CN114992519A - 一种lng与超导能源同管道输送的长输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于LNG输送及超导技术领域，涉及一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统。该长输系统包括同输管道、保冷材料层、LNG管道及超导电缆；所述保冷材料层贴设于所述同输管道外侧；所述LNG管道及所述超导电缆设置于所述同输管道内部；所述同输管道内其余空间充满低温中间介质。输电缆处于超导临界转变温度以下，超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，实现了超导输送。同时LNG管道浸泡在低温的中间介质中，大大减低了LNG的沿程温升，实现了天然气的液态输送。此外，由于中间介质温度低于LNG温度，避免了LNG长输系统中制冷装置的增设，从而大大简化了工艺流程，节约了大量成本。
Description
技术领域
本发明属于LNG输送及超导技术领域，具体地，涉及一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统。
背景技术
近年来液化天然气技术在国内得到迅速发展，LNG常压下温度为-161.5℃，温度较低，可作为冷媒介质。1立方米的LNG气化后，体积膨胀600倍，大量的天然气输送，采用液体输送比气体输送更经济。同时常规进行天然气液化的制冷装置功耗较高，成本较高。
超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，是理想的输电材质，但是目前的超导材料，均是需要极低的温度才能形成超导态，因此，在工程中需要用冷媒介质使超导输电缆处于超导临界转变温度以下，以便超导输电。
发明内容
本发明的目的在于：提出一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统，以便使超导输电电缆处于极低温中，解决现有工艺超导输电的不足，同时实现天然气以液体形式的长距离输送，降低天然气输送成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统，该长输系统包括同输管道、保冷材料层、LNG管道及超导电缆；
所述保冷材料层贴设于所述同输管道外侧；
所述LNG管道及所述超导电缆设置于所述同输管道内部；
所述同输管道内其余空间充满低温中间介质。
优选地，所述长输系统中沿程设置中间介质置换站和LNG增压站。
优选地，在所述中间介质置换站，同输管道分隔为两段，前段同输管道设有中间介质排出口，后段同输管道设有中间介质注入口，所述中间介质置换站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的LNG管道及超导电缆。
优选地，在所述LNG增压站，同输管道分隔为两段，所述LNG增压站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的超导电缆，LNG管道自前段同输管道内引出，穿过保冷箱后，与LNG增压泵入口连接，LNG增压泵出口与后段同输管道内LNG管道连接。
根据本发明，在所述LNG增压站也优选设置有中间介质排出口和注入口，具体地，前段同输管道设有中间介质排出口，后段同输管道设有中间介质注入口。即，在需要设置LNG增压站的位置将LNG增压站和中间介质置换站合并设置，从而节省中间站点的设置，减少人员操作里程。
优选地，保冷箱内其余空间填充珠光砂。
优选地，所述LNG增压站与所述中间介质置换站邻近设置。
优选地，从外管道引出的中间介质管道及LNG管道的外部贴设有保冷材料层。
优选地，所述保冷材料层的材质为聚异氰脲酸酯和/或二氧化硅气凝胶毡。
优选地，所述低温中间介质为液态惰性气体，优选为液氮和/或液氩。
优选地，所述同输管道沿程设置有上下表面温度计。
本发明的效果是：输电缆处于超导临界转变温度以下，超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，实现了超导输送。同时LNG管道浸泡在低温的中间介质中，大大减低了LNG的沿程温升，实现了天然气的液态输送。此外，由于中间介质温度低于LNG温度，避免了LNG长输系统中制冷装置的增设，从而大大简化了工艺流程，节约了大量成本。
本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
图1示出了本发明提供的LNG与超导能源同管道输送的长输系统的示意图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
本发明提供一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统，该长输系统包括同输管道、保冷材料层、LNG管道及超导电缆；
所述保冷材料层贴设于所述同输管道外侧；
所述LNG管道及所述超导电缆设置于所述同输管道内部；
所述同输管道内其余空间充满低温中间介质。
由于太阳辐射等影响，LNG管道中LNG温度随输送距离的增加而升高，同输管道中低温中间介质吸收热量也造成温升，为保证中间介质的冷却效果，所述长输系统中优选沿程设置中间介质置换站。
根据本发明一种具体实施方式，在所述中间介质置换站，同输管道分隔为两段，前段同输管道(例如管道底部)设有中间介质排出口，经升温后的中间介质排出，后段同输管道(例如管道顶部)设有中间介质注入口，注入低温中间介质，前段与后段同输管道间距尽量短，同时所述中间介质置换站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的LNG管道及超导电缆。该过程中，中间介质的注入及排出为间断性作业，非连续性作业。
由于管道摩阻的影响，随着输送距离的增加，LNG管道内压力会随之减低，因此所述长输系统中优选沿程设置LNG增压站。
根据本发明一种具体实施方式，在所述LNG增压站，同输管道分隔为两段，所述LNG增压站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的超导电缆，LNG管道自前段同输管道内引出，穿过保冷箱后，与LNG增压泵入口连接，LNG增压泵出口与后段同输管道内LNG管道连接，与超导电缆共同输送至下游。该过程中LNG增压为连续性作业。
