RU2553527C1 - Транспортный трубопровод - Google Patents
Транспортный трубопровод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553527C1 RU2553527C1 RU2014126752/11A RU2014126752A RU2553527C1 RU 2553527 C1 RU2553527 C1 RU 2553527C1 RU 2014126752/11 A RU2014126752/11 A RU 2014126752/11A RU 2014126752 A RU2014126752 A RU 2014126752A RU 2553527 C1 RU2553527 C1 RU 2553527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- sections
- heat pump
- compressor
- valves
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/10—Geothermal energy
Landscapes
- Road Paving Structures (AREA)
Abstract
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при транспортировке различных жидких и газообразных продуктов (пар, вода, углеводороды и др.) на предприятиях АПК, в коммунальном хозяйстве, нефтяной, химической и др. промышленности. Транспортный трубопровод содержит секции, запорную арматуру, наружный изоляционный слой и нагревательный элемент, подключенный к источнику теплоносителя. Нагревательный элемент выполнен по меньшей мере из двух нагревательных участков, каждый из которых состоит из змеевидно изогнутых трубок с жидкостью-теплоносителем внутри. В качестве источника тепла для теплоносителя использованы расположенные на глубине незамерзающего слоя земли геотермальный тепловой насос и тепловой аккумулятор. Тепловой насос состоит из соединенных последовательно компрессора, испарителя и дросселя. Тепловой аккумулятор содержит корпус с изоляцией, заполненный твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубчатые змеевики, заполненные теплоносителем. Причем отводящий змеевик соединен своими концами через вентили с соответствующими входом и выходом нагревательных участков, а подводящий змеевик соединен одним входом с дросселем, а другим с компрессором теплового насоса. Изобретение обеспечивает повышение надежности его работы и экономию энергоресурсов. 1 ил.
Description
Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при транспортировке различных жидких и газообразных продуктов (пар, вода, углеводороды и др.) на предприятиях АПК, в коммунальном хозяйстве, нефтяной, химической и др. промышленности.
Известен трубопровод для транспортировки материала, преимущественно бетонной смеси, содержащий две одинакового диаметра трубы, соединенные между собой патрубком из диэлектрика с установленными внутри него и на нем соответственно патрубками из ферромагнитного материала с катушками, подключенными к каждой из фаз источника переменного тока (Авт. свидетельство СССР, №1127824 МПК B65G 53\22, опубл. 1984, бюл. №45).
Недостатком указанного аналога является сложность конструкции, а также непригодность для перекачки углеводородов.
Известен трубопровод, преимущественно для тепловых сетей, включающий металлическую трубу с теплоизоляционным покрытием заливочного типа и наружную неразъемную полимерную гидроизоляционную оболочку, теплоизоляционное покрытие выполнено из полиуретана (RU 2249754 C2, МПК F16L 59/00, опубл. 10.04.2002 ).
Недостатком данного аналога является трудоемкость изготовления и использования, ограниченная область применения, преимущественно для тепловых сетей.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению, принятым за прототип, является транспортный обогреваемый трубопровод, содержащий секции, запорную арматуру, наружный изоляционный слой и нагревательный элемент, составленный из отдельных участков, расположенных на входе каждой секции (RU 2250870 C1, МПК B65G 53\52, опубл. 27.04.2005).
Недостатком прототипа является сложность конструкции нагревательного элемента, отсутствие электроэнергии в труднодоступных районах, а также возможность замерзания транспортируемой жидкости в местах нахождения местных сопротивлений (поворотах трассы, расположения запорной арматуры, изменения величины сечения трубопровода и др.), то есть в местах, где снижается скорость транспортировки продукта по трубопроводу.
Задача заявляемого изобретения заключается в расширении области его использования, а также в применении энерго- и ресурсосберегающих технологий.
Известно, что при транспортировании по трубопроводу воды, нефти, различных углеводородов или других жидкотекучих продуктов в местах местных сопротивлений скорость перемещения продукта замедляется, а температура резко снижается, что может привести к созданию аварийной ситуации. Для исключения данных явлений перед расположением местных сопротивлений по секциям по периметру трубопровода производят установку нагревательных элементов.
