一種海水用多功能取水頭部的制作方法
【專利摘要】一種海水用多功能取水頭部，由鋼筋混凝土桶體、進水格柵以及鋼筋混凝土頂蓋整體構(gòu)成的取水頭部本體，鋼筋混凝土桶體底部設(shè)置有輸水管道，本體內(nèi)部中心設(shè)置有鋼筋混凝土支撐柱，其內(nèi)部形成有殺生劑導(dǎo)入通道，殺生劑導(dǎo)入通道的側(cè)壁上有與鋼筋混凝土桶體內(nèi)部相連通的殺生劑擴散孔，殺生劑導(dǎo)入通道下部設(shè)置有連接殺生劑輸送管一端的進料口，殺生劑輸送管設(shè)置在輸水管道內(nèi)，鋼筋混凝土支撐柱的外周設(shè)置有壓縮空氣導(dǎo)入管，壓縮空氣導(dǎo)入管上有用于向進水格柵噴射壓縮氣體的壓縮空氣擴散孔，壓縮空氣輸送管的底端連接壓縮空氣輸送管的一端，壓縮空氣輸送管設(shè)置在輸水管道內(nèi)。本發(fā)明能夠有效降低水流沖擊，防止海洋生物附著和堵塞，防海水腐蝕并能夠保護海洋生態(tài)。
【專利說明】一種海水用多功能取水頭部
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種取水頭部。特別是涉及一種適用于海床式海水取水系統(tǒng)的海水用多功能取水頭部。
【背景技術(shù)】
[0002]取水頭部是地表水取水系統(tǒng)的進水構(gòu)筑物，居于整個取水系統(tǒng)的首要部分。在淡水取水工程中，取水頭部已有多種外形形式，并形成了較為完善的設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。但是，這些已有的取水頭部外形和設(shè)計技術(shù)在海水取水設(shè)計中并不完全適用，這是因為海洋有著比江、河、湖泊和水庫更為復(fù)雜的工程環(huán)境。首先，由于風(fēng)浪、潮汐和暗流的存在，當(dāng)取水頭部在海洋中受到水流的沖擊時，方向更為多變，沖擊力也更為巨大；其次，由于海水的含鹽量高于淡水，取水頭部中的金屬構(gòu)件在海水中更容易遭受腐蝕破壞；第三，海洋中生存著品種繁多，數(shù)量巨大的海洋生物，因此取水頭部在海洋中將受到嚴(yán)重的生物附著和堵塞。最后，海水取水構(gòu)筑物基建費用高昂，維護管理較為困能，因此取水頭部一旦失效將難以修復(fù)，由此造成的經(jīng)濟損失也較為嚴(yán)重。
[0003]目前，在已有的專利資料中，專門用于海水環(huán)境的取水頭部設(shè)計方案還未見公開。已公開的取水頭部專利申請要么完全不適用于海洋環(huán)境，要么功能較為單一，無法滿足海水取水的需要。例如，預(yù)凈化水力自動選擇性取水裝置(申請?zhí)?201210056778.5)、鋸齒形取水頭部(申請?zhí)?99 21456 3.6 )、用于給水工程的防堵除沙取水頭部(申請?zhí)?200820238478.8)、管式取水頭部(200820300351.4)、開式江水源熱泵區(qū)域供冷供熱系統(tǒng)(申請?zhí)?201020101530.2)、一種溝內(nèi)取水頭部的結(jié)構(gòu)(申請?zhí)?201120400190.8)和河床地表水取水構(gòu)筑物(201220162029.6)等均表明適用于江、河、湖泊和水庫的取水。而虹吸式水源熱泵取水系統(tǒng)(申請?zhí)?201020639833.X)、地表水水源熱泵取水頭部系統(tǒng)(申請?zhí)?201220988499.5)和防泥沙取水頭部(申請?zhí)?201320004198.1)等雖然表明適用于地表水環(huán)境，但均未提起如何防止生物附著和堵塞以及防海水腐蝕問題，所以也不能用于海水取水。