根据本发明，在整个长输系统中，所述LNG增压站与所述中间介质置换站可以为一组或多组，为节省用地和便于操作，优选地，每一组中，所述LNG增压站与所述中间介质置换站邻近设置。
根据本发明，在所述LNG增压站与所述中间介质置换站中，当LNG管道不在同输管道内时，其外部优选贴设有保冷材料层，以维持LNG管道的低温环境。从外管道引出的中间介质管道外部也优选贴设有保冷材料层。
为保持保冷箱内的温度，优选地，保冷箱内其余空间填充珠光砂。
本发明中，设置所述保冷材料层用于防结露，其材质可以为聚异氰脲酸酯(PIR)和/或二氧化硅气凝胶毡(SA)。
本发明中，所述低温中间介质可以为液态惰性气体，优选为液氮或液氩(例如20kPa，-184.3℃液氩)。
根据本发明，优选地，所述同输管道沿程设置有上下表面温度计，用于监测同输管道内中间介质温度。
通过以下实施例对本发明进行更详细的说明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统，包括：
同输管道和贴设于所述同输管道外侧的保冷材料层；所述保冷材料层为聚异氰脲酸酯，用于降低中间介质的温升，同时同输管道沿程设置上下表面温度计，用于监测中间介质的温度；
LNG管道，设于所述同输管道内，用于输送LNG，所述LNG管道的两端分别连接LNG销售端及LNG下游用户；
超导电缆，设于所述同输管道内，用于输电，所述超导电缆的两端分别连接两电缆终端；
所述同输管道内其余空间充满低温中间介质液氮；
所述长输系统中沿程设置中间介质置换站和邻近的LNG增压站。当中间介质温度温升较大时，在中间介质置换站和LNG增压站内实施中间介质的置换作业。
在所述中间介质置换站，LNG管道及超导电缆继续输送，同输管道分隔为两段，前段同输管道底部设有中间介质排出口，经升温后的中间介质排出，后段同输管道顶部设有中间介质注入口，注入低温中间介质，所述中间介质置换站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的LNG管道及超导电缆。LNG管道外填充保冷材料，保冷箱其余空间填充珠光砂。该过程中，中间介质的注入及排出为间断性作业
在所述LNG增压站，超导电缆继续输送，同输管道分隔为两段，前段同输管道底部设有中间介质排出口，经升温后的中间介质排出，后段同输管道顶部设有中间介质注入口，注入低温中间介质。所述LNG增压站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的超导电缆，LNG管道自前段同输管道内引出，穿过保冷箱后，与LNG增压泵入口连接，LNG增压泵出口与后段同输管道内LNG管道连接。增压后的LNG再次进入后段同输管道，与超导电缆共同输送至下游。LNG管道外填充保冷材料，保冷箱其余空间填充珠光砂。该过程中LNG增压为连续性作业。
通过上述方法实现了LNG与超导能源同管道的长距离输送。输电缆处于超导临界转变温度以下，超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，实现了超导输送。同时LNG管道浸泡在低温的中间介质中，大大减低了LNG的沿程温升，实现了天然气的液态输送，同时节省了LNG长输系统中制冷装置的设置，从而优化了工艺流程，节约了大量成本。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，该长输系统包括同输管道、保冷材料层、LNG管道及超导电缆；
所述保冷材料层贴设于所述同输管道外侧；
所述LNG管道及所述超导电缆设置于所述同输管道内部；
所述同输管道内其余空间充满低温中间介质。
2.根据权利要求1所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，所述长输系统中沿程设置中间介质置换站和LNG增压站。
3.根据权利要求2所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，在所述中间介质置换站，同输管道分隔为两段，前段同输管道设有中间介质排出口，后段同输管道设有中间介质注入口，所述中间介质置换站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的LNG管道及超导电缆。
4.根据权利要求2所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，在所述LNG增压站，同输管道分隔为两段，所述LNG增压站设有保冷箱，用于容纳两段同输管道的端部以及未隔断的超导电缆，LNG管道自前段同输管道内引出，穿过保冷箱后，与LNG增压泵入口连接，LNG增压泵出口与后段同输管道内LNG管道连接；优选地，前段同输管道设有中间介质排出口，后段同输管道设有中间介质注入口。
5.根据权利要求3或4所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，保冷箱内其余空间填充珠光砂。
6.根据权利要求2-4中任意一项所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，所述LNG增压站与所述中间介质置换站邻近设置。
7.根据权利要求2-4中任意一项所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，从外管道引出的中间介质管道及LNG管道的外部贴设有保冷材料层。
8.根据权利要求1或7所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，所述保冷材料层的材质为聚异氰脲酸酯和/或二氧化硅气凝胶毡。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，所述低温中间介质为液态惰性气体，优选为液氮和/或液氩。
10.根据权利要求1-6中任意一项所述的LNG与超导能源同管道输送的长输系统，其特征在于，所述同输管道沿程设置有上下表面温度计。
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