CN113790036A - 一种用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及能源技术领域，提供一种用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置，其中，用于存储可燃冰的保温舱结构包括：呈中空的舱体；保温层，保温层设于舱体的内壁并与舱体连接，且保温层上设有至少一个镂空位；至少一个制冷片，制冷片置于镂空位并与舱体内壁连接，制冷片的放热和吸热的大小可通过外部的供电电流大小来控制；在舱体内壁区域对应制冷片和保温层合围形成用于存储可燃冰的容纳腔。本发明在舱体的内壁设置有制冷片，形成温度差，实现了对可燃冰温度的保持，在未设置制冷片的区域设置保温层，减少了可燃冰的散热，降低制冷片的能耗，实现智能温控，并提高了温控精度，延长保温时间。
Description
技术领域
本发明涉及能源技术领域，更具体地说，是涉及一种用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置。
背景技术
然气水合物(Natural Gas Hydrate/Gas Hydrate)即可燃冰，是天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状结晶物质，因其外观像冰，遇火即燃，因此被称为“可燃冰”(Combustible ice)，化学式为CH4·nH2O。天然气水合物常见于深海沉积物或陆上永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。由于可燃冰的资源密度高、储量大、清洁度高等特点而被广泛认为是未来最具开发前景的清洁能源，那么要实现对可燃冰的开采，同时获取可燃冰原位赋存信息、揭示深海层理结构、探明海洋资源储量、探索海底微生物奥秘等主要信息，就需要对可燃冰岩芯进行研究。压力虽然在一定程度上维持了可燃冰的赋存状态，但取芯过程中的热量交换导致了可燃冰原位温度散失，对可燃冰岩芯赋存状态、信息维持、储量评估等都具有重大影响。目前的可燃冰取芯采用的是在岩芯舱内壁设置绝缘涂层或者真空夹层等方式实现被动保温，难以避免取芯提钻过程中的热量交换和损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置，以解决现有技术中可燃冰取芯采用的是在岩芯舱内壁设置绝缘涂层或者真空夹层等方式实现被动保温，难以避免取芯提钻过程中的热量交换和损失的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一方面，本发明提供一种用于存储可燃冰的保温舱结构，包括：
呈中空的舱体；
保温层，所述保温层设于所述舱体的内壁并与所述舱体连接，且所述保温层上设有至少一个镂空位；
至少一个制冷片，所述制冷片置于所述镂空位并与所述舱体内壁连接，所述制冷片的放热和吸热的大小可通过外部的供电电流大小来控制；
在所述舱体内壁区域对应所述制冷片和所述保温层合围形成用于存储可燃冰的容纳腔。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述制冷片的热端朝向所述舱体的内壁设置，并与所述舱体的内壁连接，所述制冷片的冷端朝向所述容纳腔设置。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述舱体内设有用于实时检测所述容纳腔内存储的可燃冰温度的第一传感器，且所述第一传感器可与外部的智能控制器电连接。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述舱体的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器，且所述第二传感器可与外部的智能控制器电连接。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述舱体内设有用于实时检测所述容纳腔内存储的可燃冰温度的第一传感器，且所述第一传感器可与外部的智能控制器电连接；
所述舱体的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器，且所述第二传感器可与外部的智能控制器电连接。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述舱体的内壁设有多个所述制冷片，且多个所述制冷片均匀排布。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述制冷片置于所述镂空位后，所述制冷片的边缘与其周围布设的所述保温层紧密抵接。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，所述舱体的一端设有电缆接头，所述制冷片与所述电缆接头的一端电连接，所述电缆接头的另一端用于与外部的配电箱电连接。
另一方面，本发明还提供一种用于存储可燃冰的保温取芯装置，包括上述所述的保温舱结构。
根据上述所述的用于存储可燃冰的保温取芯装置，所述保温取芯装置还包括：
智能控制器，所述智能控制器与用于检测舱体内部可燃冰温度的第一传感器电连接，所述智能控制器与用于检测所述舱体外部环境温度的第二传感器电连接；
配电箱，所述配电箱与所述智能控制器电连接，所述配电箱与通过电缆与电缆接头电连接，所述电缆接头与所述制冷片电连接。
本发明提供的用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置的有益效果至少在于：
本发明提供的用于存储可燃冰的保温舱结构以及保温取芯装置，在舱体的内壁设置有制冷片，形成温度差，可以根据实际情况通过调节外部电流大小来控制所述制冷片的放热和吸热的大小，实现了对可燃冰温度的保持。在舱体内壁未设置制冷片的区域设置了保温层，减少了可燃冰的散热，降低制冷片的能耗。通过制冷片和保温层的配合，实现了智能温控，并且提高了温控精度，延长了保温时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的保温舱结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的保温舱结构的展开结构示意图；
