CN112361620B - 一种撬装式光热加热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种撬装式光热加热装置,包括前端敞口的箱体、箱门、组合式框架、太阳能集热器、换热器、电控箱。箱门与箱体敞口的底部铰接,当箱门旋转至垂直状态时,组合式框架位于箱体内部,太阳能集热器固定于框架中间。换热器、电控箱均固定于箱体内部。本发明利用太阳能,通过光热为原油加热,改善易凝原油的流动性能,降低其粘度使之易于输送,并防止在管壁结蜡、阻塞管线、增加回压,确保其正常集输和初加工。
Description
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域,具体涉及为一种撬装式光热加热装置。
背景技术
随着经济发展和科技的进步,能源和环境是当今世界突出的两大社会问题,这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性,而愈来愈重视太阳能和其他新能源技术的利用,太阳能作为一种清洁、高效的新能源在越来越多的领域中发挥出重要的作用。随着油田开采进入中后期阶段,开采成本、能耗上升的问题日益突出,有效利用太阳能可减少不可再生能源的消耗,降低开采成本,是实现油田企业可持续发展的一项重要举措。
胜利油田的原油凝固点普遍较高,粘度大,常温下流动性差,因此从油井出油后的输运过程中必须进行加热与保温。目前在用的原油加热设备主要有:水套加热炉、高架罐、多功能罐等。
目前原油加热设备存在耗能高、排放高、效率低的缺点。胜利油田天然气产量约50%左右消耗在原油加热环节。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:克服现有技术的不足,提供一种撬装式光热加热装置,本发明利用太阳能,通过光热为原油加热,改善易凝原油的流动性能,降低其粘度使之易于输送,并防止在管壁结蜡、阻塞管线、增加回压,确保其正常集输和初加工。
本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是:
一种撬装式光热加热装置,包括前端敞口的箱体、箱门、组合式框架、太阳能集热器、换热器、电控箱。
箱门与箱体敞口的底部铰接,箱门旋转至垂直状态时将箱体前端敞口部位覆盖,箱门边沿与箱体边沿之间通过第一螺栓固定连接。
当箱门旋转至垂直状态时,组合式框架位于箱体内部,组合式框架包括第一框架以及滑动框架,第一框架一端与箱门铰接,第一框架左右两端均固定有滑杆,滑杆上套设有滑套,滑套顶部与滑动框架左右两端固定连接,第一框架、滑动框架左右两侧均铰接有支杆。
太阳能集热器固定于第一框架、滑动框架中间。
换热器、电控箱均固定于箱体内部。
换热器包括柜体以及柜体内部的第一换热模块、油管。
第一换热模块位于油管下方,第一换热模块包括依次贯通连接的第一进液管、若干根第一支管、第一出液管,第一支管直径小于第一进液管、第一出液管直径。
第一进液管、第一出液管端部穿设至柜体外部,油管两端穿设至柜体外部,柜体内部填充有冷媒,冷媒完全液化后,液面高度低于油管、高于第一换热模块。
太阳能集热器热媒出口与第一进液管之间通过太阳能供液管贯通连接,太阳能集热器热媒进口与第一出液管之间通过太阳能回液管贯通连接,太阳能回液管上设有循环泵。
循环泵与电控箱电性连接。
优选的,滑动框架包括第二框架、第三框架,第一框架、第二框架、第三框架依次叠放。
第二框架左右两端固定有滑杆,滑杆上套设有滑套,滑套上端与第三框架端面固定连接。
第二框架、第三框架左右两端均铰接有支杆,第三框架铰接的支杆采用伸缩杆。
优选的,所述的支杆末端设有底座,第一框架、第二框架、第三框架左右端面上固定有固定座。
底座、固定座上设有螺纹孔,支杆旋转至于组合式框架平行状态时,底座与固定座上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
箱体顶面、箱门左右两侧均设有螺栓孔,组合式框架旋转至倾斜位置,支杆旋转至垂直位置时,底座螺纹孔分别与箱体顶面、箱门上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
优选的,所述的柜体顶面设有填料装置、填料装置内部设有弹簧腔,弹簧腔上下两侧分别设有贯穿的上端口、下端口,下端口与柜体内部贯通连接,弹簧腔直径大于上端口、下端口直径。
