CN111678297A - 一种海缆除气装置及海缆除气方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海缆除气装置及海缆除气方法，该海缆除气装置包括设于密闭除气房的外筒、筒底和内筒，还包括：设于内筒的内筒风室，内筒风室设有第一进风口和若干个第一出风孔；设于筒底的筒底风室，筒底风室设有第二进风口和若干个第二出风孔；至少三组加热装置，加热装置包括：与第一进风口相连、用于向内筒风室送入热空气的第一加热装置；与第二进风口相连、用于向筒底风室送入热空气的第二加热装置；用于向密闭除气房送入热空气以使密闭除气房的温度达到预设温度值的第三加热装置。该海缆除气装置提高了除气效率，使绝缘线芯受热均匀。该海缆除气方法应用于上述海缆除气装置，除气效率高，除气效果好。

Description

一种海缆除气装置及海缆除气方法

技术领域

本发明涉及电缆除气设备技术领域，更具体地说，涉及一种海缆除气装置。此外，本发明还涉及一种应用于上述海缆除气装置的海缆除气方法。

背景技术

随着海上风电的快速发展和对远海岛屿的开发，海缆逐渐向高电压、大长度方向发展。例如，目前国内海缆厂家已生产出高压220kV、30km无工厂接头的交流海缆，以及超高压500kV、18km无工厂接头的交流海缆。

由于在交联聚乙烯海缆交联生产过程中，会产生大量的副产物，因此，需要对其进行除气处理，以保证产品质量。

现有技术中，通常通过电加热装置对空气进行电加热升温，利用风机吹出，使热空气由绝缘线芯的四周向其内部渗透传热，然而，这种方式传热慢，远离风机处的绝缘线芯的表面温度低，需要除气时间长，使得绝缘线芯的整体受热不均匀，影响产品质量。

综上所述，如何提供一种可提高除气效率，使绝缘线芯的整体受热较均匀的海缆除气装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种海缆除气装置，提高除气效率，使绝缘线芯受热均匀。

本发明的另一目的是提供一种应用于上述海缆除气装置的海缆除气方法，提高除气效率，以达到较好的除气效果。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种海缆除气装置，包括设于密闭除气房的外筒、筒底和内筒，三者形成用于设置绝缘线芯的储存空间，还包括：

设于所述内筒的内筒风室，所述内筒风室设有第一进风口和若干个第一出风孔；

设于所述筒底的筒底风室，所述筒底风室设有第二进风口和若干个第二出风孔；

至少三组加热装置，所述加热装置包括：

与所述第一进风口相连、用于向所述内筒风室送入热空气的第一加热装置；

与所述第二进风口相连、用于向所述筒底风室送入热空气的第二加热装置；

用于向所述密闭除气房送入热空气以使所述密闭除气房的温度达到预设温度值的第三加热装置。

优选地，所述第二进风口的数量等于所有所述第二加热装置和所述第三加热装置的组数之和，所述第三加热装置的第三送风管与所述第二进风口可拆卸连接，以在需要加热所述密闭除气房的温度时，拆除所述第三送风管，使所述第三送风管直接置于所述密闭除气房中；当所述密闭除气房的温度达到所述预设温度值时，使所述第三送风管与所述第二进风口连接，以通过所述第三加热装置和所述第二加热装置共同向所述筒底风室送入热空气。

优选地，每组所述加热装置均包括依次连通的风机、电加热箱、热交换箱和送风管，所述风机设有回风口，所述热交换箱分别与蒸汽管路和回水管路相连。

优选地，所述电加热箱和所述热交换箱分别与所述风机联动互锁，以当所述风机故障或不启动时，使所述电加热箱和所述热交换箱处于非加热状态。

优选地，所述热交换箱的出风口设有用于检测热空气湿度的防漏探头，以判断所述热交换箱是否有蒸汽泄露。

优选地，还包括：

用于监控绝缘线芯的表面温度的第一测温点；

用于监测所述热交换箱的温度的第二测温点；

用于监测所述送风管处的温度的第三测温点，所述第一测温点、所述第二测温点和所述第三测温点分别与所述海缆除气装置的PLC控制柜相连，以当所述第一测温点、所述第二测温点或所述第三测温点检测的温度值超过预设值时，使所述PLC控制柜控制所述电加热箱或所述热交换箱停止加热。