图3为本发明实施例提供的保温舱结构存储有可燃冰的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的保温取芯装置的结构示意图。
其中，图中各附图标记：
| 100 | 保温舱结构 |
| 10 | 舱体 |
| 20 | 制冷片 |
| 30 | 保温层 |
| 40 | 容纳腔 |
| 50 | 第一传感器 |
| 60 | 第二传感器 |
| 70 | 电缆接头 |
| 200 | 可燃冰 |
| 300 | 智能控制器 |
| 400 | 配电箱 |
| 500 | 电缆 |
| 600 | 船体 |
| 1000 | 保温取芯装置 |
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图3，本实施例提供了一种用于存储可燃冰的保温舱结构100，包括：呈中空的舱体10；保温层30，所述保温层30设于所述舱体10的内壁并与所述舱体10连接，且所述保温层30上设有至少一个镂空位(图中未示出，下同)；至少一个制冷片20，所述制冷片20置于所述镂空位并与所述舱体10内壁连接，所述制冷片20的放热和吸热的大小可通过外部的供电电流大小来控制；在所述舱体10内壁区域对应所述制冷片20和所述保温层30合围形成用于存储可燃冰的容纳腔40。
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温舱结构100的工作原理如下：
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温舱结构100，在呈中空的舱体10内壁设置有制冷片20，并为制冷片20持续通入供电电流，利用制冷片20的电流流过两种不同的导体界面时，在一端吸热另一端放热，形成温度差，且可以根据实际情况通过调节外部电流大小来控制所述制冷片20的放热和吸热的大小，实现了对可燃冰200温度的保持。同时为了减少可燃冰200的散热，降低制冷片20的能耗，在舱体10内壁未设置制冷片20的区域均设置保温层30，也即制冷片20设于保温层30的镂空位，应该理解的是，镂空位并未穿过舱体10，从而实现对可燃冰200进行保温。
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温舱结构100的有益效果至少在于：
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温舱结构100，在舱体10的内壁设置有制冷片20，形成温度差，可以根据实际情况通过调节外部电流大小来控制所述制冷片20的放热和吸热的大小，实现了对可燃冰200温度的保持。在舱体10内壁未设置制冷片20的区域设置了保温层30，减少了可燃冰200的散热，降低制冷片20的能耗。通过制冷片20和保温层30的配合，实现了智能温控，并且提高了温控精度，延长了保温时间。
在一个实施例中，所述制冷片20的热端朝向所述舱体10的内壁设置，并与所述舱体10的内壁连接，所述制冷片20的冷端朝向所述容纳腔40设置。将制冷片20的冷端朝向容纳腔40设置，即朝向存储于容纳腔40内的可燃冰200设置，方便用于吸收可燃冰200的热量，并将吸收的热量通过制冷片20的热端散出，以实现对可燃冰200温度的保持。
在一个实施例中，所述舱体10的容纳腔40内设有用于实时检测所述容纳腔40内存储的可燃冰200温度的第一传感器50，且所述第一传感器50可与外部的智能控制器300电连接。第一传感器50的设置用于实时检测容纳腔50内存储的可燃冰200的温度，并将检测的温度结果反馈至与第一传感器50电连接的智能控制器300，智能控制器300对检测结果进行分析，并控制对制冷片20的供电电流。
在一个实施例中，所述舱体10的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器60，且所述第二传感器60可与外部的智能控制器300电连接。第二传感器60的设置用于实时检测舱体10外部环境的温度，并将检测的温度结果反馈至与第二传感器60电连接的智能控制器300，智能控制器300对检测结果进行分析，并控制对制冷片20的供电电流。
在一个实施例中，所述舱体10的容纳腔40内设有用于实时检测所述容纳腔40内存储的可燃冰200温度的第一传感器50，且所述第一传感器50可与外部的智能控制器300电连接；所述舱体10的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器60，且所述第二传感器60可与外部的智能控制器300电连接。第一传感器50的设置用于实时检测容器40内存储的可燃冰200的温度，并将检测的温度结果反馈至与第一传感器50电连接的智能控制器300，同时第二传感器60也在实时实时检测舱体10外部环境的温度，并将检测的温度结果反馈至与第二传感器60电连接的智能控制器300，智能控制器300对第一传感器50和第二传感器60的检测结果进行分析，并控制对制冷片20的供电电流。
在一个实施例中，所述舱体10的内壁设有多个所述制冷片20，且多个所述制冷片20均匀排布，可以实现对可燃冰200的温度进行均匀保持，提高了温度保持的效果。
可选地，舱体10呈圆筒状，多个所述制冷片20在所述舱体10的内壁呈曲面阵列排布。应该理解的是，舱体10的形状并不限于为上述圆柱状，还可以是其他形状，此处不作限制。制冷片20的排布方式也并不限于为上述排布方式，还可以是其他情形，此处不作限制。
在一个实施例中，所述制冷片20置于所述镂空位后，所述制冷片20的边缘与其周围布设的所述保温层30紧密抵接。这样设置进一步减少了可燃冰200的散热情况，延迟了保温时长，同时还进一步降低了制冷片20的能耗，延迟了制冷片20的使用寿命。
