CN202148961U - 单循环水路热量回收系统 - Google Patents

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张君峰
潘加东
孙朋朋
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Abstract

本实用新型涉及一种热量回收系统，尤其涉及一种单循环水路热量回收系统，其属于液氮蒸发技术领域。它主要解决了现有技术中直燃式加热低温液氮容易发生爆炸的缺陷，其主要包括冷却液箱、水泵、液氮蒸发器、流量控制阀、热交换器和水刹车，水泵(2)设在冷却液箱(1)的下游，液氮蒸发器(3)设在水泵(2)的下游，热交换器设在液氮蒸发器(3)的下游。本实用新型利用热量交换原理，通过冷却液的循环，吸收设备各部分产生的热量，然后再用这部分热量与液氮进行热交换，将低温、高压的液氮蒸发成常温、高压的气态氮，满足油田对高压氮气的需求。

Description

单循环水路热量回收系统
技术领域
本实用新型涉及一种热量回收系统，尤其涉及一种单循环水路热量回收系统，其属于液氮蒸发技术领域。
背景技术
在油田施工的液氮泵设备领域，对高压、低温液氮加热的方式通常采用直燃式，即燃油锅炉加热，但对于可燃性气体含量较高的油气井来讲，明火加热易发生爆炸，存在安全隐患。因此，对于在可燃性气体含量较高的油气井使用液氮泵设备作业，需要取消明火加热的方式，以适应油气井的防爆要求。目前，还没有一种能够满足液氮泵设备作业的加热方式。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术中直燃式加热低温液氮容易发生爆炸的不足，提供一种单循环水路热量回收系统。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：
一种单循环水路热量回收系统，其包括：
冷却液箱，所述冷却液箱可操作存放经过热量交换的温度较高的冷却液；
水泵，所述水泵设在冷却液箱的下游，所述水泵可操作由冷却液箱中抽取冷却液；
液氮蒸发器，所述液氮蒸发器设在水泵的下游，所述液氮蒸发器可操作将水泵抽取的冷却液与液氮进行热量交换，得到温度较低的冷却液；
数个热交换器，所述热交换器设在液氮蒸发器的下游，所述热交换器可操作与外接冷却设备进行热量交换，经过热量交换后的冷却液又流回冷却液箱。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用热量交换原理，通过冷却液的循环，吸收设备各部分产生的热量，然后再用这部分热量与液氮进行热交换，将低温、高压的液氮蒸发成常温、高压的气态氮，满足油田对高压氮气的需求；在整个蒸发液氮的过程无需柴油直接加热，不会出现明火；特别适用于对防爆要求较高的油气井和海上作业平台环境。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述液氮蒸发器的下游设有串联的热交换器甲和热交换器乙。
进一步，所述液氮蒸发器的下游还设有与热交换器甲和热交换器乙相并联的热交换器丙；所述热交换器丙的下游设有水刹车，所述水刹车可操作将冷却液作为介质为发动机加载，温度升高的冷却液回流至冷却液箱。
进一步，所述冷却液箱与水泵之间设有流量控制阀甲。
进一步，所述液氮蒸发器与热交换器甲之间设有流量控制阀乙。
进一步，所述水刹车上游设有流量控制阀丙。
采用上述进一步方案的有益效果是：可同时与多种冷却设备进行热量交换；通过使用水刹车装置为发动机加载，增加发动机的输出功率，使设备产生更多的热量，用以满足蒸发更大排量液氮的需要；控制方式简便，可通过流量控制阀准确的控制冷却液的流量，使冷却液温度满足蒸发液氮的的要求，同时部分流量控制阀还可以通过控制流量而控制冷却液的支路走向。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
在图中，1、冷却液箱；2、水泵；3、液氮蒸发器；4、流量控制阀甲；5、热交换器甲；6、水刹车；7、流量控制阀乙；8、流量控制阀丙；9、热交换器乙；10、热交换器丙；11、热交换器丁；12、热交换器戊。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
一种单循环水路热量回收系统，其包括：
冷却液箱1，所述冷却液箱1可操作存放经过热量交换的温度较高的冷却液；
