[发明专利]一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井和方法

说明书

一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井和方法，包括：进水口、井体和出水口，所述的井体中部设有溢流堰，将井体分为堰前段和堰后段，所述的进水口和出水口分别与堰前段和堰后段的底部连接，所述的堰前段为渐变扩散式，出水口正前方设置多个均流墩，所述的溢流堰为琴键堰，所述的堰后段设置多层水平孔板和竖直孔板。本发明在堰前段采用渐变扩散式的井体，在出水口处还设立多个均流墩，将薄壁堰改为琴键堰，在堰后设置多层孔板，通过井体体形上的改进和增加孔板等水工设施，可大大减少了虹吸井排出的水中的气泡，减少了对周围环境的影响。使用本发明所述的虹吸井和方法可以在排除气泡污染的干扰，实现相对清洁排水的前提下，大大减少虹吸井的工程量，降低建造成本，节约人力物力。

技术领域

本发明涉及一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井和方法，是一种水工设施和方法，是一种环保设施和方法。

背景技术

采用直流冷却方式的滨海火电或核电站，一般都设有排水虹吸井，以利用虹吸作用降低水泵扬程，节省能源。虹吸井内设有顶高程超过平均潮位的出流堰，以减轻外海潮位变化对虹吸井上游段的影响。这些堰多采用薄壁堰、实用堰和宽顶堰等堰顶自由溢流排水，造成堰后跌水过程中产生强烈的水气掺混，从而产生不易破灭的微黄色泡沫，形成泡沫污染区，飞溅的含盐水雾也会腐蚀排水口附近的金属结构物，而且许多电站设计时为了降低工程量，设计的虹吸井尺寸往往偏小，导致堰上水流的流态较差，更加剧了泡沫的产生。这些泡沫一旦随水流进入排水口附近海域，将会形成泡沫污染区，形成视觉污染，影响电站附近的海域环境。传统标准虹吸井体型为不设置均流墩的直角进水口。这种标准体型对于尺寸较大的虹吸井是合适的，虽然是直角进水口，但是如果虹吸井尺寸较大，水流运动路径较长，水流可以充分调整流线，使得过堰水体较为平顺。现有的虹吸井工程，为节省成本，降低土石方工程量，尺寸往往较小（可节省投资少则数千万，多则上亿），这带来的问题是：堰前流态很差，存在阵发性的水体壅高，过堰水体紊动强度大，对堰后消泡带来不利影响。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井和方法。所述的虹吸井和方法，在已有虹吸井的基础上，通过进行一些体形上的改进和增加一些水工设施，可大大减少了虹吸井排出的水中的气泡，减少了对周围环境的影响。

本发明的目的是这样实现的：一种琴键堰流式分级消能消泡虹吸井，包括：进水口、井体和出水口，所述的井体中部设有溢流堰，将井体分为堰前段和堰后段，所述的进水口和出水口分别与堰前段和堰后段的底部连接，所述的堰前段为渐变扩散式，出水口正前方设置多个均流墩，所述的溢流堰为琴键堰，所述的堰后段设置多层水平孔板和竖直孔板。

进一步的，多个所述的均流墩为交错布置的双层均流墩。

进一步的，所述均流墩的水平截面形状为矩形。

进一步的，各所述的水平孔板的上游端与溢流堰后壁连接，第一层水平孔板距离堰顶一段距离设置，其他层水平孔板依次向井底延伸平行排列；各所述的竖直孔板沿水流方向平行设置，各竖直孔板的底端与各层水平孔板的下游端保持一定距离设置，使各层水平孔板与各层竖直孔板形成L形。

进一步的，各所述的竖直孔板顶部平齐，竖直孔板顶部的高度高于堰顶高程+过堰水体水深。

进一步的，水平孔板和竖直孔板分别为三层。

进一步的，所述的水平孔板下游端与竖直孔板底端之间的距离为10-20cm。

进一步的，溢流堰上均布多个用于支撑孔板的支墩，所述支墩的高度与竖直孔板平齐。

进一步的，所述的支墩前后均采用圆弧。

一种使用上述虹吸井的琴键堰流式分级消能消泡方法，所述方法的步骤如下：

分流的步骤：用于水流从进水涵管流入井体时，在出口处遇到多个分流墩，将水分为多股股水流；