本實用新型涉及水電站消防供水設備，具體涉及一種水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)。

背景技術：

水電站消防水系統(tǒng)是水電工程的重要部分，是水電工程防范與火災應對的主要措施。

目前國內外水電站普遍采用雨淋報警閥組控制的水噴霧滅火方式，主要包括消防水池、事故供水泵、變頻穩(wěn)壓泵、穩(wěn)壓罐等設備組成，采用主環(huán)網(wǎng)方式連接。該消防供水系統(tǒng)非事故時采用2臺變頻穩(wěn)壓泵和一個氣壓穩(wěn)壓罐組成的增壓穩(wěn)壓系統(tǒng)向消防管網(wǎng)供水保壓，因消防管網(wǎng)采用封閉環(huán)網(wǎng)設計，此時消防主環(huán)網(wǎng)內雖有水壓，但水無法流動。事故時采用高壓泵臨時起泵的給水設置，設置2臺大功率離心泵作為事故供水泵。

發(fā)電機組消防采用水噴霧滅火系統(tǒng)，每臺機組設置一套雨淋報警閥組，雨淋報警閥組連接在消防供水環(huán)環(huán)網(wǎng)上，滅火時向設置在發(fā)電機定子線圈上、下側的水噴霧環(huán)管和廠房噴頭供水，同時環(huán)網(wǎng)還向消防栓等設施供水。

水電站在實際運行中消防管網(wǎng)中不流通的水在低溫情況下容易結冰，引起消防管網(wǎng)堵塞，無法有效保障消防水供應。如果結冰嚴重還會導致爆管。此種情況也普遍存在于低溫地區(qū)的水電站。

針對消防管網(wǎng)結冰的情況，大多數(shù)水電站采取排空消防管網(wǎng)中的水來防止凍結，這種處理辦法極大降低消防水系統(tǒng)的可靠性，且違背水利水電工程設計防火規(guī)范（SD/J 278-90），具有較大的安全風險。同時，一些水電站采用敷設保溫材料的處理方式來防止消防管網(wǎng)結冰，該方式只能減少熱量的散發(fā)，并不能從實質上解決消防管網(wǎng)中水結冰的問題。

因此采取類似消防水系統(tǒng)設計的水電站在低溫情況下始終面對管網(wǎng)凍結的情況，難以控制，基于此，發(fā)明人研究并設計了一種水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術問題是：現(xiàn)有水電站消防管網(wǎng)中不流通的水在低溫情況下結冰，引起消防管網(wǎng)堵塞、無法保障消防水供應?，F(xiàn)提供一種水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)，在傳統(tǒng)設計方案上進行改進，將水電站發(fā)電機冷卻器中流出的溫熱水引入至消防水系統(tǒng)，并在原消防環(huán)網(wǎng)設計的消防管網(wǎng)上加裝排水管路，使整個消防管網(wǎng)中充滿流動的溫熱水，有效抑制消防管網(wǎng)低溫結冰的可能性，解決了水電站消防水系統(tǒng)在低溫時，消防管網(wǎng)結冰導致消防管網(wǎng)堵塞的問題。

本實用新型通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)，包括發(fā)電機冷卻系統(tǒng)、消防管網(wǎng)系統(tǒng)，發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的出水管通過暖水供水管與消防管網(wǎng)系統(tǒng)的進水管連接。

針對水電站運行時消防管網(wǎng)中不流通的水低溫下易于結冰，引起消防管網(wǎng)堵塞的問題，發(fā)明人將發(fā)電機冷卻系統(tǒng)中水輪發(fā)電機定轉子空冷器的出水管流出的溫熱水通過暖水供水管接入消防水系統(tǒng)，使溫熱水能夠在消防管網(wǎng)中流動，可抑制消防管網(wǎng)中水凍結現(xiàn)象。

