CN103556673A - 一种海水用多功能取水头部 - Google Patents
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Abstract
一种海水用多功能取水头部，由钢筋混凝土桶体、进水格栅以及钢筋混凝土顶盖整体构成的取水头部本体，钢筋混凝土桶体底部设置有输水管道，本体内部中心设置有钢筋混凝土支撑柱，其内部形成有杀生剂导入通道，杀生剂导入通道的侧壁上有与钢筋混凝土桶体内部相连通的杀生剂扩散孔，杀生剂导入通道下部设置有连接杀生剂输送管一端的进料口，杀生剂输送管设置在输水管道内，钢筋混凝土支撑柱的外周设置有压缩空气导入管，压缩空气导入管上有用于向进水格栅喷射压缩气体的压缩空气扩散孔，压缩空气输送管的底端连接压缩空气输送管的一端，压缩空气输送管设置在输水管道内。本发明能够有效降低水流冲击，防止海洋生物附着和堵塞，防海水腐蚀并能够保护海洋生态。
Description
技术领域
本发明涉及一种取水头部。特别是涉及一种适用于海床式海水取水***的海水用多功能取水头部。
背景技术
取水头部是地表水取水***的进水构筑物，居于整个取水***的首要部分。在淡水取水工程中，取水头部已有多种外形形式，并形成了较为完善的设计技术标准。但是，这些已有的取水头部外形和设计技术在海水取水设计中并不完全适用，这是因为海洋有着比江、河、湖泊和水库更为复杂的工程环境。首先，由于风浪、潮汐和暗流的存在，当取水头部在海洋中受到水流的冲击时，方向更为多变，冲击力也更为巨大；其次，由于海水的含盐量高于淡水，取水头部中的金属构件在海水中更容易遭受腐蚀破坏；第三，海洋中生存着品种繁多，数量巨大的海洋生物，因此取水头部在海洋中将受到严重的生物附着和堵塞。最后，海水取水构筑物基建费用高昂，维护管理较为困能，因此取水头部一旦失效将难以修复，由此造成的经济损失也较为严重。
目前，在已有的专利资料中，专门用于海水环境的取水头部设计方案还未见公开。已公开的取水头部专利申请要么完全不适用于海洋环境，要么功能较为单一，无法满足海水取水的需要。例如，预净化水力自动选择性取水装置（申请号：201210056778.5）、锯齿形取水头部（申请号：99214563.6）、用于给水工程的防堵除沙取水头部（申请号：200820238478.8）、管式取水头部（200820300351.4）、开式江水源热泵区域供冷供热***（申请号：201020101530.2）、一种沟内取水头部的结构（申请号：201120400190.8）和河床地表水取水构筑物（201220162029.6）等均表明适用于江、河、湖泊和水库的取水。而虹吸式水源热泵取水***（申请号：201020639833.X）、地表水水源热泵取水头部***（申请号：201220988499.5）和防泥沙取水头部（申请号：201320004198.1）等虽然表明适用于地表水环境，但均未提起如何防止生物附着和堵塞以及防海水腐蚀问题，所以也不能用于海水取水。
面对以上情况，开发一种能够有效降低水流冲击，防止海洋生物附着和堵塞，防海水腐蚀并能够保护海洋生态的多功能取水头部将会极大地提高海水取水***的安全性，减少日常维护管理的难度和费用，进而推动海水取水技术和海水利用工程的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够有效降低水流冲击，防海水腐蚀、防止海洋生物附着和堵塞并能够保护海洋生态的海水用多功能取水头部。
本发明所采用的技术方案是：一种海水用多功能取水头部，包括有由底端固定在海底基础上用于集水的钢筋混凝土桶体、设置在所述钢筋混凝土桶体顶端用于拦截海水裹挟物的进水格栅以及设置在所述进水格栅顶端的钢筋混凝土顶盖整体构成的取水头部本体，所述的钢筋混凝土桶体底部的外侧设置有与钢筋混凝土桶体内部连通的用于取水的输水管道，所述的取水头部本体内部中心设置有底端固定在海底基础上的钢筋混凝土支撑柱，所述的钢筋混凝土支撑柱在位于钢筋混凝土桶体的这一部分的内部形成有杀生剂导入通道，所述的杀生剂导入通道的侧壁上形成有与所述钢筋混凝土桶体内部相连通的杀生剂扩散孔，所述的杀生剂导入通道下部设置有连接杀生剂输送管一端的进料口，所述的杀生剂输送管设置在所述的输水管道内且另一端连接岸边取水泵房，所述的钢筋混凝土支撑柱的外周垂直且间隔的设置有4根以上的压缩空气导入管，所述的压缩空气导入管在位于进水格栅的这一部分形成有用于向进水格栅喷射压缩气体的压缩空气扩散孔，所述的4根以上的压缩空气输送管的底端均连接压缩空气输送管的一端，所述的压缩空气输送管设置在所述的输水管道内且另一端位与岸边取水泵房相连。
