CN109555186A - 一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置 - Google Patents
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Abstract
一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，包括设置在海床基础上的钢筋混凝土固定底座、通过固定地脚螺栓安装在所述的固定底座上的玻璃钢预制筒体、设置在所述的预制筒体内部的塑料浮筒、固定在所述的塑料浮筒顶部的液下取水泵以及与所述的液下取水泵出口连接的出水软管，所述的预制筒体下部设有进水格栅，所述的预制筒体底部设有排污孔，通过设置在所述的预制筒体内壁的定轨和设置在所述的塑料浮筒外壁的滑轨实现所述的塑料浮筒和液下取水泵随取水液面的升降进行上下浮动，在所述的塑料浮筒底部设置有支腿，该取水装置配套施工机械少，采用非潜水泵作为取水泵，内部设备和设施集中布置，灵活性强，可重复使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种取水装置，属于地表海水取水领域，具体涉及一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置。
背景技术
随着由国家发改委、国家海洋局联合在2017年12月印发的《海岛海水淡化工程实施方案》的提出，海水淡化的产出水将在2020年成为缺水海岛地区的主要供水方式之一,实施方案中明确指出，将通过3~5年的时间，在辽宁、山东、浙江、福建、海南等沿海城市重点推进100个左右的海水淡化工程（建设规模在50~1000m3/d）的建设和升级改造，以有效缓减海岛居民的用水问题和满足不断提高的生活、生产用水需求。
借助于灵活多变、适应性强和建设维护成本低等特点，在国内，膜法海水淡化技术已经逐渐成为“首推、首选”的淡化海水技术,常规的膜法海水淡化系统由“取水系统”、“预处理系统”、“反渗透系统”、“后处理系统”和“加药和辅助系统”5部分组成，作为系统最前端的单元，“取水系统”肩负着为后续系统提供足量、高品质原海水的责任，取水系统的好坏，在某种程度上直接决定了整个海水淡化系统的成败。
目前，针对中小型膜法海水淡化系统而言，主要的取水方式有地表直接取水、地下打井取水两种。对淡水资源短缺地区，尤其是岛屿和偏僻地区，目前采用的取水方式主要有大口井取水、地表管道取水等，总体来看，现有取水方式的装置一般存在以下缺点：
（1）现有取水装置的筒体多采用钢筋混凝土构筑物，现场对施工机具的依赖性较高，需要较多规格和种类的施工机械才能有效完成取水装置的安装。
（2）现有取水装置配套的区水泵多采用潜水泵，该类水泵时刻浸泡在腐蚀性较强的海水中，对于泵体的材质要求较高，且易出现电机泄漏进水导致水泵瘫痪等情况。
（3）现有取水装置的设备和设施布置较为分散，日常运行维护的工作量大；且装置一般多为永久性设施，灵活性差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，该取水装置配套施工机械少，采用非潜水泵作为取水泵，内部设备和设施集中布置，灵活性强，可重复使用。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，包括设置在海床基础上的钢筋混凝土固定底座14、通过固定地脚螺栓13安装在所述的固定底座14上的玻璃钢预制筒体3、设置在所述的预制筒体3内部的塑料浮筒2、固定在所述的塑料浮筒2顶部的液下取水泵1以及与所述的液下取水泵1出口连接的出水软管5，所述的预制筒体3下部设有进水格栅4，所述的预制筒体3底部设有排污孔7，通过设置在所述的预制筒体3内壁的定轨8和设置在所述的塑料浮筒2外壁的滑轨9实现所述的塑料浮筒2和液下取水泵1随取水液面的升降进行上下浮动，在所述的塑料浮筒2底部设置有支腿10，在所述的预制筒体3的内壁上设置有控制液下取水泵1启停的液位开关15。
