CN114182700B - 取水头部 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种取水头部，其包括上水室、下水室和设于上水室的进水格栅；下水室设于上水室的下方，上水室和下水室之间由隔板间隔，隔板上设有多个配水孔，水流经进水格栅进入上水室，再经配水孔流入下水室。与现有技术相比，本发明取水头部达到了提升取水流量并降低生物卷吸的能力，进而降低其对海生物的影响，做到了工程技术可行，环境友好。

Description

取水头部
技术领域
本发明属于发电厂取水领域，更具体地说，本发明涉及一种取水头部。
背景技术
随着对涉海工程的用海及海洋生态保护的管控日益趋严，取水工程中采用头部取水的方式会成为工程设计的一种必然选择。该取水方式采用侧向进水的取水头部取水，海床上无需修建诸如取水明渠所需的导流堤或防波堤，也就不会像明渠那样因堤坝的存在而影响海域潮流动力、海洋生态、通航条件等，避免因涉海构筑物的修建而占用或影响自然岸线、沙滩、岛礁的自然状态。
但是，现有技术的取水头部，不能很好地兼顾取水、海洋生态保护、便于维护等因素。
例如，图1所示为现有技术中的一种涉及沿海或沿河火力发电厂的一体式取水口结构，其包括一体式成型的取水口头部11和取水箱涵12，取水箱涵12与火电厂取水管路连通，取水口头部11设置在取水箱涵12上，且取水口头部11与取水箱涵12连通，取水口头部11的宽度不大于取水箱涵12的宽度；取水口头部11四周均设置有多个与内腔连通的取水窗13；取水箱涵12设置在海/河床面以下，取水窗13设置在海/河床面以上、水面以下。该结构采用淹没式取水口型式，取水口头部11与单孔或双孔取水箱涵12一体化成型，可以采用整体在岸上预制，一起浮船浮运，整体采用沉管施工方案水下安装施工。减少了后续下沉拼接的工作量，并且采用取水口头部11设置在取水箱涵12上部，减少取水口头部11重量。取水口头部11的数量可以根据取水量的大小设置。但是，这种取水口结构至少存在以下缺陷：
1)迎水面进水导致主动卷吸生物。由于取水窗13为四周进水，对于从河流或海域取水来说，存在迎水面进水的情况，也就存在随潮(流)生物被动卷吸进入取水头部内，不能有效减小生物被卷吸。
2)取水窗不便拆装维护。取水窗13为一体式安装，在长期运行的情况下，取水窗13被水生物或杂物等污堵后，不便对取水窗进行拆装、更换、维护。
3)取水箱涵不便检修。由于取水箱涵12不能实现隔离，一旦取水箱涵12受损或污堵后，不便对取水箱涵12进行检修维护，存在断水的风险。
4)不利于大水量的取水。因为取水口头部11的宽度不大于取水箱涵12的宽度，也就导致单个取水口头部11的取水量受限，不利于大水量取水。
有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的取水头部。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种进水均匀、便于维护的取水头部，以解决现有技术进水不均、生物卷吸、维护不便、难以大水量取水的问题。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种取水头部，其包括上水室、下水室和设于上水室的进水格栅；下水室设于上水室的下方，上水室和下水室之间由隔板间隔，隔板上设有多个配水孔，水流经进水格栅进入上水室，再经配水孔流入下水室。
作为本发明取水头部的一种改进，所述取水头部还包括用于出水的竖井，所述竖井位于下水室底部中间位置且与下水室连通；所述配水孔按照与竖井的距离，由近及远逐步扩大孔口尺寸。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室包括两端和位于两端之间的两侧，两端中的一端朝向水流的方向；进水格栅设于上水室的两侧但不设于上水室的任一端；所述上水室的两侧平行于水流流向，使得进水格栅的进水方向垂直于水流流向。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室的两侧分别设置有格栅导槽，所述进水格栅安装在格栅导槽内。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室的两侧分别间隔固定有多个格栅导槽，进水格栅分段安装在对应的格栅导槽内。
作为本发明取水头部的一种改进，所述取水头部的两端为圆弧形，其中一端朝向水流方向。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室、下水室和竖井采用钢筋混凝土或钢制结构，上水室、下水室为一体化结构，竖井与下水室采用一体化连接或分体式连接。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室的顶板设置有上移动式盖板，竖井入口处设置有下移动式盖板。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室中还设有位于竖井正上方的导引管；导引管的底端与隔板连接，顶端与上水室的顶板连接，其顶端由上移动式盖板盖住或打开。
作为本发明取水头部的一种改进，所述上水室的高度和下水室的高度根据不同水深条件进行调整。
与现有技术相比，本发明取水头部达到了提升取水流量并降低生物卷吸的能力，进而降低其对海生物的影响，做到了工程技术可行，环境友好。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明取水头部及其有益效果进行详细说明。
图1为现有的一体式取水口结构的示意图。
图2为本发明取水头部的俯视示意图。
图3为本发明取水头部的侧视示意图。
图4为沿图2中A-A线的剖视图。
图5为沿图3中B-B线的剖视图。
图6为沿图3中C-C线的剖视图。
图7为本发明取水头部的仰视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图2至图7，本发明取水头部用于在海域或河流取水，其包括上水室30、下水室40和设于上水室30的进水格栅50；下水室40设于上水室30的下方，上水室30和下水室40之间由隔板41间隔，隔板41上设有多个配水孔410，水流经进水格栅50进入上水室30，再经配水孔410流入下水室40。