現(xiàn)有技術中，發(fā)電機冷卻系統(tǒng)，這里的發(fā)電機可為水輪發(fā)電機或汽輪發(fā)電機，冷卻系統(tǒng)的出水管的水溫度一般不超過80℃，定子線圈內的進水溫度在35℃，排出的冷卻水一是經過降溫處理后，回收流入進水管；二是，出水管的水直接排放至下游管道，造成水資源的極大浪費。

發(fā)明人創(chuàng)造性的將發(fā)電機冷卻系統(tǒng)流出的溫熱水引入消防管網(wǎng)系統(tǒng)中，將發(fā)電機組空冷器的出水管通過暖水供水管連接至消防管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵的進水管前端，或直接連接至消防管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)壓泵前端。

發(fā)電機空冷器中熱水經暖水供水管引至消防管網(wǎng)系統(tǒng)，如與進水管連接，可連接至消防管網(wǎng)系統(tǒng)的儲水罐，作為消防管網(wǎng)穩(wěn)壓供水系統(tǒng)的水源，使消防管網(wǎng)完成溫熱水加注，且溫熱水在消防管網(wǎng)中流動，防止消防管網(wǎng)中的水在低溫下結冰。

本實用新型技術方案中涉及的發(fā)電機冷卻系統(tǒng)包括發(fā)電機、冷卻器、水箱、加熱器、離子交換器、溫控閥、濾水器、水泵、流量開關等，其具體結構及其原理為所屬領域的公知常識，不再詳述。

本實用新型技術方案中涉及的消防管網(wǎng)系統(tǒng)，又稱消防水系統(tǒng)，其結構包括消防水池、事故供水泵、變頻穩(wěn)壓泵、穩(wěn)壓罐等，具體結構及其為所屬領域的公知常識，不再詳述。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述暖水供水管的管路上設有控制發(fā)電機冷卻系統(tǒng)與消防管網(wǎng)系統(tǒng)連通的暖水電動閥。暖水電動閥的設置，其主要作用是控制發(fā)電機冷卻水系統(tǒng)與消防管網(wǎng)系統(tǒng)的連通或截斷，并且對開度進行調節(jié)。暖水電動閥的結構可為現(xiàn)有電動閥結構，不僅可實現(xiàn)開關作用，還可實現(xiàn)閥位調節(jié)功能。同時暖水電動閥可與電動化控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)自動化控制。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述消防管網(wǎng)系統(tǒng)包括穩(wěn)壓泵，暖水供水管通過穩(wěn)壓泵將管內熱水輸送至消防管網(wǎng)系統(tǒng)的消防主環(huán)網(wǎng)。穩(wěn)壓泵設置的作用是，當發(fā)電機空冷器的熱水通過暖水電動閥的控制接入消防水系統(tǒng)時，通過穩(wěn)壓泵可將熱水打入消防水系統(tǒng)的消防管網(wǎng)。具體可為將引入消防水系統(tǒng)中儲水罐中的熱水輸送至消防管網(wǎng)中的消防用水設備，具體消防用水設備如消防栓、變壓器、廠房等。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述暖水供水管的末端連接有儲水罐，儲水罐通過管路與穩(wěn)壓泵連接。儲水罐作為消防管網(wǎng)系統(tǒng)的水源，發(fā)電機空冷系統(tǒng)流出的熱水儲存至儲水罐中，穩(wěn)壓泵可將熱水從儲水罐輸送至消防水系統(tǒng)中的各個供水端，完成消防水系統(tǒng)的取熱水過程。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的出水管管路上設有控制發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的空冷器出水流向的空冷器出水管排水閥。所述暖水電動閥所在管路與空冷器出水管排水閥的前端連接?？绽淦鞒鏊芘潘y設置的主要作用是控制空冷器出水流向，一般情況下，空冷器出水管排水閥處于常開位置，關閉后，空冷器的出水流向消防管網(wǎng)系統(tǒng)。當發(fā)電機組冷卻水流量過大，暖水電動閥處于全開狀態(tài)，這時可通過調整空冷器出水管排水閥的開度來控制通過暖水電動閥的熱水流量。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述消防管網(wǎng)系統(tǒng)包括消防水池，穩(wěn)壓泵與消防水池的連接管路上設有控制管路連通的穩(wěn)壓泵逆止閥。穩(wěn)壓泵逆止閥的設置，可實現(xiàn)穩(wěn)壓泵與消防水池連接管路的連通與否的控制，關閉穩(wěn)壓泵逆止閥后，穩(wěn)壓泵從暖水供水管中取水。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述消防主環(huán)網(wǎng)通過自流排水管網(wǎng)與多個消防用水設備連接，自流排水管網(wǎng)包括自流排水管、設置在自流排水管管路上的供水閥；一個消防用水設備上設有多個供水端，供水閥與供水端一一對應設置，兩個供水端之間通過循環(huán)閥連接；自流排水管的末端管路上設有自排總閥。