优选地，与所述筒底相连且用于驱动所述筒底转动的驱动电机为可切换工作的双驱动电机。

优选地，所述密闭除气房设有若干个用于实时监测所述密闭除气房内的甲烷浓度的废气检测装置。

一种海缆除气方法，应用于上述任意一种海缆除气装置，包括：

在采用所述海缆除气装置的第一加热装置和第二加热装置分别向所述海缆除气装置的内筒风室和筒底风室送入热空气的同时，采用所述海缆除气装置的第三加热装置向密闭除气房送入热空气；

当所述密闭除气房的温度达到预设温度值时，控制所述第三加热装置停止加热。

优选地，在所述的控制所述第三加热装置停止加热之后，还包括：

将所述第三加热装置的送风管转接到所述筒底风室的进风口处；

启动所述第三加热装置，以使所述第三加热装置和所述第二加热装置共同向所述筒底风室送入热空气。

本发明提供的海缆除气装置，可以在采用第一加热装置和第二加热装置分别向内筒风室和筒底风室送入热空气的同时，通过第三加热装置向密闭除气房内送入热空气，提高了向密闭除气房内的环境温度，从而通过热对流的方式，加速了密闭除气房内的温度提升，因此，加速了除气效率，使绝缘线芯受热均匀，提高了海缆的除气效果和产品质量。

本发明提供的海缆除气方法，应用于上述海缆除气装置，提高了除气效率，具有较好的除气效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本发明具体实施例所提供的海缆除气装置的结构示意图；

图2为图1中蒸汽加热的原理图；

图3为本发明具体实施例一所提供的海缆除气方法的流程图；

图4为本发明具体实施例二所提供的海缆除气方法的流程图。

图1和图2中的附图标记如下：

1为密闭除气房、11为排风扇、2为外筒、3为筒底、31为筒底风室、311为第二进风口、4为内筒、41为内筒风室、411为第一进风口、51为风机、52为电加热箱、53为热交换箱、54为送风管、55为蒸汽管路、551为第一手动闸阀、552为Y型过滤器、553为压力表、554为电动球阀、555为比例阀、56为回水管路、561为疏水阀、562为止回阀、563为第二手动闸阀、6为驱动电机、7为PLC控制柜。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种海缆除气装置，提高除气效率，使绝缘线芯受热均匀。本发明的另一核心是提供一种包括上述海缆除气装置的海缆除气方法，提高除气效率，以达到较好的除气效果。

请参考图1-图2，图1为本发明具体实施例所提供的海缆除气装置的结构示意图；图2为图1中蒸汽加热的原理图。

需要说明的是，图1中的箭头方向为热空气的出气方向。

本发明提供一种海缆除气装置，包括设于密闭除气房1的外筒2、筒底3和内筒4，外筒2、筒底3和内筒4三者形成用于设置绝缘线芯的储存空间。

内筒4设有内筒风室41，筒底3设有筒底风室31，内筒风室41和筒底风室31分别设置有进风口和出风孔，为了描述的方便，定义内筒风室41设有第一进风口411和若干个第一出风孔，筒底风室31设有第二进风口311和若干个第二出风孔。

