CN103290805A - 利用海力调度河水的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用海力调度河水的方法,属于新兴水利、水电领域。特别涉及一种主要利用海浪动能采集、配置、传递、调度、储存入海独流河水的液力系统。系统同时利用电力配置了大、小水电的发电尾水;利用电网谷电配置了滞洪区群井的井水,使系统形成多水源、多供水地的新兴宏观液力传输系统。系统运行时,水体以光的速度传递到任意远距离任意高度的海库盆、变压塔蓄积,执行先发电后用水的原则。变压塔可以切换三种不同水压,农田灌溉不受时空、地域、流量限制。系统在大规模转移淡水的同时,调度、放大了电力;系统针对旱涝两局地时刻显现防灾减灾的功能;为森林防火、城市消防提供强大水压和流量;系统可以与传统大水利、大水电、电网实施高度融合。
Description
技术领域
本发明的利用海力调度河水的方法(简称:压力河水调度系统)属于新兴水利、水电领域。特别涉及一种主要利用海浪动能,采集、配置、传递、调度、储存入海河流河水的新兴宏观液力传输系统。
背景技术
本发明的利用海力调度河水的方法,是开拓性发明。本发明是在本发明人的一项即将公开的中国发明专利申请基础上的转用发明。引证的中国发明专利申请的《说明书》名称是:海浪能量收集储存方法及其压力海水调度系统(简称:压力海水调度系统)申请号:201110132368.X申请日:2011年05月10日。
本发明的压力河水调度系统,使用的宏观原理和部分机构与引证的技术相同,微观原理和部分机构与引证的技术不同。根本的区别是生产的产品不同,引证的技术生产的是海水连续介质,而本发明的压力河水调度系统生产的是河水连续介质。在生产过程中海水连续介质的获得不需要对水质进行选择、配置,故容易获得,因此,压力海水调度系统的机构组成相对简单。在生产过程中河水连续介质需要对水质进行选择、采集、配置,故获得过程困难,因此,本发明的压力河水调度系统的机构组成相对复杂。
本发明的压力河水调度系统,目的是广泛利用本发明生产的灌溉自来水实施农业灌溉、工业供水、城市供水。利用河水连续介质生产电力是本发明的副产品,是不得已而为之的消能处理方法。但是,它却可以产生预见中的十分巨大的经济效益。而压力海水调度系统,日的是为海电站生产电力提供发电自来水。扩大海洋蒸发面积、扩大海水养殖面积、改造干旱气候都是引证技术的特征所带来的预料不到的效益。因此,本发明的压力河水调度系统比压力海水调度系统多出了采水方法机构的合成和连接、以及发电尾水处理方法的机构合成。
本发明的压力河水调度系统与引证对比技术的压力海水调度系统是一对共存的开拓性发明技术。二者不能相互代替。因为,压力海水调度系统生产的海水连续介质不受任何限制,它能够保证海电站的电力生产出现空前的过剩产能;能够保证海电站新兴产业大规模的集中配置。而压力河水调度系统生产的河水连续介质可能受到降水量的制约。同时受到灌溉面积广阔的限制。它只能保证发电尾水利用出现过剩产能;只能保证海电站大规模的分散配置。
压力海水调度系统的发电尾水,所产生的海水养殖价值远远大于淡水养殖价值。而且,海洋蒸发面积扩大后,海水养殖可能产生新物种和变异物种。同时使海洋渔业产业发生重大变化,出现了生产力发展的新空间,提供了新的社会需求。减少了远洋捕捞的次数,节省了能源。使远洋捕捞的安全事故大大减少。海洋蒸发面积扩大后,生成了新的碳汇库。而压力河水调度系统却做不到。
压力河水调度系统需要对系统内的水质进行优化配置。具体措施是:利用深山小水电的电力,将发电尾水注入系统。一方面达到了优化水质配置的目的。另一方面实现了小水电站电力曲线上网的目的。更重要的是通过尾水的转移放大了电力产能12·25倍。
压力河水调度系统还需要对系统内的水量进行补充。具体措施是:使用电网用电低谷时的多余电力,将滞洪区群井的井水大量泵入系统。一方面达到补充系统优质淡水量配置的目的。另一方面将大量的洪水转移配置。而电力的还原率可以达到所用电力的12·25倍。可使谷峰电价相差30·40倍,取代了抽水蓄能电站。实现了大地径流重新分配。实现了针对旱涝两局地同时显现防灾减灾的功能。
本发明的压力河水调度系统的技术方案,一部分继承了引证技术的机构组成;另一部分改进了引证技术的机构组成;还有一部分首创了新的机构组成。对于继承部分中涉及的大机构,本发明不详细描述它的结构;对于继承部分中的小结构进行详细描述;对于改进部分,本发明将它与引证技术方案进行对比;对于首创部分将要在本《说明书》中作详细描述。本《说明书》文体结构中的“小结”集中地表述了相关结构在《权利要求书》中记载的特征,使实质审查员很容易在《说明书》中找到相关权利要求项目的依据。
发明内容
一要解决的技术问题
本发明的利用海力调度河水的方法,是针对现有调水技术存在的问题而提出来的。第一个是针对传统的调水落后技术制约着社会的生产力发展;第二个是针对“压力海水调度系统”不能够调度“淡水”的困难而提出来的。
本发明的利用海力调度河水的方法,如果能在一个国家的领土、领海上形成利用海浪动能,利用配置电力采集、传递、调度、储存入海河流河水和山区小水电发电尾水,以及滞洪区井水的综合调度系统。那么,可以解决的问题包括:
第一形成覆盖国土面积的,调水目的地十分广泛的,多水源的压力河水调度系统;
第二对需要供水的地方,实施先发电后供水的原则。形成发电和供水的组合效益;
第三对平原土地,实施低压自流灌溉。对山坡地,实施相对较高压的自动化喷淋灌溉;
第四利用“较高压灌溉水源”引水拉沙治理沙漠。
第五解决全世界饥饿人口的吃饭问题。从根本上消除人类的贫困根源;
第六将滞洪区群井的井水大规模泵入“系统”,用以转移洪水,还原放大电力。大幅度地提高电网谷电的电价收益。同时减轻水害;拯救旱灾。
第七将深山小水电的发电尾水大规模泵入“系统”,实现“曲线上网效应”。
第八将工程性缺水问题和资源性缺水问题一并解决。淘汰传统的渠灌方式,腾出大片土地恢复耕种。
第九使用“系统”高压水柱喷射,解决森林防火、灭火、灌溉问题。
第十重点消防单位与海库盆供水连通,彻底解决高层建筑的体外灭火供水问题。
二技术方案
(一)机构的功能
本发明的利用海力调度河水的方法,包括下列连接机构:
1采水机构的功能
第一种采水机构的任务是给“系统”充水,它能使“系统”支撑起基本运行状态所需要的水量。它在“系统”中所占的流量体积比例是60%。具体措施是:通过海底以下50m深度的“丁”字形或者“干”字形盾构隧道,将坝库中的独流河河水压入海力场矩形阵列的输入管道砼体,为压水机构的结构砼体供水。该机构属于首创机构。
第二种采水机构的任务是给“系统”配水。它能增加“系统”I类、II类水质的比例。它在“系统”中所占的流量体积比例是20%。具体措施是:通过“系统”将深山小水电的发电尾水,利用深山小水电的电力,泵入“系统”。从而使“系统”的压力河水达到优化水质配置的目的。该机构属于首创机构。
第三种采水机构的任务是给“系统”补水。它在“系统”中所占流量体积比例是20%。具体措施是:通过“系统”将滞洪区群井的井水,利用电网的谷电,泵入“系统”。从而使“系统”的水量达到满足的增压程度。该机构属于首创机构。
2压水机构的功能
压水机构利用涌浪有规律传播的起伏动力,将结构砼体中的4个巨型立式活塞缸吸入的河水压入输出管道砼体。形成一级流量合力。该机构属于改进机构。
3海力场的功能
海力场中的众多输出管道砼体的一级流量合力在海底压力管道中汇集成强大无比的二级流量合力。高速度地注入构筑在海岸上的压力河水接收机构。该机构属于改进机构。
4压力河水接收机构的功能
压力河水接收机构将海、河混合水放回大海;将纯净的河水输入设置在大陆的格状管网。该机构属于改进机构。
5格状管网的功能
格状管网的敷设位置距地面埋土高度2m。平原和高原平地格状管网设置三个等级:一级格状管网通过节点构筑物连接敷设管道,调节地面高度差。管辖10×10=100Km2的土地面积。二级格状管网由一级格状管网边长中间的节点构筑物引出,将所辖土地分割成相等的四块。每块管辖5×5=25Km2的土地面积。三级格状管网由一二级格状管网涉及的边长中间的节点构筑物引出,将所辖土地分割成面积相等的四块。每块管辖2·5×2·5=6·25Km2的土地面积。三级格状管网的十字正交线的交点连接变压塔。该机构属于首创机构。
一级格状管网的管道直径3m,二级格状管网的管道直径2m,三级格状管网的管道直径1m。不同口径管道之间通过节点构筑物连接。该机构属于首创机构。
一、二、三级格状管网是本发明的压力河水调度系统的输水管网,一般不承担具体的用水、灌溉任务。
6变压塔的功能
变压塔是用水终端的管理机构。它的功能有两个:第一个功能是,为灌溉用水提供水源管理;第二个功能是,为发电供水提供水源管理。灌溉水源可以根据系统压力变化的不同情况,随时切换成低压灌溉水源、较高压灌溉水源、系统特高压水源。该机构属于首创机构。
当变压塔为发电提供水源管理时,发电机组连接的是压力河水调度系统的原始特高压水源。众多的冲击式水轮发电机组安装在三楼上,发电尾水流入高度6m的尾水蓄水池,形成低压灌溉水源。该机构属于首创机构。
当变压塔发电供水的原始压力不足时,停止发电,低压灌溉水源受到限制。此时,将变压塔灌满后,关闭“系统”的水源,切换成由变压塔提供的较高压灌溉水源。该机构属于首创机构。
当变压塔为山区森林防火、灭火、灌溉提供水源水时,变压塔连接的是压力河水调度系统的原始特高压水源。该机构属于首创机构。
7主流供水管道的功能
由变压塔引出的PE聚乙烯给水管的主流供水管道分别敷设在三级格状管网的南北走向敷设管道的左右两边。每500m的间隔距离设制三通管和软密封闸阀连接。主流供水管道的直径0·5m。该机构属于首创机构。
与主流供水管道中三通管连接的是支流供水管道。支流供水管道的长度直达对面的二级或者一级格状管网附近止。支流供水管道之间相互平行。支流供水管道的外径是300mm。该机构属于首创机构。
8支流供水管道的功能
支流供水管道每间隔距离10m安装一个多头供水器。农民可以根据供水的不同压力,选择使用柔性塑料输水管道或者自动喷灌器。对支流供水管道两边的土地实施同时灌溉作业。该机构属于首创机构。
9海库盆的功能
当供水涉及工业区、城市群大用户时,应当从一级格状管网的节点构筑物引出敷设管道,直接向海库盆供水。海电站建筑在海库盆的附近。用户主动执行先发电后用水的原则。用户要为发电尾水的出路设制可靠容量的库容。该机构属于继承机构。
10山区供水方式的功能
当供水用户涉及山区时,首先从山底部盾构隧道,如果山体太高则使用水平梯级盾构隧 道和连接机井分散水体自由压力引水上山。变压塔建筑在山头的最高处。实施放射状的居高临下的供水方式。该机构属于混合机构。
(二)机构的原理
1采水机构的原理
第一种采水机构利用独流河坝库的蓄积水位的自由压力,为海力场矩形阵列的输入管道砼体供水。输入管道砼体至少能获得60-80m落差的自由压力。这种采水机构规定为“系统”提供60%的压力河水。该原理属于首创原理。
第二种采水机构既调度了不能上网的深山小水电生产的电力;又调度了深山优质的淡水;同时可以方便当地高山上发电、灌溉,一举多得。这种采水机构规定为“系统”提供20%的压力河水。该原理属于首创原理。
第三种采水机构既转移了滞洪区的“洪水”,又回收、转移、放大了电力。这种采水机构规定为“系统”提供20%的水量。该原理属于首创原理。
三种采水方法保证了“系统”的水质、水量、压力的优化配置。
2压水机构的原理
压水机构的组合浮体利用了涌浪的上浮动力,通过一根粗索链将配重砼体和4个巨型立式活塞缸的活塞杆拉起来,活塞在活塞缸内上行。吸入活塞缸有杆腔的河水,在活塞缸内水体的自由压力和活塞的挤压下,自动打开活塞底板的3个圆形阀门钢板。水体漏入活塞缸无杆腔。当组合浮体的上浮力停止时,配重砼体的质量压力,和活塞缸有杆腔内的水体质量压力,以及坝库的水头压力,将4个活塞杆压下去,活塞在活塞缸内下行,活塞的圆形阀门钢板关闭。活塞缸无杆腔的河水被压入输出管道砼体。同时活塞缸有杆腔吸满河水。整齐轮流、起伏变化、不停运行的众多压水机构,压入输出管道砼体的压力河水在管道内汇集成一级流量合力。该原理属于改进原理。
3海力场压水合力的原理
海力场中矩形阵列的输出管道砼体的一级流量合力,在海底压力管道中汇集成强大无比的二级流量合力。高速度地注入设置在海岸的压力河水接收机构。海力场压水机构的流量合力的生成,保证了压力河水调度系统的压水高度。该原理属于继承原理。
4高频率低涌浪效应的原理
在压水机构的运行中,高频率低涌浪的压水速度反而比低频率高涌浪的压水速度快。我们将这一重大发现规定为:高频率低涌浪效应。这一规律的实际运行时间最长,它保证了压水机构供水的连续性。该原理属于继承原理。
5压力河水接收机构的原理
当海底压力管道的二级流量合力,高速度地注满压力河水接收机构的下腔时。接收机构上腔圆孔的空心金属球被冲开。压力河水进入“系统”。当水压减小时,空心金属球在重力的作用下自动封闭上腔圆孔。该机构的使用防止了河水倒流。该原理属于转用原理。
当压力河水接收机构最初接收海底压力管道的混合水时,关闭其他3个蝴蝶阀活门。启开向海一面的蝴蝶阀活门,将混合水放回大海。经不断检测,直至河水纯净后,启开其他3个蝴蝶阀活门,关闭放水蝴蝶阀活门。让河水注入格状管网。该原理属于改进原理。
6慢速充水原理
当众多海力场的二级流量合力连续不断地注入压力河水调度系统后,“系统”将会在一个较长的时间内,充满倒虹吸隧道、盾构井、节点构筑物、格状管网、上山水平隧道、变压塔、海库盆。该原理属于继承原理。
7分散水体自由压力原理
当引水上山时,利用上山水平隧道和连接机井平均分散水体的自由压力,使水体高速窜上高山上敷设的格状管网或者变压塔。该原理属于改进原理。
8海电站合力供水原理
海库盆圆柱体壁内,钢筋混凝土包容的圆周均布的上升管,利用了隔板法兰片和空心金属球平均分散了上升管内的河水自由压力。使海库盆蓄水的速度加快。该原理属于继承原理。
群体设置的海库盆的底部实施了连通器式的供水方法,使海库盆蓄积的河水,再一次形成压力能的合力。为海电站供水,供水合力的应用,使发电效能大幅度地提高。该原理属于继承原理。
9光速调度河水的原理
当关闭了大多数海库盆上升管的闸阀后,可以将压力河水以可见光的速度调度至任意远距离、任意高度的海库盆。我们将这一重大发现规定为:光速调水。该原理属于继承原理。
10转移洪水的原理——大地径流重新分配原理
利用压力河水调度系统作为转移滞洪区洪水的载体。大规模地将滞洪区群井的井水泵入“系统”。一方面是防灾减灾的需要;另一方面使“系统”替代了抽水蓄能电站的作用;第三还原放大了电力。该原理属于首创原理。
11小水电曲线上网的原理
降水量充沛的深山蕴藏着巨大的水力资源,绝大多数的小水电站生产的电力无法入网。那里的淡水大多属于I II类标准水质。只要将压力河水调度系统的管道通过山底盾构隧道的形式,通入小水电站的山沟下游。再通过泵站,就可以将优质淡水调出深山。该技术的第一个作用是配置了“系统”的优质淡水的含量。第二个作用是使该山上可以利用“系统”的深山淡水发电、灌溉。第三个作用是“系统”的调水方式取代了高压输变线路,使山沟的小水电站生产的电力立即通过“系统”曲线上网技术转移、放大至需要电力的地方。扩大了小水电发展的新空间,增加了电网的运行流量。该原理属于首创原理。
12小能量置换大能量原理
在“系统”的运行中发明人又获得了这个重大发现——小能量置换大能量原理。
原理的执行要件包括:①原动力(电力)、②管道(系统)、③容器(海库盆)、④介质(液体)、⑤海电站(水能转换机械)。
原理的执行过程是:使用原动力①将介质④泵入管道②蓄积在容器③中,使用海电站⑤将电力①放大若干倍。
原理的执行要求:原理的执行要件是保证原理正确反应的物质基础,因此,要件缺一不可;原理的执行过程是保证原理正确运行的操作手段,因此,程序不可紊乱。
根据帕斯卡定律所描述的规律:“……即系统内各点压力相同。”帕斯卡所描述的是常规液压传动系统。发明人发明的是新兴宏观液力传输系统。液压传动系统执行封闭状态,没有自由液面,只有大活塞封闭液面,当载荷时压力较大。而新兴宏观液力传输系统执行海库盆顶部上升管闸阀开放状态,有许多自由液面,压力较小。二者比较起来,一个是常规机械,另一个是宏观机械。常规液压传动系统内的液体自重可以忽略不计;新兴宏观液力传输系统内的液体自重经过多次、多层水平分散后,也可以忽略不计。因此,新兴宏观液力传输系统内的各点压力也相同。
原理的数学证明方法:
假设条件:
A执行要件①的电力由一座中型水电站发出。水电站的坝库恒定蓄积水头80m,装机容量15×6=90万KW。
B执行要件②的“系统”任意长度。
C执行要件③的海库盆高度1000m,恒定蓄积水头980m。
D执行要件④的液体是河水。
E执行要件⑤的海电站不停地还原放大电力。
证明过程:
980÷80=12·25(倍)…………………………(1)
(1)式中:980是要件③所涉及的海库盆恒定水头。80是要件①传统水电站坝库蓄积的恒定水头。得数12·25倍是通过要件③海库盆放大的水头倍数。
12·25×90=1102·5万(KW)…………………(2)
(2)式中:12·25是通过要件③海库盆放大的水头倍数。90万KW是要件①中型水电站的装机容量。得数1102·5万KW是要件⑤海电站将要件①原动力的中型水电站装机容量放大后的理论发电能力。
结论:如果不是通过要件②“系统”将要件④河水抽上一般水库,不是压入要件③海库盆,那么,情形如同“抽水蓄能电站”水电的还原率是75%。
定义:小能量置换大能量原理的法则是指,使用电力将液体大规模地压入独立的新兴宏观液力传输系统,使液体高位移至海库盆蓄积,利用海电站将海库盆已经放大的位能、动能、和压力能转换成电能。
定律:传统低坝库的水头是新兴宏观液力传输系统的高坝库水头的多少分之一,新兴宏观液力传输系统高坝库的发电量就是传统底坝库发电量的多少倍。
方程:H2∶H1=W2∶W1
式中:H1是传统低坝库水头;H2是液力传输系统高坝库水头。…………方程式左边。
W1是低坝库装机容量;W2是高坝库发电站的装机容量。…………方程式右边。
作用:1利用该基础研究原理改造传统电站,对火电站、核电站的发电产能折算成水电站估算;2利用该基础研究原理创造污水发电站,既转移、集中了各个工厂的污水,又创造了处理污水所用的资金,使污水处理企业形成无本经营的单位;3利用该基础研究原理实施超跨流域、超远距离调度河水的“系统”。既足量地调度了河水,又转移放大了电力,一举多得。该原理对相关产业具有及其强大的引领作用,该原理属于首创原理。
13防火灭火的原理
利用压力河水调度系统的强大水压,对林区实施高压喷灌,是防灾减灾的需要;利用海库盆的强大水压,对城市高层建筑实施体外灭火,解决了长期以来人们想解决而不能解决的问题。该原理属于首创原理。
小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的压力河水调度系统,在未来的运行中,它的弃水量远远大于它的用水量。供大于求的局面达到空前过剩。在这种情形下,各地区都要预先设置相当大的弃水库容。弃水库容包括:1补充地下水的库容;2扩大自然湖水的面积;3改变盐碱地为人工湖泊;4增加人工湿地;5增加干旱地区的河水流量;6扩大水稻的耕种面积;7增加淡水养殖面积;8引水拉沙治理沙漠;9转移扩大耕地面积;10使用压裂方法将大量淡水对口压入废弃石油井,或者低产石油井促使油田大规模增产。
(三)结构和数据
本发明的利用海力调度河水的方法,连接机构包括:1采水机构、2压水机构、3海底压力管道总汇、4海力场的矩形阵列、5压力河水接收机构、6格状管网、7变压塔、8海库盆。
本发明的利用海力调度河水的方法,数据包括:1零部件尺寸数据、2预制砼体尺寸数据、3隧道管道管具尺寸数据、4构筑物尺寸数据。
1采水机构
(1)第一种采水机构
第一种采水机构的作用:以人体健康基准值为依据,采集适用于集中式生活饮用水水源,以及工业、农业用水的III类水。满足供应本海力场的淡水需求;防止海水、杂物污染;提供淡水自然位能利用。
采水机构的结构包括:①盾构井、②“丁”字形盾构隧道、③连接机井、④独流河蓄水库容。
①盾构井
盾构井的作用:为“丁”字形盾构隧道提供掘进平面基础;为隧道提供水源管理。
盾构井的结构包括:A盾构井构筑结构、B蝴蝶阀活门和安装坑道、C过滤网罩、
A盾构井构筑结构
a盾构井设置在“独流河”的河畔台岸上,露出地面的盾构井壁,向河槽的一面开设一个圆孔,圆孔中筑入一节钢管。钢管口设制法兰,该法兰与蝴蝶阀活门的阀体法兰配副。使用“O”型橡胶密封圈密封。
b盾构井的底部向大海的一面开设盾构隧道掘进口。盾构井露出地面的高度大于未来独流河蓄积水位许多。盾构井口设制“井”字形格状大梁。盾构井的格状大梁上设制环形钢筋混凝土盖体。盖体的中心圆孔是盾构隧道的放气孔,设制砖砌棱阶。
c盾构井内径10m,外径12m,露出地面高度40m,盾构井的深度90m(不包括露出地面的高度)。
筑入盾构井壁的钢管外径3000mm,壁厚30mm,长度2000mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,“O”型橡胶密封圈凹槽深度20mm。
格状大梁规格:300×800mm。环形钢筋混凝土盖体外径12m,内径1·5m,盖体厚度300mm。
“O”型橡胶密封圈外径3150mm,本体直径60mm。
B蝴蝶阀活门和安装坑道
a蝴蝶阀活门是已知技术产品。竖轴布置,去掉旁路阀,保留电动操作、手动操作。阀体的一端法兰与盾构井壁面筑入的钢管法兰螺栓连接,“O”型橡胶密封圈密封。阀体的另一端与安装坑道钢管的法兰螺栓连接,橡胶圈密封。坑道钢管露出安装坑道壁面外部一段。钢管法兰上准备安装“过滤网罩”。
b安装坑道是一个底平面正方形的长方体形状的房间,底部深扎在基础岩石中,一面与盾构井外壁面的钢筋混凝土连接成一体。上面设钢筋混凝土盖,盖顶留一个矩形口,使用砖砌保护棱阶,设制钢板盖防止雨水进入。安装坑道房间的高度与盾构井露出地面的高度相等,上平面齐平。在矩形口的房间内壁面上筑入钢筋梯。安装坑道房间内部设两层:底层是蝴蝶阀活门的安装空间;上层是操作空间。安装坑道的外壁面设制蓄水水位标尺。
c安装坑道房间的空间平面边长5000×5000mm,钢筋混凝土壁厚800mm,矩形口800×800mm。
筑入安装坑道房间壁面的钢管外径3000mm,壁厚30mm,长度3000mm。法兰外径3300mm,厚度60mm。
C过滤网罩
过滤网罩的作用:是防止蓄积河水中浮游生物,和杂物进入“采水机构”的防护结构。过滤网罩的结构包括:a法兰盘、b支持架、c网目钢板。
a法兰盘的结构与配副的钢管法兰相同。
b支持架结构是“井”字形平面架体,铸件。外形与法兰盘的内圆配副,二者角焊连接。
c网目钢板的结构由1块中心圆形板、6块形状相同,面积相等的扇形拼板构成的环形钢板缝焊连接而成。板面上设制环形阵列的网目,该网目钢板与法兰盘和支持架角焊连接。成品过滤网罩与安装坑道房间外露的钢管法兰螺栓连接。
d法兰盘的外径3300mm,厚度60mm。支持架的外径3000mm,厚度和宽度:60×60mm。 网目钢板外径3100mm,厚度5mm,网目直径10mm。
②“丁”字形盾构隧道
“丁”字形盾构隧道的作用:是向海力场供水的“海底隧道”。
a“丁”字形盾构隧道的“丁”字形头隧道的轴线与海岸平行;“丁”字形杆隧道的轴线与海岸垂直。“丁”字形头隧道的外侧畔设制等距排列的海底机井。机井的井管向下直达海底隧道的底平面。隧道与机井的井管底部,通过开凿的拱形小洞连接。
b如果独流河坝库的蓄水可以供给多个矩形阵列的压水机构使用,那么“丁”字形盾构隧道就变成了“干”字形盾构隧道,或者“丰”字形盾构隧道。
c“丁”字形盾构隧道的直径6m,“丁”字形杆隧道的一般长度在1--2Km范围之内,“丁”字形头隧道的长度510m。“干”字形或者“丰”字形盾构隧道的杆隧道需要实际计算。
③连接机井
连接机井的作用:连接海底隧道,连接海力场输入管道砼体。
a若干口连接机井从“海力场”后面的海底开钻,深度直达“丁”字形头盾构隧道的外侧畔。对盾构隧道整体结构没有影响。每一口机井都与“输入管道砼体”的进水口对位。
b机井使用衬塑电焊钢管箍井。衬塑电焊钢管的内壁面设制塑料衬板,外壁面设制热收缩带缠绕。钢管的两端预留散热长度,管口设制坡口。箍井下管时,将钢管内外坡口焊缝连接。并将外壁热收缩带缠绕补齐;将钢管内壁衬塑补齐。最后一节钢管的管口设制法兰和加强筋,并露出海底相等的长度。抽出机井钢管内的海水,安装一个使用双向手轮操作的球阀。
c箍井的衬塑电焊钢管连接、修补完成之后,要对钢管外壁与机井壁面之间填充混凝土。在管外壁与井壁之间插入一根细石混凝土输送管;插入一根震动棒。一边向井底输入细石混凝土;一边使用震动棒振动。直至空间填充满碎石混凝土。
d待碎石混凝土完全凝固后,从“丁”字形盾构隧道的对应、对位壁面开凿一个拱形小洞。将钢管底部露出空间,使供水不受影响。并使用混凝土将拱形小洞箍好。
e机井直径1200mm,深度直达隧道底部海拔高度。衬塑电焊钢管规格:外径650mm,壁厚10mm,长度6000mm,内壁面衬塑厚度5mm,外壁面热收缩带缠绕厚度6mm,预留散热长度100mm。法兰外径810mm,厚度50mm,加强筋是等腰直角三角形钢板,直角边长80mm,厚度50mm。
球阀双向手轮操作外径500mm。阀体两端法兰与衬塑电焊钢管的法兰配副。
④独流河蓄水库容
独流河蓄水库容的作用:比较容易获得达标水质标准;比较容易蓄积足够的供水流量;比较容易预防风暴潮的侵蚀。
独流河坝体的结构包括:A钢筋混凝土碾压坝体、B排沙孔、C溢流消能结构。D独流河蓄水库容的管理。
A钢筋混凝土碾压坝体
a该坝体是已知技术构筑物。坝体的横截面是直角梯形,直角一面是挡水的墙;锐角的一面是防潮的墙。坝体的两面使用钢筋混凝土作挡墙,中间部分使用碾压混凝土作墙体。内部的“排沙孔”使用钢筋混凝土构筑;“溢流消能结构”使用钢筋混凝土构筑。
b坝体下底宽度30m,上底宽度10m,高度大于当地百年一遇“风暴潮”的高度,坝体长度根据独流河的宽度确定。
B排沙孔
a排沙孔的孔型是矩形截面,闸门操作机构设制在坝顶。排沙孔设置个数为单数,至少设置3孔。中间孔位置在坝体底部的中线上。
b排沙孔宽度2m,高度3·5m。
C溢流消能结构
a溢流孔的孔型是矩形截面,闸门操作机构设制在坝顶。溢流孔设置个数为双数,至少 设置6孔。轴对称设置在坝体的两边。
b溢流孔的下面构筑间隔布置的溢流消能结构槽体,槽体之间设制挡水的墙。槽体滑道的端头向上翘,并且设制较厚的钢筋混凝土墩体加以保护,预防风暴潮的侵害。
c溢流孔宽度2m,高度3·5m。
D独流河蓄水库容的管理
为了使压力河水调度系统的采水机构采集到的河水达到中国国家地表水质相应标准,根据《地表水环境质量标准基本项目标准限值》(GB 3838-2002)规定以下独流河蓄水库容的管理、防护措施:(略)。
当独流河的蓄水量不足时,可以采用管引自流的方法采集附近大河的河水入库。
(2)第二种采水机构
第二种采水机构的作用:选择由深山甘泉汇集成的地下水和地表水,采集化学组分的天然低背景含量优水质,来优化系统水质;增加系统I类、II类水含量;改革小水电上网方式;为高山引水。
采水机构的结构包括:①发电尾水过滤池、②泵水站。
①发电尾水过滤池
发电尾水过滤池的作用:防止杂物、浮游生物进入系统;为泵站提供足够深度的积水体。
发电尾水过滤池的结构包括:A小围堰、B过滤池。
A小围堰
a小围堰是小水电站下游较宽阔河床设制的挡水构筑物。它的作用是,将发电尾水蓄积使之达到水泵运行的深度。小围堰是钢筋混凝土结构,设制若干闸门。闸门的作用是,为小围堰排泥。小固堰可以漫顶溢流为水库放水服务。
b小围堰的横截面是等腰梯形,底部设制矩形放水孔,孔中安装插板式闸门。顶部设制闸门螺旋操作机构。坝顶部可以随意溢流弃水。
c小围堰的等腰梯形截面下底3m,上底1m,高度3m。矩形放水孔1·5×1·5m。
B过滤池
a过滤池是泵水站的附属构筑物。它的作用是保持水中无杂物。过滤池钢筋混凝土结构,长方体形状。上游底部开设一个矩形孔,孔中安装固定拦污栅栏。下游底部开设一个矩形放水孔,孔中安装插板式闸门。顶部封闭设制固定插入泵水弯管。顶部还设制闸门螺旋操作机构。过滤池与河道轴线平行
b过滤池宽度3m,长度与泵站长度相同,高度5m,壁厚80mm。矩形底孔1·5×1·5m。
②泵水站
泵水站的作用:1给深山水电站的下游附近建设电力泵水站的目的是,将小水电站的发电尾水泵入“压力河水调度系统”。偏远深山的水体无工业排放污染,多数水体属于I类、II类地下水标准。对于“系统”内的优质水配置必不可少。2偏远山区的小水电站生产的电力大多数入网困难。通过调水的方法调度电力,而且,生产的电力可以全部收购。3偏远山区也需要连接“压力河水调度系统”,因为那里的土地需要灌溉;那里的森林需要防火。
泵水站的结构配置包括:A系统连接、B泵站构筑物、C水泵及其附件的装配。
A系统连接
a通过山底部的盾构隧道,将“系统”引入设制在小水电站下游河道的盾构井。盾构井露出河床许多,盾构井设制格状大梁、设制环形钢筋混凝土盖体。井口上安装锥型自动放气阀门。水库放水时可以被水淹没。
b从露出河道的盾构井的外壁面圆孔连通若干衬塑无缝钢管,钢管之间坡口焊缝连接,该钢管是泵水容积管道。钢管与盾构井壁的连接部分设制格状加强筋,目的是与盾构井壁的钢筋混凝土紧密连接。盾构井与水泵容积管道之间设置蝴蝶阀活门,法兰连接。衬塑无缝钢管的连接长度根据安装水泵的个数来确定。钢管水平设置在泵水站过滤池的后面。钢管的另 一端使用堵头钢板封闭。钢管的轴线与过滤池的钢筋混凝土构筑物墙体平行,间隔距离1m。
c在泵水容积管道上部,使用白色漆画出:等分水泵安装位置划线、单个水泵扬程注入管道连接圆孔划线。使用气割将圆孔划线割开。在圆孔上角焊连接一截钢管,钢管的上口沿角焊连接着法兰和加强筋。该法兰与球形阀体法兰配副。
d盾构井外径12m,壁厚1m,露出河床高度5m,格状大梁规格:300×800mm,环形钢筋混凝土盖体外径12m,内径1·0m,厚度0·8m。锥型自动放气阀门通用。
连接钢管外径3000mm,壁厚30mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。衬塑无缝钢管外径3000mm,厚度30mm,长度6000mm。内衬塑厚度5mm,长度5800mm,散热长度100mm。外设热收缩带缠绕厚度6mm,长度5800mm,散热长度100mm。水泵扬程注入管道外径660mm,壁厚30mm,长度1500mm。法兰外径860mm,厚度60mm。
B泵站构筑物
a使用一台电泵模型与泵水容积管道连接,以此来确定水泵座的安装位置。在泵水容积管道的上下、前后、封闭端头5个面绑扎钢筋、建立模板、浇筑混凝土。该构筑物是泵水容积管道的钢筋混凝土包容体。然后,将该构筑物与靠山的壕沟使用毛石混凝土填平,构筑成两层楼房的基础。
b使用砖混结构建造两层楼房。首层是泵站机房,第二层是办公室和宿舍。前面是河道和过滤池。后面是泵水站的小院院。左边远处是河道上游和水电站的坝体。右边是盾构井,小围堰。
c泵水容积管道的钢筋混凝土包容体厚度1000mm。
C水泵及其附件的装配
a要求选择水泵压力大于“系统”某一点面积的压力,而扬程和吸程都不大的大流量水泵。由帕斯卡原理可知,……“系统”的压力等值传递到整个液体内部各点,即系统内各点压力相同。因此,泵站运行时发电尾水比较容易进入“系统”。水泵安装在泵座上,螺栓连接。
b附件——吸程管道是90°弯管。一端插入过滤池顶部的对位弯管插孔,另一端的弯管端头与水泵的吸程口法兰螺栓连接。
c附件——球阀体,单向手轮操作。螺栓连接在泵水容积管道的对位管道法兰上。
d附件——扬程管道是180°弯管,螺栓连接在球阀体法兰和水泵扬程口法兰上。
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的第二种采水机构的采水方法和效果,简称:小水电曲线上网技术,属于首创。它可以催生小水电站的高速发展。
(3)第三种采水机构
第三种采水机构的作用:以人体健康基准值为依据,采集适应于集中式生活饮用水水源,以及工业、农业用水的I类II类井水;改革电网电能重新分配的方法。淘汰“抽水蓄能电站”;转移“洪水”减轻灾害,对大地径流部分“洪水”进行重新配置。
采水机构的结构包括:①过滤井、②泵水深井、③泵水站构筑物。
①过滤井
过滤井的作用:让分洪区的洪水快速渗入地下,为泵水深井补充水源。
过滤井的结构:A过滤井位的布局、B过滤井的构成。
A过滤井位的布局
a在滞洪区中选择一块200×100=20000m2的土地作为过滤井区。过滤井和泵水深井以及泵水站都构筑在其中。要求该地块在进出洪水的过水面上。使泵站构筑物的轴线与滞洪区的放水闸构筑物的轴线成角90°。要求使用小围堰的方法将过滤井区围起来,形成与滞洪区分割的状态。当大江大河的水位高于滞洪区的地坪时,就可以给过滤井区开闸放水。用以补充过滤井区地下水的不足。
b将该地块划出井位定点:每间隔10m画一条直线,经线11条,纬线21条。11×21=231个节点。每个节点就是一个井位,共计231口井位。泵水深井的井位确定在第6条200m长度的经线上。其余210个井位都是过滤井布局井位。
B过滤井的构成
a过滤井使用大锅锥钻头钻井。锅锥钻机井已经淘汰多年,现在不使用了。过滤井使用锅锥钻头钻井的目的是,要求过滤井的直径大,使洪水渗入地下的速度加快。
b过滤井的钻井深度达到规定后,将河卵石子填满过滤井。然后将过滤井盖压在过滤井上,防止泥浆进入井内。过滤井盖由粉碎石子砼体构成,圆柱体。
c过滤井直径1600mm,深度30m。填井河卵石子粒度20mm。过滤井盖砼体直径2000mm,高度600mm。粉碎石子粒度10mm。微沙水泥浆结构,可以冲洗。
②泵水深井
泵水深井的作用:为“系统”提供I类、II类优质地下水。以“洪水”置换“清水”的方法,高速度地转移“洪水”。为“系统”优化水资源配置提供充足的地下水源。
泵水深井的结构:A深井配套结构组成、B井台配套结构组成。
A深井配套结构组成
a深井是机井,砼体渗水管井壁(俗称水泥缸子)适宜使用潜水泵抽水,潜水泵使用柔性橡胶管,柔性橡胶管上端连接90°弯管,弯管法兰与井台固定设置的三通管法兰配副。
b箍井水泥缸子外径500mm,壁厚60mm,高度1000mm。机井深度120m,水头深度大于100m,柔性橡胶管内径200mm,长度40m。弯管外径200mm,壁厚10mm,轴线长度160×160mm,法兰外径360mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽深度14mm。橡胶圈横截面直径40mm。
c泵水使用大功率、大流量的潜水泵。
B井台配套结构组成
井台的结构包括:(A)井台圆柱体、(B)井盖、(C)三通管座、(D)三通管。
(A)井台圆柱体
a井台圆柱体是钢筋混凝土结构,与泵水容积管道砼体高度相等。井台上端钢筋混凝土中筑入三通管座,三通管是连接潜水泵扬程法兰管的结构。
b井台外径2400mm,高度11.7m。
(B)井盖
a井口设置的环形钢板井盖,是通过钢丝绳承重泵体、柔性管、水体重量的结构。柔性橡胶管从井盖中心孔穿出,然后连接法兰管。井盖中心孔圆周沿设制均布的小孔,小孔穿出电缆、穿出拴拉水泵的钢丝绳、穿出拴拉柔性橡胶管的钢丝绳。将钢丝绳拔紧后使用钢绞索的锚具固定在井盖上面。
b井盖钢板外径1000mm,内径260mm,厚度30mm,圆周均布小孔直径26mm。
(C)三通管座
a三通管座由一截钢管和一个法兰焊接而成。钢管壁上开设两层圆孔,每层两个圆孔轴对称配置。两层圆孔轴线“十”字形正交配置。法兰角焊连接在钢管截的外壁面口沿。该法兰与三通管的法兰配副。
b三通管座与井台钢筋混凝土连接时,从三通管座的两层圆孔中分别插入一根螺纹钢筋,并与井台钢筋笼电焊连接。然后,浇筑混凝土,使三通管座的法兰盘水平安置,并露出井台一定高度。
c三通管座的法兰外径360mm,厚度60mm,凹槽深度14mm。钢管截外径200mm,壁厚10mm,长度600mm。钢筋插孔直径40mm,插入钢筋直径32mm,长度400mm。露出井台高度120mm。
(D)三通管
a在三通管的三个法兰中,与三通管座法兰连接的那个管口被圆形钢板焊接封闭。装配时,将三通管先与三通管座螺栓连接,使水平管孔对准井口;再将柔性橡胶管口的法兰与水平管的法兰连接。三通管的竖直管口法兰,将与泵水容积砼体管道上安装的球阀使用180°弯管螺栓连接。
b三通管外径200mm,壁厚10mm,管件“丁”字形轴线长度规格:250∶500mm。法兰外径360mm,厚度60mm。橡胶密封圈凹槽深度14mm。
③泵水站构筑物
泵水站构筑物的作用:提高泵站设备安装位置,防止洪水淹没;连接“系统”管道。
泵水站构筑物的组成包括:A支高桥、B泵水容积管道砼体、C“系统”节点构筑物。
A支高桥
a支高桥的作用:因为过滤井区经常需要补充地下水,当江河水位高于过滤井区地坪时,滞洪区就可以为过滤井区单独放水。所以过滤井区经常被水淹没。支高桥的作用就是将泵水站的设备安置在桥上,防止洪水淹没。
b支高桥的轴线长度关联着所有泵水深井,并与深井行平行。桥面轴线的一侧安装着泵水容积管道砼体;桥面轴线的另一侧建筑房间,为泵水站提供办公、住宿、储物等场所;支高桥的一端设置下桥楼梯;支高桥的另一端与“系统”的节点构筑物紧紧相连。
c支高桥结构包括:双圆柱体桥墩台结构成的桥架体、槽壳状桥面预制砼体、桥栏杆、楼梯。
d圆柱体桥墩台直径1600mm,露出地面高度4m。桥架连接体规格:12000×2000×1500mm。槽壳状桥面预制砼体规格:10000×2000×1200mm,厚度400mm,纵向梁筋2根、横向格筋5根。
B泵水容积管道砼体
a泵水容积管道由衬塑无缝钢管坡口焊缝连接而成。管道的一端用堵头钢板封闭,管道的另一端与“系统”节点构筑物连通。节点构筑物与泵水容积管道之间设置蝴蝶阀活门。法兰连接;
b在与深井台对位的泵水容积管道上面使用白色漆画出:单个水泵扬程注入管道圆孔划线。使用气割将圆孔划线割开。在圆孔上角焊连接一截钢管,钢管的上口沿角焊连接着法兰和加强筋。该法兰与球形阀体法兰配副。当球形阀与该法兰螺栓连接后,其高度与井台上安装的三通管高度相同。然后,使用180°弯管将二者连通。
c在泵水容积管道的上下、前后、封闭端头5个面绑扎钢筋、建立模板、浇筑混凝土。该构筑物的体型是长方体,是泵水容积管道的钢筋混凝土包容体。该包容体与“系统”的节点构筑物紧密相连。使泵水容积管道改变为泵水容积管道砼体。
d泵水容积管道砼体的一条纵向边线压在支高桥的中线上;另一条边线与支高桥栏杆之间设制走廊。泵水容积管道砼体的端头也设制走廊。支高桥中线的另一边构筑房间,房间与支高桥栏杆之间也设制走廊。蝴蝶阀活门的钢筋混凝土包容体的上面构筑操作室。
e泵水容积管道外径3000mm,壁厚30mm,衬塑厚度5mm,管道长度6m,预留散热长度100mm。连接管道法兰外径3300mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm。蝴蝶阀活门定做。单个水泵扬程注入管道的连接钢管外径200mm,壁厚10mm,长度1600mm。露出泵水容积管道砼体300mm。法兰外径360mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽深度14mm。球阀定做。180°弯管外径200mm,壁厚10mm,弯曲半径、长度工地确定。泵水容积管道钢筋混凝土包容体厚度1m。走廊宽度1m。
C“系统”节点构筑物
将压力河水调度系统的敷设管道连通至滞洪区的过滤井区后,需要使用一个节点构筑物来连通泵水容积管道。其作用是:连接地下埋设管道与泵水容积管道;自动排出水体析出的气体。有关“系统”节点构筑物的结构、尺寸数字将在第43页②节点构筑物中描述,请参阅。
采水机构小结:
本发明的压力河水调度系统所涉及的三种采水机构,对于“系统”来说属于首创机构。它们可以同时在不同地方为“系统”提供符合标准的水质、水量、压力。利用海力调度河水的方法占“系统”的主导地位。它可以将海水的涌浪能源转换为淡水能源,使河水立即改变为淡水资源和能源资源的双重资源,并以可见光的速度传递。它可以提供“系统”基本运行的水质、水量、压力;利用深山小水电的电力为“系统”提供深山的“优质淡水”,是“系统”不可或缺的“配水”方法;利用电网谷电为“系统”提供优质的地下水,是“系统”优秀的“补水”方法。它们共同的特征是:在调度了“优质淡水”的同时,实施了资源转移、能量转移、能量放大,增加了电力产能。既使淡水资源得到了优化配置,又使低价电力改变为高价电力。同时节省了巨额输变电线路的投资。
本发明的压力河水调度系统所涉及的三种采水机构,对于“系统”来说是可以不断扩大连接的基本单元机构。它的基本特征是:以线串点,以点带面。它们是“压力河水连续介质”的物质源泉。
2压水机构
压水机构的作用是:收集海浪上浮动力,利用配重质量势能,将“供水管道砼体”采集的“河水”压入“输水管道砼体”。使之形成一级流量合力。
压水机构的结构组成包括:(1)结构砼体、(2)配重砼体、(3)粗索链、(4)组合浮体。
(1)结构砼体
结构砼体的作用是:使用钢筋混凝土组合固定有关机械机构的实体叫结构砼体。结构砼体具有适当的质量,安置在海底后,组合浮体在海浪中任意上下浮动或者悬潜,都无法破坏它的稳定性。它是压水机构的三大件之一。结构砼体是改进机构。
结构砼体中机械机构组成包括:①活塞缸、②河水输入(出)总成、③钢筋混凝土包容体。
①活塞缸
活塞缸的作用是:海浪动力转换机械,它能吸收供给河水、压出压力河水。活塞缸是改进机构。
活塞缸的结构包括:A缸体、B活塞、C活塞杆、D活塞缸盖体、E活塞缸的装配。
A缸体
a缸体由无缝钢管制成,立式布置。底部由一块嵌入缸体的圆形钢板坡口焊接密封;缸体内壁光滑适应活塞运行。缸体上下壁面各开设一个圆孔。上边壁面圆孔是自由河水注入孔;下边圆孔是压力河水输出孔。两圆孔的圆心连线与缸体底平面垂直。缸体内壁实施喷塑处理,其目的是防止海水或者河水侵蚀。缸体是改进机构。
b无缝钢管外径3000mm,壁厚10mm,高度6m。缸体底部钢板直径2976mm,厚度15mm。喷塑厚度3mm。进出河水圆孔直径626mm。
B活塞
活塞的结构包括:(A)活塞体、(B)漏水孔活门总成、(C)压紧圈、(D)“O”型橡胶密封圈、(E)销子及其组合。
(A)活塞体
活塞体是整体钢铸件。体型包括:A)底板、B)七孔体。
A)底板
a圆形底板是活塞体整体铸件的一部分。七孔体铸造在底板上面,二者形成整体。底板直径与缸体内径间隙配合。底板环形平面是安装“O”型橡胶密封圈和压紧圈的位置。
b底板直径2960mm,厚度60mm。
B)七孔体
a七孔体是活塞整体钢铸件的一部分。七孔体外壁圆柱体,内壁面竖立设制7个不同形体的空间。3个圆柱体空间圆周均布,其外壁面与七孔体内壁面内切相接,连接处两端内倒角。1个圆柱体空间在中心,其外壁面与3个圆柱体外壁面外切相接,连接处两端内倒角。形成中间圆柱体直径小,圆周均布的圆柱体直径大的布局。圆周均布的3个圆柱体空间是通孔。该通孔穿透活塞底板,底板的底部圆周沿下面倒边45°。该通孔是安装漏水孔活门总成的空间。另3个间隔排列的异形空间自然形成。每个异形空间的大内壁面上分别竖行设制1行销子孔,每行3个销子孔通出七孔体的圆柱体外壁面。该销子孔是固定压紧圈的销子孔。异形空间的销子孔外壁面上焊接着销子卡口。左边销子卡口的口向上,右边销子卡口的口向下。
b七孔体的中心圆柱体空间与底板封闭,是插入活塞杆的圆孔,该圆柱体空间的外壁面上也竖立设制3行销子孔,每行设制3个销子孔。该销子孔的左右两侧分别焊接着销子卡口。左边的卡口口向上,右边的卡口的口向下。
c七孔体的3行销子孔与活塞杆插孔的3行销子孔分别对位在七孔体的3条六等分线上。活塞体是改进机构。
c七孔体的外径2460mm,壁厚60mm,高度996mm。3个圆周均布的圆柱体空间直径788mm,壁厚60mm。中心圆孔直径404mm,壁厚60mm。
压紧圈销子孔直径50mm,每行销子孔距,从下至上依次是232mm-564mm-896mm。
中心圆柱体空间直径404mm。销子孔径80mm,孔距189mm。
(B)漏水孔活门总成
漏水孔活门总成的原理和作用:该机构是为单向运行的活塞缸而设制的。安装、焊接在活塞的七孔体圆柱体通孔空间和壁面。当浮体被涌浪浮升时活塞杆被拉起来,活塞在活塞缸内上行。活塞缸有杆腔的河水受到活塞的挤压,水体克服了弹簧的压力将阀门打开,水体漏入活塞缸的无杆腔;当浮体的上浮力停止时,配重砼体的质量压力,和坝库水头的双重压力将活塞杆压下去,活塞在活塞缸内下行。配重压力使漏水孔活门总成的圆形阀门钢板恢复原位。强大的压力将活塞缸无杆腔的水体压入输出管道砼体,同时活塞缸有杆腔吸入河水,完成一次行程的运行。当下一个涌浪周期来临时,上述机构又发生了相同的运行情形。漏水孔活门总成是首创机构。
漏水孔活门总成的结构组成包括:A)圆形阀门钢板、B)导向轮盘、C)压缩弹簧、D)漏水孔活门总成的装配。
A)圆形阀门钢板
圆形阀门钢板的小零件包括:A>圆形钢板、B>钢管导向轴、C>销子。
A>圆形钢板
a圆形钢板是铸件,圆沿上面倒边45°,下圆沿外倒角。圆形钢板中心铸出一截圆柱体实心杆件,该杆件的轴线与钢板平面垂直。圆柱体的杆件上设制两个销子孔。两个销子孔的轴线上下间隔十字正交。圆形钢板与活塞底板七孔体的通孔圆沿形位配副。
b给圆形钢板的45°外倒角环形平面粘贴一层橡胶皮用作密封层。
c圆形钢板上面直径788mm,下面直径908mm,厚度60mm。圆形钢板中心铸体直径146mm,长度300mm。销子孔直径60mm。销子孔在铸体上,从下向上依次排列间隔高度是:底端长度60mm-销子孔占位60mm-间隔长度60mm-销子孔占位60mm-上端长度60mm。
B>钢管导向轴
a钢管导向轴上设制3对销子孔,其中两对销子孔在下段杆件壁面上。另一对销子孔在钢管中段杆件壁面上。钢管下段杆件壁面上的销子孔与圆形阀门钢板中心铸体的销子孔形位配副。将钢管套入圆形阀门钢板中心铸体后,转动调整,插入销子。将销子与钢管壁面焊死,将钢管与圆形阀门钢板角焊连接。钢管中段的销子孔插入销子后起约束自由压缩弹簧的作用。
b钢管外径190mm,壁厚20mm,长度1260mm。钢管下段销子孔从下向上依次排列间 隔高度是:底端长度60mm-销子孔占位60mm-间隔长度60mm-销子孔占位60mm-上端长度。钢管中段销子孔距下端长度816mm(压缩弹簧的自由高度)加导向轮盘的高度60mm共计876mm。
C>销子
a销子设制两种:一种是连接钢管与圆形钢板的销子。该销子长度与钢管直径相等。另一种销子是约束压缩弹簧自由高度的销子。该销子是“丁”字头销子,由销子套焊接固定。
b第一种销子直径54mm,长度190mm。第二种“丁”字头销子的直径分别是100mm和54mm,长度分别是50mm,和240mm。销子套外径100mm,壁厚20mm,长度50mm。
B)导向轮盘
a导向轮盘是整体铸件。结构包括:轮辋、轮辐、轮毂。轮辋的外径与七孔体圆柱体空间间隙配合;轮辐具有足够的刚性,支撑运行的压力;轮毂孔与圆形阀门钢板上面固定的钢管间隙配合。每个漏水孔活门总成使用两个导向轮盘。一个在钢管的下段,另一个在钢管的中段,两个导向轮盘的中间钢管上套入压缩弹簧,使用“丁”字头销子约束自由压缩弹簧。
b导向轮盘外径780mm,轮辋、轮辐的厚度30mm,高度60mm。轮毂外径300mm,内径200mm,高度60mm。
C)压缩弹簧
a压缩弹簧的表面喷塑处理,防止锈蚀。压缩弹簧在非工作状态下,能使漏水孔活门总成的圆形阀门钢板密封在七孔体漏水孔的底部。
b压缩弹簧的外径240mm,内径200mm,自由高度816mm。
D)漏水孔活门总成的装配
a将活塞体倒置,将3个圆形阀门钢板倒扣在七孔体的3个通孔上,每个圆形阀门钢板另加3块钢板暂时点焊连接。然后,再倒置过来,使活塞体的七孔体口向上。
b将钢管导向轴套入圆形阀门钢板的中心圆柱体,转动钢管使销子孔对位。插入销子后,从其端头与钢管角焊连接。同时将钢管与圆形钢板角焊连接。连接后使用打磨机打磨平整。
c将一个导向轮盘套在钢管导向轴上,置于底部,调整水平后对其轮辋上下与七孔体的圆柱体空间壁面实施角焊连接。
d将压缩弹簧套在钢管导向轴上,给压缩弹簧一定的压力(压力可以使圆形阀门钢板封闭严密)从钢管导向轴的中段销子孔插入“丁”字头销子后,套上销子套从其端头角焊连接。
e将另一个导向轮盘套在钢管导向轴上,搁在“丁”字头销子露出杆上。调整水平后对其轮辋上下与七孔体的圆柱体壁面实施角焊连接。
f将装配、焊接后的活塞体侧翻,拆除圆形阀门钢板的3块暂时点焊连接钢板。并对其焊迹实施打磨处理。然后将活塞进行喷塑处理。
(C)压紧圈
a压紧圈是钢铸件。是活塞的配件。环形空壳型,圆环外壁封闭,圆环内壁敞开,敞开的圆环内侧设制3个圆周均布的支撑筋,支撑筋壁面与圆环内沿弧度统一。支撑筋近似矩形体,以其对角线交点为圆心开设销子孔。销子孔的底部在压紧圈环形空壳的壁面内侧。压紧圈的上部环形平面上开设3个圆周均布的圆孔,圆孔直通压紧圈的下壁面,圆孔位于支撑筋的左侧畔。3个圆孔是吊装压紧圈的圆孔。压紧圈是为“O”型橡胶密封圈施压的部件。压紧圈与活塞缸的内壁面间隙配合;压紧圈与七孔体的圆柱体外壁面间隙配合。压紧圈是继承结构。
b压紧圈的外径2960mm,内径2470mm,高度150mm,厚度10mm。支撑筋宽度120mm,销子孔径50mm,销子孔深度235mm。压紧圈上下环形平面上的圆孔直径60mm。
(D)“O”型橡胶密封圈
a密封圈是活塞的配件。“O”型橡胶密封圈的压缩率是30%,橡胶圈经过压缩后,橡胶肉挤在缸体壁面与活塞体轮辋的壁面之间,从而达到密封的效果。每个活塞体上设制3个“O” 型橡胶密封圈由3个压紧圈间隔叠垒施压。橡胶密封圈与活塞缸内壁、与活塞体七孔体的外壁实施过盈配合。橡胶密封圈在初装时是原型装配。在海底更换时切断装配,3个橡胶圈的切口错位配置。“O”型橡胶密封圈是继承结构。
b“O”型橡胶密封圈的截面直径260mm,橡胶圈外径2980mm,内径2460mm。
(E)销子及其组合
a销子由圆柱体钢制成。销子设制三种:第一种是压紧圈销子。销子从七孔体的异形空间销子孔插入,将压紧圈的销子孔连接,达到给压紧圈定位的目的。压紧圈的压力迫使“O”型橡胶密封圈变形。当“O”型橡胶密封圈将活塞缸内壁面与活塞七孔体的圆柱体外壁面挤紧时,达到了活塞缸与活塞滑动密封的效果。
