CN204626611U - 级联式浓海水底层排放管结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了级联式浓海水底层排放管结构，包括放流直干管和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管，其中：扩散支管末端连接有能将扩散支管端部外侧的水吸入并混合后再次排出的级联混合管。通过按需增设的级联混合管可以将现有技术忽略的底层海水参与到冲淡混合中，将冲淡混合分解为两个步骤，即第一步现由扩散支管外侧吸入的海水与扩散支管内的浓海水进行第一次混合，而后在扩散管末端喷出是再次与自然海水混合冲淡。因而本实用新型有能利用底层海水稀释、阻力损失低、稀释效果好、设备损耗小、具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、扩容应急能力强的优点。

Description

级联式浓海水底层排放管结构

技术领域

本实用新型涉及一种排海扩散装置，尤其涉及级联式浓海水底层排放管结构。

背景技术

目前，我国已建成具有自主知识产权的千吨级和万吨级示范工程。天津、浙江、河北、青岛、大连等多个万吨级和10万吨级海水利用工程相继投产运营。而我国的海水淡化事业目前正处在蓬勃发展的初级阶段，占我国淡水使用量的比例很小，但发展的力度大、前景好。预计到2015年，我国海水淡化能力总体上将达到220万至260万立方米/日，对沿海缺水地区新增淡水供水量的贡献率达到15%以上。

随着大规模海水淡化工程的实施，其副产的大量高盐度浓海水的排放问题引起了人们的关注。现行海水淡化方法水回收率较低，热法海水淡化装置的水回收率为15%-50%，膜法海水淡化装置的水回收率仅为30%-40%，其余大部分海水经淡化后浓盐水被直接排回大海。虽未见中小规模海水淡化工程对环境有明显影响的报导，但在大型工程中，特别在封闭海域，高盐度浓海水对生态环境的影响是显而易见的。排放浓盐水的组成、浓度、热量、腐蚀产物与清洗排放水等严重影响了海洋环境，对海洋水质、生态环境和海洋生物产生不利影响。

为解决上述问题，中国实用新型专利《一种海滩排水口结构》，公告号202380564U，公开海滩排海口装置及其结构。虽然所属装置结构简单、安装方便，但其对于卵石粒密度的控制及排海能耗仍有待提高。同时，公知技术对于工程预留度的考虑不足，难以满足后期工程发展的排海要求。通常采用新设备更换旧设备的方法来弥补，如此显著增加了装置的运行成本及设备更新费用。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术提供一种能利用底层海水稀释、阻力损失低、稀释效果好、设备损耗小、具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、扩容应急能力强的级联式浓海水底层排放管结构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：级联式浓海水底层排放管结构，包括放流直干管和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管，其中：扩散支管末端连接有能将扩散支管端部外侧的水吸入并混合后再次排出的级联混合管。通过按需增设的级联混合管可以将现有技术忽略的底层海水参与到冲淡混合中，将冲淡混合分解为两个步骤，即第一步现由扩散支管外侧吸入的海水与扩散支管内的浓海水进行第一次混合，而后在扩散管末端喷出是再次与自然海水混合冲淡，因而通过延长扩散支管的长度可以使利用自然海水的区域更加分散，对环境压力减小许多。从而达到增加设计排放量、降低增产成本，由于级联混合管是可以拆卸的，从而具有应急功能。

