帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本實(shí)用新型涉及天然氣壓力控制技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)。
[【背景技術(shù)】]
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中，大多采用電伴熱的方式來防止低溫環(huán)境下指揮器取氣管路發(fā)生冰堵。使用此種方式，由于需要在現(xiàn)場提供供電電源，以及相應(yīng)的布管布線等，從而增加了現(xiàn)場的施工量。
[0003]渦漩加熱器核心部件為渦流管，該渦流管，又稱蘭克一赫爾胥(Ranque-Hilsch)管，是一種結(jié)構(gòu)簡單的能量分離裝置。自渦流管誕生以來，已在很多行業(yè)中得到了應(yīng)用，如在制冷領(lǐng)域應(yīng)用于冷卻電子控制器等，在石化和天然氣領(lǐng)域的應(yīng)用于混合烴的分離，輕烴回收，天然氣的除水等。此外，渦流管還被運(yùn)用到其他很多領(lǐng)域中，但其制熱原理使用比較少。
[【實(shí)用新型內(nèi)容】]
[0004]本實(shí)用新型的目的就是要解決上述的不足而提供一種帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，減小了現(xiàn)場的施工量，其加熱過程中消耗壓力能，不需要消耗其他能量，而且無運(yùn)動部件、無須維護(hù)，運(yùn)行噪音小。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計一種帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，包括橇座I以及安裝在橇座I上的管道一 2和管道二 3，所述管道一 2與管道二 3之間依次連接有安全切斷閥4、管道三5、監(jiān)控調(diào)壓器6、管道四7和工作調(diào)壓器8，所述安全切斷閥4的上游端連接管道一2的下游端，所述工作調(diào)壓器8的下游端連接管道二 3的上游端，所述管道一 2上安裝有節(jié)流截止放空閥一 9、手動球閥一 10、壓力表一 11和雙金屬溫度計一 12，所述管道二 3上安裝有壓力表二 13、壓力變送器14、雙金屬溫度計二 15和一體化溫度變送器16，所述一體化溫度變送器16的下游端連接有渦漩加熱器17，所述渦漩加熱器17另一端的管道上安裝有節(jié)流截止放空閥二 18和手動球閥二 19，所述管道一 2的上游端、管道二 3的下游端均設(shè)置有法蘭20。
[0006]所述渦漩加熱器17包括渦流管21，所述渦流管21外部設(shè)有保溫層，所述渦流管21包括噴嘴、渦流室22、分離孔板、熱端管23和冷端管24，所述熱端管23、冷端管24分布于渦流室22的兩側(cè)，所述分離孔板位于渦流室22與冷端管24之間，所述噴嘴沿渦流室22切向布置，所述噴嘴處設(shè)有高壓氣體入口 25，所述熱端管23的管壁上設(shè)有被加熱氣體入口26和被加熱氣體出口 27，所述熱端管23出口處安裝有熱端調(diào)節(jié)閥28，所述冷端管24端部設(shè)有混合氣體出口 29，所述渦漩加熱器的熱端管23出口處設(shè)置為封閉端。
[0007]所述被加熱氣體入口 26設(shè)置在熱端管23下部的管壁上，所述被加熱氣體出口 27設(shè)置在熱端管23上部的管壁上，所述混合氣體出口 29與管道二 3相連，所述被加熱氣體入口 26與管道三5相連，所述高壓氣體入口 25與管道一 2相連，所述被加熱氣體出口 27通過線路連接監(jiān)控調(diào)壓器6。
[0008]所述渦流室22的內(nèi)部形狀為阿基米德螺線。
[0009]本實(shí)用新型同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0010](I)通過合理設(shè)置壓力控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，并在該壓力控制系統(tǒng)中增設(shè)有渦漩加熱器，從而不僅減小了現(xiàn)場的施工量，而且加熱過程中消耗壓力能，不需要消耗其他能量；
[0011](2)由于渦流管在氣體存在壓差的領(lǐng)域可以利用壓差產(chǎn)生的壓力能來獲得熱量，從而無須消耗機(jī)械能或電能；
[0012](3)進(jìn)出口氣體壓比越大，加熱溫度越高；
[0013](4)出口混合氣體溫度低，最低能達(dá)到一 50°C ；
[0014](5)無運(yùn)動部件、無須維護(hù)，運(yùn)行噪音小。