[0004]面對以上情況，開發(fā)一種能夠有效降低水流沖擊，防止海洋生物附著和堵塞，防海水腐蝕并能夠保護海洋生態(tài)的多功能取水頭部將會極大地提高海水取水系統(tǒng)的安全性，減少日常維護管理的難度和費用，進而推動海水取水技術(shù)和海水利用工程的發(fā)展。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠有效降低水流沖擊，防海水腐蝕、防止海洋生物附著和堵塞并能夠保護海洋生態(tài)的海水用多功能取水頭部。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種海水用多功能取水頭部，包括有由底端固定在海底基礎(chǔ)上用于集水的鋼筋混凝土桶體、設(shè)置在所述鋼筋混凝土桶體頂端用于攔截海水裹挾物的進水格柵以及設(shè)置在所述進水格柵頂端的鋼筋混凝土頂蓋整體構(gòu)成的取水頭部本體，所述的鋼筋混凝土桶體底部的外側(cè)設(shè)置有與鋼筋混凝土桶體內(nèi)部連通的用于取水的輸水管道，所述的取水頭部本體內(nèi)部中心設(shè)置有底端固定在海底基礎(chǔ)上的鋼筋混凝土支撐柱，所述的鋼筋混凝土支撐柱在位于鋼筋混凝土桶體的這一部分的內(nèi)部形成有殺生劑導(dǎo)入通道，所述的殺生劑導(dǎo)入通道的側(cè)壁上形成有與所述鋼筋混凝土桶體內(nèi)部相連通的殺生劑擴散孔，所述的殺生劑導(dǎo)入通道下部設(shè)置有連接殺生劑輸送管一端的進料口，所述的殺生劑輸送管設(shè)置在所述的輸水管道內(nèi)且另一端連接岸邊取水泵房，所述的鋼筋混凝土支撐柱的外周垂直且間隔的設(shè)置有4根以上的壓縮空氣導(dǎo)入管，所述的壓縮空氣導(dǎo)入管在位于進水格柵的這一部分形成有用于向進水格柵噴射壓縮氣體的壓縮空氣擴散孔，所述的4根以上的壓縮空氣輸送管的底端均連接壓縮空氣輸送管的一端，所述的壓縮空氣輸送管設(shè)置在所述的輸水管道內(nèi)且另一端位與岸邊取水泵房相連。
[0007]所述的鋼筋混凝土桶體的外周設(shè)置有螺旋纏繞結(jié)構(gòu)。 [0008]所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)是采用鋼繩或塑料繩纏繞，或者是所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)是螺旋纏繞的澆筑在鋼筋混凝土桶體外周的鋼筋混凝土繩形突起，所述的該鋼筋混凝土繩形突起表面為凹凸不平的表面。
[0009]螺旋纏繞結(jié)構(gòu)的纏繞長度大于等于一個螺旋。
[0010]所述的鋼繩或塑料繩或鋼筋混凝土繩形突起的直徑為IOmm~50mm。
[0011]構(gòu)成進水格柵的柵條是由表面涂有防腐蝕涂料的不銹鋼柵條制成，所述的柵條上連有犧牲陽極金屬。
[0012]所述的防腐蝕涂料是環(huán)氧涂料或聚四氟乙烯塑料。
[0013]構(gòu)成進水格柵的柵條斷面為梯形結(jié)構(gòu)，相鄰兩個柵條之間的間隙為0.5~10_，過柵流速小于或等于0.15m/so
[0014]本發(fā)明的一種海水用多功能取水頭部，能夠有效降低水流沖擊，防止海洋生物附著和堵塞，防海水腐蝕并能夠保護海洋生態(tài)。并且，本發(fā)明將會極大地提高海水取水系統(tǒng)的安全性，減少日常維護管理的難度和費用，進而推動海水取水技術(shù)和海水利用工程的發(fā)展。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明海水用多功能取水頭部的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明海水用多功能取水頭部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]1:進水格柵2:螺旋纏繞結(jié)構(gòu)
[0018]3:鋼筋混凝土桶體4:輸水管道
[0019]5:壓縮空氣導(dǎo)入管6:壓縮空氣擴散孔
[0020]7:殺生劑輸送管8:殺生劑擴散孔
[0021]9:鋼筋混凝土支撐柱10:鋼筋混凝土頂蓋
[0022]11:殺生劑導(dǎo)入通道12:壓縮空氣輸送管
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的一種海水用多功能取水頭部做出詳細說明。
[0024]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的一種海水用多功能取水頭部，包括有由底端固定在海底基礎(chǔ)上用于集水的鋼筋混凝土桶體3、設(shè)置在所述鋼筋混凝土桶體3頂端用于攔截海水裹挾物的進水格柵I以及設(shè)置在所述進水格柵I頂端的鋼筋混凝土頂蓋10整體構(gòu)成的取水頭部本體。