为优化上述技术方案，采取的措施还包括：级联混合管包括能与扩散支管相连的喷射管；级联混合管还具有一个与喷射管间隙相连接的中空的扩散管，并且喷射管经架空连接固定扩散管。扩散支管的喷射管与级联混合管采用法兰连接。可采用工程塑料法兰，衬氟法兰，镀锌法兰等，其中考虑成本优选镀锌法兰。扩散管内侧中部具有收窄的腰线收窄结构；喷射管的喷射口的内沿口直径与腰线收窄到该喷射口的距离的比值为1：1.7至1：2.5。在此区间内的咸淡水混合效果较好，技能达到设计要求，同时施工难度也相对适中，部件的工艺要求也较容易满足。架空连接采用经连接杆连接的第一抱箍和第二抱箍连接喷射管和扩散管。连接杆沿着圆周均匀分布，因而减少海水吸入的阻力，最大程度保证海水的混合冲淡效果。扩散管末端连接有鸭嘴阀；所述鸭嘴阀采用氯丁橡胶或海普隆或丁腈橡胶或乙丙橡胶。选材要具有耐腐蚀性能，优选氯丁橡胶鸭嘴阀。扩散支管的管径自放流直干管基部至放流直干管末端依次增大；放流直干管末端封闭，并且还连接有新砍松木块；新砍松木块的直径大于或等于放流直干管的直径。依次增大的扩散支管管径和上鸭嘴阀下侧无鸭嘴阀的结构能使整列支管排放流量较为平衡，通过防止个别支管排出流量过大而造成局部浓度过大而影响环境。为了便于放流直干管的延伸，在放流直干管末端加装一节直径稍大于放流直干管直径的柱状物，此柱状物需拥有耐腐蚀，且密度不能过大的特性，可选择新砍松木、镂空铅柱、HDPE复合管等，其中优选HDPE复合管、新砍松木。若后期工程要求进一步扩大浓海水的排放量，可将放流直干管末端的法兰封头打开，预留略大管径的施工空间十分便于实施相应的延伸，具备浮力也便于将原浮力配合延伸装置移开。在便于延伸的同时，具有一定的浮力，可以对整个装置提供相应的适配浮力。具有很好的预留度和快速施工的优势，能满足应急处理的需求。放流直干管需具备防腐性和承压性；放流直干管上设有倒U型固定栓。可选择使用HDPE复合管、三层结构PE管、内外衬塑不锈管钢、单层熔结环氧粉末涂层管等，优选HDPE复合管以及PE管。倒U型固定栓的两个端部固定在海滩底部。扩散支管位于放流直干管上方，并且扩散支管呈间隙式直线排布。所述扩散支管的间距相等，但扩散支管的直径向着放流直干管末端方向扩大。所述扩散支管与放流干管直之间以及扩散支管与鸭嘴阀之间均使用法兰连接。放流直干管和浮力配合延伸装置外侧还设有固定附件；固定附件包括包覆在放流直干管下方和两侧的细装填物和覆盖在放流直干管上方的覆盖层；细装填物下侧为抛石层；覆盖层含有混凝土或淤泥或其组合；覆盖层上方顶部附近设有抛石或重块。由于放流直干管需埋入细装填物层中，且抛石层抵住末端防止放流直干管下滑。若将来有需要对放流直干管延伸，需对细装填物层以及抛石层重新开挖，因此会增加此操作的成本。放流直干管顶部用混凝土处理后一次成型，较为牢固，结合底部的浮力配合延伸装置可有效防止现有技术中管道下滑的问题。采用淤泥可以降低成本，并且施工方便，实际使用效果也可以达到工程要求，可作为优选折中方案。

由于本实用新型采用了扩散支管末端连接有能将扩散支管端部外侧的水吸入并混合后再次排出的级联混合管。通过按需增设的级联混合管可以将现有技术忽略的底层海水参与到冲淡混合中，将冲淡混合分解为两个步骤，即第一步现由扩散支管外侧吸入的海水与扩散支管内的浓海水进行第一次混合，而后在扩散管末端喷出是再次与自然海水混合冲淡，因而通过延长扩散支管的长度可以使利用自然海水的区域更加分散，对环境压力减小许多。从而达到增加设计排放量、降低增产成本，由于级联混合管是可以拆卸的，从而具有应急功能。因而本实用新型具有能利用底层海水稀释、阻力损失低、稀释效果好、设备损耗小、具有较好的工程预留度的同时防止滑坡、扩容应急能力强的优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例结构示意图；

图2为本实用新型实施例级联混合管结构示意图。

具体实施方式

以下结合附实施例对本实用新型作进一步详细描述。

附图标号说明：放流直干管1、鸭嘴阀2、扩散支管3、倒U型固定栓4、法兰封头5、新砍松木块6、细装填物7、抛石8、级联混合管9、喷射管91、喷射口91a、扩散管92、混合口92a、腰线收窄92b、第一抱箍93、第二抱箍94、连接杆95。

