新一代高速動車組供水系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)淺析

王先彬

（青島亞通達(dá)鐵路設(shè)備有限公司，山東 青島 266000）

高速動車組是指構(gòu)造速度在300km/h以上的動車組列車，其運(yùn)營速度一般要達(dá)到250km/h以上，屬于高速列車中級別更高的類型。新一代的高速動車組時(shí)速能達(dá)到350km/h。高速動車組能夠長距離地行駛，承載的旅客很多，而且旅行的時(shí)間較短，滿足了人們很多現(xiàn)實(shí)的需求。

1 高速動車組供水系統(tǒng)在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)的問題

如今，隨著我國高速動車組的廣泛運(yùn)營，雖然給人們的日常生活帶來了很多便利條件，但是，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新一代的高速動車組仍然存在一些不容忽視的問題，這其中關(guān)于高速動車組供水系統(tǒng)的問題所占比重較多。供水系統(tǒng)一旦出現(xiàn)任何問題或故障，都會直接影響高速動車的正常行駛，給乘客帶來很多的不便，具體的一些常見故障有以下幾種：

1.1 注水口冬季凍堵

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，高速動車組雷車在凜冬經(jīng)過我國北方的很多城市時(shí)，很多車輛都會出現(xiàn)不同程度的注水口凍結(jié)的情況，一旦發(fā)生這樣的現(xiàn)象，就會影響站臺注水作業(yè)的完成。我國北方很多城市的冬天最低溫度能達(dá)到零下十幾度，然而，大部分動車組內(nèi)部的注水管路都是在動車下面的注水口，其內(nèi)孔徑只有13mm左右，比普通的客車規(guī)定的內(nèi)孔徑還要小5mm。這部分的管長期暴露在外面，沒有做一些有效的保溫和防寒處理。所以，在較低的溫度環(huán)境下，從注水管路里面淌出來的一小部分的水就會被留在注水口處，最終產(chǎn)生凍結(jié)。

1.2 餐車供水系統(tǒng)發(fā)生泄漏

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，有一些高速動車組上的餐車管路會存在很多漏水的現(xiàn)象。經(jīng)過仔細(xì)的分析和研究可以發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)漏水的原因幾乎都是相同的，主要是由于管路脫拔引起的漏水現(xiàn)象，平均每輛車就會出現(xiàn)5處左右不同程度的管路脫拔。這種漏水事故已經(jīng)嚴(yán)重影響了高速動車組列車的正常運(yùn)營。為了從根本上處理管路脫拔的現(xiàn)象，在出現(xiàn)問題后，相應(yīng)的專業(yè)維修工作人員要進(jìn)行妥善的處理，對管路做了三種不同的試驗(yàn)，為的是找出一種一勞永逸的方法來解決這一問題。最終維修人員試驗(yàn)成功，找到了問題的根源所在，列車在停運(yùn)后，應(yīng)該把管路內(nèi)存的一少部分水快速地排空，如果沒有這樣做，在非常寒冷的時(shí)候水就會被凍住，造成嚴(yán)重的管路脫拔。

1.3 凈水箱的溢水管路凍堵，客室頂板進(jìn)水

客室的頂板會出現(xiàn)漏水問題，主要是高速列車上安裝的凈水箱溢水管路在寒冷的環(huán)境中凍堵而引起的漏水。一般情況下，高速動車組會使用兩種不同形式的供水方式，一種是依靠壓力進(jìn)行供水，另一種是利用自身的重力供水，而我們高速動車的餐車普遍使用的是壓力供水。利用重力供水的凈水箱，其設(shè)計(jì)的溢水管路位于客室頂板的最上面，和空調(diào)安裝的排水管路連接著，如果排水管路的最后面出現(xiàn)凍堵后，在注水過程中溢出來的水會堵滿整個(gè)管道，這樣就會造成頂板進(jìn)水。

1.4 電開水爐排水直接澆轉(zhuǎn)向架，冬季時(shí)轉(zhuǎn)向架結(jié)冰

經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，很多高速動車列車所使用的電開水爐，有非常牢固的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以抵抗較強(qiáng)的沖擊性，還能夠連續(xù)不斷地給旅客提供幾乎接近100℃的開水，全是自動化的。開水爐不只是在餐車上使用，在動車的兩端也會使用開水爐。在水、電都正常的情況下，凈水箱會不停地利用供水管路往電開水爐里進(jìn)行供水。在溫度較低的冬天，經(jīng)常會使用電開水爐進(jìn)行排水，從而也就會在裝箱架上出現(xiàn)結(jié)冰的現(xiàn)象。

2 高速動車組供水系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

通過對新一代高速動車組在供水系統(tǒng)方面的問題盡心仔細(xì)分析可以發(fā)現(xiàn)，在以后改進(jìn)和完善高速動車的過程中，不僅要改進(jìn)動車的速度和良好的適應(yīng)性，還要充分考慮動車的安全性、舒適性、穩(wěn)定性等，要全面地改進(jìn)和優(yōu)化高速動車。

