CN212840054U - 一种高压燃气接收站集成换热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压燃气接收站集成换热装置，包括天然气输送管道和节流阀，在节流阀逆天然气流向的一侧的管道上设置有换热器；换热器包括管板、热交换管、管套和加热单元；热交换管布置在管板的上端面上，热交换管的两端部分别与管板固定连接，分别与天然气输送管道和节流阀连通；管套套设在热交换管的圆周侧面上，热交换管可相对管套滑动；加热单元包括电伴热带、电源、处理器和温度传感器；电伴热带固定在管套内侧面上；温度传感器设置在热交换管靠近节流阀的一端内；温度传感器、电伴热带分别与处理器信号连接；电源分别与电伴热带、处理器和温度传感器电连接；解决天然气经过节流阀后温度降低，造成节流阀或调压阀发生冰堵的问题。

Description

一种高压燃气接收站集成换热装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种高压燃气接收站集成换热装置。

背景技术

天然气是一种重要的矿产资源，是现代工业的重要原料和能源。天然气作为一种清洁能源，已经走进千家万户，并与人们的生活和工业生产息息相关。天然气蕴藏在岩层内，天然气开采后，需要长距离运送才能人们广泛利用。目前天然气主要通过管道输送；采用管道输送具有输送不间断、输送效率高和输送成本低的特点。然而采用管道输送时，当室外温度较低时，输送管道内的天然气处于高压状态，极易出现部分液化；当经过管道上的节流阀、控制阀或仪表等设备时，极易节流效应。节流效应即为天然气经过管道上的节流阀、调压阀等设备两端时，使天然气的前后压强发生骤然变化；压强骤然减小，天然气体积膨胀，根据热力学原理，天然气的温度骤然降低，从而出现液化；一般情况下天然气分输压力每下降1.0MPa；天然气的温度就要降低3—5℃；当处于冬季室外温度较低时，甚至出现结冰现象，造成节流阀或调压阀发生冰堵。

实用新型内容

为了解决天然气经过节流阀后温度降低，造成节流阀或调压阀发生冰堵的问题；为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案具体如下：

一种高压燃气接收站集成换热装置，包括天然气输送管道和节流阀，在所述节流阀逆天然气流向的一侧的管道上设置有换热器；所述换热器包括管板、热交换管、管套和加热单元；所述热交换管布置在所述管板的上端面上，所述热交换管的两端部分别与管板固定连接，分别与天然气输送管道和节流阀连通；所述管套套设在所述热交换管的圆周侧面上，所述热交换管可相对管套滑动；所述加热单元包括电伴热带、电源、处理器和温度传感器；所述电伴热带固定在所述管套内侧面上用于为所述热交换管加热；所述温度传感器设置在所述热交换管靠近节流阀的一端内；所述温度传感器、电伴热带分别与处理器信号连接；所述电源分别与电伴热带、处理器和温度传感器电连接。

本实用新型的高压燃气接收站集成换热装置的有益效果：通过在节流阀逆天然气流向的一侧的管道上设置换热器；换热器对进入节流阀前的天然气加热，提高天然气进入节流阀时的温度；抵消天然气通过节流阀后，天然气的前后压强骤降，造成天然气温度降低；从而提高天然气经过节流阀后的温度，避免天然气流经节流阀后出现液化或冰堵现象的发生。加热单元的温度传感器通过测量热交换管靠近节流阀的一端内的天然气温度；当天然气温度低于某一值时，温度传感器产生信号，并传递给处理器，处理器通过分析处理后，发出指令，电伴热带开始工作，为热交换管加热；提高热交换管靠近节流阀的一端流出天然气的温度；从而使天然气保持在一定合理范围内，防止流入节流阀的天然气的温度过低，避免天然气流经节流阀后出现液化或冰堵现象的发生。

进一步地，所述热交换管为U形管，所述U形管放置在所述管板的上端面上，所述U形管的两端分别固定在所述管板的上端面上。

有益效果：将热交换管设置成U形管，增加热交换管的管程，增加热交换管内天然气的加热时间，有利于天然气的加热；只将U形管的两端分别固定在管板的上端面上，当发生热胀冷缩时U形管可自由摆动或弯曲，有利于热交换管的伸出或收缩，消除因为温差而产生的热应力。

