[發明專利]一種琴鍵堰流式分級消能消泡虹吸井和方法

有效

• 申請號: 201610840783.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN106400753B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 郭新蕾;付輝;紀平;郭永鑫;王濤;李甲振;夏慶福;徐海卿;黃偉;馬慧敏
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06
• 代理公司: 北京國林貿知識產權代理有限公司 11001
• 代理人: 李桂玲;李富華

一種琴鍵堰流式分級消能消泡虹吸井和方法，包括：進水口、井體和出水口，所述的井體中部設有溢流堰，將井體分為堰前段和堰后段，所述的進水口和出水口分別與堰前段和堰后段的底部連接，所述的堰前段為漸變擴散式，出水口正前方設置多個均流墩，所述的溢流堰為琴鍵堰，所述的堰后段設置多層水平孔板和豎直孔板。本發明在堰前段采用漸變擴散式的井體，在出水口處還設立多個均流墩，將薄壁堰改為琴鍵堰，在堰后設置多層孔板，通過井體體形上的改進和增加孔板等水工設施，可大大減少了虹吸井排出的水中的氣泡，減少了對周圍環境的影響。使用本發明所述的虹吸井和方法可以在排除氣泡污染的干擾，實現相對清潔排水的前提下，大大減少虹吸井的工程量，降低建造成本，節約人力物力。

技術領域

本發明涉及一種琴鍵堰流式分級消能消泡虹吸井和方法，是一種水工設施和方法，是一種環保設施和方法。

背景技術

采用直流冷卻方式的濱海火電或核電站，一般都設有排水虹吸井，以利用虹吸作用降低水泵揚程，節省能源。虹吸井內設有頂高程超過平均潮位的出流堰，以減輕外海潮位變化對虹吸井上游段的影響。這些堰多采用薄壁堰、實用堰和寬頂堰等堰頂自由溢流排水，造成堰后跌水過程中產生強烈的水氣摻混，從而產生不易破滅的微黃色泡沫，形成泡沫污染區，飛濺的含鹽水霧也會腐蝕排水口附近的金屬結構物，而且許多電站設計時為了降低工程量，設計的虹吸井尺寸往往偏小，導致堰上水流的流態較差，更加劇了泡沫的產生。這些泡沫一旦隨水流進入排水口附近海域，將會形成泡沫污染區，形成視覺污染，影響電站附近的海域環境。傳統標準虹吸井體型為不設置均流墩的直角進水口。這種標準體型對于尺寸較大的虹吸井是合適的，雖然是直角進水口，但是如果虹吸井尺寸較大，水流運動路徑較長，水流可以充分調整流線，使得過堰水體較為平順。現有的虹吸井工程，為節省成本，降低土石方工程量，尺寸往往較小（可節省投資少則數千萬，多則上億），這帶來的問題是：堰前流態很差，存在陣發性的水體壅高，過堰水體紊動強度大，對堰后消泡帶來不利影響。

發明內容

為了克服現有技術的問題，本發明提出了一種琴鍵堰流式分級消能消泡虹吸井和方法。所述的虹吸井和方法，在已有虹吸井的基礎上，通過進行一些體形上的改進和增加一些水工設施，可大大減少了虹吸井排出的水中的氣泡，減少了對周圍環境的影響。

本發明的目的是這樣實現的：一種琴鍵堰流式分級消能消泡虹吸井，包括：進水口、井體和出水口，所述的井體中部設有溢流堰，將井體分為堰前段和堰后段，所述的進水口和出水口分別與堰前段和堰后段的底部連接，所述的堰前段為漸變擴散式，出水口正前方設置多個均流墩，所述的溢流堰為琴鍵堰，所述的堰后段設置多層水平孔板和豎直孔板。

進一步的，多個所述的均流墩為交錯布置的雙層均流墩。

進一步的，所述均流墩的水平截面形狀為矩形。

進一步的，各所述的水平孔板的上游端與溢流堰后壁連接，第一層水平孔板距離堰頂一段距離設置，其他層水平孔板依次向井底延伸平行排列；各所述的豎直孔板沿水流方向平行設置，各豎直孔板的底端與各層水平孔板的下游端保持一定距離設置，使各層水平孔板與各層豎直孔板形成L形。

進一步的，各所述的豎直孔板頂部平齊，豎直孔板頂部的高度高于堰頂高程+過堰水體水深。

進一步的，水平孔板和豎直孔板分別為三層。

進一步的，所述的水平孔板下游端與豎直孔板底端之間的距離為10-20cm。

進一步的，溢流堰上均布多個用于支撐孔板的支墩，所述支墩的高度與豎直孔板平齊。

進一步的，所述的支墩前后均采用圓弧。

一種使用上述虹吸井的琴鍵堰流式分級消能消泡方法，所述方法的步驟如下：

分流的步驟：用于水流從進水涵管流入井體時，在出口處遇到多個分流墩，將水分為多股股水流；