[【附圖說明】]
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型中渦漩加熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型中渦流管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型中渦漩加熱器的接線示意圖；
[0019]圖5為利用本實(shí)用新型測得數(shù)據(jù)的對比分析圖；
[0020]圖中:1、橇座2、管道一 3、管道二 4、安全切斷閥5、管道三6、監(jiān)控調(diào)壓器7、管道四8、工作調(diào)壓器9、節(jié)流截止放空閥一 10、手動球閥一 11、壓力表一 12、雙金屬溫度計一 13、壓力表二 14、壓力變送器15、雙金屬溫度計二 16、一體化溫度變送器17、渦漩加熱器18、節(jié)流截止放空閥二 19、手動球閥二 20、法蘭21、渦流管22、渦流室23、熱端管24、冷端管25、高壓氣體入口 26、被加熱氣體入口 27、被加熱氣體出口 28、熱端調(diào)節(jié)閥29、混合氣體出口。
[【具體實(shí)施方式】]
[0021]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作以下進(jìn)一步說明:
[0022]如附圖1所示，本實(shí)用新型包括:橇座I以及安裝在橇座I上的管道一 2和管道二3，管道一 2與管道二 3之間依次連接有安全切斷閥4、管道三5、監(jiān)控調(diào)壓器6、管道四7和工作調(diào)壓器8，安全切斷閥4的上游端連接管道一 2的下游端，工作調(diào)壓器8的下游端連接管道二 3的上游端，管道一 2上安裝有節(jié)流截止放空閥一 9、手動球閥一 10、壓力表一 11和雙金屬溫度計一 12，管道二 3上安裝有壓力表二 13、壓力變送器14、雙金屬溫度計二 15和一體化溫度變送器16，一體化溫度變送器16的下游端連接有渦漩加熱器17，渦漩加熱器17另一端的管道上安裝有節(jié)流截止放空閥二 18和手動球閥二 19，管道一 2的上游端、管道二3的下游端均設(shè)置有法蘭20。
[0023]如附圖2和附圖3所示，本實(shí)用新型所述的渦漩加熱器包括渦流管21，渦流管21外部設(shè)有保溫層，渦流管21包括噴嘴、渦流室22、分離孔板、熱端管23和冷端管24，渦流室22的內(nèi)部形狀為阿基米德螺線，熱端管23、冷端管24分布于渦流室22的兩側(cè)，分離孔板位于渦流室22與冷端管24之間，噴嘴沿渦流室22切向布置，噴嘴處設(shè)有高壓氣體入口 25，熱端管23的管壁上設(shè)有被加熱氣體入口 26和被加熱氣體出口 27，熱端管23出口處安裝有熱端調(diào)節(jié)閥28，冷端管24端部設(shè)有混合氣體出口 29，渦漩加熱器的熱端管23出口處設(shè)置為封閉端。其中，被加熱氣體入口 26設(shè)置在熱端管23下部的管壁上，被加熱氣體出口 27設(shè)置在熱端管23上部的管壁上，混合氣體出口 29與管道二相連，被加熱氣體入口 26與管道三相連，高壓氣體入口 25與管道一相連，被加熱氣體出口 27通過線路連接監(jiān)控調(diào)壓器，其接線圖如附圖4。
[0024]本實(shí)用新型中，渦流管由噴嘴、渦流室、分離孔板以及冷熱兩端管子組成，渦漩加熱器與渦流管內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本一樣，不同的是，渦流管外加保溫層和進(jìn)出口氣體接口，并且將熱端管封死，冷熱氣流在頂端混合后由低壓燃?xì)獬隹谂懦?。該渦流管具有制冷、制熱、抽真空、分離等多種功能，其主要特點(diǎn)為:無運(yùn)動部件、結(jié)構(gòu)簡單、輕巧、成本低、免維護(hù)、壽命長、可靠性高、溫度可調(diào)、不需要氟利昂就能獲得冷量等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型所述的渦流管在氣體存在壓差的領(lǐng)域可以利用壓差產(chǎn)生的壓力能來獲得熱量，從而無須消耗機(jī)械能或電能。
[0025]本實(shí)用新型中，高壓天然氣從高壓氣體入口導(dǎo)入，通過高速噴嘴膨脹降壓，沿切線方向高速進(jìn)入阿基米德螺線渦流室，形成自由渦流，并且氣體分離成兩股氣流，外層氣流溫度較高，內(nèi)層氣流溫度較低，外層氣流的熱量通過管壁與需要加熱的氣體實(shí)現(xiàn)熱交換。到達(dá)頂端時，內(nèi)層氣流和外層氣流混合，沿氣心通過低壓燃?xì)獬隹诹鞒?。由于外層氣流的熱量在混合前已?jīng)被交換，因此混合后的氣流的溫度遠(yuǎn)低于進(jìn)氣溫度。