作为优化，所述的预制筒体3通过设置在玻璃钢预制筒体3底部的固定支耳18与所述的钢筋混凝土固定底座14上的固定地脚螺栓13连接。
作为优化，所述的预制筒体3顶部设有检修孔12和呼吸孔16，所述的预制筒体3上部设有出水法兰6，所述的出水法兰6与出水软管5连接。
作为优化，所述的预制筒体3和所述的液下取水泵1的顶部均设有吊装支耳11。
作为优化，所述的固定底座4为钢筋和混凝土浇筑而成，钢筋采用环氧图层的带肋钢筋，并且在固定底座4表面设置防腐蚀图层。
作为优化，所述的预制筒体3顶部连接顶盖法兰17，所述的顶盖法兰17通过连接螺栓与预制筒体17上端的固定支耳18螺栓连接。
作为优化，所述的进水格栅4采用玻璃钢格栅或涂有防腐涂层的不锈钢格栅，进水格栅4的栅条横断面为楔形结构，外大里小，相邻两栅条之间的间隔宽度为1mm-20mm。
作为优化，所述的塑料浮筒2采用高分子PE或工程塑料通过注塑而成。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，配套施工机械少、使用非潜水泵作为取水泵、内部设备和设施集中布置、灵活性强、可重复使用，能够有效地降低施工和日常维护管理的难度和费用，并保证了系统取水的稳定性和提高了装置的重复利用率，进而降低整个海水淡化系统的投资成本，通过海水淡化有效解决了海岛居民用水问题。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明的立体结构图；
图3为本发明的立体爆炸图；
其中，液下取水泵1、塑料浮筒2、预制筒体3、进水格栅4、出水软管5、出水法兰6、排污孔7、筒体内壁定轨8、浮筒外壁滑轨9、浮筒支腿10、吊装支耳11、检修孔12、固定地脚螺栓13、固定底座14、液位开关15、呼吸孔16、顶盖法兰17、固定支耳18。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，包括设置在海床基础上的钢筋混凝土固定底座14、通过固定地脚螺栓13安装在所述的固定底座14上的玻璃钢预制筒体3、设置在所述的预制筒体3内部的塑料浮筒2、固定在所述的塑料浮筒2顶部的液下取水泵1以及与所述的液下取水泵1出口连接的出水软管5，所述的预制筒体3下部设有进水格栅4，所述的预制筒体3底部设有排污孔7，通过设置在所述的预制筒体3内壁的定轨8和设置在所述的塑料浮筒2外壁的滑轨9实现所述的塑料浮筒2和液下取水泵1随取水液面的升降进行上下浮动，在所述的塑料浮筒2底部设置有支腿10，在所述的预制筒体3的内壁上设置有控制液下取水泵1启停的液位开关15。
所述的预制筒体3通过设置在玻璃钢预制筒体3底部的固定支耳18与所述的钢筋混凝土固定底座14上的固定地脚螺栓13连接。
所述的预制筒体3顶部设有检修孔12和呼吸孔16，所述的预制筒体3上部设有出水法兰6，所述的出水法兰6与出水软管5连接。
所述的预制筒体3和所述的液下取水泵1的顶部均设有吊装支耳11。
所述的固定底座4为钢筋和混凝土浇筑而成，钢筋采用环氧图层的带肋钢筋，并且在固定底座4表面设置防腐蚀图层。
所述的预制筒体3顶部连接顶盖法兰17，所述的顶盖法兰17通过连接螺栓与预制筒体17上端的固定支耳18螺栓连接。
所述的进水格栅4采用玻璃钢格栅或涂有防腐涂层的不锈钢格栅，进水格栅4的栅条横断面为楔形结构，外大里小，相邻两栅条之间的间隔宽度为1mm-20mm。
所述的塑料浮筒2采用高分子PE或工程塑料通过注塑而成。
如图1所示，本发明的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，包括放置在海床基础上钢筋混凝土固定底座14、通过固定地脚螺栓13安装在所述的钢筋混凝土固定底座14上的玻璃钢预制筒体3、放置在所述的玻璃钢预制筒体3内部的塑料浮筒2、固定在所述的塑料浮筒2顶部的液下取水泵1以及与所述的液下取水泵1出口连接的出水软管5构成的取水装置。所述的玻璃钢预制筒体3通过设置在玻璃钢预制筒体3底部的固定支耳18与所述的钢筋混凝土固定底座14上的固定地脚螺栓13连接，所述的玻璃钢预制筒体3顶部设有检修孔12、呼吸孔13，所述的玻璃钢预制筒体3上部设有出水法兰6，所述的玻璃钢预制筒体3下部设有进水格栅4，所述的玻璃钢预制筒体3底部设有排污孔7，通过设置在所述的玻璃钢预制筒体3内壁的定轨8和设置在所述的塑料浮筒2外壁的滑轨9实现所述的塑料浮筒2和液下取水泵1随取水液面的上下浮动，所述的液下取水泵1出口设有出水软管5以保证取水泵上下浮动的灵活性，所述的塑料浮筒2底部设有支腿10以保证有效的取水液位、避免取到海床底层较浑浊的海水，所述的玻璃钢预制筒体3内壁设有液位开关15以控制所述的液下取水泵1的启停，所述的玻璃钢预制筒体3和所述的液下取水泵1的顶部均设有吊装支耳11以便于设备的吊运和安装。
