CN107642124A - 深层节能取水装置 - Google Patents
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Abstract
一种深层节能取水装置，其要点在于它包括浮力支撑平台、钢套筒、潜水泵、输水管，钢套筒为上下端面敞开式的通管，钢套筒上端固定于浮力支撑平台，内外水相隔离，下端沉于水下，潜水泵沉于水面下，通过与输水管连接，将钢套筒内的水抽出。本发明通过密封性设置及连通器原理，浮力支撑平台上吊装的潜水泵可通过钢套筒竖“井”结构在深水表层直接提取钢套筒底部深层低温水，节能，降低成本，尤其适用于水库大坝。
Description
技术领域
本发明属于水利工程节能取水技术领域，特别涉及库区深层水取水技术的应用。
背景技术
目前我国碾压混凝土重力坝还处于发展阶段，在这科技不断创新的年代，碾压混凝土重力坝施工过程中的相关技术也在不断的进步提高。碾压混凝土大坝以温控措施相对简单和快速连续施工为其显著特点，但大量的工程实践表明，碾压混凝土坝时有温度裂缝出现，为大坝的安全运行埋下了隐患。因此，如何采取有效的温控措施，既能使碾压混凝土充分发挥连续施工、工期短的优势，又确保大坝基本不裂或者少裂，是碾压混凝土高温期连续施工的关键技术之一。由于大型建设中所需的冷却水量巨大，靠制冷系统制作冷却水工作量大、要耗费大量能源，可能还存在运输等问题。
发明内容
本发明技术发明的主要目的在于提供一种深层节能取水装置，可直接利用工程周边环境条件，深入库区深井水下取低温水，在节省制冷水成本的同时又能达到工程用途。
本发明技术所采用的技术方案为一种深层节能取水装置，其要点在于它包括浮力支撑平台、钢套筒、潜水泵、输水管，钢套筒为上下端面敞开式的通管，钢套筒上端固定于浮力支撑平台，内外水相隔离，下端沉于水下，潜水泵沉于水面下，通过与输水管连接，将钢套筒内的水抽出。
本发明通过设计一个钢套筒，下端深入水下，潜水泵抽取钢套筒内的水，根据连通器原理，下端的水不断补充进入钢套筒，从而使水库或深井底部低温的水能保持低温状态被抽取利用。
浮力支撑平台中设计有一锥形水箱，首节钢套筒的顶端法兰盘下平面与锥形水箱连接。锥形水箱有利于钢套筒的导向放入，同时也能较好地提供一个上端水面上钢套筒内外水隔离的环境。
还具有泵房，潜水泵通过输水管道将水输送至泵房，再通过水泵将水输送至高位水池待用。通过一个中转的储水空间，能降低潜水泵的功率，通过另一水泵来满足扬程的需要。
在浮力支撑平台上方固定有龙门架，潜水泵通过铁链吊装在龙门架上，调整潜水泵位置，使潜水泵处于水面下。通过铁链固定潜水泵，位置容易调整。
钢套筒主轴中心线与浮力支撑平台中心线重合。保证平台稳定。
钢套筒由多根管连接而成。方便制作和安装。
相邻两个钢套筒的法兰盘之间放置一片橡胶垫，并用高强螺栓固定住，防止管道水与管外水流通。以保证钢套筒的低温水顺利上升到上端面。
输水管外包有保温层。由于输水管长度较长，为防止输水管内的低温水在运送过程中与外界热交换所采用的防护措施。
钢套筒外包有保温层。
水面上的输水管的下方固定有油桶浮箱。由于在实际应用中浮力支撑平台与岸边还有一定的距离，利用油桶浮箱支撑输水管，有利于隔热保温。
本发明通过密封性设置及连通器原理，浮力支撑平台上吊装的潜水泵可通过钢套筒竖“井”结构在深水表层直接提取钢套筒底部深层低温水，节能，降低成本，尤其适用于水库大坝。
附图说明
图1为本发明总示意图；
图2为浮力支撑平台的俯视图；
图3为浮力支撑平台的侧视图；
图4为首节钢套筒示意图；
图5为3m/6m钢套筒示意图；
图6为油桶浮箱平面示意图
图7为油桶浮箱正面示意图
其中：1浮力支撑平台2钢套筒3锥形水箱4潜水泵5龙门架6铁链8输水管9水泵10泵房12高位水池；13“匚”字槽钢14双层“匚”字槽钢15首节钢套筒的顶端法兰盘；16橡胶垫17水箱环形底部；18加劲肋法兰盘19水泵控制柜；21油桶浮箱 22角铁；23空油桶。
具体实施方式
以下结合附图对本发明专利技术进行详细的描述。
以东北严寒地区的工程地为例，温度控制标准和要求极高，坝体混凝土通水冷却水温为10～13℃，为确保冷却用水水温满足设计要求，通过水温测量，30米深度取水系统所获取的低温水为9.5℃-10.5℃，较库区表层20.5℃-21.5℃水温降低11℃，低温水直接用于高温炎热天气的坝体混凝土冷却用水。保障了混凝土冷却用水水温满足不同时段需求，有效保证了各期冷水需求，并取得可观效益。
如图1-5所示，一种深层节能取水装置，它包括浮力支撑平台1、钢套筒2、潜水泵4、输水管8，钢套筒为上下端面敞开式的通管，钢套筒上端固定于浮力支撑平台，内外水相隔离，下端沉于水下，钢套筒由多根管连接而成。浮力支撑平台中设计有一锥形水箱3，首节钢套筒的顶端法兰盘15下平面与锥形水箱连接。钢套筒主轴中心线与浮力支撑平台中心线重合。锥形水箱有利于钢套筒的导向放入，同时也能较好地提供一个上端水面上钢套筒内外水隔离的环境。在浮力支撑平台上方固定有龙门架5，潜水泵4通过铁链6吊装在龙门架5上，调整潜水泵4位置，使潜水泵4沉于钢套筒内的水面下，通过与输水管连接，将钢套筒内的水抽出。输水管道连接至泵房10内，选用水泵9型号为200S95B，潜水泵4及水泵9开关由水泵控制柜19控制，潜水泵通过输水管道将水输送至泵房，再通过水泵9将水输送至高位水池12待用。
