一種流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)電領域，具體涉及一種防止發(fā)電系統(tǒng)下游的低溫流體使管道脆化的回溫設備。
【背景技術】
[0002]目前在流體管道進行輸送的過程中，由于監(jiān)控、控制裝置處于偏遠地區(qū)，遠離電網(wǎng)，這樣會造成監(jiān)控、檢測等設備缺電或無電供應，存在隱患，例如天然氣輸送過程中有很多個調(diào)壓站因位置偏遠而處于缺電或者無電供應狀態(tài)，造成供電困難，這些調(diào)壓站/箱由于地理位置較為偏僻，經(jīng)常出現(xiàn)由于市電供電電纜供應不及，以至場站照明和冬天伴熱等必需的電力需求得不到滿足，同時由于沒有外供電，造成監(jiān)控系統(tǒng)無法安裝使用，數(shù)據(jù)無法實現(xiàn)遠程監(jiān)控，需要每天派巡視人員現(xiàn)場檢查，管網(wǎng)設備不確定的安全隱患不能及時發(fā)現(xiàn)等問題也隨之顯現(xiàn)。
[0003]針對目前這些調(diào)壓站用電問題，現(xiàn)有技術中有的在主管道上引出支路管道，在支路管道上安裝膨脹設備發(fā)電，從而滿足調(diào)壓站自身用電需求，但是燃氣在發(fā)電過程中會膨脹降溫，當?shù)蜏氐牧黧w回流至流體管網(wǎng)的主管道上時，冷熱流體交匯會使管道脆化，降低管道使用壽命，現(xiàn)有技術中的蛇形管雖然能夠使發(fā)電后的低溫流體有所回升，但無法滿足回升的溫度要求，還是存在管道容易脆化的技術問題，如果直接對下游的支路管道進行加熱，貝懦要利用燃氣燃燒的熱能或電能進行加熱，浪費能源。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本申請的發(fā)明目的在于解決目前上述技術問題，而提供一種可以自動使發(fā)電后的低溫流體回溫，避免冷熱流體交匯對管道的脆化作用，延長管道使用壽命且充分利用能源的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)。
[0005]為了完成本申請的發(fā)明目的，本申請采用以下技術方案:
[0006]本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，位于流體管網(wǎng)主管道并聯(lián)的支路管道上，包括發(fā)電裝置和回溫裝置，所述發(fā)電裝置包括膨脹設備和雙軸發(fā)電機，所述膨脹設備的流體入口和流體出口串聯(lián)在所述支路管道上，膨脹設備的動力輸出軸與雙軸發(fā)電機的動力輸入軸相連，所述回溫裝置包括換熱器和壓縮機，所述換熱器位于所述膨脹設備下游的支路管道上，所述壓縮機由所述雙軸發(fā)電機驅(qū)動，所述壓縮機壓縮冷媒，并將壓縮后的冷媒傳輸給所述換熱器對支路管道內(nèi)的流體進行加熱。
[0007]本發(fā)明所述冷媒為c2c3混合烴。
[0008]本發(fā)明所述膨脹設備為螺桿膨脹機、透平膨脹機或流體馬達。
[0009]本發(fā)明所述換熱器包括殼體和設置在殼體內(nèi)的傳熱管，所述殼體通過連接法蘭可拆卸地安裝在所述支路管道上，所述傳熱管通過連接管與所述壓縮機相連。
[0010]本發(fā)明所述傳熱管為多根且均勻地排放在所述殼體內(nèi)圓周面上，多根所述傳熱管通過總的進氣通道和出氣通道與所述壓縮機相連，所述殼體內(nèi)部還設有折流板和螺旋翅片，折流板為多個且交錯布置，折流板與螺旋翅片之間形成連續(xù)的“S”形路徑。
[0011]本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)還包括PLC控制器，所述膨脹設備上游的支路管道和換熱器的下游支路管道上分別設有自力式調(diào)節(jié)閥、溫度計和壓力計，所述自力式調(diào)節(jié)閥、溫度計和壓力計分別與所述PLC控制器相連。
[0012]本發(fā)明所述雙軸發(fā)電機的電力輸出端連接電氣控制柜和蓄電裝置。
[0013]本發(fā)明所述支路管道上還設有截止閥。