弹簧腔内部设有密封板以及密封板下方的弹簧,密封板端面外围设有贯穿的孔,孔布置于上端口外围。
柜体内部设有压力传感器,压力传感器与电控箱电性连接。
优选的,所述的柜体顶部设有垂直布置的与其贯通连接的导筒,导筒内部滑动设有上端开口的压筒,所述的压筒内部固定有螺杆,螺杆上套设有与其螺纹连接的螺母套,螺母套顶部穿设至导筒顶面上方、并固定有被动齿轮。
被动齿轮啮合连接有主动齿轮,主动齿轮下方连接有伺服电机。
所述的导筒内壁上内凹有垂直布置的滑道,压筒外壁凸设有滑块,滑块滑动设置于滑道内部。
螺母套上套设有两块限位盘,两块限位盘分别位于导筒顶面的上下两侧。
优选的,所述的箱体内部设有储能罐、电加热器。
储能罐包括第二进液管、第二出液管,第二进液管与第一出液管之间通过管路进行连接,第二出液管与太阳能回液管贯通连接。
油管出油口与电加热器进油口通过管路贯通连接。
优选的,所述的储能罐包括罐体、下端罐、第二换热模块、水环,水环固定于罐体内部底面上,下端罐位于水环上方。
水环内部设有贯穿的水道,第二进液管与水道贯通连接。
第二换热模块包括底部管、分液管、若干个第二支管、若干个第二支管设置于下端罐内部,第二支管上下两端均贯通连接有分液管,上端的分液管末端穿设至下端罐顶面上方与第二出液管贯通连接,下端的分液管末端穿设至下端罐底面下方与底部管贯通连接,底部管、分液管、下端罐轴线位于同一条垂直线上。
底部管设置于水环中心处、且底面与罐体底面接触,底部管圆周面上设有进液口,进液口与水道位于水环内壁上的开口交错布置。
下端罐底部呈环形阵列固定有若干片第一叶片,第一叶片底面与罐体底面接触、两端分别与底部管圆周面、水环内壁接触。
下端罐内部填充有无机水合盐。
优选的,所述的罐体内部位于下端罐的上方设有上端罐,上端罐下方输油第三进液管,第三进液管与分液管贯通连接,第二出液管与上端罐贯通连接处位于上端罐顶面上。
上端罐内部设有若干根储能棒,所述的储能棒内部装有石蜡,储能棒之间、储能棒与上端罐内壁之间均通过导热片相互固定连接。
优选的,所述的第二进液管上设有温控三通阀,温控三通阀两个出口一个与水道贯通连接、另一个贯通连接有第三支管。
第三支管末端与第三进液管贯通连接。
上端的分液管上设有单向阀,单向阀的流通方向为从下向上。
一种输油管道加热方法,包括以下步骤:
A、摆放、安装:使用拖车等运转工具将箱体运输到指定位置,箱体落地后,开启箱门,将箱门旋转至水平位置。
旋转第一框架,使其与箱门呈40~70°的倾斜角度,在旋转第一框架上的支杆,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆的底座与箱门固定连接。
拉动第二框架,直至第一框架上的太阳能集热器完全漏出,旋转第二框架两侧的支杆,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆的底座与箱体顶面固定连接。
拉动第三框架,直至第二框架上的太阳能集热器完全漏出,旋转第三框架两侧的支杆,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆的底座与箱体顶面固定连接;
B、管路连接:将油管进油口与石油进油管贯通连接,电加热器出油口与石油出油管贯通连接;
C、油管加热:太阳能集热器内部的热媒吸收太阳能加热后被循环泵推入至第一换热模块内部,加热换热器内部的冷媒,冷媒受热蒸发,形成的气态物质与油管接触,进行热交换,将热能传递给油管内部的石油,然后冷却液化,不断重复气化-液化-气化的过程;
D、热能储备:阳光充足时,太阳能集热器流出的热媒温度高,对油管内部石油加热后还有余温,阳光不足时,太阳能集热器流出的热媒温度低,不足以对油管内部石油加热到预定温度。
因此在阳光充足时,换热器流出的热媒,流入至储能罐内部,经过第二换热模块对下端罐内部的无机水合盐进行加热,实现相变储能。
热媒温度降低后流入至上端罐,对上端罐内部的储能棒进行加热,进行二次相变储能。
与现有技术相比,本发明所具有的有益效果:
(1)利用太阳能,采用光热转换技术实现能量转换,用来提供热能,替代电、燃油(气)、煤加热装置,降低能源消耗,减少碳排放量,能够满足油田生产需求,符合国家对清洁生产的要求。该项技术的实施充分利用油田现有的有利气候条件,同时应用先进技术及设备,通过优化工艺流程,提高了油田集输加热系统能源的利用效率,达到了降低能耗,节约能源以及绿色环保目的。
