CN208533619U - 一种火力发电厂一体式排水口结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种火力发电厂一体式排水口结构，包括排水口头部与排水箱涵，所述的排水箱涵与火电厂排水管路连通，排水口头部设置在排水箱涵上，且排水口头部与排水箱涵连通；排水口头部设置有多个与内腔连通的排水窗；所述的排水箱涵设置在海/河床面以下，排水窗设置在海/河床面以上。该结构采用淹没式排水口型式，这样有利于火力发电厂排放的循环水在水下与海水的掺混，扩大掺混的范围，并且可以设置多个排水口，避免电厂排水的集中排放导致局部海域温升过高。

Description

一种火力发电厂一体式排水口结构

技术领域

本实用新型涉及沿海或沿河火力发电厂的排水口领域，特别是涉及有温排放要求及有海洋生物保护区的一种火力发电厂一体式排水口结构。

背景技术

目前，沿海或沿河火力发电厂的排水口型式大多为近岸开敞式排水口排放型式，导致排水口局部区域温升过大及海水含盐浓度增加过大，影响该海域海洋生物的繁殖和生长，若该海域为海洋养殖场区域，也会影响该海域海洋养殖业的生产和经营。沿海火力发电厂循环水排放与海水的掺混，会在电厂排水的集中排放导致局部海域温升过高及含盐浓度增加过大，不满足排水口排水排放的环保要求，并且会造成电厂排水对近岸海滩的冲刷。

实用新型内容

为了增加沿海火力发电厂循环水排放与海水的掺混程度，减少电厂排水的集中排放导致局部海域温升过高及含盐浓度增加过大的问题，满足排水口排水排放的环保要求，并且减少电厂排水对近岸海滩的冲刷影响。本实用新型提供了一种火力发电厂一体式排水口结构，该结构采用淹没式排水口型式，这样有利于火力发电厂排放的循环水在水下与海水的掺混，扩大掺混的范围，并且可以设置多个排水口，避免电厂排水的集中排放导致局部海域温升过高。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：

一种火力发电厂一体式排水口结构，包括排水口头部与排水箱涵，所述的排水箱涵与火电厂排水管路连通，排水口头部设置在排水箱涵上，且排水口头部与排水箱涵连通；排水口头部设置有多个与内腔连通的排水窗；所述的排水箱涵设置在海/河床面以下，排水窗设置在海/河床面以上。

所述的排水箱涵为单排或双排箱涵，双排箱涵设置有一个或两个排水口头部。

每个排水箱涵设置一个或多个排水口头部。

所述的排水口头部与排水箱涵为一体式结构，采用钢筋混凝土结构或玻璃钢结构。

所述的排水口头部设置在平均低潮位以下。

所述的排水口头部侧壁四周均设置有多个排水窗。

所述的排水口头部周围设置水下抛护底块石；排水口头部顶部设置安全警示浮标。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型包括排水口头部与排水箱涵，排水箱涵与火电厂排水管路连通，排水口头部设置在排水箱涵上排水箱涵设置在海/河床面以下，排水窗设置在海/河床面以上。采用沿海火力发电厂的淹没式排水口型式，排水口头部与单孔或双孔排水箱涵一体化的排水口型式，排水口头部与单孔或双孔排水箱涵一体化，这样有利于火力发电厂排放的循环水在水下与海水的掺混，扩大掺混的范围，并且可以设置多个排水口，避免电厂排水的集中排放导致局部海域温升过高。

进一步，将排水口头部与单孔或双孔排水箱涵两者结合在一起，材质可采用钢筋混凝土结构、玻璃钢结构或钢结构。该新型排水口布置灵活，可以在排水箱涵沿线设置多个排水口，可以增加沿海火力发电厂排放的循环水与海水的掺混程度，满足电厂排水口排水的温排放要求，并且可减少电厂排水对近岸海滩的冲刷影响。

进一步，钢筋混凝土排水口头部与单孔或双孔排水箱涵一体化的排水口型式，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。

附图说明

图1为排水口头部与单孔排水箱涵一体化的排水口型式平面图；

图2为排水口头部与单孔排水箱涵一体化的排水口型式结构剖面图；

图3为本排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式平面图；

图4为排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式结构剖面图。

图5为双孔排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式平面图；

图6为双孔排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式结构剖面图。

图7为排水口头部与排水箱涵一体化的排水口型式横断面图。

其中，1为排水口头部，2为排水箱涵，3为排水窗。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-7所示，本实用新型一种火力发电厂一体式排水口结构，包括排水口头部1与单孔或双孔排水箱涵2一体化结构，排水口头部1位于单孔或双孔排水箱涵2的上方，两者结合并连通为一个整体的结构。排水箱涵2与火电厂排水管路连通，排水口头部1与排水箱涵2一体化的排水口型式的采用钢筋混凝土结构或玻璃钢结构。排水口头部1与排水箱涵2连通；排水口头部1设置有多个与内腔连通的排水窗3。