该海缆除气装置还包括至少三组加热装置，加热装置包括第一加热装置、第二加热装置和第三加热装置。

第一加热装置与第一进风口411相连，用于向内筒风室41送入热空气。

可以理解的是，进入内筒风室41的热空气通过第一出气孔进入不同层绝缘线芯与绝缘线芯之间的水平间隙处，以向绝缘线芯内部渗透传热，达到除气的目的。

第二加热装置与第二进风口311相连，用于向筒底风室31送入热空气。

可以理解的是，进入筒底风室31的热空气通过第二出气孔进入绝缘线芯与绝缘线芯之间的竖直间隙处，以向绝缘线芯内部渗透传热，达到除气的目的。

第三加热装置用于向密闭除气房1内送入热空气，以使密闭除气房1的温度达到预设温度值。

也就是说，本发明通过第三加热装置来提高环境温度，确保环境温度达到预设温度值。

可以理解的是，工作过程中，密闭除气房1内的热空气与内筒风室41、筒底风室31内的热空气产生对流循环，热空气经过往复循环加热使密闭除气房1内的温度均匀。

显然，通过第三加热装置向密闭除气房1内送入热空气，提高了向密闭除气房1内的环境温度，从而通过热对流的方式，加速了密闭除气房1内的温度提升，因此，加速了除气效率，使绝缘线芯受热均匀，提高了海缆的除气效果和产品质量。

需要说明的是，本实施例对第一进风口411、第二进风口311、第一加热装置、第二加热装置以及第三加热装置的具体数量不做限定。

可以理解的是，优选地，第一进风口411的数量与第一加热装置的数量相同，第一进风口411与第一加热装置一一对应相连，以通过至少一个第一加热装置对内筒风室41输入热空气。

同理，优选地，第二进风口311的数量与第二加热装置的数量相同，第二进风口311与第二加热装置一一对应相连，以通过至少一个第二加热装置对筒底风室31输入热空气。

第三加热装置的数量至少为一个，只要能够对密闭除气房1输入热空气即可。

为了充分利用热源，避免加热装置的闲置和浪费，在上述实施例的基础之上，第二进风口311的数量等于所有第二加热装置和第三加热装置的组数之和，第三加热装置的第三送风管与第二进风口311可拆卸连接，以在需要加热密闭除气房1的温度时，拆除第三送风管，使第三送风管直接置于密闭除气房1中；当密闭除气房1的温度达到预设温度值时，使第三送风管与第二进风口311连接，以通过第三加热装置和第二加热装置共同向筒底风室31送入热空气。

也就是说，本实施例中的第三加热装置不仅用于向密闭除气房1送入热空气，还用于向筒底风室31送入热空气，只不过对密闭除气房1和筒底风室31送入热空气的时机不同。

优选地，第二加热装置和第三加热装置的数量分别为两组。第二加热装置和第三加热装置均匀分布于密闭除气房1的四周，用于从密闭除气房1的四周向筒底风室31送入热空气。

显然可以理解的是，这时，第二进风口311的数量为四个，用于分别与两个第二加热装置和两个第三加热装置连接。

优选地，第一加热装置的数量为一组。

具体地，当刚开始加热时，将两组第三加热装置的第三送风管直接置于密闭除气房1中，并分别使一组第一加热装置和两组第二加热装置与对应的第一进风口411和第二进风口311相连，在分别向内筒风室41和筒底风室31送入热空气的同时，采用第三加热装置快速加热环境温度，当环境温度达到预设温度值时，再将第三送风管拆除，使第三送风管与第二进风口311相连，通过第二加热装置和第三加热装置同时向筒底风室31内送入热空气。

需要说明的是，第一加热装置的第一送风管可以与第一进风口411固定连接，也可以采用可拆卸的方式连接，本发明不做具体限定。

同理，第二加热装置的第二送风管可以与第二进风口311固定连接，也可以采用可拆卸的方式连接，本发明不做具体限定。

需要说明的是，本实施例对密闭除气房1的预设温度值不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

优选地，密闭除气房1的工作温度范围为40℃～80℃。

优选地，密闭除气房1包括框架、岩棉夹芯板和地面，岩棉夹芯板的厚度范围优选为7cm～8cm，岩棉夹芯板连接处最好采用密封胶密封，以确保密闭除气房1的保温性。

另外，由于现有技术中通常采用电加热的方式来升温，也即，加热装置采用电阻丝发热，显然，这种加热方式的能耗高，可控性差，易超温，热能利用率低，因此，为了节能降耗，在上述实施例的基础之上，每组加热装置均包括依次连通的风机51、电加热箱52、热交换箱53和送风管54，风机51设有回风口，热交换箱53分别与蒸汽管路55和回水管路56相连。