实施例：参照图1至图2，级联式浓海水底层排放管结构，包括放流直干管1和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管3，其中：扩散支管3末端连接有能将扩散支管3端部外侧的水吸入并混合后再次排出的级联混合管9。通过按需增设的级联混合管9可以将现有技术忽略的底层海水参与到冲淡混合中，将冲淡混合分解为两个步骤，即第一步现由扩散支管3外侧吸入的海水与扩散支管3内的浓海水进行第一次混合，而后在扩散管92末端喷出是再次与自然海水混合冲淡，因而通过延长扩散支管3的长度可以使利用自然海水的区域更加分散，对环境压力减小许多。从而达到增加设计排放量、降低增产成本，由于级联混合管9是可以拆卸的，从而具有应急功能。级联混合管9包括能与扩散支管3相连的喷射管91；级联混合管9还具有一个与喷射管91间隙相连接的中空的扩散管92，并且喷射管91经架空连接固定扩散管92。扩散支管3的喷射管91与级联混合管9采用法兰连接。可采用工程塑料法兰，衬氟法兰，镀锌法兰等，其中考虑成本优选镀锌法兰。扩散管92内侧中部具有收窄的腰线收窄92b结构；喷射管91的喷射口91a的内沿口直径与腰线收窄92b到该喷射口91a的距离的比值为1：1.7至1：2.5。在此区间内的咸淡水混合效果较好，技能达到设计要求，同时施工难度也相对适中，部件的工艺要求也较容易满足。架空连接采用经连接杆95连接的第一抱箍93和第二抱箍94连接喷射管91和扩散管92。连接杆95沿着圆周均匀分布，因而减少海水吸入的阻力，最大程度保证海水的混合冲淡效果。扩散管92末端连接有鸭嘴阀2；所述鸭嘴阀2采用氯丁橡胶或海普隆或丁腈橡胶或乙丙橡胶。选材要具有耐腐蚀性能，优选氯丁橡胶鸭嘴阀。扩散支管3的管径自放流直干管1基部至放流直干管1末端依次增大；放流直干管1末端封闭，并且还连接有新砍松木块6；新砍松木块6的直径大于或等于放流直干管1的直径。依次增大的扩散支管3管径和上鸭嘴阀2下侧无鸭嘴阀2的结构能使整列支管排放流量较为平衡，通过防止个别支管排出流量过大而造成局部浓度过大而影响环境。为了便于放流直干管的延伸，在放流直干管末端加装一节直径稍大于放流直干管直径的柱状物，此柱状物需拥有耐腐蚀，且密度不能过大的特性，可选择新砍松木、镂空铅柱、HDPE复合管等，其中优选HDPE复合管、新砍松木。若后期工程要求进一步扩大浓海水的排放量，可将放流直干管1末端的法兰封头5打开，预留略大管径的施工空间十分便于实施相应的延伸，具备浮力也便于将原浮力配合延伸装置移开。在便于延伸的同时，具有一定的浮力，可以对整个装置提供相应的适配浮力。具有很好的预留度和快速施工的优势，能满足应急处理的需求。放流直干管1需具备防腐性和承压性；放流直干管1上设有倒U型固定栓4。可选择使用HDPE复合管、三层结构PE管、内外衬塑不锈管钢、单层熔结环氧粉末涂层管等，优选HDPE复合管以及PE管。倒U型固定栓4的两个端部固定在海滩底部。扩散支管3位于放流直干管1上方，并且扩散支管3呈间隙式直线排布。所述扩散支管的间距相等，但扩散支管的直径向着放流直干管末端方向扩大。所述扩散支管与放流干管直之间以及扩散支管与鸭嘴阀之间均使用法兰连接。放流直干管1和浮力配合延伸装置外侧还设有固定附件；固定附件包括包覆在放流直干管1下方和两侧的细装填物7和覆盖在放流直干管1上方的覆盖层；细装填物7下侧为抛石8层；覆盖层含有混凝土或淤泥或其组合；覆盖层上方顶部附近设有抛石或重块。由于放流直干管1需埋入细装填物7层中，且抛石层8抵住末端防止放流直干管1下滑。若将来有需要对放流直干管1延伸，需对细装填物7层以及抛石8层重新开挖，因此会增加此操作的成本。放流直干管1顶部用混凝土处理后一次成型，较为牢固，结合底部的浮力配合延伸装置可有效防止现有技术中管道下滑的问题。采用淤泥可以降低成本，并且施工方便，实际使用效果也可以达到工程要求，可作为优选折中方案。