进一步地，U形管两端分别与管板之间的固定连接结构具体包括套设固定在热交换管圆周侧面上的箍环，所述箍环的下端设置有向下延伸的管柱，在所述管柱的圆周侧面上设置沿上下方向延伸的耳板，所述管板上开设有用于收纳管柱与耳板的卡槽，所述卡槽底面开设有通孔，在所述管柱和通孔内插装有螺栓，所述箍环与管板之间通过螺栓和与所述螺栓适配的螺母配合实现固定连接。

有益效果：将箍环套箍在热交换管的圆周侧面上，通过穿插在管柱和通孔内的螺栓，实现热交换管与管板的固定连接，在管板上开设卡槽，固定连接时，管柱与耳板插入卡槽内，通过耳板与卡槽的配合，从而防止管柱和箍环相对转动，不利于热交换管在管板上的固定。

进一步地，所述螺栓包括螺栓杆和固定在所述螺栓杆一端的螺栓头，所述螺栓头为六角螺栓头，所述管柱的上端部包括与所述六角螺栓头适配的六角圆柱孔；在所述管板的下端面上开设有圆柱凹槽，所述圆柱凹槽用于收纳螺母和螺栓杆，所述圆柱凹槽的位置与所述通孔位置适配。

有益效果：将螺栓的螺栓头设置成六角螺栓头，六角螺栓头与六角圆柱孔适配，当螺栓插入管柱内后，螺栓无法相对转动，便于螺母在螺栓杆上的拧动；在管板的下端面开设圆柱凹槽，将螺母和螺栓杆收纳于圆柱凹槽内，避免螺栓杆或螺母突出，不利于管板的安装。

进一步地，所述管套包括传热层和保温层，所述保温层套设固定在所述传热层上，所述电伴热带螺旋布置在所述传热层内。

有益效果：将管套设置成两层结构，传热层附着在热交换管的圆周侧面上，有利于热交换管的加热；保温层设置在传热层的外表面，隔断传热层与外界的热传递，提高热量的利用率，降低能耗；电伴热带螺旋设置传热层内，热交换管的均匀受热。

进一步地，分别在所述热交换管与天然气输送管道、热交换管与节流阀的连接处分别设置有波纹管；所述热交换管的两端通过波纹管分别与天然气输送管道和节流阀连通。

有益效果：通过分别在热交换管与天然气输送管道、热交换管与节流阀的连接处分别设置波纹管，波纹管可自由伸长或缩短，消除热交换管与天然气输送管道、热交换管与节流阀连接处由于温度变化造成应力集中，有利于连接处的密封连接。

进一步地，在所述天然气输送管道靠近所述热交换管的一端下侧设置有排液管，所述排液管用于排出所述天然气输送管道内液化的天然气。

有益效果：在天然气输送管道靠近热交换管的一端下侧设置排液管，排液管将天然气输送管道内已经液化的天然气排出，减少或避免液化天然气流入热交换管内。

附图说明

图1是本实用新型的高压燃气接收站集成换热装置的实施例的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中A-A处局部剖视图；

图4是图1的正视图；

图5是图4中B-B处局部剖视图。

图中标号： 1-天然气输送管道，2-节流阀，3-波纹管，4-排液管，5-第一电磁阀，6-中转箱，7-第二电磁阀，8-出液管，9-管板，10-热交换管，11-管套，111-传热层，112-保温层，12-箍环，13-管柱，14-耳板，15-圆柱凹槽，16-螺栓，161-螺栓头，162-螺栓杆，17-螺母，18-六角圆柱孔，19-电伴热带，20-处理器。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