水電站消防水系統(tǒng)的管網(wǎng)多且復雜，有的埋于地下，有的暴露在戶外空氣中，因此，為了實現(xiàn)更好的防止消防管網(wǎng)水結冰，發(fā)明人設計將消防管網(wǎng)系統(tǒng)的消防主環(huán)網(wǎng)通過自流排水管連接至消防用水設備，消防用水設備如機組雨淋噴霧供水，廠房、消防栓、主變噴頭等，發(fā)電機空冷系統(tǒng)引入的消防主環(huán)網(wǎng)的熱水，通過自流排水管引入至消防用水設備，使熱水在消防管網(wǎng)內流動起來，從而徹底解決消防管網(wǎng)在低溫凍結的問題。自流排水管網(wǎng)的設置，使整個溫熱水在原本封閉的消防管網(wǎng)系統(tǒng)中流動，實現(xiàn)消防管網(wǎng)系統(tǒng)的保壓流動。

自流排水管網(wǎng)的設計，為原本封閉的消防管網(wǎng)增加了出口。為了實現(xiàn)自流排水管的保壓功能，在自流排水管的末端管路上設置自排總閥，通過調整自排總閥的開度和排水時間，控制排水流量，從而實現(xiàn)對自流排水管網(wǎng)中壓力的控制，滿足水利水電設計防火規(guī)范（SD/J 278-90）對消防管網(wǎng)的壓力要求。

水電站消防水系統(tǒng)中除了消防主環(huán)網(wǎng)外還設有許多供水支路，其中一些供水支路離消防主環(huán)網(wǎng)較遠，可采取在消防主環(huán)網(wǎng)與供水支路連接的管路上設置供水閥的同時，在供水閥的出水端連接自排手動閥，自排手動閥控制將距離主環(huán)網(wǎng)較遠的供水支路中的水直接排出，極大降低遠離主環(huán)網(wǎng)的外部管路結冰的可能性。

本技術方案中，消防管網(wǎng)系統(tǒng)為多個消防用水設備供水，從而消防主環(huán)網(wǎng)可實現(xiàn)通過自流排水管網(wǎng)與多個消防用水設備連接，如機組雨淋噴霧供水設備、廠房雨淋噴霧供水設備、消防栓、主變噴頭供水設備等。在一個消防用水設備上設有多個供水端，消防主環(huán)網(wǎng)通過自流排水管分別與單個供水端連接，消防主環(huán)網(wǎng)與單個供水端連接的自流排水管路上設置供水閥，供水閥用于控制消防主環(huán)網(wǎng)與單個供水端的連通；多個供水端之間其中任意兩個供水端通過循環(huán)閥連接，循環(huán)閥的設置，消防管網(wǎng)中的熱水流入自流排水管，進入下一個消防用水設備，或者從自流排水管的末端設置的自排總閥流出。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述循環(huán)閥的一端與一個供水端的供水閥的出水端連接，循環(huán)閥的另一端與另一個供水端的供水閥的進水端連接。兩個供水端之間通過循環(huán)閥連接，循環(huán)閥的設置，可實現(xiàn)兩個供水端之間管路的連通或截斷。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述消防主環(huán)網(wǎng)與自流排水管的管路之間設有控制將消防主環(huán)網(wǎng)與多個消防用水設備連通的消防總管循環(huán)閥。消防總管循環(huán)閥的設置，可直接實現(xiàn)自流排水管與多個消防用水設備之間的管路的連通和關閉。

