本發(fā)明屬于蓄冷罐施工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種安裝大型蓄冷罐內(nèi)布水系統(tǒng)的模塊化施工方法。

背景技術(shù)：

水蓄冷是利用水的顯熱實(shí)現(xiàn)冷量的儲(chǔ)存。合理的蓄冷系統(tǒng)應(yīng)通過(guò)維持盡可能大的蓄水溫差并防止冷水與熱水的混合來(lái)獲得最大的蓄冷效率。在水蓄冷技術(shù)中，關(guān)鍵問題是蓄冷罐的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能防止所蓄冷水與回流熱水的混合。

自然分層蓄冷是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、蓄冷效率較高、經(jīng)濟(jì)效益較好的蓄冷方法，其原理為：水的密度與其溫度密切相關(guān)，在水溫大于4℃時(shí),溫度升高密度減小,而在0～4℃范圍內(nèi)，溫度升高密度增大，3.98℃時(shí)水的密度最大。自然分層蓄冷就是依靠密度大的水自然會(huì)聚集在蓄冷槽的下部,形成高密度水層的趨勢(shì)進(jìn)行的,在分層蓄冷中使溫度為4～6℃的冷水聚集在蓄冷槽的下部,而10～18℃的熱水自然地聚集在蓄冷槽的上部,來(lái)實(shí)現(xiàn)冷熱水的自然分層。

自然分層水蓄冷槽的結(jié)構(gòu)形式如圖6所示，在蓄冷槽中設(shè)置了上下兩個(gè)均勻分配水流散流器，為了實(shí)現(xiàn)自然分層的目的，要求在蓄冷和釋冷過(guò)程中，熱水始終是從上部散流器流入或流出，而冷水是從下部散流器流入或流出，應(yīng)盡可能形成分層水的上下平移運(yùn)動(dòng)。在自然分層水蓄冷槽中，斜溫層是一個(gè)影響冷熱分層和蓄冷槽蓄冷效果的重要因素,它是由于冷熱水間自然的導(dǎo)熱作用而形成的一個(gè)冷熱溫度過(guò)渡層，它會(huì)由于通過(guò)該水層的導(dǎo)熱、水與蓄冷槽壁面和沿槽壁的導(dǎo)熱，并隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng)而增厚，從而減少實(shí)際可用蓄冷水的體積，減少可用蓄冷量，明確而穩(wěn)定的斜溫層能防止蓄冷槽下部冷水與上部熱水的混合，蓄冷槽儲(chǔ)存期內(nèi)斜溫層變化是衡量蓄冷槽蓄冷效果的主要考察指標(biāo)。理論計(jì)算，對(duì)于高度25～30米，內(nèi)徑25～30米的大型蓄冷槽或罐，斜溫層厚度維持在0.3～1.0m之間具有較佳的蓄冷效果，如圖6所示。然而現(xiàn)有的施工方式中，冷、熱水的流入或流出對(duì)蓄冷水產(chǎn)生影響，水流速的均勻性較差，罐內(nèi)管道對(duì)該不均勻性的調(diào)節(jié)性較差，使得冷、熱水的流入或流出的擾動(dòng)對(duì)斜溫層產(chǎn)生破壞，降低蓄冷罐的蓄冷效果。

現(xiàn)有的水蓄冷系統(tǒng)多采用一個(gè)蓄水槽或蓄水罐，布水方式多采用自然分層布水，布水器設(shè)計(jì)需要根據(jù)蓄冷槽或蓄水罐的外形尺寸不同而進(jìn)行大量的計(jì)算。由于現(xiàn)有的蓄冷槽或蓄水罐內(nèi)的管道非常復(fù)雜，布水器需要根據(jù)管道的不同而進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣一方面會(huì)增加施工的難度和工作量，另一方面管道內(nèi)所存留的冷水不能進(jìn)行冷熱交換，降低了蓄冷槽或蓄水罐的容積系數(shù)。同時(shí)，布水器制作安裝的工程量也非常大，它一方面延長(zhǎng)了水蓄冷系統(tǒng)的工程工期，另一方面增加了工程成本，增加了工程的投資回報(bào)年限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種施工效率高、蓄冷罐蓄冷效果好的蓄冷罐內(nèi)布水系統(tǒng)的模塊化施工方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的一種蓄冷罐內(nèi)布水系統(tǒng)的模塊化施工方法，包括如下步驟：