另一种销子是活塞与活塞杆下端连接的销子。当活塞杆插入活塞的中心孔后,转动活塞杆,使活塞杆的销子孔与活塞的销子孔对位。插入销子后,达到活塞杆与活塞连接的目的。
第三种销子是活塞杆上端与配重砼体连接的穿堂销子。将铆接管套入活塞杆端头,插入销子点焊固定,再通过锚接法兰与铆接管焊接约束与配重砼体连接。
b三种销子的结构不同:压紧圈销子端头轴心钻孔,孔中安装橡胶头。销子尾部径向钻孔,孔中插入钢筋点焊连接。当销子插入孔中后,橡胶头的弹性迫使销子在销子孔底与销子卡口之间逼紧。橡胶头的结构:顶端半球形体,底部连接着圆柱体,圆柱体橡胶棒插入销子端头钻孔结构成整体。销子与销子孔间隙配合。
活塞杆下端的销子端头制成半球形。销子尾部径向钻孔,孔中插入钢筋,钢筋微微向销子头弯曲成弧状,点焊连接。销子的弧状钢筋与七孔体的中心孔外壁面形位配副。当销子插入孔中后,销子端头的球型面与活塞杆空心管内的橡胶棒弹性接触,迫使销子在橡胶棒与销子卡口之间逼紧。销子与销子孔间隙配合。
活塞杆上端头销子是圆柱体的,两端头圆周倒角。先将铆接管套入活塞杆端头,调整后插入穿堂销子点焊连接。当配重砼体的钢板孔套入后,再套入铆接法兰与铆接管角焊连接。另两个销子的装配亦然。
c销子卡口由冷弯薄壁钢板制备。钢板片原型是“丁”字形、圆头。先在冷弯型钢压力机上,将“丁”字形的长片压制成压制成纵向波浪纹,然后在弯曲机上弯曲成“S”型。焊接时将其短片与连接体角焊连接。销子及其组合属于改进机构。
d压紧圈销子直径44mm,长度349·4mm,端头轴心孔径20mm,深度40mm,尾部径向钻孔9mm,钢筋直径8mm,长度150mm。橡胶半球型直径44mm,连接的橡胶棒直径20mm,长度40mm。
活塞杆下端连接销子直径76mm,长度206mm,尾部径向钻孔9mm,钢筋直径8mm,长度180mm。
活塞杆上端连接销子直径76mm,长度464mm。
销子卡口的“丁”字形钢板片宽度30mm,长度120×60mm,厚度3mm。
C活塞杆
活塞杆及其附件包括:(A)活塞杆和橡胶棒、(B)活塞杆固定钢板、(C)铆接管副。
(A)活塞杆和橡胶棒
a活塞杆是圆柱体空心钢铸件。上下内外圆沿倒角。活塞杆从上向下,穿过结构砼体的现浇顶导向套,穿过活塞缸盖体的活塞杆密封管后,活塞杆的下端插入活塞的中心圆柱体空间,使用销子连接。活塞杆的上端套入铆接管调整使二者销子孔对位,插入穿堂销子,角焊连接。然后将一个铆接环形钢板和加强筋组件套在铆接管外壁底部,正式装配时将其环形钢板上平面与配重砼体的活塞杆固定钢板的下平面接触。将铆接管与铆接环形钢板和加强筋组件实施角焊连接。活塞杆销子孔是铸孔。其结构是:活塞杆上端段设制3对穿堂销子孔,其中上下两对销子孔轴线平行,且在一个平面内,并与活塞杆轴线垂直相交。中间一对销子孔 轴线与上下两对销子孔轴线“十”字形正交,并与活塞杆轴线垂直相交。活塞杆下端段设制的3行销子孔与活塞中心圆柱体空间壁面的销子孔形位配副。
活塞杆空心管内,各填入一个橡胶棒。橡胶棒有两个作用:一个是依靠其弹性将销子压紧。另一个作用是利用其弹性将活塞杆两端封闭,防止海水/河水侵蚀活塞杆内壁面。橡胶棒与活塞杆空心管过盈配合,成品配套。装配时将橡胶棒冷冻处理后填入,解冻后胀大撑紧密封。活塞杆上端的橡胶棒解冻后,使用麻花钻将橡胶棒钻出与活塞杆形位配副的穿堂孔。
b活塞杆的上端头管口壁内设制一圈凹槽。使用该凹槽可以微微拔起活塞杆。在与配重砼体的活塞杆固定钢板连接时,因配重砼体与结构砼体之间的桥垫子的高度和/或弹性对其上下位置有干涉,需要调整。活塞杆属于改进机构。
C活塞杆外径400mm,内径200mm,壁厚100mm,长度11290mm。橡胶棒直径208mm,长度996mm。销子孔径80mm。
(B)活塞杆固定钢板
a活塞杆固定钢板的作用:与其它零件结构成活塞杆固定钢板套,筑入配重砼体,连接活塞杆上端头。该机构属于改进机构。
活塞杆固定钢板的结构和尺寸数字:(请参考第23页相关内容)
(C)铆接管副
铆接管副的作用是:将活塞杆上端头与配重砼体筑入的活塞杆固定钢板,通过销子、铆接副固定在一起,使配重砼体与结构砼体中的4个活塞杆形成运行整体。铆接管副和连接销子是活塞杆的受力部件。是防止发生装配干涉,灵活性很大的连接组件。
铆接管副的结构包括:<A>铆接管、<B>铆接环形钢板和加强筋组件。
<A>铆接管
a铆接管是一截厚壁钢管。钢管可以套入活塞杆,并与之间隙配合。当钢管与活塞杆的上端头其平时,制出与活塞杆配副的销子孔。
b铆接管外径464mm,内径404mm,壁厚30mm,长度1660mm,配合间隙2mm。销子孔径80mm。
<B>铆接环形钢板和加强筋组件
a铆接环形钢板和加强筋组件的作用:是通过两个相同的组件结构,平面相向套入铆接管将活塞杆固定钢板从其上面和下面夹住。然后,将铆接环形钢板和加强筋组件角焊连接在铆接管的外壁面,达到固定活塞杆的目的。
b铆接管副由三个配件组成:一个铆接管,两个铆接环形钢板组件。铆接环形钢板组件由一个环形钢板圆周均布6个垂直焊接的加强筋构成。为了防止装配干涉,三个配件待大件装配后才能实施角焊连接。该连接机构属于首创机构。
c环形钢板外径620mm,内径470mm,厚度60mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,短边长75mm,厚度30mm。
D活塞缸盖体
活塞缸盖体是一块圆形厚钢板,钢板的中心开设活塞杆穿孔,穿孔上焊接着活塞杆密封管。钢板盖的环形面上设制工人出入圆孔,圆孔上焊接着法兰管。法兰管上部设制盖体。活塞缸盖体的底部,设制圆周均布的滑轮固定板。活塞缸盖体与缸体实施内外角焊连接。该结构属于改进结构。
活塞缸盖体的结构包括:(A)钢板盖体、(B)活塞杆密封管及法兰和加强筋、(C)工人出入管及其盖体、(D)滑轮固定钢板。
(A)钢板盖体
a钢板盖体的中心开设活塞杆穿孔。钢板盖体的环形平面上开设一个工人出入孔。
b钢板盖体直径3000mm,厚度30mm,活塞杆穿孔直径406mm,工人出入孔800mm。
(B)活塞杆密封管及法兰和加强筋
活塞杆密封管是密封活塞杆的部件。结构由两部分组成:A)固定管件、B)活动配件。
A)固定管件
a因为活塞缸盖体和活塞杆密封管的下部一段被钢筋混凝土包容,活塞杆密封管内配置活动配件时,管体太深不适应原发明的配置,所以,使用内壁钢管和环形钢板将外壁钢管内垫高用以适配。因此,内壁钢管和环形钢板自然形成活塞杆的导向套。固定管件结构包括:外壁钢管、内壁钢管、环形钢板、法兰盘、加强筋组成。
b固定管件焊接装配:组件①焊接外壁钢管和法兰加强筋——将法兰盘平置于工作台,将外壁钢管插入在法兰的内圆,从外侧实施角焊连接,从管口连接缝实施坡口焊缝连接;使用打磨机将加强筋的直角顶点打掉。将加强筋均布在法兰盘上实施角焊连接。组件②焊接内壁钢管和环形钢板——将环形钢板平置于工作台,将内壁钢管安置在环形钢板的内圆沿,从外侧实施角焊连接。
组装固定管件:将组件②的下管口安置在钢板盖体的中心活塞杆穿孔上,从外侧实施角焊连接;将组件①套在组件②的外面,安置在钢板盖上,从外侧实施角焊连接。对组件①钢管内壁与组件②的环形钢板外圆周缝隙实施角焊连接。焊接装配完成的固定管件,其上部是安装活动配件的空间,形成活塞杆密封管。其下部形成活塞杆导向套。该结构属于改进结构。
c外壁钢管外径564mm,壁厚20mm,高度810·2mm。法兰外径704mm,厚度40mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,短边长70mm,厚度40mm。
内壁钢管内径406mm,壁厚20mm,高度480mm。环形钢板外径520mm,内径406mm,厚度20mm。
B)活动配件
活动配件包括:<A>压紧法兰、<B>压紧圈、<C>橡胶密封圈。
<A>压紧法兰
a压紧法兰是压紧圈与法兰坡口焊缝连接的焊件。该压紧圈的高度是单压紧圈的2倍。
b压紧圈外径520mm,内径410mm,宽度55mm,高度110mm。法兰外径704mm,厚度40mm。
<B>压紧圈
a压紧圈的环形平面上均布3个通孔,通孔的内壁空间是圆锥台体管状。安装时将小径孔面的孔口向上。此装配的目的是:在更换橡胶圈时,方便将压紧圈使用专用工具从3个通孔钩起取出。该结构属于完整继承结构。
b压紧圈外径520mm,内径410mm,宽度55mm,高度55mm。圆锥台体孔,小孔径10mm,大孔径20mm。
<C>橡胶密封圈
a“O”型橡胶密封圈的压缩率是30%,经过压紧圈挤压后,橡胶肉挤在活塞杆和活塞杆密封管内壁之间,从而达到密封的效果。管内设置3个橡胶密封圈,两个压紧圈和一个压紧法兰,它们间隔叠垒与活塞杆密封管的法兰螺栓连接。初装时原型装配,海底更换时切断安装,橡胶圈的切口要相互错位。该结构属于完整继承结构。
b橡胶圈截面直径62mm,外径524mm,内径400mm。
(C)工人出入管及其盖体
a压水机构经过长期运行后,活塞的“O”型橡胶密封圈被磨损、活塞杆密封管的橡胶密封圈也需要更换。因为压水机构一旦入海后,不可能出水维修,所以,要求潜水员潜入海底,进入活塞缸体内,在高频率运行中施工。
b工人出入孔上角焊连接着一截钢管,管口外沿坡口焊缝连接着法兰和加强筋。盖体是一块圆形钢板,盖体设制与法兰配副的螺栓孔。二者通过粘贴石棉橡胶的密封,螺栓连接。该结构属于完整继承结构。
c钢管截外径790mm,高度700mm,壁厚10mm。法兰外径910mm,厚度40mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,短边长60mm,厚度40mm。圆形钢板盖直径910mm,厚度40mm。
(D)滑轮固定板
a滑轮固定板是钢板热轧件。作用是:在海底维修、更换橡胶密封圈时,起吊压紧圈,同时是钩挂压紧圈的设置。滑轮固定板的结构是:长方形厚钢板,一端半圆头的中心开设一个圆孔。6个结构相同的滑轮固定板,圆周均布角焊连接在钢板盖体的底部。该结构属于继承结构。
b滑轮固定板的长度150mm,宽度120mm,厚度40mm,圆孔直径60mm。
E活塞缸的装配
活塞缸的装配分两次进行:第一次归入机械机构的前期装配。该装配的作用是将有关机械的外壳,或机械全部包容在钢筋混凝土包容体中。第二次是机械机构的后期装配。该装配的作用是将有关活塞缸体内的装配完成。活塞缸的装配工序包括:
A)该装配必须在第一次机械机构的前期装配完成后才能进行,这样缸体稳定。
B)首先将活塞缸有关零配件进行喷塑处理,防止腐蚀。
C)吊装活塞、安装“O”型橡胶密封圈、吊装压紧圈。将活塞安置在缸体的底部。将一个橡胶圈安置在活塞的环形平面空间。将一个压紧圈安置在橡胶圈的上面,使其销子孔与七孔体壁面的销子孔对位。该工序由三个工人进入活塞缸协作完成。使用转用撬杆将压紧圈压下去,从七孔体的异形空间对位销子孔插入销子别紧。使用相同的方法连接上面的两对密封配件。
盖上活塞缸盖体从接触缝实施内外两面角焊连接。将焊渣清理干净后,工人从工人出入口出来。
D)将活塞杆密封管内的零配件——橡胶圈、压紧圈、……橡胶圈、压紧法兰依次安装在活塞杆密封管内,长杆螺栓活连接。
E)插入活塞杆,使活塞杆的下端头插入活塞的中心孔。转动活塞杆使销子孔对位,插入销子别紧。给活塞缸出入口盖体的底部贴上石棉橡胶垫,盖在出入口上螺栓连接。
F)三个工人协作,使用两根压杆将活塞杆密封管的压紧法兰压下去,换成短杆螺栓连接。
G)活塞杆上端头的连接,待配重砼体安装后实施连接。
②河水输入(出)总成
河水输入(出)总成的作用:该总成是结构砼体的机械机构组成部分。它是将供水管道砼体的自由河水输入活塞缸;将活塞缸的压力河水输出输水管道砼体的中转机构。该机构属于首创机构。
结构包括:A并联管道组合体、B单向阀组合体、C输入输出组合体、D总成装配。
A并联管道组合体
a并联管道组合体的作用:连接4个活塞缸的自由河水进水口;或连接4个活塞缸的压力河水出水口。分别连接单向阀组合体。相同的机构上下对称设置在总成的两端。
b并联管道组合体的结构是:大径钢管一面焊接钢板底,一面与圆锥台体管的大口焊接。圆锥台体管的小口焊接着一截短钢管,钢管口连接着法兰。该法兰与单向阀组合体法兰配副。大径钢管的壁面上均布4个圆孔,该圆孔与活塞缸上/下壁面圆孔同径。预制4×2=8根短截钢管,准备与活塞缸上/下壁孔水平安置角焊连接。
c大径钢管外径1000mm,壁厚10mm,钢板底直径1000mm,厚度10mm,高度790mm,均布圆孔直径626mm。
圆锥台体管的大口径1000mm,小口径620mm,壁厚10mm,高度400mm。
短截钢管外径620mm,壁厚10mm,高度200mm。
法兰外径740mm,厚度40mm。
B单向阀组合体
单向阀组合体的作用是:约束水流按规定方向流动,不能倒流。
单向阀组合体结构包括:(A)法兰管、(B)隔板法兰片和空心金属球、(C)网目法兰片。
(A)法兰管
a法兰管是连接管道,竖立使用。当使用在并联管道组合体法兰的下面时,与法兰管的上口夹持连接着网目法兰片,用以保证空心球不被冲出法兰管。而法兰管的下端则与输入输出组合体的上口法兰连接。法兰之间夹持着隔板法兰片和空心金属球。当使用在并联管道组合体法兰的上面时,与法兰管的下口夹持着隔板法兰片和空心金属球,用以保证压出的压力河水不倒流。而法兰管的上端则与输入输出组合体的下口法兰连接。法兰之间夹持着网目法兰片。
b法兰管外径620mm,壁厚10mm。法兰外径740mm,厚度40mm。法兰管长度800mm。
(B)隔板法兰片和空心金属球
a隔板法兰片是钢板热冲压件。钢板的外径和螺栓孔与法兰管的法兰配副。钢板中心开设一个圆孔,该钢板被热冲压成浅型圆锥台体漏斗状。空心金属球的直径大于隔板法兰片圆孔的直径。金属球的质量略大于它的排水量,在静止水中金属球不会浮起来。
b隔板法兰片的外径740mm,厚度10mm,中心孔径250mm,圆锥台体管的上口直径300mm。空心金属球的直径300mm。
(C)网目法兰片
a网目法兰片是钢板热冲件。钢板的外径和螺栓孔与法兰管的法兰配副。钢板上冲制7个圆孔,其中6个圆孔圆周均布,一个圆孔在中心。
b网目法兰片外径740mm,厚度10mm,网目孔径190mm,目孔间隔宽度15mm。
C输入输出组合体
为了使河水输入(出)总成的结构紧凑,我们将输入输出组合体设计成一个整体,然后使用隔板将它的体积从其内部等分为两部分。从表面看总成的形体是一个整体,其实,自由河水和压力河水各有各的通道。
输入输出组合体的结构包括:(A)分流器、(B)输水法兰管。
(A)分流器
a分流器的结构包括:一截大径钢管的壁面对称开设两个圆孔。另设制两个形状、体积相同的圆锥台体管,该管的大径口与钢管外径相同,小口径与短截钢管的外径相同。再设置两个短截钢管,钢管一端与圆锥台体管的小口径管口连接,另一端管口设制法兰。
b隔板是一整块钢板,钢板的形体中间是一个横向的长方形,上下两端是颠倒连接的等腰梯形,形成异形隔板。长方形钢板的面积是大口径钢管的纵向截面空间的面积。等腰梯形钢板的面积是圆锥台体管纵向截面空间的面积。其次还有两块半圆形钢板,钢板的面积是二分之一圆锥台体管的小口空间面积,名称叫半圆隔板。
c焊接装配的步骤是:
a)将异形隔板纵向插入大径钢管内壁,使长方形部分的横向中线与钢管壁面对称圆孔的轴线成角90°,并在一个平面内,二者实施角焊连接。
b)将一个圆锥台体管的大口径扣在大径钢管的上面,对钢管实施双面缝焊连接。对圆锥台体管和异形隔板实施双面角焊连接。使用一块半圆隔板将圆锥台体管的小口焊接在隔板的一半圆空间上。使用相同的方法连接另一半对称结构,使上述机构形成两个封隔的空间。
c)将带法兰的两节短截钢管分别焊接在两个圆锥台体管的小口。
d大径钢管的外径1000mm,壁厚10mm,高度720mm,圆孔径626mm。圆锥台体管的大口径1000mm,小口径620mm,壁厚10mm。隔板宽度980mm,等腰梯形钢板的下底宽度980mm,上底宽度600mm。总长度2160mm,厚度10mm。半圆钢板直径600mm,厚度10mm。 短截钢管的外径620mm,壁厚10mm,长度200mm。法兰外径740mm,厚度40mm。
(B)输水法兰管
a输水法兰管设制相同的两节,其中不设置法兰的钢管端头插入大径钢管的壁孔实施双面角焊连。设制法兰的一端露出结构砼体壁面200mm。
b输水法兰管外径620mm,壁厚10mm,长度4250mm。法兰外径740mm,凹槽深度14mm,厚度60mm。
D总成装配
河水输入(出)总成的装配工序是结构砼体机械装配的一部分。它属于上述装配的前期装配过程。装配前对总成的零部件内部表面实施喷塑处理。装配过程详述如下:
a)在结构砼体的钢筋混凝土基础的对角线交点上安装一个并联管道组合体,将圆平面向下,使其壁面的4个圆孔的轴线与结构砼体基础的对角线重合。并使用平放砖块将并联管道组合体从其底平面支高。
b)将隔板法兰片双面贴上石棉橡胶垫,安置在并联管道组合体的短截钢管的法兰上,使螺栓孔对位。在隔板法兰片的圆锥台体漏斗上安置一颗空心金属球。将法兰管安置在短截钢管的法兰上螺栓连接。将网目法兰片双面贴上橡胶垫,安置在法兰管的法兰上,使螺栓孔对位。
c)设制钢管架体,准备连接输入输出组合体。
d)将输入输出组合体吊装在钢管架上,使其下端法兰与网目法兰片对位,二者螺栓连接。并使输水法兰管的轴线与结构砼体基础的“十”字形正交线对位。
e)将隔板法兰片和空心金属球用与b)相同的方法安置在输入输出组合体的上端法兰上。将一截法兰管与及短截钢管法兰螺栓连接。
f)将网目法兰片双面贴上石棉橡胶垫安置在法兰管的法兰上,使其螺栓孔对位。将并联管道组合体的圆平面向上,吊装在上述装配件的上方,使其壁面的4个圆孔的轴线与结构砼体基础的对角线重合。将二者的法兰螺栓连接。
g)将4个活塞缸体吊装在结构砼体基础上,安置在河水输入总成的圆周外,使4个缸体的轴线垂直于结构砼体基础的底平面。使4个缸体壁面圆孔的连线在结构砼体基础对角线的上方,并与之分别在一个竖立的平面内。
h)将预制的4×2=8根短截钢管从活塞缸内壁上/下壁孔穿出壁外,插入上/下并联管道组合体的对应圆孔,实施内外角焊连接。连接后将缸体内的焊迹打磨平整,焊渣清除干净。
③钢筋混凝土包容体
钢筋混凝土包容体的作用:结构砼体是转换海浪上浮动力,转换配重砼体质量压力,生产压力河水连续介质的机械机构。它由钢筋混凝土包容体组合固定有关机械机构,结构成有关机械机构的包装体。该包装体具有相当的质量,成为压水机构的一部分。
钢筋混凝土包容体的结构包括:A钢筋混凝土基础、B机械机构的前期装配、C主体混凝土浇筑、D机械机构的后期装配、E柱体和现浇顶、F桥垫子。
A钢筋混凝土基础
a在结构砼体预制厂的作业平台上,确定混凝土基础的正方形面积范围;在大于该范围的面积内,用两油一毡铺设隔离层;在隔离层上使用白色漆线画定:钢筋混凝土基础的边线框、虚设柱体截面线。柱体立筋是搭载钢筋网片的支撑体。钢筋实施常规布局绑扎,基础模板一次建立,混凝土一次浇捣完成。
材料使用矿渣硅酸盐水泥,粗细石料合理搭配。质量密度为特重混凝土:质量大于2700Kg/m3。结构砼体整体凝固后,表面使用加热沥青做防护处理。
b钢筋混凝土包容体平面规格:9000×9000mm,包括保护层厚度25mm;柱体布局配筋规格:虚拟柱体3+2+3=8(根),柱体全部设置在四边,钢筋混凝土包容体中间因为安装河水 输入(出)总成占位。
柱体横截面配筋规格:8根立筋Φ50mm螺纹钢筋四边布局。箍筋Φ6mm圆钢筋,200mm,箍筋方框规格:650×650mm。网片钢筋布局及配筋规格:200,使用Φ32mm螺纹钢筋。基础构件混凝土高度500mm。
B机械机构的前期装配
机械机构的前期装配请参阅第21页D总成装配。
C主体混凝土浇筑
a当前期机械机构装配完成后,继续按照上述规定绑扎钢筋。遇到活塞缸体、河水输入(出)总成隔断,将钢筋截断绑扎。每1000mm高度建立一层模板,浇筑一次混凝土,直至将活塞缸体包容至缸体上口沿。
b河水输入(出)总成的输水法兰管正好夹在中间一行的两根柱体钢筋之间,(将相关虚拟柱体中间的2根立筋间断)并露出结构砼体外壁立面250mm。由于两根法兰管的安装位置、形状尺寸相同,不知情者很难判断出哪个是输入管道,哪个是输出管道。如果在海力场中连接出错,那么,该结构砼体将会不停地从输水管道砼体吸入河水并压入供水管道砼体。这样一来等于使两组压水机构相互抵消,不起作用。因此,需要给输入管道一面画一个A字母;给输出管道一面画一个B字母,以示区别。
D机械机构的后期装配
装配过程请参照第19页的E活塞缸的装配。装配完成后将活塞缸盖体使用钢筋混凝土包容。包容厚度500mm。活塞杆密封管和工人出入口露出钢筋混凝土包容体上平面一部分。
E明设柱体
a在钢筋混凝土包容体的上平面向上连接柱体立筋。并在未浇筑最上层包容体上平面的“十”字形正交线的交点上建立一个相同规格的柱体立筋,将立筋钢筋框架焊接在输入输出组合体的圆形钢板平面上。
b明设柱体的布局为:3×3=9(根)。柱体横截面规格:700×700mm,柱体高度1·5m,立筋使用Φ50mm螺纹钢筋8根四边布局。箍筋使用Φ6mm圆钢筋,200mm筋框规格:650×650mm。
F建立现浇顶
a现浇顶的作用:增强结构砼体的耐冲击刚度;给4个活塞杆分别增加一个导向套。
b现浇顶的结构:现浇顶的形状是一个扁形正方体,正方体的外延向外凸出。由4根活塞杆引出4个活塞杆导向套筑入现浇顶中。由9根明柱体顶在现浇顶的底部,底部平展。现浇顶的顶部,沿明设柱体的位置设置9个圆柱体凸起的钢筋混凝土墩体。墩体的壁面上,沿直径方向开设一个销子孔,该销子孔内部筑入钢管。钢筋混凝土墩体是固定桥垫子的墩体。它有两个作用:一是针对配重砼体的频繁冲击起一个缓冲作用;二是针对活塞杆的铆接管副提供一个适应安装的空间位置。
c 9个圆柱体墩体的立筋由明柱体立筋引出,8根立筋截断四角4根不用,留下4根立筋向内弯曲成圆周均布状态,设制环形箍筋常规绑扎。模具圆柱体两半壳。
d现浇顶的规格:9240×9240×500mm。活塞杆导向套规格:外径450mm,壁厚20mm,长度500mm。圆柱体钢筋混凝土墩的规格:直径600mm,高度300mm,销子孔径60mm。销子孔距现浇顶上平面100mm。
G桥垫子
桥垫子的作用:针对配重砼体对结构砼体的现浇顶的频繁冲击起一个缓冲作用。
桥垫子的结构包括:(A)固定钢管套、(B)橡胶料浇注、(C)销子。
(A)固定钢管套
固定钢管套的作用:其下部套入圆柱体钢筋混凝土墩体,使用销子固定连接。其上部连接花孔钢板和橡胶浇注料。
固定钢管套的结构包括:<A>钢管、<B>花孔钢板。
<A>钢管
a钢管的壁面上对称开设两个销子孔,销子孔对位的轴线是钢管的直径线。花孔钢板角焊连接在钢管的上端口沿。橡胶注入料筑入花孔钢板以下的钢管内一定厚度。
b钢管外径670mm,壁厚30mm,高度330mm。花孔钢板直径606mm,厚度30mm。钢管内顶部缓冲橡胶厚度60mm。销子孔直径24mm。距钢管底部口沿高度50mm。
<B>花孔钢板
a花孔钢板平面上都设制尺寸相同的制孔。其中6个圆孔圆周均布,一个圆孔设制在中心。设制圆孔的作用是:使注入的橡胶料分层相互连接。
b花孔钢板的圆孔径120mm,孔距61·5mm。
(B)橡胶料浇注
a模具是一个木制的圆柱体桶,桶的外壁面钻制4层小圆孔,每层由3个圆孔圆周均布上下对位。将模具置于模板上,给底层3个小圆孔插入3根细钢筋作为支持架。放入一个花孔钢板使其圆心在圆柱体桶的轴线上。使用相同的方法将其它两个花孔钢板对位安置。最后将固定钢管套颠倒安置。使4层花孔钢板的每7个圆孔分别对位于7条轴线上。将热橡胶从固定钢管套注入。待橡胶料凝固冷却后,拔掉模具外壁面插入的细钢筋,取出橡胶桥垫子。
b花孔钢板间隔距离60mm。橡胶桥垫子总高度660mm。
(C)销子
a销子是连接圆柱体钢筋混凝土墩和钢管销子孔的销子。销子的直径小,圆柱体钢筋混凝土墩的销子孔直径大,它只起个连接作用。因为,当配重砼体的质量撞击时钢管内的橡胶垫与圆柱体钢筋混凝土墩的上端头也有一个缓冲的过程。这个过程能使销子杆水平上下运动。所以,钢筋混凝土墩体的销子孔直径大,销子直径小,它们之间形成冲击运动空间。
b销子的结构包括:销子杆由圆钢筋两端钻孔制成。孔中插入开口销子固定。
c销子直径20mm,长度800mm,开口销子孔径6mm。
(2)配重砼体
配重砼体的作用:是产生重力势能的机构,该机构的重新设计有利于压水机构的海底快速装配。配重砼体是压水机构的三大件之一。配重砼体是首创机构。
配重砼体的结构包括:①钢筋结构体、②混凝土的浇筑与防护。
①钢筋结构体
钢筋结构体的作用:它是配重砼体的骨架。
钢筋结构体的组成包括:A活塞杆固定钢板套、B漏水孔套、C索链连接套、D钢筋结构体的焊接。
A活塞杆固定钢板套
活塞杆固定钢板套是筑入配重砼体的结构。要求一方面与配重砼体牢固地结合,另一方面要与活塞杆可靠地连接。
活塞杆固定钢板套的结构包括:(A)活塞杆固定钢板、(B)钢管和加强筋。
(A)活塞杆固定钢板
a活塞杆固定钢板的作用:与其它零件结构成活塞杆固定钢板套,筑入配重砼体,连接活塞杆的上端头。
活塞杆固定钢板的结构:是铸件,铸孔。环形钢板的平面上均布两周圆孔,内外圆周均布圆孔个数相等,错位排列,这些圆孔都是混凝土结构圆孔。中心孔是活塞杆穿孔。
b活塞杆固定钢板外径1600mm,内径520mm。混凝土结构圆孔直径60mm,圆孔6个圆周均布,钢板厚度60mm。
(B)钢管和加强筋
a钢管和加强筋的作用:制造活塞杆连接固定的两个空间。
b将钢管焊接在活塞杆固定钢板的上下两面,在钢管和钢板之间焊接上加强筋,结构成活塞杆固定钢板套。其中上下钢管的轴线与活塞杆固定钢板中心穿孔的轴线重合。6个加强筋圆周均布焊接时,正好靠在钢板外圈的6个混凝土结构圆孔沿。结构圆孔适宜使用细石混凝土填充。
c钢管外径1120mm,壁厚30mm,高度800mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度30mm,短边长100mm。
B漏水套
a漏水套的作用:减小海水自由压力对配重砼体上下的运行阻力;在配重砼体的制造中起一个模具的作用。
b漏水套是一截薄壁钢管,经过内壁面喷塑处理后不易被海水腐蚀。
c漏水套钢管外径1120mm,壁厚10mm,高度1660mm。
C索链连接套
索链连接套的作用:通过穿堂销子连接索链连接尾的圆柱体管。
索链连接套的结构包括:(A)环形钢板、(B)厚壁钢管和加强筋。
(A)环形钢板
a环形钢板的环形平面上开设一圈6个均布的结构圆孔。厚壁钢管下端与环形钢板焊接时,二者轴线重合。
b环形钢板外径1600mm,内径520mm,厚度60mm,圆孔直径200mm。
(B)厚壁钢管和加强筋
a厚壁钢管的一部分筑入配重砼体,另一部分露出配重砼体上表面。厚壁钢管的轴线与配重砼体的轴线重合。筑入配重砼体部分的钢管壁面上竖直均布开设3行结构圆孔,每行3个。加强筋焊接在厚壁钢管与环形钢板之间,3个均布。露出配重砼体上表面部分的厚壁钢管壁面上开设4层穿堂销子孔。销子孔的轴线就是厚壁钢管的直径线。4层轴线间隔十字形正交,交点在厚壁钢管的轴线上。
b厚壁钢管外径800mm,内径600mm,壁厚100mm,高度1600mm。结构圆孔直径65mm。厚壁钢管露出配重砼体上平面部分,高度1000mm,穿堂销子孔直径65mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度30mm,短边长400mm。
D钢筋结构体的焊接
钢筋结构体焊接的作用:是配重砼体的骨架;固定配重砼体内的钢结构的部件,使之形成整体骨架。
钢筋结构体的焊接描述包括:(A)钢筋结构的材料包括、(B)钢筋结构体的部件布局。
(A)钢筋结构的材料包括:A)圆周立筋、B)圆周环筋、C)网片配筋。
A)圆周立筋
a圆周立筋使用螺纹钢筋,圆周均布,钢筋两端弯钩向内。与圆周环筋实施常规绑扎。
b立筋规格:Φ50mm,200mm,弯钩180°。
B)圆周环筋
a圆周环筋使用弧状螺纹钢筋分层焊接,与圆周立筋实施常规绑扎。圆周环筋在外圈。
b圆周环筋规格:Φ50mm,200mm,共计8层,第一层距作业平台高度100mm。圆周环筋圈的最大直径13000mm。
C)网片配筋
a网片配筋使用螺纹钢筋,分层设制,使用支持架保持层距。弯钩搭载在圆周环筋圈上,钩口向下。中间遇钢结构部件隔断,需对钢筋切割分节与部件外壁面角焊连接。
b网片钢筋规格:Φ32mm,200mm,弯钩180°。
(B)钢筋结构体的部件布局包括:A)基础平台设置、B)圆周钢筋绑扎、C)钢结构部 件定位、D)网片钢筋绑扎。
A)基础平台设置
a基础平台是建造配重砼体的模具平面,要求地基具有适应的承载刚度。圆心、圆周是首先应当确定的。圆心埋入一截钢筋混凝土圆锥台体砼体,该砼体是凸起模具。使制造出的配重砼体下部中心有一个圆锥台体空间,这个空间可以容纳另一个成品配重砼体的索链连接套。当配重砼体凝固后,需要将几个配重砼体摞起来暂时库存。这样节省地方,也方便运输。
b基础平台上还要埋入4个活塞杆端头模具。该端头是圆柱体钢筋混凝土的中心插入一截钢管制成的模具。安置时其尺寸数字间隔距离要求非常严格,与结构砼体的4个活塞杆端头极其相似。否则制成的配重砼体会出现装配干涉现象,在无法补救的情况下,该配重砼体便成了废品,造成重大损失。
c在基础平台的场地,使用两油一毡铺设隔离层。使用白色漆线在隔离层上画定配重砼体的外圆周线、划定该圆的8等分线。其中间隔的4条圆周等分线就是结构砼体正方形平面的对角线,另4条间隔的圆周等分线就是结构砼体正方形平面的十字形正交线。将虚设的结构砼体平面位置正方形4条边线划出。划出结构砼体平面的8个钢筋混凝土墩体位置圆圈。
d划出基础平台周线、画出第一圆周线、划出第二圆周线。
e基础平台圆周线的画法:以圆锥台体砼体的圆心为圆心,以大于结构砼体正方形平面二分之一对角线为半径画出圆周线。
第一圆周线的画法以及漏水套位置的确定:以圆锥台体砼体的圆心为圆心,以结构砼体现浇顶的4角钢筋混凝土墩体的圆心为半径画出第一圆周线。在第一圆周线上确定8个漏水套固定点,在避开4个钢筋混凝土墩体的情况下,结构砼体正方形平面的每一条边线相邻的弧线上涉及2个漏水套。可以实施圆周等分布局,并画出漏水套定位圈。
第二圆周线的画法以及漏水套位置的确定:以圆柱体砼体的圆心为圆心,以2·5m为半径画出第二圆周线。在第二圆周线上确定4个漏水套,并画出定位圈。漏水套的位置在结构砼体正方形平面的十字形正交线上。
f在基础平台圆周线外建造钢筋混凝土圆周梯形截面墙体,该墙体是配重砼体的模具。在墙体壁面设置8层圆周均布的水平插孔,该插孔插入钢筋后可以定位焊接圆周钢筋。墙体梯形截面规格上底300mm,下底600mm,高度1660mm。插孔直径50mm。上述配重砼体模具墙的制造方法不属于实质审查的内容。
B)圆周钢筋焊接
a在圆周墙体的插孔插入钢筋。将弧形钢筋搭载在支持钢筋上实施焊接。待8层圆周钢筋焊接完成后,将立筋绑扎在圆周钢筋的内侧弯钩向内。要求圆周钢筋从下向上一层比一层略大一点,形成与模具墙体基本平行状态。
b圆周钢筋圈最小直径12500mm。
C)钢结构部件定位
a将索链连接套安置在中心钢筋混凝土圆锥台体上,通过塑料薄膜条从结构圆孔穿入粘贴在中心钢筋混凝土圆锥台体上,外壁面使用塑料薄膜缠绕固定,并将其包裹,形成隔离层。索链连接套的轴线与中心钢筋混凝土圆锥台体的轴线重合。
b将活塞杆固定钢板套套入活塞杆,使二者轴线重合。使用空心木质圆柱体楔子从活塞杆套入将二者定位。
c将漏水套安置在规定位置,与定位圈重合。
d在基础平台上共设置:1个索链连接套。4个活塞杆固定板套。12个漏水套。
D)网片钢筋绑扎
a在配置第一层网片钢筋时需要使用支架若干支,用以保证各层网片钢筋的间距。遇到钢结构部件隔断时,应当将其切断端头与钢结构部件的外壁面实施角焊连接。网片钢筋节点实施常规绑扎。
b当网片钢筋焊接、绑扎4层后停止。使用塑料薄膜将圆周模具墙体与钢筋网片隔离,浇筑一次混凝土。径浇筑捣实后,将中心索链连接套结构圆孔的隔断,剪掉。使用若干锚杆,打入混凝土中,给索链连接套重新定位、重新水平校正。然后,再按照原来的方法焊接、绑扎网片钢筋4层,浇筑一次混凝土。
②混凝土的浇筑与防护
a两层混凝土之间会遇到索链连接套的结构圆孔,会遇到活塞杆连接套的结构圆孔,这些结构圆孔需要使用碎石混凝土填充捣实。对索链连接套筑入配重砼体部分,应当从其上管口填入混凝土捣实,并将管内的残余混凝土打扫出来,防止凝固后不易清理。
b成品配重砼体的外形是倒立的圆锥台体形状。索链连接套、活塞杆固定钢板套、漏水套的管内都需要清理、除锈、喷塑处理。配重砼体的混凝土表面都需要进行热沥青喷涂处理。两种防护处理的目的是防止海水腐蚀。
(3)粗索链
粗索链的作用、结构、尺寸数字、装配方法等完全继承了压力海水调度系统的相同机构。为了适应连接要对索链连接尾进行必要的修改。
关于索链连接尾的修改包括:A销子孔的修改、B销子的修改。
(4)组合浮体
组合浮体的作用、结构、尺寸数字、装配方法等完全继承了压力海水调度系统的相同机构。
3海底压力管道总汇
海底压力管道总汇的作用:为压水机构服务,连接海底盾构隧道供水机井阀门,为压水机构供水。连接集合压水机构输出的压力河水,与压力河水接受机构连接。
海底压力管道总汇的组成包括:(1)输入/输出管道砼体、(2)环绕迂回供水管道、(3)支高砼体、(4)压力河水汇集管道。
(1)输入/输出管道砼体
输入/输出管道砼体的作用:将上述管道总汇的主要管道做成一种,有利于工厂化标准生产。有利于管道互换。因为压力河水调度系统由两种液体运行,在运行中淡水中不能混入海水,输入/输出管道砼体要设置换气容积,且需适应连接,所以,管道结构较为复杂。
输入输出管道砼体的结构包括:①主体管道、②放气阀门、③连接砼体、④三套管。
①主体管道
主体管道的作用:该管道是组合管道,由一个水平管道(输水管道)和一个压缩空气容积管道组成。外观形似三通管。
主体管道的结构包括:A长管、B短管、C法兰和加强筋、D盖体。
A长管
a长管是集合输水管道。管道的横向中线上开设3个圆孔,两侧的圆孔直径相等,其圆心连线就是长管的直径线,并与长管的轴线垂直相交,且在一个平面内。长管的横向中线顶部开设一个圆孔,圆孔直径较大。圆孔圆心的铅垂交点位于上述长管的轴线垂直交点上。
b长管外径3000mm,壁厚30mm,长度10m。两侧圆孔直径626mm。顶孔直径1006mm。
B短管
短管设制3种:第一种是压缩空气容积管道。第二种是锥型自动放气阀门连接管道。第三种是输水连接管道。
a第一种短管是压缩空气容积管道。当河水在管道内高速运行时,会析出空气,或者会产生真空。在压力海水调度系统的相关结构中,假设也有这两种现象,放气阀门会自动处理, 因为只涉及一种水体。当管道内海水中析出空气时,阀门自动打开空气从海面冒出去;当管道内海水产生真空时,阀门也自动打开吸入海水弥补真空空间。因为本发明涉及两种液体,且要求管内河水不能泄露、外部海水不能入侵。所以,用交换气体的方式去解决。
压缩空气容积管道的上管口齐平下管口割制成半圆状,骑在长管外壁面的圆周中线上内外实施角焊连接。要求短管的轴线与长管的轴线垂直相交。
b第二种短管是锥型自动放气阀门连接管道。管道的一端插入长管的顶部圆孔,实施内外角焊连接。要求该短管的轴线与长管的轴线垂直;与第一种短管的轴线重合。
c第三种短管是输水连接管道。该管道设制相同的两节,分别插入长管的两侧圆孔实施内外角焊连接。要求两节短管的轴线在一条直线上,该直线是长管的直径线,与长管的轴线垂直相交,且在一个平面内。
d第一种短管外径3000mm,壁厚30mm,距长管顶部高度2m。
第二种短管外径1000mm,壁厚10mm,长度600mm。外露500mm。
第三种短管外径620mm,壁厚10mm,长度600mm。外露300mm。
C法兰和加强筋
法兰设制3种:第一种是长管口径法兰。第二种是锥型自动放气阀门的连接法兰。第三种是输水连接管道法兰。加强筋设制3种。
a第一种法兰设制4个,其中两个分别角焊连接在长管两端外壁口沿。一个角焊连接在压缩空气容积管道上口沿。加强筋圆周均布角焊连接。一个法兰角焊连接在盖体的外圆周沿。
该法兰采用十字形正交线规范螺栓孔位置,规范焊接用以适应长管之间的螺栓连接。
b第二种法兰角焊连接在第二种短管的上口沿。加强筋圆周均布角焊连接。
c第三种法兰角焊连接在第三种短管的口沿。加强筋圆周均布角焊连接。
d第一种法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋厚度60mm,短边长150mm。
第二种法兰外径1300mm,厚度50mm,凹槽深度14mm。加强筋是45°直角三角形钢板,厚度50mm,直角边长150mm。
第三种法兰外径740mm,厚度50mm,凹槽深度14mm。加强筋厚度50mm,短边长60mm。
D盖体
盖体是封闭压缩空气容积管道的部件。该部件球面拱形,圆周角焊连接着法兰,法兰与压缩空气容积管道法兰配副。盖体的配件包括:(A)出气管道、(B)乳胶套。
(A)出气管道
a盖体中心设置圆孔,孔中插入一截钢管双面角焊连接,该管道就是排气管道。要求排气管道的轴线与压缩空气容积管道的轴线重合。排气管道的上管口焊接着同径的半球壳。管道的上一段壁面上钻制一个圆孔,该孔是放气孔。
b盖体外径3000mm,壁厚10mm,中心圆孔直径56mm。钢管直径50mm,壁厚10mm,放气孔直径5mm,钢管长度400mm。半球壳直径50mm,厚度10mm。
(B)乳胶套
a乳胶套圆柱体,长度与出气管道相等。套入出气管道外壁面海水不能从壁孔进入压缩空气容积管道,当压缩空气容积管道内的气体压力过大时,气体压力克服了橡胶套的弹性后从海面冒出去。
b乳胶套直径30mm,壁厚5mm,长度400mm。
②放气阀门
放气阀门的原理作用、结构包括、装配方法完全继承了压力海水调度系统的相关结构。
③连接砼体
a连接砼体的作用:为了方便装配、方便运输、节省投资,将支高砼体构件直接连接在管道的两端。
连接砼体的形状:从正面观察连接砼体由两部分组成,下面是矩形体,上面是半圆形拱形体。半圆体的圆心开设一个圆孔,圆孔的直径就是输入输出管道砼体长管的直径。
b在长管的连接砼体部位,先用钢板条焊接圆周均布的格状加强筋,目的是使混凝土与长管紧密连接。然后将长管吊装在连接砼体的基础上(矩形体上),给长管的圆周焊接钢筋,建立模具,浇筑混凝土。
c浇筑混凝土时要求长管两端法兰的“十”字形正交线垂直水平,法兰端露出连接砼体相等长度。要求长管顶部的短管轴线垂直。长管的半圆周钢筋设置双圈,双圈钢筋依靠圆周等分钢筋焊接。
d连接砼体底面积规格:4000×1500mm。长管的半圆形钢筋混凝土包容体截面积规格:1500×500mm。总高度5720mm。
④三套管
三套管的原理作用、结构包括、装配方法完全继承了压力海水调度系统的相关结构。
(2)环绕迂回供水管道
环绕迂回供水管道的作用:将海力场使用管道从其后面、两侧面、前面的左右两侧实施环绕迂回包围,为相关结构砼体供水。使自由河水走环绕迂回供水管道,并相向插入前后两行结构砼体A面,对称连接前后结构砼体输水管道;使压力河水通过结构砼体的B面,对称连接前后结构砼体的输水管道。通过四通管走中轴输出管道,并与设置在海岸的压力河水接收机构连接。
环绕迂回供水管道包括:①输入/输出管道砼体、②三通管、③弯管、④堵头钢板。
①输入、输出管道砼体
输入/输出管道砼体的结构、尺寸数字完全依照第26页描述的(1)输入/输出管道砼体的结构、尺寸数字制造。连接方法中也使用本页描述的④三套管。上述管道装配完成后需要对其内外壁面实施喷塑处理。用以防止海水、河水腐蚀/锈蚀。
②三通管
a三通管是环绕迂回供水管道连接的分支管道,分支后与输入管道砼体通过三套管连接,为海力场矩形阵列行中的前后结构砼体供水。
b三通管的外径3000mm,壁厚30mm,内外壁面喷塑厚度3mm。“丁”字形轴线规格:5000×2500mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。
③弯管
a弯管使用在海力场中环绕供水管道的四个拐角。
b弯管的外径3000mm,壁厚30mm,内外喷塑厚度3mm。弯管轴线规格:2500×2500mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。
④堵头钢板
堵头钢板的原理作用、结构包括、装配方法完全继承了压力海水调度系统的相关结构。
(3)支高砼体
支高砼体的原理作用、结构包括、装配方法完全继承了压力海水调度系统的相关结构。并增加了三通管支高砼体、弯管支高砼体。而制作方法完全相同。请参阅支高砼体的相关内容。
(4)压力河水汇集管道
压力河水汇集管道的作用:该管道是海力场的中轴管道连接组合。它至少能汇集一组对称矩形阵列的压力河水。使之形成强大无比的二级流量合力,高速度注入海岸上设置的压力河水接收机构。
压力河水汇集管道的组成包括:①海力场汇集管道、②海力场外连接管道。
①海力场汇集管道
海力场汇集管道的作用:汇集海力场矩形阵列的压力河水。
海力场汇集管道的组成包括:A输出管道砼体、B四通管、C三套管、D堵头钢板。
A输出管道砼体
a输出管道砼体是海力场汇集管道的主要管道,它与压力海水调度系统中的直管的区别是,它的结构中包括气体交换机构、包括支高砼体。连接时将管道左右的输水连接管道使用法兰钢板粘贴石棉橡胶垫螺栓连接。输水管道砼体的结构已经在第26页输入/输出管道砼体中描述过,请参阅。封闭输水连接管道的法兰钢板与输水连接管道的法兰配副。
b法兰钢板外径740mm,厚度30mm。石棉橡胶垫外径740mm,内径620mm,厚度6mm。
B四通管
a四通管是继承机构。作用是通过三套管连接海力场对称矩形阵列行中的输出管道砼体、通过三套管连接海力场汇集管道中的输出管道砼体。四通管内外壁面喷塑处理。
b四通管的外径3000mm,壁厚30mm,“十”字形正交轴线规格:5000×5000mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。喷塑厚度3mm。
C三套管
三套管是继承机构。作用是对输入/输出管道砼体实施定距误差连接。具体结构、尺寸数字请参考相关内容。
D堵头钢板
堵头钢板是继承机构。作用是封闭管道末端,使之形成汇集压力河水的运行管道。具体结构、尺寸数字请参考相关内容。
②海力场外连接管道
海力场外连接管道的作用:连接海力场汇集管道、连接压力河水接收机构。
海力场外连接管道组成包括:A输出管道砼体、B四通管、C三套管、(以上A、B、C、的具体内容略)D堵头钢板和阀门、E直管、F连接管。
D堵头钢板和阀门
堵头钢板和阀门的作用:该机构是继承机构,使用在四通管的左右管口。当冬季海面将要结冰时,打开阀门减压后,拆卸堵头钢板和阀门,使高于海面管道内的河水从四通管左右管口流出与海面平衡。用以防止海冰将管道冻破。堵头钢板和阀门的具体结构组成,尺寸数字请参考相关内容。
E直管
a直管设置两种,一种较长的直管使用在放水四通管至压力河水接收机构一段的海水中。因为该段海水浅,部分管道露出海滩,部分管道埋入海岸,所以使用直管方便连接管理。另一种较短的直管使用在环绕迂回供水管道的纵向管道中,位置在三通管之间,由三套管连接。
b直管外径3000mm,壁厚30mm,较长的直管长度6000mm,较短的直管长度5000mm。 法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。喷塑厚度3mm。
F连接管
a连接管使用在压力河水接收机构至海岸浅滩这一段。因为该段的管道大部分被埋入泥土中,所以连接管不设制法兰和加强筋。管道外壁面设制热收缩带缠绕,管道内设制塑料衬板。管道两端设制坡口,管口预留散热长度。
b海中连接管使用法兰连接的原因是螺栓可以一根一根地更换。埋入泥土中就无法更换了,因此连接管除了与直管连接时使用法兰,其余全部实施坡口焊缝连接,热收缩带缠绕补齐,内壁喷塑补齐。
c连接管外径3000mm,壁厚30mm,长度6000mm,喷塑厚度3mm,热收缩带缠绕6mm。散热长度100mm。
4海力场矩形阵列
海力场矩形阵列的作用:海力场是安置压水机构和海底压力管道总汇的海位。各种机械组合成矩形阵列行后,立即开始运行。它能收集涌浪动能,形成强大的合力,使动力海水运行在系统的体外。它能通过海底盾构隧道采集入海独流河坝库内的蓄积河水,形成强大的流量合力,使河水介质运行在系统的体内。该机构是改进机构。
海力场矩形阵列的工程包括:(1)海力场矩形阵列图纸的制作、(2)海力场矩形阵列的装配。
(1)海力场矩形阵列图纸的制作
海力场矩形阵列示意图形的作用:它是绘制工程蓝图的基础。蓝图是海力场选址、海底地基处理、压水机构安装、海底压力管道总汇安装的书面技术依据。海力场矩形阵列示意图限定了海力场的规模。因为河水的供应受到独流河坝库来水量的限制,受到压水机构运行速度的制约。它的规模在一个海力场不宜任意扩大连接。
海力场矩形阵列示意图技术执行包括:①海力场示意图的构成、②海力场的选址。
①海力场示意图的构成
A图标设置
a海力场示意图是平面图。图面由图标连接而成,设置的图标有:1输入管道砼体图标——粗实线框灰色横向长方形、2输出管道砼体图标——黑色横向长方形、3弯管图标——灰色圆面积、4三通管图标——灰色圆面积加三角形箭头、5三套管图标——2个三角形,并指示水流方向、6四通管图标——十字形正交框中心设一个圆圈、7海底机井图标——黑色圆环、8结构砼体图标——正方形,上、下两边线若显示粗实线则代表A立面表达是进水口面;上、下两边线若显示细实线则代表B立面表达是出水口面;9直管图标——细实线框灰色长方形。
b图标尺寸数字:1、2输入/输出管道砼体图标规格5×20mm,3弯管图标规格直径5mm,4三通管图标规格圆直径7mm,箭头边长6mm,5三套管图标规格三角形边长5mm,6四通管图标轴线规格10×10mm,7海底机井图标规格外径7mm、内径3mm,8结构砼体图标规格边长10×10mm,9直管图标规格5×20mm。
B图纸设置
a图纸规格:A1图纸。页边距上(T)5·0cmm,左(L)3·0cmm,下(B)3·0cmm,右(R)3·0cmm,横向使用。无比例尺。无指北针。
b图纸方位:上部为海岸,下部为海底机井行。中线为矩形阵列的轴对称线。左边为左矩形阵列,右边为右矩形阵列。
C图纸绘制
a图名和图例:海力场矩形阵列平面示意图。设置粗实线图框。底部一行从左至右打印 图例:1、2(图标)……。用粗实线与图面分隔。
b范围和画线:将图面纵向分割成相等的30行并画出横向细虚隐线,纵向划出细虚隐线中线。设制纵向细虚隐线4条,设定矩形阵列范围左右对称。
c在左右对称矩形阵列纵向细虚隐线外,从下向上依次打印两行数序排列隐形数字。每个数字位于30行横向细虚隐线之上。
D绘制填充图形
a在标数1的横向细虚隐线之上均布打印21个海底机井图标——黑色圆环。
b在标数2的横向细虚隐线之上均布打印21个输入管道砼体图标——灰色横向长方形。
使黑色圆环的圆心对准灰色横向长方形的中线。
在标数2的图标左右两端各打印1个弯管图标——灰色圆面积。以中轴线的灰色长方形为中心,在左右灰色长方形之间的空格补绘三套管图标——2个三角形。左边的箭头向左,右边的箭头向右。
c在标数3的横向细虚隐线之上均布打印20个结构砼体图标——正方形。要求:粗实线在下面,纵向中线对正连接。
d在标数4的横向细虚隐线之上均布打印20个输出管道砼体图标——黑色横向长方形。要求:与标数3行上的20个对应结构砼体图标——正方形的中线对位;在左右黑色长方形之间的空格补绘三套管图标——2个三角形,左边的箭头向右,右边的箭头向左;纵向中线上填充四通管图标——十字形正交线框中心设一个圆圈。
e在标数5的横向细虚隐线之上均布打印20个结构砼体图标——正方形。要求:粗实线在上面,纵向中线对正连接。
f在标数6的横向细虚隐线之上均布打印20个输入管道砼体图标——灰色横向长方形。要求:与标数5行上的20个对应结构砼体图标——正方形的中线对位;在左右灰色长方形之间的空格补绘三套管图标——2个三角形,左边的箭头向右,右边的箭头向左;纵向中线空格;左端头设制1个三通管图标——灰色圆面积加三角形箭头框。左边的箭头向右,右边的箭头向左。
g使用与3-6行横向细虚隐线之上相同的方法填充图形。7-10行为一组;11-14行为一组;15-18行为一组;19-22行为一组。22行的左右两端头各填充1个弯管图标——灰色圆面积。
h矩形阵列的环绕迂回管道两侧使用纵向输入管道砼体图标——灰色纵向长方形填充。空间补绘三套管图标——2个三角形,箭头向上。
i矩形阵列中线上的海底压力管道填充方法是:四通管图标之间填充纵向输出管道砼体图标,空间补绘三套管图标——2个三角形,箭头向上。矩形阵列以外使用输出管道砼体图标——黑色长方形纵向排列空间补绘三套管图标——2个三角形,箭头向上。
②海力场的选址
本发明的利用海力调度河水的方法,与压力海水调度系统的海力场选址方法大不相同。因为本发明涉及的海力场选址受到独流河坝库以及海底盾构隧道方位的限制,所以,海力场的选址与独流河的选择几乎是同步进行的两个工程。在两个选择中若不能二者兼顾,那还是要以独流河的选择为主。因此,本发明的利用海力调度河水的方法涉及的海力场选址自然变成了海力场的处理。
海力场的选址涉及的工程包括:A挖方处理、B垫方处理。
A挖方处理
a挖方处理涉及两种基础,一种是泥沙海底,这种海底的处理工程量很小。原因是海浪在近岸转向时与海底发生摩擦,经过多少亿年的冲刷海底基础平展,因此,挖方处理的主要任务是使矩形阵列的每一块对称的正方形基础都在一个平面高程上。挖方处理的方法是使用高压水枪进行海底冲击、泥浆泵吸出。最好的办法是处理一行安装一行,将后处理的泥浆积 淀在先安装的设备根部。
b另一种是岩石海底,这种海底地貌高低错落,使涌浪的形状很不规则。海底处理的工程量大,成本比较高,但是经过处理后的海底是理想的海力场。处理后的海底基础应当是基本水平的,对于设备的安装带来方便。具体方法是将高出设定高程的部分进行海底爆破,将爆破岩石渣填入低处。对较深的海沟使用大石头垫底,上面垫一层碎石料,表面垫一层海砂。规划海力场面积纵向大出使用面积许多。目的是使风浪提前形成较为整齐的涌浪。
c海力场矩形阵列面积横向400m,纵向600m。海水深度30~40m,坡度1∶1000~3∶1000.