(2)太阳能集热板、换热器、储能罐、电控箱、电加热器等部件均集成在箱体内部,箱体可通过拖车等运载工具移动至任意位置,使得整套设备布置更加灵活。
(3)储能罐采用相变储能技术,储能效率更高。
(4)换热器通过冷媒气化后与油管接触,对油管内部石油进行加热,换热效率更高。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一种撬装式光热加热装置第一外形图,
图2为本发明一种撬装式光热加热装置第二外形图,
图3为本发明一种撬装式光热加热装置箱门开启后示意图,
图4为图3中A处局部放大图,
图5为本发明太阳能板神展开后示意图,
图6为本发明换热器外形图,
图7为本发明换热器轴向剖视图,
图8为图7中B处局部放大图,
图9为本发明换热器纵向剖视图,
图10为本发明储能罐外形图,
图11为本发明储能罐罐体局部剖视图,
图12为本发明储能罐中心剖视图,
图13为本发明储能罐内部下端罐水平方向剖视图,
图14为本发明储能罐内部下端罐底视图,
图15为本发明下端罐内部示意图,
图16为本发明储能罐内部上端管水平方向剖视图,
图17为本发明储能罐内部水环中心水平方向剖视图,
图18为本发明管路系统连接图。
图中:1-箱体;
2-箱门、201-第一螺栓;
3-组合式框架、301-第一框架、302-第二框架、303-第三框架、304-滑杆、305-滑套、306-支杆、3061-底座、307-固定座、308-第二螺栓;
4-太阳能集热器;
5-换热器、501-柜体、502-第一换热模块、5021-第一进液管、5022-第一支管、5023-集液腔、5024-第一出液管、503-油管、5031-第一翅片管、504-填料装置、5041-弹簧腔、5042-上端口、5043-下端口、5044-密封板、50441-孔、5045-弹簧、505-压力传感器、506-导筒、5061-滑道、507-压筒、5071-滑块、5072-螺杆、508-螺母套、5081-被动齿轮、5082-限位盘、509-伺服电机、5091-主动齿轮;
6-储能罐、601-罐体、602-下端罐、6021-第一叶片、6022-第二叶片、603-第二换热模块、6031-底部管、60311-进液口、6032-分液管、6033-第二支管、60331-第二翅片管、604-第二进液管、6041-温控三通阀、6042-第三支管、6043-单向阀、605-水环、6051-水道、606-上端罐、6061-第三进液管、607-储能棒、608-导热片、609-第二出液管;
7-电控箱;
8-电加热器;
9-循环泵;
01-太阳能供液管、02-太阳能回液管、03-并联管线、04-石油进油管、05-石油出油管、06-旁通管路。
具体实施方式
附图为该一种撬装式光热加热装置的最佳实施例,下面结合附图对本发明进一步详细的说明。
由附图1以及附图2所示,一种撬装式光热加热装置,包括前端敞口的箱体1、箱门2、组合式框架3、太阳能集热器4、换热器5、储能罐6、电控箱7、电加热器8。
箱体1可为框架结构,也可采用去除前端端面的集装箱。箱门2与箱体1敞口的底部铰接,由附图1所示,箱门2旋转至垂直状态时将箱体1前端敞口部位覆盖,箱门2边沿与箱体1边沿之间通过第一螺栓201固定连接。由附图3所示,箱门2旋转至水平状态时,将箱体1前端敞口部位敞开。
当箱门2旋转至垂直状态时,组合式框架3位于箱体1内部;当箱门2旋转至水平状态时,组合式框架3位于箱体1上方。组合式框架3包括第一框架301以及滑动框架,第一框架301一端与箱门2铰接,第一框架301左右两端均固定有滑杆304,滑杆304上套设有滑套305,滑套305顶部与滑动框架左右两端固定连接,第一框架301、滑动框架左右两侧均铰接有支杆306。
由附图4所示,滑动框架可为多个。本实施例中采用两个滑动框架,即第二框架302、第三框架303。第一框架301、第二框架302、第三框架303依次叠放。
第二框架302左右两端固定有滑杆304,滑杆304上套设有滑套305,滑套305上端与第三框架303端面固定连接。第二框架302、第三框架303左右两端均铰接有支杆306,第三框架303铰接的支杆采用伸缩杆。