需要说明的是，这里的加热装置包括第一加热装置、第二加热装置以及第三加热装置，本实施例中三者的结构相同。

可以理解的是，风机51、电加热箱52、热交换箱53和送风管54依次连通，用于使热空气可自由通过。

具体地，电加热箱52通过电阻丝发热将空气加热干燥后，由风机51将热空气经过送风管54送入内筒风室41或筒底风室31，实现电加热。

蒸汽通过蒸汽管路55到达热交换箱53发热将空气加热干燥后，由风机51将热空气经过送风管54送入内筒风室41或筒底风室31，冷凝水由回水管路56排出，实现蒸汽加热。

也就是说，本实施例包括了电加热和蒸汽加热两种加热方式，两种加热方式可切换工作，例如，通常情况下采用蒸汽加热方式，当蒸汽供给暂停时，可切换为电加热方式，以保证除气效果。

如图2所示，为一个优选方案的蒸汽加热的原理图。蒸汽管路55设有第一手动闸阀551、Y型过滤器552、压力表553、电动球阀554以及比例阀555等；回水管路56设有疏水阀561以及并联的止回阀562和第二手动闸阀563等。

需要说明的是，这里的送风管54是通称，为了描述的方便，上文将第一加热装置、第二加热装置和第三加热装置的送风管54分别称为第一送风管、第二送风管和第三送风管。

另外，本实施例对送风管54与热交换器的具体连接方式不做限定，优选地，送风管54与热交换器设置成活动式软连接，以便于密闭除气房1的绝缘线芯收、放线时可以快速拆卸。

可以理解的是，所有组加热装置的风机51的回风口均位于密闭除气房1内，以使回风口与第一出风孔和第二出风孔共同作用，实现绝缘线芯内的热空气的水平对流和竖直对流的循环过程，热空气经往复循环加热使密闭除气房1内温度均匀。

需要说明的是，本发明对第一出风孔和第二出风孔的具体数量不做限定，本领域技术人员可以根据实际需要来设定。可以理解的是，第一出风孔和第二出风孔的数量和总截面积需要与风机51的流量风速相匹配。

为了确保加热装置的可靠性，在上述实施例的基础之上，电加热箱52和热交换箱53分别与风机51联动互锁，以当风机51故障或不启动时，使电加热箱52和热交换箱53处于非加热状态。

也就是说，本实施例中，电加热箱52和热交换箱53的启动信号由风机51的启动信号触发，当风机51启动时，使电加热箱52和/或热交换箱53启动工作；当风机51故障或不启动时，则电加热箱52和热交换箱53无法工作，不能实现加热。

为了判断热交换箱53是否有蒸汽泄露，以便在热交换箱53存在蒸汽泄露时及时处理，在上述实施例的基础之上，热交换箱53的出风口设有用于检测热空气湿度的防漏探头，以通过防漏探头检测的热空气湿度，来判断热交换箱53是否有蒸汽泄露。

为了实时控制热空气的温度，该海缆除气装置还包括第一测温点、第二测温点和第三测温点，第一测温点用于监控绝缘线芯的表面温度，第二测温点用于监测热交换箱53的温度，第三测温点用于监测送风管54处的温度，第一测温点、第二测温点和第三测温点分别与海缆除气装置的PLC控制柜7相连，以当第一测温点、第二测温点或第三测温点检测的温度值超过预设值时，使PLC控制柜7控制电加热箱52或热交换箱53停止加热。