B垫方处理
a海沟底部使用大石头或者卵石垫底,上面垫一层碎石料,表面垫一层海砂。
b如果独流河坝库蓄水量大,能够同时供两个海力场使用,那么可以将机井的供水连接分成前后两个阀门,与前后两个海力场的环绕迂回供水管道连接。或者设置“干”字形盾构隧道,实施两行海底机井连接的环绕迂回供水管道连接。或者直接设置20行压水机构和与之配套的管道连接。这样垫方面积扩大一倍。
c两组对称海力场矩形阵列面积构成要素——横向400m,纵向1200m。如果是一组对称矩形阵列可以设置21口机井;如果是两组对称矩形阵列根据情况可以设置20-21口机井,中线前后贯通安装海底压力管道。
(2)海力场矩形阵列的装配
海力场矩形阵列的装配包括:①海力场压力管道总汇的装配、②压水机构的装配。
①海力场压力管道总汇的装配
海力场压力管道总汇装配的意义:在环绕迂回供水管道的框架下,设制的输入管道砼体行实施兼顾前后两行结构砼体的供水任务。在中轴线海底压力河水输出管的集合下,设制的输出管道砼体行实施兼顾前后两行结构砼体的压力河水输出任务。从而使结构砼体的装配形成A面对准输入管道砼体行;B面对准输出管道砼体行的格局。使海力场矩形阵列的装配展示了工整的河水输入/输出平面图形。
海力场压力管道总汇装配的工序包括:A定线位、B装配环绕迂回供水管道、C装配输入管道砼体行、D装配中轴线海底压力管道、E装配输出管道砼体行。
A定位线
a以海底机井轴心的连接线为依据设制海力场定位线。因为海底机井轴心连线与涌浪的浪道平行,所以,定位线的横线也与涌浪的浪道平行;因为海底压力管道的轴线需要与涌浪的浪道垂直,所以,定位线的纵线也与涌浪的浪道垂直。
b定位线使用金属包皮线,纵横线节点使用钢筋签固定在海底平面。横向定位线是横向安置的输入/输出管道砼体的纵向中线的确定点;纵向定位线是横向安置的输入/输出管道砼体的横向中线的确定点;上述两条线都是结构砼体的前后、左右中线的确定点。因此,定位线的节点就是海力场矩形阵列各个大构件安装的重心确定点。
c由机井向海岸依次排列横向定位线:
第一条横向定位线——环绕迂回供水管道连接线与机井轴心连线平行,间距3500mm。
第二条横向定位线——结构砼体安装线与第一条横向定位线平行,间距9000mm。
第三条横向定位线——输出管道砼体安装线与第二条横向定位线平行,间距9000mm。
第四条横向定位线——结构砼体安装线与第三条横向定位线平行,间距9000mm。
使用相同的方法排列21条横向定位线,获得相同的间距9000mm。
d由中轴机井(第11口机井)向海岸左右依次排开去:
中轴纵向定位线——与横向定位线垂直,安装四通管位置在第三条横向定位线节点上。
第一条左右对称纵向定位线——与中轴纵向定位线平行,间距相等17000mm。
第二条左右对称纵向定位线——与第一条纵向定位线平行,间距17000mm。
第三条左右对称纵向定位线——与第二条纵向定位线平行,间距17000mm。
第四条左右对称纵向定位线——与第三条纵向定位线平行,间距17000mm。
使用相同的方法排列至第十条左右对称纵向定位线,获得相同的间距17000mm。
第十一条左右对称纵向定位线——是环绕迂回供水管道连接纵向连接线与第十条左右对称纵向定位线平行,间距14500mm。
B装配环绕迂回供水管道
在环绕迂回供水管道连接管道中,三通管之间连接的纵向管道与横向连接管道的品种不同。横向连接的是输入管道砼体;纵向连接的是直管,并配置支高砼体,用以适应连接。
装配环绕迂回供水管道连接的工序包括:(A)横向连接管道、(B)纵向连接管道。
(A)横向连接管道
A)第1条横向管道连接方法
a在第1条横向定位线两端各预留一节点,然后,从左至右依次吊装:21个输入管道砼体,使其中线与定位线对位。在两端预留节点上分别吊装一个弯管支高砼体,并吊装固定弯管。固定方法:使用钢绞索与支高砼体的双钢筋环扣连接固定。
b在第1条横向定位线的管道之间、弯管支高砼体与输入管道砼体之间的空间吊装直管支高砼体,共计22个。
c使用三套管从左至右分别连接弯管和输入管道砼体,共计使用22套三套管。
d在海底机井阀门关闭的情况下,用90°PE弯管头21个连接对位输入管道砼体。石棉橡胶垫粘合密封。90°PE弯管实施工地尺寸度量,起重船上当时热熔加工,当时海底安装。
B)第21条横向管道连接的方法
a在第21条横向定位线两端各预留一个节点,然后,从左至右依次吊装:左边矩形阵列10个输入管道砼体;右边矩形阵列10个输入管道砼体。中轴线空开。在两端预留节点上分别吊装一个弯管支高砼体,并吊装固定弯管。
b在第21条横向定位线的管道之间、弯管支高砼体与输入管道砼体之间的空间吊装直管支高砼体,左边矩形阵列10个直管支高砼体。中轴线空开。右边矩形阵列10个直管支高砼体。共计吊装20个直管支高砼体。
c使用三套管从左至右分别连接弯管和输入管道砼体,共计使用20套三套管。
d使用圆形法兰钢板片,贴上石棉橡胶垫螺栓连接,封堵输入管道砼体前面的连接管口。共计使用20个圆形法兰钢板片。
(B)纵向连接管道
A)安装支高砼体
a在第11条左右对称纵向定位线的节点上,从第1条横向线两端的弯管开始分别依次均布吊装直管支高砼体5个。在第5条横线对称节点上分别吊装1个三通管支高砼体。
b按照上述方法在第9条、第13条、第17条横向线对称节点上分别吊装1个三通管支高砼体。自此第5、9、13、17条横向线两端对称节点上共计吊装安置三通管支高砼体8个。在弯管支高砼体与三通管支高砼体之间、在两个三通管支高砼体之间的空间均布吊装5个直管支高砼体。两个对称纵向连接管道中,共计吊装直管支高砼体50个,每边25个。
B)安装纵向连接管道
a在5、9、13、17四个三通管支高砼体上分别安装一个三通管,并用钢绞索固定在砼体的双钢筋环扣上。要求:左边的三通管一个口向右;右边的三通管一个口向左。共计吊装三通管8个。
b在1-5横向线的纵向段5个直管支高砼体上从后向前依次安装:三套管、直管、三套管、直管、三套管。并用钢绞索固定在直管支高砼体的双钢筋环扣上。
c使用相同的排列方法将1-5、5-9、9-13、13-17、17-21对称纵向段连接管道安装。共计吊装三套管30个,5m长度的直管20个,
C装配输入管道砼体行
每一行输入管道砼体的任务是,为前后两行结构砼体提供自由压力河水。左右对称的输入管道砼体行的对称端头,使用堵头钢板夹“O”型橡胶密封圈螺栓连接封闭。
装配输入管道砼体行的工序包括:(A)吊装输入管道砼体、(B)吊装直管支高砼体、(C)安装三套管和堵头钢板。
(A)吊装输入管道砼体
a在第5行横向定位线的节点上,对称吊装输入管道砼体。左边矩形阵列吊装10个;右边矩形阵列吊装10个。使用相同的方法在第5、9、13、17行横向定位线的节点上,吊装输入管道砼体。共计吊装80个输入管道砼体。
b要求:输入管道砼体的四条中线与节点的纵横线对位。
(B)吊装直管支高砼体
a在上述输入管道砼体之间,每一个空间吊装一个直管支高砼体。在左右对称的4条横向定位线上,共计吊装80个直管支高砼体。
b要求:直管支高砼体的两端距离左右管道口长度相等;中线压在横向定位线上。
(C)安装三套管和堵头钢板
a在直管支高砼体上安装三套管。共计安装80套三套管。
b在输入管道砼体行的端头螺栓连接堵头钢板,之间夹上“O”型橡胶密封圈。左边矩形阵列的堵头钢板安装位置在右端;右边矩形阵列的堵头钢板安装位置在左端。共计安装10个。
D装配中轴线海底压力管道
(A)矩形阵列内海底压力管道的连接
a在第3条横向定位线的中轴线节点上,吊装1个四通管支管砼体,使砼体的四条中线与定位线对位。接着吊装1个四通管,并使用钢绞索固定。将该四通管的后面一个管口使用堵头钢板夹上“O”型橡胶密封圈螺栓连接密封。
b使用与上述相同方法吊装第7、11、15、19横向定位线的节点上的四通管支管砼体。吊装固定四通管。在3、7、11、15、19共计五条横向定位线的节点上,共计吊装5个四通管支管砼体,吊装并固定5个四通管。
c在上述安装的四通管与横向对称的输出管道砼体之间,分别吊装1个直管支高砼体。共计吊装10个直管支高砼体。每个直管支高砼体上吊装1套三套管与左右管口螺栓连接,“O”型橡胶圈密封。并使用钢绞索固定。要求:砼体的中线对位于横向定位线,并使两端距离相等。
d在纵向5个四通管之间的4空间,分别吊装5个均布的直管支高砼体。然后,从后向前在每一个空间依次吊装三套管、直管、三套管、直管、三套管。共计使用三套管12套,使用5m直管8节、使用直管支高砼体20个。使用钢绞索分别将上述管道与砼体固定。
(B)矩形阵列外海底压力管道的连接
a从矩形阵列的四通管开始,在海底中轴线上修一条直达海岸压力河水接收机构的石子路,路面宽度5m。使用金属包皮线固定一条路面中线。使用短截金属包皮线与路面中线十字形正交确定节点,在该节点上安置直管支高砼体。
b第一个节点距离四通管支高砼体的立面距离3·5m,第二个、第三个……节点之间的距离都是6m。依次安置直管支高砼体,使该支高砼体的四条中线与节点定位线对位。使直管支高砼体的轴线在一条直线上。
c在海水深度6m的石子路上安置一个四通管支管砼体。该节点定位线距离相邻直管支高砼体的节点定位线长度5·5m。从四通管支管砼体至压力河水接收机构管口的长度,邻近四通管支管砼体的海底实施垫方铺设海底路面;邻近压力河水接受机构管口实施挖方修通路面。
d按照安置的支高砼体吊装固定连接长度6m的直管,吊装固定连接四通管。给四通管的左右管口安装堵头钢板和阀门。在上述管道,配件连接中使用“O”型橡胶密封圈密封。
e从四通管至压力河水接收机构管口这一段距离中,在垫方海底路面上连续连接带有法 兰的直管;在挖方的海底路面上坡口焊缝连接无法兰的直管,并与压力河水接收机构的管口坡口焊缝连接。连接完成后对焊接管道接口外壁进行热收缩带缠绕补修;对焊接管道接口内壁面进行喷塑处理。
f对挖方中的焊接管道实施填埋处理,还其海岸的自然地貌。
E装配输出管道砼体行
每行输出管道砼体的作用是,收集前后两行结构砼体压出的压力河水汇集的一级流量合力。并与中轴线上的海底压力管道连接,使各行的一级流量合力在海底压力管道中形成强大无比的二级流量合力流量合力。高速度地注入海岸上设置的压力河水接收机构。
装配输出管道砼体行的工序包括:(A)吊装输出管道砼体、(B)吊装直管支高砼体、(C)安装三套管和堵头钢板。
(A)吊装输出管道砼体
在第3条横向定位线的节点上,对称吊装输出管道砼体。左边矩形阵列吊装10个;右边矩形阵列吊装10个。使用相同的方法在第7、11、15、19行横向定位线的节点上,吊装输出管道砼体。第3、7、11、15、19行横向定位线的节点上,共计吊装100个输出管道砼体。
要求:输出管道砼体的四条中线与节点的纵横线对位。
(B)吊装直管支高砼体
a在上述输出管道砼体之间,每个空间吊装一个直管支高砼体。在左右对称的5条横向定位线上,共计吊装100个直管支高砼体。
b要求:直管支高砼体的两端距离左右管道口长度相等;中线压在横向定位线上。
(C)安装三套管和堵头钢板
a在直管支高砼体上安装三套管。共计安装100套三套管。
b在输出管道砼体的端头螺栓连接堵头钢板,之间夹上“O”型橡胶密封圈左边矩形阵列的堵头钢板安装位置在左端;右边矩形阵列的堵头钢板安装位置在右端。共计安装10个。
②压水机构的装配
压水机构装配的意义:如果说海力场压力管道总汇的装配是海力场矩形阵列中的平面装配的话,那么,压水机构的装配就是海力场矩形阵列的立体装配。与引证的压力海水调度系统相比较,压力河水调度系统的压水机构装配明显简单。在海力场压力管道总汇的构架下,结构砼体的装配重点是,A面对A面;B面对B面。A面中间连接的是输入管道砼体;B面中间连接的是输出管道砼体。A面是自由压力河水供水输入面;B面是经过加压后的压力河水输出面。千万不可搞错,如果搞错一个结构砼体安置面,在运行中就会抵消一个压水机构的作用。就会形成两个压水机构不起任何作用。但是不会造成运行安全事故。
海力场压水机构装配的工序包括:A结构砼体的装配、B配重砼体的装配、C组合浮体的装配。
A结构砼体的装配
(A)吊装结构砼体
a在第2、6、10、14、18共计5条横向定位线上吊装的结构砼体A面向后,B面向前。使结构砼体的四条立面中线与节点定位线对位。
b在第4、8、12、16、20共计5条横向定位线上吊装的结构砼体A面向前,B面向后。使结构砼体的四条立面中线与节点定位线对位。
c在第2、4、6、8、10、12、14、16、18、20共计10条横向定位线上吊装的结构砼体,左边的矩形阵列中安置100个;右边的矩形阵列中安置100个,总共吊装200个结构砼体。
(B)连接结构砼体
a结构砼体的A面与输入管道砼体连接,B面与输出管道砼体连接,连接方法一样。都使用PE给水管连接件。PE给水管件的两端设制活动法兰,工地量距、制作、安装。
b连接一个结构砼体需要2个PE给水管件。共计需要400个PE给水管连接件。
B配重砼体的装配
配重砼体的装配在海中进行。但是必须对结构砼体的附件进行预制场内装配。装配方法属于首创。装配工序包括:(A)桥垫子的装配、(B)活塞杆铆接管副的前期装配、(C)吊装配重砼体、(D)活塞杆铆接管副的后期装配。
(A)桥垫子的装配
a每个结构砼体现浇顶上共计设制9个圆柱体墩体,每个圆柱体墩体上安装一个桥垫子。将桥垫子套在圆柱体墩体上,调整方向使销子孔对位,插入销子后用开口销子固定。
b 200个结构砼体共计使用桥垫子1800个,销子1800个,开口销子1800个。
(B)活塞杆铆接管副的前期装配
a活塞杆铆接管副包括:铆接管1个,铆接环形钢板和加强筋组件2个,共计3件。有关活塞杆铆接管副的结构在第17页的(C)铆接管副中描述。其中,铆接管与活塞杆上端头的销子连接在结构砼体预制场进行。一个下面的铆接环形钢板和加强筋组件的焊接在结构砼体预制场进行。另一个铆接环形钢板和加强筋组件的焊接在海底进行。
b将铆接管套入活塞杆上端头转动调整管位,使二者销子孔对位。插入穿堂销子,将销子两端头与铆接管外壁面的缝隙焊死,并将焊迹打磨平整。套入一个下面的铆接环形钢板和加强筋组件,使环形钢板的平面向上,角焊连接在铆接管的下面一段。该铆接环形钢板和加强筋组件是活塞杆下行时的受力部件。
c如何确定下面的铆接环形钢板和加强筋组件在铆接管外壁面的焊接位置?这需要进行试验。试验的方法是:将4个铆接管与4个活塞杆通过穿堂销子焊死连接后,套入4个铆接环形钢板和加强筋组件。再将9个桥垫子套入结构砼体顶部设置的圆柱体墩体。然后,将配重砼体吊装在位。工人从结构砼体的现浇顶与配重砼体的水平夹缝中爬进去,将铆接环形钢板和加强筋组件拖起来,支在配重砼体的活塞杆固定钢板的下面,用粉笔画出环形钢板在铆接管外壁上的位置。最后,将配重砼体从结构砼体上调离。铆接管外壁面的粉笔画痕迹至活塞杆端头的长度尺寸,就是铆接管下面的环形钢板和加强筋组件的角焊连接定点位置。
d每个结构砼体使用4个活塞杆铆接管副。200个结构砼体共计使用800个活塞杆铆接管副。1个活塞杆使用3根穿堂销子,1个结构砼体使用12个穿堂销子,200个结构砼体共计使用2400个穿堂销子。
(C)吊装配重砼体
a使用船吊将配重砼体吊入要装配的结构砼体海面的上方,结构砼体的现浇顶上委派4名潜水员,每人负责一个活塞杆。在配重砼体接近结构砼体时,拨动调整配重砼体的位置和角度。待活塞杆端头从配重砼体的活塞杆固定钢板孔穿入后,4个潜水员立即离开结构砼体的现浇顶。船吊将配重砼体吊装入位。
b使用相同的方法将200个配重砼体全部吊装入位。
(D)活塞杆铆接管副的后期装配
a潜水员将2400个铆接环形钢板和加强筋组件分别套入配重砼体活塞杆固定钢板套的活塞杆端头,使环形钢板平面向下。
b然后,将铆接环形钢板和加强筋组件与铆接管实施角焊连接。上面的铆接环形钢板和加强筋组件是活塞杆上行的受力部件。
C配重砼体与组合浮体的装配
该装配的过程基本继承了引证技术的装配过程。所不同点是将引证技术的配重箱换成了配重砼体,装配过程更加便捷。在抄写过程中将标题(B)配重石头的配重原理和装载分配,一节改成(B)配重砼体的配重原理。
总结:
该总结包括:A压水机构小结、B海底压力管道总汇小结、C海力场矩形阵列小结。小 结的实质是与引证的压力海水调度系统涉及的相似机构进行技术特征的对比、区别。同时也描述了各个机构新的技术特征,方便形成《权利要求书》的依据。
A压水机构小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的压水机构比引证的压力海水调度系统涉及的压水机构复杂了许多。主要是因为本发明将动力液体和介质液体截然隔离,使动力液体运行在压水机构的体外;使介质液体运行在压水机构的体内。通过运行将海水涌浪的部分动力转移给淡水介质,使压水机构体内的压力河水连续介质成为能源资源和淡水资源的综合水体,并以光的速度在系统体内传递。
本发明涉及的活塞缸的运行特征是,将双向运行改变为单向运行,用以适应可能出现的供水不足。本发明涉及的结构砼体将活塞缸体盖包入钢筋混凝土包容体内;将单向阀包入钢筋混凝土包容体内;将结构砼体中的串联输水管道取消;将格状大梁改变为现浇顶;将橡胶管结构的缓冲垫改变为桥垫子;将配重箱和石头组合质量改变为配重砼体的单纯质量;将供水管道和输出管道涉及的结构砼体立面使用A/B字母加以区分。从而使本发明的利用海力调度河水的方法涉及的压水机构的立体装配变得非常简单。
B海底压力管道总汇小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的海底压力管道比引证的压力海水调度系统涉及的海底压力管道复杂了许多。主要是因为本发明增加了将自由压力河水的供水管道,与强制压力河水的输水管道,分别实施了与结构砼体A/B面对口连接;对上述两种用途的管道结构实施了结构统一配置,并组合了换气机构、直管支高砼体,使之形成可以互换的管道砼体标准件。
C海力场矩形阵列小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的海力场矩形阵列比引证的压力海水调度系统涉及的海力场矩形阵列复杂了许多。环绕迂回供水管道连接着海底供水机井,通过输入管道砼体形成了海力场矩形阵列的自由河水介质输入系统。以海底压力管道引出的输出管道砼体,形成了压力河水介质输出系统。这两个系统通过压水机构的结构砼体进行介质能量、流量的强迫配置。从而使输出管道砼体行体内的压力河水介质形成一级流量合力;使中轴线的海底压力管道体内的压力河水介质形成强大无比的二级流量合力。
5压力河水接收机构
压力河水接收机构的作用:接收、放回来自海力场海底压力管道的海、河混合水。重新接收、输送、调度由纯净河水形成的二级流量合力。压力河水接收机构比引证的压力海水调度系统涉及的压力海水接收机构简单,其中的组合单向阀由钢筋混凝土和PE聚乙烯材料制成。节省了大量钢材,制造工艺、装配工艺变得比较简单。
压力河水接收机构构筑在深入海岸的陆地上。竖立的圆柱体钢筋混凝土构筑物的1/4露出地面。1/3构筑物的底层圆柱体壁面上开设1个圆孔,中层开设4个圆孔。底层的圆孔向海一面连接着海底压力管道;中层的圆孔向海一面连接着放水入海管道;其他3个圆孔与格状管网连接。管道连接处安装着蝴蝶阀活门。构筑物的顶部中心,开设1个圆孔安装着锥型自动放气阀门。构筑物的内部分割成两层,上层占内部高度的2/3,下层占内部高度的1/3。中间用钢筋混凝土现浇板分割,现浇板的中心开设7个圆孔。6个圆孔圆周均布,1个圆孔在中心。现浇板下面顶着圆周均布的钢筋混凝土柱体。
7个圆孔被PE聚乙烯材料制造的单向阀所铆接。管口上封闭着空心金属球,金属球的质量略大于它的排水量。
当海力场的压水机构运行时,海底压力管道内的二级流量合力高速度地冲向压力河水接收机构。注满圆柱体构筑物的下腔时,流量合力冲开金属球进入圆柱体构筑物的上腔。由于金属球被弹性聚乙烯网兜约束着,不可能乱滚。起初进入构筑物的海/河混合水体不能使用。 关闭管网连接的3个蝴蝶阀活门,打开放水管道的蝴蝶阀活门,经过不断检测,待河水纯净后打开管网连接的3个蝴蝶阀活门,关闭放水管道的蝴蝶阀活门。当冬季海力场停止运行时,空心金属球自动封闭在阀门圆口。上腔的水体不会流下来。控制蝴蝶阀活门可以改变水流方向,对本海力场的压力河水具有微调作用。
压力河水接受机构的结构包括:(1)圆柱体构筑物、(2)组合单向阀、(3)锥型自动放气阀门、(4)压力河水接收机构小结。
(1)圆柱体构筑物
圆柱体构筑物的作用:接收压力河水的容器主体,具有微调流向、选择水质,排出空气的作用。
圆柱体构筑物的结构包括:①钢筋混凝土基础、②圆柱体构筑物的内部结构、③圆柱体构筑物的外部结构。
①钢筋混凝土基础
钢筋混凝土基础包括:A泥土基础处理方法、B岩石基础处理方法。
A泥土基础处理方法
a坑基开挖直径大于圆柱体钢筋混凝土基础直径,深度等于圆柱体构筑物高度。在坑基的底部打入桩基,将桩基破头找出钢筋。在坑基底部垫一层大石混凝土,绑扎一层圆形网片。将桩基的破头钢筋与网片钢筋焊接,再浇筑一层大石混凝土。使之成为圆柱体基础的基础。
b建立环形钢筋立架。环形钢筋立架是圆柱体构筑物基础的钢筋网片绑扎支撑钢筋。同时也是圆柱体构筑物的骨架,必须建立在圆柱体钢筋混凝土基础中。圆柱体钢筋混凝土基础的直径大于圆柱体构筑物的直径,因此,在建立内外圆周立筋时,立筋的圆周直径要缩回来。立筋建立2圈,底端钢筋设制180°弯钩相向。立筋绑扎的内外圆周环形钢筋实施对焊连接。
c基础网片的两端头设制180°弯钩,网片钢筋穿出环形钢筋立架,形成钢筋混凝土基础直径大于圆柱体构筑物的格局。
d桩基规格:400×400×5m。密布。钢筋规格:立筋50mm螺纹钢筋,内外环立筋个数相等,径向间距580mm,外圆周立筋轴间距200mm。圆周环形钢筋32mm螺纹钢筋,层距200mm。外环钢筋立架外径11950mm。内环钢筋立架内径10450mm。网片钢筋32mm螺纹钢筋,轴间距200mm。
B岩石基础处理方法
该处理方法有两种:(A)混合基础处理方法、(B)裸露岩石处理方法。
(A)混合基础处理方法
a混合基础是指地基的上面是泥土,下面是岩石。泥土开挖后,将岩石处理平整。确定开凿桩体坑基的位置:桩体坑基圆周均布,第一圈12个均布,第二圈6个均布,中间设制桩体坑基1个。
b桩体坑基直径1500mm,深度5·0m。使用常规钢筋笼。
(B)裸露岩石处理方法
a开挖坑基的尺寸与圆柱体构筑物地下部分尺寸大小相同。不设制桩体,直接将圆柱体构筑物建立在形状相同的坑基内。
b除了各种地基的处理方法不同外,其余构筑方法相同。基础的网片使用32mm螺纹钢筋,钢筋间距200mm,层距200mm。基础网片3层,钢筋混凝土基础厚度800mm。
②圆柱体构筑物的内部结构
圆柱体构筑物的内部结构包括:A圆周均布组合柱体、B圆柱体构筑物的下腔、C圆柱体构筑物的上腔。
A圆周均布组合柱体
a圆周均布柱体是设置在圆柱体构筑物内部的结构。它具有支撑圆柱体构筑物内部隔板和现浇顶的作用。柱体的基础与圆周立筋的基础统一进行钢筋绑扎,统一进行混凝土浇筑。 柱体6个圆周均布。柱体的中段设制的环形梁组合,该梁是搭载隔板的支撑结构,同时是组合单向阀的支撑结构。柱体上端设制的环形梁组合,是搭载现浇顶的结构,同时是锥型自动放气阀门的支撑结构。
b圆周均布柱体的外形是圆柱体的。环形组合梁的截面是横向长方形的,长方形的中线在柱体的轴线上。环形组合梁与隔板和/或现浇顶形成两个层次。
c柱体直径600mm,圆柱体构筑物下腔的柱体高度2·4m。环形组合梁截面的规格:800×600mm,环形组合梁的外径7000mm,内径5400mm。圆柱体构筑物上腔柱体6·0m。环形组合梁亦然。
B圆柱体构筑物的下腔
在圆柱体基础上,构筑圆周组合柱体与圆柱体构筑物壳体同时进行。
圆柱体构筑物的下腔工序包括:(A)柱体的浇筑、(B)圆柱体壳体的浇筑、(C)现浇隔板的浇筑。
(A)柱体的浇筑
a柱体使用32mm螺纹钢筋作立筋,6根圆周均布,箍筋使用6mm光圆钢筋,箍筋直径550mm,间距200mm。使用专用半壳型钢制模具。使用定距杆件约束规范,分节浇筑。
b环形组合梁体使用32mm螺纹钢筋作环筋。外环直径6950mm,内坏直径5450mm。内外环筋分别实施钢筋套筒挤压连接。箍筋使用6mm光圆钢筋,箍筋规格:750×550mm,外圆间距200mm。柱体立筋插入环形组合梁内外钢筋圈中,与箍筋绑扎。模具使用专用模具。
(B)圆柱体壳体的浇筑
a在向海的一面圆柱体基础上选择割断相关立筋安置1个连接管。该连接管的壁面设置用于连接混凝土的结构格状加强筋。安装时在基础的上面摊上一层碎石混凝土使法兰管的格状加强筋连接紧密。将选择隔断的立筋和内外环筋端头与连接管角焊连接。连接管是焊接埋设管道的接头管道。焊接后使用混凝土固定。
b连接管外径3000mm,壁厚30mm,长度1500mm。格状加强筋厚度20mm,宽度30mm。
c在圆柱体壳体的立筋上,使用直径22mm的螺纹钢筋制作“W”型绕筋,勾住内外立筋。“W”型绕筋两端头向外弯钩180°,“W”型绕筋连接时总是要重复勾住1根立筋。“W”绕筋自然支撑在内外环筋上,可以不绑扎。使用专用模具,每1m高度浇筑一次混凝土。
(C)现浇隔板的浇筑
a在圆柱体壳体与环形组合梁体的相同高度上平面,建立模板平面,绑扎两层钢筋网片。在绑扎网片前先将组合单向阀7孔的钢筋架体安置在组合柱体的环形梁上面,使其中心双钢筋圆环的轴线与圆柱体壳体的轴线重合。在靠近组合单向阀钢筋架体的地方,将准备连接的钢筋网片的端头弯钩180°并与相邻钢筋架体焊接。钢筋架体由14个钢筋圆环,和12根两端带钩钢筋焊接而成。将每两个钢筋圆环使用等长度竖立短截钢筋圆周均布焊接成一体。再用12根两端带钩的钢筋分别将每3个一组的双环钢筋圈夹住焊接,制成钢筋架体。为了使钢筋架体焊接的尺寸规范,请将组合单向阀混凝土模具翻转。在该模具内制作。
b组合单向阀的混凝土模具由相同直径、高度的7个圆柱体钢管截排列成6个圆周均布,1个在中心的格局。然后,在这7个钢管截的上面焊接一个大环形钢板结构而成。中心圆柱体的轴线距离6个圆周均布圆柱体的轴线长度相等,且7根轴线相互平行。组合焊接后圆环连接钢板的圆心与中心钢管截的轴线重合。环形钢板的平面上开设6个圆周均布的圆孔,该圆孔是浇筑混凝土的圆孔。
c圆柱体钢管截的外径1020mm,壁厚5mm,高度500mm。直径线上的3个圆柱体钢管截间隔距离400mm。环形连接钢板外径2840mm,内径1000mm,厚度5mm。环形钢板的平面上开设圆孔直径600mm。圆孔的位置在每3个相邻的圆柱体钢管截空间。
d钢筋网片与7孔钢筋架体焊件后,将组合单向阀的混凝土模具扣在上面。之前应当将7个钢管截的外壁面涂上一层厚厚的沥青,以便于脱模操作。
e网片使用直径32mm螺纹钢筋,间距200mm。钢筋圆环使用直径32mm螺纹钢筋,圆环内径1070mm。短截钢筋使用直径32mm螺纹钢筋,长度286mm,6个圆周均布。带钩钢筋使用直径32mm螺纹钢筋,弯钩180°,成品长度7000mm。现浇隔板厚度400mm。环形组合梁体的柱体立筋穿出现浇隔板的上面,准备构成圆柱体构筑物上腔的组合柱体。
C圆柱体构筑物的上腔
a使用与圆柱体构筑物的下腔相同的结构,相同的施工方法构筑圆柱体构筑物的上腔。所不同的是:圆周均布组合柱体的高度不同;现浇顶的中心开设1个圆孔,孔中筑入一节法兰管。准备安装锥型自动放气阀门。现浇顶部设制放射状出水坡度。圆柱体构筑物的顶部圆周沿设制棱阶,棱阶下靠近出水面,圆周均布4个出水孔。出水孔准备安装PVC管。
b圆柱体构筑物的上腔壁面上开设4个圆孔,每个圆孔上筑入1截法兰管。该法兰管是连接蝴蝶阀活门用的。其中1截法兰管位于圆柱体构筑物的下腔连接管的上部,二者轴线方向相同且平行。
c圆柱体构筑物的上腔内部,圆周均布组合柱体的高度4·8m。现浇顶中心筑入的法兰管外径1000mm,壁厚10mm,高度1000mm。圆柱体构筑物的上腔壁面安装的法兰管外径3000mm,壁厚30mm,长度2000mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。法兰管外壁面的格状加强筋钢板厚度20mm,宽度30mm。
③圆柱体构筑物的外部结构
圆柱体构筑物的外部结构包括:A海底压力管道的连接、B蝴蝶阀活门的连接、C锥型自动放气阀门的安装与保护。
A海底压力管道的连接
a海底压力管道从管道露出海面后就算结束。这里所说的海底压力管道的连接是指,埋入地下至压力河水接收机构这一段的管道。埋入泥土里的管道不能使用法兰连接,因此,管道不设置法兰。管道的内部壁面设制塑料衬板;管道的外部设制热收缩带缠绕;管道两端预留散热长度;管道实施坡口焊缝连接;焊接后打磨、清理焊迹对内部实施塑料衬板补齐,对外部实施热收缩带缠绕补齐。
b管道外径3000mm,壁厚30mm,长度6000mm。塑料衬板厚度3mm,热收缩带缠绕厚度6mm,散热长度100mm。
B蝴蝶阀活门的连接
a在上述海底压力管道的连接处,使用混凝土将需要的面积垫平捣实,使之形成压力河水接收机构放水管道操作系统的构筑基础。然后,设制蝴蝶阀活门安装坑道。由于需要对起初注入的压力河水接收机构的海、河混合水进行不断地检测,因此,将放水管道的蝴蝶阀活门的旁路阀门保留,并将小径管道接出系统外。
b蝴蝶阀活门安装坑道是半地下建筑,施工方法请参阅第7页的《B蝴蝶阀活门和安装坑道》。通向大海的放水管道多数埋入地下,入海时露出海岸。如果压力河水接收机构的附近有海湾可以就近注入。
C锥型自动放气阀门的安装与保护
a将锥型自动放气阀门与圆柱体构筑物顶部的法兰管之间垫上石棉橡胶垫或橡胶圈螺栓连接。然后,使用砖砌的方法建一座圆柱体的房间。房间设制门,顶部使用圆柱体钢筋混凝土预制件盖顶。用以保护锥型自动放气阀门不遭破坏、防止冻破。
b锥型自动放气阀门是完整继承机构。
c砖砌墙壁厚度300mm,圆柱体直径3600mm,高度2·5m。顶盖预制件直径4000mm,厚度200mm。
(2)组合单向阀
组合单向阀的作用:将圆柱体构筑物的内部分成上下两个腔体空间,两腔之间由钢筋混凝土隔板分隔。7个单向阀分别铆接在7个圆口上,整体形成组合单向阀。组合单向阀由PE聚乙烯料,使用注塑机将其热熔后注入模具成型。组合单向阀的原理转用了海库盆上升管的隔板法兰片和空心金属球的原理。与压力海水调度系统的压力海水接收机构中使用的组合单向阀相比较,其结构、原理变得简单,投资大大减少,安装质量、速度大大提高。节省了大量的钢材。而且运行安全、可靠。
组合单向阀的结构包括:①球型凹面座口、②铆接管、③空心金属球和网兜、④装配方法。
①球型凹面座口
a球型凹面座口的作用:是与铆接管、网兜固定在钢筋混凝土圆孔上的配件。该配件又厚又笨,比较费料。外壁面是圆柱体短管状,管壁特厚,上管壁内侧设制空心金属球体的球型凹面。球型凹面口外径与空心金属球的直径相等,形位配副;下管壁设制6个圆周均布的径向螺栓孔。该螺栓孔是连接固定铆接管的螺栓孔。
b球型凹面座口外径1200mm,内径1100mm。座口管外径1300mm,壁厚100mm,高度200mm。螺栓孔直径12mm。
②铆接管
a铆接管的结构由铆接口沿和圆柱体管组合而成,一次注塑成型。铆接口沿是环形厚板,其外径与球型凹面座口管的外径相同,内径比球型凹面座口的内径小一点。铆接管的圆柱体管的外径略小于钢筋混凝土隔板的圆孔直径,二者间隙配合。铆接管的管壁上可以设置与球型凹面座口配副的螺栓孔。亦可装配时工地钻孔。工地钻孔比较便于对位,没有误差。
b铆接管的铆接口沿环形板外径1300mm,内径980mm,厚度20mm。铆接管的圆柱体管外径1010mm,内径980mm,壁厚15mm,高度550mm。
③空心金属球和约束网兜
A空心金属球的制造方法
a空心金属球由两半球焊接而成,球面喷塑处理。每个半球壳由厚钢板热冲压而成。在焊接两半球体时,要计算球体的总质量和球体的排水量。要求:球体的质量略大于它的排水量。必要时可以给空心球体内加入配重铅弹。
b空心球体外径1100mm,喷塑厚度5mm。
B约束网兜的制造方法
a约束网兜的形状是圆柱体上顶部半球体包头,下底部环形圈包底。网格竖立菱形状。
b网兜模具由三部分结构而成:第一部分,外模壳体的内壁面刻制网兜菱形状浇注凹面条纹。在菱形凹面的交叉点定位钻制注塑圆孔;第二部分,内壳模体的底部刻制衔接的凹面环形圈,内外环形圈之间刻制衔接的凹面菱形条纹。内膜壳体底部中心开设一个楔子孔;第三部分,圆形模板的中心亦开设一个楔子孔。该孔与内膜壳体底部楔子孔同径。圆形模板设制对位的注塑钻孔。
c浇注方法:将内模壳体填入外模壳体,调整转动使二者菱形刻制凹面条纹对位衔接。盖上圆形模板,使用夹具插入楔子孔将两孔夹紧。使用胶带将圆形模板与外模壳体固定。倒置使模具底部向上,先浇注环形圈底纹,完成后将注塑孔用纸粘住。再倒置过来,完成圆柱体的注塑、顶部注塑。顺序从下向上,随时用纸粘住溢出的注塑孔。
d脱模时,内模壳体被环形网兜包死,不能取出,使用刀具将网兜底部的环形部分4等分切断取出。
e网兜外径1312mm,高度2·0m,网兜菱形条纹边长120mm,条纹片宽度20mm,厚度6mm。
④装配方法
A试验装配
a将模具垫圈套入铆接管配置在环形厚板上,从钢筋混凝土隔板圆孔的下面向上插入孔中;上面工人将另一种模具垫置于隔板圆孔外沿,并将球型凹面座口搁在模具垫上面;使用记号笔画出螺栓孔位置。将空心球体置于球面型座口,观测封闭是否严密。如果铆接管使空心球封闭不严密,那么,使用专用刨具削掉多余部分。同时使用钻子钻制螺栓孔。
b模具垫厚度10mm。
B实际装配
a将防水乳胶涂于铆接管的外壁面和环形板的上面,向上插入钢筋混凝土隔板圆孔。将空心金属球体装入网兜;将球型凹面座口填入网兜。给钢筋混凝土隔板圆孔的外沿垫上白色乳胶,将上述球型凹面座口的下面夹住网兜的环形圈轻轻地放在防水乳胶上,转动调整使球面型座口的螺栓孔与铆接管的螺栓孔分别对位在一条垂线上时,将球型凹面座口压实。最后,使用铆钉状头型的螺栓从内向外插入配副螺栓孔固定。这一道工序非常重要,一定要将网兜的环形圈夹紧。否则,巨大的冲击力迫使空心金属球将网兜的环形圈拔出来,使空心金属球失去约束。自然组合单向阀也就失去作用。
b检查防水乳胶是否填实,否则要进行修补完善。
c装配后的组合单向阀被乳胶密封,被螺栓固定;空心球封闭在球型凹面座口上;网兜的环形圈被压在球型凹面座口下面,与乳胶结合紧密。当所属系统运行时,空心球被水冲起来,约束在网兜中;当所属系统停止运行时,空心球在重力的作用下自动封闭球型凹面座口。
(3)锥型自动放气阀门
锥型自动放气阀门的使用比较广泛,无论使用在什么地方,机体的结构不变,尺寸数字不变。因此,锥型自动放气阀门是一件标准化继承产品,使用量相当大。
(4)压力河水接收机构小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的压力河水接收机构与引证的压力海水调度系统涉及的压力海水接收机构相比较,其内部结构发生了较大变化。变化包括:利用钢筋混凝土隔板将压力河水接收机构内部空间分割成上下两部分,隔板和现浇顶由圆周均布的组合柱体和环形梁支撑着;钢筋混凝土隔板中心设制了一组7个直径相等的圆孔,PE聚乙烯材料制成的单向阀铆接在圆孔上下,形成组合单向阀;组合单向阀由球型凹面座口、铆接管、空心金属球、网兜组成。
初运行时,海底压力管道的二级流量合力注满压力河水接收机构的下腔后,冲开球型凹面座口上封闭的空心金属球,进入上腔,当打开蝴蝶阀活门将海/河混合水放回大海后关闭,纯净的河水通过格状管网连接的蝴蝶阀活门进入系统;巨大的流量产生的气体从顶部的锥型自动放气阀门冒出去后立即自动封闭;当海力场停止运行时,组合单向阀的空心金属球在重力的作用下,自动将球型凹面座口封闭。
6格状管网
格状管网的作用:是压力河水调度系统敷设在大陆地下的组成部分,它承担着系统流量的运行、调度任务。格状管网通过节点构筑物连接的蝴蝶阀活门可以改变流量运行的方向。格状管网在平原、高原平地设置广泛。它仅仅涉及输水,安全管理,不直接涉及供水管理。
格状管网的连接组成包括:(1)管道和节点构筑物、(2)倒虹吸盾构隧道、(3)上山盾构隧道和机井。
(1)管道和节点构筑物
管道和节点构筑物的作用:管道是构成管网的基本单位,节点构筑物是连接管道的建筑结构。管道和节点构筑物共同结构成正方形输水网络。节点构筑物上设置的蝴蝶阀活门是输水管网的安全管理机关,它可以改变水流的方向。当某地管网遭受外力破坏,关闭有关蝴蝶阀活门,切断损坏管道段,使水体通过邻近管网继续运行。经过抢修恢复运行。
管道和节点构筑物的组成包括:①管道的种类、②节点构筑物。
①管道的种类
管道的种类包括:A衬塑无缝钢管类、B衬塑三通管。
A衬塑无缝钢管类
a衬塑无缝钢管是各级管网的基本管道。无缝钢管是耐高压管道,无缝钢管的内壁面经过喷塑处理后形成塑料衬板。无缝钢管的外壁面缠绕着热收缩带,使钢管的耐腐蚀性增强。衬塑无缝钢管的两端预留散热长度,钢管的两端内外口沿设制坡口。
b规定每10节衬塑无缝钢管连接1节衬塑三通管,通过坡口焊缝连接。在打磨、清除焊迹后,进行衬塑、热收缩带缠绕修补。
c一级管网使用的衬塑无缝钢管外径3000mm,壁厚30mm,长度6000mm。衬塑厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
二级管网使用的衬塑无缝钢管外径2000mm,壁厚20mm,长度6000mm。衬塑厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
三级管网使用的衬塑无缝钢管外径1000mm,壁厚10mm,长度6000mm。衬塑厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
B衬塑三通管
a衬塑三通管是安装锥型自动放气阀门的管道。三通管是耐高压管件。三通管的内壁面经过喷塑处理后形成塑料衬板,三通管的外壁面缠绕着热收缩带。三通管的两端管口预留散热长度,三通管的两端内外口沿设制坡口。三通管的上口管设制法兰和加强筋。
b规定每个三通管的法兰上连接一个锥型自动放气阀门。三通管的上管套上一个环形钢筋混凝土预制件,使用砖砌圆锥台体井壁至地面以上许多,防止水淹。井口设制井盖保护。
c一级三通管的大管外径3000mm,壁厚30mm,小管外径1000mm,壁厚20mm。轴线交叉规格:3000×4000mm。小管法兰外径1300mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度20mm,短边长150mm。塑料衬板厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
二级三通管的大管外径2000mm,壁厚20mm,小管外径1000mm壁厚20mm。轴线交叉规格:2000×3000mm。小管法兰外径1300mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度20mm,短边长150mm。塑料衬板厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
三级三通管的大小管口外径1000mm,壁厚20mm。轴线交叉规格:2000×2000mm。锥型自动放气阀门安装法兰外径1300mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度20mm,短边长150mm。塑料衬板厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。
②节点构筑物
节点构筑物的作用:节点构筑物是连接管网的建筑机构。节点构筑物的外部结构与压力河水接收机构的上部结构相同,圆柱体内部是空壳型。节点构筑物可以调节地面高度差,使延伸的管网单线敷设在不同高度的地面以下;节点构筑物可以微调管道的设置方向,用以适应平原管网的边缘地带;节点构筑物可以连接不同外径的管道,使管网形成不同级别的正方形格状。节点构筑物随管网级别的变化而变化,形成三级节点构筑物。
A一级节点构筑物
a一级节点构筑物设置三种:第一种纯一级节点构筑物,连接在一级管网的“十”字形正交线上。节点外壁面安装的4个相同外径的蝴蝶阀活门可以设置在不同高程,用以微调地面的高度差。管网边长的一级管网线的中点上设置一级第二种节点构筑物,引出二级管网。管网边长的一级管网线左右/前后的四分之一处设置一级第三种节点构筑物,引出三级管网。
b在一级管网边长线上,可以增加一级第一种节点构筑物为海库盆或组合海库盆提供水源管理。节点构筑物的顶部设制“井”字形格状大梁,现浇顶压在大梁上。节点构筑物的锥 型自动放气阀门设制与压力河水接收机构的锥型自动放气阀门相同。
c一级节点构筑物的直径6000mm,壁厚800mm,高度8000mm。“井”字形格状大梁规格:300×600mm。锥型自动放气阀门尺寸数字与压力河水接收机构的放气阀门尺寸相同。
B二级节点构筑物
a除了由一级节点构筑物引出二级管网以外,二级节点构筑物设置两种:第一种二级节点构筑物设置在二级管网线的十字形正交线交点上。该构筑物连接的管道是纯二级管网管道。节点构筑物的4个管口连接处各安装1个二级蝴蝶阀活门。第二种节点构筑物设置在二级管网线左右/前后四分之一处,引出三级管网。
b二级节点构筑物直径5000mm,壁厚800mm,高度6000mm,不设井字形格状大梁。锥型自动放气阀门与一级节点构筑物的放气阀门尺寸相同。
C三级节点构筑物
在格状管网中,一种由一级第三种节点构筑物引出,该构筑物直径与一级节点构筑物相同,但是连接管道不同。主流管道是一级管道,主流管道上不设阀门。分流管道是三级管网管道,分流管道上各设制1个闸阀。另一种由二级第二种节点构筑物引出,该构筑物连接的管道包括二级管道和三级管道。只在三级管道的连接处各安装1个闸阀。三级管网的“十”字形正交线节点是三级节点构筑物——变压塔,变压塔结构复杂。因此,将变压塔单独描述。
(2)倒虹吸盾构隧道
倒虹吸盾构隧道的作用:当管网需要穿过河流、海湾、城市延伸时,可以在其底部修若干条倒虹吸隧道。隧道使用盾构掘进机施工,利用盾构井与一级管网连接。隧道是耐高压隧道。倒虹吸盾构隧道与格状管网不一定严格按照管网的间隔距离设制。因为,江河的两岸都有完整的系统连接。如果倒虹吸盾构隧道连接太密,成本太高。实际意义并不大。
倒虹吸隧道的相关构筑物包括:①盾构井的改制、②管道连接方法。
①盾构井的改制
a盾构井建立在倒虹吸隧道的两端。该井的圆柱体上段壁面开设3个圆孔,中间一个圆孔与陆地管网的一级管道连接,形成管道轴线与江河轴线垂直状态;两侧圆孔的连接管道,向河流的上下游各埋设10Km后,与一级节点构筑物连接。3个连接管口都安装蝴蝶阀活门。
b盾构井的顶部设制井字形格状大梁。大梁上设置环形钢筋混凝土盖体。井口上安装锥型自动放气阀门。当压力河水开始注入倒虹吸盾构隧道时,由于锥型自动放气阀门没有河水的浮力支持,隧道内产生的空气从锥型阀芯与圆锥台体管的缝隙排出。当隧道被灌满后压力河水上升,将锥型阀芯浮起来,密封在圆锥台体管的空间。
c盾构井深度40m,内径10m,井壁高度35m处设制管网连接圆孔,管道埋深距地面2m。井壁上部嵌入井字形格状大梁,大梁规格:300×800mm。现浇环形钢筋混凝土盖体外径12000mm,内径1000mm,厚度400mm。内径上连接的锥型自动放气阀门的法兰管,外径1000mm,壁厚20mm,高度1500mm。保护锥型自动放气阀门的砖砌圆柱体直径3000mm,壁厚290mm,高度2000mm,环形钢筋混凝土盖体预制件直径3000mm,内径1500mm,厚度200mm,使用特制井盖直径1500mm。井口与井盖通过锥型棱配副。
②管道连接方法
a在盾构井的壁面圆孔上,筑入一节法兰连接管,该管道的外壁面设制与混凝土连接的格状加强筋。蝴蝶阀活门的阀体法兰与连接管的法兰,使用“O”型橡胶密封圈密封螺栓连接。管网的衬塑无缝钢管与连接管无法兰一端坡口焊缝连接。
b管网连接管外径3000mm,壁厚30mm,塑料衬板厚度5mm。热缠绕带厚度6mm。法兰管外径3000mm,壁厚30mm,长度6000mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。
(3)上山盾构隧道和机井
上山盾构隧道和机井的作用:当格状管网向高原转移时,上山的一大段距离使用埋设管 道方法不适宜安全施工和安全运行。一旦发生问题无法处理。因此,采用开凿水平梯级隧道的方法,使用机井连接的方法来提升引水。该方法的原理是:平均了本段高程的自由河水压力,使机井中的每节上升管的自由河水压力相等。该方法转用了海库盆上升管的原理。其优点是:水体的上升速度加快;减少了水平梯级盾构隧道的个数。对于特别高度的山顶引水意义重大,节省了巨额投资。该隧道是高压隧道。
上山盾构隧道和机井的连接机构包括:①水平盾构隧道、②机井配套、③连接管件。
①水平盾构隧道
a根据山体的高度规划设计水平梯级隧道的个数。隧道的轴线方向依据山体的走向变化而变化。因此,上山的各条水平梯级隧道的轴线走向不能严格规定。但必须是首尾对位的。由于现代打井技术发达,因此,可以使用延长山底部盾构隧道的长度来减少盾构隧道的个数。
b山底部盾构隧道与平原敷设管网的高度相同。使用小径盾构机施工。盾构隧道的轴线可以不是直线。二级山上盾构隧道的道口与山底部一级盾构隧道的盲端垂直对位。三级盾构隧道的道口与二级盾构隧道的盲端垂直对位。
c小径盾构机直径3000mm。
②机井配套
机井配套包括:A机井的位置、B上升管的连接。
A机井的位置
a机井是群体设置的,机井的井底部位置在下一级盾构隧道的盲端一段的侧畔。若干机井间隔排列成一行,机井轴心连线是一条直线。在机井中安装上升管,使用细石混凝土固定上升管。然后,从下一级水平盾构隧道的壁面底部挖出每一组上升管最下面一节的底部,开口与隧道连通,并将挖开的小洞用钢筋混凝土箍成拱形。
b机井钻头直径1200mm,水压锅锥钻,深度不同具有多样性。
B上升管道连接
a上升管借用海库盆上升管的原理。上升管的外径小于海库盆上升管的外径。上升管使用PE聚乙烯给水管,活动法兰片连接。隔板法兰片中心开设一个圆孔,法兰与活动法兰片配副,隔板法兰片由热轧钢板冲压而成。其中螺栓孔钻制面是环形平面、然后是环形斜面,中间隔板是圆锥台体凹面。隔板法兰片经过喷塑处理后,形成双面塑料衬板。空心金属球由半球体焊接而成,半球体由热轧钢板冲压而成。空心金属球的外壁球面喷塑处理。金属球的体内可以装入配重铅弹,使金属球的排水量略小于它的质量。金属球的直径等于圆锥台体凹面上圆口的直径。因为隔板环形斜面宽度小于空心金属球的直径,所以,在运行时球体在重力的作用下总是自动滚落填入圆锥台体管的管口。
b安装时先将隔板法兰片螺栓孔的环形平面双面粘上橡胶垫片用以密封。连接时将隔板法兰片的圆锥台体凹面圆口向上,将圆锥台体凸出面圆孔插入PE给水管内,置放在活动法兰片连接管口上。并将金属球填入凹面,将另一截PE给水管吊起来对口安置在隔板法兰片的上面。以隔板法兰片为固定连接件,转动上下PE管道的活动法兰片与隔板法兰片对位,三者螺栓连接。特别注意!防止空心金属球掉入水中。
c上升管外径450mm,壁厚20mm,长度6000mm。管道端口配套。活动法兰片690mm,厚度50mm 。隔板法兰片外径690mm,厚度10mm,圆柱台体上口直径150mm,圆孔直径100mm,喷塑厚度5mm。空心球直径140mm,喷塑厚度5mm。
③连接管件
连接管件是指从机井的井口至上一级水平盾构隧道口的连接管件的总和。是通过一个一级节点构筑物进行连接。因为机井行的连线与上一级水平盾构隧道的轴线可能不在一条直线上,利用一级节点构筑物来调节连接角度,调节管道与隧道的高度差。一级节点构筑物通过连接管密封连接在隧道口。然后,节点构筑物的壁面筑入一节法兰连接管,与相关管道连接。该节点构筑物顶部设制锥型自动放气阀门。连接管道的长度由机井的轴心连线长度确定。
连接管件包括:A变径法兰、B连接管道、C180°弯管、D堵头钢板。
A变径法兰
a变径法兰由两个不同外径的法兰盘和一节配副的圆锥台体管焊接而成。三者之间还均布焊接着梯形加强筋。
b变径法兰的大法兰与三通管的上口法兰配副连接后,可以使用180°弯管将每一口机井与三通管连通。
c变径法兰的小法兰片外径690mm,厚度50mm。大法兰片外径1300mm,内径1000mm,厚度50mm。圆锥台体管的小口外径450mm,大口外径1000mm,壁厚20mm,高度800mm。梯形加强筋上底宽度120mm,下底宽度150mm,角度与锥型台体管配副,厚度50mm。
B连接管道