進一步地，為了更好的實現(xiàn)本實用新型，所述自排總閥所在管路的末端還連接有自排電動閥。自排電動閥的設置，可在自動控制系統(tǒng)的控制下，根據(jù)消防管網(wǎng)中水的溫度、壓力情況，進行開關，從而實現(xiàn)自動化保溫保壓控制。本技術方案中，自排電動閥可替換為手動閥門，實現(xiàn)將從消防主環(huán)網(wǎng)進入自流排水管的熱水依次從自排總閥，手動閥門或自排電動閥排出，進而實現(xiàn)熱水在消防管網(wǎng)系統(tǒng)內流動。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

（1）本實用新型創(chuàng)造性的將發(fā)電機冷卻系統(tǒng)、消防管網(wǎng)系統(tǒng)這兩個應用于不用領域的結構結合在一起，發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的出水管通過暖水供水管與消防管網(wǎng)系統(tǒng)連接，將從發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的出水管流出的熱水接入到消防管網(wǎng)系統(tǒng)，提高消防管網(wǎng)內流動水的溫度，有效抑制低溫下消防管網(wǎng)水結冰的情況，避免消防管網(wǎng)堵塞。

（2）本實用新型設置暖水供水管、暖水電動閥，暖水電動閥控制暖水供水管的通斷，可與自動化控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)自動化控制。

（3）本實用新型在消防管網(wǎng)系統(tǒng)中設置穩(wěn)壓泵逆止閥，可對穩(wěn)壓泵從消防水池取水或從暖水供水管取水進行控制，具體的可通過溫度情況進行調整。

（4）本實用新型設置自流排水管網(wǎng)，其中自流排水管將消防主環(huán)網(wǎng)與消防用水設備連接，運行時通過調整自排水總閥的開度、排水時間，進而控制排水流量。在自流排水管的末端設置自排電動閥，該自排電動閥可根據(jù)接收的水溫、壓力信號從而控制其開度、排水時間，從而實現(xiàn)自動化保溫保壓設置。

（5）本實用新型對現(xiàn)有的消防管網(wǎng)進行設計，安裝自流排水管、循環(huán)閥、自排總閥、消防總管循環(huán)閥，使得消防管網(wǎng)中的靜水變得流動起來，相對于管網(wǎng)中有熱水的情況下，流動的熱水在防止管網(wǎng)中的水結冰更具有優(yōu)越的效果。

（6）本實用新型所述系統(tǒng)結構，操作方法簡單，可實現(xiàn)自動化控制，易于維護，投資低廉，具有廣闊的市場前景。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本實用新型實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型實施例的限定。在附圖中：

圖1為本實用新型消防水系統(tǒng)取水結構示意框圖；

圖2為本實用新型的自流排水管消防管網(wǎng)結構示意框圖；

圖3為本實用新型的結構示意框圖；

附圖中標記及相應的零部件名稱：

1—消防管網(wǎng)系統(tǒng)，2—發(fā)電機冷卻系統(tǒng)，3—暖水供水管，4—暖水電動閥，5—穩(wěn)壓泵，6—消防主環(huán)網(wǎng)，7-儲水罐，8-空冷器出水管排水閥，9-消防水池，10-穩(wěn)壓泵逆止閥，11-自流排水管，12-消防總管循環(huán)閥，13-自排總閥，14-自排電動閥，15-循環(huán)閥，16-自排手動閥，17-供水閥。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本實用新型作進一步的詳細說明，本實用新型的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本實用新型，并不作為對本實用新型的限定。

