具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

气泡上浮速度一般认为是恒定的0.4m/s，因此气泡和水面之间的距离、水流的运动速度越小意味着气泡水平方向的运动距离越小，越能快速的上浮至水面破碎。本发明的虹吸井也是基于这一原理，尽量消能，控制水流速度，保持水流流态平稳。

一种核电用虹吸井，参照图2所示，虹吸井内设有双层实用堰，双层实用堰沿水流方向呈向下倾斜设置，双层实用堰包括下层堰2和上层堰3，下层堰2和上层堰3上方分别为用于水流通过的下层流道和上层流道，双层实用堰后方设有用于所述下层流道消泡的第一消泡孔板4，上层堰3上方设有多角度挡板7，上层堰3和多角度挡板7之间形成所述上层流道，多角度挡板7上设有所述上层流道消泡的第四消泡孔板11；下层堰2的堰顶连接有向下的竖直挡板1，上层堰3的堰顶沿水流方向设有延伸板，延伸板位于竖直挡板1前方，上层堰3上设有第二消泡孔板6和第一多级导流墩5；上层堰3的堰底上设有用于所述下层流道和上层流道连通的通孔8，通孔8上方设有导流板9和第三消泡孔板10，第三消泡孔板10一端与导流板9连接，第三消泡孔板10另一端与多角度挡板7连接。

进水进入虹吸井先经竖直挡板1阻挡降速，下层堰2堰顶部位的进水因撞击产生向上水流，经上层堰3上的延伸板阻挡后趋于平稳，一部分进入下层堰2的下层流道内，一部分进入上层堰3的上层流道。进入上层流道的水流经位于上层流道的第二消泡孔板6，示例性地，第二消泡孔板6包含沿水流方向设置的A型不锈钢孔板和B型不锈钢孔板各1个，利用孔板上的孔在水中的张力作用消除水中的气泡，水流经多级消泡后再流经位于上层流道的第一多级导流墩5，进行消能以降低流速，此外，上层流道的水流还在多角度挡板7的阻挡作用下，避免了水流流态失稳形成水平滚动的漩涡，最后，上层流道的水流经第四消泡孔板11(示例性地，选用D型不锈钢孔板)消泡后流出双层实用堰；另一部分进入位于下层堰2上方的下层流道内，其中，进入下层流道的水流一部分经第一消泡孔板4(示例性地，选用E型不锈钢孔板)后流出双层实用堰，另一部分经通孔8进入上层流道内，从通孔8进入的水流中的大部分气泡在导流板9的导流下从第三消泡孔板10(示例性地，选用C型不锈钢孔板)经消泡后进入上层流道内。消泡孔板的阻力损失原理为：流体在各孔内收缩，使过孔时的流速增大，流向发生改变，流体流出孔时再一次发生流速和流向的改变，进而产生水头损失。孔板除具有消能作用外，还具有很好的均流特性，通过孔板后，虹吸井中的水流流速分布均匀，进一步使得气泡在短距离之内即能上浮至水面、破裂，进一步避免外海泡沫污染带的形成。本发明中A型不锈钢孔板、B型不锈钢孔板、C型不锈钢孔板、D型不锈钢孔板和E型不锈钢孔板区别在于孔板的孔径不同，孔径根据水流实况试验优化得到。

进一步地，所述虹吸井内还设有水流汇入挡板12，水流汇入挡板12位于所述双层实用堰后方，水流汇入挡板12上设有用于水流通过的开口；所述虹吸井内还设有第二多级导流墩13，第二多级导流墩13位于水流汇入挡板12后方。

虹吸井内不仅排出循环冷却水，还有其他废水也会经过虹吸井混合后排出(如低放废液、生产废水等)，其他水量的汇入，也会影响虹吸井堰后水流的流态，因此在其他水源汇入后的虹吸井后段，设置一道水流汇入挡板12，从上到下留出一个开口，用以调整汇流流态；虹吸井内的水流排入外海暗涵前设置多级导流墩，进一步改善沿程流速分布的均匀性，使得气泡随水流进入下游暗涵前能及时上浮至水面，同时可适应不同潮位时的消能、消泡要求。

进一步地，第一多级导流墩5和第二多级导流墩13分别包含若干个沿水流方向设置的凸起，所述凸起为多边形体、锥体或圆柱体中的一种或几种，可根据水流流态选择设置的数量及形状。在堰后流道内及靠近虹吸井出水口位置分别设置第一多级导流墩5和第二多级导流墩13，导流墩，使得水体流态稳定，避免产生大量漩涡，掺混大量空气形成泡沫。

上、下层流道尺寸、上层流道延伸长度及角度、各不锈钢孔板设置级数及孔径大小、导流墩级数及数量、挡板角度、虹吸井扩散收缩角度等可通过数值模拟或物理模型试验优化调整。

虹吸井内的顶部还设有横撑，用于支撑井内各设备结构与井的连接。

综上所述，普通薄壁堰堰后易产生两股涡流，一股是薄壁堰后，水舌下方，采用实用堰可以避免产生；一股是随水流运动，在水舌上方形成逆时针水平漩涡，采用多级孔板加多级导流墩消能，降低水流速度，均布水流流态，在上层实用堰流道后，增加水流汇入挡板及多种不锈钢孔板，以增加阻力并控制流态，使其产生顺时针水平旋流，与逆时针旋转的水流产生消能作用，同时使水中溶解的空气通过孔板尽快析出形成气泡。核电站冬夏季排水水量变化较大，同时外部水位也可能发生变化，因此本发明使用2组虹吸井组合布置，以适应水量、水位变化。同时机组检修或事故工况，水量大幅减少，仅使用一组虹吸井即可避免虹吸井内水位变化过大的问题，也减少由于水位差过大导致的大量掺气而形成的气泡问题。

本发明技术方案在核电厂设置双层组合式实用堰虹吸井，虽比普通薄壁堰虹吸井复杂，且增加了初投资，但可取得较好的经济效益、环境和社会效益，能够有效减少排水口泡沫，改善海域环境；普通薄壁堰虹吸井内水流流态失稳，导致排水渠道内产生的大量泡沫排入海域，需通过加药实现泡沫破碎，增加了后期海工维护的难度与投资，本发明的虹吸井将薄壁堰改为双层组合式实用堰，以降低堰后漩涡；且设置多级孔板及导流墩，改善沿程水流流态，使得气泡随水流进入下游暗涵前能及时上浮至水面，同时可适应不同潮位时的消能、消泡要求，从而减少了泡沫的产生，从而减少了后期维护费用和后期海域环境治理费用。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。