在一个实施例中，所述舱体10的一端设有电缆接头70，所述制冷片20与所述电缆接头70的一端电连接，所述电缆接头70的另一端用于与外部的配电箱400电连接。由于制冷片20与电缆接头70电连接，电缆接头70与配电箱400电连接，通过调节外部的配电箱400的供电电流，进而实现对制冷片20的吸热和散热大小进行调节，以实现对容器40内的可燃冰200温度的保持。
可选地，所述舱体10的另一端为开口端，可燃冰可通过该开口端存储于容纳腔40内。
在一个实施例中，所述保温层30由真空微珠材料制成。
在一个实施例中，真空微珠为真空陶瓷微珠。
在一个实施例中，真空微珠为真空玻璃微珠。
请参阅图4，并请结合参阅图1至图3，本实施例还提供一种用于存储可燃冰的保温取芯装置1000，包括上述所述的保温舱结构。
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温取芯装置1000的有益效果至少在于：
本实施例提供的用于存储可燃冰的保温取芯装置1000，在舱体10的内壁设置有制冷片20，形成温度差，可以根据实际情况通过调节外部电流大小来控制所述制冷片20的放热和吸热的大小，实现了对可燃冰200温度的保持。在舱体10内壁未设置制冷片20的区域设置了保温层30，减少了可燃冰200的散热，降低制冷片20的能耗。通过制冷片20和保温层30的配合，实现了智能温控，并且提高了温控精度，延长了保温时间。
在一个实施例中，所述保温取芯装置1000还包括：智能控制器300，所述智能控制器300与用于检测舱体10内部可燃冰200温度的第一传感器50电连接，所述智能控制器300与用于检测所述舱体10外部环境温度的第二传感器60电连接；配电箱400，所述配电箱400与所述智能控制器300电连接，所述配电箱400与通过电缆500与电缆接头70电连接，所述电缆接头70与所述制冷片20电连接。
可选地，智能控制器300和配电箱400均置于船体600上，此时保温舱结构100可置于深海里进行可燃冰的开采。
综上所述，本实施例提供了一种用于存储可燃冰的保温舱结构100，包括：呈中空的舱体10；保温层30，所述保温层30设于所述舱体10的内壁并与所述舱体10连接，且所述保温层30上设有至少一个镂空位(图中未示出，下同)；至少一个制冷片20，所述制冷片20置于所述镂空位并与所述舱体10内壁连接，所述制冷片20的放热和吸热的大小可通过外部的供电电流大小来控制；在所述舱体10内壁区域对应所述制冷片20和所述保温层30合围形成用于存储可燃冰的容纳腔40。本实施例还提供一种用于存储可燃冰的保温取芯装置1000，包括上述所述的保温舱结构。本实施例提供的用于存储可燃冰的保温舱结构100以及保温取芯装置1000，在舱体10的内壁设置有制冷片20，形成温度差，可以根据实际情况通过调节外部电流大小来控制所述制冷片20的放热和吸热的大小，实现了对可燃冰200温度的保持。在舱体10内壁未设置制冷片20的区域设置了保温层30，减少了可燃冰200的散热，降低制冷片20的能耗。通过制冷片20和保温层30的配合，实现了智能温控，并且提高了温控精度，延长了保温时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，包括：
呈中空的舱体；
保温层，所述保温层设于所述舱体的内壁并与所述舱体连接，且所述保温层上设有至少一个镂空位；
至少一个制冷片，所述制冷片置于所述镂空位并与所述舱体内壁连接，所述制冷片的放热和吸热的大小可通过外部的供电电流大小来控制；
在所述舱体内壁区域对应所述制冷片和所述保温层合围形成用于存储可燃冰的容纳腔。
2.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述制冷片的热端朝向所述舱体的内壁设置，并与所述舱体的内壁连接，所述制冷片的冷端朝向所述容纳腔设置。
3.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述舱体内设有用于实时检测所述容纳腔内存储的可燃冰温度的第一传感器，且所述第一传感器可与外部的智能控制器电连接。
4.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述舱体的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器，且所述第二传感器可与外部的智能控制器电连接。
5.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述舱体内设有用于实时检测所述容纳腔内存储的可燃冰温度的第一传感器，且所述第一传感器可与外部的智能控制器电连接；
所述舱体的外壁设有用于实时检测外部环境温度的第二传感器，且所述第二传感器可与外部的智能控制器电连接。
6.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述舱体的内壁设有多个所述制冷片，且多个所述制冷片均匀排布。
7.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述制冷片置于所述镂空位后，所述制冷片的边缘与其周围布设的所述保温层紧密抵接。
8.如权利要求1所述的用于存储可燃冰的保温舱结构，其特征在于，所述舱体的一端设有电缆接头，所述制冷片与所述电缆接头的一端电连接，所述电缆接头的另一端用于与外部的配电箱电连接。
9.一种用于存储可燃冰的保温取芯装置，其特征在于：包括权利要求1～8任一项所述的保温舱结构。
10.如权利要求9所述的用于存储可燃冰的保温取芯装置，其特征在于：所述保温取芯装置还包括：
智能控制器，所述智能控制器与用于检测舱体内部可燃冰温度的第一传感器电连接，所述智能控制器与用于检测所述舱体外部环境温度的第二传感器电连接；
配电箱，所述配电箱与所述智能控制器电连接，所述配电箱与通过电缆与电缆接头电连接，所述电缆接头与所述制冷片电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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