[实用新型]一种取水端稳定结构及包含该结构的海水管路系统

说明书

本实用新型公开了一种取水端稳定结构及包含该结构的海水管路系统，重力块将取水立管提升离开海床至取水深度处，避免取水口接触海床从海床表面取水，吸入较多的泥沙，增加取水端过滤器的过滤量；通过负向位移限制器与正向位移限制垫联合限制管道的轴向位移，将管道与重力块结合在一起避免取水管在海流、波浪作用下与重力块脱离。在重力块自身重力作用下限制管道取水端的大幅摆动，控制管道取水口处的在位稳定性，并减小海流、波浪对立管取水端的冲刷作用；通过被埋设的直线管段增加了取水管整体的稳定性，保护被埋设段管线不受海流、波浪的冲刷作用，兼具将与直线管段相连两侧管段分隔开，削弱震动荷载的相互传递，提升深层海水取水管道稳固性。

技术领域

本实用新型属于海洋工程技术领域，具体涉及一种取水端稳定结构及包含该结构的海水管路系统。

背景技术

法国的J.D’Arsonval于1881年首次提出海洋温度差发电的构想。即利用海水表层和深层之间的温度差发电。但是在之后的很长一段时间内，由于海洋温差发电的功率相当小，发展一度陷入停滞。近年来，随着全球原油价格的猛涨，环境污染的日益加重，开发一种清洁、可再生的能源迫在眉睫，因此海洋温差能发电再次成为科学界关注的热点。

在利用海洋温差能发电的过程中，一般温海水与冷海水的温差在20℃以上，即可产生静电力。在亚热带和热带大部分地区，海洋表层的温度一般为27～29℃，随深度增加海水温度不断下降，800m以下水温变化幅度很小，基本维持在4～6℃，为达到温度差冷海水一般要从海平面以下600～1000m的深度抽取。因此，海洋温差能发电的一大成本是深层取水设备。在抽取冷水的立管远离海岸，管道中间段无固定支撑的情况下，管道的自由度很大，且受到海流、波浪、内流的冲刷作用，易产生涡激振动现象，造成管道疲劳破坏，影响整个系统正常运作。

为此，工程中在管道取水口处设置重力锚来控制管道大幅度摆动、降低管端自由度，并设置浮力块将管道抬离海床提升至取水深度处。重力锚加浮力块的在位稳定性控制措施虽然在一定程度上限制了管道的大幅度摆动，但并不能完全约束冷水管取水口，在海洋内多种荷载的作用下，管道仍然具有较大自由度，其在位稳固性未得到大幅度提升。

因此，针对海洋温差能发电立管取水端自由度过大的问题及克服现有防护措施的不足，本实用新型提出一种海洋温差能冷水管的U型铺设形式与多功能重力块共同作用的海洋温差能发电立管取水端在位稳定控制结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种取水端稳定结构及包含该结构的海水管路系统。该稳定结构可将取水管取水端提升离开海床至取水深度处；同时控制管道取水端的在位稳定性，避免取水端大幅摆动的出现；并通过埋设直线管段提升取水管在海洋中的整体稳定性，兼具保护被埋设部分管线不受海流、波浪的冲刷作用；具有显著提升取水管稳定性、结构简单的特点。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种取水端稳定结构，包括重力块、正向位移限制垫和负向位移限制器；

所述重力块上形成有一贯穿的阶梯状卡槽，所述阶梯状卡槽包含若干数量沿径向衔接的长度相同的槽体，所述槽体的内径由取水口端向另一端均匀递增，取水管从所述阶梯状卡槽中穿过，所述阶梯状卡槽的内径(内径最小处)大于取水管的外径，以使取水管与阶梯状卡槽之间形成环形间隙；

在所述取水管上设置有正向位移限制垫和负向位移限制器：

所述正向位移限制垫通过连接环套设于取水管管壁上，在取水管安装进重力块阶梯状卡槽内时，该正向位移限制垫位于重力块上与取水口相对的一侧，在正向位移限制垫上与所述环形间隙位置相对的位置上设置有通水孔；