Технический результат достигается за счет того, что транспортный трубопровод содержит секции, запорную арматуру, наружный изоляционный слой и нагревательный элемент, подключенный к источнику теплоносителя, но в отличие от прототипа нагревательный элемент выполнен по меньшей мере из двух нагревательных участков, каждый из которых состоит из змеевидно изогнутых трубок с жидкостью-теплоносителем внутри, в качестве источника тепла для теплоносителя использованы расположенные на глубине незамерзающего слоя земли геотермальный тепловой насос и тепловой аккумулятор, тепловой насос включает соединенные последовательно компрессор, испаритель и дроссель, тепловой аккумулятор содержит корпус с изоляцией, заполненный твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубчатые змеевики, заполненные теплоносителем, причем отводящий змеевик соединен своими концами через вентили с соответствующими входом и выходом нагревательных участков, а подводящий змеевик соединен одним входом с дросселем, а другим с компрессором теплового насоса.
В предлагаемом устройстве выполнение нагревательного элемента по меньшей мере из двух нагревательных участков, каждый из которых состоит из змеевидно изогнутых трубок с жидкостью-теплоносителем внутри, способствует более эффективному нагреву трубопровода в связи с увеличением площади его контакта с поверхностью трубопровода.
Использование в качестве источника тепла для нагревательного элемента расположенных на глубине незамерзающего слоя земли геотермального теплового насоса и теплового аккумулятора позволяет применять энергосберегающие технологии, использовать возобновляемые источники тепловой энергии, а также снизить экономические затраты на использование устройства, особенно для отдаленных сельскохозяйственных районов.
Из уровня техники известно, что геотермальный тепловой насос включает соединенные последовательно компрессор, испаритель и дроссель. (Холодильные машины и тепловые насосы /Быков А.В., Калнинь И.М., Краузе А.С. - М.: Изд-во Агропромиздат, 1988. - с. 256). В изобретении тепловой насос позволяет вырабатывать тепловую энергию за счет температуры, полученной в летний период от слоя земли, на котором насос расположен, и передачи тепла для накопления в тепловой аккумулятор, где энергия накапливается.
Известно, что глубина промерзания грунта в основном зависит от его строения, климатических условий. Например, для Челябинской области глубина промерзания грунта в среднем составляет 180-198 см. Таким образом, глубина расположения теплового насоса в данном случае будет больше (180-198) см.
В зимний период времени средняя годовая отрицательная температура воздуха составляет для северо-восточных регионов нашей страны -(20÷45)°C, а температура грунта на глубине, где нет промерзания, +(3÷5)°C. В летний период времени средняя годовая положительная температура воздуха составляет для северо-восточных регионов нашей страны +(10÷20)°C, а температура грунта +(10÷12)°C.
В предлагаемом устройстве тепловой насос в летний период работает на производство тепловой энергии за счет тепла, получаемого от земли, и осуществляет передачу ее тепловому аккумулятору. Насос включают в летний период, а тепловой аккумулятор отключают, он находится в режиме зарядки. В зимний период тепловой насос отключают, а тепловой аккумулятор включают, он начинает отдавать накопленное тепло на обогрев трубопровода.
Тепловой аккумулятор низкотемпературный долгосрочного действия (Аккумулирование тепловой и механической энергии / Моравский А.В. - М.: Изд-во ВНИПИ, 1990. - с. 32) содержит корпус с изоляцией, заполненный твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубчатые змеевики, заполненные теплоносителем. Теплоаккумулирующие материалы: песок, стекло, шарики из керамики, дробленный сульфат бора. В качестве теплоаккумулирующего материала можно использовать, например, песок с металлическими включениями, а в качестве теплоносителя незамерзающую жидкость, например технический спирт.
Такое устройство дает возможность аккумулировать тепловую энергию за счет теплоемкости теплоаккумулирующего материала, накапливать ее в летний период и использовать в зимний период времени.
Схема соединения теплового насоса с тепловым аккумулятором и нагревательным элементом дает возможность подавать для нагрева в зимний период тепло, произведенное тепловым насосом и аккумулированное тепловым аккумулятором в летний период, в нагревательный элемент, размещенный в местах местных сопротивлений трубопровода.
Совокупность существенных отличительных признаков предлагаемого устройства, по мнению авторов, не известна из уровня техники и позволяет осуществлять надежную безаварийную транспортировку по трубопроводу жидкотекучих продуктов (вода, пар, нефть, другие углеводороды) при энерго- и ресурсосбережении за счет возобновляемых источников.
Схема транспортного трубопровода представлена на фиг.