排水箱涵2设置在海/河床面以下，排水窗3设置在海/河床面以上。排水口头部1设置在平均低潮位以下。排水口头部1侧壁四周均设置有多个排水窗3。排水口头部1周围设置水下抛护底块石；排水口头部1顶部设置安全警示浮标。

其中，钢筋混凝土结构的排水口头部1与单孔或双孔排水箱涵2一体化结构，可以整体在岸上预制，一起浮船浮运，整体采用沉管方案施工安装。水下沉管施工安装。为了安全施工，预制钢筋混凝土结构的排水口头部与单孔或双孔排水箱涵一体化的排水口段的长度应满足浮船起吊设备的要求。

根据排水口区域温排放的要求，可以设置多个排水口头部，通过水工模型布置排水口的数量及位置，确定每个排水口的排水量，排水口的布置需要根据水工模型试验结果进行验证。

特别的，为了防止海浪及洋流对排水口头部的冲刷坡坏，排水口头部周围应采排必要的防浪设施，可采用水下抛护底块石防护，排水口的防护需要进行水工模型试验结果验证。应在排水口头部顶部设置安全警示浮标，以防船驳驶入排水口区域，对排水口及排水箱涵造成破坏。

具体的，排水口型式为任意型式的排水口头部与任意型式的单孔或双孔排水箱涵一体化的排水口型式。

如图1和图2所示，排水口头部与单孔排水箱涵一体化的排水口型式；

如图3和图4所示，排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式；

如图5、图6和图7所示，双孔排水口头部与双孔排水箱涵一体化的排水口型式。

以下进行火力发电厂一体式排水口结构各部分力学性能及尺寸的计算研究：

(1)、每个排水口头部的排水量计算：

每个排水口头部的排水量：

q＝Q/N (1.1-1)

式中：

q—为每个排水口头部的排水量。

Q—为工程循环水排放的排水量。

N—为排水口头部的数量。

(2)、排水口头部与排水箱涵一体化的排水口段的尺寸确定：

根据淹没式排水口处排水管中水的推力，确定淹没式排水口的基础尺寸。根据《火力发电厂水工设计规范》(DLT5339-2006)中的规定，排水口稳定安全系数计算时，基本荷载效应组合和偶然荷载效应组合的荷载分项系数、组合值系数均为1.0。稳定安全系数可按表2-1采用。

表2-1稳定安全系数

稳定验算种类	基本荷载效应组合	偶然荷载效应组合
			浮动	1.10	1.05
滑动	1.30	1.10
			倾覆	1.60	1.20
圆弧滑动	1.20	1.10

2.1荷载

2.1.1作用在排水口上的荷载，按其随时间的变异性和出现的可能性，可分为永久作用，可变作用和偶然作用。

1)永久荷载：作用在结构上，其值不随时间变化，或其变化与平均值相比，可以忽略不计者。例如：结构自重、土重、设备重及土压力等。

2)可变荷载：作用在结构上，其值随时间变化，且其变化与平均值相比，不可忽略者，包括：自然荷载，如静水压力、动水压力、渗透压力、泥沙压力、波浪压力等。

3)偶然荷载：在设计作用期内，不一定出现的作用。但它一旦出现，其量值很大，且持续时间较短，如地震力等。

2.1.2排水口的荷载及荷载效应组合可按GB5009及DL5077计算。根据在使用过程中在结构上可能出现的荷载，按承载力极限状态和正常使用极限状态分别进行荷载效应组合。对于基本组合和偶然组合可采用以下规定：

1)基本组合：在正常运行条件下，由长期和经常作用的永久荷载和可变荷载组成。应对可能出现的最不利工况进行计算。

2)偶然组合：由上述基本荷载组合与可能产生的偶然荷载组成；或者上述基本组合中，水位排校核高水位，在运行情况下全部充水；或频率为1％高水位及99％低水位运行情况下；或施工及安装阶段可能出现的不利组合。

2.2稳定验算

2.2.1抗滑稳定应满足：

式中：

KS-抗滑稳定安全系数，可按表2-1排值。

∑P——垂直荷载标准值，N；

∑P_H——后墙水平荷载设计值，按主动上压力计算，N；

∑P′_H——前墙水平荷载设计值，根据实际情况计算，N；

μ——底板与地基土壤之间的摩擦系数，一般由试验确定，当缺乏试验资料时，可参照现行规范采用。

2.2.2抗倾稳定应满足：

式中：

Kq-抗倾稳定安全系数，可按表2-1排值。

M_q——总倾覆力矩设计值，N·m；

M_kq——总抗倾力矩设计值，N·m。

2.2.3抗浮稳定应满足：

式中：

Kf-抗浮稳定安全系数，可按表2-1排值。

G-抗浮力设计值，不包括设备重、使用及安装荷载，N；

F-浮力设计值，按运行或施工时可能出现的高水位考虑，对岩石地基，N；

F＝ηγ_wV₀ (2.2.3-2)