[0025]所述鋼筋混凝土圓柱體3是由鋼筋混凝土澆筑而成，其設(shè)計除滿足結(jié)構(gòu)安全性要求外，還滿足《海港工程混凝土結(jié)構(gòu)防腐蝕技術(shù)規(guī)范》(JTJ275-2000)的要求。鋼筋混凝土桶體3由于在垂直于軸線的平面上保持各向同性，因此具有抵御方向多變的水流沖擊和耐腐蝕的功能。鋼筋混凝土桶體3必須設(shè)置于穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上。
[0026]所述的鋼筋混凝土桶體3下部的外側(cè)設(shè)置有與鋼筋混凝土桶體3內(nèi)部連通的用于取水的輸水管道4，所述的取水頭部本體內(nèi)部中心位置設(shè)置有底端固定在海底基礎(chǔ)上的鋼筋混凝土支撐柱9，所述的鋼筋混凝土支撐柱9的內(nèi)部形成有殺生劑導(dǎo)入通道11，所述的殺生劑導(dǎo)入通道11的側(cè)壁上形成有與所述鋼筋混凝土桶體3內(nèi)部相連通的殺生劑擴散孔8，所述的殺生劑導(dǎo)入通道11下部設(shè)置有連接殺生劑輸送管7 —端的進料口，所述的殺生劑輸送管7設(shè)置在所述的輸水管道4內(nèi)且另一端位與岸邊取水泵房相連，所述的鋼筋混凝土支撐柱9的外周垂直且間隔的設(shè)置有4根以上的壓縮空氣導(dǎo)入管5，所述的壓縮空氣導(dǎo)入管5在位于進水格柵I的這一部分形成有用于向進水格柵I內(nèi)噴射壓縮氣體的壓縮空氣擴散孔6，所述的4根以上的壓縮空氣導(dǎo)入管5的底端均連接壓縮空氣輸送管12的一端，所述的壓縮空氣輸送管12設(shè)置在所述的輸水管道4內(nèi)且另一端位與岸邊取水泵房相連。
[0027]壓縮空氣輸送管12敷設(shè)于輸水管道4內(nèi)，以防止水流沖擊破壞；壓縮空氣輸送管12采用耐海水腐蝕的塑料管材，能夠?qū)嚎s空氣從岸邊取水泵房輸送至壓縮空氣導(dǎo)入管
5。壓縮空氣擴散孔6設(shè)置在鋼筋混凝土支撐柱9外周的壓縮空氣導(dǎo)入管5上部，并正對進水格柵1，能夠在取水頭部暫時停止進水的間隙將壓縮空氣均勻擴散至整個進水格柵1，使堵塞在進水格柵I上的貝類和藻類被沖開，從而達到定期清理格柵的目的。
[0028]殺生劑輸送管7敷設(shè)于輸水管道4內(nèi)，既能夠防止水流沖擊破壞，又能夠防止殺生劑輸送管7破裂后殺生劑向海洋泄露，污染海洋環(huán)境。殺生劑輸送管7采用耐海水腐蝕的塑料管材，并與鋼筋混凝土支撐柱9中的殺生劑導(dǎo)入通道11相連，能夠?qū)⑸鷦陌哆吶∷梅枯斔椭翚⑸鷦U散孔8。殺生劑擴散孔8開設(shè)于鋼筋混凝土支撐柱9表面，能夠在取水頭部進水時將殺生劑均勻擴散至整個取水頭部內(nèi)，殺死進入取水頭部和輸水管道4內(nèi)的海洋生物，減少海洋生物的附著。
[0029]所述的鋼筋混凝土圓柱體3的外周設(shè)置有螺旋纏繞結(jié)構(gòu)2，所述螺旋纏繞結(jié)構(gòu)2的纏繞長度大于等于一個螺旋。所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)2是采用鋼繩或塑料繩纏繞，所述的鋼繩或塑料繩直徑為IOmm?50mm。螺旋纏繞結(jié)構(gòu)2能夠破壞海水繞流產(chǎn)生的規(guī)律漩渦，降低取水頭部側(cè)向振蕩的幅度。當(dāng)采用鋼繩時，其防腐方法與進水格柵的防腐方法相同。
[0030]或者是所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)2是螺旋纏繞的澆筑在鋼筋混凝土圓柱體3外周的鋼筋混凝土繩形突起，所述的該鋼筋混凝土繩形突起的表面為凹凸不平的表面。
[0031]所述的鋼繩或塑料繩或鋼筋混凝土繩形突起的直徑為IOmm?50mm。
[0032]鋼筋混凝土圓柱體3底部的輸水管道4的管材可取鋼管、鋼筋混凝土管、離心澆注玻璃鋼管、高密度聚乙烯塑料管、鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯塑料復(fù)合管等。當(dāng)輸水管道4的管材可取鋼管時，其防腐設(shè)計同進水格柵I。輸水管道4靠靜水壓力將海水輸送至岸邊取水泵房。