Транспортный трубопровод, содержит секции 1, которые включают запорную арматуру 2, наружный изоляционный слой 3, нагревательный элемент 4, состоящий из нескольких участков 5, расположенных перед местным сопротивлением трубопровода. Нагревательный элемент 4 выполнен по меньшей мере из двух участков 5, каждый из которых состоит из змеевидно изогнутых трубок с незамерзающей жидкостью-теплоносителем (технический спирт) внутри, огибающих трубопровод по наружной поверхности.
Тепловой аккумулятор 9 состоит из корпуса с изоляцией, заполненного твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий 11 и отводящий 8 трубчатые змеевики, которые заполнены техническим спиртом. Отводящий змеевик 8 соединен через вентиль 7 со входом первого нагревательного участка 5 нагревательного элемента 4, состоящего из змеевидно изогнутых трубок с жидкостью-теплоносителем внутри, а через вентиль 10 с выходом - второго змеевидного трубчатого участка 5. Тепловой насос 14 состоит из испарителя 15, заполненного хладоагентом, например фреоном, компрессора 13 и дросселя 17. Подводящий змеевик 11 соединен своим входом через вентиль 12 с компрессором 13 теплового насоса 14, а выход подводящего змеевика 11 через вентиль 16 соединен с дросселем 17.
Устройство работает следующим образом.
В летний период времени, когда температура грунта составляет +(10-12)°C, вентили 7 и 10 закрывают, а вентили 12 и 16 открывают и тепловой насос через соединительный трубопровод соединяют с тепловым аккумулятором. Затем включают привод компрессора (на фиг. не показан)
В результате контакта испарителя 15 с грунтом, имеющим температуру +(10-12)°C, происходит передача тепла от грунта к холодильному агенту (фреон), находящемуся в испарителе, который при этом переходит из жидкой фазы в газообразную. Далее газообразный фреон из испарителя поступает в компрессор, происходит сжатие газообразного фреон. При этом его давление и температура увеличиваются. Через соединительный трубопровод горячий газ (70-80)°C подается на подводящий змеевик 11 теплового аккумулятора 9, в котором он передает тепло теплоаккумулирующему материалу (песок с металлическими включениями), после чего охлаждается, конденсируется, переходит в жидкое состояние. Далее жидкий хладоагент через соединительный трубопровод поступает в дроссель 17, понижающий его давление, и в газообразном состоянии проступает в испаритель 15. В результате часть тепла грунта, которое вырабатывает тепловой насос 14, переходит и аккумулируется в тепловом аккумуляторе 9, где сохраняется до зимнего периода.
В зимний период времени при снижении температуры окружающей среды (воздуха) до температуры -(20-45)°C начинают использовать запасенное в тепловом аккумуляторе 9 тепло. Для этого привод теплового насоса выключают, вентили 12 и 16 закрывают, а вентили 7 и 10 открывают. При этом теплоноситель - технический спирт, с температурой +(70-80)°C из выходного змеевика 8 теплового аккумулятора поступает через вентили 7 и 10 в змеевидно изогнутые трубки 5 нагревательного элемента 4, который за счет теплопроводности нагревает секции 1 трубопровода с перекачиваемым продуктом.
Таким образом, при работе заявляемого транспортного трубопровода происходит накопление тепловой энергии в летний период, а в зимний период нагревание трубопровода с транспортируемым продуктом в местах местных сопротивлений (температурных компенсаторах, поворотах трассы, запорной арматуре). При нагреве повышается скорость транспортировки продукта по трубопроводу, что позволяет увеличить надежность работы устройства, расширяет номенклатуру транспортируемых продуктов, а также при этом достигается экономия энергоресурсов.