所述的钢筋混凝土固定底座14由钢筋混凝土浇筑而成，混凝土采用防水型混凝土并掺加钢筋阻锈剂，钢筋采用有环氧涂层的带肋钢筋，所述的钢筋混凝土固定底座14表面有防腐蚀涂层；所述的钢筋混凝土固定底座14的规格和重量根据项目当地的水文地质情况、取水水量、风浪强度等因素综合确定，其设计和施工满足《抗海水腐蚀混凝土应用技术导则》（DB44/T 566-2008）的要求，还满足《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTJ275-2000）的要求。所述的钢筋混凝土固定底座14放置的海床基础经过硬化处理，保证基础有足够的承载力。所述的钢筋混凝土固定底座14为所述的玻璃钢预制筒体3提供了平稳的安装基础和支撑力，保证玻璃钢预制筒体3对海浪、风等外力有足够的抗冲击性。
预埋在所述的固定底座14上的固定地脚螺栓13采用耐海水腐蚀的双相不锈钢SS2205及以上材质，保证其有效的紧固性和安全性。
所述的预制筒体3采用工厂预制，材质为环氧玻璃钢，筒体顶部设有顶盖法兰17，顶盖法兰17采用法兰形式与筒体连接。所述的顶盖法兰17在安装所述的塑料浮筒2和液下取水泵1时打开，安装完毕后复原。所述的玻璃钢预制筒体3涂有抗紫外线涂层，提高筒体的使用寿命。所述的玻璃钢预制筒体3内壁底部采用一定的坡度设计，沉积泥沙可以通过所述的排污孔7排出，保证筒体内部的清洁。所述的玻璃钢预制筒体3顶部设有检修孔12，便于所述的塑料浮筒2和液下取水泵1的日常维护，设有的呼吸孔16保证所述预制筒体3内部的空气质量和进入预制筒体3内的维护人员的安全。
所述的进水格栅4采用玻璃钢格栅或涂有防腐涂层的不锈钢格栅，为了更长的使用寿命，所述的带有涂层的不锈钢格栅可配有牺牲阳极系统，并定期更换牺牲阳极系统里的牺牲阳极。所述的进水格栅4的栅条横断面为楔形结构，外大里小，相邻两栅条之间的间隔宽度为1mm-20mm，经过栅条的水流流速控制在0.05m/s-0.16m/s。所述的进水格栅4数量通常为2个，对称设置，保证进水的均匀性，安装预制筒体时，要求进水格栅4的布设方位平行于洋流方向，可有效的减少漂浮物的截留和海洋生物的夹带。
所述的塑料浮筒2，采用高分子PE或工程塑料通过吹塑或注塑而成，具有防腐蚀、防紫外线和良好的抗冲击性。塑料浮筒2外壁设有4条滑轨9，所述的塑料浮筒2在安装时，将这4条滑轨9布设在所述的预制筒体3内壁上的定轨8内，并通过设置定轨8的行程，限制塑料浮筒2的上下滑动高度，以获得有效的取水深度。
所述的液下取水泵1，泵体接液部件选用耐海水腐蚀的PP+GF（增强聚丙烯）、CPVC（氯化聚氯乙烯）、PVDF（聚偏氟乙烯）等材料，有效地避免了只能选用金属材质的潜水泵带来的腐蚀问题。所述的液下取水泵1通过安装底座与所述的塑料浮筒2连接，液下取水泵1出口法兰与所述的取水泵出水软管6的一端连接，另外一端通过法兰与所述的取水装置出水法兰6连接。所述的取水泵出水软管5采用PVC材质，具有柔韧性好、耐海水腐蚀等特性。
所述的固定底座14、预制筒体3、塑料浮筒2、液下取水泵1、出水软管5等部件在取水装置更换取水点或挪到其他项目地时都可以拆卸，具有较高的灵活性，并降低了对起重机具的要求。
以下是本发明的一个具体实施案例。
以马尔代夫某岛屿用日产200吨的膜法海水淡化系统为例，系统回收率：35%（25℃），每小时取水量：24m3/h，取水泵扬程：25m，液下取水泵、塑料浮筒及附属管道的配套重量约为45kg，通过公式“ρ液·g·V排≥mg”计算求得，配套的塑料浮筒吃水体积大于0.05m3即满足设计要求，现配置一套有效体积为0.1 m3的塑料浮筒，规格：Φ900mm×H300mm。
