本发明专利技术公开了应用于原油加热工艺的热泵及热泵中原油泄漏的监测方法，热泵中冷媒进入蒸发器吸热气化后依次经压缩机和油分器进入冷凝器的第二换热芯内放热，与超导液进行热量交换，使超导液快速汽化上升，充满整个冷凝器的内腔，与通入原油的第一换热芯充分接触，对原油进行加热，换热后的超导液液化降落返回至制热底部，再次被第二换热芯加热汽化，如此循环。可直接将原油通入冷凝器中进行换热，冷凝器中的换热芯易于维修和更换，并且在冷凝器发生原油泄露后能够及时发现。生原油泄露后能够及时发现。生原油泄露后能够及时发现。
【技术实现步骤摘要】
应用于原油加热工艺的热泵及热泵中原油泄漏的监测方法
[0001]本专利技术涉及石油加热设备领域，尤其涉及一种应用于原油加热工艺的热泵及热泵中原油泄漏的监测方法。
技术介绍
[0002]原油开采进站后，因其粘度大，流动性差，因此在原油运输、分离等工艺中常常需要对原油进行加热。
[0003]常规的原油加热方式选用水套加热炉在水浴传热条件下对原油进行加热升温。在中国技术专利ZL202120063667.1中公开了一种高效水套加热炉，利用高温燃气对水套炉内的水进行加热，然后水再将热量传递给介质盘管，实现对石油介质的加热。但是随着国家对环境保护提出的要求越来越严，由于水套炉加热使用的化石能源直接加热，成分复杂、大多未经过净化，使燃气水套炉的排放物质经检测基本不达标，因此燃气水套炉逐渐被要求停用。
[0004]随着科研人员对水套炉进行升级改造，改用其它热源方式替代燃气加热，其中包括电磁加热、电阻加热、太阳能加热和热泵加热等方式，如中国技术专利ZL202221617805 .7中公开了一种原油输送电加热水套炉。但是仍存在诸多问题，电磁及电阻加热方式极为耗能，在大型输油或者储油工艺阶段因电功容量小，不允许大功率电耗设备运行；太阳能加热方式本身为节能装置，但受光照时长条件的影响，连续性差，需增加辅热装置，整体造价高昂维护成本高，很难落地。
[0005]上述的各加热方式，都要求水套炉中水的实际温度比原油的目标温度要高出10℃以上，才能使原油达到被加热的目标温度。而利用大温差实现被加热流体的升温，使得能效COP值降低，耗能较高。
[0006]在中国技术专利ZL201620286222.9中公开了一种石油运输中的水源热泵，摒弃了传统水套炉的加热方式，通过水源热泵中蒸发器吸收高温废水中的热量，将原油直接通入冷凝器的换热管内，利用冷媒在蒸发器和冷凝器间的循环，实现对原油的直接加热。没有水作为热量传递的中间介质，节能效果大大的提高。但是由于原油从地下开采至地面，压力和温度等地质条件发生明显变化，原溶解在油中的石蜡有一部分会析出并附着在换热管内壁，引起换热管内径变窄，降低换热效率，而且冷凝器的换热管为提高换热面积，一般直径较小（内径约17mm左右，壁厚为1mm），通入原油后容易引起换热管堵塞，另外，原油具有腐蚀性，容易腐坏换热管。因此需要经常清理和检修换热管，该结构中通过热交换板的设置，使冷凝器的冷媒管路和石油管路交错设置，拆卸清洗不方便，且腐坏发生泄露后不能及时发现，石油泄露到冷媒管路后流至压缩机内，存在整机报废的风险，造成较大的经济损失。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种应用于原油加热工艺的热泵及热泵中原油泄漏的监测方法，可直接将原油通入冷凝器中进行换热，冷凝器中通入原油的换热芯易
于维修和更换，并且在冷凝器发生原油泄露后能够及时发现。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：应用于原油加热工艺的热泵，包括蒸发器、压缩机、膨胀阀和冷凝器，冷媒进入蒸发器吸热气化后经压缩机进入冷凝器，冷媒在冷凝器内放热液化后经膨胀阀返回至蒸发器，形成冷媒循环回路；其特征在于，所述冷凝器具有水平的第一端和第二端，于冷凝器内腔的上部形成换热室，下部形成制热室，所述换热室的第一端敞口设置，第二端封闭设置；所述换热室内具有用于通入原油的第一换热芯，所述第一换热芯可水平抽拉并能够与换热室锁定，所述第一换热芯中供原油流通的内径D≥26mm；所述制热室内固定有用于通入冷媒的第二换热芯，所述制热室内填充有浸泡住第二换热芯的超导液，所述超导液的相变温度不超过30℃；所述冷凝器外壳上设有检测其内部压力的压力传感器，所述压力传感器与控制器的信号输入端连接，所述控制器的控制输出端连接有报警器。
[0009]进一步的技术方案在于，所述换热室内固定有导向滑轨，所述导向滑轨位于换热室的底部，具有并行的两条，分别固定于冷凝器外壳的左右侧壁上；所述第一换热芯包括：第一管箱，位于冷凝器的第一端，与冷凝器外壳可拆卸且密封的固定，所述第一管箱的内腔通过隔板分隔成两个独立的腔室，两个腔室分别连接原油入口和原油出口，第二管箱，位于冷凝器的第二端，能够与导向滑轨滑接配合；多根第一换热管，将第一管箱和第二管箱连通，所述第一换热管的内径D≥26mm，壁厚为3mm。