本实用新型的高压燃气接收站集成换热装置的实施例的具体结构如图1、图2和图3所示，包括天然气输送管道1、节流阀2和换热器，换热器的两端分别与天然气输送管道1和节流阀2连通；其中换热器固定在节流阀2逆天然气流向一侧的管道上。在本实施例中，分别在热交换管10与天然气输送管道1、热交换管10与节流阀2的连接处分别设置有波纹管3；热交换管10的两端通过波纹管3分别天然气输送管道1与节流阀2连通；波纹管3可自由伸长或缩短，消除热交换管10与天然气输送管道1、热交换管10与节流阀2连接处由于温度变化造成应力集中，有利于连接处的密封连接，降低天然气在连接处的渗漏风险。在天然气输送管道1靠近热交换管10的一端下侧设置有排液管4，排液管4与天然气输送管道1连通，用于排出天然气输送管道1内液化的天然气；在排液管4上设置有用于控制排液管4通断的第一电磁阀5，排液管4的另一端与中转箱6连通，在中转箱6上设置出液管8，在出液管8上设置有第二电磁阀7；当第一电磁阀5打开、第二电磁阀7关闭时，天然气输送管道1内已液化的天然气通过排液管4流入中转箱6内；当第一电磁阀5关闭、第二电磁阀7打开时，天然气输送管道1内已液化的天然气无法流入中转箱6，当可将中转箱6内的液化天然气排出；在天然气输送管道1靠近热交换管10的一端下侧设置排液管4，排液管4将天然气输送管道1内已经液化的天然气排出，减少或避免液化天然气流入热交换管10内的同时，避免天然气输送管道1内液化天然气排出过程中，过度降低天然气输送管道1内的压强。

换热器包括管板9、热交换管10、管套11和加热单元；热交换管10布置在管板9的上端面上，热交换管10的两端部分别与管板9固定连接，热交换管10分别与天然气输送管道1和节流阀2连通；管套11套设在热交换管10的圆周侧面上，热交换管10可相对管套11滑动。在本实施例中，热交换管10为U形管，将热交换管10设置成U形管，增加热交换管10的管程，增加热交换管10内天然气的加热时间，有利于天然气的加热。U形管放置在管板9的上端面上，U形管的两端分别固定在管板9的上端面上；只将U形管的两端分别固定在管板9的上端面上，当发生热胀冷缩时U形管可自由摆动或弯曲，有利于热交换管10的伸出或收缩，消除因为温差而产生的热应力。在其他实施例中，在满足对天然气加热要求的前提条件下，热交换管可采用S形管、蛇形管和L形管代替U形管；热交换管的两端分别固定在管板的上端面上。

在本实施例中，如图3所示，U形管的两端分别与管板9之间的固定连接结构包括套设固定在热交换管10的圆周侧面上箍环12，箍环12的下端设置有向下延伸的管柱13，在管柱13的圆周侧面上设置沿上下方向延伸的耳板14，在管板9的上端面上开设有用于收纳管柱13与耳板14的卡槽，在卡槽的底面上开设用通孔，通过在管柱13和通孔内插装螺栓16，以及与螺栓16适配的螺母17，通过螺栓16与螺母17的配合从而实现箍环12与管板9之间的可拆连接；从而实现U形管与管板9之间的可拆连接，便于U形管的维护和更换。在管板9上开设卡槽，固定连接时，管柱13与耳板14插入卡槽内，通过耳板14与卡槽的配合，从而防止管柱13和箍环12相对转动，不利于热交换管10在管板9上的固定。在其他实施例中，U形管的两端分别与管板之间固定连接结构也可为套设固定在热交换管的圆周侧面上箍环，设置箍环下侧的凸台，凸台与管板之间焊接，从而实现U形管与管板之间固定连接。

在本实施例中，螺栓16包括螺栓杆162和固定在螺栓杆162一端的螺栓头161，螺栓头161为六角螺栓头161，管柱13的上端部包括与六角螺栓头161适配的六角圆柱孔18；当螺栓16插入管柱13内后，六角螺栓头161与六角圆柱孔18适配，从而使螺栓16在管柱13内无法自由转动，从而便于采用电动工具将螺母17在螺栓杆162上的拧入或拧出。在管板9的下端面上开设有圆柱凹槽15，圆柱凹槽用于收纳螺母17和螺栓杆162，圆柱凹槽的位置与通孔的位置适配。将螺母17及螺栓杆162收纳于圆柱凹槽15内，避免螺栓杆162或螺母17突出，不利于管板9的安装。在其他实施例中，螺栓头的形状可采用方形、三角形或其他形状代替六角形；在管板安装不发生干涉的前提条件下，在与通孔相对于的管板下端面未开设有用于收纳螺母和突出螺栓杆的圆柱凹槽。