为了避免箱门2旋转过程中,第一框架301、第二框架302、第三框架303发生移动,在第三框架303左右两侧端面上凸设有边沿,边沿与箱门2之间通过第二螺栓308紧固连接。
所述的支杆306末端设有底座3061,第一框架301、第二框架302、第三框架303左右端面上固定有固定座307。
底座3061、固定座307上设有螺纹孔,支杆306旋转至于组合式框架3平行状态时,底座3061与固定座307上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
箱体1顶面、箱门2左右两侧均设有螺栓孔,由附图5所示,组合式框架3旋转至倾斜位置,支杆306旋转至垂直位置时,底座3061螺纹孔分别与箱体1顶面、箱门2上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
太阳能集热器4固定于第一框架301、第二框架302、第三框架303中间,太阳能集热器4采用管式或板式太阳能集热装置。
换热器5、电控箱7均固定于箱体1内部。
由附图6至附图9所示,换热器5包括柜体501以及柜体内部的第一换热模块502、油管503,第一换热模块502位于油管503下方。为了进一步增加油管503的换热效果,位于柜体501内部的油管503采用第一翅片管5031。
第一换热模块502包括依次贯通连接的第一进液管5021、若干根第一支管5022、第一出液管5024,第一支管5022直径小于第一进液管5021、第一出液管5024直径。
若干根第一支管5022呈环形阵列或矩形阵列布置,所有的第一支管5022两端均通过一个集液腔5023分别与第一今夜管5021、第一出液管5024贯通连接。
第一进液管5021、第一出液管5024端部穿设至柜体501外部,油管503两端穿设至柜体501外部。柜体501内部填充有冷媒,冷媒完全液化后,液面高度低于油管503、高于第一换热模块502。冷媒采用低压高温制冷剂,可通过调整柜体501内部的压力来改变冷媒的蒸发温度,用以实现更优的热交换效果。
所述的柜体501顶面设有填料装置504,由附图8所示,填料装置504内部设有弹簧腔5041,弹簧腔5041上下两侧分别设有贯穿的上端口5042、下端口5043,下端口5043与柜体501内部贯通连接,弹簧腔5041直径大于上端口5042、下端口5043直径。
弹簧腔5041内部设有密封板5044以及密封板5044下方的弹簧5045,密封板5044端面外围设有贯穿的孔50441,孔50441布置于上端口5042外围。在弹簧5045推动下,密封板5044顶面与弹簧腔5041、上端口5042之间的端面接触,孔50441被堵住,避免柜体501内部的冷媒外泄。
柜体501内部设有压力传感器505、温度传感器,温度传感器、压力传感器505与电控箱7电性连接。
所述的柜体501顶部设有垂直布置的与其贯通连接的导筒506,导筒506内部滑动设有上端开口的压筒507,所述的压筒507内部固定有螺杆5072,螺杆5072上套设有与其螺纹连接的螺母套508,螺母套508顶部穿设至导筒506顶面上方、并固定有被动齿轮5081。为了进一步增加密封效果,导筒506底部与压筒507相接触的部位设有滑动密封件,螺母套508与导筒506顶面接触的部位设有转动密封件。
被动齿轮5081啮合连接有主动齿轮5091,主动齿轮5091下方连接有伺服电机509,伺服电机509与电控箱7电性连接,伺服电机509与导筒506外壁固定连接。
所述的导筒506内壁上内凹有垂直布置的滑道5061,压筒507外壁凸设有滑块5071,滑块5071滑动设置于滑道5061内部,滑块5071起到限位作用,确保压筒507只能上下滑动,无法转动。
螺母套508上套设有两块限位盘5082,两块限位盘5082分别位于导筒506顶面的上下两侧。
将带有侧开口的冷媒添加管通过上端口5042推动密封板5044下移,插入至弹簧腔5041内部。此时孔50441开启,可向柜体501内部添加冷媒。柜体501内部压力决定冷媒的蒸发温度,因此可通过压力传感器505检查柜体501内部压力数值决定冷媒的添加量,也可以计算出该压力对应的液态冷媒或气态冷媒的立方数来确定添加量。
