取水构筑物、取水系统、循环水系统以及取水构筑物的建造方法

摘要

本发明公开了一种取水构筑物、取水系统、循环水系统以及取水构筑物的建造方法，所述取水构筑物包括底流槽以及设置在所述底流槽风浪较强一侧的阻沙隔热导流堤，所述底流槽为沿陆域堤岸处海床或河床向水域方向开挖形成，所述底流槽伸入水域的前端部为入水端，所述阻沙隔热导流堤伸入水域的距离超过所述底流槽的入水端，所述阻沙隔热导流堤超过所述入水端的堤段向所述底流槽所在一侧弯曲或弯折。所述取水构筑物、取水系统、循环水系统以及取水构筑物的建造方法前期建造时海工工程量较小、施工难度降低、初期投资费用减少。

说明书

技术领域

本发明涉及循环水系统领域，尤其涉及一种取水构筑物、取水系统、循环 水系统以及取水构筑物的建造方法。

背景技术

在沿海或径流量较大的水系建设工程中，循环水系统可以采用直流供水系 统，即在水域取水、经过电厂冷热循环后，再排放回水域中。直流供水系统中， 取水系统是各种水资源利用工程的必要组成部分，设计建造良好的取水系统能 够在复杂的水环境中为资源利用工程提供安全、优质、充足、环保以及成本合 理的水源。

取水构筑物用于取集原水，是取水系统的重要组成部分。一般的，滨海近 岸取水和河口地区固定式取水构筑物型式主要有岸边式、海(河)床式两种。岸 边式取水构筑物适用于岸边较陡、主流近岸、岸边有足够的水深、水质和地质 条件较好的情况。海(河)床式取水构筑物适用于海(河)床稳定、岸边较平坦、 枯水期主流离岸较远、岸边水深不够或水质不好、海(河)中又有足够水深或较 好水质的情况。

传统的，海(河)床式取水构筑物有两种形式。如图1所示，一种是采用 明渠引水方式，在水域中设置两个堤，两个堤之间形成引水明渠，这种方式占 领的海域及陆域面积大，工程量较大且初期投资大；如图2所示，另一种是采 用自流管(沟)引水方式，为控制入水口流速，取水管(沟)的取水头部尺寸 较大，取水头部的预制及海上吊装施工难度大，运行及维护困难，初期投资较 大。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种水流损失小、海工工 程量较少、初期投资较少的取水构筑物、取水系统、循环水系统以及取水构筑 物的建造方法。

其技术方案如下：

一种取水构筑物，包括底流槽以及设置在所述底流槽风浪较强一侧的阻沙 隔热导流堤，所述底流槽为沿陆域堤岸处海床或河床向水域方向开挖形成，所 述底流槽的底壁和侧壁设有护面块石，所述底流槽伸入水域的前端部为入水端， 所述阻沙隔热导流堤的一端与陆域堤岸连接，另一端伸入水域中，所述阻沙隔 热导流堤伸入水域的距离超过所述底流槽的入水端，所述阻沙隔热导流堤超过 所述入水端的堤段向所述底流槽所在一侧弯曲或弯折。

在其中一个实施例中，所述取水构筑物还包括设置在近岸处的挡沙堤，所 述挡沙堤位于所述底流槽远离所述阻沙隔热导流堤的一侧，所述挡沙堤的一端 与陆域堤岸连接，所述挡沙堤的另一端伸入水域中。

在其中一个实施例中，所述阻沙隔热导流堤的堤心设有防渗连续墙。

在其中一个实施例中，所述阻沙隔热导流堤的堤顶设有防浪墙，所述防浪 墙与所述防渗连续墙连接。

在其中一个实施例中，所述阻沙隔热导流堤的堤顶设有双向通行道路。

在其中一个实施例中，所述底流槽远离所述阻沙隔热导流堤一侧的侧壁坡 度大于1:10。

在其中一个实施例中，所述阻沙隔热导流堤及挡沙堤的堤心堆填有开山石， 所述阻沙隔热导流堤及挡沙堤的堤外侧设有护面块石或人工块体。

一种取水系统，包括进水箱涵、在陆域挖设的水渠以及上述所述的取水构 筑物，所述水渠的一端与所述底流槽连通，所述水渠的另一端与所述进水箱涵 连通，所述进水箱涵上设有进水闸门井。

一种循环水系统，包括上述所述的取水系统、与所述取水系统连通的循环 水泵系统、与所述循环水泵系统连通的凝汽系统、与所述凝汽系统连通的虹吸 井，以及与所述虹吸井连通的排水系统，所述排水系统位于所述底流槽设有所 述阻沙隔热导流堤的一侧。

