CRH3动车组-车辆给排水.doc

.第15章 车辆给排水及卫生系统目 录15.1概要115.1.1 给排水及卫生系统布置115.1.2头车给排水装置215.1.3 中间车给排水及卫生装置215.1.4 餐车给排水装置215.2供水系统315.2.1系统组成及工作原理315.2.2水箱315.2.3管系615.3饮水机(电热开水炉)615.3.1 电热开水炉的结构组成715.3.2工作原理915.4卫生系统1015.4.1系统组成1015.4.2 推拉式真空集便系统1515.4.3洗手系统1815.4.4污水箱1915.4.5电器设备与信号显示1915.4.6 系统防冻保护2015.4.7防火保护2015.1概要车辆给排水及卫生系统能保证旅客旅途的舒适和方便，是乘客和工作人员在饮食、卫生方面不可缺少的装置。一般主要包括供水系统、饮水机及卫生系统三部分。供水系统主要任务是向列车提供各种用水，如冲洗集便器、洗漱用水、饮水机供水和吧车用水；饮水机用于为乘客提供饮用水；卫生系统为乘客提供舒适的卫生环境，并负责收集污物。15.1.1 给排水及卫生系统布置在CRH3列车中除了头车（EC01、EC08）和餐车（BC04）以外，中间车提供了卫生设施。每列车共有10个卫生间，其中包含一个残疾人专用卫生间，这种卫生间布置在带有轮椅区的中间车（FC05）上。头车（EC01、EC08）、餐车（BC04）设一个净水箱和一个电热开水炉。其他车辆设两个卫生间、一个电开水炉、一个净水箱和一个污物箱。给排水及卫生系统的布置见图15-1-1。EC08TC07FC05IC03EC01TC02BC04IC06图15-11 给排水及卫生系统布局图A 160L净水箱; B 300L净水箱; C 标准卫生间; D 450L污物箱; E 通用卫生间; F 电热开水炉15.1.2头车给排水装置CRH3列车头车的给排水装置布置在车辆的二位端，给排水装置由一个容积160L的净水箱、一个电开水炉、注水系统、供水管路、排水管路组成。15.1.3 中间车给排水及卫生装置CRH3列车的中间车（餐车除外）TC02/TC07、IC03/TC06、FC05五种车型的给排水装置相同，包括一个容积300L的净水箱、一个电开水炉、注水系统、供水管路和排水管路。TC02/TC07和IC03/TC06车的排污及卫生系统装置相同，由两个标准卫生间、一个450L的污物箱、车内排污管路、车外排污管路、防寒加热装置组成。头等座车FC05设置一个残疾人专用卫生间，可为坐轮椅的乘客使用。15.1.4 餐车给排水装置CRH3餐车给水装置采用水泵增压的供水方式，由车下的泵水装置、供排水管路、车上的净水装置和用水设备组成。泵水装置包括一个容积700升的净水箱、一个水泵箱、一个支架以及用于供水、供电、控制信号和诊断的辅助连接件。15.2供水系统15.2.1系统组成及工作原理（1）系统组成供水系统由注水系统、水箱、供水管路、液位显示装置和防冻排空管路组成。（2）供水原理CRH3列车的供水系统分别采用了压力供水和重力供水两种供水方式。重力供水方式的水箱处于高点，利用液位高度差产生的压力实现供水。压力供水方式则是通过泵水系统产生的压力实现供水。餐车BC04采用了压力供水方式，其它车型均采用重力供水方式。餐车供水利用了一个二级水泵，此泵向厨房泵水并通过两个连接的回路保证饮用水的定向循环。二级泵在一个连续工作的小循环回路中使净水循环。净水在通过紫外线消毒系统后，通过一个电磁阀返回净水箱。同时在向厨房供水的大回路中中保持2.54.3bar的工作压力。如果水压降低到最低允许压力之下时，接通二级水泵电源，关闭小循环回路，接通向厨房供净水的回路。如果压力升高到规定的最高值，该水泵降低其输出，并再次使用小循环回路。如图15-2-1。图15-2-1餐车供水系统图15.2.2水箱在车辆运行过程中为车辆用水点提供水源。共有160L/300L/700L 等3种水箱。160L/300L水箱技术参数如表15-2-1，700L水箱技术参数如表15-2-2。