柜体501内部冷媒添加完成后,移除添加管,孔50441重新归位到密封状态。此后,柜体501内部冷媒液化-气化转换过程中,柜体501内部压力会产生变化,压力传感器505实时监控柜体501内部压力变化,若柜体501内部压力降低,则伺服电机509通过螺母套508、螺杆5072带动压筒507下移,减少柜体501内部容积,进而提高柜体501内部压力数值;反之,当柜体501内部压力提高,压筒507上移,增加柜体501内部容积,降低柜体501内部压力数值。进而保证柜体501内部压力处于稳定状态。
储能罐6、电加热器8均设置于箱体1内部,电加热器8与电控箱7电性连接,电热器8采用现有技术。
由附图10、附图11、附图12所示,储能罐6包括第二进液管604、第二出液管609,第二进液管604与第一出液管5024之间通过管路进行连接,第二出液管609与太阳能回液管02贯通连接。
油管503出油口与电加热器8进油口通过管路贯通连接,油管503出口处可添加温度传感器,当该处温度传感器检测到的温度数值低于阈值时,电加热器8通电对油管503流出的石油进行加热。电加热器8一侧设有带电控阀门的旁通管路06,如油管503出油口的石油温度达到阈值,则石油通过旁通管路06流出,无需流入至电加热器8内部。
所述的储能罐6包括罐体601、下端罐602、第二换热模块603、水环605、上端管606。水环605固定于罐体601内部底面上,下端罐602位于水环605上方。
由附图17所示,水环605内部设有贯穿的水道6051,第二进液管604与水道6051贯通连接,水道6051为弧形,其位于水环605内侧圆周面上的出口处的轴线与水环605内侧圆周面相切。
第二换热模块603包括底部管6031、分液管6032、若干个第二支管6033、若干个第二支管6033呈环形阵列或矩形阵列布置于下端罐602内部,为了增加第二支管6033的热交换面积,第二支管6033均采用第二翅片管60331。
第二支管6033上下两端均贯通连接有分液管6032,分液管6032有一根垂直管以及若干跟连接管贯通连接组成,连接管与第二支管6033贯通连接。
位于第二支管6033上端的分液管6032的垂直管穿设至下端罐602顶面上方,位于第二支管6033下端的分液管6032的垂直管穿设至下端罐602底面下方与底部管6031贯通连接,底部管6031、分液管6032的垂直管、下端罐602轴线位于同一条垂直线上。
底部管6031设置于水环605中心处、且底面与罐体601底面接触,底部管6031圆周面上设有进液口60311,进液口60311与水道6051位于水环605内壁上的开口交错布置。
由附图14所示,下端罐602底部呈环形阵列固定有若干片第一叶片6021,第一叶片6021底面与罐体601底面接触、两端分别与底部管6031圆周面、水环605内壁接触。
下端罐602内部填充有无机水合盐,下端罐602内部圆周面上凸设有若干片第二叶片6022。热媒通过水道6051喷入至水环605内部,冲击第一叶片6021带动下端罐602旋转,然后在通过进液口60311进入到第二换热模块603内部。下端罐602旋转过程中,第二叶片6022搅动下端罐602内部的无机水合盐,使无机水合盐处于流动状态,使其与第二换热模块603热交换更加充分。
所述的罐体601内部位于下端罐602的上方设有上端罐606,上端罐606下方输油第三进液管6061,第三进液管6061与分液管6032的垂直管连接,第二出液管609与上端罐606贯通连接处位于上端罐606顶面上。
上端罐606内部设有若干根储能棒607,所述的储能棒607内部装有石蜡,储能棒607之间、储能棒607与上端罐606内壁之间均通过导热片608相互固定连接。
所述的第二进液管604上设有温控三通阀6041,温控三通阀6041两个出口一个与水道6051贯通连接、另一个贯通连接有第三支管6042。第三支管6042末端与第三进液管6061贯通连接。上端的分液管6032上设有单向阀6043,单向阀6043的流通方向为从下向上。
如果通过换热器后的石油温度可加热至阈值,但热媒流出换热器后的温度低于无机水合盐相变温度高于石蜡相变温度时,可通过温控三通阀6041改变流动路径,使热媒直接流入至上端罐606内部。
同时在温控三通阀6041一侧并联一根旁通管路,管路上设有电控阀门。当通过换热器后的石油温度低于阈值时,即夜间或光照不足,太阳能集热器4排出的热媒温度低时,热媒通过旁通管路进入到下端罐602,无机水合盐进行放热将热媒加热。