a连接管道包括:格状管网中描述过的衬塑无缝钢管、衬塑三通管。连接方法是,挖一条埋设管道的沟壕,该沟壕的轴线与机井行的轴心连线平行。连接的三通管上部的变径法兰上平面与机井的PE给水管活动法兰在一个水平面上,且恰好对位。三通管上连接的变径法兰与机井活动法兰连接一个180°的弯管。
b连接管道的方法是:三通管对位于机井,三通管之间坡口焊缝连接着一截长度6m的衬塑无缝钢管。因为,打井的时候要以此标准确定井位,所以,误差不得超过2mm。管道的末端焊接一节法兰管,然后在该法兰上连接堵头钢板。管道的始端与连接管法兰垫上“O”型橡胶密封圈螺栓连接。连接工序完成后用土将更多埋住夯实。
C 180°弯管
a 180°弯管一端连接着机井活动法兰,另一端与与三通管上口变径法兰连接,二者之间加入石棉橡胶垫密封螺栓连接。180°弯管亦可以使用PE给水管现场制作。180°弯管亦可以使用制作电焊钢管的方法制作。使用金属弯管时内壁面喷塑处理,外壁面热收缩带缠绕。所有露出的管件都必须用土堆埋设。
b弯管的外径450mm,壁厚20mm,弯管的轴线比例500∶2000∶500mm。弯管的法兰外径690mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度50mm,短边长150mm。
D堵头钢板
堵头钢板的原理作用、结构包括、装配方法完全继承了压力海水调度系统的相关结构。请参阅堵头钢板和阀门的相关内容。
格状管网小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的三级格状管网比引证的压力海水调度系统涉及的三线管网复杂了许多。三级格状管网连接由3种不同口径的管道通过5种节点构筑物连接。供水终端设制2种:一种是农村灌溉供水终端——变压塔;另一种是城市供水终端——海库盆或者组合海库盆。其次,将上山盾构隧道的连接改革成由机井和上升管等管件连接,减少了水平盾构隧道的数量。使压力河水的运行速度加快。使投资总量减少。
7变压塔
变压塔的作用:变压塔是第三级格状管网中心的农村供水终端管理机构,它的主要任务是直接管理灌溉水源。因为规定水源管理执行先发电后用水的原则,所以,变压塔的附近设制微型发电站。微型发电站使用3-5台冲击式水轮机组。机组安装在三楼上,发电尾水流入6m高度蓄水池,形成低压灌溉水源。变压塔设制两种:第一种是平原变压塔。第二种是高山变压塔。从变压塔的外观看没有区别,其实区别在于,平原变压塔的基础圆柱体上连接着4个供水管道。高山变压塔只连接着1个供水管道。平原变压塔的内部由4个供水管道引出4套上升管,被钢筋混凝土包容体依附浇筑在变压塔壳体的内壁面上。高山变压塔内部由1个供水管道引出1套上升管,被钢筋混凝土包容体依附在变压塔壳体的内壁面上。
虽然原则上要求水源管理执行先发电后用水,但是,并不强求变压塔发电。因为变压塔 的高度太低,没有放大电能本领。如果将变压塔作为发电主体,那么,就等于浪费了压力河水调度系统的动力。因此,在没有灌溉、用水的情形下变压塔闲置。
变压塔在国土上分布非常广泛,到处可以看见它的身影,因此,变压塔是压力河水调度系统的标志性建筑。因为,变压塔具有改变水压的作用,且它的结构中存在相关机械机构,所以,变压塔已经超出了建筑类别,成为压力河水调度系统的机械机构组成部分。
变压塔的结构包括:(1)基础结构、(2)主体结构、(3)水葫芦、(4)附设建筑、(5)主流、支流供水管道。
(1)基础结构
①基础处理
A泥土基础处理
a挖一个直径20m的大坑,深度6m。使用打桩机打入基础6m长度的钢筋混凝土桩体若干根。在基础上垫一层三合砂砾石夯实。将桩体端头打破找出钢筋,与基础网片的钢筋焊接。基础网片设制4层,混凝土浇筑1m。使用硅酸盐水泥,粗细石料合理搭配。
b钢筋混凝土桩基规格:400×400mm,长度6m。三合砂砾石垫层厚度500mm。网片钢筋Φ32mm,钢筋间距200mm,网片层距200mm。
B岩石基础处理
a凿一个直径20m的大坑,深度6m。凿若干桩基坑,桩基坑内下入常规钢筋笼,混凝土浇筑,桩基钢筋与钢筋网片焊接。基础网片设制4层,混凝土浇筑1m。使用硅酸盐水泥。
b网片钢筋Φ32mm,钢筋间距200mm,网片层距200mm。
②地下结构
A壳体结构
(A)地下圆柱体钢筋配置
a地下圆柱体钢筋混凝土壳体的立筋插入基础网片的钢筋方格中,下端头设制180°弯钩。外圈立筋与内圈立筋间隔错位。外环钢筋绑扎在外圈立筋外侧,内环钢筋绑扎在内圈立筋内测。环形钢筋对焊连接与立筋常规绑扎。在每层环形钢筋上,使用“W”型绕筋将每根内外立筋勾结。“W”型绕筋与立筋和内外环形钢筋可以绑扎,也可以不绑扎。因为绕筋的两端头向外设制弯钩,所以,外立筋间隔总是出现双钩情况。
b立筋Φ50mm螺纹钢筋,间距200mm。内外立筋间距586mm。环筋Φ32mm螺纹钢筋,层距200mm。“W”型绕筋Φ20mm螺纹钢筋。
(B)地下圆柱体结构
a地下设制圆柱体钢筋混凝土壳体。在距基础1m高度的壁面上设制4个圆孔(高山变压塔设制1个圆孔)孔中筑入1截90°弯管,弯管的一端水平露出圆柱体钢筋混凝土壳体外,弯管的外法兰与闸阀阀体法兰配副。弯管的壁面上设与混凝土紧密结合的格状加强筋。弯管的另一端管口向上,设置在紧靠圆柱体钢筋混凝土壳体的内侧。管口内坡口焊缝连接着内法兰,该法兰准备与配副的上升管连接。
b地下圆柱体钢筋混凝土壳体外径18m,内径16·4m,高度5·5m。
壳体壁面连接弯管外径1000mm,壁厚10mm,喷塑厚度5mm,轴线规格2500×1500mm。法兰外径1300mm,厚度50mm,凹槽深度20mm。加强筋厚度50mm。内法兰外径974mm,内径410mm,厚度50mm。
(C)第一层格状大梁
a在距弯管上部2m的圆柱体壳体上,设制井字形格状大梁。该大梁为日后清理、维修变压塔内部提供道路木板支撑体。井字形格状大梁的设制角度与弯管错位。
b井字形格状大梁规格:300×800mm。
B坑道结构
a坑道设置在连接弯管的地方,坑道是半地下建筑物。坑道内安装着闸阀,闸阀一端与 弯管的法兰连接,另一端与三级管网连接。
b坑道是砖混结构,坑道的轴线与三级衬塑无缝钢管的轴线在一条直线上。坑道的一端紧靠变压塔地下圆柱体壳体,坑道的另一端设制单门组合窗。门口内设制下行台阶。
c坑道净宽度3000mm,长度5000mm,高度5·0m。砖墙砌体240mm,楼板盖顶。
(2)主体结构
主体结构包括:①圆柱体结构、②顶部结构、③电梯。
①圆柱体结构
A维修封闭管道口结构
主体钢筋混凝土壳体与地面齐平设置一个维修圆孔,工人通过该孔可以进入变压塔体内。因为系统运行时间长了,变压塔底部的水体沉积物发酵变质,需要及时清理。所以,设置维修封闭管道口。维修封闭管道口安装在井字形格状大梁的一端中线上,方便支撑铺设道路木板。
维修封闭管道口的结构组成包括:(A)内外法兰管道、(B)内外封堵钢板。
(A)内外法兰管道
a为了防止冬季封堵钢板被冻破,设制内外法兰管道。该管道的内测设制内法兰,内法兰与内封堵钢板通过双头螺栓连接。该管道的外侧设制外法兰,外法兰与外封堵钢板螺栓连接。管道内的空间填充保温层。内法兰设制圆周均布的螺丝孔,该螺丝孔与内封堵钢板的螺栓孔配副。内外法兰管道的外壁面设制与混凝土紧密结合的格状加强筋。
b内外法兰管道外径2000mm,壁厚20mm,长度1000mm。内法兰外径1956mm,内径1656mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。坡口焊缝连接。外法兰外径2300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。坡口焊缝连接。
(B)内外封堵钢板
a因为内封堵钢板质量较重,且不易与内法兰的螺栓孔对位,所以,在内封堵钢板的外侧面上焊接2个钢管加强筋,用以平衡地穿入两根杠杆,翘起内封堵钢板入位。钢管加强筋的结构包括:1截厚壁钢管,3个加强筋。先将钢管焊接在内封堵钢板的外侧平面上。焊接位置在直径线上,该直径线与最上部的那一个螺栓孔圆心的连线垂直。然后,将加强筋均布角焊连接在钢管截与内封堵钢板平面之间。
b厚壁钢管外径60mm,壁厚10mm,长度80mm,加强筋是等边直角三角形厚钢板,边长80mm,厚度10mm。内封堵钢板直径1946mm,厚度30mm。外封堵钢板直径2300mm,厚度10mm。
B供水管道连接
供水管道是指从变压塔向发电站、主流供水管道连接的水源管理、压力切换的管道。该管道的个数由冲击式水轮机组个数和主流供水管道的个数总和组成。
管件包括:(A)法兰管、(B)球阀、(C)“Z”型弯管、(D)保护结构。
(A)法兰管
a法兰管从变压塔主体结构的底部引出。法兰管的外端设制法兰,内端不设制法兰。法兰管的壁面上设制与混凝土紧密结合的格状加强筋。法兰管的安装位置根据发电站、主流供水管道的设计方位确定。
b法兰管外径500mm,壁厚10mm,衬塑厚度3mm,长度1000mm。法兰外径620mm,厚度50mm,凹槽深度20mm。加强筋厚度30mm,短边长60mm。
(B)球阀
a球阀是已知技术产品,由专业厂家定做。连接在法兰管与“Z”型弯管之间。
b球阀的阀体外径500mm,壁厚10mm,法兰外径620mm,厚度50mm,凹槽深度20mm。
(C)“Z”型弯管
a“Z”型弯管是螺旋电焊钢管。两端拐头短,主体管道长。连接在球阀体与地下PE给 水管之间。连接后用土夯实,地面上只见球阀两端连接的法兰管和“Z”型弯管头。
b“Z”型弯管外径500mm,壁厚10mm,两端拐头长度300mm,主体管道长度2000mm。法兰外径620mm,厚度50mm,凹槽深度20mm。“O”型橡胶圈密封横截面直径25mm,橡胶圈外径560mm。
(D)保护结构
a设制砖砌拱形洞状保护结构的目的是防止球阀管件被冻坏。保护结构的出口设制双扇小门,门框上沿搭桥水泥预制板。
b砖砌墙体厚度240mm,内壁宽度1500mm,高度2·3m,长度2500mm。外壁面水泥保护层厚度10mm。门框宽度1260mm,门框高度2·0m。水泥预制板厚度60mm宽度240mm,长度1500mm。
C主体钢筋混凝土浇筑
(A)上升管的连接方法
a主体钢筋绑扎的方法与地下圆柱体钢筋混凝土结构的钢筋设制规格、绑扎方法相同。只是在安装维修封闭管道和供水管道的地方需要截断相关联钢筋,并与管外壁面焊接。管道的上面将截断的钢筋补齐。
b变压塔内的上升管钢筋混凝土包容体要与主体钢筋混凝土的钢筋绑扎、混凝土浇筑同步进行。为了不影响施工,可以将PE聚乙烯给水管截成长度2000mm的短管,使用隔板法兰片和空心金属球分隔后,上升管的注水速度更快。原因是分隔后的水体自重压力更小。(有关结构和安装方法请参阅45页B上升管道连接)上升管高度至上部井字形格状大梁下止。上升管口不设制阀门,水体自由向上窜。
c上升管钢筋规格:立筋Φ32mm,5根均布。半圆箍筋Φ20mm,半径1275mm,间距200mm,半圆箍筋两端弯钩180°弯钩向下勾结在主体内环钢筋上,立筋与半圆箍筋实施常规绑扎。钢板模具壳竖立拼接。上升管钢筋混凝土包容体总高度27m,半径1300mm。
(B)上部井字形格状大梁
a上下井字形格状大梁设置方向统一。上部井字形格状大梁的作用是安放水葫芦。上下井字形格状大梁的规格相同。
b主体圆柱体钢筋混凝土壳体的高度25m,距圆柱体壳体顶部2m的下面设制井字形格状大梁。第二层“井”字形格状大梁规格:300×800mm。
②顶部结构
变压塔的顶部圆柱体结构是框架结构,直径比主体的圆柱体壁面结构直径大了许多,顶部圆柱体框架结构的中心设制钢筋混凝土圆锥台体管。当系统运行时变压塔内的水体将锥型水葫芦浮起来,填入配副的钢筋混凝土圆锥体台体管内。从外观看变压塔顶部还露出1/2高度的水葫芦圆锥体。如果在水葫芦的尖端设制一个不锈钢球体,那么,金黄色的主体,桔红色的圆柱体顶部,和红白相间斑马条纹的水葫芦,相映成趣。该建筑具有美学特征。
变压塔顶部圆柱体框架结构的圆周安装着窗户。可供游人登高瞭望、办公住宿。
顶部结构包括:A提梁和现浇顶、B圆锥台体管和柱体、C框架结构的圆柱体房间。
A提梁和现浇顶
a绑扎钢筋前先将井字形格状大梁使用支高物垫高1·5m,将水葫芦吊入安置在垫高物上。使水葫芦的轴线与主体钢筋混凝土圆柱体壳体的轴线重合。建立水平模板后绑扎提梁钢筋。提梁由外圆周梁、中圆周梁、内圆周梁、辐状梁组成。中圆周梁实际是主体钢筋混凝土圆柱体壳体。现浇顶的一层钢筋网片水平插入提梁下面的钢筋上,留开一格作为电梯入口。内圆周梁是钢筋混凝土圆锥台体管的一部分,因此,水葫芦既是变压塔的密封结构又是圆锥体管的模具。给上述梁体的钢筋架体建立模具壳体。在梁体的节点上插入柱体立筋。混凝土一次连续浇筑。在需要安装下水管的地方,插入一截钢管模具。提梁上面铺设预制楼板。
b外圆周梁体外径24m,内圆周梁体内径5·5m,辐状梁外端间距3786mm。提梁规格: 400×800mm,共设置辐状梁18根。现浇顶厚度100mm。
B圆锥台体管和柱体
(A)圆锥台体管
a圆锥台体管的底部连接着现浇顶,圆周连接着内圆周梁体。圆锥台体管的高度比框架结构高1·0mm。圆锥台体管的空间是配副的圆锥体水葫芦运行的空间。当系统运行时三级管网通过变压塔内的上升管向塔内注水时,空气从圆锥台体管和圆锥体水葫芦之间的缝隙向上冲出去。当水体上升将水葫芦浮起来填入圆锥台体管的时候,塔内水体的压力代表了系统的压力,该压力的水体可以用来发电。在上述情况下若关闭了变压塔的4个闸阀后,塔内水体的压力代表了塔体本身的较高压力,该压力可以用来喷淋灌溉周围高度不同的耕地。
b圆锥台体管的高度6·0m,壁厚500mm,
(B)柱体
a柱体设置在提梁的节点上,外圆周梁体上的柱体之间的间距最大,内圆周梁体上的柱体间距最小,中圆周梁体上的柱体间距适中。三环梁体上的柱体个数相等。
b柱体使用立筋Φ32mm螺纹钢筋8根,四边均布,轴间距175mm。箍筋使用Φ6mm光圆钢筋,间距200mm。柱体高度4·0m,截面积400×400mm。柱体共计18×3=54(根)。
C框架结构的圆柱体房间
a 54根柱体顶着的上部框架梁体和提梁的结构相同,只是梁体窄一点。外圆周梁体与外环柱体齐平。辐状梁体延伸至内圆周梁体的内圈,搭接在圆锥台体的外壁面内。屋顶部设制现浇顶,现浇顶中心向外辐状找坡至中圆周梁体止。现浇顶外圆周向内辐射状找坡至中圆周梁体止。雨水通过PVC管下流。屋顶常规处理。
b提梁上面使用短截楼板铺设,使提梁下面的现浇顶和提梁上面的楼板之间形成保温空间。圆柱体房间的窗台和墙体用泡沫混凝土砌块制作,窗框使用铝合金材料制作。
c顶部格构梁体规格:300×800mm。顶部现浇顶厚度100mm。
③电梯
直升电梯按常规设制。
(3)水葫芦
a水葫芦是钢板焊件,圆锥体。水葫芦的壁面形状与变压塔的钢筋混凝土圆锥台体管的形状配副。水葫芦与圆锥台体管的接触壁面粘贴一层厚橡胶皮,用以密封。当用水葫芦做模具时,要特别注意防止烧坏橡胶皮。水葫芦的上部使用油漆画出红白相间的斑马条纹。斑马条纹既是变压塔的压力指示标识,又是航空的地面标识。不锈钢空心球穿入钢管,焊接在水葫芦的顶端。水葫芦内部顶端由一块圆形钢板焊接固定着。钢管上端不封闭,刮风时呜呜作响。
b水葫芦底圆直径6000mm,高度11m,钢板厚度10mm。水葫芦外壁面橡胶皮厚度10mm。
水葫芦内部圆形钢板直径800mm,厚度20mm。不锈钢空心球直径1000mm,壁厚5mm。
连接钢管直径80mm,壁厚10mm,长度4500mm。
(4)附设建筑
附设建筑是指变压塔周围设置的微型发电站,发电站尾水蓄水池等。规定发电尾水必须首先蓄积而后才进行处理。处理方法包括:低压自流灌溉、用水、弃水。有时土地保墒不需要灌溉,就要将蓄积尾水注入池塘、水窖、水库储存起来备用。上述储存容器灌满后才当作弃水注入废弃机井补充地下水,或注入河流。
附设建筑包括:①微型发电站、②蓄水池。
①微型发电站
变压塔的系统压力河水必须先经过微型发电站发电后才能使用。除非系统压力河水不达标,不能发电且当时急用水,才可以直接使用变压塔内的较高压水源。
微型发电站的设置包括:A三层楼房、B冲击式水轮机组。
A三层楼房
a设置三层楼房的目的是提高发电尾水的水位,创造低压灌溉水源。楼房前面朝向南方,框架结构。蓄水池设置在楼房的后面,二者间距10m。
b楼房规格:8×3=24(间)间宽3m,间深10m,间高3-3·5m。设制单跑内楼梯,单跑外楼梯设置在楼房背面三楼。三楼前后设制门窗,一、二楼前面设制门窗。
B冲击式水轮机组
a冲击式水轮机组是已知技术产品。安装在三楼。配置个数和发电功率由用电量、用水量来决定。发电尾水通过高架管道流入蓄水池。
b低压电流由当地切换使用,一般不上网。在不用水的情况下不发电,因为,变压塔没有放大电能的功能。强求发电实质上是对系统压力流量的浪费。
②蓄水池
a蓄水池圆柱体钢筋混凝土结构。壁面紧密相连,矩形阵列。壁面切点底部通过管道连通,形成连通器。钢筋绑扎参考变压塔的②地下结构A壳体结构47页的内容。
b蓄水池规格:外径6000mm,壁厚500mm,底部厚度800mm,蓄水池净高度6·0m。连通钢管外径500mm,壁厚20mm。
(5)主、支流供水管道
主、支流供水管道使用PE聚乙烯给水管。主流供水管道由变压塔主体结构的底部引出,与蓄水池底部壁面引出的主流供水管道通过三通管汇合。切换水源的闸阀和/或软密封闸阀连接设置3处:第一处在变压塔的外壁面底部;第二处在蓄水池的外壁面底部;第三处在主流供水管道的三通管坑内。蓄水池的切换闸阀、管件的结构与变压塔的切换闸阀、管件结构完全相同。三通管汇合处使用软密封闸阀。
不同水压的切换方法是:1变压塔和蓄水池的闸阀一般不同时启开。当需要同时启开时,必须关闭三通管汇合处的切换软密封闸阀。上述操作标志着将系统不够发电的水压,转换成低压灌溉水源。水的流向从变压塔进入蓄水池。2如果,关闭了蓄水池主流水源,同时关闭了系统水源,启开变压塔主流水源,启开三通管汇合处的软密封闸阀,那么,标志着直接使用变压塔内的较高压灌溉水源。3如果,将系统闸阀启开,将变压塔的主流闸阀启开,将三通管汇合处的软密封闸阀启开,而蓄水池闸阀关闭,那么,标志着使用系统水源。
因此,变压塔可以切换三种不同压力的水源管理:第一种是流入蓄水池的发电尾水、或系统不够发电水压,属于低压灌溉水源。第二种是关闭了系统闸阀的变压塔内的较高压灌溉水源。第三种是启开系统闸阀的系统特高压水源。
主支流供水管道涉及的管件包括:①主流供水管道、②支流供水管道。
①主流供水管道
主流供水管道由变压塔和发电尾水蓄水池引出,汇合后敷设在三级管网的南北走向敷设管道的左右两边。埋设距地面1m。汇合处使用软密封三通管连接,共连接供水管道4组。南北走向敷设的管道之间与支流供水管道的连接也通过软密封闸阀连接。
主流供水管道涉及的管件包括:A聚乙烯PE给水管、B三通管、C软密封闸阀。
A聚乙烯PE给水管
a聚乙烯PE给水管是城市给水系统所使用的管道产品。具备了各种规格的直管、弯管、三通管、变径三通管等。涉及品种齐全,可以适应各种连接需要。是本发明的利用海力调度河水的方法唯一选用的已知技术产品。
b主流供水管道选用外径500mm的PE给水管,管道连接实施电熔加压凝固连接。在规定管道敷设线路上每500m连接一个变径三通管,将管径由500mm变为300mm,使用软密封闸阀与支流供水管道实施连接。
B三通管
a变压塔与蓄水池引出的主流供水管道汇合处使用一个三通管,该三通管口径相同,其 品质是PE聚乙烯管件。主流管道每间隔500m连接的变径三通管也是PE聚乙烯管件。使用软密封闸阀连接。
b凡是安装软密封闸阀的节点都要求建立一口保护井,井口设制盖体。
C软密封闸阀
软密封闸阀是已知技术产品。可以选用配置。
②支流供水管道
支流供水管道是直接深入田间的灌溉自来水引水管道,外径300mm。支流供水管道每间隔10m连接一个变径三通管,将管径由300mm变为120mm,并连接一个软密封闸阀,连接一个90°弯管和一个多头供水器。该支流供水管道管辖左右各250m范围的田头长度的灌溉水源管理。连接的变径三通管口径相同。
支流供水管道配件包括:A聚乙烯PE给水管、B三通管、C软密封闸阀、D弯管、E多头供水器。
A聚乙烯PE给水管描述(略)
B三通管描述(略)
C软密封闸阀描述(略)
D弯管描述(略)
E多头供水器
多头供水器的作用:多头供水器是变压塔灌溉用水终端的管理管件,它直接为农民提供自助供水。多头供水器的结构包括:(A)PE给水管组合件、(B)连接件、(C)钢筋混凝土包容体、(D)节点保护井坑。
(A)PE给水管组合件
a该组合件是多头供水器的基本构件。它由两个结构相似的PE给水管组合件连接而成,管件之间通过电热熔加压凝固连接。第一组合件使用的管件包括:三通管2个、变径三通管1个、直径30mm放水球阀1个、直管1+2=3截、活动法兰接头3个、活动堵头法兰片2个。第二组合件使用的管件包括:三通管2个、直管1+2=3截、活动法兰接头2个,活动堵头法兰片2个、PE封堵壳体1个。
b连接第一组合件:将1个三通管与1个变径三通管连接,形状是“上”字形。将1截长直管连接在“上”字形的顶端。将1个三通管连接在直管的上端,使上下两个三通管的平行轴线远距离“十”字形正交。将1个活动法兰接头连接在“上”字形管件的三通管右端。将放水球阀安装在“上”字形管件的变径三通管的右端。将2截长度相等的短直管分别连接在管件顶端的三通管两端。将2个活动法兰接头分别连接在短管的端头。将2个活动堵头法兰片螺栓连接在活动法兰片上,将管口封闭。
c连接第二组合件:将1个三通管与1截长直管连接,长直管的长度与第一组合件的变径三通管和直管连接的长度相等。将1个三通管连接在长直管的上端,使上下两个三通管的平行轴线远距离“十”字形正交。将PE封堵壳体连接在下面的三通管一端。将2截长度相等的短管分别连接在管件顶端三通管两端。将2个活动法兰接头分别连接在短管的端头。将2个活动堵头法兰片螺栓连接在活动法兰片上,将管口封闭。
d连接两个组合件:将两个组合件的下面的三通管连接,使放水球阀朝向左边,自然活动法兰接头也朝向左边。肯定第二组合件下面的三通管PE封堵壳体朝向右边。使两根竖直管的轴线平行。使上面两个三通管连接的管件轴线平行。然后,使用铁丝将两个组合件从上部绞紧,形成多头供水器的基本构件。与连接件连接后现场制作钢筋混凝土包容体,以及井坑。该多头供水器的钢筋混凝土包容体不宜工厂化生产,因为砼体笨重且塑料管件露出部分在运输途中容易碰坏。
(B)连接件
a连接件由支流供水管道中的变径三通管引出,连接顺序:变径三通管——软密封闸阀 ——活动法兰接头连接90°弯管(轴线与支流供水管道轴线平行顺流)——连接活动法兰接头——PE给水管组合件。
b连接前先将坑基底部整平、夯实,垫一层混凝土,准备浇筑钢筋混凝土包容体的墩体。
(C)钢筋混凝土包容体
a当PE给水管组合件被钢筋混凝土包容体固定后就形成了多头供水器。多头供水器的外形是一个竖立的短截柱体,短截柱体上部前后两立面分别设置两个相同的供水管口。平时4个供水管口都被活动堵头法兰片螺栓连接着,使用时打开。
b多头供水器钢筋混凝土包容体的2/3埋入地下,1/3露出地面。外观比较坚固,不易破坏。钢筋混凝土包容体立筋使用32mm螺纹钢筋8根四边布局间距250mm,箍筋使用6mm光圆钢筋,间距200mm。立筋上下两端弯钩180°,常规绑扎。钢筋混凝土包容体高度1800mm,横截面正方形边长650mm。使用专业模板,混凝土一次浇捣完成。
(D)节点保护井坑
a节点保护井坑主要作用是:保护软密封闸阀连接,保护放水球阀,防止冬季冻坏。井坑的形状是圆锥台体管状,井口高出地面许多,设置井盖。多头供水器竖立埋设在井的旁边。
b灌溉操作规程:打开多头供水器的活动堵头法兰片,将柔性塑料管道套入供水器管口,使用细铁丝拧紧。揭掉井盖,下到井坑,关闭放水球阀,打开软密封闸阀。灌溉完成后,下到井坑关闭柔性密封闸阀,打开球阀放出多头供水器的存水后关闭。从井口出来,盖上井盖。螺栓连接多头供水器的活动堵头法兰片。该操作规程适应低压灌溉水源的大水漫灌。
c当使用较高压灌溉水源时,多头供水器管口连接的是自动喷淋灌溉器。操作方法与低压灌溉水源的操作规程相似。严禁使用特高压水源灌溉,因为,特高压水源连接的是高层建筑体外灭火水源。连接的是森林防火塔的防火、灭火、灌溉水源。特高压水源慎用,因为,水的压力代表了系统水压,有危险。
变压塔小结
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的变压塔是压力河水调度系统使用的农村的灌溉自来水管理机构。它的形象与传统的城市供水塔相似,其功能是可以切换3种不同压力的水源管理。
8海库盆
海库盆的作用、结构、尺寸数字、装配方法等完全继承了压力海水调度系统的相同机构。请参阅海库盆的有关描述。
三有益效果
由本发明的利用海力调度河水的方法,技术特征所带来的有益效果包括:(一)与传统调水方法相比较所具有的有益效果;(二)小水电曲线上网原理涉及调水方法所具有的有益效果;(三)滞洪区群井电力调水方法所具有的有益效果。
(一)与传统调水方法相比较所具有的有益效果
本发明的利用海力调度河水的方法是一种以海浪为动力源,以独流河坝库蓄积河水为介质源的海浪能量收集、置换、传递、调度、储存系统。该系统最显著的特征是,动力源的海浪运行在系统的体外;介质源的河水运行在系统的体内。从而形成具有与帕斯卡尔液压传递原理相似的宏观液力传输系统。该系统在调度了河水的同时转移、放大了海浪动能。从而使压力河水以可见光的速度,传递到任意远距离,任意高度的海库盆。为常规水力发电提供强大无比的流量合力水源。发电尾水供农业、工业、城市使用。它的发电过剩产能,将会远远大于压力海水调度系统的发电过剩产能。
而传统的调水方法是利用水体的重力流特性,利用电力泵的提升,让水体通过自流运行 到达供水目的地。传统的调水方法占用了大片大片的耕地,移民的成本十分惊人。往往一项调水工程从论证到建成需要几十年,劳民伤财,太费劲。有时会受到干旱的困扰,杯水车薪。
本发明的利用海力调度河水的方法与传统的调水方法最显著的区别是:①新技术的调水方法使用压力管道约束压力水体的自由行为让水往高处走,提升水位的能力特强,使系统的反应速度为光速;传统的调水方法使用渠槽约束水体,形成自由液面广阔分布状态,让水往低处流,流速太慢。②新技术的调水方法能产生永久的、巨大的发电经济效益。用水的成本为负值;传统的调水方法用水成本很高,分级调度需要电力泵提升。③新技术的调水方法涉及的压力河水所到之处,可以当年展现鱼米之乡的繁荣景象。传统的调水方法永久性的继承了“节约用水”的优良传统;④新技术的调水方法与城市高层建筑体外灭火、森林防火、灭火、灌溉紧密相连;传统的调水方法鞭长莫及。⑤新技术的调水方法与治理沙漠、改造环境密切相连;传统调水方法办不到。⑥新技术的调水方法能使人类的生存空间迅速扩大,耕地面积迅速增加;传统调水方法只能使耕地面积缩小。⑦新技术的调水方法生产的产品是按需分配的电力和淡水。对于引领未来经济社会发展提供强有力的支撑作用;传统调水方法生产的是有限的淡水,只能解决燃眉之急。⑧新技术的调水方法可以利用系统水压、流量压裂废弃石油井的岩层,压裂低产石油井增产原油;传统的调水方法办不到。……
本发明的利用海力调度河水的方法,建设高速度主要体现在:可以实施陆地工程分散、分割、同时进行的干燥构筑法;可以实施地下盾构隧道工程的分段独立作业法;可以实施海域工程分散、分割、同时进行的工厂标准化制造法,以及专业化海底安装法。在上述系统工程基本完成后才进行供水连通。其建设速度要比传统的调水方法和水电站的建设速度快得多得多,而且是“一石多鸟”。本发明的利用海力调度河水的方法,建设高速度还体现在:系统可以不断连接扩大。使原来建成的系统的重复利用率不断提高。
鉴于以上有益效果的表述,可以判定本发明的利用海力调度河水的方法,将是当今世界最具有高产能的“绿色电力能源”系统的新兴产业。它的发电尾水是永不枯竭的供水源泉。
(二)小水电曲线上网原理涉及的调水方法所具有的有益效果
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的小水电曲线上网原理,是本发明的一种配水的采水方法。有益效果体现在系统调度了河水就等于调度了电力,使淡水和电力同时以光的速度调度至任意远距离,任意高度的海库盆。而且,可以将原来的电力放大12·25倍。这就为大力发展山区小水电创造了新的空间,同时,节省了巨额的输变线路的投资。本发明的利用海力调度河水的方法,最终的目的在于使众多大山的土地也你能获得灌溉,众多的山林也能获得防火、灭火水源供给。因此,向每一个山区通入若干条盾构隧道,那是迟早的事,迟通不如早通,因为这里面蕴含着巨大的经济效益。
小水电曲线上网原理的形成为小能量置换大能量原理的发现提供了载体。因此,我们可以把小能量置换大能量原理看作是一个重大突破,可以看作是基础研究成果。这个基础研究成果将会对改造传统的水电站、火电站提供科学依据。将会对创造的污水放大电站提供科学依据。未来这个基础研究成果所创造的经济价值可以与压力海水调度系统和压力河水调度系统相媲美。
(三)滞洪区群井电力调水方法所具有的有益效果
本发明的利用海力调度河水的方法,所涉及的滞洪区群井电力调水方法,是本发明的一种补水的采水方法。有益效果体现在:时刻保持针对旱涝两局地的防灾减灾意识。利用电网谷电调度井水就等于调度了电力。系统利用海库盆通过时空转换,将低价电力调度并放大12·25倍,高价出售,使谷电改变为峰电。电价增长了30多倍。如果,将滞洪区都利用起来,那么,系统所创造的经济价值将是十分巨大的。
滞洪区群井的电力调水方法的应用为大地径流重新分配原理的发现提供了载体。因此,我们可以将大地径流重新分配原理看作是调水技术的重大突破,可以看作是基础研究成果。这 个基础研究成果将会对超跨流域调度河水提供科学依据。这个基础研究成果将会对大型水电站丰水期的发电尾水调度提供科学依据。使河水的调度与电力的调度合二为一,使电力放大12·25倍。使干旱地区河水成倍成倍地增加,它对社会发展的引领作用将是举世无双的。
本发明的利用海力调度河水的方法,是当今世界最先进的调度淡水的方法。它的淡水流量永不枯竭,它的动力强劲持久,它所产生的经济效益无法估量。它使人类突破了自己生存的疆域,在广阔的海洋获得了支撑经济发展持久强劲增长的动力源泉。未来必然为人类带来生活方式的改变,生活质量的提高和经济的飞跃发展。我们可以预言:新技术革命和产业革命将会从本发明的利用海力调度河水的方法大规模实施而引发。
具体实施方式
本发明的利用海力调度河水的方法,实施路线建议遵循下列规则:
①试点纵向深入法:在冬季不结冰的沿海间隔建立3个中心试点,通过实践获得经验。格状管网实施纵向伸入大陆平原,形成大陆局部成片供水区域。使若干独流河坝库涉及的大海浅水区域形成对位的海力场。在该宏观液力传输系统内,至少设置一组/组合海库盆以及配套的海电站。对系统进行灌溉水源管理试验;对系统进行电源管理试验。然后,总结经验,修正操作规程,规划下一步拓展。
②试点横向扩展法:从每个试点成片供水区域的左右实施横向扩展连接,使大陆平原形成三级格状管网。使众多独流河涉及的大海浅水区域形成对位的海力场。在该宏观液力传输系统内,对农田实施灌溉供水按需分配试验。对工业区/城市群涉及的海库盆/海电站,轮换实施连接系统发电试验;和无限循环放大发电试验。然后,总结经验,对系统的水源不足提出补救方案。
③高原引水扩展法:从适合上高原的山地,通过盾构隧道和机井连接引水上山。引水上山的通道由不同地区构筑的多个相同的设制构成。上山后使用三级格状管网逐步连接成片。
④登山放射引水法:通过山底部盾构隧道、上山水平隧道以及连接机井,将河水引至高山之巅的变压塔。由变压塔将河水从山脉的山脊向下引导。
⑤小水电曲线上网法:方法(略)。千方百计大力发展小水电用以补充系统的水源不足。
⑥滞洪区群井供水法:方法(略)。大规模在滞洪区发展群井泵水站,补充系统水源。
⑦大水电尾水转移法:在大江大河水电站的坝库下游左右两岸,建设大型泵水站。枯水期泵站闲置;丰水期大量往系统内泵水,用以转移洪水,减轻灾害,放大电力,重新分配大地径流。
本发明的利用海力调度河水的方法,与工业区/城市群供水终端连接时,建议连接“O”型无限循环放大(母子)水电站。因为,该放大水电站是由组合海库盆、大型泵站结构成的宏观液力传输系统。该水电站是一种不违反能量守恒定律的受人控制的永动系统。它将为人类提供十分方便的水源管理和电源管理。当工业区/城市群需要水时,放大水电站打开蝴蝶阀活门与压力河水调度系统连接,执行本发明规定的运行方式。当工业区/城市群不需要供水时,关闭蝴蝶阀活门切断压力河水调度系统的水源。放大水电站执行无限循环放大发电,需要多少电就发多少电,实施局部随意调节峰谷发电量功能。“O”型无限循环放大(母子)水电站,是压力海水调度系统和压力河水调度系统基础研究成果的结晶。
本发明的压力河水调度系统,为人类社会发展提供了逐步解除两个瓶颈的方法,它将会使经济社会生产力得到巨大的释放;将会使海洋动力得到有效的利用;将会使发现的自然规律产生的效能充分的发挥。“绿色电力能源”的过剩产能,淡水资源的“按需分配”,将会使每一个国家的电力能源安全、粮食安全得到保证。我们将会看到气候变化被逐步遏制,生存环境逐步改善。
关于《说明书》和《说明书摘要》的撰写说明
为了减轻审查员的劳动强度,为了让本发明尽快转化为生产力,发明人撰写了本资料。
本资料的法律依据是《专利审查指南》2010。
本资料的书面依据是本发明的《说明书》和《说明书摘要》。关于《说明书》撰写的说明
■名称
本发明的利用海力调度河水的方法(简称:压力河水调度系统)共11个字。其中“利用海力”表述了方法的原动力,“调度河水的方法”表述了本发明的目的。两种液体的组合运行,使一种液体成为动力源,另一种液体成为介质源。本发明的名称给人一种新奇的感觉,一看就知道它是一项原始创新,是重大突破性的发明。简称概括性强方便应用。该名称清楚、简要、全面地反映了要求保护的发明主题和类型。希望审查员同意。
■技术领域
本发明属于新兴水利、水电领域。特别涉及一种主要利用海浪动能,采集、配置、传递、调度、储存入海河流河水的新兴宏观液力传输系统。该表述分两部分:第一部分是本发明的上位技术领域,这是对开拓性发明的大归类;第二部分是本发明的目的具体技术领域,是小归类。两部分合在一起,完整地表述了要求保护的技术领域。在大归类中本发明涉及水利,同时又涉及水电的原因是,本发明调度河水的能力特别强,流量、压力特别大,调度速度是光速,海库盆内的蓄积河水不经过“消能”处理无法使用。而“消能”方法的最佳选择是“发电”。所以,技术领域的大归类中既要有“水利”,也包括了“水电”。希望审查员同意。
■背景技术
本发明虽然属于水利领域,但是,调水方法不同于传统调水方法;本发明虽然属于水电领域,但是,水力集中储存方法不同于任何一种水力集中储存方法。因为,本发明与压力海水调度系统的根本区别是,两种液体运行。所以,应该认为本发明的压力河水调度系统是压力海水调度系统的伴生发明。
在本发明的《说明书》中发明人明确认定了其宏观原理使用了在先发明。标明了哪些机构或结构属于首创,哪些属于继承,哪些属于改进。并且对二者生产的介质不同、机构组成不同、发明目的不同、功能效果不同、经济价值不同等进行了对比。因此可以说,本发明的压力河水调度系统是在原发明基础上的“自我超越”,它仍然是开拓性发明。原因是,她已经占领了该技术领域的制高点,对未来世界经济社会发展具有极其强大的引领带动作用。
更重要的是本发明通过3+1=4种不同的采水方法的配置,发现了“小能量置换大能量原理”。发现了“小水电曲线上网原理”。发现了大地径流重新分配原理。这些基础研究成果都能为未来新能源的进一步开拓发展,和传统能源的巨大变革产生极其深远的影响。希望审查员同意。
■发明内容
一要解决的技术问题
“针对现有技术中存在的缺陷和不足”本发明提出两个“针对”,第一个是针对传统调水落后技术不适应社会发展的需要;第二个是针对压力海水调度系统不能够调度“淡水”。其实,归纳起来主要是针对人类的宏观淡水需求而言。
第一个要解决的问题是:形成覆盖国土面积的,调水目的地十分广泛的,多水源的压力河水调度系统。这个问题是本发明的基础问题,该问题解决好了,其他问题迎刃而解。
第二个要解决的问题是:对需要供水的地方实施先发电后供水的原则。其实这个问题是 被动形成的。因为该系统既调度了河水介质又调度、放大了海浪动能,该水不经过“消能处理”无法使用。而发电就是最好的“消能处理方法”。这正是人们求之不得的,预料中的事情。它所产生发电的经济效益远远大于压力海水调度系统。主要因为“系统”涉及的面积大。
第三个要解决的问题是:对平原土地,实施低压自流灌溉。对山坡地,实施相对较高压的自动化喷淋灌溉。该问题中隐含了淘汰所有的传统灌溉方式。未来的新兴灌溉技术不需要外加动力支持,不需要修渠。所有的传统渠道都要拆除,腾出大片土地恢复耕种。
第四个要解决的问题是:利用“较高压灌溉水源”引水拉沙治理沙漠。1958年后,陕西省靖边县杨桥畔公社农民创造了一种“引水拉沙”改造沙漠的方法。具体做法是:将芦河的河水筑坝蓄积,修渠将坝库的水引入沙漠。利用水体的重力流特性将沙丘冲击漫平,使沙漠变成良田。(有新闻记录片可鉴)这一事件轰动了全国,靖边县杨桥畔公社因此而成为治理沙漠的典范。当时开辟的大片大片良田,至今受益。如果我们应用新技术改造这一传统技术,将会产生多么大的综合效益啊!
第五个要解决的问题是:解决全世界饥饿人口的吃饭问题。从根本上消除人类的贫困根源。这是一个非常大的国际性问题,这个问题多少年来一直困扰着人类。其实,人类的贫困人群主要集中在农村,农村的贫困人群主要集中在干旱地区。如果,干旱地区的灌溉问题解决了,那么,贫困问题自然消除。中国政府解决了13亿人口的吃饭问题已经是一件很了不起的事情了。如果中国政府再能利用新科技解决了全世界人口的吃饭技术问题,从根本上消除了人类的贫困根源,那么,这个世界上的战争和恐怖将会大大地减少。全世界的人类文明进程将会加速发展。
第六个要解决的问题是:将滞洪区群井的井水大规模泵入“系统”,用以转移洪水,还原电力,减轻灾害。这个问题其实是由“采水方法”引发的。本发明人的原意是采集符合国家规定的人群集中饮用标准的淡水、还原部分电力。根本没有想到该“系统”可以成倍成倍地放大电力。当这个发现产生之后,可以解决的问题将会不断扩大。
第七个要解决的问题是:将深山小水电的发电尾水大规模泵入“系统”,实现“曲线上网效应”。这个问题也是由“采水方法”引发的。它给了我列出算式、确定公式、写出定律提供了条件。使“小能量置换大能量原理”从理论上得到确定。
第八个要解决的问题是:将工程性缺水问题和资源性缺水问题一并解决。传统的调水方法无论如何是不可能完全达到二者兼顾。尤其是当今世界的气候变化反复无常,旱涝交替、旱涝急转,一年两旱,一年三旱;暴雨成灾、洪水肆虐、江河横溢。天不下雨谁也没有办法,天要下雨谁也没有办法。现在就不同了,本发明的新技术具有按需分配大地径流的功能。过去干旱地区的干旱现象在本发明实施后将会改变为好事,因为,日照时间长积温高对农作物生长有利。产出的农产品营养丰富,含糖量高。更让人高兴地是,新技术具有防灾减灾的功能。不但能对水灾、旱灾同时实施远距离防灾减灾,而且,对火灾也能实施远距离防灾减灾。
第九个要解决的问题是:使用“系统”高压水柱喷射,解决森林防火、灭火、灌溉问题。当“系统”内的河水不经过“消能处理”就使用时,是有危险的。因为它的压力太大,射程相当的远,使用时特别注意安全。
第十个要解决的问题是:重点消防单位的消防供水与“海库盆”给“海电站”的供水连通,彻底解决高层建筑的体外灭火问题。该问题是世界性难题,购买一辆110m高度的架梯高压灭火车需要2000万人民币。新技术问世后,这个问题变得比较简单。
通过以上解读,我们可以清楚地看到,拥有该新技术的中国已经站在该技术领域的巅峰。永远不会有人超越。它对全世界的粮食安全、能源安全、消除贫困、改变环境、治理荒漠化、防灾减灾、控制温室气体排放源的生成、遏制气候变化、恢复气候常态。有着不可轻视的巨大作用。希望审查员同意。
二技术方案
(一)机构的功能
1采水机构
△为什么要设置三种采水机构?
答:压力河水调度系统的介质要求符合中国国家采水水质标准。由于多年污染严重,多数河水达不到III类水质标准,因此,需要增加优质淡水比例。而深山小水电站的发电尾水大都是I II类水质标准的优质淡水。地下水丰富的分洪区井水也是I II类水质标准的优质淡水。将三种水混合在一起,既增加了水量、水压又提高了水质。该机构属于首创机构。
2压水机构
△与在先发明相比较压水机构有什么变化?
答:为了使压水机构适应采水机构的连接。为了使压水机构的运行安全、可靠、简单、耐用,节省材料、便于制造。压水机构发生了下列4种变化。
1)结构砼体内的活塞缸由6个改变为4个。河水单向阀都“藏于”结构砼体内,活塞缸盖也“臧于”结构砼体内。使结构砼体的体型变得非常结实。
2)加重(厚)了结构砼体的钢筋混凝土包容体,将格状大梁改革为现浇厚顶。使结构砼体接受配重砼体频繁冲击的刚性增强。
3)结构砼体厚顶的活塞杆穿孔具有活塞杆导向套的作用。结构砼体厚顶上固定了橡胶桥垫子,使缓冲结构更加可靠、耐用。
4)配重砼体替代了配重箱的繁杂结构。使工厂化生产变得简单,节省了钢材。使海底装配变得简单轻松。
压水机构的变化可以为压力海水调度系统的压水机构提供借鉴。该机构属于改进机构。
3海力场
△与在先发明相比较海力场的结构、功能有什么变化?
答:由于两种液体运行,海力场机构变得复杂了许多。因为输入/输出管道砼体的使用量大,所以将输入管道砼体和输出管道砼体设计成一种。其次在装配管道砼体时应用而生了弯管及弯管支高砼体。应用而生了三通管及三通管支高砼体等。功能方面,涌浪仍是动力源泉,而河水是介质源泉。
输入/输出管道砼体结构比较复杂,主要复杂在换气结构上了。该机构属于首创机构。
4压力河水接收机构
△与在先发明相比较压力河水接收机构有什么变化?
答:发生了下列变化。
1)改革了压力河水接收机构的组合单向阀,使组合单向阀的体积缩小,用钢量大大下降。主要结构由PE聚乙烯塑料代替,另一部分结构由钢筋混凝土代替。
2)改革了压力河水接收机构钢筋混凝土圆柱体壳体的内部结构。使用组合柱体和隔板将内部空间分割成上下两个腔体,组合单向阀铆接在隔板中心7个圆孔上。
3)增加了放水功能,保证“系统”内的河水纯净。压力河水接收机构属于改进机构。
5格状管网
△与在先发明相比较三线管网和三级格状管网有什么区别?
答:有下列区别。
1)压力海水调度系统的三线管网设置目的是防止地震等外力对“系统”的破坏。
2)压力河水调度系统的格状管网设置目的是为了覆盖平原国土面积,最终达到对“系统”内河水使用的目的。格状管网由三种不同口径的管道通过节点构筑物连接。格状管网属于首创机构。
6变压塔
△与在先发明相比增加变压塔有什么特别作用?
答:变压塔的功能是农村灌溉自来水的管理机构。在“系统”水压达标时,变压塔执行先发电后用水的原则。发电尾水自然形成“低压灌溉水源”;当“系统”水压不达标时,自然形成“较高压灌溉水源”。管理人员根据不同情况可以切换三种水源管理。
变压塔的高度较低,它没有放大电力的功能。因此,在局地无灌溉、无用水需求时,不要强求让它发电。如果强求让它发电,那么,实质上是对水力资源的一种浪费。
变压塔最显著的特点是建筑分布十分广泛,从而成为未来压力河水调度系统的标志性建筑。平原、高原、山头、森林都会有它的身影。变压塔属于首创机构。
7主流供水管道
8支流供水管道
△与在先发明相比增加了主、支流供水管道有什么意义?
答:创新型国家的农业需要逐步发展成为现代化的农业生产体系。这个体系首先要体现在灌溉现代化方面。主、支流供水管道的设计,废弃了传统的粗放式的水渠灌溉方式。形成了规范的、现代化的数字信息网络控制灌溉程序的雏形。该技术是现代农业进程中的第一步,也是关键的一步。它既适应当今中国的落后农业生产体系,又方便改革成为现代化的农业生产体系。该技术属于首创。
9海库盆
△与在先发明相比海库盆的结构和功能发生了什么变化?
答:未来的海库盆在国土面积中分布十分广泛,它的主要目的是为工业区/城市群提供水源管理。由于它的功能扩大,与城市消防供水连接,因此,管道的选择和规范装配以及管理等方面的工作要到位。否则,将会发生重大人员伤亡和财产损失的事故。
根据人类社会的发展进程不断加速,城市不断扩大,分布在各地的海库盆单独使用会影响发展。因此,有必要设置组合海库盆。该海库盆的名称叫“O”型无限循环放大(母子)水电站。在最初的充水阶段和/或供水阶段放大水电站与压力河水调度系统连接,执行系统运行规定。在不需要供水的情况下执行独立的自主无限循环放大水电站运行。需要多少电就去发多少电,该水电站是不违反能量守恒定律的永动系统。该基础研究成果将在下一个发明中披露。这里连接的海库盆属于继承机构。
10山区供水方式的功能
△山区供水方式的功能的特点有哪些?
答:特点有两个——第一是,使用盾构隧道输水,水平梯级隧道分散水体的自由压力,实施机井连接。第二是,变压塔设置在山顶的主峰上,对山脉实施放射状居高临下供水。该机构属于改进机构。
(二)机构的原理
11转移洪水的原理
△转移洪水原理的性质是什么?
答:转移洪水的原理是本发明中的一个重大突破下的基础研究成果。起初发明人并未看出它的潜在功能。在最初的文稿中描述它的功能——可以还原75%的电力。后来分析觉得不对劲,改成电力还原能力大于100%。最后,通过与帕斯卡尔的液压系统原理比较后发现,使用电力往“系统”泵水,当井水进入“系统”后水位升高的过程与帕斯卡尔的液压系统原理是一样的。用电量小,产出电量大。因此,转移洪水的原理实质上是属于电力放大原理。该原理属于首创原理。
△转移洪水原理的意义是什么?
答:根据当今世界气候变化的情况看,根据压力河水调度系统的发展看,未来压力河水调度系统的广泛分布,与滞洪区群井的分布相匹配。其原因是旱涝交替、旱涝急转、一边局 地旱,一边局地涝的极端天气现象频繁发生,将会在一个相当长的时间内不可能改变。本发明功能的均衡配置有利于大地径流的重新分配。这种配置的结果是,“因祸得福”。既推动了两边局地的防灾减灾工程的建设,又从中获得了丰硕的收入。最使人高兴的是,它彻底淘汰了抽水蓄能电站。利用海库盆和海电站对谷电进行时空转换,使谷电的价值提升30多倍。该原理属于首创原理。
12小水电曲线上网原理
△为什么说小水电曲线上网原理是小能量置换大能量原理的基础?
答:由应用研究而引发的重大发现是压力海水调度系统和压力河水调度系统两个发明的共同特点。如果单纯地从基础研究入手去发现小能量置换大能量原理,那么,它将是一件十分困难的事情,因为这种研究方法缺少基础载体。研究者甚至连这个研究的题目都想不出来。因此,可以说此类基础研究的成果裂变现象是可遇不可求的事情。该理论是首创理论。
13小能量置换大能量原理
△小能量置换大能量原理的性质是什么?
答:说白了就是将电力放大。传统的火电站提高发电产能方法是在发电机、汽轮机、原动力的锅炉、燃烧系统、煤炭燃料上想办法,提高一次能源资源的利用率;传统的水电站也是在它的自身上想办法,提高发电效能。当小能量置换大能量原理的基础研究成果被突破后,大幅度提高发电效能的方法由发电站本身转移到它的体外。它的原理的实质是将母电站发出的电能,完全供给子电站去执行能量放大置换。因此,该原理的性质是以母养子的关系,是“燃烧了自己,照亮了别人”的蜡烛行为。该理论属于首创理论。
△小能量置换大能量原理的依据是什么?
答:在人类的发明史上曾经出现过两次关于小能量置换大能量原理的发明。2000多年前古希腊科学家阿基米德的“杠杆原理”。和300多年前法国物理学家帕斯卡尔的“液压传动系统”。都为人类的社会发展作出了杰出的贡献,并且永远服务于人类。上述两位伟大的科学家的发明都属于常规机械发明的基础研究理论。而本基础研究理论涉及的是新兴宏观液力传输系统,它的特点是:母系统与子系统形体分离,通过导线连接;不管母系统和子系统的规模有多大,距离有多远,母系统与子系统的运行速度都是光速。该依据是铁证。
△小能量置换大能量原理的意义是什么?
答:当人类不可能在很短的时间内淘汰火电站、核电站时,传统的电站在社会发展的需求的支配下不断地增加。而温室气体排放源无法及时遏制,气候变化带来的极端自然灾害频繁发生。人类实在无法适应。使用小能量置换大能量原理,能使人类在永久的时间内不增加火电站的配置个数。只使用放大现有火电站、核电站、水电站发电产能的方法来遏制温室气体的排放。待压力海水调度系统和压力河水调度系统在每一个国家形成一定规模后,淘汰火电站、核电站。而现在建设的子电站,到那时用作调节电网峰谷电的放大电站。
△小能量置换大能量原理的应用研究是否可以继续扩大?
