一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法与流程

本发明涉及海洋工程，尤其涉及一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法。

背景技术：

1、近年来，随着国内多个滨海核电厂投入运行，在运核电机组相继出现了水草、垃圾、海生物等污染物堵塞拦污网的事件，取水堵塞导致机组安全稳定运行的外部事件时有发生，导致核电机组非计划停机、停堆等严重后果，冷源安全逐渐成为了备受关注的问题。另一方面，国家对海洋生态环境保护越来越重视，持续推进海洋生态系统的健康发展，因此对核电取水的环境友好性提出了更高的要求。因此，一些核电厂采用暗取取水方式。

2、然而目前针对暗涵取水海生物堵塞特性还不明确，工程中还没有有效缓解冷源水堵塞的处理装置及方法。

3、因此需要一种可以解决上述问题的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法，本发明在取水头内设置有铰刀，可以通过旋转铰刀将可能造成堵塞风险的海生物切割成零散块体，使其不在明渠拦污网前聚集，解决了目前现有技术中涵道海生物堵塞的问题，保证冷源水安全。

2、本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置，包括：取水头、暗涵取水隧洞、取水明渠与取水前池，所述暗涵取水隧洞的一端与取水头之间相互连接，所述暗涵取水隧洞的另一端与取水明渠之间相互连通，所述取水前池与取水明渠之间相互连通，在取水前池内安装有多条冷源取水管道；

3、所述取水头与暗涵取水隧洞均设置在外海隧洞内，在取水头的底部安装有取水头底座，在所述取水头的内部设置有前端拦污机构；

4、所述前端拦污机构包括铰刀与传动机构，所述传动机构包括传动轴a、传动轴b、传动轴c与驱动电机，所述传动轴a、传动轴b与传动轴c之间为同轴连接，所述驱动电机的输出端与传动轴c之间相互驱动连接；

5、所述铰刀包括一级叶片、二级叶片与三级叶片，所述一级叶片固定连接在传动轴a上，所述二级叶片固定连接在传动轴b上，所述三级叶片固定连接在传动轴c上；

6、所述取水明渠与取水前池均设置在明渠水道的内部，所述取水明渠与所述取水前池之间为一体连接结构，在所述取水明渠与所述取水前池之间安装有后端拦污机构；

7、所述后端拦污机构包括升降墩台和拦污网，所述拦污网设置有两条，两条拦污网之间相互平行设置，所述升降墩台设置在两条拦污网之间，升降墩台与拦污网之间相互挂接；

8、所述升降墩台包括一级升降螺纹、二级升降螺纹、连接管、固定墩台、一级升降挂环与二级升降挂环，所述固定墩台设置在升降墩台的底部，固定墩台与升降墩台之间为螺纹连接，在所述连接管的外侧连接有多个拦污网挂点，连接管通过多个拦污网挂点与所述拦污网之间相互挂接；

9、所述一级升降螺纹、二级升降螺纹均转动连接在升降墩台上，一级升降螺纹与一级升降挂环之间为螺纹连接，所述二级升降螺纹与二级升降挂环之间为螺纹连接；

10、所述取水头底座上固定连接有声呐干扰器、声呐探测器与多普勒流速传感器；

11、所述取水前池的内部安装有取水前池水位计，在所述外海隧洞内安装有外海水位计。

12、进一步的，所述一级叶片、二级叶片与三级叶片均为网状结构，用于切割堵塞物、增大取水流速以及阻拦污染物，在所述一级叶片上开设有多个孔径为5cm的通孔，在二级叶片上开设有多个孔径为1cm的通孔，在三级铰刀上开设有多个孔径为5mm的通孔。

13、一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，包括以下步骤：

14、步骤s1:通过取水头吸取外海隧洞中的海水，海水通过暗涵隧洞引入至取水明渠中；

15、步骤s2:在取水头的取水过程中，当海水中的海生物堵塞取水头时，外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间存在水位差，当水位差大于0.3m时，通过驱动电机启动铰刀，通过铰刀将海水中的海生物进行切割。

16、进一步的，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差小于0.1m时，通过取水头正常取水，当外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差在大于0.1m且小于0.3m时，判断取水头存在轻微堵塞，通过驱动电机带动传动轴c进行转动，使三级叶片在1000rpm的转速下进行转动。

17、进一步的，在取水头的取水过程中，通过声呐探测器对靠近的海生物进行识别，当靠近的海生物体积大于5cm时，通过驱动电机带动传动轴a、传动轴b与传动轴c进行转动，使一级叶片、二级叶片与三级叶片在1000rpm的转速下同时进行转动，同时通过声呐干扰器发出低频声呐干扰驱离海生物，当海生物体积小于5cm时，通过驱动电机带动b与传动轴c进行转动，使二级叶片与三级叶片在1000rpm的转速下进行转动。

18、进一步的，当声呐探测器探测海生物的体积大于5mm且小于1cm时，通过驱动电机带动传动轴c进行转动，使三级叶片在1000rpm的转速下进行转动。

19、进一步的，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差大于0.3m且小于0.5m时，通过驱动电机带动b与传动轴c进行转动，使二级叶片与三级叶片在1000rpm的转速下进行转动。

20、进一步的，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差大于0.5m时，通过驱动电机带动传动轴a、传动轴b与传动轴c进行转动，使一级叶片、二级叶片与三级叶片在1000rpm的转速下同时进行转动。