无机水合盐的相变温度高于石蜡的相变温度,因此热媒先对无机水合盐进行加热,使其相变储能,在此过程中,热媒降温并流入至上端罐606内部,对内部装有石蜡的储能棒607进行加热使其相变储能。
由附图18所示,太阳能集热器4热媒出口与第一进液管5021之间通过太阳能供液管01贯通连接,太阳能集热器4热媒进口与第一出液管5024之间通过太阳能回液管02贯通连接,太阳能回液管02上设有循环泵9,循环泵9一些通过并联管线03在并联另一台循环泵9,这样可在一台循环泵9出现故障时,开启另外一台循环泵9,确保设备正常运行。
一种输油管道加热方法,包括以下步骤:
A、摆放、安装:使用拖车等运转工具将箱体1运输到指定位置,箱体1落地后,开启箱门2,将箱门2旋转至水平位置。
旋转第一框架301,使其与箱门2呈40~70°的倾斜角度,在旋转第一框架301上的支杆306,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆306的底座3061与箱门2固定连接。
拉动第二框架302,直至第一框架301上的太阳能集热器4完全漏出,旋转第二框架302两侧的支杆306,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆306的底座3061与箱体1顶面固定连接。
拉动第三框架303,直至第二框架302上的太阳能集热器4完全漏出,旋转第三框架303两侧的支杆306,使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆306的底座3061与箱体1顶面固定连接;
B、管路连接:将油管503进油口与石油进油管04贯通连接,电加热器8出油口与石油出油管05贯通连接;
C、油管加热:太阳能集热器4内部的热媒吸收太阳能加热后被循环泵推入至第一换热模块502内部,加热换热器5内部的冷媒,冷媒受热蒸发,形成的气态物质与油管503接触,进行热交换,将热能传递给油管503内部的石油,然后冷却液化,不断重复气化-液化-气化的过程;
D、热能储备:阳光充足时,太阳能集热器4流出的热媒温度高,对油管503内部石油加热后还有余温,阳光不足时,太阳能集热器4流出的热媒温度低,不足以对油管503内部石油加热到预定温度。
因此在阳光充足时,换热器5流出的热媒,流入至储能罐6内部,经过第二换热模块603对下端罐602内部的无机水合盐进行加热,实现相变储能。
热媒温度降低后流入至上端罐606,对上端罐606内部的储能棒607进行加热,进行二次相变储能。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
包括前端敞口的箱体(1)、箱门(2)、组合式框架(3)、太阳能集热器(4)、换热器(5)、电控箱(7),
箱门(2)与箱体(1)敞口的底部铰接,箱门(2)旋转至垂直状态时将箱体(1)前端敞口部位覆盖,箱门(2)边沿与箱体(1)边沿之间通过第一螺栓(201)固定连接,
当箱门(2)旋转至垂直状态时,组合式框架(3)位于箱体(1)内部,组合式框架(3)包括第一框架(301)以及滑动框架,第一框架(301)一端与箱门(2)铰接,第一框架(301)左右两端均固定有滑杆(304),滑杆(304)上套设有滑套(305),滑套(305)顶部与滑动框架左右两端固定连接,第一框架(301)、滑动框架左右两侧均铰接有支杆(306),
太阳能集热器(4)固定于第一框架(301)、滑动框架中间,
换热器(5)、电控箱(7)均固定于箱体(1)内部,
换热器(5)包括柜体(501)以及柜体内部的第一换热模块(502)、油管(503),
第一换热模块(502)位于油管(503)下方,第一换热模块(502)包括依次贯通连接的第一进液管(5021)、若干根第一支管(5022)、第一出液管(5024),第一支管(5022)直径小于第一进液管(5021)、第一出液管(5024)直径,
第一进液管(5021)、第一出液管(5024)端部穿设至柜体(501)外部,油管(503)两端穿设至柜体(501)外部,柜体(501)内部填充有冷媒,冷媒完全液化后,液面高度低于油管(503)、高于第一换热模块(502),
