CN106968226A - 一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置 - Google Patents

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黄锋华
赵璧奎
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Abstract

本发明公开了一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，包括连接排水管的溢流井、位于溢流井中段的溢流堰以及位于溢流堰后侧的弧形格栅单元，所述弧形格栅单元包括隔墙以及位于隔墙和溢流堰之间的至少一层消能格栅体，所述消能格栅体包括多根与隔墙平行的纵梁以及贯穿纵梁中部的至少一根横梁，纵梁的一侧面或者两侧面布置有消能弧面，相邻两根纵梁之间形成消能过水通道。使得水流沿着消能弧面被约束以特定的形态平滑地通过消能过水通道出流，配合隔墙下部的弧形段，可以减少局部空蚀掺气的发生。

Description

一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置
技术领域
本发明涉及一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置。
背景技术
随着经济社会的快速发展，越来越多的电厂项目开工建设。对采用直流冷却方式的滨海电厂而言，一般均设置有循环冷却水排水溢流井，通过溢流井中溢流堰的阻水作用，从而抬高循环冷却尾水水位，减少循泵的扬程，节省能源。采用此种冷却水取排水结构，往往会在溢流井及下游的排水明渠产生大量不易溃灭的黄褐色泡沫，造成一定程度的感官污染和心理恐慌。近年来，电厂排水泡沫已经受到媒体的广泛关注，引发了环保的质疑，部分电厂受到附近养殖场的投诉和索赔，如何减少或抑制电厂排水泡沫已经成为滨海直流冷却水电厂必须面对的难题。
当前，一般的抑泡手段有两大类。一种是采用消泡剂，这种方式简单高效，但是费用巨大，南方沿海滨海电厂1台百万千万机组年消泡剂费用近500万元，且这种方式容易造成二次污染。另外一种方法是采用工程措施进行抑泡，其特点是效果良好，持久，费用低。目前，关于消泡工程措施及结构设计尚未有相关的规范和标准，大多数消泡设计都具有一定的局限性。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，可广泛用于含有跌水掺气建筑物的工程抑泡，特别适用于采用直流冷却取排水方式的滨海电厂排水泡沫的消除，具有结构简单、施工方便、抑泡效果良好，不产生不良二次流态的特点。
本发明解决其技术问题的解决方案是：一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，包括连接排水管的溢流井、位于溢流井中段的溢流堰以及位于溢流堰后侧的弧形格栅单元，所述弧形格栅单元包括隔墙以及位于隔墙和溢流堰之间的至少一层消能格栅体，所述消能格栅体包括多根与隔墙平行的纵梁以及贯穿纵梁中部的至少一根横梁，纵梁的一侧面或者两侧面布置有消能弧面，相邻两根纵梁之间形成消能过水通道。
作为上述技术方案的进一步改进，位于所述纵梁中的消能弧面两两平行。
作为上述技术方案的进一步改进，所述横梁的两侧面分别布置有消能弧面后构成纵向截面为双抛物线状的横梁。
作为上述技术方案的进一步改进，所述横梁的数量为两根或两根以上，相邻的两根所述横梁之间构成上端大下端小的横梁过水通道。
作为上述技术方案的进一步改进，所述消能格栅体沿竖直方向层叠若干层，相邻两层消能格栅体中的消能过水通道错位布置。
作为上述技术方案的进一步改进，相邻两层所述消能格栅体之间距离D满足D=α×q+β×P，其中α，β均取值在0～1.0之间，q为过堰单宽流量，p为溢流堰的高度。
作为上述技术方案的进一步改进，所述隔墙包括位于上部的竖直段和位于下部的弧形段，所述弧形段沿着水流方向弯曲，所述消能格栅体固定在竖直段上，位于所述弧形段中的最低平面低于溢流井外最低水位。
作为上述技术方案的进一步改进，所述消能弧面中曲线的方程为Y=α×Xm×Hn，其中α，m，n均为相关系数，a和n的取值范围为0～1.0之间，m取值范围为1.0～2.0之间，H为堰上设计水头值。
作为上述技术方案的进一步改进，所述消能格栅体和溢流堰的连接处上侧布置有弧形导水块。
作为上述技术方案的进一步改进，所述弧形导水块方程式为Y=0.08x2-0.8x+0.01。
本发明的有益效果是：本发明通过设置由纵梁和横梁组成的消能格栅体，并且在纵梁的一侧面或者两侧面布置有消能弧面，以及相邻两根纵梁之间形成消能过水通道，使得水流沿着消能弧面被约束以特定的形态平滑地通过消能过水通道出流，配合隔墙下部的弧形段，可以减少局部空蚀掺气的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明的结构示意图一；
图3是本发明的结构示意图二；
图4是本发明中纵梁的纵向截面图；
图5是本发明中横梁的纵向截面图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。