[0014]本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)與現(xiàn)有技術相比區(qū)別在于:本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)通過在發(fā)電裝置的下游加裝回溫裝置，避免了回流的低溫流體與主管道內(nèi)的流體冷熱交替，防止管道因此而脆化，延長了管道使用壽命，此外，發(fā)電裝置的雙軸發(fā)電機不僅可以進行發(fā)電，將電能輸出給閥門、儀表、監(jiān)控、技防等設施使用，而且膨脹設備可以借助雙軸發(fā)電機驅(qū)動壓縮機壓縮冷媒，使冷媒溫度升高然后通過換熱器與低溫流體換熱，即同時做到發(fā)電和回溫，避免了能源二次轉(zhuǎn)化進行回溫，提高了能源利用率。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的換熱器的結(jié)構示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的換熱器的環(huán)形管結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本實施例的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，位于流體管網(wǎng)主管道I并聯(lián)的支路管道2上，即從流體管網(wǎng)的主管道I上接出支路管道2，然后發(fā)電系統(tǒng)利用支路管道2內(nèi)的流體動能或壓力能發(fā)電，供一些偏遠地區(qū)或者沒有電網(wǎng)區(qū)域的閥門、儀表、監(jiān)控、技防等設施用電，而流體(例如天然氣)在進行發(fā)電過程中會膨脹降溫，當?shù)蜏氐牧黧w回流至主管道I時，冷熱流體交匯，使管道脆化，管道使用壽命縮短，尤其當發(fā)電系統(tǒng)采用膨脹設備3進行發(fā)電時，流體溫度會大大降低。
[0019]為此，本實施例提供一種發(fā)電回溫系統(tǒng)，包括發(fā)電裝置和回溫裝置，發(fā)電裝置發(fā)電同時提供動能給回溫裝置，以避免能源二次轉(zhuǎn)化進行回溫，提高能源利用率。具體地，發(fā)電裝置包括膨脹設備3和雙軸發(fā)電機4，膨脹設備3的流體入口和流體出口串聯(lián)在支路管道2上，膨脹設備3的動力輸出軸與雙軸發(fā)電機4的動力輸入軸相連，回溫裝置包括換熱器6和壓縮機5，換熱器6位于膨脹設備3下游的支路管道2上，壓縮機5由雙軸發(fā)電機4驅(qū)動，這樣膨脹設備3既可以驅(qū)動雙軸發(fā)電機4進行發(fā)電，同時可以借助雙軸發(fā)電機4驅(qū)動壓縮機5壓縮冷媒(例如冷媒可以采用c2c3混合烴)，冷媒被壓縮后溫度升高，然后傳輸給換熱器6對支路管道2內(nèi)的流體進行加熱。本實施例中的膨脹設備3為螺桿膨脹機、透平膨脹機或流體馬達，當流體流量小，需要的發(fā)電量小的情況下可采用螺桿膨脹機，當流體流量大，需要的發(fā)電量大的情況下可選用透平膨脹機或流體馬達。
[0020]如圖2-3所不，換熱器6包括殼體61和設置在殼體61內(nèi)的傳熱管62，殼體61通過連接法蘭可拆卸地安裝在支路管道2上，殼體61下部還設有支撐座64用于支撐換熱器6，傳熱管62通過連接管與壓縮機5相連，具體地，傳熱管62為多根且均勾地排放在殼體61內(nèi)圓周面上，殼體61內(nèi)部兩端各設有一個環(huán)形管63，環(huán)形管63上設有多個接口，多根傳熱管62通過接口與環(huán)形管63相通，兩個環(huán)形管63分別設置進氣通道65和出氣通道66，進氣通道65和出氣通道66通過連接管與壓縮機5相連，這樣冷媒經(jīng)壓縮機5壓縮升溫后被轉(zhuǎn)運至傳熱管62內(nèi)與流體進行換熱，為了使流體充分進行換熱，殼體61內(nèi)部還設有折流板67和螺旋翅片68，折流板67為多個且交錯布置，折流板67與螺旋翅片68之間形成連續(xù)的“S”形路徑，這樣可以增加流體的湍流度，同時流體會在折流板67之間的間隙內(nèi)滯留一段時間進行充分換熱，提高了換熱效率。
[0021]本實施例中的傳熱管62還可以是一根連續(xù)的螺旋管體，螺旋管體的一端連接進氣通道65，另外一端連接出氣通道66。
[0022]為了保證發(fā)電回溫系統(tǒng)的安全性，本實施的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)還設有自控保護裝置，自控保護裝置包括PLC控制器、自力式調(diào)節(jié)閥7、溫度計和壓力計，膨脹設備3上游的支路管道2和換熱器6的下游支路管道2上分別設置自力式調(diào)節(jié)閥7、溫度計和壓力計，自力式調(diào)節(jié)閥7、溫度計和壓力計分別與PLC控制器相連，溫度計和壓力計會時時將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給PLC控制器，當發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，支路管道2內(nèi)的壓力或溫度會出現(xiàn)異常，當溫度計和壓力計的監(jiān)測數(shù)據(jù)超出警戒值時，PLC控制器會通過自力式調(diào)節(jié)閥7切斷支路管道2內(nèi)的流體，并提醒維修人員進行檢查和修護，支路管道2上還設有截止閥，提供多重保護措施，保證系統(tǒng)安全。