一种取水构筑物的建造方法，包括以下步骤：

沿陆域堤岸处海床或河床向水域方向开挖底流槽，底流槽的底壁与侧壁均 铺设护面块石；

底流槽伸入水域的前端部为入水端，在底流槽沿长度方向的两侧中风浪较 强的一侧建造阻沙隔热导流堤，阻沙隔热导流堤的一端与陆域堤岸连接，另一 端伸入水域中，阻沙隔热导流堤伸入水域的距离超过底流槽的入水端，且阻沙 隔热导流堤超过底流槽的入水端的堤段向底流槽所在一侧弯曲或弯折；

在近岸处建造挡沙堤，挡沙堤位于底流槽远离阻沙隔热导流堤的一侧，挡 沙堤的一端与陆域堤岸连接，另一端伸入水域中。

本发明的有益效果在于：

沿陆域堤岸处海床或河床向水域方向开挖底流槽，底流槽的底壁和侧壁铺 设护面块石，底流槽结构稳固。通过在底流槽风浪较强的一侧设置阻沙隔热导 流堤，能够阻拦近岸泥沙，避免近岸泥沙进入底流槽中。并且，阻沙隔热导流 堤超过所述入水端的堤段向所述底流槽所在一侧弯曲或弯折，一方面阻沙隔热 导流堤超过入水端的堤段与底流槽的入水端共同形成入水口，入水口尺寸大， 入水流速易于控制，水流损失较小；另一方面该超出堤段能够阻拦深水区在风 浪、潮流等作用下的海底或河底掀沙，在阻沙的同时能够较大程度起到消浪作 用，进而对入水口起到掩护作用，使入水口避开迎风浪面；此外，超出堤段还 能够对位于阻沙隔热导流堤外侧的温排水起到导流作用，避免温排水进入取水 构筑物中。所述取水构筑物通过沿海床或河床挖设底流槽，且仅采用一个阻沙 隔热导流堤便能够形成较大的入水口，入水流速易于控制，水流损失小，前期 建造时海工工程量较小、施工难度降低，初期投资费用减少。

所述取水系统包括上述所述的取水构筑物，具备所述取水构筑物的技术效 果，取水系统水流损失小、前期建造时海工工程量较小、施工难度降低，初期 投资费用及后期运行费用减少。

所述循环水系统包括上述所述的取水系统，具备所述取水系统的技术效果， 循环水系统水流损失小、前期建造时海工工程量较小、施工难度降低，初期投 资费用及后期运行费用减少。

所述取水构筑物的建造方法，仅需建造一个阻沙隔热导流堤便可形成较大 的入水口，水流损失小，取水构筑物的海工工程量较小、施工难度降低，初期 投资费用减少。

附图说明

图1为现有技术的取水构筑物的结构示意图一；

图2为现有技术的取水构筑物的结构示意图二；

图3为本发明实施例所述的取水构筑物的结构示意图；

图4为图3中A-A处的剖视图；

图5为本发明实施例所述的循环水系统的结构示意图；

图6为本发明实施例所述的取水构筑物的建造方法的流程示意图。

附图标记说明：

10、取水系统，100、取水构筑物，110、底流槽，112、入水端，114、底 壁，116、侧壁，120、阻沙隔热导流堤，130、挡沙堤，140、入水口，200、进 水箱涵，300、水渠，400、进水闸门井，20、循环水泵系统，30、凝汽系统， 40、虹吸井，50、排水系统，60、陆域堤岸。

具体实施方式

下面对本发明的实施例进行详细说明：

如图3、图4所示，一种取水构筑物100，包括底流槽110以及设置在所述 底流槽110风浪较强一侧的阻沙隔热导流堤120。结合潮流、泥沙、风浪等水文 条件，阻沙隔热导流堤120设置在底流槽110沿长度方向的两侧中风浪较强的 一侧，进而能够阻挡风浪。实际布置时，所述阻沙隔热导流堤120优选布置在 风浪较强且温排水扩散的一侧，进而还能够阻挡温排水，防止温排水进入底流 槽110中。所述底流槽110为沿陆域堤岸60处海床或河床向水域方向开挖形成， 所述底流槽110远离所述阻沙隔热导流堤120的侧壁116与海床或河床衔接， 所述底流槽110靠近所述阻沙隔热导流堤120的侧壁116与阻沙隔热导流堤120 的侧壁衔接，或者直接由所述阻沙隔热导流堤120的侧壁形成，所述底流槽110 的底壁114和与海床(河床)衔接的侧壁116上均设有护面块石，底流槽110 结构稳固。优选的，所述底流槽110远离所述阻沙隔热导流堤120一侧的侧壁 坡度大于1:10，进而在保证底流槽110强度的同时使底流槽110具有较大的进 水量，且防止海底或河底的泥沙进入底流槽110。

