РЫБОЗАЩИТНОЕ УСТРОЙСТВО ВОДОЗАБОРА МОРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
FISH PROTECTION DEVICE OF OFF-SHORE STRUCTURE WATER INTAKE

Изобретение относится к области морской гидротехники и может быть использовано для предотвращения попадания икры, личинок, молоди и взрослых рыб в водозабор.
Известно рыбозащитное сооружение, содержащее подводящий канал, на дне которого уложена перфорированная труба, соединенная с источником сжатого воздуха, рыбозадерживающий экран, рыбоотвод и донный порог, на верхнем гребне которого перед рыбозадерживающим экраном расположена перфорированная труба поперек водозаборного подводящего канала, рыбозадерживающий экран выполнен в виде двух криволинейных стенок, расположенных симметрично относительно динамической оси потока, которые в начальном створе сопряжены со стенками водозаборного подводящего канала, в конце - с прямоугольным лотком, соединенного с оголовком рыбоотвода, снабженного эжекторным блоком питания, форма криволинейных стенок выполнена по расчетной формуле (патент РФ №2310036, МПК Е02В 8/08, опубл. 10.11.2007).
Недостатком аналога является неэффективная работа рыбозадерживающего экрана, так как при недостаточной плотности завесы (интенсивность подачи сжатого воздуха) часть рыбы может проходить сквозь завесу и поступать в водозабор, а увеличение плотности завесы по всему поперечному сечению подводящего канала потребует значительного расхода сжатого воздуха и увеличит эксплутационные затраты.
Известно рыбозащитное устройство с эрлифтом для вертикальной переконцентрации рыб, включающее донный потокоформирующий порог на входе в донный водозабор, эрлифт, с образованием воздушно-пузырьковой завесы для выноса рыбы в верхние слои потока, поверхностный рыбоотвод (Иванов А.В. Справочник по рыбозащите для сотрудников органов рыбоохраны. М., Гидропроект, 2005, С.106).
Основным недостатком данного устройства является то, что воздушно-пузырьковая завеса действует в зоне общего расхода водозабора и поэтому для эффективного подъема рыб в верхние слои потока требуется большой расход сжатого воздуха. Забор воды поверх порога уменьшает поперечное сечение входного потока и приводит к увеличению входных скоростей потока. Для снижения этих входных скоростей необходимо увеличивать длину фронта водозабора, что увеличивает стоимость водозабора.
По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого технического решения.
Предлагаемое изобретение устраняет вышеизложенные недостатки за счет установления эрлифта в зоне прохода незначительной части расхода рыбоотвода (не более 5% от расхода водозабора). Для эффективной работы воздушно-пузырьковой завесы требуется незначительное количество сжатого воздуха, это позволяет уменьшить стоимость водозабора.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в повышении эффективности защиты рыбозащитного устройства при незначительных затратах сжатого воздуха и снижении стоимости строительства водозабора с рыбозащитой.
Для достижения указанного технического результата в рыбозащитном устройстве водозабора морской платформы, содержащем донный потокоформирующий порог, эрлифт создающий воздушно-пузырьковую завесу, рыбоотвод и донный водозабор, рыбозащитное устройство снабжено водоприемной камерой, в днище которой размещен донный водозабор, эрлифт размещен в водоприемной камере и выполнен в виде понтона, снизу которого с зазором для выхода потока прикреплен гаситель течения потока, нижний конец которого соединен с донным водозабором, а сверху понтона крепится распределительный коллектор, поверх которого расположен рыбосборник, выходной патрубок которого соединен с рыбоотводом, донный потокоформирующий порог выполнен в виде оголовка со щелевым водоприемником.
Кроме этого заявленное техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи:
- периметр водоприемной камеры выполнен в форме окружности;
- понтон имеет форму тора;
- распределительный коллектор выполнен из концентрически установленных перфорированных труб, соединенных между собой радиальными трубами-вставками;
- рыбосборник выполнен в форме кругового конуса;
- гаситель течения потока выполнен в форме кругового конуса из гибкого полотнища, причем на его внешней поверхности вверху с интервалом крепятся поплавки в форме тора, а снизу крепятся грузы в форме тора;
- рыбоотвод выполнен в виде гибкой трубы, один конец которой крепится к выходному патрубку рыбосборника, а другой - к рыбоотводящей трубе.
Отличительными признаками предлагаемого рыбозащитного устройства водозабора морской платформы являются: снабжение рыбозащитного устройства водоприемной камерой с расположенным в ее днище донным водозабором; размещение в водоприемной камере эрлифта, выполненного в виде понтона, снизу которого с зазором для выхода потока крепится гаситель течения потока, нижний конец которого присоединен к донному водозабору; крепление сверху понтона распределительного коллектора, поверх которого расположен рыбосборник, выходной патрубок которого соединен с рыбоотводом; выполнение донного потокоформирующего порога в виде оголовка со щелевым водоприемником.
