一種海水取水渠道災害性暴發海洋生物自動清除裝置的制作方法

本發明屬于海洋環境工程與裝備技術領域，涉及一種用于海水取水渠道災害性暴發海洋生物自動清除裝置。

背景技術：

當前隨著社會經濟的發展和進步，各種自然資源日趨緊張和匱乏，水資源亦不例外，淡水資源的缺乏及其嚴峻形勢是世界性難題。迫使人們將水資源的利用方向轉向于近似于無窮無盡的海水資源，特別是無須進行特別淡化處理的工業冷卻用水，可以直接使用海水作為冷卻用水。各種瀕海工業企業使用海水作為冷卻用水當前是十分常見的事情，可以節約大量的淡水資源，且無需建立大型的冷卻塔，而以無窮無盡的冷卻海水作為替代，節約大量的基建投資成本及人工費用，因此直接應用海水作為冷卻用水，在瀕海核電廠、火電廠、鋼鐵廠等大型工礦企業中十分常見。

使用海水冷卻必然將大量的廢熱導入自然的海水中，使得冷卻排放的海水溫度升高。為了減少人為因素對于自然海洋生態系統的污染，我國海水質量標準規定人為造成的溫度上升幅度不得超過4攝氏度。縱然如此，這種有限的人為因素導致海水溫度上升，也對海洋生態系統造成了巨大影響，典型的表現是致使某些特殊海洋生物在一定的季節集中式暴發。這些暴發的海洋生物，反過來會影響工礦企業的冷卻系統自身，釀成災害，并導致巨大經濟損失。這些災害性暴發的海洋生物種類南北不同海域有所不同，主要包括水母、棘皮動物、毛蝦以及一些小魚蝦等，它們一旦災害性暴發往往數量極其巨大，短時間內就會聚集為數十噸之多。一旦涌入工業設施的冷卻系統中，就會嚴重堵塞管道，而且很難及時清除出去，迫使冷卻系統完全停止運行，進而導致整個工業系統完全癱瘓停產，造成巨大的經濟損失。特別是對于瀕海的核電廠、火電廠等冷卻海水用水大戶，這種現象極其常見，幾乎年年都會發生，但一直沒有什么很好的解決辦法。

一般而言，大宗工業海水用戶都建設有專用的海水取水渠道，面對大量災害性暴發的海洋生物，通常會在取水渠道中設置若干道阻攔網，阻止災害性暴發海洋生物進入冷卻系統。但數量龐大的集中暴發海洋生物往往會使這些阻攔網不堪重負，直至撐破損毀。這些災害性暴發海洋生物有時候幾小時之內就有數十噸之多，人工打撈清除根本來不及或者收效甚微。目前各種核電廠、火電廠等企業對于這種災害性暴發海洋生物堵塞冷卻系統的問題，只能被動的監控、攔截，或者采取人工打撈清除等有限的防治措施。一旦進入冷卻系統內部，基本沒有任何有效的治理措施，只能停機、停產，人工清除完畢后才能恢復正常生產。當前，關于此類問題的解決尚缺乏相關的專利技術和報道，是一片技術空白的領域。

技術實現要素：

本發明為了解決上述現有技術中存在的問題，達到自動集中和清除災害性暴發海洋生物的目的，保護工業系統的運行安全，提供了一種海水取水渠道災害性暴發海洋生物自動清除裝置。該裝置將海水渠道中災害性暴發的海洋生物收集于集中囊網底部，在水流動力及潛水吸除泵抽吸壓力的聯合作用下，利用網底切割刀頭將收集的災害性暴發的海洋生物切割分解，切割后的碎片被潛水吸除泵抽吸輸送至岸邊，并由岸基分離系統進行固液分離后集中處置。

本發明解決問題采用的技術方案是：

一種海水取水渠道災害性暴發海洋生物自動清除裝置，該裝置包括集中囊網、網底切割刀頭、固定支撐系統、潛水吸除泵、位置指示浮標、管道輸送系統、岸基分離系統。集中囊網的網口與取水渠道橫截面的底邊及側邊結合，集中囊網的網口與取水渠道橫截面側邊結合的最高位置高于所處海域最高高潮的潮位高度。網口上邊以浮子作為支撐，隨潮汐漲落，從而攔截整個渠道橫截面而不留死角；集中囊網從網口到網底所圍面積逐漸減小，網底置于取水渠道中的水面以下并固定在網底切割刀頭上，網底切割刀頭與潛水吸除泵的進水口通過法蘭連接；潛水吸除泵安裝于固定支撐系統上，位置指示浮標與固定支撐系統連接；管道輸送系統為高壓鋼絲管，通過法蘭連接潛水吸除泵的出口與岸基分離系統的進料口。災害性暴發海洋生物通過岸基分離系統進行固液分離，固體物質集中處理，脫離工業系統，不再對工業系統造成危害。