實施例1：

如圖1、圖2、圖3所示，一種水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)，包括發(fā)電機冷卻系統(tǒng)2、消防管網(wǎng)系統(tǒng)1，發(fā)電機冷卻系統(tǒng)2的出水管通過暖水供水管3與消防管網(wǎng)系統(tǒng)1的進水管連接。

通過暖水供水管3將發(fā)電機冷卻系統(tǒng)2中的出水管的熱水輸送至消防管網(wǎng)系統(tǒng)1并傳輸至消防管網(wǎng)系統(tǒng)的各個網(wǎng)段，提高消防管網(wǎng)中水的溫度，防止結冰的發(fā)生。

其中，所述消防管網(wǎng)系統(tǒng)1包括穩(wěn)壓泵5，暖水供水管3通過穩(wěn)壓泵5將管內熱水輸送至消防管網(wǎng)系統(tǒng)1的消防主環(huán)網(wǎng)6。穩(wěn)壓泵5的采用，便于將熱水輸送至消防管網(wǎng)系統(tǒng)1。

其中，所述暖水供水管3的末端連接有儲水罐7，儲水罐7通過管路與穩(wěn)壓泵5連接。儲水罐7將暖水供水管3輸送的熱水儲存。通常發(fā)電機組冷卻采用蝸殼或河道取水，儲水罐7的設置，是對在水流不穩(wěn)定的情況下起緩沖作用，減少管網(wǎng)水錘的影響。

其中，所述發(fā)電機冷卻系統(tǒng)2的出水管管路上設有控制發(fā)電機冷卻系統(tǒng)的空冷器出水流向的空冷器出水管排水閥8。暖動電動閥4控制空冷器出水流向。空冷器出水管排水閥8處于常開位置，其關閉后，空冷器出水流向暖水供水管3。當空冷器冷卻水水量較大，暖水電動閥4可處于全開位置，可調整空冷器出水管排水閥8來控制流向暖水供水管3的流量。

其中，所述消防管網(wǎng)系統(tǒng)包括消防水池9，穩(wěn)壓泵5與消防水池9的連接管路上設有控制管路連通的穩(wěn)壓泵逆止閥10。穩(wěn)壓泵逆止閥10可控制穩(wěn)壓泵5是從消防水池9中取水，關閉穩(wěn)壓泵逆止閥10，穩(wěn)壓泵5從暖水供水管3中取水。

從暖水供水管3所取的溫熱水流入消防管網(wǎng)系統(tǒng)中，解決了消防水系統(tǒng)在低溫下容易結冰的問題；儲水罐7可作為消防管網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)壓供水系統(tǒng)的水源，使消防管網(wǎng)系統(tǒng)完成溫熱水加注。

其中，所述消防主環(huán)網(wǎng)6通過自流排水管網(wǎng)與多個消防用水設備連接，自流排水管網(wǎng)包括自流排水管11、設置在自流排水管管路上的供水閥17；一個消防用水設備上設有多個供水端，供水閥17與供水端一一對應設置，兩個供水端之間通過循環(huán)閥15連接；其中，所述循環(huán)閥15的一端與一個供水端的供水閥17的出水端連接，循環(huán)閥15的另一端與另一個供水端的供水閥的進水端連接。

自流排水管11的末端管路上設有自排總閥13。

其中，所述消防主環(huán)網(wǎng)6與自流排水管11的管路之間設有控制將消防主環(huán)網(wǎng)6與多個消防用水設備連通的消防總管循環(huán)閥12。

其中，所述自排總閥13的末端連接管路上還連接有自排電動閥14、自排手動閥16。其中，自排電動閥14，自排手動閥16分別與自排總閥13連接。

在非事故情況下，穩(wěn)壓泵5將水供入消防管網(wǎng)系統(tǒng)1，維持管網(wǎng)壓力，當循環(huán)閥15、消防總管循環(huán)閥12開啟時，消防管網(wǎng)中的水流入自流排水管11，在自排水總閥13、自排電動閥14的控制下，自動排出。以上設置，使得消防管管中的水由靜止變得流動起來，即來自發(fā)電機冷卻系統(tǒng)中的溫熱水能夠在消防管網(wǎng)中流動，從而進一步有效防止在消防管網(wǎng)中結冰。