本发明取水头部还包括用于出水的竖井60。竖井60位于下水室40底部的中间位置，且上端入口与下水室40连通，另一端出口则与取水涵洞(取水暗涵或隧洞)连通。隔板41上的配水孔410按照与竖井60的距离，由近及远逐步扩大孔口尺寸。使用时，水流经过进水格栅50到达上水室30，通过上、下水室之间的配水孔410，流入下水室40，然后进入出水竖井60，再流入取水涵洞。众所周知，随着所需取水流量增大，取水头部尺寸也应随之增大，而增大后的取水头部面临着进水均匀性的问题，如进水不均，则难免在进水流速大的区域形成生物卷吸，不利于生物保护。本发明取水头部设置上水室30、下水室40并在二者之间的隔板41设有配水孔410，配水孔口的尺寸按照距离竖井60的距离，由近及远逐步扩大，如此可以控制取水头部进水的均匀性，避免因流速不均而带来的生物卷吸。
上水室30包括两端31和位于两端31之间的两侧，两端31中的一端朝向水流的方向。为了进一步保证进水的均匀性，进水格栅50设于上水室30的两侧但不设于上水室30的任一端，因为上水室30的两侧平行于水流流向，通过两侧侧向进水，可以使得进水格栅的进水方向垂直于水流(包括潮流)流向，避免海生物随水流被动地进入取水头部内。
为了便于维护，上水室30的两侧分别固定有格栅导槽35，进水格栅50安装在格栅导槽35内。而且，上水室30的每一侧分别间隔固定有多个格栅导槽35，进水格栅50是分段安装在对应的格栅导槽35内的。进水格栅50采用分段设置、导槽式安装，能够提高安装维护时吊装、拆卸的便利性，而且可定期对进水格栅进行污物清除和维护，有必要时也可以进行更换。
另外，本发明取水头部的两端为圆弧形，其中一端朝向水流方向，能够减少水流冲击力和水流流态的剧烈变化。
上水室30、下水室40和竖井60可采用钢筋混凝土或钢制结构，上水室30、下水室40为一体化结构，竖井60与下水室40可采用一体化连接或分体式连接。为便于竖井出口的取水暗涵检修，本发明在取水头部顶部，也就是上水室30的顶板上，设置有上移动式盖板36，在竖井60入口处设置有下移动式盖板62；上移动式盖板36和下移动式盖板62可采用钢筋混凝土或钢制结构。日常取水时，下移动式盖板62移走，上移动式盖板36盖好；在取水暗涵需要检修时，可打开上移动式盖板36，盖好下移动式盖板62，以此来隔离水流，实现取水暗涵的排空和检修，避免暗涵/隧洞损坏或污堵后断水的风险。
上水室30中还设有用于在竖井60检修时引导出水的导引管38。导引管38的底端与隔板41连接，顶端与上水室30的顶板32连接，其顶端由上移动式盖板36盖住或打开。优选地，导引管38位于竖井60正上方，即上水室30的中间位置。
本发明取水头部中，上水室30的高度H1和下水室40的高度H2可根据不同水深条件进行调整，如在水深较浅的水域，上水室30的高度H1和下水室40的高度H2高度可降低，而在水深较深的水域，上水室30的高度H1和下水室40的高度H2高度可增大，从而提高取水头部在不同水深条件下的适应性，使得本发明使用范围广，局限性小。
通过以上描述可知，本发明取水头部解决了进水不均、生物卷吸、维护不便、难以大水量取水的问题，做到了技术可行、环境友好。
与现有技术相比，本发明取水头部至少具有以下优点：
1)通过设置上下水室及配水孔，可有效改善进水的均匀性，避免因流速不均而带来的生物卷吸。
2)通过两侧侧向进水，使进水方向垂直于水流流向，减小生物卷吸。
3)进水格栅分段设置，导槽式安装，便于更换维护。
4)在上水室的顶部、竖井入口处分别设置移动式盖板，为取水暗涵/隧洞检修维护创造条件。
5)上下水室高度可调，提高了取水头部在不同水深条件下的适应性。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种取水头部，其特征在于：包括上水室、下水室和设于上水室的进水格栅；下水室设于上水室的下方，上水室和下水室之间由隔板间隔，隔板上设有多个配水孔，水流经进水格栅进入上水室，再经配水孔流入下水室，所述取水头部还包括用于出水的竖井，所述竖井位于下水室底部中间位置且与下水室连通；所述配水孔按照与竖井的距离，由近及远逐步扩大孔口尺寸。
2.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述上水室包括两端和位于两端之间的两侧，两端中的一端朝向水流的方向；进水格栅设于上水室的两侧但不设于上水室的任一端；所述上水室的两侧平行于水流流向，使得进水格栅的进水方向垂直于水流流向。
3.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述上水室的两侧分别设置有格栅导槽，所述进水格栅安装在格栅导槽内。
4.根据权利要求3所述的取水头部，其特征在于：所述上水室的两侧分别间隔固定有多个格栅导槽，进水格栅分段安装在对应的格栅导槽内。
5.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述取水头部的两端为圆弧形，其中一端朝向水流方向。
6.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述上水室、下水室和竖井采用钢筋混凝土或钢制结构，上水室、下水室为一体化结构，竖井与下水室采用一体化连接或分体式连接。
7.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述上水室的顶板设置有上移动式盖板，竖井入口处设置有下移动式盖板。
8.根据权利要求7所述的取水头部，其特征在于：所述上水室中还设有位于竖井正上方的导引管；导引管的底端与隔板连接，顶端与上水室的顶板连接，其顶端由上移动式盖板盖住或打开。
9.根据权利要求1所述的取水头部，其特征在于：所述上水室的高度和下水室的高度根据不同水深条件进行调整。
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