流量控制阀甲4，所述流量控制阀甲4设在冷却液箱1的下游，所述流量控制阀甲4可操作控制冷却液的流量；
水泵2，所述水泵2设在流量控制阀甲4的下游，所述水泵2可操作由冷却液箱1中抽取冷却液；
液氮蒸发器3，所述液氮蒸发器3设在水泵2的下游，所述液氮蒸发器3可操作将水泵2抽取的冷却液与液氮进行热量交换，得到温度较低的冷却液；
流量控制阀乙7，所述流量控制阀乙7设在液氮蒸发器3的下游，所述流量控制阀乙7可操作控制冷却液的流量，从而可以控制冷却液流向支路的流量；
五个热交换器，所述热交换器设在液氮蒸发器3的下游，所述五个热交换器可操作与外接冷却设备进行热量交换，经过热量交换后的冷却液又流回冷却液箱1；所述五个热交换器分为并联的三个支路：串联的热交换器甲5和热交换器乙9、热交换器丙10和相串联的热交换器丁11和热交换器戊12，所述流量控制阀乙7设在串联的热交换器甲5和热交换器乙9的上游；
流量控制阀丙8，所述流量控制阀丙8设在热交换器丙10与串联的热交换器丁11和热交换器戊12的下游，所述流量控制阀丙8可操作控制冷却液的流量；
水刹车6，所述水刹车6设在流量控制阀丙8的下游，所述水刹车6可操作将冷却液作为介质为发动机加载，温度升高的冷却液回流至冷却液箱1。
冷却液箱1中存放着进行了热量交换的温度较高的冷却液，根据流量需求调整好流量控制阀甲4，冷却液被水泵2从冷却液箱1中抽取出来，并送入液氮蒸发器3中；温度较高的冷却液在液氮蒸发器3中与液氮进行热量交换后变为温度较低的冷却液；经过流量控制阀乙7的控制，冷却液被合理的分配到各个支路中，冷却液在各个热交换器，即热交换器甲5、热交换器乙9、热交换器丙10、热交换器丁11和热交换器戊12中，根据连接关系，与发动机废气、发动机冷却液、液压系统、润滑系统等进行热量交换，此过程中，冷却液被加热；并联的热交换器丙10与相串联的热交换器丁11和热交换器戊12两支路流出的冷却液经过水刹车6，为水刹车6提供介质，使水刹车6为发动机加载，温度较高的冷却液最终汇集回流到冷却液箱1，完成了整个循环过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种单循环水路热量回收系统，其特征在于包括：
冷却液箱(1)，所述冷却液箱(1)可操作存放经过热量交换的温度较高的冷却液；
水泵(2)，所述水泵(2)设在冷却液箱(1)的下游，所述水泵(2)可操作由冷却液箱(1)中抽取冷却液；
液氮蒸发器(3)，所述液氮蒸发器(3)设在水泵(2)的下游，所述液氮蒸发器(3)可操作将水泵(2)抽取的冷却液与液氮进行热量交换，得到温度较低的冷却液；
数个热交换器，所述热交换器设在液氮蒸发器(3)的下游，所述热交换器可操作与外接冷却设备进行热量交换，经过热量交换后的冷却液又流回冷却液箱(1)。
2.根据权利要求1所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述液氮蒸发器(3)的下游设有串联的热交换器甲(5)和热交换器乙(9)。
3.根据权利要求2所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述液氮蒸发器(3)的下游还设有与热交换器甲(5)和热交换器乙(9)相并联的热交换器丙(10)；
所述热交换器丙(10)的下游设有水刹车(6)，所述水刹车(6)可操作将冷却液作为介质为发动机加载，温度升高的冷却液回流至冷却液箱。
4.根据权利要求3所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述液氮蒸发器(3)的下游还并联有相串联的热交换器丁(11)和热交换器戊(12)，所述热交换器丁(11)和热交换器戊(12)与热交换器丙(10)汇合为一路进入水刹车(6)。
5.根据权利要求1所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述冷却液箱(1)与水泵(2)之间设有流量控制阀甲(4)。
6.根据权利要求2所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述液氮蒸发器(3)与热交换器甲(5)之间设有流量控制阀乙(7)。
7.根据权利要求1所述的单循环水路热量回收系统，其特征在于：所述水刹车(6)上游设有流量控制阀丙(8)。
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