[發明專利]一種火核電廠排水口消能工

在審

• 申請號: 202111489515.9
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN113981916A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 阮仕平;徐世凱;李云;丁文浩;徐業青;趙金簫;王勇;董波;陳天宇;殷鵬;張琦;馬新紅;高德申;張睿;張興玨;王文康
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: E02B8/06
• 分類號: E02B8/06;E01F5/00;E02B5/00;E02B5/08
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 趙艷

本發明公開了一種火核電廠排水口消能工，用于明渠排水或側向排水的箱涵出口消能，由消力池和消能導流坎組成，消能工沿水流方向左右對稱，消能導流坎位于消力池出口，垂直于明渠或排水箱涵出口的水流方向，消力池側墻頂高程低于消能導流坎頂高程。明渠或排水箱涵出水經消能工充分消能后，在消能工的消能和導流作用下，流速顯著降低，可減小排水水域中水流的橫向流速，有助于船舶的通航安全。

技術領域

本發明屬于能源工程領域，尤其涉及一種適用于距離航道、碼頭較近水域的火核電廠排水口消能工。

背景技術

火核電廠需要從江、河、湖、海等天然水體中吸取大量的水源為機組提供冷卻，冷卻工藝設備吸取廢熱使水溫升高，再排入江、河、湖、海，這種冷卻方式稱為直流冷卻。對1000MW火電汽輪機組而言，循環冷卻水量約35～45m³/s，而核電機組循環水量是火電機組的1.2～1.5倍。如此大流量的冷卻水排至天然水體，必須采取合適的消能措施，以減輕對受納水域的沖刷強度。此外，對于有航運要求的區域，按照我國相關規范要求，水流橫向流速應小于0.3 m/s，以免影響航運安全。目前，沿江濱海岸線利用率很高，大部分新建電廠已無充足岸線進行排水口布置，且工程水域都有通航或靠泊需要，對排水口消能提出了更高的要求。

目前常用的排水口體型主要包括頂升式蘑菇頭排水口、側向排水箱涵、明渠排水等。對于側向排水箱涵或者明渠排水方式，通常需要在排水口處設置消力池型式的消能工，以降低水流流速，減小排水口水域河床/海床的沖刷和對附近通航的影響，由于排水流量大，往往需要較大的消力池體積，水下施工工程量大，工程造價高。此外，目前所使用的消力池通常為兩側高，尾部低，水流經過消能工消能后主流方向與原排水方向相同，如果在排水口垂向近距離范圍內有航道，主流會垂直航道方向直沖航道，造成橫向流速偏大，影響通航安全。

發明內容

本發明的目的在于提供一種火核電廠排水口消能工，旨在解決上述背景技術中現有排水口體型所存在的各種不足之處。

本發明是這樣實現的，一種火核電廠排水口消能工，所述消能工適于明渠排水或排水箱涵側向排水方式；所述消能工包括消力池和阻擋在該消力池下游出口的消能導流坎。

優選地，所述消能導流坎的頂高程高于消力池側墻0.3m以上，且所述消能導流坎長度大于所述消力池尾部寬度2m以上。

優選地，所述消力池兩側墻中心對稱設置，側墻單側擴散角為8~10°。

優選地，所述消能導流坎主體為混凝土材質時，該消能導流坎在靠近消力池方向側的坡度不小于1:0.5。

優選地，所述消能導流坎主體為拋石材質時，該消能導流坎在靠近消力池方向側的坡度應不大于1:1.5。

優選地，所述消力池側墻在遠離其池內方向側的坡度不大于1:10；所述消能導流坎在遠離消力池方向側的坡度不大于1:10。

相比于現有技術的缺點和不足，本發明具有以下有益效果:

（1）本發明提出的消能工，在低水位時候（水位低于消能導流坎頂高程），水流在消力池尾部分兩股向左右分流擴散，主流平行于航道，對航道的橫向流速影響甚微；在高水位時（水位高于消能導流坎頂高程），水流在消力池尾部分三股流出，垂直出流方向左右兩股，沿出流方向一股。消能工的消能和導流作用，使得排水至航道處的流量遠小于總排水流量，且流速可以輕易控制在安全的橫向流速以下，確保通航安全。

（2）本發明提出的消能工，可以減小消力池體型，縮減工程造價，適用于布置空間小，排水口距離航道/碼頭較近的水域。通常水流在流出排水管后自然擴散角在8~10°左右，消能作用主要來源于水流的強紊動剪切層區和旋滾區，其它區域消能所占的比例有限。本發明將側墻單側擴散角限制在8~10°范圍內，只保留了主要消能區，有效縮小了消力池體積。在降低工程造價的同時，使得排水工程可以布置在狹小空間內，滿足消能和通航需要，使得涉水工程密集區的項目規劃與建設變得可行。

附圖說明