[0023]如圖1所示，雙軸發(fā)電機4的電力輸出端連接電氣控制柜8和蓄電裝置，電氣控制柜8將電能進行分配輸出給閥門、儀表、監(jiān)控、技防等設施使用，多余的電能將通過蓄電裝置儲存起來。
[0024]以上描述是對本發(fā)明的解釋，不是對發(fā)明的限定，本發(fā)明所限定的范圍參見權利要求，在不違背本發(fā)明的精神的情況下，本發(fā)明可以作任何形式的修改。
【主權項】
1.一種流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，位于流體管網(wǎng)主管道并聯(lián)的支路管道上，包括發(fā)電裝置和回溫裝置，其特征在于:所述發(fā)電裝置包括膨脹設備和雙軸發(fā)電機，所述膨脹設備的流體入口和流體出口串聯(lián)在所述支路管道上，膨脹設備的動力輸出軸與雙軸發(fā)電機的動力輸入軸相連，所述回溫裝置包括換熱器和壓縮機，所述換熱器位于所述膨脹設備下游的支路管道上，所述壓縮機由所述雙軸發(fā)電機驅(qū)動，所述壓縮機壓縮冷媒，并將壓縮后的冷媒傳輸給所述換熱器對支路管道內(nèi)的流體進行加熱。2.根據(jù)權利要求1所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述冷媒為c2c3混合經(jīng)。3.根據(jù)權利要求1所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述膨脹設備為螺桿膨脹機、透平膨脹機或流體馬達。4.根據(jù)權利要求1所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述換熱器包括殼體和設置在殼體內(nèi)的傳熱管，所述殼體通過連接法蘭可拆卸地安裝在所述支路管道上，所述傳熱管通過連接管與所述壓縮機相連。5.根據(jù)權利要求4所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述傳熱管為多根且均勻地排放在所述殼體內(nèi)圓周面上，多根所述傳熱管通過總的進氣通道和出氣通道與所述壓縮機相連，所述殼體內(nèi)部還設有折流板和螺旋翅片，折流板為多個且交錯布置，折流板與螺旋翅片之間形成連續(xù)的“S”形路徑。6.根據(jù)權利要求5所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:還包括PLC控制器，所述膨脹設備上游的支路管道和換熱器的下游支路管道上分別設有自力式調(diào)節(jié)閥、溫度計和壓力計，所述自力式調(diào)節(jié)閥、溫度計和壓力計分別與所述PLC控制器相連。7.根據(jù)權利要求6所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述雙軸發(fā)電機的電力輸出端連接電氣控制柜和蓄電裝置。8.根據(jù)權利要求7所述的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)，其特征在于:所述支路管道上還設有截止閥。
【專利摘要】本發(fā)明的流體管網(wǎng)壓力能發(fā)電回溫系統(tǒng)位于流體管網(wǎng)的支路管道上，包括發(fā)電裝置和回溫裝置，發(fā)電裝置包括膨脹設備和雙軸發(fā)電機，膨脹設備的流體入口和流體出口串聯(lián)在支路管道上，膨脹設備的動力輸出軸與雙軸發(fā)電機的動力輸入軸相連，回溫裝置包括換熱器和壓縮機，換熱器位于膨脹設備下游的支路管道上，壓縮機由雙軸發(fā)電機驅(qū)動，壓縮機壓縮冷媒，并將壓縮后的冷媒傳輸給換熱器對支路管道內(nèi)的流體進行加熱。本發(fā)明的膨脹設備可以借助雙軸發(fā)電機驅(qū)動壓縮機壓縮冷媒，使冷媒溫度升高然后通過換熱器與低溫流體換熱，避免出現(xiàn)冷熱流體交匯，從而防止管道脆化，同時實現(xiàn)了發(fā)電功能，提高了能源利用率。
【IPC分類】F01K27/00, F04B35/04, F01K25/08
【公開號】CN105156164
【申請?zhí)枴緾N201510463021
【發(fā)明人】邢琳琳, 張輝, 王一君, 趙欣, 徐文東, 龍騰飛, 潘季榮, 袁丹
【申請人】北京市燃氣集團有限責任公司, 華南理工大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月31日