21、进一步的，当需要增加取水量，或外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差大于0.5m时,将一级叶片、二级叶片与三级叶片的转速调整为2000rpm，用于主动增加取水能力。

22、本发明的优点在于：本发明提供了一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法，具有以下技术效果：

23、1.拦污装置通过铰刀的转动，可以切割海水中的海生物并清理明渠，不仅防止了堵塞产生，还保证了水的正常供应，本发明铰刀中的一级叶片、二级叶片和三级叶片采用网状结构，实现切割海生物和堵塞物的同时还可以起到了阻拦污染物的作用，有效提高了清理效率，本发明在一级叶片上开设有多个孔径为5cm的通孔，在二级叶片上开设有多个孔径为1cm的通孔，在三级铰刀上开设有多个孔径为5mm的通孔，可以通过不同规格的叶片切割不同体积的海生物，同时起到增大取水流速的作用。

24、2.本发明可以实现智能控制，可以根据外海隧洞内的海水与取水前池内的海水之间的水位差，自动调整铰刀的转速，以实现不同程度的清理和取水能力，并在需要时增加取水量。

25、综上所述，这种可自动清理明渠的拦污装置和控制方法可实现自动清理、高效清理、污染物阻拦和智能控制，提高了明渠清理的效率，保证了水的正常供应，可以有效缓解冷源水堵塞的问题。

技术特征：

1.一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置，包括：取水头(1)、暗涵取水隧洞(2)、取水明渠(3)与取水前池(5)，所述暗涵取水隧洞(2)的一端与取水头(1)之间相互连接，所述暗涵取水隧洞(2)的另一端与取水明渠(3)之间相互连通，所述取水前池(5)与取水明渠(3)之间相互连通，在取水前池(5)内安装有多条冷源取水管道(6)；

2.根据权利要求1所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置，其特征在于，所述一级叶片(1012)、二级叶片(1014)与三级叶片(1016)均为网状结构，用于切割堵塞物、增大取水流速以及阻拦污染物，在所述一级叶片(1012)上开设有多个孔径为5cm的通孔，在二级叶片(1014)上开设有多个孔径为1cm的通孔，在三级铰刀(101)上开设有多个孔径为5mm的通孔。

3.一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池(5)内的海水之间的水位差小于0.1m时，通过取水头(1)正常取水，当外海隧洞内的海水与取水前池(5)内的海水之间的水位差在大于0.1m且小于0.3m时，判断取水头(1)存在轻微堵塞，通过驱动电机(102)带动传动轴c(1019)进行转动，使三级叶片(1016)在1000rpm的转速下进行转动。

5.根据权利要求3所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，在取水头(1)的取水过程中，通过声呐探测器(1032)对靠近的海生物进行识别，当靠近的海生物体积大于5cm时，通过驱动电机(102)带动传动轴a(1011)、传动轴b(1018)与传动轴c(1019)进行转动，使一级叶片(1012)、二级叶片(1014)与三级叶片(1016)在1000rpm的转速下同时进行转动，同时通过声呐干扰器(1031)发出低频声呐干扰驱离海生物，当海生物体积小于5cm时，通过驱动电机(102)带动b与传动轴c(1019)进行转动，使二级叶片(1014)与三级叶片(1016)在1000rpm的转速下进行转动。

6.根据权利要求5所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，当声呐探测器(1032)探测海生物的体积大于5mm且小于1cm时，通过驱动电机(102)带动传动轴c(1019)进行转动，使三级叶片(1016)在1000rpm的转速下进行转动。

7.根据权利要求3所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池(5)内的海水之间的水位差大于0.3m且小于0.5m时，通过驱动电机(102)带动b与传动轴c(1019)进行转动，使二级叶片(1014)与三级叶片(1016)在1000rpm的转速下进行转动。

8.根据权利要求3所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，所述步骤s2中当外海隧洞内的海水与取水前池(5)内的海水之间的水位差大于0.5m时，通过驱动电机(102)带动传动轴a(1011)、传动轴b(1018)与传动轴c(1019)进行转动，使一级叶片(1012)、二级叶片(1014)与三级叶片(1016)在1000rpm的转速下同时进行转动。

9.根据权利要求3～8任意一项权利要求所述的一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置的控制方法，其特征在于，当需要增加取水量，或外海隧洞内的海水与取水前池(5)内的海水之间的水位差大于0.5m时,将一级叶片(1012)、二级叶片(1014)与三级叶片(1016)的转速调整为2000rpm，用于主动增加取水能力。

技术总结
本发明涉及海洋工程技术领域，尤其涉及一种铰刀式暗涵结合墩台明渠的拦污装置及其控制方法，拦污装置包括：取水头、暗涵取水隧洞、取水明渠与取水前池，暗涵取水隧洞的一端与取水头之间相互连接，暗涵取水隧洞的另一端与取水明渠之间相互连通，取水前池与取水明渠之间相互连通，在取水前池内安装有多条冷源取水管道；取水头与暗涵取水隧洞均设置在外海隧洞内，在取水头的底部安装有取水头底座，在取水头内部设置有前端拦污机构；前端拦污机构包括铰刀与传动机构。本发明在取水头内设置有铰刀，通过旋转铰刀将可能造成堵塞风险的海生物切割成零散块体，使其不在明渠拦污网前聚集，解决了目前现有技术中涵道海生物堵塞的问题，保证冷源水安全。

技术研发人员：张存保,韩刚,孙冠华,魏承君,李长天,刘召平,王衎,王晓宇
受保护的技术使用者：山东核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15