加热单元包括电伴热带19、电源、处理器20和温度传感器，电伴热带19为型号为FIRE FOX，连接电源为220V；处理器20为普通的51单片处理器20，温度传感器的型号为PCT100铂电阻温度传感器；电源为普通220V电源。电伴热带19固定在管套11内侧面上用于为热交换管10加热；温度传感器设置在热交换管10靠近节流阀2的一端内，处理器20固定在管板9的上端面上。温度传感器、电伴热带19分别与处理器20信号连接，具体为电信号连接；电源分别与电伴热带19、处理器20和温度传感器电连接，并为电伴热带19、处理器20和温度传感器供电。在本实施例中，如图5所示，管套11包括传热层111和保温层112，传热层111为金属网编织层，保温层112为石棉层或保温泡沫层，保温层112套设固定在传热层111上，电伴热带19螺旋布置在所述传热层111内；将管套11设置成两层结构，传热层111附着在热交换管10的圆周侧面上，有利于热交换管10的加热；保温层112设置在传热层111的外表面，隔断传热层111与外界的热传递，提高热量的利用率，降低能耗；电伴热带19螺旋设置传热层111内，热交换管10的均匀受热。

使用时：加热单元的温度传感器通过测量热交换管10靠近节流阀2的一端内的天然气温度；当天然气温度低于某一值时，温度传感器产生信号，并传递给处理器20，处理器20通过分析处理后，发出指令，电伴热带19开始工作，为热交换管10加热；提高热交换管10靠近节流阀2的一端流出天然气的温度；从而使天然气保持在一定合理范围内，防止流入节流阀2的天然气的温度过低，避免天然气流经节流阀2后出现液化或冰堵现象的发生。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种高压燃气接收站集成换热装置，包括天然气输送管道和节流阀，其特征在于，在所述节流阀逆天然气流向的一侧的管道上设置有换热器；所述换热器包括管板、热交换管、管套和加热单元；所述热交换管布置在所述管板的上端面上，所述热交换管的两端部分别与管板固定连接，分别与天然气输送管道和节流阀连通；所述管套套设在所述热交换管的圆周侧面上，所述热交换管可相对管套滑动；所述加热单元包括电伴热带、电源、处理器和温度传感器；所述电伴热带固定在所述管套内侧面上用于为所述热交换管加热；所述温度传感器设置在所述热交换管靠近节流阀的一端内；所述温度传感器、电伴热带分别与处理器信号连接；所述电源分别与电伴热带、处理器和温度传感器电连接。

2.根据权利要求1所述的高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，所述热交换管为U形管，所述U形管放置在所述管板的上端面上，所述U形管的两端分别固定在所述管板的上端面上。

3.根据权利要求2所述的高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，U形管两端分别与管板之间的固定连接结构具体包括套设固定在热交换管圆周侧面上的箍环，所述箍环的下端设置有向下延伸的管柱，在所述管柱的圆周侧面上设置沿上下方向延伸的耳板，所述管板上开设有用于收纳管柱与耳板的卡槽，所述卡槽底面开设有通孔，在所述管柱和通孔内插装有螺栓，所述箍环与管板之间通过螺栓和与所述螺栓适配的螺母配合实现固定连接。

4.根据权利要求3所述的高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，所述螺栓包括螺栓杆和固定在所述螺栓杆一端的螺栓头，所述螺栓头为六角螺栓头，所述管柱的上端部包括与所述六角螺栓头适配的六角圆柱孔；在所述管板的下端面上开设有圆柱凹槽，所述圆柱凹槽用于收纳螺母和螺栓杆，所述圆柱凹槽的位置与所述通孔位置适配。

5.根据权利要求1所述的高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，所述管套包括传热层和保温层，所述保温层套设固定在所述传热层上，所述电伴热带螺旋布置在所述传热层内。

6.根据权利要求1所述的高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，分别在所述热交换管与天然气输送管道、热交换管与节流阀的连接处分别设置有波纹管；所述热交换管的两端通过波纹管分别与天然气输送管道和节流阀连通。

7.根据权利要求1所述高压燃气接收站集成换热装置，其特征在于，在所述天然气输送管道靠近所述热交换管的一端下侧设置有排液管，所述排液管用于排出所述天然气输送管道内液化的天然气。

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