NL192843C - Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasen fluidum - Google Patents

Description

1 192843

Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum

De uitvinding heeft betrekking op een voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum, waarmee aan de pomp een tweefasenfluïdum wordt toegevoerd, dat met betrekking tot de grootte van de stroom en 5 de volumeverhouding van de gasvormige ten opzichte van de vloeibare fase past bij de bedrijfekenmerken van de pomp.

Een dergelijke voedingsinrichting is bekend uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8006783 en wordt toegepast voor het verpompen van een tweefasenfluïdum, dat wil zeggen een mengsel bevattend een vloeibare fase en een gasvormige fase welke niet opgelost is in de vloeistof. Voor een correcte werking 10 moet het aan de pomp toegevoerde fluïdum homogeen zijn en een stabiele druk hebben. Verder moet een dergelijke voedingsinrichting een zeker debiet alsook een volumeverhouding tussen de gasvormige en vloeistoffase hebben voor een gegeven thermodynamische conditie, waarbij het debiet en de volume-verhouding binnen bepaalde grenzen zijn gelegen. In het bijzonder verwerken pompen bestemd voor het verzorgen van de drukverhoging van tweefasenfluïdum slechts mengsels met een volumeverhouding van de 15 gasfase ten opzichte van de vloeistoffase onder een maximumwaarde en tolereren ze in hun toevoerleiding geen gasproppen, dat wil zeggen fluïdummassa’s die zich uitsluitend voordoen in gasvorm, tenzij het volume daarvan eveneens onder een bepaalde maximumwaarde ligt.

De Nederlandse octrooiaanvrage 6006783 heeft betrekking op een pomp die van speciale schoepvormen gebruikt maakt om het nuttige effect van het verpompen van uit twee fasen bestaande fluïda te verhogen.

20 Middelen om de aan de pomp toegevoerde volumeverhouding binnen een bepaald bereik te houden zijn niet voorzien.

De onderhavige uitvinding heeft tot doel het verschaffen van een voedingsinrichting waarmee een tweefasenfluïdum met betrekking tot het debiet en de volumeverhouding tussen de gasvormige en de vloeibare fase op de bedrijfskarakteristiek van een te voeden pomp kan worden afgestemd.

25 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de voedingsinrichting een hoofdleiding omvat en een aantal hulpleidingen, die parallel zijn geschakeld ten opzichte van de hoofdieiding, waarbij zowel de hoofdleiding, alsook de hulpleidingen bij hun respectieve toevoer aansluitbaar zijn op een toevoerleiding voor tweefasenfluïdum en bij hun respectieve afvoer aansluitbaar zijn op de pomp voor tweefasenfluïdum, waarbij hoofdleiding en hulpleidingen bij hun inlaat elk een klep voor het afsluiten en het regelen van de 30 doorstroming omvatten en verder bij hun uitlaat elk een klep voor het afsluiten en het regelen van de doorstroming omvatten, en waarbij hoofdleiding en hulpleidingen verder klepgestuurde aansluitingen omvatten, via welke een dragervloeistof is toe te voeren.

Met een dergelijke voedingsinrichting is het mogelijk om, wanneer de volumeverhouding groter wordt dan de maximaal toelaatbare, dragervloeistof toe te voeren in de hoofdleiding ten einde een vermindering van 35 deze volumeverhouding te veroorzaken. Verder kan wanneer een prop gas, waarvan het volume te groot is om door de pomp te worden geabsorbeerd, bij de ingang van de voedingsinrichting, deze prop gas naar de hulpleidingen worden gestuurd alwaar de prop gas opgeslagen kan worden totdat de voeding opnieuw normaal is geworden. Dragervloeistof kan daarbij worden toegevoerd in de hulpleidingen om er een tweefasenfluïdum van te maken met geschikte kenmerken voor doorsturing naar de pomp.

40 Volgens een de voorkeur hebbende uitvoeringsvorm omvatten de hoofdieiding en de hulpleidingen telkens ten minste één inrichting voor het homogeniseren van de stroom. Het aan de voedingspomp toe te voeren tweefasenfluïdum is dan verder te homogeniseren, hetgeen de werking van de pomp ten goede komt.