160L和300L水箱具有相同的结构形式。水箱箱体采用2.5mm厚不锈钢板焊接而成，两端设注水接口，一端设带电磁阀的防冻排空管，另一端设接线箱，箱体底部设供水接口和水位传感器，箱体内部设防波板。箱体底部铺设电热毯，同时整个箱体外部粘结防寒材(如图15-2-2)。700L净水箱用于餐车水箱模块，此水箱模块还包括支撑框架和泵水单元。水箱设两个注水管路，水箱底部装有带浮球开关的液位传感器和可拆卸的加热管。支撑框架用于将水箱安装在车下。泵水管路用于餐车的水循环、防冻排空。图15-2-2 水箱结构图排水管水箱吊耳水位传感器接线箱电磁阀排气管注水管供水接头表15-2-1 160L/300L水箱技术参数表15-2-2 700L水箱技术参数15.2.3管系CRH3列车给水装置的管路主要包括注水管路、供水管路和排水管路三部分。（1）注水管路除餐车BC04外，其它车型的注水管路型式相同，均设在车辆的二位端。由一个注水弯管总成、直管、异形弯管、金属编织软管组成。注水弯管总成通过法兰安装固定在车体上，外端连接注水口。直管与注水弯管总成通过螺纹连接固定，直管与车体通过密封管接头连接固定，异形弯管与直管通过特殊密封接头连接固定，与车体用管卡连接固定。金属编织软管用于连通弯管和水箱。餐车BC04的注水管路由注水管总成和软管组成。注水管总成通过法兰与车体连接固定，外端连接注水口。软管连接注水管总成和水箱并通过喉箍固定。（2）供水管路连通水箱和用水点的管路。包括电开水炉供水管路和卫生间供水管路。（3）防冻排空管路在车辆停止运营时，用于排空水箱和管路的存水，防止冰冻对水箱和管路产生危害。供水管路外均缠绕自控温伴热线，外包隔热性能优异的防寒管材。在低温情况下，防寒伴热装置启动，伴热装置将对供水管路进行伴热，从而达到管路防冻目的。15.3饮水机(电热开水炉)CRH3列车采用电热开水炉提供饮用水。它能在300Km/H列车运行条件下自动烧开水，并且具有缺水保护，防冻排水，保持供水温度90等功能。可以充分满足旅客的开水饮用需求。电热开水炉主要技术参数如表15-3-1 ：表15-3-1 电热开水炉技术参数15.3.1 电热开水炉的结构组成根据在列车上安装位置的不同，电热开水炉分为三种型式： A型、B型、C型。A型开水炉安装在EC01/08、FC05车，其检修门在炉体右侧（面向开水炉面板）；B型开水炉安装在TC02/07、IC03/06车，其检修门在炉体左侧（面向开水炉面板）；C型开水炉安装在BC04车，其检修门在炉体背后（面向开水炉面板）。电热开水器主要由加热水箱、储水箱、附水箱、电器箱、接水面板及管道组成。（1）附水箱由水箱、液位传感器、进水口和出水口组成，主要作用是给加热水箱供水，及时检测水位，避免缺水干烧。（2）加热水箱由水箱、防护罩、电加热管、热敏电阻接插件、进水口和出水口组成（如图15-3-1），主要作用是给非饮用水进行加热消毒，水沸腾后从翻水膨胀筒上端跃出，进入储水箱。图15-3-1 加热水箱（3）储水箱由水箱、水位传感器、进水口和出水口组成（如图15-3-2），主要作用是储存已经符合饮用要求的开水，可连续不断地供应开水。图15-3-2 储水箱（4）电器箱由变压器组件、电源转换模块 、控制板模块等组成，是功能控制部件，决定功率输出，与水位传感器配合，可以实现开水炉过热、过流、缺水等多种保护功能。（5）接水面板由放水阀、面板、指示灯、过滤网等组成。通过放水阀进行取用开水，通过指示灯可查看电热开水炉是否正常工作。（6）管道总成电热开水炉的管路由过滤器、管路、手动阀、电磁阀等组成。可实现对车辆的水箱和电热开水炉进行自动和手动排空功能。 15.3.2工作原理在保证供水、供电的条件下，水箱通过供水管路给电热开水炉不间断供水，非饮用水从电热开水炉的供水口经过除钙和过滤装置（CG-或CG-）进入附水箱。从附水箱经过单向阀进入加热水箱，由加热水箱的电加热、管给非饮用水进行加热消毒。水沸腾后从翻水膨胀筒上端跃出，进入储水箱，使加热水箱水位下降，当降至加热水箱中水位时电磁阀打开补水，至上水位时停止补水。