所述底流槽110伸入水域最远端的端部为前端部，设定该前端部为入水端 112。所述阻沙隔热导流堤120的一端与陆域堤岸60连接，另一端伸入水域中， 所述阻沙隔热导流堤120伸入水域的距离超过所述底流槽110的入水端112，所 述阻沙隔热导流堤120超过所述入水端112的堤段向所述底流槽110所在一侧 弯曲或弯折。具体的，阻沙隔热导流堤120超过所述入水端112的堤段可以是 弧形堤段或直线堤段，该堤段向底流槽110所在一侧弯曲或弯折，从而对底流 槽110的入水端112处起到掩护作用。优选的，阻沙隔热导流堤120超过入水 端112的堤段为圆弧形堤段，该堤段的圆心角范围为45°-90°，施工建造方便 并能够有效阻挡风浪、潮流。阻沙隔热导流堤120超过入水端112的堤段设置 时，应设置在常见浪破碎带以外，防止该堤段受风浪损坏，且该堤段也能对温 排水进行更好的导流。

通过沿陆域堤岸60处海床或河床向水域方向开挖底流槽110，在底流槽110 风浪较强的一侧设置阻沙隔热导流堤120，能够阻拦近岸泥沙。并且，阻沙隔热 导流堤120超过所述入水端112的堤段向所述底流槽110所在一侧弯曲或弯折， 一方面阻沙隔热导流堤120超过所述入水端112的堤段与底流槽110的入水端 112共同形成入水口140，形成的入水口140尺寸大，入水流速易于控制，水流 损失较小；另一方面该超出堤段能够阻拦深水区在风浪、潮流等作用下的海底 或河底掀沙，在阻沙的同时能够较大程度起到消浪作用，进而对入水口140起 到掩护作用，使入水口140避开迎风浪面；此外，超出堤段还能够对位于阻沙 隔热导流堤外侧的温排水起到导流作用，避免温排水进入取水构筑物中。所述 取水构筑物100通过沿海床或河床挖设底流槽110，对入水口140处水深要求不 高，入水口140可以离岸边较近；当底流槽110内发现水生物附着生长时，清 理较为方便；仅采用一个阻沙隔热导流堤120便能够形成较大的入水口140，入 水流速易于控制，水流损失小，设备运行费用减少、使用占地面积较小、前期 建造时海工工程量减小、施工难度降低，初期投资费用减少。

所述取水构筑物100还包括设置在近岸处的挡沙堤130，所述挡沙堤130位 于所述底流槽110远离所述阻沙隔热导流堤120的一侧，所述挡沙堤130的一 端与陆域堤岸60连接，所述挡沙堤130的另一端伸入水域中。通过在近岸处设 置挡沙堤130，能够阻拦近岸泥沙，从而保证底流槽110内的原水水质。实际布 置挡沙堤130时，挡沙堤130伸入水域的一端端部应避开泥沙沿岸流强烈的区 段，防止端部受泥沙损害。

所述阻沙隔热导流堤120的堤心设有防渗连续墙(图中未示出)。所述阻沙 隔热导流堤120实际位置布置时，一般布置在风浪较强和温排水扩散的一侧， 通过在堤心设置防渗连续墙，可以有效防止阻沙隔热导流堤120外侧的温排水 渗入底流槽110内。所述防渗连续墙采用钢筋混凝土制成，防渗效果好。所述 阻沙隔热导流堤120的堤顶设有防浪墙(图中未示出)，所述防浪墙与所述防渗 连续墙连接。通过设置防浪墙，可防止越浪，实际设计时防浪墙的墙顶高程可 以根据潮位和波浪资料确定。同时，将防浪墙与设置在阻沙隔热导流堤120堤 心的防渗连续墙连接，可完全阻止堤外温排水的渗透。所述防浪墙设置在阻沙 隔热导流堤120的堤顶的外侧，所述阻沙隔热导流堤120的堤顶还设有双向通 行道路。实际设计时可将堤顶宽度设计成6-8m，从而便于施工期间车辆双向通 行，方便运行期间对阻沙隔热导流堤120的堤身进行维护。

所述阻沙隔热导流堤120及挡沙堤130的堤心堆填有开山石，所述阻沙隔 热导流堤120及挡沙堤130的堤外侧设有护面块石或人工块体。通过在堤心堆 填开山石，堤外侧设置护面块石或人工块体，阻沙隔热导流堤120及挡沙堤130 在水域中的强度高，能够有效抵挡风浪、潮流。实际施工时，可以根据水域波 浪的不同对应选择在堤外侧设置护面块石或人工块体，提高阻沙隔热导流堤120 及挡沙堤130强度。所述阻沙隔热导流堤120、挡沙堤130与陆域堤岸60采用 过渡段连接，在陆域段施工完成后，进行过渡段开挖，待内外海水贯通后，对 过渡段采用海上施工方式，推填堤心开山石和护面块石，过渡堤段的强度高、 施工方便。

