一种核电站取水明渠可变孔径拦污网
阅读说明：本技术 一种核电站取水明渠可变孔径拦污网 (Variable aperture trash rack of nuclear power station water intaking open channel ) 是由 白玮 杨�嘉 张荣勇 张文杰 菅佳乐 赵龙 林莉 焦迪 于 2021-08-23 设计创作，主要内容包括：本发明属于核电站取水口拦污网技术领域,具体涉及一种核电站取水明渠可变孔径拦污网。包括固定在取水口内的设有提升系统的支架,固定设置在支架上的固定拦网,还包括依靠提升系统在支架上进行上下移动的移动拦网；固定拦网和移动拦网重叠设置,固定拦网内设有第一网格,移动拦网内设有第二网格,取水明渠内的水流依次通过固定拦网和移动拦网对水流中的漂流物进行过滤；通过改变移动拦网的位置,使得第一网格和第二网格叠加后的网格的孔径发生改变；拦网提升及快速布放装置系统在异物突发的状况下,可采用垂直升降启闭装置实现快速布放并迅速对异物形成阻拦。本发明可适应不同的水流和污物工况,减少水头损失,降低了核电站长期运行费用。(The invention belongs to the technical field of sewage blocking nets for water intakes of nuclear power stations, and particularly relates to a sewage blocking net with variable aperture for water intake open channels of nuclear power stations. The water intake device comprises a bracket which is fixed in a water intake and provided with a lifting system, a fixed blocking net which is fixedly arranged on the bracket, and a movable blocking net which moves up and down on the bracket by virtue of the lifting system; the fixed barrier net and the movable barrier net are overlapped, a first grid is arranged in the fixed barrier net, a second grid is arranged in the movable barrier net, and water flow in the water taking open channel sequentially passes through the fixed barrier net and the movable barrier net to filter driftage in the water flow; changing the position of the movable barrier net to change the aperture of the grid after the first grid and the second grid are overlapped; the block net lifting and quick distribution device system can realize quick distribution and quickly block foreign matters by adopting a vertical lifting opening and closing device under the condition that the foreign matters are sudden. The invention can adapt to different water flow and dirt working conditions, reduce the head loss and reduce the long-term operation cost of the nuclear power station.)