所述的钢筋混凝土桶体的外周设置有螺旋缠绕结构。
所述的螺旋缠绕结构是采用钢绳或塑料绳缠绕，或者是所述的螺旋缠绕结构是螺旋缠绕的浇筑在钢筋混凝土桶体外周的钢筋混凝土绳形突起，所述的该钢筋混凝土绳形突起表面为凹凸不平的表面。
螺旋缠绕结构的缠绕长度大于等于一个螺旋。
所述的钢绳或塑料绳或钢筋混凝土绳形突起的直径为10mm～50mm。
构成进水格栅的栅条是由表面涂有防腐蚀涂料的不锈钢栅条制成，所述的栅条上连有牺牲阳极金属。
所述的防腐蚀涂料是环氧涂料或聚四氟乙烯塑料。
构成进水格栅的栅条断面为梯形结构，相邻两个栅条之间的间隙为0.5～10mm，过栅流速小于或等于0.15m/s。
本发明的一种海水用多功能取水头部，能够有效降低水流冲击，防止海洋生物附着和堵塞，防海水腐蚀并能够保护海洋生态。并且，本发明将会极大地提高海水取水***的安全性，减少日常维护管理的难度和费用，进而推动海水取水技术和海水利用工程的发展。
附图说明
图1是本发明海水用多功能取水头部的外部结构示意图；
图2是本发明海水用多功能取水头部的内部结构示意图。
1：进水格栅 2：螺旋缠绕结构
3：钢筋混凝土桶体 4：输水管道
5：压缩空气导入管 6：压缩空气扩散孔
7：杀生剂输送管 8：杀生剂扩散孔
9：钢筋混凝土支撑柱 10：钢筋混凝土顶盖
11：杀生剂导入通道 12：压缩空气输送管
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明的一种海水用多功能取水头部做出详细说明。
如图1、图2所示，本发明的一种海水用多功能取水头部，包括有由底端固定在海底基础上用于集水的钢筋混凝土桶体3、设置在所述钢筋混凝土桶体3顶端用于拦截海水裹挟物的进水格栅1以及设置在所述进水格栅1顶端的钢筋混凝土顶盖10整体构成的取水头部本体。
所述钢筋混凝土圆柱体3是由钢筋混凝土浇筑而成，其设计除满足结构安全性要求外，还满足《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）的要求。钢筋混凝土桶体3由于在垂直于轴线的平面上保持各向同性，因此具有抵御方向多变的水流冲击和耐腐蚀的功能。钢筋混凝土桶体3必须设置于稳固的基础之上。
所述的钢筋混凝土桶体3下部的外侧设置有与钢筋混凝土桶体3内部连通的用于取水的输水管道4，所述的取水头部本体内部中心位置设置有底端固定在海底基础上的钢筋混凝土支撑柱9，所述的钢筋混凝土支撑柱9的内部形成有杀生剂导入通道11，所述的杀生剂导入通道11的侧壁上形成有与所述钢筋混凝土桶体3内部相连通的杀生剂扩散孔8，所述的杀生剂导入通道11下部设置有连接杀生剂输送管7一端的进料口，所述的杀生剂输送管7设置在所述的输水管道4内且另一端位与岸边取水泵房相连，所述的钢筋混凝土支撑柱9的外周垂直且间隔的设置有4根以上的压缩空气导入管5，所述的压缩空气导入管5在位于进水格栅1的这一部分形成有用于向进水格栅1内喷射压缩气体的压缩空气扩散孔6，所述的4根以上的压缩空气导入管5的底端均连接压缩空气输送管12的一端，所述的压缩空气输送管12设置在所述的输水管道4内且另一端位与岸边取水泵房相连。
压缩空气输送管12敷设于输水管道4内，以防止水流冲击破坏；压缩空气输送管12采用耐海水腐蚀的塑料管材，能够将压缩空气从岸边取水泵房输送至压缩空气导入管5。压缩空气扩散孔6设置在钢筋混凝土支撑柱9外周的压缩空气导入管5上部，并正对进水格栅1，能够在取水头部暂时停止进水的间隙将压缩空气均匀扩散至整个进水格栅1，使堵塞在进水格栅1上的贝类和藻类被冲开，从而达到定期清理格栅的目的。
杀生剂输送管7敷设于输水管道4内，既能够防止水流冲击破坏，又能够防止杀生剂输送管7破裂后杀生剂向海洋泄露，污染海洋环境。杀生剂输送管7采用耐海水腐蚀的塑料管材，并与钢筋混凝土支撑柱9中的杀生剂导入通道11相连，能够将杀生剂从岸边取水泵房输送至杀生剂扩散孔8。杀生剂扩散孔8开设于钢筋混凝土支撑柱9表面，能够在取水头部进水时将杀生剂均匀扩散至整个取水头部内，杀死进入取水头部和输水管道4内的海洋生物，减少海洋生物的附着。
所述的钢筋混凝土圆柱体3的外周设置有螺旋缠绕结构2，所述螺旋缠绕结构2的缠绕长度大于等于一个螺旋。所述的螺旋缠绕结构2是采用钢绳或塑料绳缠绕，所述的钢绳或塑料绳直径为10mm～50mm。螺旋缠绕结构2能够破坏海水绕流产生的规律漩涡，降低取水头部侧向振荡的幅度。当采用钢绳时，其防腐方法与进水格栅的防腐方法相同。