[0033]構(gòu)成進水格柵I的柵條是由表面涂有防腐蝕涂料的不銹鋼柵條制成，所述的柵條上連有犧牲陽極金屬，所述的防腐蝕涂料是環(huán)氧涂料或聚四氟乙烯塑料。并且，構(gòu)成進水格柵I的柵條斷面為梯形結(jié)構(gòu)，相鄰兩個柵條之間的間隙為0.5?10_，過柵流速小于或等于0.15m/s。
[0034]所述進水格柵I的多種防腐設(shè)計能夠保證進水格柵在取水頭部設(shè)計年限內(nèi)不因海水腐蝕而失效。柵條的間隙和過柵流速設(shè)計能夠減少格柵對海洋生物的損害，基本消除大型海洋生物的撞擊死亡，并將幼魚的致死率控制在0.06%，將蝦蟹的致死率控制在
0.02%。
【權(quán)利要求】
1.一種海水用多功能取水頭部，包括有由底端固定在海底基礎(chǔ)上用于集水的鋼筋混凝土桶體(3 )、設(shè)置在所述鋼筋混凝土桶體(3 )頂端用于攔截海水裹挾物的進水格柵(I)以及設(shè)置在所述進水格柵(I)頂端的鋼筋混凝土頂蓋(10)整體構(gòu)成的取水頭部本體，所述的鋼筋混凝土桶體(3)底部的外側(cè)設(shè)置有與鋼筋混凝土桶體(3)內(nèi)部連通的用于取水的輸水管道(4)，其特征在于，所述的取水頭部本體內(nèi)部中心設(shè)置有底端固定在海底基礎(chǔ)上的鋼筋混凝土支撐柱(9)，所述的鋼筋混凝土支撐柱(9)在位于鋼筋混凝土桶體(3)的這一部分的內(nèi)部形成有殺生劑導(dǎo)入通道(11)，所述的殺生劑導(dǎo)入通道(11)的側(cè)壁上形成有與所述鋼筋混凝土桶體(3)內(nèi)部相連通的殺生劑擴散孔(8)，所述的殺生劑導(dǎo)入通道(11)下部設(shè)置有連接殺生劑輸送管(7)—端的進料口，所述的殺生劑輸送管(7)設(shè)置在所述的輸水管道(4)內(nèi)且另一端連接岸邊取水泵房，所述的鋼筋混凝土支撐柱(9)的外周垂直且間隔的設(shè)置有4根以上的壓縮空氣導(dǎo)入管(5)，所述的壓縮空氣導(dǎo)入管(5)在位于進水格柵(I)的這一部分形成有用于向進水格柵(I)噴射壓縮氣體的壓縮空氣擴散孔(6)，所述的4根以上的壓縮空氣輸送管(5)的底端均連接壓縮空氣輸送管(12)的一端，所述的壓縮空氣輸送管(12)設(shè)置在所述的輸水管道(4 )內(nèi)且另一端位與岸邊取水泵房相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，所述的鋼筋混凝土桶體(3)的外周設(shè)置有螺旋纏繞結(jié)構(gòu)(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)(2)是采用鋼繩或塑料繩纏繞，或者是所述的螺旋纏繞結(jié)構(gòu)(2)是螺旋纏繞的澆筑在鋼筋混凝土桶體(3)外周的鋼筋混凝土繩形突起，所述的該鋼筋混凝土繩形突起表面為凹凸不平的表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，螺旋纏繞結(jié)構(gòu)(2)的纏繞長度大于等于一個螺旋。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，所述的鋼繩或塑料繩或鋼筋混凝土繩形突起的直徑為IOmm?50mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，構(gòu)成進水格柵(I)的柵條是由表面涂有防腐蝕涂料的不銹鋼柵條制成，所述的柵條上連有犧牲陽極金屬。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，所述的防腐蝕涂料是環(huán)氧涂料或聚四氟乙烯塑料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種海水用多功能取水頭部，其特征在于，構(gòu)成進水格柵(I)的柵條斷面為梯形結(jié)構(gòu)，相鄰兩個柵條之間的間隙為0.5?10_，過柵流速小于或等于`0.15m/s。
【文檔編號】E03B3/04GK103556673SQ201310562263
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】王印忠, 張連強, 李明, 李雪, 陳沖, 王靜, 尹建華 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所