Claims (1)
- Транспортный трубопровод, содержащий секции, запорную арматуру, наружный изоляционный слой и нагревательный элемент, подключенный к источнику теплоносителя, отличающийся тем, что нагревательный элемент выполнен по меньшей мере из двух нагревательных участков, каждый из которых состоит из змеевидно изогнутых трубок с жидкостью-теплоносителем внутри, в качестве источника тепла для теплоносителя использованы расположенные на глубине незамерзающего слоя земли геотермальный тепловой насос и тепловой аккумулятор, тепловой насос включает соединенные последовательно компрессор, испаритель и дроссель, тепловой аккумулятор содержит корпус с изоляцией, заполненный твердым теплоаккумулирующим материалом, внутри которого расположены подводящий и отводящий трубчатые змеевики, заполненные теплоносителем, причем отводящий змеевик соединен своими концами через вентили с соответствующими входом и выходом нагревательных участков, а подводящий змеевик соединен одним входом с дросселем, а другим с компрессором теплового насоса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126752/11A RU2553527C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Транспортный трубопровод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014126752/11A RU2553527C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Транспортный трубопровод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2553527C1 true RU2553527C1 (ru) | 2015-06-20 |
Family
ID=53433655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014126752/11A RU2553527C1 (ru) | 2014-07-01 | 2014-07-01 | Транспортный трубопровод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553527C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187216U1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-02-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Теплозащищенный узел ввода трубопроводной системы в здание |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU806986A1 (ru) * | 1979-05-04 | 1981-02-23 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Тепло- И Массообмена Им.A.B.Лыкова Ah Белорусской Ccp | Магистральный трубопровод дл транс-пОРТиРОВАНи ВыСОКОВ зКОгО МАТЕРиАлА |
JP2004315161A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Frontier Carbon Corp | 粉粒状固体の輸送方法 |
RU2250870C1 (ru) * | 2003-07-30 | 2005-04-27 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Транспортный обогреваемый трубопровод |
RU2307975C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ транспорта жидкостей по трубопроводу |
RU2406916C1 (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-20 | Иван Иванович Павленко | Устройство для беспламенного подогрева промысловых трубопроводов |
RU2495338C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Тепловой насос |
-
2014
- 2014-07-01 RU RU2014126752/11A patent/RU2553527C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU806986A1 (ru) * | 1979-05-04 | 1981-02-23 | Ордена Трудового Красного Знамениинститут Тепло- И Массообмена Им.A.B.Лыкова Ah Белорусской Ccp | Магистральный трубопровод дл транс-пОРТиРОВАНи ВыСОКОВ зКОгО МАТЕРиАлА |
JP2004315161A (ja) * | 2003-04-16 | 2004-11-11 | Frontier Carbon Corp | 粉粒状固体の輸送方法 |
RU2250870C1 (ru) * | 2003-07-30 | 2005-04-27 | Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Транспортный обогреваемый трубопровод |
RU2307975C1 (ru) * | 2006-04-05 | 2007-10-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ транспорта жидкостей по трубопроводу |
RU2406916C1 (ru) * | 2009-05-27 | 2010-12-20 | Иван Иванович Павленко | Устройство для беспламенного подогрева промысловых трубопроводов |
RU2495338C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Тепловой насос |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU187216U1 (ru) * | 2018-05-04 | 2019-02-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Теплозащищенный узел ввода трубопроводной системы в здание |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105431686B (zh) | 地热源与远距离供热网的热工连接 | |
Eames et al. | An experimental investigation into the integration of a jet-pump refrigeration cycle and a novel jet-spay thermal ice storage system | |
RU2553527C1 (ru) | Транспортный трубопровод | |
CN204534802U (zh) | 一种相变储热耦合太阳能集储热供热系统 | |
CN204006656U (zh) | 相变蓄热热泵热水器 | |
CN104132456A (zh) | 一种直热式多相变点复合蓄热热泵热水器系统 | |
RU2523923C1 (ru) | Способ транспортировки нефти по трубопроводу путем реверсивной перекачки | |
CN203036851U (zh) | 天然气混合能源介质低温加热炉 | |
CN108679841A (zh) | 均温热泵热水箱 | |
CN104457348A (zh) | 一种模块化复合式热交换装置 | |
CN202767034U (zh) | 一种水工用动力加热融冰装置 | |
CN204421420U (zh) | 一种新型冷库冷凝热相变回收系统 | |
CN208431936U (zh) | 均温热泵热水箱 | |
CN203422007U (zh) | 一种一体化管道式相变蓄热模块 | |
CN202325411U (zh) | 井口电磁超导换热器 | |
CN203231534U (zh) | 一种多模热泵热水机组 | |
CN105241123A (zh) | 一种热泵井 | |
CN104279752A (zh) | 一种回热式高效低温空气源热泵系统 | |
CN206330452U (zh) | 中深层同轴套管换热器的隔热内管 | |
CN203719485U (zh) | 热二极管 | |
CN203980634U (zh) | 一种直热式多相变点复合蓄热热泵热水器系统 | |
US20240084786A1 (en) | Energy storage and retrieval systems and methods | |
CN203848428U (zh) | 抽取浅层地热能源供暖及制冷装置 | |
CN204373295U (zh) | 带有一体式制冷系统的多库房冷库 | |
CN204555774U (zh) | 冷热双储节能系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160702 |