技术领域
本发明属于核电站取水口拦污网技术领域，具体涉及一种核电站取水明渠可变孔径拦污网。
背景技术
近海岸核电站取水口海水的富营养化以及海洋环境变化等原因造成大范围毛虾聚集、藻类入侵，严重威胁核电站的冷源系统安全。大量垃圾、水母、鱼类、海藻、海草等随潮水至取水口，大量漂浮杂物进入取水明渠及取水泵房，造成泵房内过滤设施承担了极大的压力，甚至可能导致机组降功率运行或停堆。
目前，核电厂设置的拦污网或网兜可以有效拦截漂浮垃圾、水草、鱼虾、水母、藻类等海生物或海洋异物，但是存在拦污网道数较多、拦污网的自动化清理效果差、人工打捞成本高等问题。因此，为保障核电厂运行安全，需对其取水口工程进行安全改进并建立有效的海生物拦截系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高强度、耐冲击、耐腐蚀、抗老化、防海生物附着等特点并具有快速布放功能的核电站取水口可变孔径拦污网。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种核电站取水明渠可变孔径拦污网，设置在核电站取水明渠的取水口内，其中，包括固定在所述取水口内的设有提升系统的支架，固定设置在所述支架上的固定拦网，还包括依靠所述提升系统在所述支架上进行上下移动的移动拦网；所述固定拦网和所述移动拦网重叠设置，所述固定拦网内设有第一网格，所述移动拦网内设有第二网格；所述第一网格和所述第二网格的尺寸一致，彼此错位；所述取水明渠内的水流依次通过所述固定拦网和所述移动拦网对水流中的漂流物进行过滤；通过改变所述移动拦网的位置，使得所述第一网格和所述第二网格叠加后的网格的孔径发生改变。
进一步，所述支架包括若干根支腿和一个方形框架；所述支腿竖直设置在所述取水口上，所述支腿的底部设置在所述取水口底部，所述方形框架设置在所述支腿的顶部。
进一步，所述固定拦网的两侧固定设置在两根所述支腿上，所述固定拦网底部与所述取水口底部连接，顶部露出取水口水面，所述移动拦网与所述固定拦网尺寸相同；所述移动拦网在所述提升系统的作用下调节高度，使所述第一网格和所述第二网格叠加后的网格的尺寸在所述第一网格的孔径的1/4至所述第一网格的孔径之间调节；所述固定拦网和所述移动拦网完全重叠设置时，所述第一网格和所述第二网格叠加后的网格的孔径缩小至所述第一网格的孔径的1/4。
进一步，在上下移动所述移动拦网过程中，通过所述固定拦网和所述移动拦网的相对移动，能够对所述固定拦网和所述移动拦网上的污物进行清洁，实现所述固定拦网和所述移动拦网的自清洁能力。
进一步，
设有所述固定拦网的两根所述支腿上还分别设有轨道；所述移动拦网的两侧能够在所述轨道内上下滑动，实现所述移动拦网的上下移动；
所述轨道横截面为U型槽；所述移动拦网的侧端设置在所述轨道的U型槽内，在所述移动拦网的上下移动过程中能够防止所述移动拦网从所述轨道中脱出；
所述移动拦网两侧设有滚轮，所述滚轮在所述轨道内滑动，使所述移动拦网实现滚动摩擦导向，减少摩擦力。
进一步，所述提升系统设置在所述方形框架的顶部，位于所述移动拦网上方，包括卷扬机构、旋转轴、卷线盘和拉线；所述旋转轴的两端通过支撑座固定设置在所述方形框架上；所述卷扬机构驱动所述旋转轴转动；所述卷线盘为若干个，固定在所述旋转轴上；每个所述卷线盘上设置一根所述拉线，所述拉线一端环绕设置在所述卷线盘内，所述拉线另一端与所述移动拦网的顶部连接。
进一步，所述卷线盘设有螺旋U型槽，所述拉线设置在所述螺旋U型槽内，使提升过程有序绕线，从而保证所有的所述拉线的提升同步进而保证所述移动拦网的提升位置的精度。
进一步，所述卷扬机构能够采用垂直升降启闭功能对所述移动拦网进行快速布放，所述快速布放是指将所述移动拦网快速提升至最高点或下放至最低点，以便迅速对所述取水明渠内的异物形成阻拦。
进一步，还包括拦网视频监测系统，所述拦网视频监测系统包括水下摄像机，所述水下摄像机镜头朝向所述固定拦网，利用水下图像识别技术，识别堵塞的异物，分析所述固定拦网和所述移动拦网的堵塞情况和区域分布图。
进一步，还包括水流流速传感器、水温传感器及液位传感器，用于监控所述取水明渠内的水流流速、水温及水深。