(1)采集布水構(gòu)件的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述布水構(gòu)件包括布水管道、布水器以及配水帽，采用采集到的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模擬排列布水管道，得到布水系統(tǒng)整體模型，對(duì)布水系統(tǒng)整體模型中的布水構(gòu)件設(shè)置唯一的RIFD編碼，依據(jù)該編碼對(duì)布水構(gòu)件實(shí)物對(duì)應(yīng)編碼；

(2)在蓄冷罐的物料輸送口搭建布水構(gòu)件傳輸裝置；

(3)灌頂布水系統(tǒng)搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌頂布水系統(tǒng)所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，先完成灌頂布水主管的安裝，然后在灌頂布水主管上安裝布水器，最后在灌頂布水器上裝設(shè)配水帽；

(4)灌內(nèi)主立管搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌內(nèi)主立管所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，由下至上完成主立管的搭設(shè)；

(5)灌底布水系統(tǒng)搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌底布水系統(tǒng)所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，先完成灌底布水主管的安裝，然后在灌底布水主管上安裝布水器，最后在灌頂布水器上裝設(shè)配水帽；

(6)對(duì)布水系統(tǒng)管道以及蓄冷罐外部包覆保溫層，完成模塊化布水施工。

進(jìn)一步地，步驟(3)中所述灌頂布水主管以及步驟(5)中所述灌底布水主管采用內(nèi)雙環(huán)布水格局，包括兩個(gè)獨(dú)立的半圓布水系統(tǒng)，每個(gè)布水系統(tǒng)包括環(huán)形布水主管和若干根相互平行的直形布水主管，所述直形布水主管等間距固定于所述環(huán)形布水主管內(nèi)部。

進(jìn)一步地，每根直形布水主管上等間距設(shè)有布水穩(wěn)壓器，布水穩(wěn)壓器的每個(gè)端部均連接多出口配水帽。

進(jìn)一步地，所述的灌頂布水系統(tǒng)中環(huán)形布水主管內(nèi)相鄰兩根直形布水主管的間距為50～200mm,進(jìn)一步優(yōu)選為60～100mm；每根直形布水主管上布水穩(wěn)壓器的間距為10～100mm,進(jìn)一步優(yōu)選為30～50mm；

所述的灌底布水系統(tǒng)中環(huán)形布水主管內(nèi)相鄰兩根直形布水主管的間距為50～200mm,進(jìn)一步優(yōu)選為60～100mm；每根直形布水主管上布水穩(wěn)壓器的間距為10～100mm,進(jìn)一步優(yōu)選為30～50mm。

進(jìn)一步地，所述布水穩(wěn)壓器為四口布水穩(wěn)壓器，所述布水穩(wěn)壓器與配水帽連接的端口設(shè)有收縮式接頭，通過(guò)所述收縮式接頭將布水穩(wěn)壓器與配水帽連接。

進(jìn)一步地，所述多出口配水帽包括配水接頭和防湍帽，所述防湍帽固定于所述配水接頭頂部，所述配水接頭根部靠近防湍帽一端設(shè)有一組出水口，所述防湍帽上對(duì)應(yīng)每個(gè)出水口設(shè)有導(dǎo)水槽。

進(jìn)一步地，為起到較好的水流調(diào)節(jié)作用，步驟(2)以及步驟(5)中灌頂布水主管以及灌底布水主管下方距離50～200mm m處設(shè)有帶整流格柵的篩漏板，整流格柵為矩形，每個(gè)整流格柵占篩漏板面積的1/30～1/20，篩漏板上的隔板高度為防湍帽上出水口內(nèi)徑的2～8倍，篩漏板上的水孔為防湍帽上出水口內(nèi)徑的0.5～3倍。

進(jìn)一步地，為更好的穩(wěn)定水流，防止蓄冷罐進(jìn)出水破壞罐內(nèi)斜溫層的穩(wěn)定性，所述防湍帽上的導(dǎo)水槽呈發(fā)射狀延伸至防湍帽邊緣，且每個(gè)導(dǎo)水槽的形狀一致。