太阳能集热器(4)热媒出口与第一进液管(5021)之间通过太阳能供液管(01)贯通连接,太阳能集热器(4)热媒进口与第一出液管(5024)之间通过太阳能回液管(02)贯通连接,太阳能回液管(02)上设有循环泵(9),
循环泵(9)与电控箱(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
滑动框架包括第二框架(302)、第三框架(303),第一框架(301)、第二框架(302)、第三框架(303)依次叠放,
第二框架(302)左右两端固定有滑杆(304),滑杆(304)上套设有滑套(305),滑套(305)上端与第三框架(303)端面固定连接,
第二框架(302)、第三框架(303)左右两端均铰接有支杆(306),第三框架(303)铰接的支杆采用伸缩杆。
3.根据权利要求2所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的支杆(306)末端设有底座(3061),第一框架(301)、第二框架(302)、第三框架(303)左右端面上固定有固定座(307),
底座(3061)、固定座(307)上设有螺纹孔,支杆(306)旋转至于组合式框架(3)平行状态时,底座(3061)与固定座(307)上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接,
箱体(1)顶面、箱门(2)左右两侧均设有螺栓孔,组合式框架(3)旋转至倾斜位置,支杆(306)旋转至垂直位置时,底座(3061)螺纹孔分别与箱体(1)顶面、箱门(2)上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的柜体(501)顶面设有填料装置(504)、填料装置(504)内部设有弹簧腔(5041),弹簧腔(5041)上下两侧分别设有贯穿的上端口(5042)、下端口(5043),下端口(5043)与柜体(501)内部贯通连接,弹簧腔(5041)直径大于上端口(5042)、下端口(5043)直径,
弹簧腔(5041)内部设有密封板(5044)以及密封板(5044)下方的弹簧(5045),密封板(5044)端面外围设有贯穿的孔(50441),孔(50441)布置于上端口(5042)外围,
柜体(501)内部设有压力传感器(505),压力传感器(505)与电控箱(7)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的柜体(501)顶部设有垂直布置的与其贯通连接的导筒(506),导筒(506)内部滑动设有上端开口的压筒(507),所述的压筒(507)内部固定有螺杆(5072),螺杆(5072)上套设有与其螺纹连接的螺母套(508),螺母套(508)顶部穿设至导筒(506)顶面上方、并固定有被动齿轮(5081),
被动齿轮(5081)啮合连接有主动齿轮(5091),主动齿轮(5091)下方连接有伺服电机(509),
所述的导筒(506)内壁上内凹有垂直布置的滑道(5061),压筒(507)外壁凸设有滑块(5071),滑块(5071)滑动设置于滑道(5061)内部,
螺母套(508)上套设有两块限位盘(5082),两块限位盘(5082)分别位于导筒(506)顶面的上下两侧。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的箱体(1)内部设有储能罐(6)、电加热器(8),
储能罐(6)包括第二进液管(604)、第二出液管(609),第二进液管(604)与第一出液管(5024)之间通过管路进行连接,第二出液管(609)与太阳能回液管(02)贯通连接,
油管(503)出油口与电加热器(8)进油口通过管路贯通连接。
7.根据权利要求6所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的储能罐(6)包括罐体(601)、下端罐(602)、第二换热模块(603)、水环(605),水环(605)固定于罐体(601)内部底面上,下端罐(602)位于水环(605)上方,
水环(605)内部设有贯穿的水道(6051),第二进液管(604)与水道(6051)贯通连接,