本实施例设计将应用于东南沿海某海岛海水淡化厂的浓海水排海，该海水淡化厂的三期最终规模将达到日产10万吨淡化水。第一期规模预期为日2万吨淡化水，第二期规模预期为日产6万吨淡化水。其中，三期工程的建设依照当地需求与企业发展要求。故设计浓海水排放管装置时，流量上限按照日排放6万吨浓海水计，并按照日排放10万吨浓海水进行预留，并在日产量继续增大的情况下增设级联混合管9，根据厂方外排情况临时按需增减鸭嘴阀，以进一步改善扩散效果。

1.   装置尺寸设计

浓海水排海扩散的主要考察参数为设计初始稀释度Sc，该参数与所在海域的水流、潮汐等因素相关。根据当地水文条件、《污水排海管道工程技术规范》（GB19570-2000）以及工业污水排放相关标准，设计初始释度Sc大于70即可。在设计初始释度为75-80的情况下，根据流体动力学以及厂区浓海水排放最大流量要求，确定放流直干管的直径范围可为DN500-DN900，本实施例选用DN600的HDPE复合管作为放流直干管。

本实施例的设计流量虽按照二期工程的日产6万吨淡水计，但考虑到工期较长，在一期工程投产之后，先开设五个扩散器中前三个，并将末端的两个扩散器用法兰封死。扩散支管的直径范围在DN250-DN450，本实施例前三个扩散支管直径选用DN300，末端两个扩散支管选用DN400，同时选择使用氯丁橡胶鸭嘴阀。根据产量的增加逐渐增设鸭嘴阀，而后再增设级联混合管（9），进一步在增加放流直干管（1）的长度和相应支管及附属部件的数量。

2.   装置施工

1)   预开沟施工

本实施例采用普通浅水驳船改装成的浅水挖泥船，即在平底驳船的两侧假装定位桩系统，由文缆牵引前进，在甲板上固定普通路用液压反向铲车，用来挖沟。开沟完成后立即在潜水员的配合下，在沟底铺上400-600mm厚的抛石，并在其上铺设150-250mm厚的细装填物层。

2)   铺管施工

在细装填物层上铺设放流直干管，在放流直干管的末端铺设长10-20米DN600-DN700的HDPE复合管。最后用长10-15米的门字型40#槽钢做固定桩对放流直干管及HDPE复合管进行固定，两固定桩之间的间距为4-8米。

3)   回填施工

回填方式包括自然回填和人工回填两种方式。自然回填指管道铺设后由自然淤泥回填，人工回填指管道铺设完毕后由人工与机械结合的方式回填。本例采用自然回填和人工回填的方式，既满足了工程的需要，同时又降低了成本。

尽管已结合优选的实施例描述了本实用新型，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，能够对在这里列出的主题实施各种改变、同等物的置换和修改，因此本实用新型的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (1)

1.级联式浓海水底层排放管结构，包括放流直干管（1）和连接在所述的放流直干管侧面的扩散支管（3），其特征是：所述的扩散支管（3）末端连接有能将所述的扩散支管（3）端部外侧的水吸入并混合后再次排出的级联混合管（9）；所述的级联混合管（9）包括能与所述的扩散支管（3）相连的喷射管（91）；所述的级联混合管（9）还具有一个与所述的喷射管（91）间隙相连接的中空的扩散管（92），并且喷射管（91）经架空连接固定扩散管（92）；所述的扩散管（92）内侧中部具有收窄的腰线收窄（92b）结构；所述的喷射管（91）的喷射口（91a）的内沿口直径与所述的腰线收窄（92b）到该喷射口（91a）的距离的比值为1：1.7至1：2.5；所述的扩散支管（3）的管径自所述的放流直干管（1）基部至放流直干管（1）末端依次增大；所述的放流直干管（1）末端封闭，并且还连接有新砍松木块（6）；所述的新砍松木块（6）的直径大于或等于所述的放流直干管（1）的直径。