ｍ／ 扬程 Ｈ＝ ５ ０ｍ， ３， ｓ ３ ． 转速 ｎ ３ ０ ／ ｉ， ５ ＝ ７ ｍｎ 比转速 ｒ
袭 １ 可能产生水锤的技术条件基础值与工程实际值对比表
管道纵 向 总扬 程 净扬 程 管道长度 管道 流速
布置情况
２ 水锤计算 的数学模 型
２１ 循 环水 系统 概 况 ． 电厂 循环 冷却 采用 扩 大单 元制 直 流供 水 系统 ， ２ 台机 组 配备 ４台循环 水 泵 、 ２根循 环 水 压力 进 水 管 ， 热 季 运行 工 况 为一 台机 组 配二 台循 环 水 泵 ， 季 运 冷
程 最高压力 、 某些特 定断面不同时刻的水力要 素等 。 出泵房和输水管道 可采 用的水锤 防护措施 。 工程设计 中付 提 在
诸 实施 。
关键词 ： 环水 系统 ； 循 水锤模拟计算 ； 通气闽 ； 向调压塔 双
中图分类号 ：Ｍ６ １ Ｔ ２． ９
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ １ ４ ８ ２ １ ０－ ０ ９ ０ １０ － ０Ｘ（ ０２）２ ０ ２ — ５ －
有无“ 驼 在 ３ ０ 基 础值 峰 ” “ 或 膝 ｍ 部” 状升高 实 际值 有 以上 ３． １ ０
４１０ ，ｍ
在 ２ｍ ０
大于
大于 ２
行工况为二台机组配三 台循环水泵 。取水河段频率
以上 ２．— ３ ０
３ ２ ４．ｍ
５０ ０ｍ ｌ６ ６ｏ
２ ／ ． ｍｓ ５ １４ ． — ６
Ｓ ２０ — ６ １０ ｌ 电动机 （ Ｌ ５０ １／ ５ 一 型 ２ 功率 Ｎ＝ ５０ Ｗ， ２ ０ 转 ｋ 速 ／＝３ ２ ／ｉ， 动惯量 ＧＴ＝２ １ ｇｍ２。 ＇ ７ ｒｎ 转 ／ ｒ ａ ／ ３ ６ｋ ・ ）
循环 水泵 和凝 汽 器进 、出水 管 道采 用 Ｄ１２ ８０× ｌ 接 钢 管 。厂 区 内除 主 厂 房 附 近 循 环 水 管采 用 Ｏ焊 Ｄ ４０×１ 接钢 管 ， 根 长 约 １０ｍ， 根 管道 平 ２４ ４焊 单 ６ 二
第 ３ 卷第 ２ １ 期 ２１ ０ ２年 ４月
红 水 河
Ｈｏ ｇ ｈ ｉＲ ｖ ｒ Байду номын сангаас Ｓ ｕ ｉ ｅ
Ｖ０． １ Ｎｏ２ １ ． ． ３
Ａｐ ．０１ ｒ ２ ２
循环水系统水锤计算分析及防护措施
汤海 频
（ 广西电力工业勘察设计研究院 ， 广西 南宁 ５ ０２ ） ３ ０ ３ 摘 要： 根据 某电厂循 环水 系统设备 选型和管道布置情 况 ． 通过数 学模型模拟 计算 。 出不同运行工 况的管道沿 求
然停机时 ， 在水泵及输水管道系统中 ， 因流速突然变 化而引起 的一系列急剧 的压力交替升降的水力冲击
现象 。停泵水锤值的大小与泵房中水泵参数和输水 管道布置（ 尤其是垂直方向） 的具体情况有关 。
水管道平面布置见 图 １ 。 循环水管道纵 向布置见 图 ２ 。
据文献介绍 ，可能产生水锤的技术条件基础值 与本 工程 实 际值对 比见 表 ｌ 。