参照图1～图5，一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，包括连接排水管的溢流井1、位于溢流井1中段的溢流堰2以及位于溢流堰2后侧的弧形格栅单元，所述弧形格栅单元包括隔墙4以及位于隔墙4和溢流堰2之间的至少一层消能格栅体，所述消能格栅体包括多根与隔墙4平行的纵梁3以及贯穿纵梁3中部的至少一根横梁5，纵梁3的一侧面或者两侧面布置有消能弧面，相邻两根纵梁3之间形成消能过水通道30。一端固定在溢流堰2上的纵梁3只有一个侧面布置有消能弧面，一端固定在隔墙4上的纵梁3只有一个侧面布置有消能弧面，余下的纵梁3两侧均布置有消能弧面。其中，位于纵梁3中的消能弧面两两平行；或者位于同一纵梁3中的消能弧面关于中心面对称。
进一步作为优选的实施方式，位于所述纵梁3中的消能弧面两两平行。
进一步作为优选的实施方式，所述横梁5的两侧面分别布置有消能弧面后构成纵向截面为双抛物线状的横梁5，即位于同一横梁5中的消能弧面关于其中心面对称。
进一步作为优选的实施方式，所述横梁5的数量为两根或两根以上，相邻的两根所述横梁5之间构成上端大下端小的横梁5过水通道。
进一步作为优选的实施方式，所述消能格栅体沿竖直方向层叠若干层，相邻两层消能格栅体中的消能过水通道30错位布置，通过两层或者两层以上的消能格栅体，且消能过水通道30错位布置，可以进一步减少局部空蚀掺气的发生。
进一步作为优选的实施方式，相邻两层所述消能格栅体之间距离D满足D=α×q+β×P，其中α，β均取值在0～1.0之间，q为过堰单宽流量，p为溢流堰2的高度。
进一步作为优选的实施方式，所述隔墙4包括位于上部的竖直段40和位于下部的弧形段41，所述弧形段41沿着水流方向弯曲，所述消能格栅体固定在竖直段40上，位于所述弧形段41中的最低平面低于溢流井1外最低水位，消能过水通道30使得水流沿着消能弧面被约束以特定的形态平滑地通过消能过水通道30出流，配合隔墙4下部的弧形段41，可以减少局部空蚀掺气的发生。
进一步作为优选的实施方式，所述消能弧面中曲线的方程为Y=α×Xm×Hn，其中α，m，n均为相关系数，a和n的取值范围为0～1.0之间，m取值范围为1.0～2.0之间，H为堰上设计水头值。基于上述方程，消能弧面中曲线呈上部凸出的光滑曲线和下部内凹的光滑曲线，这样的凸出和内凹的光滑曲线圆滑过渡后，能够使得经过消能格栅体的水流平缓，达到消除或减少因矩形角导致的空蚀掺气的目的。公式中X和Y的坐标系可参考图2中预留的坐标系。
进一步作为优选的实施方式，所述消能格栅体和溢流堰2的连接处上侧布置有弧形导水块6。弧形导水块6主要用于约束从堰上下泄水体能平顺过渡到消能格栅体，减少水流与格栅之间的接触夹角，从而最大程度的较少局部掺气发生的可能。
进一步作为优选的实施方式，所述弧形导水块6方程式为Y=0.08x2-0.8x+0.01。当然，弧形导水块6纵向截面中曲线的方程也可以为Y=α×Xm+β，其中α，m，β均为相关系数，a和m的取值范围为0～1.0之间，β根据实际试验最终确定。）
以上是对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：包括连接排水管的溢流井、位于溢流井中段的溢流堰以及位于溢流堰后侧的弧形格栅单元，所述弧形格栅单元包括隔墙以及位于隔墙和溢流堰之间的至少一层消能格栅体，所述消能格栅体包括多根与隔墙平行的纵梁以及贯穿纵梁中部的至少一根横梁，纵梁的一侧面或者两侧面布置有消能弧面，相邻两根纵梁之间形成消能过水通道。
2.根据权利要求1所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：位于所述纵梁中的消能弧面两两平行。
3.根据权利要求1所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述横梁的两侧面分别布置有消能弧面后构成纵向截面为双抛物线状的横梁。
4.根据权利要求3所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述横梁的数量为两根或两根以上，相邻的两根所述横梁之间构成上端大下端小的横梁过水通道。
5.根据权利要求1所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述消能格栅体沿竖直方向层叠若干层，相邻两层消能格栅体中的消能过水通道错位布置。
6.根据权利要求5所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：相邻两层所述消能格栅体之间距离D满足D=α×q+β×P，其中α，β均取值在0～1.0之间，q为过堰单宽流量，p为溢流堰的高度。
7.根据权利要求1所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述隔墙包括位于上部的竖直段和位于下部的弧形段，所述弧形段沿着水流方向弯曲，所述消能格栅体固定在竖直段上，位于所述弧形段中的最低平面低于溢流井外最低水位。
8.根据权利要求1~7任一项所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述消能弧面中曲线的方程为Y=α×Xm×Hn，其中α，m，n均为相关系数，a和n的取值范围为0～1.0之间，m取值范围为1.0～2.0之间，H为堰上设计水头值。
9.根据权利要求8所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述消能格栅体和溢流堰的连接处上侧布置有弧形导水块。
10.根据权利要求9所述的用于电厂排水抑泡的弧形格栅装置，其特征在于：所述弧形导水块方程式为Y=0.08x2-0.8x+0.01。
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