输水管外包有保温层。由于输水管长度较长，为防止输水管内的低温水在运送过程中与外界热交换所采用的防护措施。
如图1、3所示，由于用水量大本发明使用两台潜水泵和两条输水管，每条输水管安装一台潜水泵4，潜水泵4采用铁链6吊装在浮力支撑平台1上的龙门架5上，并调整潜水泵4位置使潜水泵4处于水面底下，保证能够长时间运行抽取水。所采用潜水泵4型号为200WQ250-22-30KW，根据潜水泵出水口径采用Φ200mm的管为输水管8。输水管8连接潜水泵4的首节管子采用钢丝波纹管（型号为Φ200*8m），其优势在于可随水位上下左右波动而不破坏设备安全。输水管8其余管子采用Φ200*6m铁管，每根铁管外部包一层2cm厚海绵橡胶作为保温层，并用打包带绑扎加固，可对输水管内水起保温作用，避免由于外界因素导致管内水温变高。每组铁管（两根为一组）两端绑扎于油桶浮箱21上，两组铁管之间采用M18高强螺栓加固连接，单根输水管通过铁管拼接而成，在两铁管连接端面之间加一片橡胶垫，保证输水管密封性。
浮力支撑平台采用5mm厚钢板焊接成3.5*3*1.1m构件，两端各采用两条“匚”字槽钢13连接成一个整体（拼接前由50T吊车将其吊至水面上再拼接），“匚”字槽钢13采用M20高强螺栓固定在空油桶上，每条“匚”字槽钢13两端各设置8个螺栓孔。浮力支撑平台中间留有2.1*2.1m口，口外边制安两条槽钢14（单条槽钢为两条“匚”字钢13合并焊接，增强承重力），槽钢旁为0.65m宽钢板人行通道。作业时将锥形水箱3套在槽钢14上并固定。锥形水箱3的上部为2*2m正方形、底部为内口径1.2m外口径1.4m的圆形构造。浮力支撑平台焊接部分，均采用E43焊条，焊缝厚度不小于5mm。
如图4-5所示，钢套筒主轴中心线与浮力支撑平台中心线重合，钢套筒2首节采用1.5m长，5mm厚内径Φ1000mm标准节，钢套筒2顶部采用外径1.4m，内径1m环形加劲肋与首节钢套筒的顶端法兰盘15焊接固定，首节钢套筒的顶端法兰盘15下设置一片橡胶垫16，使用时将法兰盘15附有橡胶垫16的钢套筒2连接件套接在锥形水箱3底部，形成一个密封的整体，防止钢管外部水源流入管内。其余钢套筒2单元节均为3mm厚钢板制成，长度有1.5m、3m、6m三种。安装时可根据测量温度水位需要来调整拼接不同长度，一般要达到20米以上，越深温度越低，可选择30-50米较好，钢套筒2连接件底部即为设计取水位，可根据连通器原理直接抽取钢套筒2连接件底部低温水。钢套筒的单元筒的两端设置法兰盘18，安装钢套筒2采用螺栓连结，法兰盘18连接的之间加一片橡胶垫，保证钢套筒连接件的密封性，防止管外部水流入钢套筒2内。安装钢套筒2设备连接件时可将钢套筒2端部法兰盘靠在锥形水箱3上逐级增加钢套筒2，钢套筒2两端设置法兰盘18，并在法兰盘18非连接端采用加劲肋加固。钢套筒外包有保温层。
如图6-7所示，由于在实际应用中浮力支撑平台与岸边还有一定的距离，水面上的输水管的下方固定有油桶浮箱。利用油桶浮箱支撑输水管，有利于隔热保温。
单个油桶浮箱21由两个空油桶23固定于角铁22制作而成的框架内，输水管8两端采用铁丝绑扎至油桶浮箱上。
Claims (10)
1.深层节能取水装置，其特征在于，它包括浮力支撑平台（1）、钢套筒（2）、潜水泵（4）、输水管（8），钢套筒为上下端面敞开式的通管，钢套筒上端固定于浮力支撑平台，内外水相隔离，下端沉于水下，潜水泵沉于水面下，通过与输水管连接，将钢套筒内的水抽出。
2.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，浮力支撑平台中设计有一锥形水箱（3），首节钢套筒的顶端法兰盘（15）下平面与锥形水箱连接。
3.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，还具有泵房（10），潜水泵通过输水管道将水输送至泵房，再通过水泵（9）将水输送至高位水池（12）待用。
4.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，在浮力支撑平台上方固定有龙门架（5），潜水泵（4）通过铁链（6）吊装在龙门架（5）上，调整潜水泵位置，使潜水泵处于水面下。
5.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，钢套筒主轴中心线与浮力支撑平台中心线重合。
6.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，钢套筒由多根管连接而成。
7.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，相邻两个钢套筒的法兰盘之间放置一片橡胶垫，并用高强螺栓固定住，防止管道水与管外水流通。
8.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，输水管外包有保温层。
9.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，钢套筒外包有保温层。
10.根据权利要求书1所述的一种深层节能取水装置，其特征在于，水面上的输水管的下方固定有油桶浮箱。
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