当储水箱内开水水位升至上水位时，停止加热，自动进入保温状态，在储水箱满水位时能自动进入保温状态：即开水炉能在自动关断三分钟后，自行开启加热8秒钟，这样保证储水箱中水温达到95以上。当取用开水使贮水箱内开水水位降至中水位时，再次开始加热。如此即可连续不断地供应开水。如果长时间没有取用开水时，当温度下降一定程度后，储水箱的温度传感器传出信号，储水箱排水管上的电磁阀开启，排空储水箱内的开水，充分保证储水箱中水温达到95以上。电热开水炉的工作过程见图15-3-3电热开水炉的控制电路主要由8位单片微处理器及外围数字电路、脉冲驱动电路、水位传感器、温度传感器、稳压电源、指示灯、继电器及控制进水的电磁阀等部分组成。在微处理器的程序作用下，可以根据水箱水位的变化，控制电磁阀的开/关,进行断水保护，缺水自动进水，水位显示等功能。该机具有缺水保护功能，当机器出现故障或列车供水水箱缺水，干烧信号灯闪烁，开水器会自动停止烧水。开水炉具有双重缺水保护。当加热水箱水位下降至下水位时，开水炉将迅速进入补水程序，停止加热。同时电热开水炉又装置了压力温度控制器，在水位传感器失灵或发生器件损坏等故障情况时，加热水箱内缺水，甚至无水，开水炉加热腔迅速升温，这时装在加热腔中的温度控制器能立即进入保护状态，防止加热线圈损坏。图15-3-3 电热开水炉工作原理图15.4卫生系统15.4.1系统组成八节编组的CRH3列车中装有10套卫生间模块。包括以下三种结构形式：n 标准卫生间模块，右侧，每列4间n 标准卫生间模块，左侧，每列5间n 通用卫生间模块（残疾人卫生间模块），每列1间标准卫生间以双组件（左侧和右侧）形式装配在TC02/07 变压器车和IC03/06 中间车（C位）上；由一个标准卫生间和一个通用卫生间组成的卫生间组件装配在一等车FC05上，端车和中间车BC04不设卫生间。每一个双组件卫生间模块均配有一个污水箱。外观如图15-4-1，15-4-2。每套卫生间均采用自承载、轻量型结构，包括地板、墙板、门、顶板等框架设施和装配在内部的各种卫生设备。 图15-4-1 标准-标准组合卫生间外观 图15-4-2 通用-标准组合卫生间外观15.4.1.1 地板标准及通用卫生间的地板为耐踩踏、防滑耐磨夹层结构的复合地板，下面是HPL板，中间是玻璃钢板（GRP），表面铺橡胶地布，各层之间用胶粘结。卫生设施的紧固件在地板上。地板的形式允许收集少量积水（最多8升），地板与墙体的连接处为密封防水结构，确保积水不会进入车厢。所有卫生间地板均不设地板排水设施。通用卫生设施能容纳一个轮椅，地板面积教大。15.4.1.2 墙板墙板采用轻量化结构，内墙为玻璃纤维增强聚酯制作的模制件，表面光滑；外墙涂覆HPL。墙板压条采用表面处理的铝型材制作，墙壁组件在地板范围内直到最高100 mm处都能防水。墙板可以满足防火、刚度及隔音等相关标准要求。15.4.1.3 门（1）标准卫生间的门标准卫生设施采用朝内侧开启的铰接门，门口的自由通路满足UIC560的要求，净宽度560mm，净高度1988mm。门板厚度26mm。门框采用铝型材制作，门轴带有防卡铝压条。采用橡胶块界定门的终端位置，门打开时橡胶块止于坐便器前沿。门锁装有一个机械的“无人（绿色）/有人（红色）”标记，并有一个电开关接触器，用于控制客室有无人显示灯。标准卫生间模块的门从外面能锁上并能机械式打开。如图15-4-3四角锁 有无人显示 铰接式 图15-4-3 标准卫生间的门 （2）通用卫生间的门通用卫生设施的门为电动单扇门，按钮控制。门的自由通路宽度不小于1073mm，高度不小于1950mm。门板厚度26mm，带防夹指护板和止档轴开关，门框采用铝型材制作。门外有一个“OPEN开”按钮，通过按扭灯的绿、红色显示作为有/无人的提示。门外部安装有一个四角锁，遇到紧急情况时，该锁可以关闭门的控制系统，并可以打开卫生设施的门；门内有“OPEN开、CLOSE关、LOCK锁”按钮的控制器。通常情况下门是关闭的，不允许其自动打开或关闭。