或者是所述的螺旋缠绕结构2是螺旋缠绕的浇筑在钢筋混凝土圆柱体3外周的钢筋混凝土绳形突起，所述的该钢筋混凝土绳形突起的表面为凹凸不平的表面。
所述的钢绳或塑料绳或钢筋混凝土绳形突起的直径为10mm～50mm。
钢筋混凝土圆柱体3底部的输水管道4的管材可取钢管、钢筋混凝土管、离心浇注玻璃钢管、高密度聚乙烯塑料管、钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管等。当输水管道4的管材可取钢管时，其防腐设计同进水格栅1。输水管道4靠静水压力将海水输送至岸边取水泵房。
构成进水格栅1的栅条是由表面涂有防腐蚀涂料的不锈钢栅条制成，所述的栅条上连有牺牲阳极金属，所述的防腐蚀涂料是环氧涂料或聚四氟乙烯塑料。并且，构成进水格栅1的栅条断面为梯形结构，相邻两个栅条之间的间隙为0.5～10mm，过栅流速小于或等于0.15m/s。
所述进水格栅1的多种防腐设计能够保证进水格栅在取水头部设计年限内不因海水腐蚀而失效。栅条的间隙和过栅流速设计能够减少格栅对海洋生物的损害，基本消除大型海洋生物的撞击死亡，并将幼鱼的致死率控制在0.06%，将虾蟹的致死率控制在0.02%。
Claims (8)
1.一种海水用多功能取水头部，包括有由底端固定在海底基础上用于集水的钢筋混凝土桶体（3）、设置在所述钢筋混凝土桶体（3）顶端用于拦截海水裹挟物的进水格栅（1）以及设置在所述进水格栅（1）顶端的钢筋混凝土顶盖（10）整体构成的取水头部本体，所述的钢筋混凝土桶体（3）底部的外侧设置有与钢筋混凝土桶体（3）内部连通的用于取水的输水管道（4），其特征在于，所述的取水头部本体内部中心设置有底端固定在海底基础上的钢筋混凝土支撑柱（9），所述的钢筋混凝土支撑柱（9）在位于钢筋混凝土桶体（3）的这一部分的内部形成有杀生剂导入通道（11），所述的杀生剂导入通道（11）的侧壁上形成有与所述钢筋混凝土桶体（3）内部相连通的杀生剂扩散孔（8），所述的杀生剂导入通道（11）下部设置有连接杀生剂输送管（7）一端的进料口，所述的杀生剂输送管（7）设置在所述的输水管道（4）内且另一端连接岸边取水泵房，所述的钢筋混凝土支撑柱（9）的外周垂直且间隔的设置有4根以上的压缩空气导入管（5），所述的压缩空气导入管（5）在位于进水格栅（1）的这一部分形成有用于向进水格栅（1）喷射压缩气体的压缩空气扩散孔（6），所述的4根以上的压缩空气输送管（5）的底端均连接压缩空气输送管（12）的一端，所述的压缩空气输送管（12）设置在所述的输水管道（4）内且另一端位与岸边取水泵房相连。
2.根据权利要求1所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，所述的钢筋混凝土桶体（3）的外周设置有螺旋缠绕结构（2）。
3.根据权利要求2所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，所述的螺旋缠绕结构（2）是采用钢绳或塑料绳缠绕，或者是所述的螺旋缠绕结构（2）是螺旋缠绕的浇筑在钢筋混凝土桶体（3）外周的钢筋混凝土绳形突起，所述的该钢筋混凝土绳形突起表面为凹凸不平的表面。
4.根据权利要求2或3所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，螺旋缠绕结构（2）的缠绕长度大于等于一个螺旋。
5.根据权利要求3所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，所述的钢绳或塑料绳或钢筋混凝土绳形突起的直径为10mm～50mm。
6.根据权利要求1所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，构成进水格栅（1）的栅条是由表面涂有防腐蚀涂料的不锈钢栅条制成，所述的栅条上连有牺牲阳极金属。
7.根据权利要求6所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，所述的防腐蚀涂料是环氧涂料或聚四氟乙烯塑料。
8.根据权利要求1或6所述的一种海水用多功能取水头部，其特征在于，构成进水格栅（1）的栅条断面为梯形结构，相邻两个栅条之间的间隙为0.5～10mm，过栅流速小于或等于0.15m/s。
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