一種用于保護水生動物的氣泡幕發生裝置及其方法，包括由空壓機與空氣罐構成的供氣系統，與空氣罐連接的布設于取水口外側水域中的排氣管，排氣管靠近空氣罐的一端安裝有控制系統，且排氣管上間隔開設有排氣孔。排氣管可為兩排或以上，外部設有保護框架，末端安裝有低位水箱；控制系統具有連續/脈沖/間歇的供氣方式。其設計方法包括確定布設范圍，水底整體形狀，設計控制系統，選擇空壓機和空氣罐等。本發明專利技術結構簡單、易于安裝、使用方便、效果明顯。空壓機產生的壓縮空氣儲存到儲氣罐中，控制系統調節供氣壓力和供氣量，空氣經布設于取水口外側水域水底的排氣管排出，在水中形成氣泡幕阻礙魚類前行，從而有效防止魚類等被吸入取水口，造成死亡。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種氣泡幕發生裝置及其方法，具體涉及。
技術介紹
我國是能源需求和消耗大國，其中火電裝機容量超過6萬億千瓦，千萬級火電站近60家，目前我國已有核電站11家，到2020年在沿海區域再建約30個百萬千瓦核電站機組，核電2011年發電量874億千瓦。火電站和核電廠由于提供熱機冷源和各種冷卻的需要，需用大量的冷卻水連續供應。一座百萬千瓦的凝汽機組火電廠，需冷卻水量約30m3/s ;同級核電，需水量達50 60m3/s。根據以上數據估算目前在火電站和核電站臨近水域每天用于冷卻的水量為50多億立方米。另外在我國沿海和江河水域還分布著其它用水冷卻(升溫)企業，例如液化天然氣(LNG)接收站等，目前全國約有目前中國有13座LNG接收站，(其中中石油擁有4座、中海油擁有7座，中石化擁有2座。目前已簽訂的進口 LNG合約約為3400萬噸/年)，每天用水量也達千萬立方米。在這些企業設備中一般采用泵站通過取水口進水，在此過程中，魚類等游泳動物會隨著取水口進入泵站，而導致死亡，一方面降低臨近水域中的資源量，同時由于腐爛污染生態環境，另一方面也可能對泵站系統產生破壞。隨著國家對環境保護的要求越來越高，今后在用水企業取水口所在水域設置攔截魚類等水生動物保護裝置，是保護取水口附近水域水生動物和生態環境重要手段。另外隨著我國近海海洋牧場的開發，需要采用一些攔魚設施，防止魚類從牧場中逃逸出去。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，主要針對火電、核電、LNG等項目取水口水域開發一種氣泡幕發生裝置，能夠有效的攔截和驅趕魚蝦類等進入取水口，以保護海域水生動物和生態環境，同時有效保護泵站系統。也可作為海洋牧場中攔截魚類逃逸的裝置使用。一種用于保護水生動物的氣泡幕發生裝置，其特征在于包括由空壓機與空氣罐構成的供氣系統，與空氣罐連接的布設于取水口外側水域中的排氣管，排氣管靠近空氣罐的一端安裝有控制系統，且排氣管上間隔開設有排氣孔。該裝置布設于取水口外側水域中的排氣管是兩排或兩排以上。排氣管采用兩排以上，可同時排氣增加氣泡沫寬度，也可以作為相互備用，防止另外一排排氣管出現問題。上述排氣管位于水中部分的外部設置有保護框架。上述保護框架包括設置在排氣管兩側的、與底面夾角為30° 45°的板材，且保護框架橫截面為梯形、頂部形成開口。上述控制系統具有連續/脈沖/間歇的供氣方式，或具有改變氣泡密度的功能。上述排氣管的末端還安裝有帶電磁閥和疏水閥的低位水箱。 上述排氣孔內設有單向閥。上述排氣孔間距和孔徑大小如下孔間距Icm-IOcm,孔徑0. lmm-2mm。上述排氣管是具有抗腐蝕和抗生物附著能力的塑料、鈦及其合金或不銹鋼材質的管件。上述排氣孔是排氣管、或者直接在排氣管管道上的鉆孔。上述氣泡幕發生裝置的設計方法，其特征在于包括以下步驟(I)確定氣泡幕發生裝置的布設范圍 通過現有數值模擬和海上實測獲得取水口在不同取水狀態下的流場情況，而使排氣管的布設范圍在取水口的流場之外；(2)確定氣泡幕發生裝置的水底整體形狀將排氣管在水下的整體形狀設計成一字行、梯形、多邊形或圓弧形中的任意一種；(3)設計控制系統采用現場可編程序控制系統一包括工控機或PLC作為控制系統，實現連續/脈沖/間歇方式供氣或改變氣泡密度的功能；所設計的控制系統具有設遠程控制和就地手動控制兩種模式，且可配套水下攝像系統，進行系統水下監測；(4)空壓機和空氣罐的選擇儲備壓縮空氣，并進行空氣過濾以避免空壓機所出的空氣污染海水；且充滿高壓空氣后，在空壓機停止的情況下，供氣時間不小于30分鐘；如此以減少空壓機工作強度，使得空壓機不需要連續工作，保護空壓機，且節省能源；空壓機的功率和排量可以根據排氣孔數量、排氣速度以及空氣罐容積以常規方法確定；空壓機具備當空氣壓力達到空氣罐子最大儲存壓力時停止，當空氣罐中氣壓到達供氣最小壓力要求時，空氣泵啟動的功能，以起到保護機器和節省能源作用。