答:可以继续扩大。根据本发明人现阶段的研究成果,该原理至少可以解决我国目前的两个重大需求:第一个是污水处理的重大需求。我们知道现阶段国内有一些企业不听话经常偷偷地排放污水,造成河、湖、海污染。如果建设一种污水电站,那么,既可以集中局部地区的排放污水,又可以放大电力。利用放大电力赚到的资金去集中处理污水,污水处理企业可能在业务运行中,不但不花成本,而且,从中赚到一笔可观的收入。该方法是首创。
第二个是超跨流域调度河水的重大需求。传统调度河水的方法有许多弊端,一是修渠占用了大片土地,移民的成本非常高。工程周期长,往往是远水赶不上近渴。二是调度河水所需电力成本巨大,单位水体的成本高。增加了社会发展的成本。三是调度河水的自流速度慢水不够用。中国如果在雅鲁藏布江大拐弯处修建一座大型水电站,然后,利用本发明的基础研究成果将发电尾水泵入独立设制的中型“系统”,引至巴彦克拉山的黄河源头,直线距离大 约600Km左右,注入那里设置的组合海库盆。经过超超特大型海电站放大电力。发电尾水流入黄河上游,使黄河的水量成倍成倍地增加。黄河上的多个梯级水电站的发电量也成倍成倍地增加。
使用相同的方法还可以将雅鲁臧布江上游的中型水电站的发电尾水调度至新疆的塔里木河的上游。它的直线距离大约是1000Km左右。
早年就有人想到从雅鲁藏布江大拐弯处调水,但是使用的是传统技术。加之,中国政府担心与下游国家印度和孟加拉国发生利益矛盾。暂时不打算规划该工程。现在有了先进技术,中国政府应当考虑这个问题。为什么呢?从道理上讲我国的水资源我国不能自由利用,这不公平。对于下游国家来说,没有雅鲁藏布江你们不种地啦?如果中国政府同意,我可以为国家设计一种秘密调水方案。该方案不在雅鲁藏布江大拐弯处修电站。只在它的一级支流上修建一座中型电站,就可以将雅鲁藏布江一半的江水以光的速度调入黄河/长江。从卫星上看地面上没有发生什么变化。只是江水少了一半,印度科学家一分析,断定是气候变化的原因。
12防火灭火的原理
△防火灭火原理是怎样形成的,有什么功能?
答:如果说转移洪水原理是应用而生的话,那么,防火灭火原理就是“搂草打兔子捎带”。利用压力河水调度系统实施防火灭火,对“系统”本身的运行没有任何妨碍。它是对“系统”功能的扩大。它解决了长期困扰人类的两大世界难题。第一个是森林防火灭火难题;第二个是城市高层建筑灭火难题。
总结
发明人预测了未来压力河水调度系统运行的前景是:“弃水量远远大于用水量”。在这种情形下,中国水利工程的规划有必要进行调整。用以适应传统技术与新技术的结合。发明人列举了10种“弃水库容”的建设,每一种都孕育着巨大的经济效益。尤其是第6条扩大水稻耕种面积、第9条转移扩大耕地面积,对于我国粮食安全至关重要。第7条增加淡水养殖面积,扩大了新的社会需求。第8条引水拉沙治理沙漠,既治理了环境,又扩大了生产力发展的新空间。第10条将大量压力河水对口注入废弃石油井和低产石油井,使用压裂方法促使油田大规模增产,这一条将会为我国石油工业的高产做出巨大贡献。
(二)结构和数据
压力河水调度系统与压力海水调度系统比较,在大的机构连接方面多出了1采水机构、6变压塔。在下余的机构中除了海库盆的结构改动较小外,其它机构都有较大的改动。改动的目的不外乎以下几条:第一,适应连接。第二,追求精致。第三,节约材料。对于各个机构的结构组成制表填写说明,使审查员查阅方便。使工程技术人员统计归类方便。对于所涉及的零部件尺寸数字来历将列出算式加以说明。使用尺寸数字约束装配,使装配过程不致发生干涉现象是本发明人的一条成功的经验,它有助于结构的合理配置。
1采水机构
(1)第一种采水机构的作用参考了《城市给水与自动化控制技术》(作者;伊学农等)的有关国标水质的标准规定,和结构本身的要求。
第一种采水机构零部件一览表
①盾构井 表1
1)(1)盾构井尺寸数字的来历:盾构井外径12m,内径10m,深度和高度共计130mm适应连接蝴蝶阀活门的装配、操作,适应盾构隧道的掘进。故有关尺寸数字是规定。
1)(2)盾构井附设坑道尺寸数字的来历:坑道底面积5000×5000mm适应安装蝴蝶阀活门,壁厚800mm刚度足够,矩形口800×800mm人体出入方便。
2)“井”字形格状大梁尺寸数字的来历:格状大梁规格300×800mm是通用规格,适应支持环形钢筋混凝土盖体。该尺寸数字是规定。
3)环形钢筋混凝土盖体尺寸数字的来历:盖体外径12m,内径1·5m,厚度300mm是规定。
4)(1)(2)钢管节尺寸数字的来历:钢管外径3000mm,壁厚30mm,长度2000mm或者3000mm是规定。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm是规定。
5)蝴蝶阀活门尺寸数字的来历:根据与钢管节法兰配副的需要应用而生。
6)“O”型橡胶密封圈尺寸数字的来历:适应法兰橡胶圈凹槽的装配。
7)(1)过滤网罩法兰盘尺寸数字的来历:法兰盘外径3300mm,厚度60mm与钢管节法兰配副。
7)(2)过滤网罩支持架尺寸数字的来历:“井”字形支持架外径3000mm适应镶嵌焊接在法兰的内圆壁面上,宽度60mm,厚度60mm可以承受较大的水压。
7)(3)过滤网罩网目钢板尺寸数字的来历:由1+6拼接的网目钢板外径3100mm,厚度5mm,比法兰内径大50mm,可以与法兰和支持架实施双面缝焊连接。网目10mm适应水体快速通过。
第一种采水机构零部件一览表
②“丁”字形盾构隧道③连接机井 表2
8)“丁”字形杆的盾构隧道尺寸数字的来历:长度1~2Km根据近岸涌浪生成的范围确定。
9)“丁”字形头盾构隧道尺寸数字的来历:长度510m根据海力场压水机构排列的矩形阵列范围确定。
10)海底供水机井尺寸数字的来历:机井直径1200mm根据箍井钢管的外径确定海底供水 机井的直径。
11)(1)箍井钢管尺寸数字的来历:钢管外径650mm根据人体的肩宽和活动最窄空间确定。要求体型瘦小的工人竖直进入管道内实施管道焊接、焊迹打磨、塑料衬板补修等工序。管道厚度10mm,长度6000mm,是规定。
11)(2)箍井钢管的塑料内衬尺寸数字的来历是:厚度规定5mm。直径630mm的算式是:
650-10×2
=650-20
=630mm
式中:650mm是箍井钢管的外径,10×2=20mm是箍井钢管的两个壁厚,得数630mm是内衬外径。箍井钢管内衬的长度的算式是:
6000-100×2
=6000-200
=5800mm
式中:6000mm是箍井钢管的长度,100×2=200mm是箍井钢管两端预留焊接散热长度之和,得数5800mm是箍井钢管内衬的实际长度。
11)(3)箍井钢管的外壁面热收缩带缠绕的尺寸数字的来历。
厚度6mm是规定。直径667mm的算式是:
650+6×2
=650+12
=662mm
式中:650mm是箍井钢管的外径,6×2=12mm是箍井钢管外壁面热收缩带的两个厚度,得数662mm是箍井钢管热收缩带缠绕的外径。箍井钢管外壁面热收缩带缠绕长度的式中与内衬长度算式相同,请参阅。
11)(4)箍井钢管法兰的尺寸数字来历。法兰厚度50mm是规定。直径810mm的算式是:
650+80×2
=650+160
=810mm
式中:650mm是箍井钢管的外径,80×2=160mm是法兰的两个宽度和数,得数810mm是箍井钢管法兰外径。加强筋的尺寸数字应用而生。该法兰与球阀体的法兰配副。
12)球阀双向手轮外径500mm是根据人体肩宽和力偶特点确定的。
第一种采水机构零部件一览表
④独流河蓄水库容 表3
独流河坝体的尺寸数字来历——都是规定。
(2)第二种采水机构的作用参考《城市给水与自动化控制技术》(作者:伊学农)有关国标水质标准的规定,和结构、功能的具体表述。
第二种采水机构零部件一览表
①发电尾水过滤池 表4
发电尾水过滤池的尺寸数字的来历——都是规定。
②泵水站
第二种采水机构零部件一览表
A系统连接 表5
系统连接机械机构的尺寸数字来历——都是规定。在自制规格中-1表示厚度或者壁厚。其他数字有表示外径的,有表示长度的,有表示高度的,请分析理解。
表5中的连接钢管24与法兰、加强筋分别表述。蝴蝶阀活门、水泵只表述法兰配副。
第二种采水机构零部件一览表
B泵站构筑物 表6
以上表6的零部件规格一栏根据实际配置填写。
(3)第三种采水机构的作用参考了《城市给水与自动化控制技术》(作者:伊学农)有关国标水质标准的规定。同时表述了另外两种功能。
①过滤井
第三种采水机构零部件一览表
A过滤井位的布局B过滤井的构成 表7
过滤井位的布局尺寸数字来历——都是规定。
②泵水深井
第三种采水机构零部件一览表
A深井配套结构组成 表8
40)(1)机井尺寸数字的来历:机井深度120m,水头100m是规定。
40)(2)箍井水泥缸子尺寸数字的来历:水泥缸子外径500mm,壁厚60mm,高度1000mm是通用尺寸数字。
41)柔性橡胶管尺寸数字的来历:橡胶管外径200mm,长度40m是规定。
42)(1)90°弯管尺寸数字的来历:弯管外径200mm,壁厚10mm是根据与橡胶管配副确定的。轴线长度比160∶160mm是规定。
42)(2)弯管法兰尺寸数字的来历:法兰外径360mm,厚度60mm,凹槽深度14mm根据与三通管法兰配副确定的。
43)橡胶圈尺寸数字的来历:橡胶圈横截面直径40mm适应凹槽装配密封。
第三种采水机构零部件一览表
B井台配套结构组成 表9
44)井台尺寸数字的来历:直径2·4m根据井台高度和方便人员安装、操作而确定。井台高度11·7m根据与泵水管道砼体高度相同而确定的。算式是:
4000+1500+1200+1000+3000+1000=11700mm
式中:4000mm是圆柱体桥墩台的高度,1500mm是桥架连接体的高度,1200mm是槽壳状桥面预制砼体的高度,两个1000mm是泵水容积管道砼体的上下包容体的厚度,3000mm是泵水容积管道的外径,得数11700mm就是与井台相等的高度。
45)环形井盖尺寸数字的来历:环形井盖外径1000mm是根据箍井水泥缸子的外径500mm规定的,厚度30mm刚性足够,内径260mm松宽穿出水泵柔性橡胶管,圆周均布小孔直径26mm适应钢丝绳固定。
46)(1)(2)(3)三通管座尺寸数字的来历:三通管座钢管外径200mm,壁厚10mm,长度600mm根据与柔性橡胶管外径配副,管壁钢筋穿孔40mm方便钢筋穿入。法兰外径360mm,厚度60mm,凹槽深度14mm根据与三通管法兰配副。插入钢筋直径32mm,长度400mm适应与井台钢筋混凝土固定。三通管座露出井台高度120mm方便与三通管法兰连接。
47)(1)(2)三通管尺寸数字的来历:三通管外径200mm,壁厚10mm,管件轴线长度比250∶500mm,法兰外径360mm,厚度60mm,凹槽深度14mm适应与井台固定的三通管座螺栓连接。适应与水泵柔性橡胶管的弯管法兰螺栓连接。适应与泵水容积管道砼体上的球阀体,通过180°弯管法兰螺栓连接。
③泵水站构筑物
第三种采水机构零部件一览表
A支高桥 表10
48)圆柱体桥墩台尺寸数字的来历:圆柱体桥墩台直径1600mm根据该桥是无振动桥梁规定的。露出地面4m适应洪水淹没。
49)桥架连接体尺寸数字的来历:长度12000mm适应安装6个槽壳状桥面预制砼体。宽度2000mm,高度1500mm根据桥架连接体的刚性和载荷规定的。
50)(1)槽壳状桥面预制砼体尺寸数字的来历:预制砼体的长度间接表达了桥墩台之间的距离。高度1200mm,厚度400mm刚性足够。宽度2000mm适应6个槽壳砼体安装。
50)(2)槽壳状桥面预制砼体尺寸数字的来历:纵向梁2根,横向格筋5根,厚度400mm表述了槽壳预制砼体的结构。这些尺寸数字都是根据预制砼体的刚性要求确定的。
第三种采水机构零部件一览表
B泵水容积管道砼体 表11
51)节点构筑物尺寸数字的来历:外径12m,壁厚1m,表12详述。
52)(1)(2)(3)连接管尺寸数字的来历:连接管外径3000mm,壁厚30mm,长度2000mm是连接管统一尺寸数字。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm是该口径法兰的统一尺寸数字。连接管外壁面格状加强筋钢板厚度20mm,宽度30mm也是统一尺寸数字。
53)蝴蝶阀活门法兰尺寸数字的来历:主要表达其法兰的尺寸数字。与连接管法兰配副。
54)(1)(2)衬塑无缝钢管尺寸数字的来历:衬塑板厚度5mm,管道两端预留散热长度100mm,衬塑板外径2940mm的算式是:
3000-30×2
=3000-60
=2940mm
式中:3000mm是无缝钢管的外径,30×2=60mm是钢管的两个壁厚和数,得数2940mm就是衬塑板的外径。
55)堵头钢板尺寸数字的来历:外壁面设制角铁“十”字形加强筋结构的尺寸细节请参阅《说明书》。
56)法兰管尺寸数字的来历:尺寸数字包括了法兰尺寸数字和钢管截尺寸数字请参阅《说明书》。
57)球阀体尺寸数字的来历:主要表达其法兰的尺寸数字。
58)钢筋混凝土包容体尺寸数字的来历:五面包容尺寸数字是规定防止冬季管道冻坏。
59)180°弯管尺寸数字的来历:弯管外径mm,弯曲半径的尺寸数字需要在工地现场测量。
节点构筑物在压力河水调度系统中使用比较广泛,除了主体圆柱体钢筋混凝土构筑物的尺寸数字、安装管道位置有变化外,其余的结构、尺寸数字没有变化。此处设制的零部件一览表目的是为了统计。
第三种采水机构零部件一览表
C“系统”节点构筑物(A)构筑物结构 表12
51)圆柱体节点构筑物尺寸数字的来历:与表5中盾构井结构、尺寸数字相同,露出地面高度不同。
60)“井”字形格状大梁尺寸数字的来历:与表5中盾构井的格状大梁尺寸数字相同。
61)环形钢筋混凝土盖体尺寸数字的来历:与表5中混凝土盖体尺寸数字相同。
62)放气阀连接管尺寸数字的来历:外壁面设制格状加强筋与钢筋混凝土包容体紧密连接。连接管的法兰露出钢筋混凝土包容体。此类结构尺寸数字都相同。数量非常大。
63)保温室尺寸数字的来历:保温室是圆柱体房间,设制门,顶盖尺寸数字是直径6000mm,厚度400mm,下面是平面,上面是锥形体找坡。
第三种采水机构零部件一览表
C“系统”节点构筑物(B)阀体管 表13
64)(1)花孔圆柱体管尺寸数字的来历:花孔圆柱体管外径1000mm,壁厚5mm,高度950mm,壁面圆孔直径10mm,根据结构配置需要而确定。
64)(2)半球形顶部结构尺寸数字的来历:半球形顶部结构的外径1000mm,厚度5mm与花孔圆柱体管焊接配副。中心孔54mm是根据阀芯连接索链的外螺旋直径50mm而确定的。
65)圆锥台体管尺寸数字的来历:圆锥台体管的大口直径800mm,厚度30mm,高度600mm,锥度60°,根据与配副的阀芯在运行中方便密封、方便分离而设置的。
66)法兰尺寸数字的来历:法兰盘外径1300mm,内径800mm,厚度50mm,凹槽深度14mm,该法兰既是阀体管的焊接件,又是与连接管的连接件。
67)加强筋钢板的尺寸数字是规定。
第三种采水机构零部件一览表
C“系统”节点构筑物(C)锥型阀芯 表14
68)(1)阀芯本体尺寸数字来历:阀芯本体底圆直径840mm,壁厚5mm,锥度60°其中840mm的算式是:
800+40=840mm
式中:800mm是阀体管法兰内径,40mm是外加尺寸数字。目的是让阀芯与阀体管法兰底部产生一个空气压缩空间,方便气体迅速窜出。
68)(2)阀芯中心管内螺旋尺寸数字的来历:中心管内径46mm,壁厚10mm,便于车出内螺旋.与连接螺旋副的外螺旋配副。
68)(3)阀芯体乳胶密封皮尺寸数字的来历:乳胶密封皮厚度5mm是规定。
69)配重棒尺寸数字的来历:配重棒外径分三段设制,上段有外螺旋直径设制大一点,中下段是光杆直径小一点。上段外径50mm,中下段外径40mm,长度120mm。
70)索链尺寸数字来历:根据连接刚性设计。
71)“丁”字形圆柱体管盖是连接螺旋副的组成部分。二者有时分别使用,在连接花孔圆柱体管顶孔时组合使用。尺寸数字与配重棒外螺旋配副。
72)外螺旋尺寸数字亦然。
总结
《说明书》对三种采水机构的基本特征进行了总结。只有在三种采水机构的配置下,才有可能保证“系统”的水质、水量。《说明书》同时强调了“配水”和“补水”的必要性。指出了它们的效益和功能:一是为转移优质淡水而配置;二是为转移、放大电力而设置;三是使低价电力变为高价电力;四是节省了巨额的输变线路的投资;五是三种采水机构可以任意扩大连接。尤其是第三条,可以使低价电力放大价值30多倍。(假设谷电售价0·10元/KWh;转移后变为高价0·25元/KWh;电力放大后峰电售价总计0·25×12·25=3·0625元)。
希望审查员不要将三种采水机构当做缺乏单一性来处理。
2压水机构
与压力海水调度系统相比,本发明中的压水机构主要针对结构砼体和配重箱进行了较大的改革。目的是使之适应两种液体运行。另一个意思是使结构砼体外观简化、耐用、便于制造、方便安装、节省钢材。
压水机构的结构组成包括:(1)结构砼体、(2)配重砼体、(3)粗索链、(4)组合浮体、(5)海力场的矩形阵列。
(1)结构砼体
原发明压力海水调度系统中的结构砼体,设制6个巨型立式活塞缸,活塞缸盖露出结构砼体,压力海水输出管道(八通管)水平插在对称活塞缸的轴对称线上,海水单向阀安装在结构砼体的左右两侧体外。这样的机械配置不适应两种液体运行;海水单向阀安置在结构砼体的体外不安全,容易被破坏。
本发明的压力河水调度系统涉及的结构砼体,设制4个巨型立式活塞缸,活塞缸盖筑入钢筋混凝土包容体的内部;压力河水输出管道单独设制;河水单向阀的结构彻底改变,并安装在钢筋混凝土包容体的内部。
原发明压力海水调度系统中的结构砼体,钢筋混凝土包容体壁面较薄,钢筋混凝土柱体不太粗壮(结构限制不能粗壮),柱体上的格状大梁比较单薄。恐长期频繁撞击后格状大梁的寿命会缩短。
本发明的压力河水调度系统涉及的结构砼体,钢筋混凝土壁面厚度1m,柱体横截面800×800mm。将柱体上支撑的格状大梁改变为现浇顶。增加了活塞杆导向套,改变缓冲垫为桥垫子,并固定在现浇顶上。同时,海底安装时的尺寸数字要求不是那么严格的。
结构砼体中的机械机构组成包括:①活塞缸、②河水输入(出)总成、③河水输出总成、河水单向阀、⑤钢筋混凝土包容体。
①活塞缸
活塞缸有较大的变化:缸体壁面上下各开设一个圆孔;盖体结构变得简单多了;活塞变得复杂了,这是为了适应单向压水;活塞杆本体没有改变,下部连接没有改变,上部连接有所改变。由于活塞缸的结构、运行方式改变,导致活塞对水的压出动力改变。原来完全依靠 配重施压改变为,由配重砼体和坝库蓄积水头共同施压。这样一来配重砼体的质量相对就变小了。配重体积变小后,对结构砼体的频繁撞击力量也就变轻了,自然结构砼体的使用寿命就延长了。将活塞缸改为单向运行的原因是,担心独流河坝库的蓄积河水供不上。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
A缸体B活塞 表15
73)缸体的尺寸数字来历:缸体外径3000mm,壁厚10mm,高度6m是规定。缸体壁面上下圆孔直径626mm的算式是:
620+3×2=626mm
式中:620mm是将要插入管道的外径,3×2=6mm是管道与圆孔的配合间隙,得数626mm就是圆孔直径。喷塑厚度3mm是规定。
74)缸体底板的厚度是规定。直径的算式是:
3000-10×2-2×2
=3000-24
=2976mm
式中:3000mm是缸体的外径,10×2=20mm是缸体的壁厚和,2×2=4mm是缸体底板和缸体的配合间隙。得数就是缸体底板的直径。
75)(1)活塞体的外径的算式是:
3000-10×2-10×2
=3000-20-20
=2960mm
式中:3000mm是缸体的外径,10×2=20mm是缸体的壁厚,第二个10×2=20mm是活塞底板与缸体内径2980mm的圆周配合间隙。活塞体高度的算式是:
150×3+260×0·7×3+60
=450+546+60
=996+60
=1056mm
式中:150×3=450是3个压紧圈的高度。260×0·7×3=546mm是3个“O”型橡胶密封圈的高度,乘以0·7是因为橡胶圈的压缩率是30%。60mm是活塞体底板的厚度。得数1056mm就是活塞体的高度。
75)(2)活塞体底板的厚度60mm是规定。直径的算式是:(同上)
75)(3)七孔体的壁厚60mm是规定。直径的算式是:
2960-250×2
=2960-500
=2460mm
式中:2960mm是活塞底板的直径,250×2=500mm是活塞底板上安装压紧圈的宽度。得数2460mm就是七孔体的外径。七孔体高度996mm的算式隐含在(1)活塞体高度的算式中。
75)(4)圆柱体空间的壁厚60mm是规定。圆柱体空间的直径算式是:
{[2460-(404+60×2)]-60×2}÷2…………(1)
={[2460-524]-120}÷2
={1936-120}÷2
=1816÷2
=908mm
908-60×2…………………………………………(2)
=908-120
=788mm
(1)式中:2460mm是七孔体的外径。404+60×2=524mm是中心圆柱体的外径。60×2=120mm是七孔体的壁厚。得数908mm是七孔体异形空间的长度。
(2)式中:60×2=120mm是圆柱体空间的两个壁厚。得数788mm就是圆柱体空间的直径。
75)(5)压紧圈连接销子孔径50mm是规定,它正好是压紧圈高度的1/3。孔距(KJ)与“O”型橡胶密封圈压缩后的高度密切相关。从活塞底板的上平面开始度量。
第一孔位的算式是:
260×0·7+50
=182+50
=232mm
式中:260×0·7=182mm是第一个“O”型橡胶密封圈压缩后的高度。50mm是第一个压紧圈下部三分之一的高度。得数就是铸造第一销子孔的起点高度。
第二孔位的算式是:
232+50+50+260×0·7+50
=332+182+50
=564mm
式中:232mm是第二孔位起点高度。50mm是第一销子孔径。另一个50mm是第一个压紧圈上部1/3的高度。260×0·7=182mm是第二个“O”型橡胶密封圈压缩后的高度。第三个50mm是第二个压紧圈下部1/3的高度。得数就是铸造第二销子孔的起点高度。
第三孔位的算式是:
564+50+50+260×0·7+50
=664=182+50
=896mm
式中:计算过程的理解请参考第二销子孔的算式解释。
75)(6)中心圆柱体空间的壁厚60mm是规定。中心圆柱体空间的算式是:
400+2×2
=400+4
=404mm
式中:400mm是空心活塞杆的外径。2×2=4mm是中心圆柱体空间与活塞杆的配合间隙。
75)(7)销子孔径80mm是规定。孔距的算式是:
(996-80×3)÷4
=(996-240)÷4
=756÷4
=189mm
式中:996mm是七孔体的高度。80×3=240mm是三个销子孔所占的高度。除以4是中心圆柱体空间壁面上产生了4个间隔段。得数189mm就是销子孔间距(KJ)。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
B活塞(B)漏水孔活门总成 表16
76)(1)圆形阀门钢板尺寸数字来历:圆形阀门钢板的第一个直径代表了七孔体圆柱体空间的直径788mm。第二个直径代表了圆柱体空间的底板下圆沿倒边45°后,产生了直径扩大的情形。因此,直径908mm关系到圆形阀门钢板与圆柱体空间底板沿配副的问题。算式是:
788+60×2
=788+120
=908mm
式中:788mm是七孔体圆柱体空间直径,60mm是当60mm厚度的钢板其截面被剖切45°后所产生的另一个直角边长。60×2=120mm是圆形钢板的45°倒边扩大后增加了的长度。
76)(2)圆形阀门钢板杆件的尺寸数字来历:圆形钢板中心铸体直径是依据铸孔的直径、刚性、与钢管导向轴间隙配合等几方面因素确定的。算式是:
60+45×2-2×2
=60+90-4
=150-4
=146mm
式中:60mm是规定的销子孔直径,45×2=90mm是杆件销子孔两侧的刚性厚度,2×2=4mm是杆件与钢管导向轴的配合间隙。杆件长度300mm也是基于上述铸孔直径、刚性因素确定的。算式是:
300÷5=60mm
式中:60mm既表示了铸孔直径,又表示了铸孔间距。因为,两个铸孔可以产生三个间距,所以,60×5=300mm。
76)(3)阀门板杆件销子孔的尺寸数字来历:是考虑其刚性而确定的。
77)钢管导向轴的尺寸数字来历:根据圆形钢板阀门杆件的直径确定的。算式是:
150+20×2=190mm
式中:150mm是圆形钢板杆件在未考虑间隙配合情况下的直径,20×2=40mm是钢管壁厚。钢管导向轴长度1260mm的算式是:
996++
78)销子的尺寸数字来历:销子孔径减去配合间隙;长度应与钢管导向轴直径相同。
79)“丁”字头销子的尺寸数字来历:丁字头直径100mm,长度50mm是规定;其余同上。
80)(1)导向轮盘轮辋的尺寸数字来历:导向轮盘轮辋的厚度30mm,高度60mm是规定。轮辋的外径算式是:
788-4×2=780mm
式中:788mm是七孔体圆柱体空间直径,4×2=8mm是导向轮盘轮辋与七孔体圆柱体空间的配合间隙,得数780mm就是导向轮盘轮辋的外径。
80)(2)导向轮盘轮辐的尺寸数字来历:轮辐厚度30mm,高度60mm根据轮盘的刚性要求而规定,与轮辐的厚度、高度保持统一。
80)(3)导向轮盘轮毂的尺寸数字来历:导向轮盘轮毂的外径300mm,内径200mm根据轮盘的刚性要求、阀门板杆件上的钢管导向轴直径190mm与轮毂孔间隙配合而确定。高度60mm是统一规定。
81)压缩弹簧的尺寸数字来历:压缩弹簧的外径240mm,内径200mm根据钢管导向轴的直径和压缩弹簧的适应弹性确定。压缩弹簧的高度816mm的算式是:
996-60-60×2
=996-60-120
=816mm
式中:996mm是七孔体圆柱体空间的高度,第一个60mm是圆形阀门钢板的厚度,60×2=120mm是两个导向轮盘轮辋的高度。不去考虑“丁”字头销子所占的位置,给压缩弹簧设制预应压力,用以保证阀门封闭严密。且关闭速度快。
关于漏水孔活门总成的装配
该装配是活塞整体装配的一部分,是焊接装配过程。该装配过程要注意的是防止圆形钢板阀门上贴的环形橡胶密封片被电焊烧坏。另一部分属于安装过程,待后描述。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
B活塞(C)压紧圈(D)“O”型橡胶密封圈 表17
82)(1)压紧圈整体尺寸数字来历:压紧圈是继承机构,但是它的配置尺寸数字完全与改进的活塞体相适配。外环的间隙规定为10mm;内环的间隙规定为5mm。因此,压紧圈的外径算式是:
2980-10×2=2960mm
式中:2980mm是活塞缸体的内径,10×2=20mm是缸体与活塞体的配合间隙之和。压紧圈的内径算式是:
2460+5×2=2470mm
式中:2460mm是七孔体的外径,5×2=10mm是压紧圈与七孔体外壁的配合间隙和。在设计时考虑到:外圆周间隙是活塞缸与活塞的动态间隙,理应大一点;内圆周间隙是压紧圈与七孔体的非动态间隙,理应小一点。该间隙太大了对插入销子后的结构不紧凑。压紧圈的高度150mm是根据销子孔50mm确定的,壁厚10mm根据刚性确定。
82)(2)压紧圈支撑筋尺寸数字来历:压紧圈支撑筋宽度120mm是根据销子孔的直径和孔沿的刚性设定。
82)(3)压紧圈销子孔尺寸数字来历:根据连接刚性设定。销子孔深度235mm的算式是:
[(2960-2470)-10×2]÷2
=[490-20]÷2
=470÷2
=235mm
式中:压紧圈的内外径之差是两个压紧圈的宽度,减去两个壁厚20mm,除以2就是一个压紧圈销子孔的深度235mm。
82)(4)压紧圈环形平面圆孔尺寸数字来历:根据适应吊装、装配施压操作规定。
83)“O”型橡胶密封圈尺寸数字来历:根据活塞缸内径、七孔体外径、高度、橡胶圈的压缩率、等方面的因素而设定。规定的结果使“O”型橡胶密封圈紧紧地挤在活塞缸和七孔体之间,使密封效果达到要求。“O”型橡胶密封圈横截面的算式是:
(2980-2460)÷2=260mm
式中:2980mm是活塞缸内径,2460mm是七孔体外径。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
B活塞(E)销子及其组合压紧圈销子 表18
84)(1)压紧圈销子尺寸数字来历:销子直径根据压紧圈销子孔径50mm间隙配合确定。销子长度的算式是:
235+5+60+9+44÷2×0·7+25
=309+15·4+25
=349·4mm
式中:235mm是压紧圈销子孔的深度,5mm是压紧圈与七孔体外壁的间隙,60mm是七孔体的壁厚,9mm是销子尾部径向钻孔直径,44÷2×0·7=15·4mm是橡胶头压缩后的长度,25mm是销子尾端余头。得数349·4mm就是压紧圈销子的长度。
84)(2)压紧圈销子端头钻孔尺寸数字来历:根据销子直径确定。
84)(3)销子橡胶头尺寸数字来历:根据销子直径、端头钻孔直径、深度确定。
84)(4)压紧圈销子尾尺寸数字来历:根据销子尾部径向钻孔与钢筋间隙配合确定。
84)(5)销子连接钢筋尺寸数字来历:根据孔径与钢筋间隙配合,长度与卡口配副确定。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
B活塞(E)销子及其组合活塞杆销子销子卡口 表19
85)(1)活塞杆下端销子尺寸数字来历:直径74mm根据销子孔径80mm减去配合间隙确定。长度算式是:
60+2+100+9+25+10=206mm
式中:60mm是七孔体中心孔的壁厚,2mm是活塞杆与配副孔间隙,100mm是活塞杆的壁厚,9mm是径向钢筋插孔直径,25mm是销子尾部的余头,10mm是销子端头与橡胶棒弹性接触时的伸入长度。得数206mm就是活塞杆下端销子长度尺寸数字。
85)(2)活塞杆销子径向钻孔尺寸数字来历:根据钢筋直径8mm与孔的配合间隙确定。
85)(3)活塞杆销子插入钢筋尺寸数字来历:根据孔与钢筋的配合间隙确定。长度180mm根据左右卡口外沿距离加余头确定。
86)活塞杆上端头销子尺寸数字来历:直径根据销子孔径、刚性确定。长度就是活塞杆铆接管的外径尺寸数字。
87)销子卡口丁字形钢片尺寸数字来历:根据刚性确定。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
C活塞杆(A)活塞杆和橡胶棒(B)活塞杆固定钢板(C)铆接管副 表20
88)(1)活塞杆尺寸数字来历:活塞杆外径400mm,内径200mm根据刚性要求设计。长度的算式是:
6440+500+1500+500+690+1660=11290mm
式中:6440mm是活塞缸的高度,500mm是活塞缸被钢筋混凝土包容体包装后的顶部厚度,1500mm是结构砼体的柱体高度,另一个500mm是结构砼体现浇顶的厚度,690mm是橡胶桥垫子的高度,1660mm是配重砼体的高度。
88)(2)活塞杆销子孔尺寸数字来历:根据销子连接刚性确定。
89)橡胶棒尺寸数字来历:橡胶棒直径208mm根据与活塞杆空心管的过盈配合确定。橡胶棒的长度996mm根据活塞的高度确定。
90)(1)铆接管的尺寸数字来历:铆接管外径464mm,内径404mm根据与活塞杆外径400mm的配合间隙、刚性要求确定。
90)(2)铆接管长度及销子孔尺寸数字来历:铆接管长度1660mm就是配重砼体的高度。铆接管的销子孔80mm根据活塞杆的销子孔确定。
91)(1)铆接环形钢板尺寸数字来历:环形钢板外径620mm根据与配重砼体活塞杆固定钢板预留圆柱体空间直径确定。环形钢板内径470mm根据与铆接管的外径间隙配合而确定。厚度符合刚性要求。
91)(2)铆接加强筋尺寸数字来历:加强筋钢板厚度30mm根据根据刚性要求确定。短边长75mm的算式是:
(620-470)÷2
=150÷2
=75mm
式中:620-470=150mm是铆接环形钢板的两个平面宽度和,150÷2=75mm就是加强筋的短边长度。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
D活塞缸盖体(A)钢板盖体(B)活塞杆密封管及法兰和加强筋 表21
92)钢板盖体的尺寸数字来历:钢板盖体的外径3000mm根据活塞缸的外径确定,板面中心孔径406mm根据与活塞杆的直径间隙配合而确定,工人出入孔径800mm根据潜水员的体型宽度确定。
93)(1)固定管件①外壁钢管的尺寸数字来历:外壁钢管外径根据与活动配件和活塞杆的直径确定,厚度20mm足够刚性,外壁钢管外径564mm的算式是:
520+20×2+2×2
=520+40+4
=564mm
式中:520mm是压紧圈的外径,20×2=40mm是钢管的壁厚和,2×2=4mm是压紧圈与外壁钢管的配合间隙,得数654mm就是外壁钢管的外径。外壁钢管的高度810·2mm的算式是:
480+330·2=810·2mm
式中:480mm是固定管件②的高度,330·2mm是活动配件压缩后的高度,得数810·2mm就是外壁钢管的高度。
93)(2)法兰盘的尺寸数字来历:外径704mm根据外壁钢管直径确定,厚度40mm根据刚性确定。
93)(3)加强筋尺寸数字来历:加强筋的钢板厚度40mm根据其刚性要求确定。30°直角三角形厚钢板的短边长根据法兰盘的宽度70mm而确定。
94)(1)固定管件②内壁钢管的尺寸数字来历:内壁钢管外径446mm根据其内径与钢板盖体的中心活塞杆孔的直径相同配置,算式是:
446-20×2
=446-40
=406mm
式中:446mm是内壁钢管的外径,20×2=40mm是钢管壁厚和数,得数406mm与盖体中心孔径相等。总高度480mm根据活动配件的压缩高度与外壁钢管高度差确定。实际内壁钢管的高度还包括了环形钢板的厚度20mm。算式是:460+20=480mm。
94)(2)环形钢板的尺寸数字来历:环形钢板的外径520mm要求间隙配合在外壁钢管内径中,算式是:
564-20×2-2×2
=564-40-4
=520mm
式中:564mm是外壁钢管的外径,20×2=40mm是钢管的壁厚,2×2=4mm是环形钢板外径与外壁钢管内壁的配合间隙。环形钢板的内径406mm与钢板盖体的中心活塞杆孔直径相同。厚度20mm刚性足够。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
D活塞缸盖体(B)活塞杆密封管及法兰和加强筋 表22
98)(1)压紧圈①的尺寸数字来历:压紧圈的外径520mm与94)(2)环形钢板的外径算式相同,道理一样。请参阅表21的相关说明。压紧圈的内径410mm是根据与活塞杆的动态配合间隙确定的。55mm是压紧圈的宽度,算式是:(520-410)÷2=110÷2=55mm。压紧圈①的高度算式是:55×2=110mm式中:55mm同时是压单紧圈的高度。
95)(2)压紧圈①的法兰尺寸数字来历:法兰外径704mm与固定管件①的法兰外径相同,其内径未说明,内径应该与压紧圈①的外径520mm间隙配合。这里面隐含了一个算式是:
520+2×2=524mm。那么,524mm就是该法兰的内径。法兰厚度40mm足够刚性。
96)(1)压紧圈②的尺寸数字来历:压紧圈的外径根据与固定管件①的内径间隙配合确定,请参考94)(2)环形钢板的外径算式。
96)(2)压紧圈②圆锥台体孔尺寸数字来历:规定。
97)“O”型橡胶密封圈尺寸数字来历:根据橡胶圈与活塞杆与活塞杆密封管内壁过盈配合确定。
(1)结构砼体①活塞缸零部件一览表
D活塞缸盖体(C)工人出入管及其盖体(D)滑轮固定板 表23
98)(1)工人出入钢管截的尺寸数字来历:钢管截外径790mm与活塞缸盖体的圆孔800mm间隙配合,钢管截的内径适应潜水员出入方便而规定。钢管厚度刚性足够。高度700mm适应结构砼体顶部包容厚度500mm。
98)(2)钢管截法兰的尺寸数字来历:法兰外径910mm根据法兰边宽60mm而确定。法兰厚度40mm刚性足够。
98)(3)加强筋的尺寸数字来历:加强筋钢板厚度40mm刚性足够,短边长60mm与法兰边宽配副。
99)工人出入缸盖体的尺寸数字来历:盖体直径910mm与法兰外径配副,盖体钢板厚度40mm与法兰厚度配副。
100)(1)滑轮固定板的尺寸数字来历:根据预设孔径确定。厚度40mm,长度150mm,宽度120mm,形体适应制孔、焊接、刚性要求。
100)(2)滑轮钢板的尺寸数字来历:半圆头直径120mm适应制孔直径60mm。
活塞缸装配应注意的问题:防止电焊烧坏“O“型橡胶密封圈。
②河水输入(出)总成
该机构是首创机构。它的优点是将河水单向阀藏于结构砼体的体内,使结构砼体的制造与压力海水调度系统结构砼体相比较简单了许多。第二个优点是,因此而制成的结构砼体运行方便,与压力海水调度系统结构砼体相比较,结构砼体的外部不连接河水单向阀,所以,不会遭到破坏。第三个优点是,永久性的不需要维修。当然,它还存在缺点。第一个缺点是,单向运行,可以使用在压力海水调度系统中,但泵水的速度慢。第二个缺点是,如果要改成双向运行,结构肯定又复杂了许多。
(1)结构砼体②河水输入(出)总成零部件一览表
A并联管道组合体 表24
101)(1)大径钢管的尺寸数字来历:外径1000mm根据活塞缸间距确定。厚度10mm刚性足够。高度790+10=800mm是根据将活塞缸高度控制在6-7m之间而确定的。
101)(2)大径钢管钢板底的尺寸数字来历:直径1000mm与大径钢管的外径相同。厚度10mm刚性足够,与大径钢管高度790mm焊接后构成该结构800mm的高度。
101)(3)大径钢管壁均布圆孔的尺寸数字来历:根据需要插入外径620mm的钢管设定。
102)圆锥台体管的尺寸数字来历:大口径1000mm与大径钢管外径配副,小口径620mm适应与单向阀组合体连接,高度400mm是规定。
103)(1)短截钢管的尺寸数字来历:短截钢管外径620mm,壁厚10mm,长度200mm,该钢管使用在两个部位,第一个部位是连接活塞缸与大径钢管的4个壁孔。第二个部位是连接圆锥台体管的小口径,另一端焊接法兰后与单向阀组合体连接。
103)(2)短截钢管法兰的尺寸数字来历:法兰外径740mm,厚度40mm适应刚性连接。
(1)结构砼体②河水输入(出)总成零部件一览表
B单向阀组合体(A)法兰管(B)隔板法兰片和空心金属球(C)网目法兰片
表25
104)(1)法兰管的尺寸数字来历:外径620mm,壁厚10mm根据与短截管统一确定。长度800mm根据与其他配件组件等分关系确定。
104)(2)法兰的尺寸数字来历:法兰外径740mm与103)(2)短截钢管的法兰配副。
105)隔板法兰片的尺寸数字来历:外径740mm与法兰管的法兰配副,厚度厚度10mm足够刚性,中心孔径250mm足够过水出入,圆锥台体管口300mm与金属球直径配副。
106)金属球的尺寸数字来历:金属球外径300mm能使金属球一半球体完整地封闭在隔板法兰片的圆锥体大管口。
107)网目法兰片的尺寸数字来历:网目法兰片外径740mm与法兰管的法兰配副,厚度10mm足够刚性,网目孔径190mm方便设制七孔网目组,间隔距离15mm刚性足够。算式是:
190×3+15×2
=570+30
=600mm
式中:190×3=570mm是七孔网目组直径线上3个圆孔的孔径和数,15×2=30mm是两边孔与中心孔间隔距离的和数,得数600mm<法兰管外径620mm,该结构设计合理。
(1)结构砼体②河水输入(出)总成零部件一览表
C输入输出组合体(A)分流器 表26
108)(1)大径钢管的尺寸数字来历:与101(1)的说明相同。
108)(2)大径钢管壁对称圆孔尺寸数字来历:与101(3)的说明相同。
109)圆锥台体管的尺寸数字来历:与102的说明相同。
110)(1)短截钢管的尺寸数字来历:与103(1)的说明相同。
110)(2)短截钢管法兰的尺寸数字来历:与103(2)的说明相同。
(1)结构砼体②河水输入(出)总成零部件一览表
C输入输出组合体(A)分流器(B)输水法兰管 表27
111)(1)异形隔板的尺寸数字来历:所谓异形隔板是指由多块整形隔板组合而成的整体隔板。该隔板(1)是其中的一块长方形隔板,位于异形隔板的纵向中间。它的尺寸数字表达是,根据厚度×长度×宽度确定的。
111)(2)异形隔板的尺寸数字来历:该隔板在整体隔板中使用两块,分别相向连接在长方形隔板的长边上。该隔板是等腰梯形钢板。它的尺寸数字表达是,根据厚度×下底×上底×高度。
111)(3)异形隔板总长度的尺寸数字来历:表达根据,等腰梯形钢板的高度+长方形钢板的宽度+等腰梯形钢板的高度=异形隔板的总长度,算式是:
400+800+400=1600mm
112)半圆隔板的尺寸数字来历:半圆隔板的直径是等腰梯形钢板的上底长度。焊接时一块连接在异形隔板上面上底的左侧,形成结构砼体左侧为压力河水出水腔(B面)。将另一块焊接在异形隔板下面上底的右侧,形成结构砼体右侧为自由河水进水腔(A面)。
113)(1)输水法兰管的尺寸数字来历:该管道使用两节,分别焊接在输入输出组合体大径钢管的左右对称壁面圆孔中。焊接时将钢管插入角焊连接。连接在结构砼体A面的表达是,自由河水进水口。连接在结构砼体B面的表达是,压力河水出水口。长度算式是:
3000+1000+250=4250mm
式中:3000mm是输水法兰管水平方向通过一对巨型立式活塞缸的间隔空间,3000mm同时是活塞缸的外径。1000mm是输水法兰管水平方向通过结构砼体的壁厚。250mm是规定输水法兰管露出结构砼体壁面的连接长度。
113)(2)法兰的尺寸数字来历:与同径的钢管法兰配副。14mm是橡胶圈凹槽深度。
D总成装配
河水输入(出)总成装配的基本特征是,从下向上叠垒,螺栓连接。在装配过程中会出现法兰连接干涉现象。现场不可能排除。这就要求我们在制造时特别注意法兰的焊接规范。法兰的焊接规范要求是:法兰的“十”字形正交线与部件的“十”字形正交线远距离保持0误差。
(1)结构砼体③钢筋混凝土包容体零部件一览表
A钢筋混凝土基础 表28
114)基础正方形平面的尺寸数字来历:根据设计的结构砼体横截面确定。
115)(1)虚拟柱体的尺寸数字来历:根据设计的明柱体规格确定。
115)(2)柱体配筋的尺寸数字来历:根据设计的明柱体规格确定。
115)(3)柱体箍筋的尺寸数字来历:根据设计的明柱体规格确定。
116)网片的尺寸数字来历:根据砼体质量设计规格确定。
117)粗石混凝土的尺寸数字来历:根据耐海水腐蚀要求,根据砼体质量设计规格确定。
118)基础高度的尺寸数字来历:根据钢筋混凝土包容体的刚度,结构砼体的高度设计确定。
下列标题不需要列表说明:B机械机构的前期装配,C主体钢筋混凝土浇筑,D机械机构的后期装配。
(1)结构砼体③钢筋混凝土包容体零部件一览表
E明设柱体 表29
119)(1)(2)(3)(4)明设柱体尺寸数字来历:都是规定。
(1)结构砼体③钢筋混凝土包容体零部件一览表
F建立现浇顶 表30
120)活塞杆导向套的尺寸数字来历:依据活塞杆直径400mm,配合间隙5mm,确定。
121)现浇顶的尺寸数字来历:边长9240mm是在9000mm基础上向外凸出所得,算式是:
9000+120×2=9240mm
122)(1)钢筋混凝土墩体布局的尺寸数字来历:9个墩体是从明设柱体引出。圆柱体墩体的直径600mm是规定。高度300mm适应销子连接。
122)(2)圆柱体墩体配筋(立筋)的尺寸数字来历:从明设柱体引出,8根剪断4根留下4根,向内缩回改变成圆柱体型。
122)(3)圆柱体墩体配筋(箍筋)的尺寸数字的来历:圆柱体墩体的高度是300mm,可以设置3个箍筋间隔距离大约是125mm。
123)圆柱体墩体销子管的尺寸数字来历:根据墩体的直径、高度和销子管与销子的活动空间确定。
(1)结构砼体③钢筋混凝土包容体零部件一览表
G桥垫子(A)固定钢管套<A>钢管<B>花孔钢板 表31
124)(1)钢管的尺寸数字来历:钢管外径970mm,壁厚30m,根据圆柱体墩体的直径配置,配合间隙5mm。高度330mm根据圆柱体墩体高度300mm确定。
124)(2)钢管销子孔的尺寸数字来历:钢管销子孔直径24mm根据钢筋销子直径20mm确定,销子孔距钢管底口沿高度50mm是规定。
125)(1)花孔钢板的尺寸数字来历:直径与钢管内径间隙配合,厚度30mm刚性足够。
125)(2)花孔钢板制孔局部的依据:根据与橡胶料均布连接的刚性要求设制。
125)(3)花孔钢板制孔规格的尺寸数字来历:根据板面尺寸确定。
125)(4)花孔钢板底部橡胶垫的尺寸数字来历:根据缓冲需要确定。
(1)结构砼体③钢管混凝土包容体零部件一览表
G桥垫子(B)橡胶料浇注(C)销子 表32
126)(1)花孔钢板使用个数的依据:根据桥垫子内部刚性连接支撑关系确定。
126)(2)花孔钢板间距尺寸数字来历:根据热橡胶连接组合花孔钢板的特点确定。
127)橡胶桥垫子总高度的尺寸数字来历:配重砼体与结构砼体需要设制水体缓冲空间。
算式是:330+30×3+60×4
=330+90+240
=660mm
式中:330mm是固定钢管套的高度,30×3=90mm是3个花孔钢板的厚度和,60×4=240mm是花孔钢板间距之间的橡胶厚度和。桥垫子共计使用4个花孔钢板,其中1个焊接在固定钢管套中。这里面隐藏着一个桥垫子与圆柱体墩体连接的总高度算式。算式是:
300+60+30+90+240
=300+90+90+240
=720mm
式中:300mm是圆柱体墩体的高度,60+30=90mm是固定钢管套内的橡胶垫厚度与1个花孔钢板的厚度和,90mm是3个花孔钢板的厚度和,240mm是4层花孔钢板间距的橡胶垫厚度和。得数720mm就是结构砼体现浇顶与配重砼体底部的间距高度。
128)销子的尺寸数字的来历:销子直径20mm是根据销子可以在圆柱体墩体的销子孔内上下浮动,用以适应橡胶桥垫子与圆柱体墩体的弹性接触约束。销子长度800mm是要求其长 度大于圆柱体桥墩体的直径,用以方便连接。开口销子孔与开口销子间隙配合适应开口销子插入。
129)开口销子的尺寸数字来历:同上。
(2)配重砼体①钢筋结构体零部件一览表
A活塞杆固定钢板套(A)活塞杆固定钢板(B)钢管和加强筋 表33
130)(1)活塞杆固定钢板的尺寸数字的来历:根据连接操作空间需要确定内外径,根据刚性要求确定钢板厚度。
130)(2)钢板混凝土结构圆孔的尺寸数字来历:圆孔直径60mm足够细石混凝土连接刚性,6×2=12个钢筋混凝土结构圆孔足够组合连接刚性和平衡受力。
131)钢管套的尺寸数字来历:外径1120mm根据活塞杆铆接管的连接操作空间确定的,壁厚30mm刚性足够,钢管长度800mm与配重砼体的高度相等。
132)加强筋的尺寸数字的来历:根据增强与配重砼体混凝土的连接而配置的。
(2)配重砼体①钢筋结构体零部件一览表
B漏水套C索链连接套(A)环形钢板(B)厚壁钢管和加强筋 表34
133)漏水套的尺寸数字来历:与活塞杆固定钢板套的外径相同,使漏水速度加快。
134)(1)环形钢板的尺寸数字来历:与活塞杆固定钢板的外径、厚度相同,使混凝土连接结构紧密。
134)(2)钢板混凝土结构圆孔的尺寸数字来历:方便热轧冲孔。加强混凝土连接刚性。
135)(1)厚壁钢管的尺寸数字来历:根据索链连接尾的尺寸数字、刚性要求确定。
135)(2)钢管混凝土结构圆孔的尺寸数字来历:方便与混凝土刚性连接。
135)(3)配重砼体上部分钢管的尺寸数字的来历:根据与索链连接尾的配副关系确定。
135)(4)钢管的穿堂销子孔尺寸数字的来历:根据方便销子连接而设计。需要对索链连接尾的销子孔进行配副的修改。
136)钢管和钢板的加强筋尺寸数字的来历:加强筋钢板厚度30mm,短边长400mm根据刚性需要设计。
(2)配重砼体①钢筋结构体零部件一览表
D钢筋结构体的焊接(A)钢筋结构的材料包括 表35
137)立筋的尺寸数字来历:立筋使用直径50mm的螺纹钢筋,间距200mm,立筋两端头弯钩180°对称设制。该尺寸数字根据刚性要求确定。
138)(1)圆周环筋尺寸数字来历:圆周环筋使用直径50mm的螺纹钢筋,圆周环筋直径13000mm,设制8层,其中第一层距作业平台100mm,该尺寸数字根据刚性要求设制。
138)(2)圆周环筋尺寸数字来历:根据配重砼体的最大直径和最小直径确定8层环筋。
139)网片的尺寸数字来历:根据特重钢筋混凝土砼体的质量要求设制。网片钢筋使用直径32mm的螺纹钢筋,钢筋间距200mm,两端弯钩180°钩口向下。
140)配重砼体规格尺寸数字来历:配重砼体最大外径根据最大圆周环筋由13000+25=13025mm得出;配重砼体最小直径根据最小圆周环筋12500+25=12525mm得出。高度1660根据模具墙高度确定。25mm是水泥保护层厚度。
141)索链连接套的设制个数来历:根据与索链连接尾的个数配副确定。
142)活塞杆固定钢板套的设制个数来历:根据与结构砼体活塞杆的个数配副确定。
143)漏水套的设制个数来历:根据配重砼体的有限空间确定。
(3)粗索链A索链旋子头B索链零部件一览表
(A)旋子头半球体(B)旋子颈杆 表36
144)旋子半球体的尺寸数字来历:旋子半球体直径1200mm是依据索链连接板的大锅口面1500mm而规定的。螺旋纹孔径450mm是依据锅底孔600mm而规定的。
145)旋子颈杆的尺寸数字来历:旋子外螺旋长度700mm是依据旋子半球体的半径600mm而规定的。旋子颈杆长度3155mm的算式是:
700+750×3·14+100
=700+2355+100
=3155mm
式中:700mm是旋子外螺旋的长度,750mm是环形颈圈的内径,3·14是圆周率,100mm是索链连接板的厚度。
146)旋子颈杆的环形颈圈尺寸数字来历:环形颈圈内径750mm是依据索链的直径120mm而规定的。
147)(1)索链用料的尺寸数字来历:索链用料直径120mm是根据其刚性确定的。圆钢料件长度的算式是:
1200×2+160×2
=2400+320
=2720mm
式中:1200mm是制成的单只索链长度,160mm是索链内空间宽度。
147)(2)索链规格的尺寸数字来历:单只索链长度1200mm是规定,索链内空间宽度160mm要求适应索链料直径120mm的活动范围。索链的整体宽度400mm的算式是:
120×2+160
=240+160
=400mm
148)连接圆环料截面尺寸数字来历:因为索链空间宽度是160mm,而旋子颈杆直径大于450mm,所以,索链不可能直接与旋子头的环形颈圈连接。因此,需要另设圆环连接。另设圆环热轧圆钢直径规定为140mm,圆环内及规定为600mm,方便与索链和旋子头的环形颈圈连接。
(3)粗索链C索链连接尾零部件一览表
C索链连接尾零件拆分 表37
149)(1)立式圆环的尺寸数字来历:根据立式圆环内径可以连接直径140mm的另设圆环确定。立式圆环截面直径120mm刚性足够。
149)(2)圆柱体盖的尺寸数字来历:盖体直径正好覆盖索链连接套的厚壁钢管。厚度100mm刚性足够。
149)(3)圆柱体管的尺寸数字来历:圆柱体管的外径590mm与索链连接套的厚壁钢管内径间隙配合。壁厚100mm刚性足够。长度1000mm与索链连接套的厚壁钢管长度配副。
149)(4)穿堂销子孔的尺寸数字的来历:与索链连接套的穿堂销子孔配副。
(4)组合浮体A浮体组合框架零部件一览表
(A)特制型钢(B)联结管及其连接方法 表38
150)(1)特制型钢的尺寸数字来历:高度2860mm的算式是:
2500+30×2+300
=2500+360
=2860mm
式中:2500mm是圆柱体浮体单元的半径,也是特制型钢半圆凹槽的高度。30×2=60mm是特制型钢上下翼缘的厚度和。300mm是横立特制型钢底部腹板高度。
特制型钢长度16200mm的算式是:
5000×3+300×4
=15000+1200
=16200mm
式中:5000mm是圆柱体浮体单元的直径300mm是凹槽间隔宽度。
150)(2)特制型钢的翼缘尺寸数字来历:特制型钢的翼缘宽度300mm,翼缘厚度30mm是参考已知型钢的翼缘宽度和厚度而确定的。
150)(3)翼缘半圆凹槽的尺寸数字来历:特制型钢的翼缘半圆凹槽直径5000mm是由圆柱体浮体单元的外径决定。间隔宽度300mm是根据刚性要求设定的。
150)(4)翼缘的螺栓孔尺寸数字来历:翼缘螺栓孔径54mm根据螺栓连接刚性而确定。
150)(5)腹板钢管穿孔的尺寸数字来历:腹板钢管穿孔204mm是根据联结电焊钢管的直径200mm确定的。腹板厚度30mm是参照相关型钢腹板厚度而确定的。
150)(6)特制型钢的装配间距尺寸数字来历:特制型钢的装配间距是根据联结电焊钢管的长度9000mm推出来的,算式是:
2566×3+300×4+50×2
=7698+1200+100
=8998
≈9000mm
式中:2566×3=7698mm是涉及3个特制型钢的间距。300×4=1200mm是涉及4个翼缘宽度。50×2=100mm是涉及2个电焊钢管的两端露头。得数8998mm近似电焊钢管的长度9000mm。其实,电焊钢管两端的露头长度,应该是露出腹板的长度。因此,隐藏的算式是:
(300-30)÷2+50
=270÷2+50
=135+50
=185mm
式中:300mm是特制型钢的宽度,30mm是特制型钢的腹板厚度,除以2是求特制型钢一边的翼缘宽度。50mm是电焊钢管露出特制型钢翼缘的长度。得数185mm是电焊钢管两端分别露出特制型钢腹板的长度。
151)(1)联结电焊钢管的尺寸数字来历:钢管外径200mm是规定,壁厚20mm刚性足够,长度9000mm是根据圆柱体浮体单元的长度而确定的。
151)(2)电焊钢管的外露长度尺寸数字来历:规定。
152)钢板球面形帽的尺寸数字来历:直径200mm是与电焊钢管的直径配副,高度30mm是冲压成型的高度,厚度10mm刚性足够。
(4)组合浮体A浮体组合框架零部件一览表
B索链连接钢板C浮体卡具 表39
153)(1)索链连接钢板的尺寸数字来历:索链连接钢板的长度算式是:
2566+300-30
=2866-30
=2836mm
式中:2566mm是浮体组合框架中的特制型钢之间的间距。300mm是特制型钢翼缘的宽度。30mm是特制型钢腹板的厚度。得出的索链连接钢板长度2836mm正好镶嵌在中间两个特制型钢的腹板之间。索链连接钢板的宽度算式是:
1500+300×2
=1500+600
=2100mm
式中:1500mm是索链连接钢板的大锅口面直径。300mm是大锅两侧的板面宽度。得出的索链连接钢板的宽度保证了板面的刚性要求。索链连接钢板的厚度100mm刚性足够。
153)(2)索链连接钢板大锅的尺寸数字来历:索链连接钢板的大锅口面1500mm是根据旋子半球体的直径1200mm确定的。大锅底孔600mm是根据旋子颈杆的直径450mm确定的。
154)钢板条的尺寸数字来历:索链连接钢板上搭接的钢板条宽度150mm,厚度20mm是根据其刚性确定的。长度6200mm的算式是:
6000+600×2
=5000+1200
=6200mm
式中:5000mm是圆柱体浮体单元直径。600mm是钢板条两端与两边电焊钢管的搭接长度。
155)(1)浮体卡具薄壁型钢尺寸数字来历:薄壁型钢的弯曲半径2500mm是根据圆柱体浮体单元的直径5000mm确定的。冷弯薄壁型钢原料宽度400mm,厚度5mm是根据其刚性而确定的。
155)(2)浮体卡具成品的尺寸数字来历:制纹后宽度300mm自然形成。浮体卡具的长度8450mm的算式是:
2500×2×3·14÷2+300×2
=7850+600
=8450mm
式中:2500mm是浮体卡具的弯曲半径。3·14是圆周率。2500×2×3·14÷2=7850mm是圆柱体浮体圆周长的一半,300mm是特制型钢的凹面间隔长度。
155)(3)浮体卡具螺栓孔的尺寸数字来历:螺栓孔直径54mm是根据螺栓直径50mm而确 定的。设制4个螺栓孔与特制型钢的螺栓孔配副。
(4)组合浮体D圆柱体浮体单元零部件一览表
(A)浮体单元架体(B)浮体单元的包装皮装配 表40
156)(1)环形钢板的尺寸数字来历:环形钢板的外径4988mm是根据浮体单元的外径5000mm而确定的,算式是:
5000-6×2
=5000-12
=4988mm。
式中:5000mm是浮体单元的外径,6×2=12mm是包皮钢板的厚度和,得数4988mm就是环形钢板的外径。环形钢板的内径4088mm是根据环形钢板的宽度确定的,算式是:
(4988-4088)÷2
=900÷2
=450mm
式中:4988mm是环形钢板的外径,4088mm是环形钢板的内径,900÷2=450mm是环形钢板的宽度。环形钢板的厚度20mm刚性足够。
156)(2)环形钢板均布铸孔的尺寸数字来历:铸孔直径208mm是根据环形钢板的宽度,与连接钢管的外径200mm间隙配合设定的。均布12个是根据浮体单元的外径确定的。
156)(3)环形钢板装配间距的尺寸数字来历:环形钢板垂直定位距离是1989mm这里面产生一个关系式:
1989×7+20×8+500×2
=13923+160+1000
=15083mm
式中:8个环形钢板垂直定位可以产生7个相等的间隔距离,1989×7=13923mm是7个定位间距和。20×8=160mm是环形钢板的厚度和。500×2=1000mm是连接钢管露出边沿环形钢板的长度。得数15083mm就是浮体单元架体的长度,也是连接钢管的长度。
157)连接钢管的尺寸数字来历:连接钢管的外径200mm,壁厚10mm是预先设置,连接钢管的长度和两端露头长度的算式请参阅156)(3)环形钢板装配间距的尺寸数字来历。
158)包装皮钢板的尺寸数字来历:包装皮钢板的规格-6×1000×3140mm是根据浮体单元的直径、长度,根据浮体单元架体的设计理念而确定的。其中-6mm的钢板厚度是规定。1000mm的宽度既方便制造、运输,又方便焊接装配。长度3140mm的算式是:
5000×3·14÷5
=15700÷5
=3140mm
式中:5000mm是浮体单元外径。3·14是圆周率。除以5是将浮体单元圆周分成5等分。
159)球型面端头尺寸数字来历:5000mm是与浮体单元的直径配副。中心高度136mm是通过浮体单元的纵向剖面几何图形计算出来的,作图和计算过程比较麻烦。搞清楚这个尺寸数字的来历没有什么实际意义。因此,作图、计算都省略了。
160)端头圆孔封口钢板的尺寸数字来历:根据人体、架梯可以从圆孔中出来。
3海底压力管道总汇
与压力海水调度系统相比,本发明涉及的海底压力管道增加了输入管道砼体、输出管道砼体、环绕迂回供水管道连接、三通管、弯管等等。使管道连接变得复杂的原因是,两种水体同时运行的结果。
海底压力管道总汇的组成包括:(1)输入输出管道砼体、(2)环绕迂回供水管道、(3)支高砼体、(4)压力河水汇集管道。
(1)输入输出管道砼体
与原发明压力海水调度系统相比,该管道是新增加的。虽然该管道使用在两种不同的运行场合,但是,管道的结构、尺寸数字相同。这样一来适应标准化工厂制造。
(1)输入/输出管道砼体①主体管道零部件一览表
A长管B短管C法兰和加强筋 表41
161)(1)长管的尺寸数字来历;长管外径3000mm,壁厚30mm,已经成为压力河水调度系统的主要管道的通用尺寸。长度10000mm是根据与结构砼体边长9000mm匹配;根据结构砼体之间的距离8000mm等因素确定的。关系式是:
3000+3000+1000+500×2
=7000+1000
=8000mm
式中:3000+3000+1000=7000mm是三套管中两个法兰管与一节外套管的焊接长度。500×2=1000mm是长管的两端比结构砼体边长9000mm长出来的部分。得数8000mm是结构砼体的列距。长管的长度10000mm就是根据上述关系确定的。这样的设计目的是使海面的组合浮体在涌浪运行中互不相撞。
161)(2)长管的两种3个圆孔尺寸数字来历:长管的顶部圆孔径1006mm是插入放气阀 门连接短管的圆孔,短管的外径是1000mm,因此,二者的配合间隙是3×2=6mm。长管两侧中线上的两个圆孔,是插入输水管圆孔。626mm的孔径是通用孔径,插入的输水管径都是620mm,因此,二者配合间隙是3×2=6mm。
161)(3)长管法兰的尺寸数字来历:法兰外径3300mm,厚度60mm,“O”型橡胶密封圈凹槽深度20mm是压力河水调度系统主要管道的通用尺寸。
161)(4)长管加强筋的尺寸数字来历:是压力河水调度系统主要管道的通用尺寸。
162)(1)压缩空气容积短管尺寸数字来历:外径3000mm壁厚30mm长度2000mm是规定。
162)(2)短管的法兰尺寸数字来历:与长管法兰通用尺寸数字相同。
162)(3)短管的加强筋尺寸数字来历:与长管加强筋通用尺寸数字相同。
163)(1)放气阀门连接短管尺寸数字来历:短管外径1000mm,厚度10mm,长度600mm是规定。适应与长管顶孔间隙配合。
163)(2)短管的法兰尺寸数字来历:适应连接锥型自动放气阀门。
163)(3)短管的加强筋尺寸数字来历:该163)的3组尺寸数字都是锥型自动放气阀门装配的通用尺寸数字。
164)(1)输水短管的尺寸数字来历:输水短管的外径620mm,壁厚10mm,是此类短管的通用尺寸数字。长度按照需要确定。
164)(2)输水短管的法兰尺寸数字来历:也是通用尺寸数字。
164)(3)输水短管的加强筋尺寸数字来历:同上。
(1)输入输出管道砼体①主体管道零部件一览表
D盖体 表42
165)(1)压缩空气容积管道盖体的尺寸数字来历:盖体直径3000mm,厚度10mm应用而生。中心圆孔直径56mm与排气钢管外径50mm间隙配合。
165)(2)盖体法兰的尺寸数字来历:压力河水调度系统主要管道法兰通用尺寸。
166)(1)排气管道的尺寸数字来历:排气管道直径50mm,壁厚10mm,长度400mm,与盖体中心圆孔直径56mm间隙配合。壁孔5mm应用而生。
166)(2)排气管道半球壳尺寸数字来历:直径50mm,厚度10mm应用而生。
167)乳胶套的尺寸数字来历:根据乳胶套与排气管道的弹性配合确定。
②放气阀门
放气阀门在压力海水调度系统中叫锥型自动放气阀门。本发明完整地继承了该结构,该机构在本发明中应用非常普遍。在以后的机构中,若出现该结构,不再列表说明。
(1)输入输出管道砼体②放气阀门零部件一览表
A阀体管(A)花孔圆柱体管(B)圆锥台体管(C)法兰和加强筋 表43
168)(1)花孔圆柱体管的尺寸数字来历:花孔圆柱体管外径1000mm,壁厚5mm,高度950mm,壁面圆孔直径10mm。根据结构配置需要而确定。
168)(2)半球形顶部结构尺寸数字来历:半球形顶部结构的外径1000mm,厚度5mm与花孔圆柱体管焊接配副。中心圆孔54mm是根据阀芯连接索链的外螺旋直径50mm而确定的。
169)圆锥台体管的尺寸数字来历:圆锥台体管的大管口直径800mm,厚度30mm,高度600mm,锥度60°,根据与配副的阀芯在运行中方便密封、方便分离而设置的。
170)法兰盘的尺寸数字来历:法兰盘外径1300mm,厚度50mm,凹槽14mm,与163)(2)放气阀门连接短管的法兰配副。法兰盘内径800mm与169)圆锥台体管的大管口焊接配副。
171)加强筋的尺寸数字来历:钢板厚度10mm,短边长150mm,根据与花孔圆柱体管和法兰盘连接,增强刚性而设置。
(1)输入输出管道砼体②放气阀门零部件一览表
B锥型阀芯(A)阀芯体、(B)配重棒(C)索链及连接螺旋副 表44
172)(1)阀芯体的尺寸数字来历:阀芯体的直径840mm是根据阀芯体与圆锥台体管的大管口密封后,下部产生一个凸出的棱阶。这个棱阶有利于浮子与圆锥台体管的分离和结合。
172)(2)阀芯体空心管内螺旋的尺寸数字来历:内螺旋直径46mm与配重棒外螺旋直径50mm螺旋丝口啮合。配重棒的无螺旋段直径40mm可以方便地插入直径46mm的内螺旋管内。壁厚10mm刚性足够。
173)阀芯体乳胶密封皮尺寸数字来历:橡胶皮厚度5mm足够弹性扩大,足够密封厚度。
174)配重棒外螺旋的尺寸数字来历:请参考172)(2)的说明。其长度120mm足够设制。
175)索链的尺寸数字来历:直径2mm的钢丝制成的索链足够承担吊连阀芯体的重量。
176)(1)外螺旋副的尺寸数字来历:根据内螺旋副直径确定。二者管盖体直径64mm正好夹持花孔圆柱体管的半球形结构。
176)(2)内螺旋副的尺寸数字来历:根据外螺旋副直径确定。壁厚10mm刚性足够。
177)橡胶圈的尺寸数字来历:橡胶圈外径1100mm要与法兰盘的凹槽配副。
C锥型自动放气阀门的装配
锥型自动放气阀门的装配是在工厂进行的工序。工地所见到的锥型自动放气阀门是成品的工件。工件应当设置包装,包装内还装有橡胶密封圈、螺栓等。锥型自动放气阀门无论使 用在哪个位置都是一个型号,使用量相当大。
③连接砼体
为什么将输入输出管道与砼体连接在一起?