本发明的有益效果在于：
1.采用可变孔径拦污网可减少实际工程中拦污网的布置道数，并可在变孔径过程中通过固定拦网和移动拦网的相对移动对拦污网上的污物进行一定程度清洁，减少了网的破损率及更换周期，解决了人工打捞成本高等问题，从而降低了成本。
2.视频监测系统和传感器可为拦污网清理堵塞异物提供异物位置信息，提高清理效率，并在堵塞较严重时发出预警，通过水下摄像、拦网应力监测等手段，向核电站取水口监测预警系统传递信号，以便核电站作出及时的响应，对突发的异常情况做出及时的预警和有效的应对方法，此外也可根据监测信息自动调控可变拦污网的叠加后的孔径，实现可变孔径拦污网自动控制。
3.卷扬机构8的垂直升降启闭功能可在异物突发或取水口监测预警系统信号控制下，实现快速布放并迅速对异物形成阻拦，从而提高核电站取水口工程的应急响应能力。
4.可适应不同的水流和污物工况，一般情况下固定孔径拦污网为适应最不利工况通常采用较小孔径网孔，就大多数工况而言引起了不必要的水头损失，本发明提供的可变孔径拦污网可根据污物状况调节叠加后的网孔直径，非必要情况下采用大孔径运行，减少水头损失，必要时调节为小孔径，最大程度的减少了额外的水头损失，从而降低了核电站长期运行费用。
附图说明
图1是本发明
具体实施方式
中所述的一种核电站取水明渠可变孔径拦污网的示意图；
图2是本发明具体实施方式中所述的提升系统的示意图；
图中：1-支腿，2-方形框架，3-轨道，4-固定拦网，5-移动拦网，6-提升系统，7-拉线，8-卷扬机构，9-支撑座，10-旋转轴，11-卷线盘。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本发明提供的一种核电站取水明渠可变孔径拦污网，设置在核电站取水明渠的取水口内，包括固定在取水口内的设有提升系统6的支架，固定设置在支架上的固定拦网4，还包括依靠提升系统6在支架上进行上下移动的移动拦网5；固定拦网4和移动拦网5重叠设置，固定拦网4外沿设有框架，内部设有第一网格(由防锈金属材料制作，保证网的强度)孔径50mm×50mm；移动拦网5内设有第二网格；第一网格和第二网格的尺寸和材质一致，彼此错位(第一网格的位置在上下和左右方向均与第二网格的位置错位设置，从而生成叠加后的更小孔径的网格)；固定拦网4固定设置在支架底部靠近水流来向一侧，取水明渠内的水流先经过固定拦网4然后经过移动拦网5对水流中的漂流物进行过滤；通过改变移动拦网5的位置，使得第一网格和第二网格叠加后的网格的孔径发生改变。
支架固定设置在取水口的相邻水泥立柱之间，采用多根金属型材连接组成的长方体结构的金属框架，各型材连接处均设有加强板(支架可以采用重型铝型材搭建，减少部分繁琐的表面处理工艺)；支架包括若干根(四条)支腿1和一个方形框架2；支腿1竖直设置在取水口上，支腿1的底部设置在取水口底部，方形框架2设置在支腿1的顶部。
固定拦网4的两侧固定设置在两根支腿1上，固定拦网4底部与取水口底部连接，顶部露出取水口水面，移动拦网5与固定拦网4尺寸相同；移动拦网5在提升系统6的作用下调节高度，使第一网格和第二网格叠加后的网格的尺寸在第一网格的孔径的1/4至第一网格的孔径之间调节，以适应不同的漂流物情况；固定拦网4和移动拦网5完全重叠设置时，第一网格和第二网格叠加后的网格的孔径缩小至第一网格的孔径的1/4，极大的提高了污物的拦截效果。当移动拦网5与固定拦网4重合设置时，移动拦网5的每个50mm×50mm网格(第二网格)的角与固定拦网4中50mm×50mm的网格(第一网格)中心点相对应；从而将叠加后的网孔大小缩小至原第一网格大小的四分之一。
在上下移动移动拦网5过程中，通过固定拦网4和移动拦网5的相对移动，能够对固定拦网4和移动拦网5上的污物进行一定程度清洁，实现固定拦网4和移动拦网5的自清洁能力。
设有固定拦网4的两根支腿1上还分别设有轨道3；移动拦网5的两侧能够在轨道3内上下滑动，实现移动拦网5的上下移动，使移动拦网5的调节更加方便；
轨道3横截面为U型槽；移动拦网5的侧端设置在轨道3的U型槽内，在移动拦网5的上下移动过程中能够有效防止移动拦网5从轨道3中脱出；
移动拦网5两侧设有滚轮(滚轮为牛眼球头)，滚轮在轨道3内滑动，使移动拦网5实现滚动摩擦导向，减少摩擦力，使移动拦网5在轨道3中滑动更加流畅。