[0010]进一步的技术方案在于，所述换热室内固定有定位滑轨，所述定位滑轨位于换热室的中部，具有并行的两条，分别固定于冷凝器外壳的左右侧壁上，两条定位滑轨相对的面为多阶梯式结构，且两条定位滑轨的间距由冷凝器的第一端向第二端渐窄；所述第一换热芯还包括：驱动螺杆，位于第一管箱和第二管箱之间，其两端可转动的固定于第一管箱和第二管箱上，所述驱动螺杆的一端连接有驱动其旋转的电机；多块支撑板，每一块支撑板可滑动的套设于所有的第一换热管上，并与驱动螺杆螺纹连接，每块支撑板的底面与导向滑轨滑接配合，多块支撑板的宽度尺寸由冷凝器的第一端向第二端渐小，能够分别被定位滑轨的各阶梯处限位。
[0011]进一步的技术方案在于，所述导向滑轨包括与支撑板底部滑接配合的第一滑槽和与第二管箱底部滑接配合的第二滑槽，所述第一滑槽位于第二滑槽的外侧。
[0012]进一步的技术方案在于，所述第一管箱与冷凝器的第一端通过法兰结构固定，且于法兰盘之间具有密封垫。
[0013]进一步的技术方案在于，第一管箱和第二管箱上与第一换热管固定的管板均为钛板和碳钢板的复合板，所述钛板位于管箱内侧。
[0014]进一步的技术方案在于，所述蒸发器外壳的底部具有冷媒第二入口，顶部具有冷媒第二出口，于第二外壳体内部具有供热源流体A通过的第一换热通道和供热源流体B通过的第二换热通道。
[0015]进一步的技术方案在于，所述热源流体A为高温废水，所述供热源流体B为原油加热工艺中经原油分离后的高温油。
[0016]进一步的技术方案在于，所述第一换热通道和第二换热通道均为由钛制得的外螺纹换热管。
[0017]热泵中原油泄漏的监测方法，其特征在于，应用上述任一项所述的应用于原油加热工艺的热泵，在封闭的冷凝器内腔中填充定量的超导液，高温冷媒通入第二换热芯与超导液进行热量交换，使超导液相变，充满冷凝器内腔，与通入原油的第一换热芯进行换热，超导液相变后，压力传感器检测到的冷凝器外壳内部的正常压力值为A，当压力传感器检测到的冷凝器外壳内部的压力值达到B，B
‑
A≥0.03~0.06MPa，则判断第一换热芯发生泄露，控制器控制报警器报警并控制热泵停止运行。
[0018]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术中应用于原油加热工艺的热泵，利用冷媒进入蒸发器吸热气化后依次经压缩机和油分器进入冷凝器的第二换热芯内放热，与超导液进行热量交换，使超导液快速汽化上升，充满整个冷凝器的内腔，与通入原油的第一换热芯充分接触，对原油进行加热，换热后的超导液液化降落返回至制热底部，再次被第二换热芯加热，如此循环。
[0019]第一，由于超导液的沸点较水低，使得超本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.应用于原油加热工艺的热泵，包括蒸发器、压缩机、膨胀阀和冷凝器，冷媒进入蒸发器吸热气化后经压缩机进入冷凝器，冷媒在冷凝器内放热液化后经膨胀阀返回至蒸发器，形成冷媒循环回路；其特征在于，所述冷凝器具有水平的第一端和第二端，于冷凝器内腔的上部形成换热室，下部形成制热室，所述换热室的第一端敞口设置，第二端封闭设置；所述换热室内具有用于通入原油的第一换热芯，所述第一换热芯可水平抽拉并能够与换热室锁定，所述第一换热芯中供原油流通的内径D≥26mm；所述制热室内固定有用于通入冷媒的第二换热芯，所述制热室内填充有浸泡住第二换热芯的超导液，所述超导液的相变温度不超过30℃；所述冷凝器外壳上设有检测其内部压力的压力传感器，所述压力传感器与控制器的信号输入端连接，所述控制器的控制输出端连接有报警器。2.根据权利要求1所述的应用于原油加热工艺的热泵，其特征在于，所述换热室内固定有导向滑轨，所述导向滑轨位于换热室的底部，具有并行的两条，分别固定于冷凝器外壳的左右侧壁上；所述第一换热芯包括：第一管箱，位于冷凝器的第一端，与冷凝器外壳可拆卸且密封的固定，所述第一管箱的内腔通过隔板分隔成两个独立的腔室，两个腔室分别连接原油入口和原油出口，第二管箱，位于冷凝器的第二端，能够与导向滑轨滑接配合；多根第一换热管，将第一管箱和第二管箱连通，所述第一换热管的内径D≥26mm，壁厚为3mm。3.根据权利要求2所述的应用于原油加热工艺的热泵，其特征在于，所述换热室内固定有定位滑轨，所述定位滑轨位于换热室的中部，具有并行的两条，分别固定于冷凝器外壳的左右侧壁上，两条定位滑轨相对的面为多阶梯式结构，且两条定位滑轨的间距由冷凝器的第一端向第二端渐窄；所述第一换热芯还包括：驱动螺杆，位于第一管箱和第二管箱之间，其两端可转动的固定于第一管箱和第二管箱上，所述驱动螺杆的一端连接有驱动其旋转的电机；多块支撑板，每一块支撑板可滑动的套设于所有的第一换热...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵政，赵兴录，邢企杭，
申请(专利权)人：河北圣佳科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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