与塑料浮筒相匹配的预制筒体，选用Φ1000mm的玻璃钢罐体，筒体高度：2m，筒体壁厚：14mm。顶部设有Φ1200mm法兰盖顶，法兰盖顶上设有Φ600mm的检修孔，筒体内底面设有0.5%的排水坡度，通过Φ100mm的排污孔将筒体内的泥沙排出。预制浮筒底部外侧设有8个固定支耳，通过固定地脚螺栓与固定底座固定。
进水格栅的栅条横断面为楔形结构，栅条外边宽度：10mm，栅条内边宽度：5mm，相邻两栅条之间的间隔宽度：10mm，经过栅条的水流流速：0.08m/s，进水格栅的规格：L550mm×H450mm。
设置在预制筒体内壁的定轨采用玻璃钢材质的6.3#槽钢，数量：4根，每根高度：1.2m（根据项目地的潮汐差决定），设置在塑料护筒外的滑轨采用玻璃钢材质的4#方钢，数量：4根，高度：300mm。
固定底座采用钢筋混凝土制作，规格：Φ1300mm×H300mm，自重：800kg；预埋在固定底座内的地脚螺栓规格：M16×250mm，数量：8套，材质：SS2205。
上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。
Claims (8)
1.一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：包括设置在海床基础上的钢筋混凝土固定底座（14）、通过固定地脚螺栓（13）安装在所述的固定底座（14）上的玻璃钢预制筒体（3）、设置在所述的预制筒体（3）内部的塑料浮筒（2）、固定在所述的塑料浮筒（2）顶部的液下取水泵（1）以及与所述的液下取水泵（1）出口连接的出水软管（5），所述的预制筒体（3）下部设有进水格栅（4），所述的预制筒体（3）底部设有排污孔（7），通过设置在所述的预制筒体（3）内壁的定轨（8）和设置在所述的塑料浮筒（2）外壁的滑轨（9）实现所述的塑料浮筒（2）和液下取水泵（1）随取水液面的升降进行上下浮动，在所述的塑料浮筒（2）底部设置有支腿（10），在所述的预制筒体（3）的内壁上设置有控制液下取水泵（1）启停的液位开关（15）。
2.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的预制筒体（3）通过设置在玻璃钢预制筒体（3）底部的固定支耳（18）与所述的钢筋混凝土固定底座（14）上的固定地脚螺栓（13）连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的预制筒体（3）顶部设有检修孔（12）和呼吸孔（16），所述的预制筒体（3）上部设有出水法兰（6），所述的出水法兰（6）与出水软管（5）连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的预制筒体（3）和所述的液下取水泵（1）的顶部均设有吊装支耳（11）。
5.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的固定底座（4）为钢筋和混凝土浇筑而成，钢筋采用环氧图层的带肋钢筋，并且在固定底座（4）表面设置防腐蚀图层。
6.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的预制筒体（3）顶部连接顶盖法兰（17），所述的顶盖法兰（17）通过连接螺栓与预制筒体（17）上端的固定支耳（18）螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的进水格栅（4）采用玻璃钢格栅或涂有防腐涂层的不锈钢格栅，进水格栅（4）的栅条横断面为楔形结构，外大里小，相邻两栅条之间的间隔宽度为1mm-20mm。
8.根据权利要求1所述的一种用于中小型海水淡化系统的可移动式取水装置，其特征在于：所述的塑料浮筒（2）采用高分子PE或工程塑料通过注塑而成。
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