答:因为输入输出管道的长管的横向中线上设制了,一个压缩空气容积管道和两个输水管道。在成品库存和运输时管道安置很难平衡置放,往往会碰坏某一个输水管道的连接。造成不必要的麻烦;再者,海底安装时也会因为平衡问题出现装配困难。所以,将输入输出管道与砼体座连接在一起,上述问题一并解决。
(1)输入输出管道砼体③连接砼体零部件一览表
表45
178)(1)砼体底面积尺寸数字来历:根据连接砼体是对称关系确定砼体底面积的宽度1500mm,长度4000mm是根据长管的外径3000mm确定的。因为长管的上半圆钢筋混凝土包容体的厚度规定为500mm,因此,有算式是:
(4000-3000)÷2
=1000÷2
=500mm
式中:4000-3000=1000mm是砼体上部半圆形钢筋混凝土包容体的总宽度,1000÷2=500mm是长管横截面两边的钢筋混凝土包容体的厚度。
178)(2)半圆包容砼体截面积尺寸数字来历:规定。
178)(3)连接砼体高度尺寸数字来历:根据结构砼体的输水管轴线水平高度位置确定。算式是:
500+3000+2220=5720mm
式中:500mm是半圆包容砼体截面厚度,3000mm是管道外径,2220mm是砼体基础的厚度。2220mm数字的来历算式是:
3720-1500=2220mm
式中:3720mm是结构砼体输水管道轴线的水平高度,1500mm是主体管道的半径。这样设计的目的是,使输入输出管道砼体的输水法兰管,与结构砼体的输水法兰管的轴线在一个水平高度上。装配时只注意左右对位,不管高度对位。
(1)输入/输出管道砼体④三套管零部件一览表
表46
179)(1)法兰管的尺寸数字来历:根据输入输出管道砼体的长管外径、间距确定。
179)(2)法兰的尺寸数字来历:根据与配副法兰规格相同的原则确定。
179)(3)加强筋的尺寸数字来历:同上。
180)外套管的尺寸数字来历:根据与法兰管配副的原则确定。算式是:
3000+20×2+5×2
=3000+40+10
=3050mm
式中:3000mm是法兰管的外径。20×2=40mm是外套管的壁厚和数。5×2=10mm是外套管与法兰管的配合间隙。得数3050mm是外套管的外径。长度1200mm的算式是:
1000+100×2
=1000+200
=1200mm
式中:1000mm是两个法兰管连接在两个输入输出管道砼体管口后,二者之间产生的距离,100×2=200mm是外套管与两个法兰管入套后的插接长度和数。
(2)环绕迂回供水管道
①输入输出供水管道砼体
输入/输出管道砼体在海力场中使用量相当大,该管道的零部件一览表以及连接三套管已经在前面的表41-表46,零部件161-180号描述清楚不再赘述。
(2)环绕迂回供水管道②三通管③弯管零部件一览表
表47
181)(1)(3)(4)三通管相关零件的尺寸数字来历:三通管外径3000mm,壁厚30mm,内外喷塑厚度3mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm,根据统一连接配副原则确定。
181)(2)三通管轴线规格尺寸数字来历:4000mm轴线的算式是:
3000+500×2+500×2…………………………(1)
=3000+1000+1000
=5000mm
(1)式中:3000mm是主体管道的外径,500×2=1000mm是主体管道外壁两侧的管道长度[请参考(2)式理解(1)式]。第二条轴线起端应从第一条轴线的中点垂直向外延伸,算式是:
1500+500+500…………………………………(2)
=2500mm
式中:1500mm是主体管道的半径。500mm是第二轴线露出第一管道的轴线长度。另一个500mm是规定轴线露出支高砼体的长度。
182)(1)(3)(4)弯管相关零件的尺寸数字来历:弯管外径3000mm,壁厚30mm,内外喷塑厚度3mm。法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板厚度60mm,短边长150mm,根据统一连接配副原则确定。
182)(2)弯管轴线规格尺寸数字来历:2500mm轴线算式是:
1500+500+500
=2500mm
式中:1500mm是主体管道的半径,500mm是相互露出对方管道的长度。另一个500mm是露出支高砼体的长度。
(2)环绕迂回供水管道④堵头钢板和阀门零部件一览表
A堵头钢板 表48
183)(1)圆形钢板件的尺寸数字来历:根据与主体管道法兰配副而确定的。
183)(2)圆柱体加强圈尺寸数字来历:根据橡胶圈凹槽直径设定。
183)(3)“十”字形三角铁尺寸数字来历:三角铁型号是根据加强圈高度选择型钢,边长×厚度。长度的算式是:
3210-20×2
=3210-40
=3170mm
式中:3210mm是圆柱体加强圈的外径,20×2=40mm是加强圈的壁厚。3170mm就是三角铁的长度。
183)(4)(5)(6)“十”字形三角铁尺寸数字来历:喷塑厚度3mm是规定,其他尺寸数字根据三角铁被直径截成不等的两段计算所得。算式是:
(3170-90)÷2
=3080÷2
=1540mm
式中:3170mm是长三角铁的长度,90mm是三角铁的宽度,差数3080mm除以2的商数就是一截最短的三角铁长度。较长的那一截三角铁的算式是:
1540+(90-12)
=1540+78
=1618mm
式中:1540mm是最短的三角铁长度。90-12=78mm是三角铁的宽度去掉一个厚度的得数。1540+78=1618mm就是较长的三角铁未剪边的长度。剪边后度长度仍然是1540mm。
(2)环绕迂回供水管道④堵头钢板和阀门零部件一览表
B堵头钢板和阀门 表49
184)(1)环形堵头钢板的尺寸数字来历:外径3300mm根据与四通管口配副确定。内径1000mm根据与阀体配副规定。厚度30mm根据与法兰适应连接确定。凹槽深度配副确定。
184)(2)球阀圆柱体的尺寸数字来历:外径996mm适应与环形堵头钢板内径间隙配合。长度规定1600mm适应连接加强筋。手轮外径600mm适应操作。
184)(3)阀体加强筋的尺寸数字来历:钢板厚度30mm适应刚性连接。30°直角三角形厚钢板的长边长1150mm适应阀体高度连接。直角三角形厚钢板上的圆孔直径160mm方便吊具钩挂。
(3)支高砼体①支高砼体的预制构筑材料规格一览表
A钢筋B混凝土 表50
185)186)187)188)189)构筑材料规格尺寸数字来历:都是规定。
(3)支高砼体②各种支高砼体规格一览表
A四通管支高砼体B三通管支高砼体C弯管支高砼体 表51
190)吊具石膏预制件的尺寸数字来历:吊具石膏预制件的钢筋环扣外径150mm根据该环扣的内径可以穿接固定外加钢丝绳环扣,方便使用钩具起吊。半球体石膏预制件直径250mm,是根据筑入支高砼体的半球体石膏预制件,敲掉石膏后留下的砼体空间便于操作。长度的算式与支高砼体的高度算式相同。
191)192)193)三种支高砼体的尺寸数字来历:底面积正方形边长4000mm的算式是:
3000+500×2
=3000+1000
=4000mm
式中:3000mm是主体管道的外径,500×2=1000mm是管道两侧外设台阶厚度。该台阶既体现了支高砼体结构的完整合理性,又增强了支高砼体结构的刚性。同时该台阶就是筑入吊 具石膏预制件的地方。该台阶结构成500×500mm的正方形平面,正方形平面上产生一个半圆体直径250mm的小坑。这样的结构设计合理,它保护了坑内钢筋环扣不被碰坏。
边长4000mm还根据四通管的轴线5000×5000mm设定。因为,当四通管安置在四通管支管砼体上后,四面的管口都露出支高砼体的立面500mm,这样方便与其他管道连接操作。
支高砼体的高度3720mm的算式是:
1500+2220=3720mm
式中:1500mm是管道的半径,2220mm是支高砼体的基础钢筋混凝土的厚度。同时也是输入/输出供水管道砼体的基础钢筋混凝土的厚度。
(4)压力河水汇集管道①海力场汇集管道零部件一览表
A输出管道砼体B四通管C三套管D堵头钢板和阀门 表52
194)输出管道砼体法兰钢板的尺寸数字来历:封堵输水法兰管的法兰钢板片直径740mm与输水法兰管的法兰配副。厚度30mm刚性足够。
195)石棉橡胶垫的尺寸数字来历:根据输出管道砼体的输水法兰管的法兰尺寸确定。
196)(1)四通管基本规格尺寸数字来历:根据与主体管道配副的原则设制。
196)(2)四通管轴线规格尺寸数字来历:根据与四通管支高砼体配副的原则设制。
196)(3)(4)法兰和加强筋尺寸数字的来历:(略)
C三套管的尺寸数字的来历:请参阅37页表46的相关描述。
D堵头钢板尺寸数字的来历:请参阅39页表48的相关描述。
②海力场外连接管道
海力场外使用的管道大部分在上述零件一览表中描述过请参阅。
A输出管道砼体的尺寸数字来历:请参阅31-34页表41、表42、表43、表44、表45的相关内容。
B四通管的尺寸数字来历:请参阅37-38页表52的相关内容。
C三套管的尺寸数字来历:请参阅34页表46的相关内容。
D堵头钢板和阀门的尺寸数字来历:请参阅36-37页表49的相关内容。
(4)压力河水汇集管道②海力场外连接管道零部件一览表
E直管F连接管 表53
197)直管的相关尺寸数字来历:根据基本规定设制。
198)连接管相关尺寸数字来历:根据基本规定设制。
4海力场矩形阵列
(1)海力场矩形阵列图纸的制作
①海力场示意图的构成
A图标设置
图标设置一览表不属于零部件类别,它是工程技术人员制作工程蓝图的依据符号。通过对规定符号的规范连接,可以清楚地表达海力场矩形阵列的图形样式。可以准确地统计出使用各种管道、支高砼体、压水机构部件的用量数据。为设计、制造、安装提供书面依据。
图标设置一览表
不属于零部件 表00
B图纸设置C图纸绘制D绘制填充图形请按《说明书》第30-31页相关内容去制作。
②海力场的选址A挖方处理B垫方处理请按《说明书》第31-32页相关内容实施。
关于海力场矩形阵列与海底机井的关系
海力场矩形阵列的宽度400m是根据横向20个(列)输入/输出管道砼体,1组环绕迂回供水管道连接,1组中轴海底压力管道所需要的长度,再加上余头长度确定的。无论设置几组海力场矩形阵列,其宽度不变。
海力场矩形阵列的纵向长度是一个可变尺寸数字。1组对称海力场矩形阵列纵向长度规定为600m,是根据10行结构砼体,1行机井,11行输入/输出管道砼体所需要对长度,再加上余头长度确定的。当独流河坝库蓄积河水丰沛,可以为两组对称海力场矩形阵列足量供水 时,应当设置2组对称海力场矩形阵列。那么,其纵向长度应当就是600×2=1200m。
海底机井的位置与海底盾构隧道掘进工程的难易程度有关。海底机井可以设置在2组对称海力场矩形阵列的末端。也可以设置在2组对称海力场矩形阵列之间。如果,属于前者,那么设置一组环绕迂回供水管道连接;如果,属于后者,那么必须设置两组环绕迂回供水管道连接。而且,这两组环绕迂回供水管道连接,必须实施背向设置。中间少设置一口机井。
问:为什么要设置海底盾构隧道和海底机井供水?
答:因为从独流河坝库使用明设海底供水管道供水不安全。原因是一些船只常常拖锚航行,还有挖沙船施工。当供水管道被拖锚拉断或者被挖断后,坝库蓄积河水大量流失管理人员不会发现。而系统压水机构的河水介质被海水污染也不会及时发现。更有甚者系统压入了海水也不会被发现。海水既不能饮用也不能灌溉,所以,一定要使用海底盾构隧道和海底机井供水。
(2)海力场矩形阵列的装配①海力场压力管道总汇的装配节点构成一览表
A定位线不属于零部件 表01
0)机井轴心连线的尺寸数字来历:《说明书》第8页③连接机井,对机井的井位没有作明确的定位,只描述了:每一口机井都与“输入管道砼体”的进水口对位。因此,机井的轴线距离与输入管道砼体的长度和间距有关,算式是:
10000÷2+10000÷2+3000+3000+1000
=5000+5000+7000
=17000mm
式中:第一个10000÷2=5000mm是左边输入管道砼体的右边一半,第二个10000÷2=5000mm是右边输入管道砼体的左边一半。3000+3000+1000=7000mm是三套管焊接后的实际长度。得数17000mm就是适应左右对称海力场矩形阵列的海底机井井位轴线距离。
但是中轴线上安装的是海底压力管道,因为,它受四通管尺寸数字的限制,所以,产生的三套管连接距离就不同了。算式是:
17000-7000-5000-5000÷2
=17000-7000-5000-2500
=5000-2500
=2500mm
式中:17000mm是机井轴线距离,7000mm是三套管连接长度,5000mm是输出管道砼体一半的长度,5000÷2=2500mm是四通管二分之一的轴线长度。得数2500mm是利用三套管连接输出管道砼体和四通管所不足的长度。要解决这个问题只能在三套管上想办法。将三套管的 外套管延长,这个问题就解决了。算式是:
1200+2500=3700mm
式中:1200mm是基础三套管外套管的实际长度,2500mm是连接时的不足长度。得数3700mm是三套管的外套管在此处应当延长的实际长度。
机井轴心连线与第一条横向定位线的距离3500mm是根据输入管道砼体宽度确定的,算式是:
4000÷2+1500…………………………………………………………(4)
=2000+1500
=3500mm
式中:4000÷2=2000mm是输入管道砼体二分之一的宽度,1500mm是预留安装操作空间。
1)迂回供水管道线与机井轴心连线距离尺寸数字的来历:同上(4)式的描述。
2)结构砼体安装线的尺寸数字的来历:10表示共安装10行结构砼体。结构砼体的列距、行距意向规定为8000mm,是为了防止组合浮体在运行时相互碰撞。但是,实际装配时行距因为中间夹有输入/输出管道砼体,因此,行距变为9000mm。对于结构砼体的列距、行距的意向规定是否能达到预期目的,可以用下列两个不等式证明:
9000+8000>15083+136×2……………………(1)
17000>15355mm
9000+8000>16200……………………………(2)
17000>16200
(1)式中:9000mm是结构砼体的正方形底面积边长。8000mm是结构砼体的意向列距。15083mm是浮体单元架体的长度。136mm是浮体球面体包皮钢板焊件的高度。得出的第一个不等式的结果:左边的数字大于右边的数字。证明两个组合浮体的列距在运行中不可能相撞。
(2)式中:16200mm是特制型钢的长度。得出的第二个不等式的结果:左边的数字大于右边的数字。证明两个组合浮体的行距在运行中不可能相撞。
3)输入/输出管道砼体安装线的尺寸数字的来历:11表达共连接11行输入输出管道砼体。9000mm表达输入/输出管道砼体安装线与结构砼体安装线的实际距离。
纵向线种类
4)中轴纵向定位线的来历:该定位线必须在第11口机井轴线与涌浪浪道垂直线上。这是一条非常重要的参照线,如果,违反与涌浪浪道的垂直关系,那么,就会发生每行压水机构不统一的运行状况。
5)第1条对称纵向线的尺寸数字的来历:该定位线由输入管道砼体的中线决定,算式是:
5000+5000+7000=17000mm
式中:第一个5000mm是左边输入管道砼体右边的一半长度,第二个5000mm是右边输入管道砼体左边的一半长度。7000mm是三套管的连接长度。得数17000mm就是每一条纵向线之间的间距。
6)2-10条对称纵向线的尺寸数字来历:同5)的描述。
7)第11条环绕供水管道对称纵向线尺寸数字的来历:该线的设置不完全受制于输入管道砼体,因为横向线的端头连接的是弯管,弯管的轴线是2500×2500mm。因此,算式是:
5000+7000+2500=14500mm
式中:5000mm是输入管道砼体一半的长度,7000mm是三套管的连接长度,2500mm是弯管的轴线长度。得数14500mm就是该纵向线与第10条对称纵向线的间距。
上述尺寸数字来历和计算方法不一定完全正确,有待于工程设计时加以校正。但是,有一点必须强调:结构砼体的输水管与输入/输出管道砼体的输水管轴线必须在一条直线上;其 它对口管道轴线也必须在一条直线上。至于大管道口之间的距离误差都可以用三套管的外套管长度去调节。结构砼体与输入/输出管道砼体的输水管连接,通过PE给水管具的现场制作去调节,活动法兰螺栓连接。
一组对称海力场矩形阵列管道、管件、压水机构统计表
表02
海力场外的海底压力管道的管件数量无法确定,不作统计。
《说明书》第32-35页下列目录的内容属于管道总汇平面装配。不需要进一步解释,请按照描述步骤执行。
B装配环绕迂回供水管道
(A)横向连接管道
(B)纵向连接管道
C装配输入管道砼体行
(A)吊装输入管道砼体
(B)吊装直管支高砼体
(C)安装三套管和堵头钢板
D装配中轴线海底压力管道
(A)矩形阵列内海底压力管道的连接
(B)矩形阵列外海底压力管道的连接
E装配输出管道砼体行
(A)吊装输出管道砼体
(B)吊装直管支高砼体
(C)安装三套管和堵头钢板
《说明书》第35-36页下列目录的内容属于压水机构立体装配。不需要进一步解释,请按照描述步骤执行。
②压水机构的装配
A结构砼体的装配
(A)吊装结构砼体
(B)连接结构砼体
B配重砼体的装配
(A)桥垫子的装配
(B)活塞杆铆接管的前期装配
(C)吊装配重砼体
(D)活塞杆铆接管的后期装配
C配重砼体与组合浮体的装配
补充零部件一览表
(2)海力场矩形阵列的装配
①海力场压力管道总汇②压水机构的装配零部件一览表 表54
199)(1)PE弯管的尺寸数字的来历:外径620mm厚度10mm根据输入管道砼体的输水管尺寸数字确定。连接直管的轴线长度工地度量、船上制作,海底安装。
199)(2)PE活动法兰约束圈的尺寸数字的来历:该圈是固定尺寸构件。外径640mm厚度20mm,连接管长度40mm,刚度足够,尺寸数字都是规定。
199)(3)活动法兰片的尺寸数字的来历:外径740mm,厚度50mm是根据输水管法兰的配副尺寸数字确定。PE活动法兰约束圈自然挤在输水管法兰凹槽安装的“O”型橡胶密封圈上。
200)(1)PE直管的尺寸数字来历:外径620mm厚度10mm根据输入输出管道砼体和结构砼体的输水管尺寸数字确定。直管的长度工地度量、船上制作,海底安装。
200)(2)活动法兰约束圈尺寸数字的来历:同199)(2)描述。
200)(3)活动法兰片尺寸数字的来历:同199)(3)的描述。
201)O型橡胶密封圈的尺寸数字的来历:根据活动法兰约束圈和管道直径确定。
A压水机构小结
《说明书》的该小结道出了压力海(河)水调度系统的根本区别。为《权利要求书》提供了依据,同时提出了7项具体区别,进一步限定了本发明的利用海力调度河水的方法的保护范围,为人们对本发明的完善提供了余地。
B海底压力管道总汇小结
《说明书》的该小结道出了一种管道两种用途的特征,并强调结构砼体A/B面与上述管道对口连接的特征,同时指出将排气结构改变为换气机构。
C海力场矩形阵列小结
《说明书》的该小结简要地描述了海力场矩形阵列自由介质部分,和压力介质部分通过结构砼体进行强制能量、流量配置。从而使介质的运行过程和发生的变化限定在准确的范围内,为人们对本发明的完善提供了余地。
5压力河水接收机构
《说明书》描述了压力河水接收机构的作用、结构、运行规律、操作方法。
(1)圆柱体构筑物①钢筋混凝土基础使用材料一览表
A泥土基础B岩石基础 表55
202)钢筋混凝土桩基尺寸数字的来历:桩基截面边长400×400mm,长度5m是规定。
203)内外圆周立筋尺寸数字的来历:使用直径50mm的螺纹钢筋是规定。内外圆周立筋径向间距580mm是根据圆柱体构筑物的壁厚确定的。算式是:
800-25×2-32×2-50×2
=800-50-64-100
=586
≈580
式中:800mm是压力河水接收机构圆柱体壳体的壁厚,25×2=50mm是壳体内外面混凝土保护层厚度,32×2=64mm是环形钢筋所占掉的长度,50×2=100mm是立筋所占掉的长度。得数586mm就是内外立筋之间的距离。为了方便操作将内外立筋间隔距离设制成580mm,误差6mm在圆柱体壳体的内外壁面混凝土保护层上体现,使混凝土保护层变成了25+3=28mm。
204)内外圆周立筋尺寸数字的来历:使用直径50mm的螺纹钢筋是规定。内外立筋圆周 间距200mm是轴心距,根据适应压力刚性而确定的。
205)外圆周环形钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm的螺纹钢筋是规定。层距200mm是轴心距。外圆周环形钢筋的外径11950mm的算式是:
12000-25×2
=12000-50
=11950mm
式中:12000mm是压力河水接收机构圆柱体壳体的外径,25×2=50mm是钢筋混凝土保护层厚度。得数11950mm就是外圆周环形钢筋的外径。
206)内圆周环形钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm的螺纹钢筋是规定。层距200mm是轴心距。内圆周环形钢筋的内径10450mm的算式是:
12000-800×2+25×2
=12000-1600+50
=10400+50
=10450mm
式中:12000mm是压力河水接收机构圆柱体壳体的外径,800×2=1600mm是壳体的两个壁厚25×2=50mm是壳体内壁面钢筋混凝土保护层的厚度。得数10450mm就是内圆周环形钢筋的内径。
207)基础网片尺寸数字的来历:规定。
208)钢筋混凝土基础尺寸数字的来历:规定。
209)(1)桩体坑基尺寸数字的来历:根据适应钢笼安装而确定。
209)(2)桩体坑基布局尺寸数字的来历:根据圆柱体壳体下面布局一圈钢筋混凝土桩体;圆柱体壳体内部的组合柱体下面布局一圈钢筋混凝土桩体的原则设计。
210)钢筋笼尺寸数字的来历:根据近似常规钢筋笼的尺寸数字设计。
(1)圆柱体构筑物②圆柱体构筑物的内部结构零部件一览表
A圆周均布组合柱体 表56
211)下腔柱体尺寸数字的来历:首先根据压力构筑物的刚性考虑确定柱体的直径600mm,下腔柱体高度的算式是:
3000-600=2400mm
式中:3000mm是连接管的外径,也是下腔圆柱体壳体的高度,600mm是下腔环形组合梁的高度,得数2400mm=2·4m就是下腔柱体高度。6是表示6个柱体圆周均布。
212)(1)下腔环形组合梁截面尺寸数字的来历:组合梁的宽度800mm是根据柱体的直径600mm确定的,组合梁的高度600mm是根据现浇隔板与柱体共同结构成的下腔空间而确定的,
212)(2)下腔环形组合梁的内外径尺寸数字的来历:组合梁的内径5400mm要考虑其直径线上现浇隔板的3个组合单向阀安装圆孔的刚性要求。算式是:
1000×3+600×4
=3000+2400
=5400mm
式中:1000×3=3000mm是3个组合单向阀安装圆孔的直径和,(7圆等径组合几何图形的特征是3个圆的圆心在一条直线上)600×4=2400mm是现浇隔板的圆孔间隔距离之和,得数5400mm就是与现浇隔板有关的环形组合梁的内径。这样的设计使现浇隔板的刚性足够。环形组合梁的外径7000mm的算式是:
5400+800×2
=5400+1600
=7000mm
式中:5400mm是环形组合梁的内径,800×2=1600mm是环形组合梁的两个宽度,得数7000mm就是环形组合梁的外径。
213)上腔柱体尺寸数字的来历:上下柱体的轴线对位,柱体个数相等。柱体高度6·0m适应圆柱体壳体的高度。柱体之间的间隔距离适应组合单向阀构件的出入装配。这里面隐含一个算式是:
[(7000-400×2)×3·14-600×6]÷6
=[6200×3·14-3600]÷6
=[19468-3600]÷6
=15868÷6
≈2645mm
式中:(7000-400×2)×3·14=19468mm是环形组合梁的中线圆周,600×6=3600mm是6根柱体所占的圆周长度,[19468-3600]÷6≈2645mm是6根柱体每根柱体之间的间隔距离,这个空间能使组合单向阀构件出入方便。
214)(1)(2)上腔环形组合梁尺寸数字的来历:与212)(1)(2)的描述相同。
(1)圆柱体构筑物②圆柱体构筑物的内部结构零部件一览表
B圆柱体构筑物的下腔 表57
215)柱体立筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋6根圆周均布是规定。
216)柱体箍筋尺寸数字的来历:使用直径6mm光圆钢筋,箍筋间距200mm是规定,箍筋的直径算式是:
600-25×2
=600-50
=550mm
式中:600mm是钢筋混凝土柱体的直径,25×2=50mm是柱体的混凝土保护层厚度,得数就是柱体箍筋的直径。
217)环形组合梁外圈钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋,实施钢筋套筒挤压连接工艺。加工2个外圈成品。外圈直径6950mm的算式是:
7000-25×2
=7000-50
=6950mm
式中:7000mm是环形组合梁的外径,25×2=50mm是环形组合梁外壁面混凝土保护层厚度,得数6950mm就是成品外圈钢筋环直径。
218)环形组合梁内圈钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋,实施钢筋套筒挤压连接工艺。加工2个内圈成品。内圈直径5350mm的算式是:
5400+25×2
=5400+50
=5450mm
式中:5400mm是环形组合梁的内径,25×2=50mm是环形组合梁内壁面混凝土保护层厚度,得数5450mm就是成品内圈钢筋环直径。
219)环形组合梁箍筋尺寸数字的来历:使用直径6mm光圆钢筋,制成750×550mm规格的箍筋框,绑扎约束内外环线钢筋圈,钢筋间距200mm。750mm的算式是:
800-25×2
=800-50
=750mm
式中:800mm是环形组合梁的宽度,25×2=50mm是梁体内外圆周壁面混凝土保护层厚度,得数750mm就是环形组合梁箍筋的长度。550mm的算式是:
600-25×2
=600-50
=550mm
式中:600mm是环形组合梁的高度,25×2=50mm是梁体上下平面混凝土保护层厚度,得数550mm就是环形组合梁箍筋的宽度。
220)(1)连接管尺寸数字的来历:规定要与埋设管道配副。
220)(2)连接管格状加强筋尺寸数字的来历:规定。
221)圆柱体壳体W型绕筋尺寸数字的来历:使用直径22mm螺纹钢筋,两端弯钩180°。用铁丝制作样品,计算钢筋长度,然后制造产品。
(1)圆柱体构筑物②圆柱体构筑物的内部结构零部件一览表
B圆柱体构筑物的下腔(C)现浇隔板的浇筑 表58
222)隔板网片尺寸数字的来历:规定。
223)(1)环形钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋是规定,圆环钢筋直径1070mm的算式是:
1020+25×2
=1020+50
=1070mm
式中:1020mm是短截钢管的外径,25×2=50mm是钢筋混凝土圆孔的混凝土保护层厚度,得数1070mm就是环形钢筋的内径。
223)(2)环形钢筋尺寸数字的来历:每个钢筋混凝土圆孔使用2个环形钢筋,7个圆孔共计使用14个环形钢筋。
223)(3)短截钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋是规定,圆周均布6个也是规定,短截钢筋长度286mm的算式是:
400-25×2-32×2
=400-50-64
=286mm
式中:400mm是现浇隔板的厚度,25×2=50mm是钢筋混凝土隔板上下平面混凝土保护层厚度,32×2=64mm是2层钢筋的直径和,得数286mm就是短截钢筋的长度。
224)(1)带钩钢筋尺寸数字的来历:使用直径32mm螺纹钢筋,弯管180°是规定,成品长度7000mm是要求与环形梁外径相等。
组合单向阀圆孔混凝土模具零部件一览表
不属于本发明的结构零件 表03
(1)圆柱体钢管截尺寸数字的来历:组合单向阀的钢筋混凝土安装圆孔的直径是1020mm,因此,模具的外径也应当是1020mm。现浇隔板的厚度是400mm,因此,模具的高度规定为500mm,便于操作。
(2)环形连接钢板尺寸数字的来历:钢板厚度5mm,内径1000mm小于模具钢管截的外径方便焊接。环形连接钢板外径2820mm的算式是:
1020+510×2+400×2
=1020+1020+800
=2840mm
式中:1020mm是圆柱体钢管截的外径,510×2=1020mm是相邻的两个钢管截半径之和,400×2=800mm是三个钢管截之间的距离,得数2840mm就是环形连接钢板的外径。
(3)环形连接钢板圆孔尺寸数字的来历:环形连接钢板的6个圆孔圆周均布在每三个相邻圆柱体钢管截的间隔空间。圆孔的圆心在每三个相邻的圆柱体钢管截圆心连线构成等边三角形的重心上。圆孔直径设制600mm的目的是方便从孔内筑入混凝土。
(1)圆柱体构筑物②圆柱体构筑物内部结构零部件一览表
C圆柱体构筑物的上腔 表59
225)(1)(2)(3)法兰管尺寸数字的来历:规定,在结构中多次出现。
226)(1)(2)(3)(4)法兰管尺寸数字的来历:规定,在结构中多次出现。
(1)圆柱体构筑物③圆柱体构筑物的外部结构零部件一览表A海底压力管道的连接B蝴蝶阀活门的连接C锥型自动放气阀门的安装与保护
表60
227)(1)(2)埋设管道尺寸数字的来历:规定。与一级管网管道相同。
228)(1)(2)(3)蝴蝶阀活门尺寸数字的来历:规定。与节点构筑物蝴蝶阀活门相同。
229)锥型自动放气阀门尺寸数字的来历:规定通用标准件。用量相当大。
230)圆柱体砖砌墙体尺寸数字的来历:规定通用标准构筑物。
231)门框及门板尺寸数字的来历:规定通用标准构筑物配件。门口尺寸方便阀体进出。
232)顶盖预制砼件尺寸数字的来历:规定通用标准构筑物配件。
(2)组合单向阀零部件一览表
①球型凹面座口②铆接管③空心金属球和网兜 表61
233)(1)球型凹面座口管本体尺寸数字的来历:外径1300mm,壁厚100mm,高度200mm是规定。
233)(2)球型凹面座口设制尺寸数字的来历:座口外径1200mm,内径1100mm适应空心金属球封闭管口。内径的算式是:
1300-100×2
=1200-200
=1100mm
式中:1300mm是球型凹面座口管外径,100×2=200mm是座口管的两个壁厚和数,得数1100mm就是座口管的内径。
233)(3)座口管径向螺栓孔尺寸数字的来历:螺栓孔直径12mm,6个圆周均布是规定。
234)(1)铆接管环形板尺寸数字的来历:环形板外径1300mm,与球型凹面座口管外径相等,可以将钢筋混凝土隔板从上下两面夹住。厚度20mm是规定。内径960mm的算式是:
1020-15×2-5×2
=1020-30-10
=1020-40
=980mm
式中:1020mm是钢筋混凝土隔板圆孔的直径,15×2=30mm是铆接管圆柱体管的两个壁厚和,5×2=10mm是铆接管圆柱体管与钢筋混凝土隔板孔的配合间隙和,得数980mm就是铆接管环形板的内径。同时也是铆接管圆柱体管的内径。
234)(2)铆接管的圆柱体管尺寸数字的来历:圆柱体管的外径1010mm的算式是:
1020-5×2
=1020-10
=1010mm
式中:1020mm是钢筋混凝土隔板圆孔直径,5×2=10mm是管与孔的配合间隙,得数1010mm就是铆接管圆柱体管的外径。壁厚15mm是规定。圆柱体管的长度550mm的算式是:
400+200÷2+25×2
=400+100+50
=550mm
式中:400mm是钢筋混凝土隔板的厚度,200÷2=100mm是球型凹面座口管高度的一半,25×2=50mm是隔板上下平面粘合的乳胶厚度和约束网兜环形片的厚度。得数550mm就是圆柱 体管的长度。这个长度是有余头的,安装完成后需要使用专用刨具,将其端部刨成统一的球型凹面。使之方便与空心金属球密封。
235)空心金属球尺寸数字的来历:空心金属球体直径1200mm与球型凹面座口管形位配副。喷塑厚度5mm是规定。
236)(1)约束网兜整体尺寸数字的来历:约束网兜的高度2·0m是规定。网兜的外径1212mm的算式是:
1300+6×2
=1300+12
=1312mm
式中:1300mm是球型凹面座口管的外径,6×2=12mm是网兜的厚度,得数1312mm就是网兜的外径。
236)(2)约束网兜菱形条纹尺寸数字的来历:菱形边长120mm,菱形片宽度20mm,厚度6mm都是规定。
(3)锥型自动放气阀门
锥型自动放气阀门是通用机构详细描述(略)。
(4)压力河水接收机构小结
《说明书》从两方面总结了压力河水接收机构的变化:第一个是结构变化;第二个是运行变化。它为《权利要求书》提供了该机构集中的依据。
6格状管网
格状管网是本发明的利用海力调度河水的方法的首创机构。它是现代农业信息控制自动化灌溉雏形的组成部分。对于平原农村和高原农村的村、田、路、林、塘的重新规划,具有规范的意义。三级格状管网系统将会成为人类灌溉方式的永久定型设置。
(1)管道和节点构筑物①管道的种类零部件一览表
A衬塑无缝钢管类 表62
237)(1)(2)一级衬塑无缝钢管尺寸数字的来历:钢管外径3000mm,壁厚30mm,长度6000mm,衬塑板厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm,散热长度100mm都是规定。
238)(1)(2)二级衬塑无缝钢管尺寸数字的来历:钢管外径2000mm,壁厚20mm,长度6000mm,衬塑板厚度10mm,热收缩带缠绕厚度10mm,散热长度100mm都是规定。
239)(1)(2)三级衬塑无缝钢管尺寸数字的来历:钢管外径1000mm,壁厚10mm,长度6000mm,衬塑板厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm,散热长度100mm都是规定。
(1)管道和节点构筑物①管道的种类零部件一览表
B衬塑三通管 表63
240)(1)一(4)一级衬塑三通管尺寸数字的来历:大管外径3000mm,壁厚30mm,小管外径1000mm,壁厚20mm,轴线长度3000×4000mm,法兰外径1300mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板厚度20mm,短边长150mm,衬塑厚度5mm,热收缩带缠绕厚度6mm。预留散热长度100mm。上述尺寸数字都是规定,适应与一级衬塑无缝钢管坡口焊缝连接;适应连接固定型号的锥型自动放气阀门。
241)(1)-(4)二级衬塑三通管尺寸数字的来历:表中尺寸数字都是规定,适应与二级衬塑无缝钢管坡口焊缝连接;适应连接固定型号的锥型自动放气阀门。
242)(1)-(4)三级衬塑三通管尺寸数字的来历:表中尺寸数字都是规定,适应与三级衬塑无缝钢管坡口焊缝连接:适应连接固定型号的锥型自动放气阀门。
②节点构筑物
为了帮助人们对节点构筑物种类和连接关系的理解,发明人从另一个角度描述各类节点构筑物及其连接关系。审查员只要通过《说明书》对照阅读就能很快明白。
在一级管网线上设制三种节点构筑物:第一种节点构筑物,连接的是纯一级管道。该节点构筑物设置在一级管网的“十”字形正交线交点上;第二种节点构筑物,同时连接两个二级管道;第三种节点构筑物,同时连接两个三级管道。使格状管网边长的一级管道线上的不同节点构筑物形成有规律的循环排列顺序。该循环排列数序是——1、3、2、3、1……。1代表一级管道线交点节点构筑物的4个管口连接着4个蝴蝶阀活门和配副的一级管道;3代表节点构筑物的4个管口相对连接着2个一级管道,相对连接着2个三级管道。三级管道口设置闸阀;2代表节点构筑物的4个管口相对连接着2个一级管道,相对连接着2个二级管道。二级管道口设置二级蝴蝶阀活门。
因为,二级管道是由一级管道的第二种节点构筑物引出,所以,二级格状管网边长的管网线上的节点构筑物循环排列数序是——2、③、②、③、2……。不带圈的数字2由一级管道线的第二种节点构筑物引出;③代表二级管道线上节点构筑物的4个管口,其中相对的两个管口连接着三级管道。该管道口设置闸阀;②代表二级管网的“十”字形正交线交点上的 纯二级节点构筑物。该节点构筑物的4个管口连接着二级管道。该管道口设置二级蝴蝶阀活门。
因为,三级管道是由一级管道或/和二级管道节点构筑物引出,所以,三级格状管网边长的管网线上的节点构筑物循环排列数序是——3、△、③、△、3……。不带圈的数字3由一级管道线的第三种节点构筑物引出;△代表三级管道“十”字形正交线交点的终端变压塔;③代表二级管道线上的第二种节点构筑物。在该节点构筑物的4个管口中,其中相对的两个管口连接着三级管道。
审查员可以画一个正方形,并将该正方形分成4×4=16个小正方形。然后,按照上述循环排列数序,将字符填写在节点上就可以很快明白:横向第一行节点填写——1、3、2、3、1。第二行节点填写——3、△、③、△、3。第三行节点填写——2、③、②、③、2。第四行节点填写——3、△、③、△、3。第五行节点填写——1、3、2、3、1。然后,横向从左到右读、从右到左读。纵向从上向下读、从下向上读。规律不变。
(1)管道和节点构筑物②节点构筑物零部件一览表
A一级节点构筑物第一种节点构筑物 表64
243)(1)第一种节点构筑物尺寸数字的来历:外径6000mm根据连接管道直径3000mm确定。壁厚800mm根据压力强度确定。高度8000mm根据地面不同高度差需要调节管道敷设高度确定。
243)(2)格状大梁尺寸数字的来历:梁体宽度300mm,高度600mm,是规定。
243)(3)现浇顶盖尺寸数字的来历:直径6000mm与圆柱体构筑物的外径相同,厚度400mm刚性足够,中心孔1000mm适应连接放气法兰管。
244)(1)法兰管本体尺寸数字的来历:外径3000mm,厚度30mm,长度1500mm,适应与同径的一级蝴蝶阀活门的阀体连接。法兰管的外壁面需要焊接格状加强筋。
244)(2)法兰尺寸数字的来历:法兰外径3300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm是该直径管道法兰的通用尺寸。
244)(3)加强筋尺寸数字的来历:加强筋钢板是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm,也是该直径管道加强筋的通用尺寸。
245)一级蝴蝶阀活门尺寸数字的来历:蝴蝶阀活门是已知技术产品。阀体外径3000mm 是规定尺寸。法兰和加强筋的描述略。
246)(1)放气阀门连接法兰管尺寸数字的来历:外径1000mm,壁厚10mm,长度1000mm是定型的标准尺寸。
246)(2)法兰尺寸数字的来历:法兰外径1300mm也是定型的标准尺寸。
246)(3)加强筋尺寸数字的来历:加强筋的热轧钢板是30°直角三角形厚钢板,厚度20mm,短边长150mm也是定型的标准尺寸。
247)锥型自动放气阀门尺寸数字的来历:锥型自动放气阀门属于压力海(河)水调度系统的通用定型产品。尺寸数字都是规定。
248)圆柱体砖砌墙体尺寸数字的来历:圆柱体墙体外径3600mm根据房间内安装了锥型自动放气阀门后圆周人体的活动空间,根据墙体所占尺寸确定。墙体高度2500mm适应人体活动。墙体厚度290mm的算式是:
240+25×2
=240+50
=290mm
式中:240mm是砖块的长度,25×2=50mm是墙体内外水泥保护层的厚度和,得数290mm就是墙体的厚度。
249)门框及门板尺寸数字的来历:外门框尺寸1200mm根据可以将锥型自动放气阀门从门口运进去的原则设置。高度2000mm根据人体高度确定。
250)顶盖预制砼体尺寸数字的来历:顶盖直径4000mm比圆柱体墙体大出200mm的圆周棱圈方便出水,且美观。厚度200mm刚性足够。
(1)管道和节点构筑物②节点构筑物零部件一览表
A一级节点构筑物第二种节点构筑物 表65
251)第二种节点构筑物尺寸数字的来历:从露出地面的外观看与第一种节点构筑物的 尺寸数字相同,其实在4个管口可以相对连接着2个一级蝴蝶阀活门,一定要相对连接着2个二级蝴蝶阀活门。其它结构尺寸数字相同。
252)(1)(2)(3)增加法兰管尺寸数字的来历:法兰管外径2000mm,壁厚20mm,长度1500mm。法兰外径2200mm,厚度50mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度50mm。都是根据与二级蝴蝶阀活门的阀体外径、法兰配副的原则设计。
253)增加二级蝴蝶阀活门的尺寸数字来历:蝴蝶阀活门是已知技术产品。阀体外径2000mm是规定尺寸。法兰和加强筋的描述略。
(1)管道和节点构筑物②节点构筑物零部件一览表
A一级节点构筑物第三种节点构筑物 表66
254)第三种节点构筑物尺寸数字的来历:基本尺寸数字与第一、第二节点构筑物相同。不同点是,4个管口中可以相对连接着2个一级蝴蝶阀活门,一定要相对连接着2个闸阀
255)(1)(2)(3)增加法兰管尺寸数字的来历:法兰管外径1000mm,壁厚20mm,长度1500mm。法兰外径1120mm,厚度50mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度30mm,短边长60mm。都是根据与已知技术产品闸阀的定做尺寸数字配副的原则确定。
(1)管道和节点构筑物②节点构筑物零部件一览表
B二级节点构筑物第一种节点构筑物 表67
256)(1)(2)二级第一种节点构筑物尺寸数字的来历:圆柱体构筑物外径5000mm,壁厚800mm,高度6000mm。现浇顶盖直径5000mm,厚度400mm,中心圆孔直径1000mm。根据连接管道外径确定。该节点构筑物不设制格状大梁。其它涉及结构与一级节点构筑物相同。
(2)倒虹吸盾构隧道①盾构井的改制零部件一览表
表68
257)(1)(2)(3)盾构井尺寸数字的来历:盾构井内径10000mm,适应井底壁面设置盾构隧道掘进面。盾构井深度40m,适应盾构井穿越河流、城市、海湾底部。“井”字形格状大梁规格:宽度300mm,高度800mm适应支撑环形井盖。环形井盖外径12000mm,适应与盾构井露出地面部分的直径配副连接。环形井盖内径1000mm适应连接放气阀门连接法兰管。厚度400mm适应系统压力刚性要求。
258)圆柱体砖砌墙体尺寸数字的来历:外径3000mm制成的内部空间足够工人施工。壁厚290mm的算式在表64的248)描述过请参阅第54页的相关内容。高度2m是规定。
259)环形盖体预制砼体尺寸数字的来历:外径3000mm与圆柱体砖砌墙体直径配副。内径1500mm与特制井盖的直径实施锥型棱配副连接。厚度200mm刚性足够。
260)特制井盖尺寸数字的来历:直径1500mm,适应锥型自动放气阀门的装配。因为,系统充水前期盾构井先不安装锥型自动放气阀门,这样放气速度快。待盾构隧道充水将要满的时间才安装锥型自动放气阀门。井盖厚度80mm适应制作锥型棱,且刚性足够。
(2)倒虹吸盾构隧道②管道连接方法零部件一览表
表69
表69的全部零部件尺寸数字分别在表62、表64中描述过,请参阅。
(3)上山盾构隧道和机井①水平盾构隧道②机井配套零部件一览表
A机井位置B上升管道连接 表70
261)盾构隧道尺寸数字的来历:盾构隧道的直径3000mm是规定。
262)机井尺寸数字的来历:机井直径1200mm是根据上升管活动法兰片直径确定的。算式是:
690+200×2+55×2
=690+400+110
=1200mm
式中:690mm是上升管活动法兰片的直径,200×2=400mm是箍井用的2个细石混凝土泵管的直径和,55×2=110mm是二者的间隙,得数1200mm就是机井的直径。
263)上升管尺寸数字的来历:将已知的PE聚乙烯给水管转用为上升管是因为PE聚乙烯材料与金属管道比较具有质量优势,具有价格优势,具有现场易操作性。管道外径450mm,壁厚20mm,长度6000mm是规定。
264)活动法兰片尺寸数字的来历:厚度50mm的刚性足够,活动法兰片的外径690mm的算式是:
450+20×2+120×2-20×2
=450+40+240-40
=730-40
=690mm
式中:450mm是上升管的外径,20×2=40mm是活动法兰片约束管棱阶的厚度和,120×2=240mm是法兰片环形平面的宽度和,减去20×2=40mm是法兰片约束管棱阶与法兰片环形平面参合的那一部分宽度和,得数690mm就是活动法兰片的外径。
265(1)(2)隔板法兰片尺寸数字的来历:直径690mm与活动法兰片外径配副,厚度10mm刚性足够。圆锥体上管口直径150mm,下管口直径100mm是根据空心金属球直径140mm规定 的。其中,上管口直径150mm与喷塑厚度5mm的关系式是:
140+5×2
=140+10
=150mm
式中:140mm是空心金属球的直径,5×2=10mm是圆锥台体管上口的喷塑厚度和,得数150mm就是隔板法兰片未喷塑前的管口直径。当然喷塑后的直径就与空心金属球直径相等了。
266)空心金属球尺寸数字的来历:空心金属球表面的喷塑厚度5mm包括在空心金属球的直径里面。空心金属球的直径140mm与上升管的外径450mm之间存在一个关系式:
(450-20×2-140)÷2<140
(450-40-140)÷2<140
270÷2<140
135<140mm
不等式左边:450mm是上升管的外径,20×2=40mm是上升管的壁厚和数,140mm是隔板法兰片圆锥体台管上口的实际直径,也是空心金属球的直径。除以2是将剩余长度均分在隔板法兰片圆锥台体管的外圆周。
不等式右边:140mm是空心金属球的直径。
结果:不等式左边<不等式右边。因此,空心金属球会自动滚落封闭在隔板法兰片的圆锥台体管口。
257)箍井碎石混凝土尺寸数字的来历:(略)
(3)上山盾构隧道和机井③连接管件零部件一览表
可能使用的构件和A变径法兰 表71
268)(1)(2)(3)(4)变径法兰尺寸数字的来历:变径小法兰直径690mm,厚度50mm适合与PE聚乙烯给水管的活动法兰连接。变径大法兰的外径1300mm,内径1000mm,厚度50mm适合与配副的180°弯管连接。圆锥台体管的小口直径450mm,大口直径1000mm,厚 度20mm,高度800mm是按照大小变径法兰的内径设置的。梯形加强筋钢板的尺寸数字应用而生。
(3)上山盾构隧道和机井③连接管件零部件一览表
B 连接管道C180°弯管D堵头钢板 表72
269)(1)(2)连接管及其格状加强筋尺寸数字的来历:连接管的外径3000mm,壁厚30mm,长度3000mm,格状加强筋钢板厚度20mm,宽度30mm。塑料衬板厚度5mm,热缠绕带厚度6mm适应盾构隧道与一级节点构筑物连接;同时适应节点构筑物与一级衬塑无缝钢管连接。
270)(1)(2)(3)(4)(5)180°弯管关联尺寸数字的来历:弯管外径450mm,壁厚20mm,弯管由两个90°弯头和一节直管连接而成。弯管的轴线比例是500∶2000∶500mm。法兰外径690mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,短边长120mm。衬塑厚度5mm,热缠绕带厚度6mm。根据弯管一端与机井上升管活动法兰片配副连接,另一端与变径法兰的小径法兰片配副连接,长度2000mm,适应机井轴线与相对变径法兰轴线距离。
格状管网小结
《说明书》在该小结中详细地描述了三级格状管网以及与相关联节点构筑物的连接关系,和不同地域所使用的不同供水终端。详细地描述了上山水平隧道与机井的连接,强调了机井上升管的装配方法。从而形成了《权利要求书》的依据。
7变压塔
变压塔是本发明的利用海力调度河水的方法的首创机构。它是现代农业信息自动化控制灌溉雏形的组成部分。通过控制变压塔可以提供至少3种不同压力的水源管理。它既适应当今中国落后的个体农户生产经营方式,又可以方便地改革成适应现代化大农田的生产经营方式。为中国未来新一轮的土地改革奠定了物质基础。