所述的網底切割刀頭由環形刀刃、橫刀刃、豎刀刃組成，橫刀刃和豎刀刃交叉構成若干網格，該網格的邊緣與環形刀刃相接。其中，每一個網格可以設計成邊長為2～10厘米；所有刀刃均為鋸齒狀，每個齒牙的高度為5～10毫米。所述的潛水吸除泵進水口直徑大于10厘米。

所述的固定支撐系統采取坐底固定式平臺或者錨定系泊式平臺。

本發明的有益效果是：該裝置堅固耐用，可以抵抗海水環境的腐蝕；可以高效率地自動化收集和清除海水取水渠道中的災害性暴發海洋生物。

附圖說明

圖1是本發明所述的裝置示意圖。

圖2是本發明所述的網底切割刀頭放大示意圖。

圖1中：1集中囊網；2網底切割刀頭；3固定支撐系統；4潛水吸除泵；5取水渠道岸邊；6位置指示浮標；7管道輸送系統；8岸基分離系統。

具體實施方式

結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施例。

本發明的海水取水渠道災害性暴發海洋生物自動清除裝置，包括集中囊網1、網底切割刀頭2、固定支撐系統3、潛水吸除泵4、位置指示浮標6、管道輸送系統7、岸基分離系統8，如圖1所示。

其中的網底切割刀頭由環形刀刃、橫刀刃、豎刀刃組成，如圖2所示。

在海水取水渠道較為狹窄和平直的區段，根據取水渠道橫截面的形狀，設置集中囊網1。集中囊網的網口與取水渠道橫截面(通常是梯形)的底、側邊嚴密結合，所謂的嚴密結合是指，網口一般設有網綱(也就是較粗的繩子)，將網綱埋入渠道底部、渠道岸邊坡道上即可，或者埋設固定網綱某幾個點，伸直網綱即可。網口與取水渠道橫截面側邊結合位置的最高點，高于所處海域最高高潮的潮位高度，網口自由的上邊以浮子支撐，隨海水潮汐而漲落，即集中囊網的網口嚴密攔截取水渠道的橫截面，不留死角。集中囊網1等邊四邊形網孔的邊長小于設計攔截災害性暴發海洋生物筒狀體型平均直徑的0.4倍，以攔截清除絕大部分的災害性暴發海洋生物。

集中囊網1由網口向后到網底所圍面積逐漸減小，網底置于取水渠道中的水面以下并固定在網底切割刀頭2上。具體方式為，網底逐漸收縮減小，最后蜷縮于一個圓環上，這個圓環可以固定于刀頭外壁上，或者法蘭上，或者作為法蘭的一個墊層。網底切割刀頭2與潛水吸除泵4的進水口通過法蘭連接。所述的網底切割刀頭2是由環形刀刃、橫刀刃、豎刀刃聯合形成的網格狀切割刀頭，每一個網格的邊長為2～10厘米；所有刀刃均為鋸齒狀，每個齒牙的高度為5～10毫米。大量災害性暴發的海洋生物順著集中囊網逐漸收縮的形狀，在水流動力及潛水吸除泵抽吸壓力的聯合作用下向網底集中。網底切割刀頭將災害性暴發海洋生物切割成為小于被潛水吸除泵所能抽吸通過最大物體尺寸的碎塊。

潛水吸除泵4安裝于固定支撐系統3上，潛水吸除泵4以電力作為驅動力，潛水吸除泵4的吸程大于5米，揚程大于25米，進水口直徑大于10厘米。固定支撐系統3與位置指示浮標6連接；固定支撐系統3設置在取水渠道平均水深中間的位置，采取坐底固定式平臺或者錨定系泊式平臺，其安全設計要求具備抵抗50年一遇臺風侵襲的能力。

管道輸送系統7為高壓鋼絲管，通過法蘭連接潛水吸除泵4的出口與岸基分離系統8的進料口。災害性暴發海洋生物通過岸基分離系統進行固液分離，固體物質集中處理，脫離工業系統，不再對工業系統造成危害。

本發明所述自動清除裝置各個構件使用高分子材料、高強度工程塑料、或者雙相不銹鋼材料。

在災害性暴發海洋生物個體大小差異較大的情況下，本發明設計的自動化清除裝置可以多級串聯使用。此情況下，各級集中囊網網孔的大小，根據災害性暴發海洋生物大小的離散分布情況而逐級減小，第一級首先自動化清除體型最大的災害性暴發海洋生物，第二級自動化清除次一級大小的災害性暴發海洋生物，以此類推，直至將災害性暴發海洋生物全部清理完畢。本發明裝置根據集中囊網網孔大小，由大到小，逐級串聯使用，具有更好的清除效果，可以減輕單級使用時的清除壓力，避免集中囊網撐爆、潛水吸除泵堵塞等潛在的事故。