Het homogeniseren laat zich verder verbeteren wanneer de hoofdleiding en hulpleidingen telkens 45 omvatten een convergerende inrichting voor het homogeniseren van de stroom in doorstroomrichting stroomafwaarts van elke inlaatklep en telkens een divergerende inrichting voor het homogeniseren van de stroom in doorstroomrichting stroomopwaarts van elke uitlaatklep.

Gedurende normaal bedrijf kunnen de in- en uitlaatkleppen van de hulpleidingen gesloten zijn en kunnen de hulpleidingen met dragervloeistof gevuld zijn.

50 Bij voorkeur zijn de in- en uitlaatkleppen van de hulpleidingen al naar gelang de grootte van de stroom en volumeverhoudng van gasvormig ten opzichte van vloeibare fase van het tweefasenfluïdum selectief te openen in afhankelijkheid van de door een in de toevoerleiding voor tweefasenfluïdum in stroomrichting stroomopwaarts van de inlaatklep aangebrachte meetinrichting bepaalde grootte van de stroom en volumeverhouding.

55 Volgens een verdere voordelige uitvoeringsvorm omvat de inrichting volgens de uitvinding een terugvoer-leiding voor het tweefasenfluïdum tussen de drukzijde van de pomp voor tweefasenfluïdum enerzijds en de hoofdleiding en/of de toevoerleiding in stroomrichting stroomopwaarts van de inlaatkleppen anderzijds.

192843 2

Onderstaand zal als voorbeeld een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding beschreven worden aan de hand van de schematische tekening waarin: figuur 1 een schema toont van het geheel van de productie-installatie voor koolwaterstoffen volgens de uitvinding, en 5 figuur 2 meer gedetailleerd maar niettemin schematisch de voedingsinrichting volgens de uitvinding van deze installatie toont.

De installatie volgens figuur 1 maakt het mogelijk om bij de ingang van een pijpleiding een tweefasen-mengsel van koolwaterstoffen te injecteren afkomstig van de putkoppen 2.

10 Deze installatie omvat allereerst een zandafscheider 3, vervolgens een tweefasen-meetinrichting 4 welke het mogelijk maakt de volumetrische debieten van de vloeibare en gasvormige fasen van het mengsel te kennen en daardoor de volumeverhouding van de gasvormige fase ten opzichte van de vloeibare fase.

Een voedingsinrichting 5 voor een bovengrondse tweefasenpomp 6 is geplaatst stroomafwaarts van de meetinrichting 4 die wordt bestuurd door een behandelingseenheid 7 uitgaande van de van de meet-15 inrichting 4 ontvangen informatie.

De pomp 6 wordt gevolgd door een waterafscheider 8 en eventueel door een regelaar 9 welke het mogelijk maakt aan de pijpleiding een tweefasenmengsel te leveren met homogene kenmerken.

De voedingsinrichting 5 omvat volgens de uitvinding een hoofdleiding 10a en hulpleidingen 10b, 10c,....

10i. De leidingen 10a tot en met 10i zijn parallel geschakeld tussen de uitgang van de meetinrichting 4 en 20 de ingang van de bovengrondse tweefasenpomp 6.

Kleppen voor scheiding en stromingsregeling 11a,... 11 i zijn geplaatst stroomopwaarts van elk van de leidingen 10a.....10i, en andere kleppen voor de scheiding en stromingsregeling 12a,... 12i, zijn geplaatst stroomafwaarts van elk van de leidingen.

Stroomafwaarts van elk van de kleppen 11a,... 11 i Is een homogeniseermechanisme 13a,... 13i 25 geplaatst bij de ingang van elke leiding 10a,... 10i.

Het mechanisme is bijvoorbeeld van het type zoals beschreven in de niet vóórgepubliceerde Europese octrooiaanvrage 107.554. De overeenkomstige homogeniseermechanismen 14a.....14i zijn geplaatst bij de uitgang van elk van de leidingen 10a,.... 10i stroomopwaarts van de kleppen 12a,.... 12i.