需要说明的是，本实施例对第一测温点、第二测温点和第三测温点各自的数量不做具体限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

例如，第一测温点的数量可以为三个，三个第一测温点分别设于绝缘线芯的上、中、下部位的层间空隙处。

第二测温点和第三测温点的数量分别与加热装置的数量相同。

可以理解的是，为了避免绝缘线芯、热交换箱53以及送风管54任意一处的温度过高，当第一测温点、第二测温点和第三测温点中的任意一个的检测温度超过预设值时，则通过PLC控制柜7控制电加热箱52或热交换箱53停止加热。

可以理解的是，在密闭除气房1内绝缘线芯收、放线时，需要通过驱动电机6驱动筒底3转动，从而带动内筒4、外筒2和绝缘线芯一起转动，实现收线或放线，为了避免驱动电机6故障时无法实现绝缘线芯的收、放线，在上述实施例的基础之上，与筒底3相连且用于驱动筒底3转动的驱动电机6为可切换工作的双驱动电机。

也就是说，本实施例通过采用双驱动电机，使一台驱动电机6工作时，另一台驱动电机6可作为备用，以便随时切换工作，提高了设备的可靠性。

为了防止密闭除气房1内的甲烷浓度过高，在上述实施例的基础之上，密闭除气房1设有若干个用于实时监测密闭除气房1内的甲烷浓度的废气检测装置。

当废气检测装置检测的甲烷浓度超标时，可以发出报警；或者使海缆除气装置的PLC控制柜7根据废气检测装置的检测信号，自动控制设于密闭除气房1顶部的排风扇11启动，以排放废气，补充新鲜空气。

需要说明的是，在上述各个实施例中，为了保证绝缘线芯的上下层之间以及同层绝缘线芯之间的通气，在密闭除气房1中的绝缘线芯收线时，确保同层绝缘线芯之间的间隙范围为2～3cm，优选在绝缘线芯的层与层之间设置EVA板作为衬垫，优选地，衬垫的范围为2～5cm。

请参考图3，为本发明具体实施例一所提供的海缆除气方法的流程图。

除了上述海缆除气装置，本发明还提供一种应用于上述实施例公开的海缆除气装置的海缆除气方法，该海缆除气方法包括步骤S1和步骤S2：

步骤S1：在采用海缆除气装置的第一加热装置和第二加热装置分别向海缆除气装置的内筒风室41和筒底风室31送入热空气的同时，采用海缆除气装置的第三加热装置向密闭除气房1送入热空气。

也就是说，在分别向内筒风室41和筒底风室31送入热空气的同时，采用第三加热装置快速加热环境温度，以减小从内筒风室41和筒底风室31的出风孔出来的空气温度与环境温度的差值，通过热对流的方式，加速了密闭除气房1内的温度提升，因此，加速了除气效率，使绝缘线芯受热均匀，提高了海缆的除气效果和产品质量。

步骤S2：当密闭除气房1的温度达到预设温度值时，控制第三加热装置停止加热。

请参考图4，为本发明具体实施例二所提供的海缆除气方法的流程图。

为了充分利用热源，避免加热装置的闲置和浪费，在上述实施例的基础之上，在控制第三加热装置停止加热之后，还包括步骤S3和步骤S4：

步骤S3：将第三加热装置的送风管54转接到筒底风室31的进风口处。

步骤S4：启动第三加热装置，以使第三加热装置和第二加热装置共同向筒底风室31送入热空气。

也就是说，当密闭除气房1内的环境温度达到预设温度值时，将第三加热装置与内筒风室41的进风口相连，以使第三加热装置也能够向内筒风室41送入热空气，从而使第二加热装置和第三加热装置同时向筒底风室31内送入热空气，提高了加热效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的海缆除气装置及海缆除气方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海缆除气装置，包括设于密闭除气房(1)的外筒(2)、筒底(3)和内筒(4)，三者形成用于设置绝缘线芯的储存空间，其特征在于，还包括：