本实施例所述的取水构筑物100可广泛用于大型取水工程如火力发电工程、 核力发电工程、市政工程等工程中。通过沿海床或河床挖设底流槽110，在底流 槽110风浪较强的一侧设置阻沙隔热导流堤120，且阻沙隔热导流堤120超过所 述入水端112的堤段向所述底流槽110所在一侧弯曲或弯折，阻沙隔热导流堤 120超过所述入水端112的堤段与底流槽110的入水端122共同形成入水口140， 取集原水时，对入水口140处水深要求不高，入水口140可以离岸边较近。当 底流槽110发现水生物附着生长，清理较为方便。并且，仅采用了一个阻沙隔 热导流堤120，便能够形成较大的入水口140，入水流速易于控制，水流损失小。 所述取水构筑物100相对于现有的引水明渠方案相比，通过减少一侧堤，前期 建造时海工工程量大大减小、使用占地面积较小、施工方案较为简单、施工难 度降低，初期投资费用减少。并且，具备较大的入水口140，取水运行安全、水 流损失小，设备运行费用减少，能够为用户提供优质水源。

如图5所示，一种取水系统10，包括进水箱涵200、在陆域挖设的水渠300 以及上述所述的取水构筑物100，所述水渠300的一端与所述底流槽110连通， 所述水渠300的另一端与所述进水箱涵200连通，所述进水箱涵200上设有进 水闸门井400。原水通过入水口140进入底流槽110中，进而通过底流槽110流 入水渠300中，最后进入进水箱涵200中。通过设置进水闸门井400，能够控制 原水流入情况及流入速率。所述取水系统10包括上述所述的取水构筑物100， 具备所述取水构筑物100的技术效果，取水系统10水流损失小、前期建造时海 工工程量较小、施工难度降低，初期投资费用及后期运行费用减少。

如图5所示，一种循环水系统，包括上述所述的取水系统10、与所述取水 系统10连通的循环水泵系统20、与所述循环水泵系统20连通的凝汽系统30、 与所述凝汽系统30连通的虹吸井40，以及与所述虹吸井40连通的排水系统50， 所述排水系统50位于所述底流槽110设有所述阻沙隔热导流堤120的一侧。取 水系统10将原水取集后，通过循环水泵系统20运送至凝汽系统30中给用户使 用，使用后得到的温水通过虹吸井40后进入排水系统50并被排放至水域中。 通过将排水系统50设置在所述底流槽110设有所述阻沙隔热导流堤120的一侧， 进而使得通过排水系统50排出的温排水可以被阻沙隔热导流堤120阻挡，不会 进入取水构筑物100中。所述循环水系统包括上述所述的取水系统10，具备所 述取水系统10的技术效果，循环水系统水流损失小、前期建造时海工工程量较 小、施工难度降低，初期投资费用及后期运行费用减少。

如图3、图4、图5、图6所示，一种取水构筑物的建造方法，包括以下步 骤：

S110：沿陆域堤岸处海床或河床向水域方向开挖底流槽110，底流槽110的 侧壁116与自然海床或河床衔接，底流槽110的底壁114与侧壁116均铺设护 面块石；

S120：设定底流槽110伸入水域的前端部为入水端112，在底流槽110沿长 度方向的两侧中风浪较强的一侧建造阻沙隔热导流堤120，阻沙隔热导流堤120 的一端与陆域堤岸连接，另一端伸入水域中，阻沙隔热导流堤120伸入水域的 距离超过底流槽110的入水端112，且阻沙隔热导流堤120超过底流槽110的入 水端112的堤段向底流槽110所在一侧弯曲或弯折。实际布置时，所述阻沙隔 热导流堤120优选布置在风浪较强且温排水扩散的一侧，进而在阻挡风浪的同 时还能够阻挡温排水。建造取水构筑物100时，仅需在底流槽的一侧沿陆域向 海域建造一个阻沙隔热导流堤120，即可形成较大的入水口，且能够掩护入水口， 海工工程量小，施工难度降低。

S130：在近岸处建造挡沙堤130，挡沙堤130位于底流槽110远离阻沙隔热 导流堤120的一侧，挡沙堤130的一端与陆域堤岸60连接，另一端伸入水域中。 通过建造挡沙堤130，能够有效阻挡近岸泥沙。

所述取水构筑物的建造方法，仅需建造一个阻沙隔热导流堤120便可形成 较大的入水口，水流损失小，取水构筑物的海工工程量较小、施工难度降低， 初期投资费用减少。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对 上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技 术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改 进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。