[實用新型]一種取水端穩定結構及包含該結構的海水管路系統

有效

• 申請號: 201922024440.1
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN211475060U
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 劉潤;李青欣;李成鳳
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F16L1/12
• 分類號: F16L1/12;F16L1/20;F03G7/05
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 王秀奎

本實用新型公開了一種取水端穩定結構及包含該結構的海水管路系統，重力塊將取水立管提升離開海床至取水深度處，避免取水口接觸海床從海床表面取水，吸入較多的泥沙，增加取水端過濾器的過濾量；通過負向位移限制器與正向位移限制墊聯合限制管道的軸向位移，將管道與重力塊結合在一起避免取水管在海流、波浪作用下與重力塊脫離。在重力塊自身重力作用下限制管道取水端的大幅擺動，控制管道取水口處的在位穩定性，并減小海流、波浪對立管取水端的沖刷作用；通過被埋設的直線管段增加了取水管整體的穩定性，保護被埋設段管線不受海流、波浪的沖刷作用，兼具將與直線管段相連兩側管段分隔開，削弱震動荷載的相互傳遞，提升深層海水取水管道穩固性。

技術領域

本實用新型屬于海洋工程技術領域，具體涉及一種取水端穩定結構及包含該結構的海水管路系統。

背景技術

法國的J.D’Arsonval于1881年首次提出海洋溫度差發電的構想。即利用海水表層和深層之間的溫度差發電。但是在之后的很長一段時間內，由于海洋溫差發電的功率相當小，發展一度陷入停滯。近年來，隨著全球原油價格的猛漲，環境污染的日益加重，開發一種清潔、可再生的能源迫在眉睫，因此海洋溫差能發電再次成為科學界關注的熱點。

在利用海洋溫差能發電的過程中，一般溫海水與冷海水的溫差在20℃以上，即可產生靜電力。在亞熱帶和熱帶大部分地區，海洋表層的溫度一般為27～29℃，隨深度增加海水溫度不斷下降，800m以下水溫變化幅度很小，基本維持在4～6℃，為達到溫度差冷海水一般要從海平面以下600～1000m的深度抽取。因此，海洋溫差能發電的一大成本是深層取水設備。在抽取冷水的立管遠離海岸，管道中間段無固定支撐的情況下，管道的自由度很大，且受到海流、波浪、內流的沖刷作用，易產生渦激振動現象，造成管道疲勞破壞，影響整個系統正常運作。

為此，工程中在管道取水口處設置重力錨來控制管道大幅度擺動、降低管端自由度，并設置浮力塊將管道抬離海床提升至取水深度處。重力錨加浮力塊的在位穩定性控制措施雖然在一定程度上限制了管道的大幅度擺動，但并不能完全約束冷水管取水口，在海洋內多種荷載的作用下，管道仍然具有較大自由度，其在位穩固性未得到大幅度提升。

因此，針對海洋溫差能發電立管取水端自由度過大的問題及克服現有防護措施的不足，本實用新型提出一種海洋溫差能冷水管的U型鋪設形式與多功能重力塊共同作用的海洋溫差能發電立管取水端在位穩定控制結構。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種取水端穩定結構及包含該結構的海水管路系統。該穩定結構可將取水管取水端提升離開海床至取水深度處；同時控制管道取水端的在位穩定性，避免取水端大幅擺動的出現；并通過埋設直線管段提升取水管在海洋中的整體穩定性，兼具保護被埋設部分管線不受海流、波浪的沖刷作用；具有顯著提升取水管穩定性、結構簡單的特點。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種取水端穩定結構，包括重力塊、正向位移限制墊和負向位移限制器；

所述重力塊上形成有一貫穿的階梯狀卡槽，所述階梯狀卡槽包含若干數量沿徑向銜接的長度相同的槽體，所述槽體的內徑由取水口端向另一端均勻遞增，取水管從所述階梯狀卡槽中穿過，所述階梯狀卡槽的內徑(內徑最小處)大于取水管的外徑，以使取水管與階梯狀卡槽之間形成環形間隙；

在所述取水管上設置有正向位移限制墊和負向位移限制器：

所述正向位移限制墊通過連接環套設于取水管管壁上，在取水管安裝進重力塊階梯狀卡槽內時，該正向位移限制墊位于重力塊上與取水口相對的一側，在正向位移限制墊上與所述環形間隙位置相對的位置上設置有通水孔；