设于所述内筒(4)的内筒风室(41)，所述内筒风室(41)设有第一进风口(411)和若干个第一出风孔；

设于所述筒底(3)的筒底风室(31)，所述筒底风室(31)设有第二进风口(311)和若干个第二出风孔；

至少三组加热装置，所述加热装置包括：

与所述第一进风口(411)相连、用于向所述内筒风室(41)送入热空气的第一加热装置；

与所述第二进风口(311)相连、用于向所述筒底风室(31)送入热空气的第二加热装置；

用于向所述密闭除气房(1)送入热空气以使所述密闭除气房(1)的温度达到预设温度值的第三加热装置。

2.根据权利要求1所述的海缆除气装置，其特征在于，所述第二进风口(311)的数量等于所有所述第二加热装置和所述第三加热装置的组数之和，所述第三加热装置的第三送风管与所述第二进风口(311)可拆卸连接，以在需要加热所述密闭除气房(1)的温度时，拆除所述第三送风管，使所述第三送风管直接置于所述密闭除气房(1)中；当所述密闭除气房(1)的温度达到所述预设温度值时，使所述第三送风管与所述第二进风口(311)连接，以通过所述第三加热装置和所述第二加热装置共同向所述筒底风室(31)送入热空气。

3.根据权利要求1或2所述的海缆除气装置，其特征在于，每组所述加热装置均包括依次连通的风机(51)、电加热箱(52)、热交换箱(53)和送风管(54)，所述风机(51)设有回风口，所述热交换箱(53)分别与蒸汽管路(55)和回水管路(56)相连。

4.根据权利要求3所述的海缆除气装置，其特征在于，所述电加热箱(52)和所述热交换箱(53)分别与所述风机(51)联动互锁，以当所述风机(51)故障或不启动时，使所述电加热箱(52)和所述热交换箱(53)处于非加热状态。

5.根据权利要求3所述的海缆除气装置，其特征在于，所述热交换箱(53)的出风口设有用于检测热空气湿度的防漏探头，以判断所述热交换箱(53)是否有蒸汽泄露。

6.根据权利要求3所述的海缆除气装置，其特征在于，还包括：

用于监控绝缘线芯的表面温度的第一测温点；

用于监测所述热交换箱(53)的温度的第二测温点；

用于监测所述送风管(54)处的温度的第三测温点，所述第一测温点、所述第二测温点和所述第三测温点分别与所述海缆除气装置的PLC控制柜(7)相连，以当所述第一测温点、所述第二测温点或所述第三测温点检测的温度值超过预设值时，使所述PLC控制柜(7)控制所述电加热箱(52)或所述热交换箱(53)停止加热。

7.根据权利要求1或2所述的海缆除气装置，其特征在于，与所述筒底(3)相连且用于驱动所述筒底(31)转动的驱动电机(6)为可切换工作的双驱动电机。

8.根据权利要求1或2所述的海缆除气装置，其特征在于，所述密闭除气房(1)设有若干个用于实时监测所述密闭除气房(1)内的甲烷浓度的废气检测装置。

9.一种海缆除气方法，其特征在于，应用于权利要求1-8任一项所述的海缆除气装置，包括：

在采用所述海缆除气装置的第一加热装置和第二加热装置分别向所述海缆除气装置的内筒风室(41)和筒底风室(31)送入热空气的同时，采用所述海缆除气装置的第三加热装置向密闭除气房(1)送入热空气；

当所述密闭除气房(1)的温度达到预设温度值时，控制所述第三加热装置停止加热。

10.根据权利要求9所述的海缆除气方法，其特征在于，在所述的控制所述第三加热装置停止加热之后，还包括：

将所述第三加热装置的送风管(54)转接到所述筒底风室(31)的进风口处；

启动所述第三加热装置，以使所述第三加热装置和所述第二加热装置共同向所述筒底风室(31)送入热空气。

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