(1)基础结构①基础处理适应材料一览表
A泥土基础处理 表73
271)大坑尺寸数字的来历:大坑直径20m,深度6m是根据变压塔的建造基础确定的,根据变压塔的底部需要设置淡水沉淀容积,和管道埋头确定的。
272)桩体尺寸数字的来历:桩体的横截面400×400mm,长度6m是常规桩体尺寸数字。
273)三合砂砾石垫层比例数字的来历:土灰占20%、水泥占20%、砂砾石占60%是根据常规软基础隔离层的处理方法确定的。它可以使地基上的钢筋混凝土基础在施工的过程中形成一个方便操作的硬基础。
274)钢筋网片尺寸数字的来历:钢筋网片使用直径32mm的螺纹钢筋,网片平面轴线距离200mm,使用4层网片,层距200mm都是规定。
275)水泥的规格(略)。276)骨料的规格(略)。
277)基础尺寸数字的来历:基础圆柱体直径20m,高度1m适应变压塔巨大的质量承载。
(1)基础结构①基础处理适应材料一览表
B岩石基础处理 表74
278)桩基坑尺寸数字的来历:桩基坑的直径1600mm,深度5m是根据钢筋笼的尺寸数字确定的。对于坚硬的岩石可以直接建立基础。对于风化岩石、软岩石、层岩必须建立桩基。因为变压塔是巨型压力容器。
279)钢筋笼尺寸数字的来历:钢筋笼直径1500mm与桩基坑间隙50mm,能使钢筋笼顺利插入桩基坑。高度5m适应配置。对于软岩石还需设置两根钢管实施压浆方法增强承载力。
(1)基础结构②地下结构使用材料一览表
A壳体结构(A)地下圆柱体钢筋配置 表75
280)(1)(2)内外立筋尺寸数字的来历:内外立筋使用直径50mm的螺纹钢筋,内外立筋圆周距离200mm是规定。内外立筋环距686mm的算式是:
800-25×2-32×2-50×2
=800-50-64-100
=586mm
式中:800mm是地下圆柱体壳体的厚度,25×2=50mm是壳体混凝土保护层厚度和,32×2=64mm是内外环筋的直径和数,50×2=100mm是内外立筋的直径和数,得数586mm就是内外立筋之间的距离。
281)内外环筋尺寸数字的来历:内外环筋使用直径32mm的螺纹钢筋,层间距200mm是规定。
282)W型绕筋尺寸数字的来历:W型绕筋使用直径20mm的螺纹钢筋是规定。W型绕筋的其它尺寸数字,如角度、弯曲长度等,计算比现场试验制作更麻烦。建议现场试验制作。
(1)基础结构②地下结构及零部件一览表
A壳体结构(B)地下圆柱体结构(C)第一层格状大梁 表76
283)地下圆柱体壳体尺寸数字的来历:壳体外径18m,内径16·4m,高度5·5m是规定。其中内径的算式是:
18000-800×2
=18000-1600
=16400mm
=16·4m
式中:18000mm是圆柱体壳体的外径,800×2=1600mm是圆柱体壳体的壁厚和数,得数16·4m就是圆柱体壳体的内径。
284)(1)(2)(3)(4)(5)90°弯管尺寸数字的来历:弯管外径1000mm,壁厚10mm,衬塑厚度5mm,轴线长度比2500∶1500mm,弯管外法兰外径1300mm,厚度50mm,凹槽深度20mm,加强筋厚度50mm是根据第三级管网管道和闸阀的连接关系确定的。弯管的2500mm轴线段竖直设置在变压塔内,目的是使水体的沉积物形成相对稳定蓄积状态。弯管的1500mm段水平穿出变压塔壳体壁面与闸阀体连接。弯管的外法兰与闸阀连接,弯管内法兰外径974mm的算式是:
1000-10×2-3×2
=1000-20-6
=974mm
式中:1000mm是弯管的外径,10×2=20mm是弯管的壁厚和数,3×2=6mm是弯管与内法 兰的配合间隙和,得数974mm就是弯管内法兰的外径。内法兰内径410mm,厚度50mm是考虑与上升管的外法兰配副。
285)第一层井字形格状大梁尺寸数字的来历:300×800mm是通用规格。
(1)基础结构②地下结构零部件一览表
B坑道结构 表77
286)(1)(2)坑道结构尺寸数字的来历:坑道长度5000mm,坑道宽度3000mm,高度5000mm,符合半地下建筑物的特征。坑道底部轴线上适合安装直径1000mm的闸阀,闸阀的两边各留1000mm宽度的活动空间。坑道两边的240mm砖砌清水墙体符合建筑常规。
287)单跑楼梯尺寸数字的来历:单跑楼梯设置在坑道的右边,紧靠右墙。宽度1000mm,与左边空间相等。当然单门也设置在右边。
288)289)楼板和单门组合窗尺寸数字的来历:按照常规结构安装。
(2)主体结构①圆柱体结构零部件一览表
A维修封闭管道口结构(A)内外法兰管道(B)内外封堵钢板 表78
290)(1)(2)内外法兰管道本体及加强筋尺寸数字的来历:直径2000mm适合人体高度,壁厚20mm刚性足够,长度1000mm适合圆柱体壳体壁面安装,加强筋钢板厚度20mm,宽度30mm适合焊接格状加强筋,且又省料。一个值得注意的装配情形是:第层井字形格状大梁一定要比内外法兰管道的内法兰高出500mm,否则工人推车出入困难。
291)内法兰尺寸数字的来历:内法兰的厚度60mm,凹槽深度20mm是规定。内法兰的外径1956mm和内径1656mm的算式分别是:
2000-20×2-2×2………………………………(1)
=2000-40-4
=1956mm
(1)式中:2000mm是内外法兰管的外径,20×2=40mm是管道的壁厚和数,2×2=4mm是 内法兰外径与管道内壁面的配合间隙和数,得数1956mm就是内法兰的外径。
1956-150×2……………………………………(2)
=1956-300
=1656mm
(2)式中:1956mm是内法兰的外径,150×2=300mm是内法兰预设宽度和数,得数1656mm就是内法兰的内径。
292)外法兰尺寸数字的来历:外法兰外径2300mm,厚度60mm,凹槽深度20mm,是规定。
293)保温层
294)(1)内封堵钢板尺寸数字来历:钢板厚度30mm是规定。钢板外径1946mm的算式是:
2000-20×2-7×2
=2000-40-14
=1946mm
式中:2000mm是管道的外径,20×2=40mm是管道的壁厚和数,7×2=14mm是内封堵钢板与管道的配合间隙,得数1946m就是内封堵钢板的外径。
294)(2)结构钢管尺寸数字的来历:结构钢管的外径60mm,壁厚10mm,长度80mm是规定。该尺寸适应穿入钢管撬动操作。
294)(3)加强筋尺寸数字的来历:钢板厚度10mm,三角形直角边长80mm,是根据其刚性规定的。
295)外封堵钢板尺寸数字的来历:钢板的外径2300mm与外法兰配副,钢板厚度10mm,刚性足够。
(2)主体结构①圆柱体结构零部件一览表
B供水管道连接(A)法兰管(B)球阀(C)“Z”型弯管 表79
296)(1)(2)(3)(4)(5)法兰管相关尺寸数字的来历:都是规定。
297)298)球阀相关尺寸数字的来历:阀体外径500mm,壁厚10mm,阀体法兰外径620mm,厚度50mm,凹槽深度20mm,都是根据与法兰管相关尺寸数字,和”Z”型弯管相关尺寸数字配副原则设计的。
299)(1)-(5)“Z”型弯管相关尺寸数字的来历:弯管外径500mm,壁厚10mm,法 兰外径620mm,厚度50mm,凹槽深度20mm,适应与PE给水管的活动法兰连接。弯管热缠绕带厚度6mm,管内衬塑厚度3mm,埋入地下能防止锈蚀。弯管轴线比300∶2500∶300mm正好使埋入地下的PE给水管距地面1500mm,算式是:
2500-500×2
=2500-1000
=1500mm
式中:2500mm是设定“Z”型弯管中间段的最长轴线,500×2=1000mm是上面与球阀体连接高度,下面与PE给水管连接高度和数,得数1500mm就是PE给水管埋入地下距地面的高度。
300)橡胶密封圈尺寸数字的来历:橡胶密封圈横截面直径25mm,适应经法兰螺栓连接后挤压变形。橡胶密封圈的外径560mm的算式是:
620-30×2
=620-60
=560mm
式中:620mm是法兰的外径,30×2=60mm是法兰面外环预留均布螺栓孔的位置,得数560mm就是橡胶密封圈的外径。径法兰螺栓连接后,橡胶肉被挤压在螺栓与管道内壁面之间。
(2)主体结构①圆柱体结构零部件一览表
B供水管道连接(D)保护结构 表80
301)(1)拱形洞本体尺寸数字的来历:拱形洞宽度1500mm,高度2300mm,深度2500mm适应工人操作。
301)(2)砖砌墙体尺寸数字的来历:墙体宽度240mm符合砖块模数,水泥保护层厚度10mm是常规做法。
302)门框尺寸数字的来历:门框高度2000mm是通用高度,门框外宽度1260mm的算式是:
1500-120×2
=1500-240
=1260mm
式中:1500mm是拱形洞宽度,120×2=240mm是门框两边用单砖安装挤紧的宽度和数,得数1260mm就是门框外宽度。
303)水泥板尺寸数字的来历:水泥板宽度240mm与砖块模数相同,水泥板长度1500mm与拱形洞宽度相等,水泥板厚度60mm,刚性足够。
(2)主体结构①圆柱体结构零部件一览表
C主体钢筋混凝土浇筑(A)上升管的连接方法(B)上部井字形格状大梁
表81
304)上升管包容体尺寸数字的来历:包容体半径1300mm,根据变压塔地下圆柱体安装的90°弯管外径1000mm确定的(请参考表76第61页)。高度27m的算式是:
5·5+25-3·5=27m
式中:5·5m是变压塔圆柱体地下壳体的高度,25m是变压塔主体壳体高度,3·5mm包括格状大梁的高度、格状大梁距主体壳体顶部2m的高度、上升管包容体距大梁的高度。得数27m就是上升管包容体的高度。
305)包容体使用立筋尺寸数字的来历:立筋使用直径32mm螺纹钢筋,5根均布是包容体刚性需要。
306)(1)(2)半圆箍筋尺寸数字的来历:箍筋使用直径20mm的螺纹钢筋,箍筋的两端弯钩180°,箍筋间距200mm是规定。箍筋的弯曲半径1275mm的算式是:
1300-25=1275mm
式中:1300mm是上升管包容体的半径25mm是混凝土保护层厚度,得数1275mm就是半圆箍筋弯曲半径。
307)主体圆柱体壳体尺寸数字的来历:与地下圆柱体壳体相同。
308)第二层格状大梁尺寸数字的来历:与第一次格状大梁相同。
(2)主体结构②顶部结构零部件一览表
A提梁和现浇顶 表82
309)外圆周梁体尺寸数字的来历:外圆周梁体外径24m是规定。它比圆柱体壳体的外径18m的圆周放大了3m,使顶部圆柱体房间的使用面积增加,使变压塔的外观好看。
000)中圆周梁体尺寸数字的来历:中圆周梁体由圆柱体壳体代替,因此,辐状梁就镶嵌在圆柱体壳体中。
310)内圆周梁体尺寸数字的来历:内圆周梁体的外径5·5m是根据水葫芦的尺寸数字确定的。
311)辐状梁外端间距尺寸数字的来历:辐状梁外端间距3786mm,是根据外圆周梁体外径均布18根辐状梁后的间隔距离确定的。算式是:
24000×3·14÷18-400
=75360÷18-400
≈4186-400
≈3786mm
式中:24000mm是外圆周梁体的外径,3·14是圆周率,24000×3·14÷18≈4186mm是18根梁体之间的轴线距离。4186-400=3786mm就是辐状梁体外端的实际间隔距离。
000)提梁规格尺寸数字的来历:提梁规格,400×800mm是规定。
312)现浇顶尺寸数字的来历:现浇顶厚度100mm是规定。
(2)主体结构②顶部结构零部件一览表
B圆锥台体管和柱体C框架结构的圆柱体房间③电梯 表83
313)圆锥台体管尺寸数字的来历:高度6m,根据比圆柱体房间高1m确定的。壁厚500mm刚性足够。
314)柱体立筋尺寸数字的来历:柱体使用直径32mm螺纹钢筋8根四边均布是规定。轴间距175mm的算式是:
(400-25×2)÷2
=(400-50)÷2
=350÷2
=175mm
式中:400mm是主体的截面边长,25×2=50mm是柱体混凝土保护层厚度,400-25×2=350mm是四角立筋边沿距离,350÷2=175mm是每边3根立筋之间的轴线距离。
315)柱体箍筋尺寸数字的来历:柱体箍筋使用直径6mm的光圆钢筋,间距200mm是规定。
316)(1)(2)柱体尺寸数字的来历:柱体截面规格400×400mm是根据提梁的宽度400mm确定的,柱体高度4000mm是根据变压塔顶部结构与主体结构的合理比例确定的,柱体的设置数字18×3=54根是根据外、中、内三环环形梁与辐状梁的54个节点配置的。
317)顶部格构梁尺寸数字的来历:格构梁规格300×800mm根据梁体的宽度比提梁的宽度小100mm而确定的。
318)顶部现浇顶尺寸数字的来历:顶部现浇顶厚度100mm根据其刚性确定的。
319)PVC管尺寸数字的来历:PVC管外径120mm,壁厚5mm是已知技术产品的通用尺寸。
320)电梯的尺寸数字的来历:按照常规确定。
(3)水葫芦零部件一览表
表84
321)水葫芦本体尺寸数字的来历:水葫芦底面直径6000mm是根据比圆锥台体管大口直径大一些确定的,壁厚10mm刚性足够,高度11m是根据变压塔圆锥体台体管高度确定的。
322)水葫芦橡胶皮尺寸数字的来历:橡胶皮厚度10mm是规定,橡胶皮规格600×1000mm是考虑粘贴时方便操作。
323)水葫芦斑马条纹尺寸数字的来历:红白相间的斑马条纹宽度1000mm适应远距离显现。
324)水葫芦内部圆形钢板尺寸数字的来历:钢板直径800mm可以使连接钢管深入水葫芦壳体内,结构可靠安全。厚度20mm刚性足够。
325)不锈钢空心球尺寸数字的来历:不锈钢空心球直径1000mm适应远距离显现,壁厚5mm刚性足够。
326)连接钢管尺寸数字的来历;钢管外径80mm,壁厚10mm一则考虑刮风时能发声,二则考虑其刚性和连接安全性,钢管长度4500mm的算式是:
1500+1000+1000+1000
=4500mm
式中:钢管长度的1500mm插入水葫芦,焊接固定在圆形钢板的中心。露出水葫芦顶部的1000mm是钢管暴露段,中间1000mm是套入不锈钢空心球的焊接固定段,上面1000mm是钢管暴露段。得数4500mm正适合结构长度。
(4)附设建筑组成一览表
①微型发电站A三层楼房B冲击式水轮机②蓄水池 表85
327)(1)(2)三层楼房尺寸数字的来历:8×3=24(间)表达楼房每层8间,3层共计24间。3000mm表达楼房间宽3m,10000mm表达楼房间深10m,3500mm表达厂房高度3·5m,一层和二层楼房高度3m。
328)冲击式水轮机组根据实际情况选择。
329)(1)(2)蓄水池尺寸数字的来历:蓄水池基础直径6m,高度800mm是规定。蓄水池圆柱体外径6m,壁厚500mm,高度6m都是规定。
330)连通钢管尺寸数字的来历:钢管外径500mm,壁厚20mm,长度1000mm适应蓄水池壁面切点连通。
(5)主、支流供水管道零部件一览表
①主流供水管道A聚乙烯PE给水管B三通管C软密封闸阀 表86
331)(1)(2)变径三通管尺寸数字的来历:由直径500mm的PE给水管改变成直径300mm口径的三通管是PE给水管的附设构件,其中还包括了1个与300mm管道配副的活动法兰。这个法兰适应与软密封闸阀连接。而直径500mm的主流管道都是通过电热熔连接。其轴线比500∶300mm足够电热熔器操作长度。
332)(1)(2)三通管尺寸数字的来历:该三通管外径相同,直通管的两端外径500mm,使用电热熔方法与变压塔和蓄水池引出的管道连接。三通管的一端外径500mm加设配副的活动法兰准备与软密封闸阀连接,然后引出主流供水管道。
(5)主、支流供水管道零部件一览表
②支流供水管道A聚乙烯PE给水管B三通管C软密封闸阀 表87
333)聚乙烯PE给水管尺寸数字的来历:给水管外径300mm,壁厚10mm,长度6000mm是规定。
334)三通管尺寸数字的来历:三通管的3个管口外径300mm是规定,直通管两端通过电热熔与给水管连接。三通管的一端连接活动法兰片,然后与软密封闸阀连接。软密封闸阀再与多头供水器连接。
(5)主、支流供水管道零部件一览表
②支流供水管道D多头供水器(A)PE给水管组合件 表88
上述多头供水器的配件尺寸数字根据钢筋混凝土包容体的尺寸数字约束制作。多头供水器的钢筋混凝土包容体外露管口包括:供水管口4个,放水球阀一个,连接管口1个。
(5)主、支流供水管道零部件一览表
②支流供水管道D多头供水器(B)连接件(C)钢筋混凝土包容体
表89
上述管件的口径尺寸数字根据农民使用的柔性塑料管口径设定。长度尺寸数字的来历是已知产品的规定尺寸数字。
345)(1)钢筋混凝土包容体立筋尺寸数字的来历:立筋使用直径32mm的8根螺纹钢筋是规定,立筋长度的算式是:
1800-25×2
=1800-50
=1750mm
式中:1800mm是钢筋混凝土包容体长度,25×2=50mm是水泥保护层厚度,得数1750mm就是连接的长度。该长度不包括立筋两端的弯钩。立筋的间距算式是:
(650-25×2)÷2
=600÷2
=300mm
式中:650mm是钢筋混凝土包容体横截面边长,25×2=50mm是水泥保护层厚度,除以2是3根立筋可以产生两个间隔空间,得数300mm就是立筋的轴线间距。
345)(2)箍筋的尺寸数字来历:箍筋使用直径6mm的光圆钢筋是规定。箍筋边长600mm的算式是:
650-25×2
=650-50
=600mm
式中:650mm是钢筋混凝土包容体的横截面边长,25×2=50mm是水泥保护层厚度,得数600mm就是箍筋框的边长。
345)钢筋混凝土包容体尺寸数字的来历:钢筋混凝土包容体的横截面边长650mm是根据供水管口的直径数字以及方便操作规定的。高度1800mm根据埋入地下和露出地面的比例确定的。
(D)节点保护井坑(略)
变压塔小结
小结从三方面为《权利要求书》提供了依据:一是表述变压塔是农村灌溉自来水的用水终端管理机构。二是表述变压塔的形象与传统的城市供水塔相似。三是表述变压塔可以切换 三种不同压力的水源管理。
发明内容综述
本发明的利用海力调度河水的方法,在一要解决的技术问题中列举了十大问题,并对每一个问题进行了详细解读。
本发明的利用海力调度河水的方法,在二技术方案中发明人将该项提纲细化,通过(一)机构的功能,(二)机构的原理两个细目,以问答的形式共计设置回答了16个需要回答的问题。这些问题都是在技术方案框架下设置的,对于深刻理解发明内容,有帮助。
本发明的利用海力调度河水的方法,还在总结中列举了10种“弃水方案”中的精华部分。
本发明的利用海力调度河水的方法,对系统结构中使用的零部件作了较为详细的统计,并对不易理解的尺寸数字进行了运算过程的解读。列表共计:机构连接零部件一览表89个,涉及零部件345种。非机构连接一览表00-03设制表4个,包括:表00——设计海力场平面结构图标9种。表01——海力场矩形阵列装配以及压力管道总汇装配连线节点尺寸构成8项。表02——海力场矩形阵列管道装配及压水机构装配部件数字统计22项。表03——组合单向阀圆孔混凝土模具零部件统计3项。
对上述相关零部件进行详细统计,对于各种零部件尺寸数字的来历进行详细解读,使发明人的发明思想更加具体化,更加合理化。实质审查资料的撰写过程就是《说明书》的修改过程,它不仅能提高《说明书》的质量,还能够提高发明人的专利申请写作水平。但是,一个人的能力是有限的,错误在所难免,希望审查员宽容。因为本发明的利用海力调度河水的方法涉及的学科交叉,行业较多,机构连接繁杂,所以一看就让人头疼。然而,祖国的伟大复兴是我们的共同的责任,让我们携起手来攻坚克难。党和国家不会忘记我们!人民不会忘记我们!
我们知道实质审查的重点是《权利要求书》的设定范围、和条目是否与《说明书》表述的内容相同。为了解决这个问题发明人将本发明涉及的《权利要求书》撰写得粗化一些,并将每一个机构的小结内容设置为《权利要求书》条目的基本内容。这样的设置使实质审查员容易找到相同的内容。此外,审查员可以查看目录寻找《权利要求书》条文的依据。
■有益效果
有益效果是确定发明是否具有“显著进步”的重要依据。所以,发明人通过三方面阐述了这个问题。
在(一)与传统调水方法相比较所具有的有益效果中,《说明书》首先重申了本发明的定位描述,重申了本发明与引证的在先发明的最显著的区别特征。重申了本发明可能产生的有益效果。
在与传统水电站水力集中方法的比较中,《说明书》列举了8种对比方案来阐述本发明的有益效果。同时将本发明的建设高速度作了重点阐述内容,使人觉得种种内容都孕育了巨大的经济效益。
在(二)小水电曲线上网原理涉及的调水方法所具有的有益效果中,《说明书》表述了由小水电曲线上网原理实质所引发的5个本身产生的有益效果。同时重点阐述了小水电曲线上网原理是小能量置换大能量原理的载体。并将该原理的实质定位成基础研究成果。特别预示了该基础研究成果的发展前景。
在(三)滞洪区群井电力调水方法所具有的有益效果中,《说明书》表述了由滞洪区群井电力调水方法实质所引发的3个本身产生的有益效果。同时重点阐述了滞洪区群井电力调水方法是大地径流重新分配原理的载体。并将该原理的实质定位成基础研究成果。特别预示了该基础研究成果的发展前景。
在本提纲的小结中《说明书》将本发明的利用海力调度河水的方法定位在合乎情理的高度,并预言:新技术革命和产业革命由此而引发。通过上述提纲的展释本发明的利用海力调度河水的方法的确具有“显著的进步”。希望审查员同意。
■具体实施方式
本发明的利用海力调度河水的方法,涉及海力场的实施方式已经在《说明书》中描述的很清楚,实施方式与压力海水调度系统的相关内容一样,不外乎是标准零部件的工厂化生产,和海力场中的专业化装配。《说明书》着重从大陆管网、变压塔、海库盆宏观实施方式中列举了7项优选法,用以强调宏观实施方案的重要性。
上述每一项实施优选法都支持了《权利要求书》的内容。只是第7项增加了从大水电调度发电尾水的方法。原因是发明人预感到淡水资源的不足会严重影响到该新兴产业的发展。为什么呢?原因很简单,海浪动能是无限的,独流河坝库的蓄水是有限的,二者很难匹配。
在本发明的利用海力调度河水的方法实施中,可能出现一些地方用电不用水,一些地方既用电又用水的情况。而本发明的利用海力调度河水的方法执行先发电后用水,电与水必须同时到达。这样就会发生严重的矛盾,淡水资源不足将会造成大面积供电不足。为了解决这个矛盾发明人建议压力河水调度系统的终端连接“O”型无限循环放大水电站。
未来的利用海力调度河水的方法,涉及的压力河水调度系统要与大水电、电网、水库淡水资源的调度等等相关电、水传统技术实施高度融合。这一点非常重要,必须对它进行前瞻性的研究,最大限度地挖掘出它巨大的隐形经济效益。1针对传统大水电,形成淡水资源调度必须执行先发电后用水的原则;调度淡水的方法必须使用电力,执行先入系统,放大电力后使用发电尾水的运行流程。2针对电网,形成调度电力与调度水力并举的优选法,大力挖掘使用压力河水调度系统调度电力比传统电网调度电力更合算的创造性思维。3针对无发电功能的蓄积水库,建设小型泵水站。在雨季到来之前利用电网谷电将水库腾空,将水压入系统既转移了淡水,放大了电力,又使水库蓄水得到安全保障,不再发生洪水溃坝现象。
如果国家重视上述特别建议的话,那么,未来的国务院防汛抗旱总指挥部就可以随心所欲地“运筹于帷幄之中决胜于千里之外”。形成淡水调度、防汛抗旱、电力调度、度峰填谷、森林防火、城市消防全国一盘棋的大水利与大水电的集成体系。将会使国家的执政成本大大下降,将会使各级领导的执政能力大大提高。期望审查员将上述建议讲给国家领导人听。
关于《说明书摘要》的撰写说明
根据《专利审查指南》2010的新规定,本发明的利用海力调度河水的方法,在《说明书摘要》的第一段写明了发明名称,写明了所属领域,该技术领域包括两方面:1新兴水利领域、新兴水电领域。2表述了详细的具体领域。写明了本发明的利用海力调度河水的方法涉及的多种采水原理,和解决问题的技术方案,以及发明的性质定位。第二段表述了系统的运行效果和所能达到的目的以及用途。最后表述了新技术可以与传统技术实施大融合,从其发展前景中暗示了巨大的隐形经济效益。
《说明书摘要》共计299个字符,没有附图。摘要文字部分没有使用商业性宣传用语。发明人认为,本《说明书摘要》完全按照规定撰写,文体层次分明,方便审查通过,方便查新理解。希望审查员同意。
为了减轻审查员的劳动强度,为了使本发明尽快转化为生产力,发明人撰写了本资料。
本资料的法律依据是:《专利审查指南》2010
本资料的书面依据是:海浪能量收集储存方法及其压力海水调度系统(简称:压力海水调度系统)中国发明专利申请号:201110132368·X ,申请日:2011年05月10日。
引言
本发明的利用海力调度河水的方法比在先发明压力海水调度系统复杂了许多,有一部分机构、结构、继承了在先发明。对于改进机构中的继承部分,本发明的利用海力调度河水的方法《说明书》完整地描述了结构的细节,保证了《说明书》的连续性和完整性。对于较大的完整继承机构和较小的完整继承机构,对于具有继承装配特征的工序过程,本发明的利用海力调度河水的方法《说明书》只记载它的标题,而将它的全部内容转移记载在本资料中。这样做的目的有两个,第一,它给审查员一个明确的区分。第二,它起到了缩小《说明书》内容的作用。因此,该内容应当被看做是本发明的利用海力调度河水的方法《说明书》已知技术的一部分。
本发明的利用海力调度河水的方法转移记载了在先发明压力海水调度系统的内容包括:1粗索链、2组合浮体、3锥型自动放气阀门、4三套管、5堵头钢板和阀门、6配重砼体和组合浮体的装配、7海库盆。
为了适应与本发明的利用海力调度河水的方法《说明书》连接,转移记载机构的标题编号与本发明《说明书》连接内容标题编号顺连。同时,标明连接页码。在具体内容中替换了与本发明的利用海力调度河水的方法连接的描述文字。从而使继承内容较好地衔接。这些技术特征属于引证技术保护范围,不属于本发明的利用海力调度河水的方法的保护范围。
如果在实质审查过程终结后,审查员认为本发明的利用海力调度河水的方法《说明书》应当重新编辑,将本发明的创新部分和继承部分柔和在一起。那么,发明人有责任遵照审查员的要求进行重新编辑。
转移记载《说明书》内容:
■承接压力河水调度系统《说明书》第26页(3)粗索链
(3)粗索链
粗索链的作用:连接组合浮体和配重砼体,将海浪对组合浮体的上浮动力传递给配重砼体。约束配重砼体的下行速度,使配重砼体与组合浮体发生同步运行状态。
粗索链的结构包括:A索链旋子头、B索链、C索链连接尾、D粗索链的装配。
A索链旋子头
索链旋子头的作用:连接索链,连接索链旋子锅。使海浪中任意旋转的组合浮体不拧索链,让索链保持顺直常态。
索链旋子头的结构包括:(A)旋子半球体、(B)旋子颈杆。
(A)旋子半球体
a旋子半球体是铁铸件。球体壁面向球体中心开设一个圆通孔,圆孔内设制粗制螺纹。该螺纹与旋子颈杆上一段的外螺纹配副。
b旋子半球体直径1200mm,内螺旋纹孔径450mm。
(B)旋子颈杆
a旋子颈杆是圆钢热轧件。颈杆的上一段设制粗制外螺旋纹。该螺旋纹与旋子半球体的内螺旋纹配副。旋子颈杆的另一端是热弯环形颈圈。环形颈圈是连接索链用的。
b旋子颈杆长度3155mm,旋子颈杆外螺旋长度700mm,环形颈圈内径750mm。
B索链
a索链由热轧圆钢弯曲挤压成型。热轧、热弯、连接、挤压、热焊等工序实施机械化流水作业。索链扁圆状环形。索链与旋子头的环形颈圈的连接要通过另设圆环连接。
b索链热轧圆钢直径120mm,圆钢料长度2720mm,制成的扁圆形单只索链长度1200mm,宽度400mm。索链内空间宽度160mm,连接圆环的圆钢截面直径140mm。
C索链连接尾
a索链连接尾的作用:连接索链、连接配重砼体的索链连接套。潜水人员在海底装配时,将索链连接尾的圆柱体管插入配重砼体的索链连接套,使用4根穿堂销子连接。这样使海底装配变得非常简单。
索链连接尾的结构包括:圆环、圆柱体盖、圆柱体管。
索链连接尾是整体钢铸件。立式圆环设制在圆柱体盖顶上,圆柱体盖的下面连接着圆柱体管。索链连接尾的圆柱体管与配重砼体的索链连接套管体之间间隙配合,二者的穿堂销子孔配副。
b索链连接尾的立式圆环外径440mm,内径200mm,圆环横截面直径120mm。圆柱体盖直径800mm,厚度100mm。圆柱体管外径590mm,内径390mm,厚度100mm,长度1000mm。销子孔径65mm。
D粗索链的装配
a粗索链的装配在工厂进行,成品出厂工地安装。索链旋子头的旋子半球体与旋子颈杆出厂时活连接,工地装配时将其焊死;旋子颈杆的环形颈圈与索链出厂时通过另设的圆环连接在一起;索链连接尾的立式圆环与索链出厂时连接在一起。
b测量海深与粗索链匹配,实施索链编号、结构砼体编号、配重砼体编号、组合浮体编号,四个机构对号连接。在此装配中,先将对号的旋子头与组合浮体框架的索链连接钢板的旋子大锅连接后,将旋子半球体与旋子颈杆的上端头焊死。
■承接压力河水调度系统《说明书》第26页(4)组合浮体
(4)组合浮体
组合浮体的作用:是收集海浪上浮动力的机械机构。它利用海浪的上浮动力,通过一根粗索链将配重砼体、4个活塞杆拉起来。当活塞上行时,吸入活塞缸有杆腔的河水,在活塞缸内水体的自由压力和活塞的挤压下,自动打开活塞底板的3个圆形阀门钢板。水体漏入活塞杆无杆腔。当组合浮体的上浮力停止时,配重砼体的质量压力,和活塞缸有杆腔内水体的压力,以及坝库的水头压力,将4个活塞杆压下去,活塞在活塞缸内下行,活塞的圆形阀门钢板关闭。活塞缸无杆腔的河水被压入输水管道砼体。同时活塞缸有杆腔吸满河水。组合浮体在海浪中不停地上下浮动,活塞缸连续不断地吸入和压出河水。组合浮体是压水机构的三大件之一。
组合浮体的结构包括:A浮体组合框架、B索链连接钢板、C浮体卡具、D圆柱体浮体单元、E组合浮体的装配。
A浮体组合框架
浮体组合框架的作用:集合固定圆柱体浮体单元;固定索链连接钢板。
浮体组合框架的结构包括:(A)特制型钢、(B)联结管及连接方法。
(A)特制型钢
a特制型钢是钢铸件。结构由形状特定的翼缘包容着形状配副的腹板铸造而成。在翼缘包容的4个面中,下面、左面、右面是直板。左上角、左下角、右上角、右下角都是直角。只有上面设制3个与圆柱体浮体单元配副的半圆形凹面翼缘;在凹面翼缘两边的平面翼缘上,正方形布局4个螺栓孔。该孔是连接固定浮体卡具的螺栓孔。在被翼缘包容的腹板上,开设竖列4行圆孔,圆孔间隔排列在两半圆凹面之间的腹板上,每行2个圆孔。该圆孔是联结管 插入孔。
b特制型钢的高度2860mm,长度16200mm。翼缘宽度300mm,翼缘厚度30mm。半圆凹槽直径5000mm,凹槽间隔宽度300mm,上翼缘螺栓孔直径54mm。腹板厚度30mm,腹板圆孔直径204mm。
(B)联结管及连接方法
a联结管是厚壁电焊钢管。8根电焊钢管与4个特制型钢的腹板孔穿结,孔与管壁间隙配合。腹板两面与电焊钢管实施角焊连接。穿结后钢管的两端头从两边的特制型钢的腹板平面外露出一段,钢管口使用冲压钢板球面形帽实施焊接封口处理。制成的组合浮体框架,其中4个特制型钢相互平行,间距相等;8根电焊钢管的轴线相互平行;特制型钢的腹板平面与电焊钢管的轴线垂直。
在联结组合浮体框架的过程中,将索链连接钢板夹焊在中间两个特制型钢之间,使索链连接钢板的中线与特制型钢的中线对齐,其上部与型钢腹板实施坡口焊缝连接,下部与型钢的下翼缘实施角焊连接。
b电焊钢管的外径200mm,壁厚20mm,长度9000mm。电焊钢管两端头外露长度50mm,特制型钢装配间距2566mm。钢板球面形帽直径200mm,高度30mm,壁厚10mm。
B索链连接钢板
索链连接钢板的作用:是连接组合浮体和索链的枢纽。是连接索链旋子头的旋子半球体的板件,让旋子头半球体在索链连接钢板的大锅内自动调整转动,使索链保持顺直。
a索链连接钢板是钢铸件。平面矩形,以板面的对角线交点为圆心,设制一口大扁锅形状的凹面,大锅底部中心开设一个圆孔。该圆孔是穿接旋子半球颈的圆孔,圆孔的圆周设成圆弧状拱形棱;大锅上沿的板面平直,其矩形板面两边上制出坡口,与特制型钢的腹板实施坡口焊缝连接。对应的下面与特制型钢的翼缘实施角焊连接。
另外,为了加强索链连接钢板与组合浮体框架的连接刚性,设置两根钢板条,加焊在索链连接钢板与组合浮体框架的电焊钢管上。钢板条的中段搭载在索链连接钢板的上平面,位置在大锅的两边,与特制型钢平行。钢板条的两端方便搭接在左右电焊钢管的部分壁面上,实施角焊连接。
b索链连接钢板的长度2836mm,宽度2100mm,厚度100mm。大锅口面直径1500mm,锅底孔直径600mm。钢板条宽度150mm,厚度20mm,长度6200mm。
C浮体卡具
浮体卡具的作用:将每个圆柱体浮体单元的上半圆的圆周壁面,与对应型钢半圆凹面翼缘,使用卡具通过上平面的间隔翼缘的螺栓孔,实施螺栓连接。使浮体单元牢牢地固定在浮体组合框架上。
a半圆浮体卡具,由冷弯薄壁型钢制成。先将冷弯薄壁型钢在压力机上模压成纵向波状条纹。在弯曲机上弯曲成半圆状。两端分别折弯90°角压平,钻制4个螺栓孔。该孔与特制型钢翼缘上部的4个螺栓孔配副。
b半圆浮体卡具的弯曲半径2500mm,冷弯薄壁型钢原料宽度400mm,厚度5mm,制纹后宽度300mm,长度8450mm,4个螺栓孔径54mm。
D圆柱体浮体单元
圆柱体浮体单元的作用:是制造浮力载体的基本单位。
圆柱体浮体单元的结构包括:(A)浮体单元架体、(B)浮体单元的包装皮装配。
(A)浮体单元架体
a浮体单元架体的结构包括:环形钢板、连接钢管。环形钢板是铸件,环形钢板面上均布着12个铸孔。该孔是连接钢管的穿孔。连接钢管是电焊钢管。
b浮体单元架体的装配:将8个环形钢板等距插入作业台的垂直固定插缝,使环形钢板上的“十”字形正交线垂直、水平,将12根连接钢管分别插入对位的环形钢板穿孔。将穿入 的连接钢管两端拉齐,使连接钢管的露头长度统一。对每个环形钢板穿孔与连接钢管的接触缝实施双面角焊连接。连接后,将焊接部位的毛刺、焊迹凸起打磨平整,将焊渣等清除干净,涂漆防护。
c环形钢板外径4988mm,内径4088mm,厚度20mm。环形钢板垂直定位间距1980mm,环形钢板均布铸孔直径208mm,钢管外径200mm,长度15083mm壁厚10mm。露头长度500mm。
(B)浮体单元的包装皮装配
a划线工序:在浮体单元包装皮的热轧矩形钢板平面上,使用白色漆画出“十”字形正交线。在浮体单元架体的每个环形钢板两侧平面上,画出统一的圆周五等分线,和上棱连线以及外圆棱的圆周中线。
焊接工序:将包装皮钢板平面沿横向在卷压机上,压制成弧状。将该钢板点焊连接在浮体单元架体的环形钢板外圆棱上,使包皮钢板的纵向中线与环形钢板的外圆棱中线重合。使包皮钢板的两端边线,与环形钢板的外圆棱上五等分圆周线对齐。然后,将二者两侧的接触缝实施缝焊连接。每一个环形钢板外圆由5块包皮钢板与之实施板面的双面缝焊连接。最后,将包皮之间的缝隙实施双面缝焊连接,使之分别成为一个一个的独立圆柱体管状。
建立模具:给两个管状圆柱体包装皮钢板之间撑起模具,用相同规格的包装皮钢板,将焊件之间的包装皮钢板双面缝焊连接。使包装皮钢板的“十”字形正交线与焊件两边的管状圆柱体包装皮钢板轴向缝隙对齐。
封闭端头:球面形端头封闭包装皮钢板焊件,是在作业台上独立焊接完成的,其中一个焊件中心开设一个圆孔,另一个焊件中心不开圆孔。将不开圆孔的端头包皮钢板焊件吊装在位,与圆柱体浮体单元的一端实施双面缝焊连接。将另一个开设圆孔的端头包皮钢板焊件吊装在位,与圆柱体浮体单元的另一端实施双面缝焊连接。焊接完成后工人从圆孔出来,使用与圆孔径相同的钢板做最后的单面封闭缝焊连接。
b矩形包皮钢板规格:-6×1000×3140mm。球型面端头包装皮钢板焊件外径5000mm,高度136mm。球型面圆孔以及封口钢板直径700mm,厚度6mm。
E组合浮体的装配
a将浮体组合框架和浮体单元的圆柱体壁面,先用防锈漆做底层处理,再用荧光桔红色漆做表面防护处理。其作用是:第一防止海水腐蚀构件。第二与海水的颜色区分,防止与舰船相撞。
b计算配重砼体的质量、4个活塞杆的负荷总质量,以及配重砼体上行时的海水阻力。以此来作为组合浮体的载荷,画出组合浮体的吃水线。其作用是:让组合浮体在静止水面中时刻保持与载荷的间接承载关系。防止在运行中浪费海浪的上浮动力(浪高)。主要目的是确定粗索链的长度,方便装配。
c将粗索链装载箱吊装安置在作业台的中道中点上。将浮体组合框架吊装安置在作业台上。将索链旋子头的旋子半球体吊装安置在索链连接钢板的大锅内,球面向下。使其螺丝孔对位于大锅底部的圆孔。两个工人将旋子颈杆抬起来,将其螺旋端头穿入索链连接钢板的大锅底部圆孔,对准旋子半球体的内螺旋孔。转动粗索链装载箱,将旋子颈杆的外螺旋旋入旋子半球体的内螺旋,将二者从上部的连接缝焊死。将包装粗索链网兜的绳子牢牢地拴在电焊钢管上。
d使用工业胶粘合的方法,将若干石棉橡胶垫均布粘合在组合浮体框架半圆凹面的翼缘上。将3个浮体单元分别吊装安置在位,使每个浮体单元的两端头长度相等。将若干矩形石棉橡胶垫均布粘合在浮体卡具的半圆内壁面。将浮体卡具搭载在浮体的圆柱体壁面上,与特制型钢的翼缘螺栓连接。
■承接压力河水调度系统《说明书》第27页②放气阀门
②放气阀门
放气阀门在压力海水调度系统的《说明书》中称之为锥型自动放气阀门,该阀门在两个发明中使用十分普遍。在压力海水调度系统中,当使用在海中时,该阀门可以放出管道海水中析出的空气;可以吸入海水弥补管道内的真空空间。当使用在陆地上时,该阀门可以放气,亦可以吸入空气。以下完整地抄写了压力海水调度系统《说明书》第24页的相关内容。
锥型自动放气阀门的结构包括:A阀体管、B锥型阀芯、C锥型自动放气阀门的装配。
A阀体管
阀体管是钢板焊件。结构包括:(A)花孔圆柱体管、(B)圆锥台体管、(C)法兰和加强筋、(D)组装焊接阀体
(A)花孔圆柱体管
a花孔圆柱体管是阀体的外罩,起保护圆锥台体管和锥型阀芯的作用。花孔圆柱体管的壁面均布若干行排列整齐的漏水网孔。半球形顶部中心设制一个圆孔,圆孔是连接索链螺旋副的孔。半球形顶部钢板是冲压件,与花孔圆柱体管角焊连接。
b花孔圆柱体管外径1000mm,壁厚5mm,高度950mm,壁面网孔直径10mm,顶孔直径54mm。
(B)圆锥台体管
a圆锥台体管是厚钢板焊接。它的锥度与圆锥阀芯锥度相同。圆锥台体管的大管口外径与法兰盘的内径间隙配合。
b圆锥台体管大口径800mm,壁厚30mm,高度600mm,锥度60°。
(C)法兰和加强筋
a法兰和加强筋是钢铸车工件和钢板热轧件。法兰外径与连接法兰配副,法兰内径与圆锥台体管的大管口坡口焊缝连接。加强筋是30°直角三角形厚钢板。
b阀体管的法兰盘外径1300mm,内径800mm,厚度50mm,橡胶圈凹槽深度14mm。加强筋钢板厚度10mm,短边长150mm。
(D)组装焊接阀体
将圆锥台体管的大管口水平置放在作业台上,将法兰盘的内圆套在圆锥台体管大口径上,实施自然坡口焊缝连接,使二者轴线在一条直线上;将花孔圆柱体管套在圆锥台体管的外壁,与法兰盘实施角焊连接;将加强筋钢板均布在花孔圆柱体管的外壁,并与花孔圆柱体管和法兰盘实施角焊连接;将焊迹清除干净进行桔红色喷塑处理。
B锥型阀芯
锥型阀芯的作用:是封闭圆锥台体管的结构,锥型阀芯的排水量足以使它紧紧地塞在圆锥台体管的空间,实现密封。当系统中液体不支持锥型阀芯的浮力时,锥型阀芯与圆锥台体管之间形成吸气/出气空间。
锥型阀芯的结构包括:(A)阀芯体、(B)配重棒、(C)索链及连接螺旋副。
(A)阀芯体
a锥型阀芯是工程塑料制品,空心,底部封闭顶部中心设一个空心管。空心管的上段内壁面设制内螺旋。该螺旋与配重棒的外螺旋配副。锥型阀芯的外壁面粘贴着乳胶密封皮。
b锥型阀芯的底面圆直径840mm,锥度60°,壁厚5mm。空心管内螺旋直径46mm,壁厚10mm。乳胶密封皮厚度5mm。
(B)配重棒
a配重棒是铝合金制品,圆柱体长度分两段,其中上段直径大,设制外螺旋,该螺旋与阀芯空心管的内螺旋配副:下一段直径小,是光圆壁面。可以方便插入阀芯的空心管。配重棒的上端头可以旋入索链连接副的内螺旋盖,用以连接螺旋。
b配重棒外螺旋直径50mm,无螺旋段直径40mm,长度120mm。
(C)索链及连接螺旋副
a索链由钢丝制作,一环连接着另一环。连接螺旋副由一个外螺旋盖和一个内螺旋盖组 合而成。内外螺旋副的连接都是一截“丁”字形圆柱体管盖,其大圆柱体盖顶端头中心焊接着一个圆环。圆环可以连接索链;内螺旋盖亦然。内螺旋盖可以与配重棒的外螺旋端头连接。索链的下端连接着一个内螺旋盖;索链的上端连接着一个螺旋副。
b索链钢丝直径2mm,二者“丁”字形圆柱体管盖直径64mm,外螺旋直径50mm,内螺旋直径46mm,壁厚10mm。
C锥型自动放气阀门的装配
a将配重棒旋入锥型阀芯的空心管;将索链下端连接的内螺旋盖旋入配重棒的上端头拧紧;拧开索链上端连接的螺旋副。将阀体管和锥型阀芯装配件倒置,将索链的外螺旋连接件穿过圆锥台体管,穿入花孔圆柱体管,穿出该管的半球形顶部圆孔。将螺旋副的内螺旋盖与穿出外螺旋连接件旋入拧紧固定在半球形顶部圆孔上。然后,再将装配件倒置过来。这时锥型阀芯被索链吊着,在阀体管的圆锥台体管内像铃锤子一样摆动。
b给锥型自动放气阀门的法兰面上搁上橡胶密封圈与连接法兰螺栓连接。
c橡胶密封圈外径1100mm橡胶圈截面直径40mm。
放气阀门的运行原理
同一种锥型自动放气阀门,使用在不同的两种发明结构中产生了运行原理的差异:在压力海水调度系统,如果将该机构使用在海中,放气阀门产生一种运行情形即:放出管道内海水高速运行时析出的空气。如果使用在陆地亦然。在压力河水调度系统,如果使用在海中,放气阀门产生两种运行情形即:1放出管道内河水高速运行时析出的空气;2当供水不足时管道内产生真空空间,需要通过阀门吸入压缩空气容积管道内的存气。如果使用在陆地亦然。
压力海水调度系统不会产生供水不足的情形。
■承接压力河水调度系统《说明书》第29页④三套管
④三套管
三套管在压力海水调度系统《说明书》中称之为压力海水串联管。以下完整地抄写了压力海水调度系统《说明书》第14页的相关内容。
……由三套管连接,结构包括:A法兰管、B外套管。
A法兰管
a法兰管由无缝钢管和法兰焊接而成。法兰管的一端设制法兰,另一端不设制法兰。两节法兰管分别螺栓连接在两个相邻的输入/输出管道砼体长管的法兰上。中间套上外套管,三者实施坡口焊缝连接。
b无缝钢管外径3000mm,壁厚20mm,长度3000mm,无法兰的一端管口外沿制出坡口。法兰外径3300mm,厚度60mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm。加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度60mm,短边长150mm。
B外套管
a外套管是无缝钢管。钢管的两端管口内圆沿制出坡口。连接时使用胶带将“O”型橡胶密封圈固定在法兰管的法兰凹槽中,与输入/输出管道砼体的长管法兰螺栓连接。然后将外套管套入该法兰管上。使用相同的方法,将另一节法兰管连接在对应的长管法兰上。再然后,将外套管的一部分长度,从先连接的法兰管上移位在后连接的法兰管上,使外套管的长度相等地套入两节对应的法兰管。三者内外实施坡口焊缝连接。
b外套管的外径3050mm,壁厚20mm,长度1200mm。
■承接压力河水调度系统《说明书》第29页④堵头钢板
④堵头钢板和阀门
堵头钢板和阀门的作用:堵头钢板使用在海底压力管道的末端,使海底压力管道形成一端封闭,另一端敞开的压力河水集合容器。堵头钢板还使用在串联的输入/输出管道砼体的末 端。保证自由河水供水系统的独立运行;保证压力河水输水系统的独立运行。堵头钢板和阀门使用在放水四通管的左右管口。为了归类将堵头钢板和阀门放在一起描述。
堵头钢板和阀门的结构包括:A堵头钢板、B堵头钢板和阀门。
A堵头钢板
堵头钢板的结构包括:(A)圆形钢板件、(B)圆柱体加强圈、(C)“十”字形三角铁。
(A)圆形钢板件
a圆形钢板件是铸件。与配副的法兰同径,与法兰对应的内侧平面设制橡胶密封圈凹槽,设制配副的螺栓孔。圆形钢板件的外侧平面上角焊连接着圆柱体加强圈,圈内角焊连接着“十”字形三角铁。
圆形钢板件外径3300mm,厚度30mm,凹槽深度20mm。
(B)圆柱体加强圈
a圆柱体加强圈是钢板焊件。角焊连接在圆形钢板件的凹槽背面。
b圆柱体加强圈外径3210mm,厚度20mm,高度90mm。
(C)“十”字形三角铁
a等边三角铁是型钢。一截长,两截短。一截长的角焊连接在圆柱体加强圈的内壁面,同时与圆形钢板平面角焊连接。两截短的,其中一截一端剪边,“十”字形正交角焊连接在那截长三角铁的两侧。堵头钢板成品喷塑处理。
b三角铁规格:∠90×12,长度3170mm,1675mm,1495mm。喷塑厚度3mm。
B堵头钢板和阀门
堵头钢板和阀门的结构包括:(A)环形堵头钢板、(B)球阀和双向手轮、(C)球状阀体加强筋。
(A)环形堵头钢板
a环形堵头钢板是铸件。钢板内侧面设制橡胶密封圈环形凹槽,环形钢板内圆两面制出坡口。将已知技术产品球阀的圆柱体阀体插入环形钢板的内圆,二者实施内外坡口焊缝连接。然后,将30°直角三角形厚钢板的加强筋均布角焊连接在阀体与环形钢板上。
b环形钢板外径3300mm,内径1000mm,厚度30mm,橡胶密封圈凹槽深度20mm。
(B)球阀和双向手轮
a已知技术产品的球阀需要定做,双向手轮是启闭球形阀门的外加操作机构。操作时由两个潜水员协作完成。当放水减压后才能将环形堵头钢板和阀门拆卸,这样就不会发生安全事故。
b球阀圆柱体外径996mm,长度1600mm,手轮外径600mm。
(C)球状阀体加强筋
a球状阀体与环形堵头钢板坡口焊缝连接后,需要使用30°直角三角形厚钢板作加强筋,这样连接可靠。30°直角三角形厚钢板的重心上开设一个圆孔,该孔是吊装时使用的钩孔。将加强筋均布在圆柱体外壁面与环形堵头钢板的外侧,角焊连接。
b 30°直角三角形厚钢板的长边长度1150mm,厚度30mm,圆孔直径160mm。
■承接压力河水调度系统《说明书》第28-29页(3)支高砼体
(3)支高砼体
支高砼体的作用:利用相应管件做模具制成支高砼体的钢筋混凝土预制件,用来支高配副的管件,使海底压力管道与输入/输出管道砼体保持相同的输水高度。
①支高砼体预制件的构筑材料和模具包括:A钢筋、B混凝土、C模具、D表面处理。
A钢筋
钢筋选用Φ50mm,Φ32mm螺纹钢筋。其中,Φ50mm螺纹钢筋用来做吊具石膏预制件的双钢筋环扣;Φ32mm螺纹钢筋用来做支高砼体的网片和架体。
B混凝土
水泥选用525号硅酸盐水泥;砂子是水洗中号河砂或海砂(粒径0·15-1·2mm);石子粗细搭配。
C模具
支高砼体的四个立面模具设置两种:一种是半圆管道模板,使用薄钢板制造,该模板是整体壳状模板;另一种是组合式钢板模壳,模板长方形,规格相同。支高砼体的安置槽,使用本管道作为模具。
D表面处理
a待支高砼体预制件的脱模、养护、干燥工序完成后,使用加热沥青喷涂支高砼体的6个面,用以防止海水侵蚀。
b使用白色漆线画出支高砼体4个立面中线。其目的是:为了与海底划线对位。
②支高砼体的种类包括:A四通管支高砼体、B三通管支高砼体、C弯管支高砼体。
A四通管支高砼体
a四通管支高砼体的制造方法:将该管水平埋入地坪二分之一,使地坪上下两部分四通管形成轴对称体。第二步,给该模具做一个正方形模具框。使其底平面的“十”字形正交线与四通管的轴线重合。第三步,将框内按照其形状绑扎钢筋,浇筑混凝土。第四步,脱模养护。第五步喷涂防护。第六步,翻转砼体、喷涂防护。
b四通管支高砼体的钢筋混凝土内插入4根预制吊具。插入位置在支高砼体的正方形模具框内的平面对角线的端部空间上。该吊具由双钢筋弯曲焊接而成。其两端环扣被半球体石膏预制件所包容。待支高砼体完全凝固后,敲掉预制件的石膏,露出环扣。上下两面设置的8个环扣,可以平衡地吊起该支高砼体,实施翻转、吊装、安置。
c四通管支高砼体的规格:4000×4000×4850mm?吊具石膏预制件的钢筋环扣外径150mm,半球体石膏预制件直径250mm,吊具石膏预制件的长度4850mm?