通用卫生间模块的门从外面能锁上、无电情况下能开关并能机械式打开。如图图15-4-4打开关闭按钮安全锁打开按钮 锁闭按钮四角锁 门板 图15-4-4 通用卫生间的门15.4.1.4 顶板顶板采用HPL板制成，顶板上设置大检查门，检查门板通过折页与顶板相连，并通过方形拉紧锁紧固。检查门板与顶板框之间有钢丝拉索，检查口打开时，保证检查门板打开后与卫生间内墙板及间内设备不碰撞。通过顶板检查口可以对顶板上的通风系统、火灾报警器、扬声器、照明设备以及空调和供水连接器进行安装、检查和维修，如图15-4-5。顶板安装净空高度为卫生间模块地板以上约2040mm。通用卫生间顶板检查门板通用卫生间顶板 标准间顶板检查口 标准卫生间顶板 图15-4-5 卫生间顶板15.4.1.5 卫生设备卫生间内安装的所有卫生设备都是专为铁路车辆开发设计的。接触污水或粪便的部件采用了不锈钢或橡胶材料制造，而接触净水的部件则均采用了不锈钢材料。（1）标准卫生间卫生设备标准卫生间卫生设备主要包括以下各部分：n 推拉式真空集便系统n 洗手系统n 安全玻璃镜（单层安全玻璃）卫生间内部侧面有一个大面镜，后部的两个镜面板既作为面镜又作为检查门板使用，通过打开镜面板可以检查镜面板后部的接线盘、纸巾盒、皂液器等设备。n 擦手纸巾抽取盒。n 污物容器。最小10升，金属结构。n 卫生袋抽取盒n 卫生袋用的污物容器n 卫生纸支架（带有一个更换卷支架）。设在洗面盆下方。n 1套衣帽钩：装在卫生设施的墙板上。n 固定的扶手n 具有消毒效果的空气净化器n 2盏用于正常照明和应急照明的卤素灯吸顶灯，更换方便，而且具有防盗装置。n 卫生间供暖装置。包括带插塞连接器接口电缆在内的火灾报警器。洗面台下方的洗面柜内装有一个带风扇和过热保护装置的电加热器（大约0.5kw）。热风从洗面台门下方的底座开口处吹出，然后送入卫生设施，再从镜柜下吸出。新风换气百叶在洗面盆侧上方的内顶区。n 230V-AC/50Hz剃须刀插座。（2）通用卫生间卫生设备通用卫生间卫生设备主要包括以下各部分：n 推拉式真空集便系统n 洗手系统n 1面安全玻璃镜（单层安全玻璃）n 擦手纸巾抽取盒。n 污物容器。最小10升，金属结构。n 卫生袋抽取盒n 卫生袋用的污物容器n 卫生纸支架（带有一个更换卷支架）。设在洗面盆下方。n 1套衣帽钩。装在卫生设施的墙板上。n 2个固定的扶手（一个水平放置/一个垂直放置）n 1个可折叠的、水平放置的扶手。安装在便器的通行侧。n 具有消毒效果的空气净化器n 可折叠的尿布台。设置在便器旁。n 3盏用于正常照明和应急照明的卤素灯吸顶灯。更换方便，且具有防盗装置。n 卫生间模块供暖装置。包括带插塞连接器接口电缆在内的火灾报警器。洗面台下方的洗面柜内装有一个带风扇和过热保护装置的电加热器（大约0.5kw）。热风从洗面台门下方的底座开口处吹出，然后送入卫生设施，再从镜柜下吸出。新风换气百叶在洗面盆侧上方的内顶区。n 230VAC/50Hz剃须刀插座。n 紧急呼叫按钮.设在便器旁，高度为距地板约600mm。15.4.2 推拉式真空集便系统采用 “紧凑”型真空系统,通过真空和压力，真空集便单元可以将粪便从便器冲入污水箱。便器内布置有冲洗喷嘴，这些喷嘴通过喷射高压水可以有效冲洗便器。15.4.2.1真空压力集便单元组件推拉式真空压力集便单元组件主要包括以下部分：（1）便器便器是用作储存粪便物和冲便水的容器，同时用作将粪便冲入集便箱的运送工具。通用卫生设施的便器能适应残疾旅客的需求。（2）冲便喷嘴便器装有冲便喷嘴。通过喷嘴，将水从水增压器中冲出，以保证有效清洗便器（3）入口阀运用期间入口阀处于关闭状态，并保持在固定位置。阀门只有在将便器里的污物排放到集便箱的排放过程中才会打开。（4）集便箱集便箱用作收集粪便物和冲便水的中间容器。在集便箱内，有时产生真空有时产生压力，这样就可以有效地将污物送入污水箱。（5）出口阀用于关闭集便箱，当集便箱内产生真空或过压时，出口阀便将集便箱和污水管分开。该阀一般处在关闭位，只有在用压缩空气将集便箱的污物排放到污水管的排放过程中才会打开。