De homogeniseermechanismen 13a, ... 13i, 14a,.... 14i, worden verder gevoed met een dragervloeistof, 30 zoals water, bijvoorbeeld met behulp van een pomp 15, via de kleppen 16a,... 16i, respectievelijk 17a,....

17i.

De behandelingseenheid 7 ontvangt zijn informatie van de meetinrichting of debietmeter 4 en verzorgt de besturing van de pomp 15 en van de kleppen 11a,... 11 i, 12a,.... 12i, 16a,... 16i, 17a,... 17i.

De voedingsinrichting werkt als volgt: zodra de debietmeter 4 een volumeverhouding van de gasfase ten 35 opzichte van de vloeistoffase registreert beneden de aanvaardbare waarde voor de tweefasenpomp 6, welke geborgen is in het geheugen van de behandelingseenheid 7, vindt de stroming rechtstreeks plaats van de meetinrichting 4 naar de tweefasenpomp 6 via de leiding 10a, waarbij de kiepen 13a en 14a open zijn en alle andere kleppen van de inrichting gesloten zijn. In deze toestand zijn al de andere leidingen 10b, 10c,... 10i gevuld met water.

40 Zodra de debietmeter 4 een volumeverhouding boven de grenswaarde registreert welke acceptabel is voor de tweefasenpomp 6 doch gedurende een zodanige tijdsduur dat het volume van de gasprop welke er het gevolg van is beneden het maximale toelaatbare volume is, blijft de stroming uitsluitend plaatsvinden door de leiding 10a, maar de homogeniseerinrichtingen 13a en 14a worden in werking gesteld door de behandelingseenheid 7, waardoor aldus dragervloeistof toegevoegd wordt met een aangepast debiet zodat 45 de volumeverhouding bij de ingang van de tweefasenpomp 6 op een waarde gebracht wordt onder de maximaal toelaatbare waarde. Deze dragervloeistof kan bijvoorbeeld water zijn, geleverd door de pomp 15 en, als het geval zich voordoet, gerecirculeerd tweefasenfluïdum vanaf de perszijde van de tweeefasen-pomp 6. Dit recirculatiecircuit is overigens niet afgebeeld in de tekening. Wanneer de volumeverhouding afneemt om tenslotte op een acceptabele waarde te komen, keert het systeem terug in zijn normale positie 50 zoals boven omschreven.

Indien daarentegen de meetinrichting 4 een volumeverhouding registreert boven de grenswaarde gedurende een zodanige tijd dat het volume van de gasprop de maximaal toelaatbare waarde overschrijdt, maakt de inrichting 5 het dan mogelijk om de gasprop te absorberen teneinde hem pas later terug te voeren.

55 De behandelingseenheid 7 veroorzaakt onder deze condities de opening van kleppen 11b, 12b zodat de gasprop geleid wordt naar de leiding 10b. Hij verdrijft het zich erin bevindende water, dat daardoor eruit afgevoerd en geabsorbeerd wordt door de tweefasenpomp 6 tezamen met het regulaire tweefasenmengsel

Claims (7)

1. Voedingsinrichting van een pomp voor tweefasenfluïdum, waarmee aan de pomp een tweefasenfiuïdum 25 wordt toegevoerd, dat met betrekking tot de grootte van de stroom en de volumeverhouding van de gasvormige ten opzichte van de vloeibare fase past bij de bedrijfskenmerken van de pomp, met het kenmerk, dat de voedingsinrichting een hoofdleiding (10a) omvat en een aantal hulpleidingen (10b,... 10i) omvat, die parallel zijn geschakeld ten opzichte van de hoofdleiding, waarbij zowel de hoofdleiding (10a), alsook de hulpleidingen (10b, ... 10i) bij hun respectieve toevoer aansluitbaar zijn op een toevoerleiding voor 30 tweefasenfluïdum en bij hun respectieve afvoer aansluitbaar zijn op de pomp (6) voor tweefasenfluïdum, waarbij hoofdleiding en hulpleidingen bij hun inlaat elk een klep (11a,... 11 i) voor het afsluiten en het regelen van de doorstroming omvatten en verder bij hun uitlaat elk een klep (12a,... 12i) voor het afsluiten en het regelen van de doorstroming omvatten, en waarbij hoofdleiding en hulpleidingen verder klep-gestuurde aansluitingen (16a,... 16i; 17a,... 17i) omvatten, via welke een dragervloeistof is toe te voeren.

2. Voedingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat hoofdleiding (10a) en hulpleidingen (10b, ... 10i) telkens ten minste één inrichting (13a,... I3i; 14a,... 14i) voor het homogeniseren van de stroom omvatten.

3. Voedingsinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat hoofdleiding (10a) en hulpleidingen (10b,... 10i) telkens omvatten een convergerende inrichting (13a,... 13i) voor het homogeniseren van de stroom in 40 doorstroomrichting stroomafwaarts van elke inlaatklep (11a,... 11 i) en telkens een divergerende inrichting (14a,... 14i) voor het homogeniseren van de stroom in doorstroomrichting stroomopwaarts van elke uitlaatklep (12a,... 12i).

3 192843 dat de leiding 10a verlaat, zoals voorheen. Aldus verwerkt de tweefasenpomp 6 een tweefasenmengsel met een volumeverhouding onder de maximaal toelaatbare waarde terwijl het tweefasendebiet gestegen is. Indien de gasprop een te groot volume heeft om geheel geabsorbeerd te kunnen worden door de leiding 10b, veroorzaakt de behandelingseenheid 7 het sluiten van de kleppen 11b en 12b en de opening van de 5 kleppen 11c en 12c en dezelfde cyclus kan herhaald worden tot aan het vullen van de leiding 10i. Wanneer de gasprop volledig geabsorbeerd is en de volumeverhouding onder de maximaal toelaatbare waarde daalt, kan de behandeling van het vullen met water van de pijpen 10b, 10c,... 10i beginnen onder werking van de pomp 15. Derhalve worden de homogenisatoren 13 en 14 van elke leiding 10 achtereenvolgens in dienst gesteld 10 door opening van de corresponderende kleppen 16 en 17, waarbij de homogenisator 13 het mogelijk maakt om water in de leiding 10 te voeren dat het zich erin bevindende gas verdrijft, welk gas via de homogenisator 14 water ontvangt alvorens gevoerd te worden in de vorm van een tweefasenmengsel naar de pomp 6 tegelijkertijd met de normale stroming door de leiding 10a. De leidingen 10b, 10c,... 10i worden aldus achtereenvolgens ontdaan van hun gas en gevuld met de 15 dragervloeistof. Het zal duidelijk zijn dat de absorptiecapaciteit van gas door de voedingsinrichting bepaald wordt door het volume van de leidingen 10b,... 10i welke zij bezit, waarbij de afmetingen van de leiding bepaald zijn volgens de exploitatie-omstandigheden, waarbij de verschillende leidingen hetzelfde volume of bij voorkeur verschillende volumina kunnen hebben. 20

4. Voedingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de in- en uitlaatkleppen (11b,... 11 i; 12b,... I2i) van de hulpleidingen (10b,... 10i) bij normaal stromingsbedrijf gesloten zijn 45 en de hulpleidingen met een dragervloeistof zijn gevuld.

5. Voedingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de dragervloeistof water is.

6. Voedingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de in- en uitlaatkleppen (11b,... 11 i; 12b,... 12i) van de hulpleidingen (10b,... 10i) al naar gelang de grootte van de stroom 50 en volumeverhouding van gasvormige ten opzichte van vloeibare fase van het tweefasenfluïdum selectief zijn geopend, hetgeen wordt bepaald door een meetinrichting (4), die in de toevoerleiding voor tweefasenfluïdum in stroomrichting stroomopwaarts van de inlaatklep is aangebracht.

7. Voedingsinrichting volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze terugvoer- 192843 4 leiding voor het tweefasenfluïdum tussen de drukzijde van de pomp (6) voor tweefasenfluïdum enerzijds en de hoofdleiding (10a) en/of de toevoerleiding in stroomrichting stroomopwaarts van de inlaatkleppen (11a,... 11 i) anderzijds omvat. Hierbij 1 blad tekening