進(jìn)一步地，所述防湍帽呈方形或圓形。

進(jìn)一步地，所述防湍帽與出水口均為圓形，且出水口與防湍帽的內(nèi)徑比為10～15:1。

進(jìn)一步地，為便于布水構(gòu)件的傳輸，避免對(duì)布水構(gòu)件造成損傷，步驟(2)中所述布水構(gòu)件傳輸裝置包括第一傳輸體和第二傳輸體，所述第一傳輸體置于蓄冷罐物料輸送口的外側(cè)，所述第二傳輸體位于蓄冷罐物料輸送口的內(nèi)側(cè)；所述第一傳輸體包括第一支架、第一牽引裝置、第二牽引裝置和滾動(dòng)套管，所述第一支架置于地面上且一側(cè)端垂直抵靠在蓄冷罐壁上，所述滾動(dòng)套管橫置于所述第一支架頂部，所述第一牽引裝置通過(guò)吊耳與所述滾動(dòng)套管連接，所述第二牽引裝置固定于蓄冷罐壁上，且第二牽引裝置的牽引端與滾動(dòng)套管連接；

所述第二傳輸體包括第二支架和滾動(dòng)軌道，所述第二支架置于蓄冷罐底板上，且一側(cè)端抵靠在蓄冷罐內(nèi)壁上，所述滾動(dòng)軌道置于所述第二支架上；

布水構(gòu)件由第一牽引裝置吊升至物料傳輸口高度，并由第二牽引裝置牽引至物料傳輸口，布水構(gòu)件從物料傳輸口落至第二傳輸體上，通過(guò)滾動(dòng)軌道傳輸至罐體內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述滾動(dòng)套管包括空心管套和管芯，所述空心管套的內(nèi)徑大于管芯內(nèi)徑，管套的長(zhǎng)度小于管芯長(zhǎng)度，所述管芯穿置于所述空心管套內(nèi)，管芯的兩端橫置于第一支架頂部；所述空心管套底部固定吊耳，朝向蓄冷罐的一側(cè)固定牽引耳；所述第一牽引裝置通過(guò)所述吊耳與管套連接，所述第二牽引裝置通過(guò)牽引耳與所述空心管套連接。

進(jìn)一步地，所述第二支架上的滾動(dòng)軌道包括軌道支架、軌道支架上平行固定的橫向承重桿和承重桿上套設(shè)的鋼管，鋼管與承重桿相互轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)布水構(gòu)件在第二傳輸體上的傳遞。

有益效果：(1)本發(fā)明提供的方法綜合電子端模擬布設(shè)、射頻編碼唯一辨識(shí)、專用的布水構(gòu)件傳輸裝置和現(xiàn)場(chǎng)施工安裝，可簡(jiǎn)便高效的完成蓄冷罐內(nèi)布水系統(tǒng)的安裝施工，唯一射頻編碼的應(yīng)用使得每個(gè)布水構(gòu)件的應(yīng)用位置唯一，避免因布水構(gòu)件錯(cuò)位導(dǎo)致的布水系統(tǒng)安裝錯(cuò)亂，返工重裝為問題，一次安裝即可保證安裝準(zhǔn)確度，省時(shí)、省力，大大節(jié)降的人力成本；(2)本發(fā)明提供的施工方法通過(guò)雙內(nèi)環(huán)一次布水、分布式均壓二次布水以及配水帽三次布水，增加附壁效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、均流布水，蓄冷罐進(jìn)、出水對(duì)罐內(nèi)水的干擾較小，有效保證罐內(nèi)斜溫層的厚度保持在高效的水平上，使得罐內(nèi)同一斷面上的水溫差、蓄冷水槽出水溫度的穩(wěn)定、蓄冷效率和容積使用系數(shù)等項(xiàng)指標(biāo)均較高；(3)本發(fā)明中通過(guò)設(shè)定布水主管、布水主觀上穩(wěn)壓補(bǔ)水穩(wěn)壓器、配水帽的分布以及配水帽、篩漏板以及各水孔的尺寸，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐內(nèi)水流較高的調(diào)穩(wěn)性能；(4)本發(fā)明提供的專用傳輸裝置結(jié)構(gòu)可靠，能夠解決布水構(gòu)件向罐內(nèi)傳輸效率低、消耗體力大的問題，使管道的運(yùn)輸變得簡(jiǎn)單容易、省時(shí)省力，加快了整個(gè)罐內(nèi)管道安裝的進(jìn)度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明中灌底布水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中布水穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中布水器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中篩漏板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中布水構(gòu)件傳輸裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為蓄冷槽內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、環(huán)形布水主管，2、直形布水主管，3、布水穩(wěn)壓器，31、收縮式接頭，4、配水帽，41、配水接頭，42、防湍帽，43、出水口，44、導(dǎo)水槽，6、篩漏板，61、整流格柵，62、隔板，63、插件，7、第一傳輸體，71、第一支架，72、第一牽引裝置，73、第二牽引裝置，74、滾動(dòng)套管，741、空心管套，742、管芯，75、吊耳，76、牽引耳，8、第二傳輸體，81、第二支架，82、滾動(dòng)軌道，821、軌道支架，822、橫向承重桿，823、鋼管，9、蓄冷罐，91、蓄冷罐底板，10、物料輸送口，11、斜撐桿。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