2.1 注水管路優(yōu)化

通過分析可以發(fā)現(xiàn)，為了避免高速動車組注水管在我國北方冬天出現(xiàn)凍堵的現(xiàn)象，工作人員可以使用厚度大約2mm左右的薄不銹鋼進(jìn)行合理的立體焊接彎管，在其中的一端要有效地焊接一些高質(zhì)量的接頭和優(yōu)質(zhì)的法蘭。同時(shí)，接頭一端要和注水口進(jìn)行緊密的連接，這樣可以很好地固定管道的主水管，起到很好的作用。注水管路可以穿透車體表面的底板，和地板之間可以使用螺紋接頭進(jìn)行無縫密封，通過這樣的方式，不僅能夠滿足管路固定的要求，還有利于車體的密封。只有這樣，才能從根源處解決高速動車組列車的注水管路問題。除此之外，高速動車組列車的注水口的內(nèi)孔徑也應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)寬，未來在對高速動車進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要結(jié)合普通客車注水口內(nèi)孔徑規(guī)定的一些要求，把注水口的相應(yīng)內(nèi)孔徑增加到18mm，另外，還應(yīng)該在之間的連接處增加加熱橋進(jìn)行阻斷，通過這樣的方式，可以避免凍堵現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 餐車供水系統(tǒng)優(yōu)化

通過對新一代高速動車組廚房供水系統(tǒng)的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，其正在使用卡壓式管路。使用此管路有很多明顯的優(yōu)勢，最主要的就是安裝工藝非常迅速和簡單。不過，這個(gè)管路也有一定的缺陷，就是沒有很強(qiáng)的抗拉能力，管路在較低溫度下存水會發(fā)生凍結(jié)，進(jìn)而容易引起脫拔問題。在使用的過程中，可靠性比較低，維修比較費(fèi)時(shí)費(fèi)力，通常情況下，維修一處故障的管理需要花費(fèi)很長時(shí)間去拆卸大量的管路。管路的質(zhì)量沒有保證和合格的檢測依據(jù)，使得不能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)存在的質(zhì)量問題。為了更好地解決這一問題，在對新一代高速動車組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，就需要對高速動車組餐車內(nèi)部供水系統(tǒng)具體地了解和分析工作原理：供水系統(tǒng)可以使用水泵往廚房內(nèi)進(jìn)行供水，而且還需要兩個(gè)連接的供水回路，這樣可以很好的確保飲用水在使用的時(shí)候能夠定向循環(huán)。供水系統(tǒng)的水泵在小循環(huán)回路里面不間斷的進(jìn)行工作，使得凈水不斷循環(huán)，得到的凈水再利用紫外線進(jìn)行合理的消毒后，經(jīng)過安裝的一個(gè)電磁閥再返到餐車的凈水箱內(nèi)。一旦水的壓力下降到規(guī)定的壓力下，此時(shí)就需要迅速接通連接水泵的固定電源，然后關(guān)閉供水系統(tǒng)的小循環(huán)回路，再接通連接廚房供水的循環(huán)回路。水的壓力上升到很高的時(shí)候，就需要降低水泵的供水輸出，然后再次利用供水系統(tǒng)的小循環(huán)回路。

2.3 凈水箱溢水管路優(yōu)化

根據(jù)調(diào)查可以得到一些有利用價(jià)值的信息，新一代的高速列車普遍安裝了凈水箱，而且箱體的厚度較高，大約都是由2.5mm左右的優(yōu)質(zhì)不銹鋼板制成的，在箱體的兩端分別設(shè)置了注水的接口，其中一端是防凍排空管，另一端的溢水管路和這端的防凍排空管路連接。要想充分處理往水箱內(nèi)注水的時(shí)候出現(xiàn)頂板漏水的不良現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)的過程中，需要把凈水箱里面安裝的溢水管路重新分開，不和空調(diào)內(nèi)的排水管路設(shè)計(jì)在一起，單獨(dú)地對凈水箱設(shè)計(jì)溢水管理，通過這樣的方式，能夠消除水箱溢水這一問題。不僅如此，還要對整個(gè)溢水管路加一層防寒保溫措施，這樣能從根源處解決管路凍堵的問題。

2.4 開水爐排水管路優(yōu)化

要想很好地解決動車組在寒冷的冬季排水管路經(jīng)常發(fā)生結(jié)冰的現(xiàn)象，就需要合理地改進(jìn)開水爐的一些排水管道結(jié)構(gòu)，在原來管道結(jié)構(gòu)的一定基礎(chǔ)上增設(shè)一根導(dǎo)流管，把這個(gè)導(dǎo)流管的末端相應(yīng)地移到動車車廂線面的最前端位置。為了不讓導(dǎo)流管受到過多的不利影響，需要把開水爐內(nèi)的一部分排水管路進(jìn)行分開設(shè)置，不和空調(diào)排水管路設(shè)置在一起。不僅如此，為了降低開水爐的正常排水次數(shù)，應(yīng)該不斷優(yōu)化和改進(jìn)最原始開水爐在85℃就進(jìn)行自動排水的功能，需要把開水爐的自動排水溫度逐漸降到75℃左右，另外，還應(yīng)該對開水爐的儲水箱進(jìn)行一系列的保溫措施，使溫度下降的速度減慢，改進(jìn)后的開水爐在每次動車組運(yùn)行過程中只需要進(jìn)行一次排水。

3 結(jié)語

現(xiàn)如今，我國的經(jīng)濟(jì)有了很大的改善，使得高速動車組列車也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，這不僅讓人們在乘坐列車時(shí)感受到了切實(shí)的便捷，更是向世界證明了中國在高速動車組方面的巨大成就。但是經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我國在新一代高速動車組的供水系統(tǒng)方面仍然存在著一些不容忽視的問題，這些問題輕則給乘客的旅程帶來不便，重則影響高速動車組的正常運(yùn)營。本文通過對供水系統(tǒng)的四大問題進(jìn)行逐一分析，最終提出了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過這些優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以從根源上解決新一代高速動車組在供水系統(tǒng)方面的重要問題。