（6）阀门堵塞通过一个空气调节器（约6.2bar压缩空气）实现阀门堵塞。所有气动功能都通过这些阀门控制。（7）增压器增压器中净水箱里的水被真空注入，放水时，通过放水喷嘴喷入便盆。（8）排出器排出器用于在集便箱内产生真空，以便在冲便过程中排空便器。（9）污水箱设在车下，应用容积450升。（10）冲便按钮设置在便器便手可以触及的区域，采用短行程按钮。15.4.2.2推拉式真空压力集便单元工作过程集便器冲水循环过程由集便单元的控制单元进行控制，这个过程共分六个步骤：（1）准备状态在准备状态下，便碗底部存有一个小水凹，入口阀和出口阀此时处于关闭状态。如图15-4-6图15-4-6 准备状态（2）冲洗便碗按下冲便按钮，冲水循环开始，一个完整的冲水循环大约耗时25秒。在这个冲水循环过程中，下一次的冲水循环不会开始。压缩空气被压入水箱，冲便水在空气的压力下通过喷嘴喷出，使便碗得到有效的冲洗。如图15-4-7如图15-4-7冲洗便碗（3）集便箱产生真空与此同时，真空泵在集便箱产生大约60%的真空。如图15-4-8图15-4-8集便箱产生真空（4）清空便碗入口阀打开，便碗中的污物被集便箱的真空通过便碗与集便箱之间的管路吸到集便箱中。如图15-4-9图15-4-9 清空便碗（5）初始化便碗压缩空气进入水箱，冲便水伴随6.2bar空气压力通过喷嘴喷到便碗中，这样便碗中再次储存一部分水。如图15-4-10图15-4-10（6）清空集便箱压缩空气进入集便箱直到压力达到大约+0.6bar，此时出口阀暂时打开，集便箱里的废物被压到车下污物箱中。如图15-4-11图15-4-11清空集便箱15.4.3洗手系统洗手系统是一个重力供水系统，该系统完全由静水压力驱动，压力来自处于较高位置的净水箱。洗手系统主要包括以下各部分：（1）盥洗台：用耐用材料制作的盥洗台，水不能向前流。通用卫生间模块的盥洗台预留出从下面可以通过残疾人轮椅的空间。如图15-4-12图15-4-12盥洗台（2）不锈钢洗手盆。（3）感应式水龙头。水龙头的流水计量按约5秒钟（约0.1至0.2升）可调，水龙头开放时间已经预设好。水龙头出水点距盥洗台至少100 mm高度。（4）皂液器：皂液器装在盥洗台上方的镜面板下边。（5）皂液器的补给储存器。设在盥洗台上方的镜面板后面。（6）灰水管。洗手盆的排放口设有防臭存水弯。为保持卫生间模块的空气调节，在灰水管内装有一个压力保护装置，在外部压力发生重大变化时可关闭，实现压力保护。15.4.4污水箱污水箱设在车下用弹性固定件（楔形支撑）与车体连接，箱体容积为450升。箱体有防止飞石撞击而引起物理损坏的保护措施。污水箱的组成包括以下各部分：（1）连接管道。用于连接集便箱与污水箱，作为排导污物的通道。（2）伴热元件。水箱应绝缘，并有电加热系统保护，防止低温时冻结。加热系统输出电压大约1000W。（3）防寒材。对箱体起到保温作用，防止低温时冻结。（4）冲洗管。设在污水箱两侧，用于污水箱的定期冲洗，以防止堆积物和其它物质影响其功能。（5）2.5”排水凸轮锁紧接头。两侧有两个排水口，用于排除污水箱。排污口连接型式为2.5” 凸轮锁紧接头。污水箱通过一套适当的抽吸系统进行排污。（6）截止球阀。设在紧挨每个排水连接口后面（7）维修开口（检查口）（8）通风管/溢流管（9）作为所有附属电缆的电气接口的电气接线箱（10）80%、95%水位传感器。用于探测污水水位。15.4.5电器设备与信号显示（1）控制板双组件或复合组件里的每一套卫生设备自身都有控制板。每一个控制板均包含不同卫生设施的电动和气动功能件的控制系统。控制面板由底板、接线端条和控制电脑组成。控制面板附近装有必要的电压变换器和控制开关，以便将外接电源转换成系统电压。此外，控制板包含一个压缩空气减压器，以保证将厕所和供水系统的空气压力控制在大约6.2bar。每个控制板上设有一个操作面板，用于真空集便单元和防冻排水系统的“回送冲洗”和“服务冲洗”。（2）车载供电系统/电源（3）诊断信号与显示每节车中都将两