[0026]本實(shí)用新型通過在天然氣站場的壓力控制系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，取得了很好的防冰堵效果。如附圖5所示，為測得數(shù)據(jù)的對比分析圖。該渦流加熱器的加熱溫度隨著壓比的增加而增加，天然氣溫升和壓比之間接近成線性關(guān)系，即使在壓比為2.4的情況下，溫升仍然有26.8°C，加熱效果比較明顯。在長輸管線上，尤其在分輸站場，調(diào)壓橇前后壓比往往更是高于此值，因此加熱效果更加明顯。
[0027]本實(shí)用新型并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，其特征在于:包括橇座(I)以及安裝在橇座(I)上的管道一(2)和管道二(3)，所述管道一(2)與管道二(3)之間依次連接有安全切斷閥(4)、管道三(5)、監(jiān)控調(diào)壓器(6)、管道四(7)和工作調(diào)壓器(8)，所述安全切斷閥(4)的上游端連接管道一(2)的下游端，所述工作調(diào)壓器(8)的下游端連接管道二(3)的上游端，所述管道一(2)上安裝有節(jié)流截止放空閥一(9)、手動球閥一(10)、壓力表一(11)和雙金屬溫度計一(12)，所述管道二(3)上安裝有壓力表二(13)、壓力變送器(14)、雙金屬溫度計二(15)和一體化溫度變送器(16)，所述一體化溫度變送器(16)的下游端連接有渦漩加熱器(17)，所述渦漩加熱器(17)另一端的管道上安裝有節(jié)流截止放空閥二(18)和手動球閥二(19)，所述管道一(2)的上游端、管道二(3)的下游端均設(shè)置有法蘭(20)。
2.如權(quán)利要求1所述的帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述渦漩加熱器(17)包括渦流管(21)，所述渦流管(21)外部設(shè)有保溫層，所述渦流管(21)包括噴嘴、渦流室(22)、分離孔板、熱端管(23)和冷端管(24)，所述熱端管(23)、冷端管(24)分布于渦流室(22)的兩側(cè)，所述分離孔板位于渦流室(22)與冷端管(24)之間，所述噴嘴沿渦流室(22)切向布置，所述噴嘴處設(shè)有高壓氣體入口(25)，所述熱端管(23)的管壁上設(shè)有被加熱氣體入口(26)和被加熱氣體出口(27)，所述熱端管(23)出口處安裝有熱端調(diào)節(jié)閥(28)，所述冷端管(24)端部設(shè)有混合氣體出口(29)，所述渦漩加熱器的熱端管(23)出口處設(shè)置為封閉端。
3.如權(quán)利要求2所述的帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述被加熱氣體入口(26)設(shè)置在熱端管(23)下部的管壁上，所述被加熱氣體出口(27)設(shè)置在熱端管(23)上部的管壁上，所述混合氣體出口(29)與管道二(3)相連，所述被加熱氣體入口(26)與管道三(5)相連，所述高壓氣體入口(25)與管道一(2)相連，所述被加熱氣體出口(27)通過線路連接監(jiān)控調(diào)壓器(6)。
4.如權(quán)利要求3所述的帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，其特征在于:所述渦流室(22)的內(nèi)部形狀為阿基米德螺線。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種帶渦漩加熱器的壓力控制系統(tǒng)，包括橇座(1)以及安裝于其上的管道一(2)和管道二(3)，管道一(2)與管道二(3)之間依次連接有安全切斷閥(4)、管道三(5)、監(jiān)控調(diào)壓器(6)、管道四(7)和工作調(diào)壓器(8)，管道一(2)上安裝有節(jié)流截止放空閥一(9)、手動球閥一(10)、壓力表一(11)和雙金屬溫度計一(12)，管道二(3)上安裝有壓力表二(13)、壓力變送器(14)、雙金屬溫度計二(15)和一體化溫度變送器(16)，一體化溫度變送器(16)的下游端連接有渦漩加熱器(17)；本實(shí)用新型減小了現(xiàn)場的施工量，其加熱過程中消耗壓力能，不需要消耗其他能量，且無運(yùn)動部件、無須維護(hù)，運(yùn)行噪音小。
【IPC分類】F17D1-02, F17D3-01
【公開號】CN204300700
【申請?zhí)枴緾N201420761689
【發(fā)明人】李宇新
【申請人】高拓石油天然氣技術(shù)（上海）有限責(zé)任公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月5日