本專利技術結構簡單、易于安裝、使用方便、效果明顯。通過空壓機產生的壓縮空氣，儲存到儲氣罐中，通過控制系統調節供氣壓力和供氣量，空氣進入布設于取水口外側水域水底的排氣管，在水下由排氣管上一定間距和孔徑的排氣孔排出，在水中形成氣泡幕。當魚群靠近氣泡幕時，由于氣泡幕在魚類的眼中形成一道氣泡墻阻礙魚類前行，同時氣泡上升振動發聲，在視覺和聽覺的共同作用下將魚群嚇走，從而防止魚類等被吸入取水口，造成死亡。附圖說明圖I為本專利技術的俯視結構示意圖。圖2為本專利技術的側視結構示意圖。圖3為本專利技術的帶有保護框架的雙排氣管的橫向截面圖。圖4為本專利技術的帶有保護框架的雙排氣管的局部俯視圖。圖5為本專利技術的帶有保護框架的雙排氣管的局部側視圖。其中，I、空壓機；2、空氣罐；3、控制系統；4、排氣管；5、保護框架；6、固定底板；7、低位水箱；8、排氣孔；9、管連接件；10、排氣管固定件；11、連接螺栓；12、固定孔；13、連接隔板；14、排水管；15、排水閥門。具體實施例方式如圖I 5所示，一種用于保護水生動物的氣泡幕發生裝置，其特征在于包括由空壓機I與空氣罐2構成的供氣系統(空壓機I中產生的壓縮空氣進入空氣罐2中)；與空氣罐2連接的布設于取水口外側水域中的排氣管4，排氣管4靠近空氣罐2的一端安裝有控制系統3，且排氣管4上間隔開設有排氣孔8。如圖3、4所示，該裝置布設于取水口外側水域中的排氣管4是兩排或兩排以上。排氣管4采用兩排以上，可同時排氣增加氣泡沫寬度，也可以作為相互備用，防止另外一排排氣管4出現問題。如圖3 5所示，排氣孔8是排氣管、或者直接在排氣管4管道上的鉆孔。排氣管4上間隔地設有一定孔徑的排氣孔8 ;排氣孔8間距和孔徑大小，關系到攔截效果；排氣孔8孔徑大小根據水生動物調查結果制定，一般孔間距lcm-lOcm，孔徑0. lmm-2mm0 排氣孔8 —般內設單向閥(只能往外排氣，不能向內進水，在少數情況下也可直接在官道上鉆孔使用)，盡量使水不進入排氣管，防止排氣管4內部生物附著和水中雜質堵塞排氣孔8 ;外部由于壓縮空氣流出，不會導致生物附著和堵塞。排氣孔8方向一般選擇朝上，垂直于水面，也可根據實際水域情況選擇與鉛垂方向成一定夾角，采用的單向閥通過模具澆注而成。上述排氣管4具有足夠強度和耐壓能力，且在水中(特別是海水中)要求具有抗腐蝕和抗生物附著能力，可使用塑料、金屬(如鈦及其合金、不銹鋼等)材質管件，局部間連接采用管連接件9連接，管連接件9也可采用快速接頭或者焊接形式。采用管連接件9可以使排氣管4形成一字形，梯形，多邊形，以及圓弧等形狀。如圖2 5所示，上述排氣管4位于水中部分的外部設置有保護框架5，目的是通過保護框架5防止外部物體撞擊排氣管4以及其上的排氣孔8，造成排氣管4和排氣孔8損壞，從而導致排氣不暢或者無法排氣，形成的氣泡幕出現問題。排氣管4可以通過保護框架5上的排氣管固定件10固定于保護框架5內部。保護框架5設置在排氣管4兩側，采用的材料要求有足夠的強度和耐腐蝕能力，保護框架5采用板材(金屬或者塑料)焊接或折彎而成，橫截面為梯形，形成側板，該側板與底面夾角為30° -45°，內部固定的排氣管4中心距20cm以上，保護框架5頂部開口間距要求兩端側面在排氣孔的外側，不能阻擋氣泡向上運動。側邊的外部位置可裝置聲、光、電等設施，為產品升級預留空間。保護本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于保護水生動物的氣泡幕發生裝置，其特征在于包括由空壓機(1)與空氣罐(2)構成的供氣系統，與空氣罐(2)連接的布設于取水口外側水域中的排氣管(4)，排氣管(4)靠近空氣罐(2)的一端安裝有控制系統(3)，且排氣管(4)上間隔開設有排氣孔(8)。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃六一，梁振林，
申請(專利權)人：中國海洋大學，
類型：發明
國別省市：
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