Благодаря наличию этих признаков при работе рыбозащитного устройства водозабора морской платформы повышается эффективность защиты рыб за счет: создания потокоформирующим порогом горизонтального направления подходного потока перед щелевым водоприемником, в котором рыбы хорошо ориентируются (проявляют реакцию избегания) и могут самостоятельно выйти из зоны действия водозабора; создания гасителем низких вертикальных скоростей потока, которые выносят рыб к распределительному коллектору, при работе которого воздушно-пузырьковая завеса подсасывает в себя рыбу и выносит ее через выходной патрубок рыбосборника в рыбоотвод. Причем скорость подсасывания потока с рыбой воздушно-пузырьковой завесой значительно больше подходной вертикальной скорости потока.
Предлагаемое рыбозащитное устройство водозабора морской платформы иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-3.
На фиг.1 показан вид морской платформы с рыбозащитным устройством, план; на фиг.2 - разрез А-А; на фиг.3 - разрез Б-Б.
Рыбозащитное устройство водозабора морской платформы (фиг.1) содержит морскую платформу 1, размещенную на опорах 2. К морской платформе 1 примыкает платформа, которая размещена на водозаборной опоре 3 с оголовком 4, в котором размещен щелевой водоприемник 5, соединенный водоприемной трубой 6 с водоприемной камерой 7. Стрелкой 8 показано горизонтальное направление течения подходного потока. В водоприемной камере 7 размещен эрлифт, выполненный в виде понтона 9, заглубленного под уровень воды. Распределительный коллектор выполнен из перфорированных труб 10, установленных в виде концентрических колец, соединенных между собой трубами-вставками 11. На верхней поверхности перфорированных труб 10 с заданным шагом выполнены отверстия 12 для выхода сжатого воздуха и приемный патрубок 13, который соединен гибкой трубой 14 с напорной трубой 15 компрессора 16.
Выше распределительного коллектора к понтону 9 крепится рыбосборник 17 в виде кругового конуса с выходным патрубком 18, который соединен гибкой трубой 19 с трубой рыбоотвода 20. Снизу к понтону 9 крепятся стойки 21 обтекаемой формы, к которым присоединена плита 22 с отверстием 23, диаметр которого равен диаметру основания кругового конуса 24 гасителя течения потока. На внешней поверхности вверху кругового конуса 24 с интервалом крепятся поплавки 25, а снизу крепятся грузы 26.
В местах присоединения гибких труб 14 и 19 понтона 9 с напорной трубой 15 и с трубой рыбоотвода 20 в водозаборной опоре выполнены ниши 27. Донный водозабор 28 посредством трубы 29 связан с насосом 30.
Рыбозащитное устройство водозабора морской платформы работает следующим образом.
Поток с рыбой через щелевой водоприемник 5 поступает в водоприемную трубу 6 и далее в полость кругового конуса 24 гасителя течения потока. Щелевой водоприемник 5 обеспечивает горизонтальное направление 8 течения перед входом, в котором рыба хорошо ориентируется и может выйти из зоны действия водозабора. Вертикальная скорость потока по длине кругового конуса 24 гасителя течения потока снижается, и его большая часть поступает через круговую щель, образованную нижней кромкой понтона 9 и плитой 22, в донный водозабор 28. В этой круговой щели формируется горизонтальное направление течения потока. Этот поток позволяет рыбе хорошо в нем ориентироваться и при работе воздушно-пузырьковой завесы распределительного коллектора она подсасывает в себя воду с рыбой и выносит эту смесь через выходной патрубок 18 рыбосборника 17 и гибкую трубу 19 по трубе рыбоотвода 20 обратно в море. Работу воздушно-пузырьковой завесы обеспечивает компрессор 16, подающий сжатый воздух по напорной трубе 15 к приемному патрубку 13 рыбосборника 17.
Вероятность попадания рыб в нижнюю часть водоприемной камеры 7 в донный водозабор 28 очень низкая из-за малых скоростей в водосливной щели (зазор между нижней кромкой понтона 9 и плитой 22) и незначительной зоны формирования больших скоростей перед донным водозабором 28 широкой водоприемной камеры 7. Так рыбозащитное устройство работает при минимальном уровне воды, когда труба рыбоотвода 20 заглублена под минимальный уровень воды (фиг.2). При максимальном уровне воды в море, за счет плавучести понтона 9, гибкие трубы 14 и 19 выпрямляются, а грузы 26 поднимаются и натягивают гибкое полотнище кругового конуса 24 гасителя течения потока. При этом процесс работы перфорированной трубы 10 распределительного коллектора не нарушается.
Предлагаемое рыбозащитное устройство позволяет повысить эффективность защиты рыб, включая икру, личинки и раннюю молодь рыб. Работа рыбозащитного устройства в автоматическом режиме при колебаниях уровня воды в море позволяет упростить процесс его эксплуатации и достичь значительной экономии электроэнергии в условиях удаления платформы от берега. Высокая надежность рыбозащитного устройства обеспечивается за счет отсутствия в его составе ненадежных элементов, например фильтрующей сетки, которая задерживает водоросли и травмирует рыбу, а для ее очистки требуется энергоемкое промывное устройство. Предлагаемое рыбозащитное устройство пропускает рыбу и водоросли обратно в море при работе понтона (эрлифта).