基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，包括聚光单元、供热单元、第一液路和第二液路，聚光单元包括空心弧形支撑板、安装于空心弧形支撑板且开口朝上的CPC聚光器、位于CPC聚光器底部并正对CPC聚光器的开口的弧形光伏电池组；供热单元包括配置在输油管道外周壁的走水腔及靠近或贴于弧形光伏电池组下侧的蛇形管，蛇形管的出口段连通走水腔；第一液路包括储水罐和配置在空心弧形支撑板内的冷水管组，储水罐的出口通过第一水泵连通冷水管组的进口，冷水管组的出口连通蛇形管的进口，走水腔连通储水罐的进口；第二液路包括盘式埋地管、油水板式换热器及热水管组。本发明专利技术可以高效利用太阳能实现对石油输运管道的连续供热。管道的连续供热。管道的连续供热。

【技术实现步骤摘要】
基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统


[0001]本专利技术涉及石油输运减阻领域，具体涉及一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统。

技术介绍

[0002]管道运输是石油最主要运输方式之一，但是由于石油是黏性比较大的流体，在管道运输过程中流速很慢，影响了管道运输的速率，传统管道运输中需要消耗大量的热量来给石油进行预热，这会消耗大量额外的能源。也有提出利用太阳能供热使得管内石油温度上升，实现减阻的目的，但是太阳能具有间断不连续的特点，而石油运输是连续不间断的，如何高效利用太阳能热，实现对石油的持续供热是现在迫切需要解决的难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，它可以高效利用太阳能实现对石油输运管道的连续供热。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，包括：
[0005]聚光单元，包括空心弧形支撑板、安装于所述空心弧形支撑板且开口朝上的CPC聚光器、位于所述CPC聚光器及空心弧形支撑板底部并正对所述CPC聚光器的开口的弧形光伏电池组；
[0006]供热单元，包括配置在输油管道外周壁的走水腔及靠近或贴于所述弧形光伏电池组下侧的蛇形管，所述蛇形管的出口段连通所述走水腔；
[0007]第一液路，包括储水罐和配置在所述空心弧形支撑板内的冷水管组，所述储水罐的出口通过第一水泵连通所述冷水管组的进口，所述冷水管组的出口连通所述蛇形管的进口，所述走水腔连通所述储水罐的进口；
[0008]第二液路，包括盘式埋地管、安装固定于输油管道的若干油水板式换热器及配置在所述空心弧形支撑板内的热水管组，所述油水板式换热器的冷水入口与外界接通，热水出口连通所述盘式埋地管的进口，所述盘式埋地管的出口通过第二水泵连通所述热水管组的进口，所述热水管组的出口连通所述蛇形管的出口段的入口。
[0009]进一步，所述蛇形管包括分别沿所述输油管道的轴向延伸的的蛇形往复段和两根直管段，两根直管段位于所述蛇形往复段的两侧，并分别连通所述蛇形往复段的出口，以所述直管段作为所述蛇形管的出口段，所述出口段间隔均匀配置有多个液泵，以通过液泵将出口段的热水泵入所述走水腔内。
[0010]进一步，基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统还包括空心承重支架，所述空心承重支架连接所述空心弧形支撑板，以支撑所述空心弧形支撑板，所述空心承重支架内配置有冷水连通管组和热水连通管组，所述储水罐的出口、所述冷水连通管组和所述冷水管组依次连通，所述盘式埋地管的出口、所述热水连通管组和所述热水管组依次连
通。
[0011]进一步为了可以自动追光，基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统还包括追光系统，所述追光系统包括：
[0012]太阳光捕捉仪，用于采集太阳光信号，并将太阳光信号转换为相应数字信号；
[0013]信号接收处理器，用于基于所述数字信号生成控制信号；
[0014]角度调整装置，配置在所述空心弧形支撑板和所述CPC聚光器之间，并连接所述信号接收处理器，用于在所述控制信号的控制下调整所述CPC聚光器的聚光角度。
[0015]进一步，所述走水腔的上端部具有缺口，所述弧形光伏电池组扣合在所述走水腔的缺口位置。
[0016]进一步为了延长换热时间，所述走水腔的内壁间隔设置有多个阻水板；
[0017]进一步，所述走水腔的外壁涂有石墨烯涂层。
[0018]进一步为了可以充分利用热量，所述储水罐的底部具有预热腔，所述走水腔的出口连通所述预热腔。
[0019]采用上述技术方案后，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、克服以往输油管道减阻需消耗额外能源的难题，本专利技术利用无污染可再生的太阳能资源，实现了节能环保，绿色可持续；本专利技术还能延长弧形光伏电池组的寿命；