實(shí)施例1：一種蓄冷罐內(nèi)布水系統(tǒng)的模塊化施工方法，本方法主要針對(duì)大型蓄冷罐，高度在25～30米，內(nèi)徑在25～30米，施工包括如下步驟：

(1)采集布水構(gòu)件的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，所述布水構(gòu)件包括布水管道、布水器以及配水帽，采用采集到的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)模擬排列布水管道，得到布水系統(tǒng)整體模型，對(duì)布水系統(tǒng)整體模型中的布水構(gòu)件唯一的RIFD編碼，依據(jù)該編碼對(duì)布水構(gòu)件實(shí)物對(duì)應(yīng)編碼；

(2)在蓄冷罐的物料輸送口搭建布水構(gòu)件傳輸裝置；

(3)灌頂布水系統(tǒng)搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌頂布水系統(tǒng)所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，先完成灌頂布水主管的安裝，然后在灌頂布水主管上安裝布水器，之后在灌頂布水器上裝設(shè)配水帽；最后在灌頂布水主管下方距離100mm處鋪設(shè)帶整流格柵的篩漏板；

灌頂布水主管采用內(nèi)雙環(huán)布水格局，包括兩個(gè)獨(dú)立的半圓布水系統(tǒng)，每個(gè)布水系統(tǒng)包括環(huán)形布水主管和若干根相互平行的直形布水主管，所述直形布水主管等間距固定于所述環(huán)形布水主管內(nèi)部；每根直形布水主管上等間距設(shè)有布水穩(wěn)壓器，布水穩(wěn)壓器的每個(gè)端部均連接12出口配水帽；灌頂布水系統(tǒng)中環(huán)形布水主管內(nèi)相鄰兩根直形布水主管的間距為60mm；每根直形布水主管上布水穩(wěn)壓器的間距為40mm；

(4)灌內(nèi)主立管搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌內(nèi)主立管所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，由下至上完成主立管的搭設(shè)；在裝設(shè)過(guò)程中主立管向上延伸至灌頂，提高主立管的穩(wěn)定性和灌頂?shù)某休d能力；

(5)灌底布水系統(tǒng)搭設(shè)：利用布水構(gòu)件傳輸裝置將灌底布水系統(tǒng)所需的布水構(gòu)件送入蓄冷罐內(nèi)，采用裝設(shè)RIFD編碼識(shí)別器的機(jī)械手將布水構(gòu)件送至目標(biāo)位置，先完成灌底布水主管的安裝，然后在灌底布水主管上安裝布水器，之后在灌頂布水器上裝設(shè)配水帽；最后在灌底布水主管下方距離100mm處鋪設(shè)帶整流格柵的篩漏板；

灌底布水主管采用內(nèi)雙環(huán)布水格局，包括兩個(gè)獨(dú)立的半圓布水系統(tǒng)，每個(gè)布水系統(tǒng)包括環(huán)形布水主管1和若干根相互平行的直形布水主管2，所述直形布水主管2等間距固定于所述環(huán)形布水主管1內(nèi)部；每根直形布水主管2上等間距設(shè)有布水穩(wěn)壓器3，布水穩(wěn)壓器3的每個(gè)端部均連接12出口配水帽4；灌底布水系統(tǒng)中環(huán)形布水主管內(nèi)相鄰兩根直形布水主管的間距為80mm；每根直形布水主管上布水穩(wěn)壓器的間距為45mm；