第二换热模块(603)包括底部管(6031)、分液管(6032)、若干个第二支管(6033)、若干个第二支管(6033)设置于下端罐(602)内部,第二支管(6033)上下两端均贯通连接有分液管(6032),上端的分液管(6032)末端穿设至下端罐(602)顶面上方与第二出液管(609)贯通连接,下端的分液管(6032)末端穿设至下端罐(602)底面下方与底部管(6031)贯通连接,底部管(6031)、分液管(6032)、下端罐(602)轴线位于同一条垂直线上,
底部管(6031)设置于水环(605)中心处、且底面与罐体(601)底面接触,底部管(6031)圆周面上设有进液口(60311),进液口(60311)与水道(6051)位于水环(605)内壁上的开口交错布置,
下端罐(602)底部呈环形阵列固定有若干片第一叶片(6021),第一叶片(6021)底面与罐体(601)底面接触、两端分别与底部管(6031)圆周面、水环(605)内壁接触,
下端罐(602)内部填充有无机水合盐。
8.根据权利要求7所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的罐体(601)内部位于下端罐(602)的上方设有上端罐(606),上端罐(606)下方输油第三进液管(6061),第三进液管(6061)与分液管(6032)贯通连接,第二出液管(609)与上端罐(606)贯通连接处位于上端罐(606)顶面上,
上端罐(606)内部设有若干根储能棒(607),所述的储能棒(607)内部装有石蜡,储能棒(607)之间、储能棒(607)与上端罐(606)内壁之间均通过导热片(608)相互固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种撬装式光热加热装置,其特征在于:
所述的第二进液管(604)上设有温控三通阀(6041),温控三通阀(6041)两个出口一个与水道(6051)贯通连接、另一个贯通连接有第三支管(6042),
第三支管(6042)末端与第三进液管(6061)贯通连接,
上端的分液管(6032)上设有单向阀(6043),单向阀(6043)的流通方向为从下向上。
10.一种输油管道加热方法,其特征在于,包括以下步骤:
A、摆放、安装:使用运转工具将箱体(1)运输到指定位置,箱体(1)落地后,开启箱门(2),将箱门(2)旋转至水平位置,
旋转第一框架(301),使其与箱门(2)呈40~70°的倾斜角度,在旋转第一框架(301)上的支杆(306),使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱门(2)固定连接,
拉动第二框架(302),直至第一框架(301)上的太阳能集热器(4)完全漏出,旋转第二框架(302)两侧的支杆(306),使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱体(1)顶面固定连接,
拉动第三框架(303),直至第二框架(302)上的太阳能集热器(4)完全漏出,旋转第三框架(303)两侧的支杆(306),使其处于垂直状态,并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱体(1)顶面固定连接;
B、管路连接:将油管(503)进油口与石油进油管(04)贯通连接,电加热器(8)出油口与石油出油管(05)贯通连接;
C、油管加热:太阳能集热器(4)内部的热媒吸收太阳能加热后被循环泵推入至第一换热模块(502)内部,加热换热器(5)内部的冷媒,冷媒受热蒸发,形成的气态物质与油管(503)接触,进行热交换,将热能传递给油管(503)内部的石油,然后冷却液化,不断重复气化-液化-气化的过程;
D、热能储备:阳光充足时,太阳能集热器(4)流出的热媒温度高,对油管(503)内部石油加热后还有余温,阳光不足时,太阳能集热器(4)流出的热媒温度低,不足以对油管(503)内部石油加热到预定温度,
因此在阳光充足时,换热器(5)流出的热媒,流入至储能罐(6)内部,经过第二换热模块(603)对下端罐(602)内部的无机水合盐进行加热,实现相变储能,
热媒温度降低后流入至上端罐(606),对上端罐(606)内部的储能棒(607)进行加热,进行二次相变储能。
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