式中：

γ_w——水的重度，N/m³；

V₀——建筑物淹没在水位以下部分的体积，m³；

η——浮力作用面积系数，可根据岩石的构造情况、建筑物底板与基岩接合面的施工条件确定，亦可参考相似工程的已有经验确定，一般取：η＝0.7～1.0。

(3)、排水口头部与排水箱涵一体化的排水口型式护底块石的稳定重量计算：

3.1排水口头部与排水箱涵一体化的排水口处波浪底流速可按下式计算：

式中V——斜坡堤前波浪底流速(m/s)。

H——设计波高(m)；

L——计算波长(m)；

g——重力加速度，取9.81m/s²；

d——堤前水深(m)。

3.2基础护底块石的稳定重量的确定：

基础护底块石的稳定重量，可根据波浪底流速按表3.2-1确定。

表3.2-1护底块石的稳定重量

波浪底流速V(m/s)	护底块石稳定重量W(kg)	备注
			2.0	60
3.0	150
			4.0	400
5.0	800

3.3护面块体设计计算

(1)几种常用的人工块

除有条件的地方采用巨石作护面以外，目前国内外应用最多的还是人工块体。

人工块体的特点是彼此间有一定的嵌固作用而使护面层具有良好的整体性。选择人工块体的原则为：消浪效果好、稳定性高、施工方便、造价便宜。相比之下，工字型块体消浪能力最强，随机安放两层块体空隙率大，波浪爬高最小，但其构件较单薄。四脚空心方块在我国多铺砌一层，混凝土用量较省，但它对垫层块石理坡精度要求较高，适用于水深不太大和波高小于4m的地区。四脚锥体和钩连块体其外型均较粗壮，但钩连块体可安放一层，混凝土用量也大大节省。

(2)人工块体重量计算

采用预制混凝土异型块体或经过分选的块石作为斜坡式堤的护面时，应按下列公式计算单个块体的稳定重量和护面层厚度，异型块体个数和混凝土量：

当坡向线与斜坡堤纵轴线法线的夹角小于22.5°且堤前波浪不破碎，斜坡堤堤身在计算水位上、下1.0倍设计波高之间的护面块体，迎水面单个块体的稳定重量可按式(3.3-1)计算。对于设计波浪平均周期大于10s或设计波高与设计波长之比小于1/30的坦波，块体重量应进行模型试验验证。

式中：W—单个块体的稳定重量(t)；

γb—块体材料的重度(kN/m3)；

H—设计波高(m)；

KD—块体稳定系数，可按表3.3-1确定；

m—斜坡坡度系数；

γ—水的重度(kN/m3)。

表3.3-1块体稳定系数KD

对于其它部位的护面块体稳定重量，可按以下经验方法确定：

1)堤顶块体一般可取与外坡块体相同的稳定重量。但如果堤顶标高较低，在设计高水位以上不足0.2倍设计波高时，其堤顶块体需加大至外坡块体稳定重量的1.5倍。

2)对一般允许少量越浪的斜坡堤的内坡护面(从堤顶内边至背坡设计低水位附近)也可取与外坡相同的稳定重量。

3)对于水下部位的外坡护面块体，当和水上部位坡度一致，块体型式也相同时，其设计低水位以下1.0～1.5倍设计波高值之间的块体重量，可取上式计算所得稳定重量的1/5～1/10。再往下一直到堤底则可取按上式计算的重量的1/10～1/15。

4)对于堤顶不允许越浪的内坡护面，原则上应按堤内侧的波浪要素进行计算。一般至少取与外护面垫层块石重量相同。

5)当堤顶允许越浪时，其设计低水位以下部位的内坡护面块石稳定重量，也可采用与外坡护面垫层块石相同重量，但不应小于150～200kg.

6)水下支承棱体的块石重量，当棱体的标高在设计低水位以下1.0倍波高附近时，其块石重量可取计算所得稳定重量的1/5～1/10。

7)堤头部分的块石重量，可按上式计算结果增加20％～30％。

8)位于波浪破碎区的堤身和堤头部分块石重量，均应按上式计算结果再增加10％～25％。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，包括排水口头部(1)与排水箱涵(2)，所述的排水箱涵(2)与火电厂排水管路连通，排水口头部(1)设置在排水箱涵(2)上，且排水口头部(1)与排水箱涵(2)连通；排水口头部(1)侧壁四周均设置有多个与内腔连通的排水窗(3)；所述的排水箱涵(2)设置在海/河床面以下，排水窗(3)设置在海/河床面以上。

2.根据权利要求1所述的一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，所述的排水箱涵(2)为单排或双排箱涵，双排箱涵设置有一个或两个排水口头部(1)。

3.根据权利要求1所述的一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，每个排水箱涵(2)设置一个或多个排水口头部(1)。

4.根据权利要求1所述的一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，所述的排水口头部(1)与排水箱涵(2)为一体式结构，采用钢筋混凝土结构或玻璃钢结构。

5.根据权利要求1所述的一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，所述的排水口头部(1)设置在平均低潮位以下。

6.根据权利要求1所述的一种火力发电厂一体式排水口结构，其特征在于，所述的排水口头部(1)周围设置水下抛护底块石；排水口头部(1)顶部设置安全警示浮标。