實施例2：

本實施例針對在實施例1所示的消防管網(wǎng)基礎上增設自流排水管11，并說明消防水系統(tǒng)的自流控制過程。當水電站所處環(huán)境不具備結冰條件時，可采用封閉工作模式，關閉消防總管循環(huán)閥12、循環(huán)閥15、自排總水閥13。此時自流排水管退出工作，消防管網(wǎng)進入封閉模式。

當需要采用自流排水模式時，保持循環(huán)閥15、消防總管循環(huán)閥12、自排水總閥13處于常開位置，自排手動閥16處于常閉位置，此時自流排水管11為自動控制，僅通過自排電動閥14的開關控制排水。自排電動閥14可接入管網(wǎng)內溫度和壓力作為控制信號。循環(huán)閥15、消防總管循環(huán)閥12、自排水總閥13的開度可以控制排水量，間接控制管網(wǎng)壓力。

針對消防管網(wǎng)系統(tǒng)中引入的自流排水管網(wǎng)，具體操作方法如下：如消防用水設備包括機組雨淋噴霧供水組、廠房雨淋噴霧供水組、消防栓供水組、主變噴頭供水組，以機組雨淋噴霧供水組為例，機組雨淋噴霧供水組包括多個供水端，消防主環(huán)網(wǎng)6分別通過供水閥17與多個供水端連接，一個供水閥17對應一個供水端，供水閥17控制消防主環(huán)網(wǎng)6與對應供水端之間的管路連通，兩個供水端之間采用自流排水管11連接，自流排水管11上設有循環(huán)閥12，即一個供水端的供水閥17的出水端通過自流排水端與另一供水端的循環(huán)閥的進水端連接，多個供水端之間連接方法相同，則自流排水管11將多個供水端連接，從而可通過控制循環(huán)閥12的開關狀態(tài)，進而可控制多個或其中某些供水端之間管路的連通或截斷；在機組雨淋噴霧供水組、廠房雨淋噴霧供水組、消防栓供水組、主變噴頭供水組等也通過自流排水管11連接，消防主環(huán)網(wǎng)6通過消防總管循環(huán)閥12與自流排水管11連接，消防總管循環(huán)閥12的設置，可實現(xiàn)對將機組雨淋噴霧供水組、廠房雨淋噴霧供水組、消防栓供水組、主變噴頭供水組中的一些供水組連通或關閉。

自排總閥17的設置，將從自流排水管11排出的水排出。

實施例3：

本實施例在實施例1水電站保壓自加熱防凍消防供水系統(tǒng)有效避免消防管網(wǎng)凍結的基礎上，可根據(jù)水電站實際運行情況，實現(xiàn)溫熱水的不間斷注加和間斷注加的兩種運行操作方法。

暖熱水不間斷注加：

循環(huán)閥15、消防總管循環(huán)閥12開啟，自排電動閥14開啟，自排總閥13開到適當開度，穩(wěn)壓泵5采取低負載持續(xù)運行，持續(xù)向消防管網(wǎng)中注入溫熱水，注入的水源源不斷的排出。

暖熱水間斷加注：

循環(huán)閥15、消防總管循環(huán)閥12開啟，自排總閥13打開，自排電動閥14處于關閉狀態(tài)。當消防管網(wǎng)溫度降低到一定值時，自排電動閥14開啟，穩(wěn)壓泵5啟動，將溫熱水注入消防管網(wǎng)。當溫度上升到一定值時在關閉自排電動閥14，此時穩(wěn)壓泵5根據(jù)壓力決定是否繼續(xù)供水；當壓力足夠時，穩(wěn)壓泵5停止運行。

以上所述的具體實施方式，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。