B三通管支高砼体
三通管支高砼体的制造方法亦然。尺寸数字相同。
C弯管支高砼体
弯管支高砼体的制造方法亦然。尺寸数字相同。
■承接压力河水调度系统《说明书》第36页C配重砼体与组合浮体的装配
C配重砼体与组合浮体的装配
配重砼体与组合浮体的装配包括:(A)装配的特殊地位、(B)配重砼体的配重原理、(C)索链长度的计算方法、(C)索链的连接方法。
(A)装配的特殊地位
a配重砼体与组合浮体的装配是本发明压力河水调度系统最重要的装配过程。它的规范装配决定压水机构的流量合力的大小。索链的长度要求正合适。过长会导致浪费海浪的上浮动力,缩短活塞的行程;过短会导致配重砼体处于悬浮状态,也会缩短活塞的行程,浪费了活塞缸的容积。怎样才算正合适呢?在相对静止的海面上,当结构砼体的4个活塞杆还没有被拉出来的情况下,组合浮体的载荷已经达到负载的吃水线。这就是最合适的索链长度。
b如果按照规定去连接索链,即使在0·5m的低涌浪运行中,也会使压水机构产生比高涌浪更多的流量合力。为什么呢?这是因为,低涌浪运行时发生的频率高。虽然活塞杆行程短,但是压水的速度快。这种涌浪的频率是1次/秒。
(B)配重砼体的配重原理
a质量压力足够的配重砼体,会使活塞杆下行速度与组合浮体下浮速度发生同步运行状态。同步运行有利于保持活塞行程的完整性。完整的活塞行程将对压水流量的满足提供必要的条件。怎样才能确定配置足够的质量呢?假设经过试验,每个活塞杆的下压力配置20吨质 量就可以了。而我们实际配置了30吨。二者比较肯定是30吨质量的下压速度快。当下压速度大于组合浮体的下浮速度时,组合浮体通过索链将配重砼体拉住,于是就发生了配重砼体质量压力与组合浮体下浮速度出现同步运行的情形。这是因为组合浮体的排水量远远大于配重砼体的质量压力。假如因为配重砼体的质量压力小,活塞杆的下行速度比组合浮体的下行速度慢,就会出现活塞杆还没有被压下去,组合浮体就将活塞杆拉起来的现象,使压水流量大打折扣。
b压水机构三大件的承重、制约关系是:组合浮体排水量>配重砼体质量>活塞杆需求压力。只要符合上述承重、制约关系就行了。如果工程计算准确,可以节省材料投资。
(C)索链长度的计算方法
a在试验水池中,将组合浮体吊装在静止水面。将组合浮体的总负荷平衡地压在组合浮体上面。画出组合浮体的吃水线。总负荷包括:配重砼体的质量+活塞上行时的阻力+配重砼体上行时的阻力=总负荷。
b在结构砼体安置的海位,测得相对静止的海面至安置结构砼体海底的深度后,方可计算。索链长度计算公式:
H=Hz-(Ht+Hp)-Hfc
式中:H——索链的长度Hz——海水的深度;Ht——结构砼体的高度;Hp——配重砼体的高度;Hfc——组合浮体承载总负荷后的吃水线高度。
(D)索链的连接方法
a两个船吊将配重砼体从外圈漏水孔穿入钩具,平衡起吊,活塞杆同时被拉起来。吊起的高度略大于组合浮体的吃水线高度。第三只船吊将组合浮体吊入海中,位于配重砼体的上方。割断索链网兜的拴绳,将索链放下来。然后,将索链连接尾的圆柱体管插入配重砼体的索链连接套。转动调整,使二者的销子孔对位,插入销子后,使用开口销子固定。
b当三个船吊被解除后,活塞杆在配重砼体的质量压力下,很快恢复原位。并使组合浮体的负载达到吃水线的深度。
c高纬度地区的海面冬季结冰,海力场不能运行,组合浮体会被冻破,或者被浮冰撞坏,造成巨大损失。因此,在所属海域结冰前,将组合浮体从索链连接尾处,抽出销子,吊起组合浮体,收起索链装入网兜固定在组合浮体的架体钢管上。调离组合浮体上岸,集中保管、维修,第二年海冰消融后安装。而结构砼体和配重砼体在海底静静地休息4个月。
■承接压力河水调度系统《说明书》第53页8海库盆
8海库盆
海库盆的作用:海库盆是蓄积高位移压力河水的容器;海库盆的上升闸阀是压力河水调度系统操作机构的终端;该终端可以全部开通,亦可部分开通;海库盆是形成压力河水能量合力的坝体单位;群体海库盆时刻保持了相同的水位。
海库盆的构筑项目包括:①群体海库盆的选址、②群体海库盆构筑的环境工程、③群体海库盆的构筑工程。
①群体海库盆的选址
设制群体海库盆的意义:在社会生产力强劲增长的今天,城市和工业区的电力供给,淡水供给,成为制约社会发展的两大瓶颈。如果,我们将淡水海库盆和海电站构筑在就近的山脉上,那么,城市和工业区的供电、供水将是非常方便的。从发展的观点看应当构建群体海库盆,应当建设大型海电站。这样做方便调节峰谷用电,方便抵御应急事故。
超高度的圆柱体海库盆坝体,是为常规水力发电生产电力的供水容器。它的蓄水高度是 任何水电站蓄水高度所无法相比的。为了进一步提高它的发电效能,将几十个或者上百个圆柱体海库盆的底孔流量汇集到一起,让河水再次形成无比强大的压强合力。在超高水头、超高压力下,较少的流量就可以带动大型发电机组满额运行。
连接群体海库盆的意义:使用多层单桥相互连接的超高度圆柱体海库盆群体具有抵御风载、抗御台风的强大能力。
海库盆选址的项目包括:A山脉地貌结构、B山体岩石结构。
A山脉地貌结构
a参考当地的风向频率玫瑰图,用来选择适合构筑海库盆的山脉,这是一个构筑群体海库盆的自然安全形态指标。风向频率玫瑰图所指的方向,成为选择山脉的走向;风向玫瑰图方向线的长短比例,成为拟建海库盆个数的参考。这样构筑的海库盆,抵御风载的能力强。
b山脉的不同高度并不影响海库盆的构筑和连接。因为,群体海库盆的顶部都是在一个水平面上的。所以,当山顶部的海库盆连接着辐射状的群体海库盆时,形成从山顶至山脚上的海库盆梯级基础。而群体构筑的海库盆从山顶向山脚形成一个比一个长的圆柱体型态。因此,适应群体海库盆从底层到顶层的多层单桥连接。当大风袭来时,被多层单桥连接的海库盆,形成从海库盆底部到顶部连接刚性逐渐加强的趋势。
B山体岩石结构
a除了喀斯特地貌的石灰岩和由泥土、沙砾、石砾结构成的山体不能选为海库盆的构筑选址外,其它岩石山体只要整体性强无断层,都可以作为海库盆的基岩。
b对于裸露的岩石,我们可以清楚地看到它的稳定性。但是,对于被泥土覆盖的岩石,只有采取钻探的方法才能判定它的稳定性。
②群体海库盆构筑的环境工程
在适合的山脉、适合的岩石基础上构筑海库盆,相当于站在巨人的肩膀上攀登世界科学高峰。海库盆基础牢固、机构连接安全、海拔起点高,节省投资,实施供水连通后,能大幅度地提高海库盆蓄积河水的发电效能。群体海库盆的构筑高度,体现了一个时代的建筑技术水平。而海力泵水的高度,则表达了当代人们对本发明涉及的海力场流量合力的认知能力。
群体海库盆构筑的施工项目包括:A修路、B筑坝、C挖山填沟、D钻井、E盾构海库盆供水隧道、F盾构海库盆底孔连接隧道和海电站供水隧道。
A修路
a构筑海库盆需要先修路。每条山脉修筑两条上山公路,一条在主山脉的向阳坡,另一条在主山脉的背阳坡。两条公路都与山体平台的根部相连接。因此,公路在山脉两侧同时进行挖山填沟时,方便土石方的运出;公路在进行海库盆构筑时,方便建材的运入;公路在海库盆的运行时,是上山下山的必经之道。
b公路的构筑标准是:双向二车道,石子路面。完工后改制成混凝土路面。
B筑坝
a在本山脉的阴阳两面,所有的拐沟口,构筑混凝土石坝体。多数坝库是容纳土石方的干坝;选择有较大泉水流出的坝库开辟为工程供水坝库容,并将公路连接。筑坝填沟是一项环保工程,目的在于,使工程挖出的土石方有一个适应环保要求的安置地方。
b在土石方堆积至距离坝体不远的地方,需要采用水坠泥土的方法,将土石方垫在混凝土坝体内,用以加强坝体的抗垮塌的刚性。然后,在坝体的小平原内垫上耕土,恢复植被,或者种植一些经济林木。
C挖山填沟
a在山脉的分级等高线内侧开始挖山填沟。使挖出的水平阶梯,前面是等高线的形状,后面是直线崖畔。远远望去好像是巨人登天的台阶。挖山采用小型定向爆破的方法施工,从两条公路的内侧同时进行。土石方就近倒入干坝的上游。
b要求水平台阶的宽度达到100-120m的范围内。这样的宽度范围,可以构筑直径80- 100m的海库盆。海库盆的间距25m左右,正适合使用多层单桥连接。
D钻井
a在拟建海库盆基础上的圆心,钻一口深度到达海库盆底孔连通隧道的机井。然后,将机井孔拓宽成直径9m的圆柱体竖直管道。
b竖直管的的壁面设制许多大小不规则的坑口,用以浇筑海库盆的圆柱体空心管的摩擦桩。摩擦桩的上端与海库盆钢筋混凝土基础连接,下端与海库盆的底孔隧道连通。
E修建海库盆供水隧道
a在每一块水平梯级的背阳坡一侧的崖畔底部,向上一级水平阶梯的走向盾构一条水平小径隧道,隧道的长度是上一级水平梯级的宽度。隧道的末端向上设制盾构井。该盾构井口在上一级盾构隧道的进口,并升出地面一定高度。
b每一级的隧道口都与盾构井通过钢管连接。每一级盾构井内都安装着PE聚乙烯组合单向阀。环形供水管道通过一节钢管与盾构井壁面连接。连接完成后使用钢筋混凝土包容体将两节钢管包容防止冬季管道被冻坏。此处设制的盾构井与改进的压力河水接收机构的主体相似。不同点是盾构井的下腔和上腔都不设制组合柱体,中间的现浇隔板上设制3个圆孔,每个圆孔上安装1个PE聚乙烯单向阀。3个圆孔的圆心连线可以结构成等边三角形。顶部现浇顶的中心法兰管,在未安装锥型自动放气阀门之前,是工人施工的进出口。
PE聚乙烯小型组合单向阀的结构组成和安装方法,请参阅《说明书》
c海库盆供水盾构隧道直径2500mm,盾构井直径4000mm。
F盾构海库盆底孔连通隧道和海电站供水隧道
a盾构海库盆底孔连通隧道。使用盾构掘进机,从该山脉的山脚向上山水平阶梯中心的机井方向底部,开凿一条水平隧道。隧道的底部可以连通多数机井底部。部分无法连接的机井底部,实施左/右开凿拐洞连接。该隧道可以与整体山脉的其它相同隧道连接,也可以单独设置。
b盾构海电站供水隧道。在该山脉的沟掌开凿一口盾构井,与海库盆底孔连通隧道连接。然后,向海电站背部开凿一条平行的水平供水盲管隧道。盾构井的井口完全封闭。海电站水轮机供水管道分别与供水隧道连通。使用蝴蝶阀活门控制。
c当该隧道完工后,将山脉底脚的隧道口使用钢筋混凝土墙封闭。该隧道是耐压力35Wpa的超高压隧道。海电站建筑在山脉向阳一面的大河岸上,从沟掌一直到沟口。上百台大型发电机组依次排列,发电尾水从河槽流出,注入下游的蓄积水库,供城市,工业使用。
d海电站供水隧道的直径是3m。
③群体海库盆的构筑工程
海库盆构筑在山脉的水平阶梯上。以水平阶梯的机井孔为中心,构筑圆柱体海库盆。海库盆从山脉底角的水平阶梯开始一直排列至山顶。
海库盆构筑施工的项目包括:A建立摩擦桩、B建立基础、C构筑海库盆、D修建直升电梯。
A建立摩擦桩
海库盆的摩擦桩包括两种:(A)大径圆柱体管状摩擦桩、(B)小径圆柱体摩擦桩。
(A)大径圆柱体管状摩擦桩
a大径圆柱体管状摩擦桩的作用:是海库盆基础扎入山体的主“根”;是群体海库盆蓄水连通管道。圆柱体管状摩擦桩的结构包括:圆周均布的虚拟柱体、菱形钢筋网片。
b当水平阶梯上的机井孔直径向下拓宽至9m后,就可以构筑摩擦桩。圆柱体管状摩擦桩从相连的海库盆连通隧道的底部开始构筑,直至水平阶梯的上平面。要求:管状摩擦桩的环形平面内设制6根虚拟柱体,位置在环形平面的中环圆周上。虚拟柱体设制4根立筋,与箍筋绑扎。菱形钢筋网片的一层钢筋与左边的虚拟柱体平行;菱形钢筋网片的另一层钢筋与右 边的虚拟柱平行,两层相交后自然形成60°夹角的菱形网片。网片的钢筋可以长短不统一,有的端头弯钩插入岩石壁面坑口。
c圆柱体管状摩擦桩内径3m,壁厚3m。虚拟柱体立筋使用50mm螺纹钢筋,箍筋使用6mm光圆钢筋,箍筋规格:500×500mm,菱形网片使用32mm螺纹钢筋,间距200mm,层距200mm。
(B)小径圆柱体摩擦桩
a小径圆柱体摩擦桩的作用:是海库盆基础扎入山体的支“根”;是海库盆壁面的虚拟柱体钢筋插口。
b在海库盆基础地基的环形平面上,按照6的倍数将地基环形平面圆周等分。等分线与圆柱体管状摩擦桩的6个虚拟柱体统一配置。在圆周等分线上画出圆柱体摩擦桩的位置圆圈,开凿桩坑。在桩坑内安装地下桩混凝土钢笼。虚拟柱立筋内侧分段焊接180°“U”型弯钩,钩口向上。插入小径圆柱体摩擦桩二分之一深度的混凝土内。使虚拟柱体的箍筋一边在环形地基的圆周等分线上。
c圆柱体桩坑的直径1500mm,深度5m,间隔距离3000mm。虚拟柱体立筋使用Φ50mm螺纹钢筋4根,箍筋使用Φ6mm光圆钢筋,箍筋规格:500×500mm。
B建立基础
海库盆基础的结构包括:(A)环形供水管道、(B)圆环体基础、(C)格状大梁。
(A)环形供水管道
a环形供水管道的作用:为海库盆供水。环形供水管道被钢筋混凝土所包容。环形供水管道的外侧连接着海库盆供水隧道和盾构井;环形供水管道的内侧连接着圆周均布的盲管,和上升管连接头。
环形供水管道的构件包括:A)弧形钢管、B)弧形三通管、C)直管、D)环形供水管道的吊装摆布、E)环形供水管道的焊接、F)喷塑处理。
A)弧形钢管
a弧形钢管是电焊钢管。其轴线呈圆弧状,两端与弧形三通管间隔排列角焊连接,结构成环形供水管道。其中一节弧形管道的外壁面中线上开设一个三角缺口,缺口与配副的直管连接;直管与盾构井壁面连接。
b环(弧)形供水管道外径2460mm,向外壁开孔直径2460mm,壁厚30mm。弧形钢管的长度尺寸数字,根据环形供水管道轴线的圆周长度,等分后确定。
B)弧形三通管
a弧形三通管是电焊钢管。两端与弧形钢管配副,并形成统一的弧状轴线;内侧中点连接着一截钢管,弧状轴线与钢管轴线在一个平面内。钢管的轴线是环形供水管道的圆周等分线。该等分线与圆柱体摩擦桩的圆周等分线间隔排列。钢管口的一端被钢板焊件封堵。钢管内端的管壁上开设一个圆孔,圆孔与上升管连接头角焊连接。
b弧形三通管的直管长度5000mm,封堵钢板直径2394mm,厚度30mm。上壁孔直径800mm,上升管接头管口外径800mm,壁厚50mm,法兰和加强筋与上升管的法兰和加强筋配副。
C)直管
a直管是电焊钢管。其壁面焊接着格状加强筋,目的是与本海库盆供水隧道的盾构井壁面紧密连接。直管使用2节,一节连接在环形供水管道与盾构井壁面之间。另一节连接在供水隧道与盾构井壁面之间。
b直管外径2460mm,壁厚30mm,长度工地现场确定。
D)环形供水管道的吊装摆布
a将上述管件依照基础划线,和圆周等分线的标记,从盾构井连接的直管涉及的弧形钢管开始吊装摆布。使弧形钢管与弧形三通管间隔排列,直至环形供水管道摆布圆满。
b吊装摆布顺序一定要强调圆周等分线与弧形三通管直管的轴线对位,否则、整体焊接成型后难以调整。
E)环形供水管道的焊接
a依照管件摆布顺序实施内外坡口焊缝连接;先将盾构井连接的直管与弧形钢管坡口焊缝连接。然后,从左右两端连接。
b环形供水管道整体连接完成后,连接上升管接头管口。最后连接弧形三通管的封堵钢板。工人从上升管接头管口出来。
F)喷塑处理
a为了防止环形供水管道生锈腐蚀,要在环形供水管道的内壁面实施喷塑处理。喷塑处理的先期工作是打磨焊迹、清除锈迹焊渣。工人出入从上升管接头管口出入。
b喷塑厚度3mm。
(B)圆环体基础
圆环体基础的作用:是海库盆的构筑基础。是环形供水管道的钢筋混凝土包容体。是格状大梁的载体。
圆环体基础结构包括:A)外环钢筋立架、B)内环钢筋立架、C)虚拟柱体钢筋配置、D)网片、E)网片支高砼体框、F)混凝土浇筑。
A)外环钢筋立架
a外环钢筋立架的作用:支持外环基础的网片绑扎。增强圆环体基础的刚性。
结构包括:双层立筋、双层环筋、三角绕筋。双层立筋内外数目相等,错位间隔排列,与双层环筋外侧实施缠扣绑扎。三角绕筋“W”形状,两端弯钩向外。每个三角绕筋能套入内外层5根立筋,连接时重复套入1个立筋,使三角绕筋搁在双层环筋上。被网片端头压住,可以绑扎,也可以不绑扎。
b立筋使用Φ50mm螺纹钢筋,间距200mm。环筋使用Φ32mm螺纹钢筋,层距200mm。三角绕筋使用Φ25mm螺纹钢筋。
B)内环钢筋立架
a内环钢筋立架的作用:支持环形基础的网片绑扎;增强圆环体基础的刚性。结构组成和绑扎方法与外环钢筋立架相同。
b内环钢筋立架使用的钢筋规格和尺寸数字与外环钢筋立架的钢筋规格尺寸数字相同。
C)虚拟柱体钢筋配置
a虚拟柱体钢筋的作用:分割环形体基础的圆周,使圆周等分线形成六等分线的倍数。该等分线有利于钢筋网片绑扎成平面菱形四方连续图案。虚拟柱体立筋插入小径圆柱体摩擦桩1/2深度的混凝土钢筋笼内。使柱体的箍筋一边在环形地基的圆周等分线上。
b虚拟柱体的立筋使用Φ50mm螺纹钢筋,四角布局。箍筋使用Φ6mm光圆钢筋,箍筋规格:500×500mm,间距200mm。
D)网片
a网片经过虚拟柱体行分割后,构成相对独立的平面菱形四方连续图案,在混凝土中网片的每根钢筋都产生两端向外拉力的约束力。网片的绑扎方法是:第一层钢筋从左行虚拟柱开始平行排列,钢筋间隔距离相等,长度不同。钢筋下面的节点间隔设立排列有序的网片支高砼体框。第二层钢筋从右行虚拟柱体开始,与第一层钢筋相向平行排列,设制方法相同。两层钢筋实施兜扣法绑扎。每两层钢筋为一个网片单元。每层网片之间的节点垫上相同的网片支高砼体框。
b网片使用32mm螺纹钢筋,钢筋两端头设制180°弯钩,钩口向下。网片菱形边长300mm。
E)网片支高砼体框
a网片支高砼体框的作用:是确定网片之间高度距离的尺度模具;当若干层网片之间叠垒厚度达到了浇筑混凝土的高度时,给网片支高砼体框内插入4根两端带钩的钢筋,使网片 内形成排列有序的另一种虚拟柱体,用来增强坝体的结构刚性。
网片支高砼体框的结构包括:圆柱体单层钢筋结构、圆柱体管状混凝土包容体。
b圆柱体单层钢筋结构由两个结构相同的钢筋圈,和若干节长度相等的钢筋焊接而成。使钢筋圆周均布在两个钢筋圈之间。
c圆柱体混凝土包容体的上下两端,各设置一条网片钢筋嵌入凹槽。凹槽的轴线与圆柱体包容体的轴线,二者成角90°。圆柱体混凝土包容框体的上下轴线相互平行,并成60°对顶角,其交点在圆心。
d预制网片支高砼体框外径300mm,高度264mm,钢筋凹槽深度32mm。网片支高砼体框使用6mm光圆钢筋制框。网片支高砼体框内插入钢筋32mm螺纹钢筋。
F)混凝土浇筑
a圆环体基础的混凝土分层浇筑,每1m浇筑一次。钢筋混凝土包容体将环形供水管道外沿包容时,其包皮厚度大于3m,顶部厚度大于1·5m。这样设置基础安全可靠。
b使用硅酸盐矿渣水泥,圆环体基础高度4m。外径比环形供水管道的外环大6m,内环3m。
(C)格状大梁
a格状大梁的作用:是安装河水过滤网框的载体。当人们需要在海库盆内实施淡水养殖时,被养殖的物种可能对海电站水轮机运行造成损害。因此,河水过滤网框起对水轮机防护的作用。
b要求格状大梁镶嵌在圆环体基础内,大梁的上平面与基础的上平面齐平。在基础的内壁面要预留建立模具的支持钢管的孔位;要预留钢筋接头。大梁结构呈“十”字形。
c大梁规格:300×800mm。
C构筑海库盆
构筑海库盆的目的是:制造高位移河水的储存容器。该容器的形状如同人类使用的圆柱体器皿。海库盆以其极薄的壁面、极高的形体,创造了新兴的水力发电的组合坝体。坝体的钢筋混凝土包容体的上升管是压力河水输入海库盆的龙头。它使海库盆由一般建筑上升为,压力河水调度系统的机械机构组成部分。
构筑海库盆的项目包括:(A)上升管道的连接、(B)构筑钢筋混凝土圆柱体、(C)建立多层单桥连接、(D)海库盆的运行原理。
(A)上升管道的连接
上升管道的作用:上升管道是包容在海库盆壁面内,压力河水调度系统的组合结构部分。该结构具有向上输水的作用、具有垂直分散上升管内的河水自由压力的作用。
上升管道的结构包括:A)塑料衬板无缝钢管和隔板法兰片、B)预应力钢绞线连接、C)供水闸阀和管道架体、D)锥型自动放气阀门。
A)塑料衬板无缝钢管和隔板法兰片
a塑衬板无缝钢管的两端连接着法兰和加强筋。管壁内设制耐腐蚀的塑料衬板。无缝钢管的管壁比较厚,通过法兰连接后,形成若干根圆周均布的空心柱体。再被预应力钢绞线分层整体连接巩固后,使海库盆钢筋混凝土的刚性大大增强。
b隔板法兰片是钢板热冲压件。钢板的外径和螺栓孔与上升管法兰配副。钢板的中心开设一个圆孔该钢板被热冲压成浅型圆锥台体漏斗状。对该隔板法兰片的圆锥台体部分实施双面塑料衬板处理。配件中还包括一个空心金属球体,金属球的直径略大于隔板法兰片圆孔的直径。金属球的质量略大于它的排水量,在河水中金属球不会浮起来。对金属球实施塑料球面保护处理。
装配时,将金属球搁在隔板法兰片的圆孔上,夹在两个上升管的法兰之间螺栓连接。连接时使用石棉橡胶垫密封。
c塑衬板无缝钢管外径800mm,内径700mm,壁厚50mm,内壁面塑衬板厚度30mm。 法兰外径1040mm,厚度50mm,加强筋是30°直角三角形厚钢板,厚度50mm,短边长120mm。
隔板法兰片外径1040mm,厚度20mm,中心圆孔直径150mm,塑料衬板处理厚度5mm。空心金属球直径200mm,塑料球面处理厚度5mm。
B)预应力钢绞线连接
a使用预应力钢绞线,将每一组两个相邻的上升管都实施“8”字形缠绕,使用连接器锚固。分层设制预应力钢绞线的具体位置在每层浇筑混凝土的上面。
b钢绞线股数7根,单线直径9·53mm,松弛型,无镀层。
C)供水闸阀和管道架体
a供水闸阀是已知技术产品,由工厂制备,工地安装。闸阀阀体与三通管水平管道法兰连接。楔形活门连接体浇铸在钢筋混凝土体中。楔形活门的操作机构露出坝顶。闸阀设置电动操作机构,保留手动操作。
伸入海库盆坝体的水平供水钢管被三角钢管架体支撑着。三通管的上面法兰口露出坝顶。与锥型自动放气阀门通过变径法兰螺栓连接。
b三通管外径800mm,内径700mm,壁厚50mm,下面连接长度400mm,上面连接长度800mm,水平连接长度800mm。法兰外径1040mm,厚度50mm,与上升管配副;与供水闸阀阀体的法兰配副。
入库水平塑料衬板钢管是电焊钢管,外径800mm,壁厚10mm,内外衬塑厚度5mm。一端设制法兰,法兰外径1040mm,厚度50mm。石棉橡胶垫密封。
三角钢管支架是电焊钢管。共使用4根,外径200mm,壁厚20mm,长度6m。使用小构件的三通管、四通管连接。支架钢管和钢管配件外壁面喷塑处理。
变径法兰的大法兰外径1300mm,内径806mm,厚度50mm。变径管截外径800mm,壁厚20mm,长度200mm,变径法兰的小法兰外径1040mm,厚度50mm。加强筋是直角梯形钢板,上底长度120mm,下底长度150mm,厚度50mm。
D)锥型自动放气阀门
锥型自动放气阀门通用,请参阅第132-134页的自动放气阀门。
(B)构筑钢筋混凝土圆柱体
a海库盆钢筋混凝土圆柱体的外径,由整体环形供水管道的内径来确定。因为,海库盆不能将环形供水管道压在下面,所以,环形体基础与海库盆形成台阶状。海库盆的圆柱体壁面上下壁厚相同。钢筋配置:由外环钢筋立架、内环钢筋立架、三角绕筋、虚拟柱体钢筋配置组成。网片由支高砼体框支高。上升管道均布在钢筋混凝土圆柱体的中环上,与虚拟柱体间隔排列。上升管道随着混凝土的分层浇筑不断向上连接,每层混凝土浇筑的层面上,都使用钢绞线对上升管道实施“8”字形缠绕,预应力锚固。使上升管道成为海库盆钢筋混凝土圆柱体壁体内的空心擎天钢柱。层层钢绞线的设置,使海库盆的壁体箍劲十足。海库盆从上到下每100m高度,使用钢结构架体对相邻的两个圆柱体壁体,实施多层单桥拉牵连接,用以增强海库盆整体的抗风载能力。
b海库盆的钢筋配置请参阅第140-141页的(B)圆环体基础。海库盆的混凝土浇筑,使用矩形钢壳模具,横向搭茬排列。
c海库盆建成之后,内壁面设制水位标尺数码。外壁面设制海库盆标号、高度数码、内径尺寸、库容体积、修建年代。在顶壁圆周设制航空标识。
海库盆顶部设制内外挡墙和保护栏杆。对上升管道口和闸阀设置操作室房间。
d海库盆钢筋混凝土圆柱体的壁厚8m,沿海的海库盆实际高度1000m,高原的海库盆实际高度500m。
(C)建立多层单桥连接
a在海库盆之间建立多层单桥连接,有利于实现海库盆的组合刚性巩固。单桥由4根槽钢焊接成矩形外框,内部由三角稳定结构组成,平面长方形。单桥的中线在两个海库盆轴心 的连线上。单桥的两端分别搭载在两个海库盆壁厚的中环圆周线上,然后,继续进行海库盆的圆柱体构筑作业。如果桥体较长,桥的下面可以设制三角支架。。对暴露在外面的型钢、管道、机械等设备,要求涂刷油漆作防锈处理。
b海库盆顶部的单桥,要求能通行小型机动车辆,桥面设置单行道和栏杆防护。其作用是接送值班管理人员、运输生活用品、运输水产养殖生产资料和产品。
c单桥使用型钢规格:[40c,单桥宽度3m。
(D)海库盆的运行原理
海库盆的运行分三个阶段:第一个阶段是充水阶段。充水阶段用的时间比较长,因为,整个系统是空的,压力河水是流过去的。
第二个阶段是蓄水阶段。在这个阶段中,系统内(包括上升管)充满了压力河水,因此,蓄水的速度比充水的速度快得多。这是因为河水是压过去的。当隔板法兰片将海库盆上升管分割后,使海库盆每条上升管的河水,竖直分割成166等分(以1000m高度的海库盆为一个描述单位),每一等分形成一个相对独立的河水自由压力分散体。当系统水压大于一截上升管内的河水自由压力时,水压冲开隔板法兰片上的金属球,供水直线上升,并立即喷出自由液面管口,进入海库盆。当系统水压小于一节上升管内的河水自由压力时,空心金属球滚落,自动封闭在隔板法兰片的中心孔上,向下面滴水不漏,上升管内的充水状态。其实,系统水压永远大于一截上升管内的自由压力。这是因为,系统河水压力是由千百万个海力场的流量合力形成的,而一节上升管内的河水自由压力是分散固定压力,与系统水压相比微不足道。为了使系统的运行速度达到光速,预防系统因压力过大,破坏系统薄弱结构,才使用隔板法兰片的组合结构。初见感觉好像是给上升管设障,其实,该结构的作用大大地加快了系统的反应速度。而且,使压力河水的上升高度达到人们惊讶的程度。
第三阶段是整体运行阶段。我们完全可以控制发电用水与海力场供水的配合关系。让海库盆时刻保持满库高水位的运行状态。再加上群体海库盆实施了连通器的供水方式,从而使海电站的发电效能成倍的提高。
由于用电存在峰谷差别,每到夜晚用电量大大下降,而海力场的供水能力却丝毫不减。这就需要我们用海库盆的数量去调节供电、供水的关系。
D修建直升电梯
群体海库盆的直升电梯设置在山脉顶部的海库盆壁外。因为那里的海库盆体型比较低,电梯的投资小。一群海库盆只设一个货运直升电梯,上下山与公路连接。
Claims (8)
1.一种利用海力调度河水的方法(简称:压力河水调度系统),由设置在入海独流河坝库和蓄积的河水、海底供水隧道、海底供水机井、海底压力管道总汇、压水机构、结构成海力场;由设置在大陆海岸的压力河水接收机构、倒虹吸隧道;设置在大山底部的盾构隧道、小水电曲线上网技术构成、上山梯级水平隧道、连接机井群;设置在分洪区的群井电力泵站;设置在平原、高原平地的三级格状管网、节点构筑物、海库盆、变压塔、主/支流供水管道、多头供水器等,共同构成的压力河水调度系统,其特征包括:
布局在与入海独流河坝库对位的海力场中的矩形阵列,由轴对称的环绕迂回供水管道的横向线外侧后面连接着对位的海底机井群;从环绕迂回供水管道的左右纵向线内侧面引出若干行横向轴对称的输入管道砼体,分别插入两行横向压水机构的结构砼体的A面,形成双向供水的格局;中轴线上的纵向海底压力管道,其向岸一端穿出环绕迂回供水管道的前面横向线的留口,连接着海岸构筑的压力河水接收机构;海力场中的一段又以轴对称的形式从其左右外侧横向引出若干行输出管道砼体,分别插入两行横向压水机构的结构砼体的B面,形成双向输出压力河水的格局;上述海底压力管道总汇属于海力场矩形阵列的平面装配。
配置在矩形阵列中平面装配的压水机构,由沉入海底的结构砼体、压在结构砼体上的配重砼体、浮在海浪中的组合浮体、连接配重砼体和组合浮体的粗索链结构而成;若干独立的压水机构A面的连接管口连接着输入管道砼体;其B面的连接管口连接着输出管道砼体。上述压水机构的装配属于海力场矩形阵列的立体装配。
第一种采水机构涉及的独流河坝库蓄积河水通过海底盾构隧道、海底机井群,将自由压力的河水输入环绕迂回供水管道,为输入管道砼体供水,该管道的连接管与压水机构的结构砼体的A面管口连接;压水机构的组合浮体将涌浪的上浮动力传递给粗索链,粗索链连接的配重砼体将结构砼体的4个立式巨型活塞缸的活塞杆拉起来,使自由压力的河水打开活塞的阀门,河水漏入活塞缸的无杆腔;当海浪的上浮力停止时,活塞的阀门自动封闭,配重砼体的质量压力,和坝库水头的压力将活塞缸无杆腔的河水压出,从结构砼体的B面管口进入输出管道砼体,形成一级流量合力;与此同时,活塞缸的有杆腔吸入新的自由压力河水;当活塞不停地执行单向运行时,众多压水机构压出的压力河水在中轴线上的海底压力管道中,形成强大无比的二级流量合力,高速度地注入设置在大陆海岸构筑的压力河水接收机构;海力场矩形阵列的压水机构和海底压力管道总汇与引证的技术显著区别是,两种液体在运行:动力液体的海浪运行在系统的体外,介质液体的河水运行在系统的体内,通过压水机构将海浪动力传递给介质河水,使介质河水成为淡水资源和能源资源的复合体。
布局在大陆平原、高原平地上的三级格状管网,通过节点构筑物微调地面高度差、微调管道埋设方向;通过改进的盾构井与倒虹吸隧道连接;平原管网通过梯级上山水平隧道、机井的上升管连接,多层分割、分散河水介质的自由压力,与高原管网连接;平原管网通过压力河水接收机构,与海力场矩形阵列的海底压力管道连接;由入海独流河坝库的蓄积河水、海底盾构隧道、海底机井、海力场矩形阵列、压力河水接收机构、管网、小水电曲线上网技术构成、大水电大型电力泵水站、滞洪区群井泵水站、变压塔、海库盆或“O”型无限循环放大母子水电站共同结构成的压力河水调度系统,是可以任意扩大连接的宏观液力系统。
当系统充满河水后,新注入的河水介质以可见光的速度,调度至任意远距离的任意高度的组合海库盆,为大规模转移入海独流河坝库的蓄积河水、滞洪区群井的井水、小水的发电尾水、大水电发电尾水创造了无限空间,增加了淡水资源总量;调度河水等同于调度电力,系统通过组合海库盆放大了海浪动能,系统通过“O”型无限循环放大母子水电站放大了电能、为一个国家能源资源总量的扩大创造了无限的空间。
布局在第三级格状管网节点的变压塔是农业灌溉自来水的管理机构;变压塔主体是钢筋混凝土圆柱体结构,顶部是圆柱体框架结构,顶部中心露出一部分圆锥体水葫芦的斑马条纹;变压塔的内部设置两层井字形格状大梁,上面的大梁是安置圆锥体水葫芦的支持体,水葫芦与钢筋混凝土圆锥台体管配副密封;下面的大梁是清理变压塔底部沉积物的木板铺设道路支持体,与大梁中线对位的变压塔壁面开设一个进出通道——维修圆孔,该通道由内外法兰管道密封;变压塔的地下壁面开设4个圆孔,壁外连接着第三级管网和闸阀,内部通过90°弯管连接着上升管,上升管被钢筋混凝土包容体所包容;变压塔向外与主流供水管道、小型发电站供水管道连接,通过闸阀管理;变压塔的上部是观光瞭望塔,通过直升电梯上下。
变压塔是压力河水调度系统的机械机构组成部分;当变压塔与系统连接时,压力河水从塔内上升管喷出,逐渐将水葫芦浮起来密封在圆锥台体管中,此时就可以执行先发电后用水的规定;当发电尾水蓄积在蓄水池中,便形成了低压灌溉水源,低压灌溉水源适应平原农田大水漫灌;当系统压力不足不能发电时,灌满变压塔关闭系统,使用变压塔的较高压力水源,较高压水源适应针对不同高度的耕地,实施高度自动化的喷淋灌溉;当需要灭火、消防供水时切换成系统水压;设置在高山之巅的变压塔,对山地实施放射状的居高临下的供水方式,农田都能获得高度自动化的喷淋灌溉。
布局在小水电站下游的泵水站是系统的配水机构,该机构由小围堰、过滤池、系统连接、泵水站结构而成;布局在大水电站坝库下游左右岸的大型电力泵水站与系统连接,成为系统季节性补/配水的机构;布局在各地滞洪区的大型电力泵水站与系统连接,成为系统常年补/配水的机构。
第二种采水机构采集的是深山小水电的发电尾水,它为系统提供了优质淡水资源;附加的大水电的大型电力泵水站,在丰水季节大规模地向系统提供优质淡水;第三种采水机构采集的是滞洪区群井的优质地下水;它们的共同特征是:在调度了优质淡水资源的同时,转移、放大了电力;针对旱涝两局地同时显现防灾减灾的功能,使大地径流获得重新分配;既能使系统水资源得到优化配置,又能将低价电力改变为高价电力,节省了巨额的输变线路的投资;增加了一个国家的淡水资源总量和能源资源总量。
布局在工业区、城市群附近的海库盆或海电站完全依靠系统供给压力河水,形成先发电后用水的固定格局;当某些地区只用电不用水时,会造成淡水资源的巨大浪费,建议:涉及工业区/城市群的压力河水调度系统终端连接“O”型无限循环放大母子水电站,用以解决淡水资源不足和/或淡水资源巨大浪费的问题。
如果涉及工业区/城市群的压力河水调度系统终端连接的是“O”型无限循环放大母子水电站,海电站即刻完全依靠系统供给压力河水,执行先发电后用水的原则,发电尾水供给工业区/城市群供水站处理;当工业区/城市群只用电不用水时,关闭压力河水调度系统的蝴蝶阀活门,放大电站执行定量水体的无限循环放大发电;人们可以根据投入与产出的比例,根据投入与产出的速度收获“O”型无限循环放大母子水电站发电效益的剩余价值。
2.一种实施权利要求1第一小段所属系统的装置结构,它所涉及的海力场特征包括:
第一种采水机构涉及的独流河拦河坝,构筑在入海河口;采水机构的通道由设置的独流河河畔台岸上的盾构井、海底丁字形隧道、海底机井等结构组成,其特征是:海底机井群横向等距排列,与涌浪浪道平行。
海底压力管道总汇由输入/输出管道砼体、90°弯管、三通管、三套管、直管、四通管、连接管、堵头钢板和阀门组成;由弯管支高砼体、三通管支高砼体、直管支高砼体、四通管支管砼体支高并固定;其特征是:以海底压力管道轴线为对称轴形成左右对称的海力场矩形阵列格局。
结构砼体是群体机械机构的钢筋混凝土包容体,它的内部包容着4个巨型立式活塞缸,包容着连接活塞缸的河水输入(出)总成;它的上部设置钢筋混凝土正方形截面的柱体,柱体上顶着正方形现浇顶,现浇顶的上部设置与柱体对位的圆柱体墩体,墩体上安装缓冲桥垫子;结构砼体是转换海浪上浮动力,转换配重砼体质量压力,生产压力河水连续介质的机械机构;其特征是:自由河水进水口标识A字形面;压力河水出水口标识B字形面。
配重砼体是产生重力势能的结构,配重砼体的体内包容着活塞杆固定钢板套、漏水孔套、索链连接套;其特征是:倒立圆锥台体的配重砼体底部中心设置一个顺立圆锥台体空腔,该空间可以容纳配重砼体上部中心凸出的索链连接套,从而能使配重砼体成品摞起来,方便库存,方便运输。
粗索链是传导海浪上浮动力的机构;粗索链的上端连接着索链旋子头,旋子头与固定在组合浮体特制型钢架体中的索链旋子头连接钢板实施活动连接,并在其大锅内自由转动;粗索链的下端连接着索链连接尾,索链连接尾的圆柱体管插入配重砼体的索链连接套,通过穿堂销子固定,在必要时可以拆卸;其特征是:粗索链时刻保持承重状态。
组合浮体是收集海浪上浮动力的机械机构;组合浮体由组合特制型钢架体、单元浮体、卡具结构而成;特制型钢架体中间固定着索链旋子头连接钢板;旋子头连接钢板的矩形板面中心,设制的圆孔在锅形凹面中心;其特征是:组合浮体时刻保持在吃水线的浮力承重高度。
组合浮体、粗索链、配重砼体、结构砼体上下串联,它们共同结构成压水机构,压水机构是海力场矩形阵列的组成单元;独流河坝库、盾构井、海底盾构隧道,海底机井群、海底压力管道总汇、压水机构共同结构成第一种采水机构;它为系统提供支撑系统基本运行的淡水资源和能源资源。
3.根据权利要求2第一小段所属系统的装置结构,它所涉及的第一种采水机构其特征包括:
海底机井内使用坡口焊缝连接衬塑电焊钢管箍井,碎石混凝土灌注;每口机井的上端法兰螺栓连接着球阀,使用双向手轮操作;其特征是:一口机井通过一个90°弯管连接着一个横向输入管道砼体的小径短管。
输入(出)管道砼体是一个标准构件,相同的管道使用在不同的地方;输入(出)管道砼体由长管、短管、法兰、连接砼体、锥型自动放气阀门、盖体、出气管道、乳胶套结构而成;其特征是:短管加盖密封后,管内是系统河水介质换气的空间,排气管道外壁套上乳胶套是放气的结构;连接砼体是固定在长管两端段的支高砼体。
活塞由活塞体、漏水孔活门总成、压紧圈、“O”型橡胶密封圈、销子及其组合结构而成;活塞体的七孔体是活塞整体钢铸件的一部分;七孔体外壁圆柱体,内壁面竖立设制7个不同形体的空间;3个圆柱体空间圆周均布,其外壁面与七孔体内壁面内切相接,连接处两端内倒角;1个固定活塞杆的圆柱体空间在中心,其外壁面与3个圆柱体外壁面外切相接,连接处两端内倒角;形成中间圆柱体直径小,圆周均布的圆柱体直径大的格局;圆周均布的3个圆柱体空间是通孔;该通孔穿透活塞底板,底板的底部圆周沿下面倒边45°;该通孔是安装漏水孔活门总成的空间;另3个间隔排列的异形空间自然形成,每个异形空间的大内壁面上分别竖行设制1行销子孔,每行3个销子孔通出七孔体的圆柱体外壁面;该销子孔是固定压紧圈的销子孔;异形空间的销子孔外壁面上焊接着销子卡口,左边销子卡口的口向上,右边销子卡口的口向下。
活塞的漏水孔活门总成由圆形阀门钢板、导向轮盘、钢管导向轴、压缩弹簧、销子组合而成;圆形阀门钢板密封在活塞底板通孔外,钢管导向轴与圆形阀门钢板上面中心圆柱体实心杆件通过销子角焊连接,伸入活塞通孔圆柱体空间内;将一个导向轮盘的轮毂孔套入钢管导向轴,将轮辋嵌入并焊接在活塞通孔的圆柱体壁面下部,约束着钢管导向轴的下部;压缩弹簧套在钢管导向轴上,下端支持在下面的导向轮盘的轮毂上,上面约束在销子下;另一个导向轮盘的轮毂孔套入钢管导向轴的上端,支持在约束压缩弹簧的销子上,嵌入并焊接在活塞通孔的圆柱体壁面上部;结构组成使圆形阀门钢板和钢管导向轴整体只能定距向下运动;当向下运动时圆形阀门钢板与活塞底板通孔分离,反之密封。
河水输入(出)总成的上下并联管道组合体圆孔与对位的活塞缸上下壁面圆孔,通过短管对口插入角焊连接;河水输入(出)总成的输入输出组合体纵向使用隔板将其内部分隔成两个空腔,使自由河水和压力河水各有各自的通道;单向阀组合体安装在输入输出组合体的上下两端管口,法兰螺栓连接;相同的网目法兰片、相同的隔板法兰片和空心金属球,针对输入输出组合体上下连接的法兰管,同时针对总成的上下两个并联管道组合体;当使用在并联管道组合体法兰的下面时,与法兰管的上口夹持连接着网目法兰片,用以保证空心球不被冲出法兰管;而法兰管的下端则与输入输出组合体的上口法兰连接;法兰之间夹持着隔板法兰片和空心金属球;当使用在并联管道组合体法兰的上面时,与法兰管的下口夹持着隔板法兰片和空心金属球,用以保证压出的压力河水不倒流。而法兰管的上端则与输入输出组合体的下口法兰连接。法兰之间夹持着网目法兰片。
结构砼体的正方形截面的钢筋混凝土柱体支撑着现浇顶;现浇顶内固定着活塞杆导向套;柱体和现浇顶共同保护着活塞缸的维修出入口和盖体、共同保护着活塞杆密封管;结构砼体的A面管口和B面管口不经标识无法判断其应用特征;其特征是:活塞杆露出结构砼体现浇顶上部相等的长度。
配重砼体的活塞杆固定钢板套由活塞杆固定钢板、钢管和加强筋构成;配重砼体的漏水孔套是一截薄壁钢管;配重砼体的索链连接套由环形钢板、厚壁钢管和加强筋构成;其特征是:与混凝土紧密结合的固定钢板、环形钢板、厚壁钢管都设制混凝土结构圆孔;加强筋是连接钢板和钢管并与混凝土紧密结合的结构;索链连接套固定在配重砼体的轴心,上面露出配重砼体一部分。
活塞杆的铆接管副由一个铆接管、两个铆接环形钢板和加强筋组件共计三个配件组成,其特征是:一个铆接管与活塞杆上端头通过销子连接;套入配重砼体的活塞杆钢板套后,使用两个铆接环形钢板和加强筋组合件将活塞杆固定钢板从其上下夹住角焊连接固定。
4.一种实施权利要求1第9-10小段所述系统的装置结构,它所涉及的第二种采水机构、第三种采水机构、附加一种采水机构其特征包括:
在第二种采水机构的运行分析中,产生了本发明的第一个重大发现:小水电曲线上网原理——小能量置换大能量原理;第二种采水机构的所有装置就是上述原理的载体;在第三种采水机构的运行分析中,产生了本发明的第二个重大发现:转移洪水的原理——大地径流重新分配原理;第三种采水机构的所有装置就是上述原理的载体;附加一种大水电尾水采水机构能使传统的调水方法与新技术的压力河水调度系统高度融合;高度融合的结果能使隐形的巨大的经济效益暴露无遗。
5.根据权利要求4第2小段所述的装置结构,其特征是:使用电力,通过泵站,将水体注入系统,使水体以可见光的速度调度至任意远距离,任意高度的海库盆,放大水体位能;通过海电站放大电能;发电尾水供工业区/城市群使用。
6.一种实施权利要求1第1小段所述的装置结构、它所涉及的压力河水接收机构的结构、运行其特征包括:
压力河水接收机构是竖立的钢筋混凝土圆柱体构筑物,大部分埋入地下,小部分露出地面;圆柱体顶部现浇顶的中心安装着锥型自动放气阀门,阀门由砖砌圆柱体房间保护;埋入地下的圆柱体壁面分两部分,下面部分向海的壁面筑入一截连接管,该连接管与海力场的海底压力管道坡口焊缝连接;埋入地下圆柱体构筑物的上部分壁面在四个方向筑入4截法兰管,其中1截法兰管与下面的连接管方向一致,轴线平行;法兰管上分别连接着蝴蝶阀活门,向海一面的蝴蝶阀活门连接管道是海、河混合水回归大海的放水管道,其余三个蝴蝶阀活门与平原第一级管网连接。
压力河水接收机构钢筋混凝土构筑物,其内部被钢筋混凝土隔板分隔成上下两个空腔;下面的空腔低一点,上面的空腔高了许多;上下两个空腔的钢筋混凝土隔板和现浇顶,被圆周均布的柱体支撑着;圆周均布柱体由环形梁组合,上下柱体轴线分别在一条垂直线上;环形梁中间的隔板上开设7个相等直径的圆孔,其中6个圆周均布,1个圆孔在中心:该圆孔是铆接组合单向阀的结构。
组合单向阀的构成一部分由塑料制品铆接,金属球部分由热轧钢板冲压焊接、喷塑处理;组合单向阀结构包括:球型凹面座口、铆接管、约束网兜、空心金属球;隔板圆孔上面的球型凹面座口,和隔板圆孔下面插入的铆接管通过防水乳胶粘合密封,通过螺栓连接;空心金属球安置在球型凹面座口上,被约束网兜控制在圆柱体约束网兜与球型凹面座口的空间;金属球约束网兜的环形圈包底压在球型凹面座口的底部,被防水乳胶粘合。
当海力场运行时海底压力管道中的海、河混合水进入压力河水接收机构的下腔,巨大的流量立即冲开组合单向阀的空心金属球,水体进入压力河水接收机构的上腔;水体析出的空气从顶部安装的锥型自动放气阀门冒出去后,立即自动封闭;打开放水管道的蝴蝶阀活门,关闭管网的蝴蝶阀活门,使海、河混合水体回归大海;经不断检测河水纯净后,关闭放水蝴蝶阀活门,打开管网蝴蝶阀活门,纯净的河水正式输入系统;当海力场停止运行时,组合单向阀的空心金属球在重力的作用下封闭在球型凹面座口上。
7.根据权利要求6第2-4小段所述的压力河水接收机构的装置结构,其特征包括:空心金属球的质量略大于它的排水量;蝴蝶阀活门安装坑道是半地下建筑物结构成的房间;启闭有关蝴蝶阀活门具有改变水流方向的作用,具有辅助调度压力河水的功能。
8.根据权利要求1第一小段涉及的主流供水管道由变压塔和发电尾水蓄水池底部引出,汇合后敷设在第三级管网南北走向埋设管道的左右两边;支流供水管道由主流供水管道定距引出,直接深入田间,每间隔相等的距离连接一个多头供水器;多头供水器由PE给水管组合件、钢筋混凝土包容体结构而成;其外观形状是正方形截面的长方体砼体件,竖立埋设在节点保护坑的旁边,管道口露出地面。
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