移动拦网5的滚轮包括X向滚轮和Y向滚轮；X向滚轮与轨道3底部连接，用于在轨道3底部滑动；Y向滚轮与轨道3两侧连接，用于在轨道3两侧滑动。
轨道3顶部、底部和预设位置设有限位开关，通过移动拦网5在轨道3滑动时触发限位开关，使得提升系统6判断移动拦网5的位置，实现提升系统6自动控制移动拦网5调节高度的功能。
如附图2所示，提升系统6设置在方形框架2的顶部，位于移动拦网5上方，包括卷扬机构8、旋转轴10、卷线盘11和拉线7；旋转轴10的两端通过支撑座9固定设置在方形框架2上；卷扬机构8固定在一侧的支撑座9外侧，卷扬机构8输出端与旋转轴10连接，用于驱动旋转轴10转动；卷线盘11为若干个，均匀固定设置在旋转轴10上，由旋转轴10驱动进行转动；每个卷线盘11上设置一根拉线7，拉线7一端环绕设置在卷线盘11内，拉线7另一端与移动拦网5的顶部连接(移动拦网5的顶部设有用于连接拉线7的吊环)。拉线7采用不锈钢双绳，单根直径10mm；拉线7与吊环连接处还加装有拉压力传感器，全程监控提升和下放过程中移动拦网5的移动状态。
卷线盘11设有螺旋U型槽，拉线7设置在螺旋U型槽内，使提升过程有序绕线，从而保证所有的拉线7的提升同步进而保证移动拦网5的提升位置的精度。
卷扬机构8配有刹车系统、编码器、减速机，编码器保证提升位置和精度可控，刹车系统可断电自锁保证断电时整个提升系统6自身安全；卷扬机构8包括一台24V伺服电机，具备IP67的防护等级，可确保提升动力输出安全可靠，使升降系统运行稳定。卷扬机构8还设有静态扭矩传感器，全程监控卷扬过程中移动拦网5的移动状态。
卷扬机构8在异物突发的状况下，能够采用垂直升降启闭功能对移动拦网5进行快速布放，快速布放是指将移动拦网5快速提升至最高点或下放至最低点，以便迅速对取水明渠内的异物形成阻拦，提高核电站取水口工程的应急响应能力。
还包括拦网视频监测系统，拦网视频监测系统包括水下摄像机、岸边基站、服务器和图像分析软件以及其他辅助器件。水下摄像机镜头朝向固定拦网4，利用水下图像识别技术，识别堵塞网格的异物，分析固定拦网4和移动拦网5的堵塞情况和区域分布图。具体的，水下摄像机用于提供水下图像数据，岸边基站对图像数据进行编码并传输，服务器对基站数据进行接收，并通过水下图像识别软件对水下成像的投影关系进行分析，最后得到拦网系统堵塞情况和区域分布图。数据传输到数据分析中心，通过软件分析系统分析数据，评估拦网堵塞情况，在堵塞较严重时发出预警，避免拦网堵塞危及取水口安全，并可为拦网清理堵塞异物提供异物位置信息，提高清理效率。
还包括水流流速传感器、水温传感器及液位传感器，用于监控取水明渠内的水流流速、水温及水深，对突发的异常情况能够做出及时的预警和应对方法。
最后举例说明本发明提供的一种核电站取水明渠可变孔径拦污网的实际应用：
通过卷扬机构8调整卷线盘11中的拉线7的伸缩，进而调节移动拦网5的高度；当移动拦网5在最高处时水流只通过固定拦网4，此时进行拦污的网格孔径为固定拦网4网格(第一网格)的孔径；当移动拦网5在最低处时水流通过固定拦网4和移动拦网5叠加后的网格，由于固定拦网4和移动拦网5具有相同尺寸的网格且为错位设置，此时进行拦污的网格孔径为固定拦网4网格孔径的1/4。同时卷扬机构8还能够通过调节移动拦网5的高度，使之与固定拦网4网格的孔径能够在固定拦网4的网格孔径至固定拦网4的网格孔径的1/4之间进行调节。
孔径调整利用卷扬机构8中的伺服电机进行，将位置原点设置在最高处h(0)，通过程序设定了五个操作按键：三个到达任意高度h(1)、h(2)、h(3)的按键S1、S2、S3，一个直达地面h(∞)的按键S4，以及一个回到顶端h(0)的按键S5。h(1)、h(2)、h(3)设置好后会被保留，重启后仍然有效。通过按键S1-S3的操作，实现最小距离内的拦污网孔径；通过按键S4-S5的操作，实现拦污网的快速布放(上升至最高点、下降至最低点)。
同时，当固定拦网4和移动拦网5之间附着有污物的情况下，还能够通过卷扬机构8控制移动拦网5上下往复移动，清理固定拦网4和移动拦网5网格间附着的污物。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
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