(6)對(duì)布水系統(tǒng)管道以及蓄冷罐外部包覆保溫層，完成模塊化布水施工。

本實(shí)施例中，使用的布水穩(wěn)壓器3為四口布水穩(wěn)壓器，所述布水穩(wěn)壓器3與配水帽4連接的端口設(shè)有收縮式接頭31，通過(guò)所述收縮式接頭31將布水穩(wěn)壓器3與配水帽4連接；多出口配水帽4包括配水接頭41和防湍帽42，所述防湍帽42固定于所述配水接頭41頂部，所述配水接頭41根部靠近防湍帽42一端設(shè)有一組出水口43，所述防湍帽42上對(duì)應(yīng)每個(gè)出水口43設(shè)有導(dǎo)水槽44；防湍帽42上的導(dǎo)水槽43呈發(fā)射狀延伸至防湍帽42邊緣，且每個(gè)導(dǎo)水槽44的形狀一致；防湍帽42與出水口43均為圓形，且出水43口與防湍帽42的內(nèi)徑比為12:1；篩漏板6上整流格柵61為矩形，每個(gè)整流格柵61占篩漏板面積的1/25，篩漏板上的隔板62高度為防湍帽上出水口內(nèi)徑的4倍，篩漏板上的水孔為防湍帽上出水口內(nèi)徑的1.5倍，篩漏板具有便于相互配合的插件63和插槽。

布水構(gòu)件傳輸裝置包括第一傳輸體7和第二傳輸體8，所述第一傳輸體置于蓄冷罐9物料輸送口10的外側(cè)，所述第二傳輸體8位于蓄冷罐9物料輸送口10的內(nèi)側(cè)；所述第一傳輸體7包括第一支架71、第一牽引裝置72、第二牽引裝置73和滾動(dòng)套管74，所述第一支架71置于地面上且一側(cè)端垂直抵靠在蓄冷罐9壁上；滾動(dòng)套管74包括空心管套741和管芯742，所述空心管套741的內(nèi)徑大于管芯742內(nèi)徑，管套741的長(zhǎng)度小于管芯742長(zhǎng)度，所述管芯742穿置于所述空心管套741內(nèi)，管芯742的兩端橫置于第一支架71頂部；所述空心管套741底部固定吊耳75，朝向蓄冷罐9的一側(cè)固定牽引耳76；所述第一牽引裝置72通過(guò)所述吊耳75與管套741連接，所述第二牽引裝置73通過(guò)牽引耳76與所述空心管套741連接；

所述第二傳輸體8包括第二支架81和滾動(dòng)軌道82，滾動(dòng)軌道82包括軌道支架821、軌道支架上平行固定的橫向承重桿822和承重桿上套設(shè)的鋼管823，第二支架置于蓄冷罐底板91上，且一側(cè)端抵靠在蓄冷罐內(nèi)壁上，鋼管與承重桿相互轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)布水構(gòu)件在第二傳輸體上的傳遞；

布水構(gòu)件由第一牽引裝置吊升至物料傳輸口高度，并由第二牽引裝置牽引至物料傳輸口，布水構(gòu)件從物料傳輸口落至第二傳輸體上，通過(guò)滾動(dòng)軌道傳輸至罐體內(nèi)，第一傳輸體的高度高于物料輸送口，第二傳輸體的高度低于物料輸送口。

為提高布水構(gòu)件傳輸裝置中第一支架和第二支架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，本實(shí)施例還在支架的斜角方向固定斜撐桿11。

本發(fā)明通過(guò)雙內(nèi)環(huán)一次布水、分布式均壓二次布水以及配水帽三次布水，增加附壁效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、均流布水，蓄冷罐進(jìn)、出水對(duì)罐內(nèi)水的干擾較小，有效保證罐內(nèi)斜溫層的厚度保持在高效的水平上，使得罐內(nèi)同一斷面上的水溫差、蓄冷水槽出水溫度的穩(wěn)定、蓄冷效率和容積使用系數(shù)等項(xiàng)指標(biāo)均較高。

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。