[0021]2、克服太阳能资源不稳定性的因素，在对输油管道内石油进行供热的同时还收集石油多余的热量，实现了能源的充分利用，将太阳能直接供热与蓄热供热相结合，使得供热持续无间断。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统的结构示意图；
[0023]图2为本专利技术的基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统的另一视角的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术的CPC聚光器和弧形光伏电池组3的安装示意图；
[0025]图4为本专利技术的油水板式换热器的结构示意图；
[0026]图5为本专利技术的蛇形管的结构示意图；
[0027]图6为本专利技术的走水腔的内壁的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0029]如图1、2、3、4、5、6所示，一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，包括：
[0030]聚光单元，包括空心弧形支撑板1、安装于所述空心弧形支撑板1且开口朝上的CPC聚光器2、位于所述CPC聚光器2及空心弧形支撑板1底部并正对所述CPC聚光器2的开口的弧形光伏电池组3；
[0031]供热单元，包括配置在输油管道外周壁的走水腔4及靠近或贴于所述弧形光伏电池组3下侧的蛇形管5，所述蛇形管5的出口段连通所述走水腔4；
[0032]第一液路，包括储水罐61和配置在所述空心弧形支撑板1内的冷水管组62，所述储水罐61的出口通过第一水泵连通所述冷水管组62的进口，所述冷水管组62的出口连通所述蛇形管5的进口，所述走水腔4连通所述储水罐61的进口；
[0033]第二液路，包括盘式埋地管71、安装固定于输油管道的若干油水板式换热器72及配置在所述空心弧形支撑板1内的热水管组73，所述油水板式换热器72的冷水入口与外界接通，热水出口连通所述盘式埋地管71的进口，所述盘式埋地管71的出口通过第二水泵连通所述热水管组73的进口，所述热水管组73的出口连通所述蛇形管5的出口段的入口。
[0034]在本实施例中，第一液路上配置有阀一，第二液路上配置有阀二，在阀一开启、阀二关闭时，聚光单元执行供热工作，在阀一关闭、阀二开启时，盘式埋地管71执行供热工作。
[0035]当白天太阳光充足时，输油管道主要依靠聚光单元供热，开启阀一，关闭阀二，储水罐61内的水被第一水泵泵入空心弧形支撑板1内的冷水管组62，再进入蛇形管5，完成换热后通过蛇形管5的出口段进入走水腔4，实现对输油管道壁的供热；每隔固定距离段，石油温度明显上升，利用油水板式换热器72将高温石油的热量存储于盘式埋地管71内。在夜晚或者没有光照时，关闭阀一、开启阀二，盘式埋地管71内的热水通过第二水泵泵入空心弧线支撑板1内的热水管组，再由热水管组出口接入蛇形管5的出水段，再进入走水腔4，利用盘式埋地管71内的热水实现对输油管道的辅助供热。
[0036]在本实施例中，还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，其特征在于，包括：聚光单元，包括空心弧形支撑板(1)、安装于所述空心弧形支撑板(1)且开口朝上的CPC聚光器(2)、位于所述CPC聚光器(2)及空心弧形支撑板(1)底部并正对所述CPC聚光器(2)的开口的弧形光伏电池组(3)；供热单元，包括配置在输油管道外周壁的走水腔(4)及靠近或贴于所述弧形光伏电池组(3)下侧的蛇形管(5)，所述蛇形管(5)的出口段连通所述走水腔(4)；第一液路，包括储水罐(61)和配置在所述空心弧形支撑板(1)内的冷水管组(62)，所述储水罐(61)的出口通过第一水泵连通所述冷水管组(62)的进口，所述冷水管组(62)的出口连通所述蛇形管(5)的进口，所述走水腔(4)连通所述储水罐(61)的进口；第二液路，包括盘式埋地管(71)、安装固定于输油管道的若干油水板式换热器(72)及配置在所述空心弧形支撑板(1)内的热水管组(73)，所述油水板式换热器(72)的冷水入口与外界接通，热水出口连通所述盘式埋地管(71)的进口，所述盘式埋地管(71)的出口通过第二水泵连通所述热水管组(73)的进口，所述热水管组(73)的出口连通所述蛇形管(5)的出口段的入口。2.根据权利要求1所述的基于热电耦合连续均匀供热的石油输运减阻系统，其特征在于，所述蛇形管(5)包括分别沿所述输油管道的轴向延伸的的蛇形往复段(51)和两根直管段(52)，两根直管段(52)位于所述蛇形往复段(51)的两侧，并分别连通所述蛇形往复段(51)的出口，以所述直管段作为所述蛇形管(5)的出口段，所述出口段间隔均匀配置有多个液泵(53)，以通过液泵(53)将出口段的热水泵入所述走水腔(4)内。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海飞，刘艳艳，杨洁，于海龙，孙运兰，朱宝忠，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：