一种CO2水合物循环蓄冷装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术的一种CO2水合物循环蓄冷装置及方法。装置包括依次连接的水

【技术实现步骤摘要】
一种CO2水合物循环蓄冷装置及方法


[0001]本专利技术属于工业制冷领域，尤其涉及一种CO2水合物循环蓄冷装置及方法。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，用户对电力的需求也越来越高。但现实是电网的负荷和"峰谷"差越来越大，严重影响电网的安全运行和供电的安全。在夏季，空调负荷在社会总电力负荷中所占比例越来越高，而且空调使用具有高度集中性，使得其具有在用电高峰期用电量大的特点，是引起电网峰谷差的主要原因之一。蓄冷就是将冷量用某种蓄冷冷媒储存起来在用时再释放出来的方法，能够缓解高峰用电紧张状况并有效地利用低谷电力。传统蓄冷工质主要有：水、冰、共晶盐和气体水合物。气体水合物作为新一代蓄冷介质，克服了冰蓄冷效率低、水蓄冷密度小、共晶盐换热效率低和易老化失效等弱点，被认为是综合性能最好的蓄冷工质，有广阔的发展前景，是新一代蓄冷技术。但目前水合物蓄冷技术还存在有一系列问题，需要开展进一步的研究开发，才能促进水合物蓄冷技术在空调系统中的应用。
[0003]现有水合物蓄冷技术的装置存在以下弊端：水合物转化率不高；需定时收集水合物，即按照一定的时间间隔，手动关闭设备，收集水合物，不能满足循环蓄冷的要求。

技术实现思路

[0004]为解决水合物转化率不高、需定时关闭设备手动收集水合物，不能满足循环蓄冷的要求等技术问题。本专利技术提供一种CO2水合物循环蓄冷装置。本专利技术还提供一种CO2水合物循环蓄冷方法。
[0005]本专利技术的技术方案：
[0006]一种CO2水合物循环蓄冷装置，包括水
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油
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乳化剂溶液混合罐、CO2水合物蓄冷装置、释冷装置、冷能利用区域、制冷装置、CO2储集罐和控制系统；
[0007]所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐为工作压力为10MPa或10MPa以下的高压腔体，具有水注入口、油
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乳化剂混合溶液注入口和水
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油
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乳化剂混合溶液排出口，混合罐腔体内设置蒸发器盘管I，混合罐腔体底部具有搅拌装置；
[0008]所述CO2水合物蓄冷装置为工作压力为0
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10MPa的高压腔体，蓄冷装置腔体设有抽真空装置；所述蓄冷装置腔体顶部具有混合液注入口，所述混合液注入口与所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐的混合溶液排出口连通且管线上设置高压输送泵；所述混合液注入口下方布置喷淋嘴；所述蓄冷装置腔体中部设置填料层，所述填料层内嵌有蒸发器盘管II，所述蓄冷装置腔体底部设有过滤板，所述过滤板上方设置推板，所述推板的一端通过伸缩轴与所述蓄冷装置腔体侧壁相连，所述推板的另一端与设置于所述蓄冷装置腔体下部的CO2水合物晶体排出口相对，所述CO2水合物晶体排出口通过传输管道连通所述释冷装置；所述蓄冷装置腔体底部有浆液排出口；所述蓄冷装置腔体下部具有CO2注入口，所述CO2储集罐的进气阀门连通所述CO2注入口，所述CO2注入口连通位于所述蓄冷装置腔体内的CO2注入孔管，所
述孔管上布有出气孔；所述蓄冷装置腔体顶部有CO2排出口，所述CO2排出口连接所述CO2储集罐的入口；
[0009]所述控制系统控制所述推板定期自动运行的时间；
[0010]所述制冷装置的冷却液管分别与所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐和所述CO2水合物蓄冷装置连接；
[0011]所述CO2气体储集罐通过截止阀门依次连接冷凝器I、热力膨胀阀、所述蒸发器盘管I、冷凝器II和所述蒸发器盘管II，所述蒸发器盘管II的出口连通所述CO2储集罐的入口，形成CO2制冷循环管线；
[0012]所述释冷装置为常压腔体，所述释冷装置通过所述传输管道与所述CO2水合物蓄冷装置相连，所述释冷装置通过冷媒盘管与所述冷能利用区域相连；所述释冷装置腔体顶部设置压力控制阀，所述压力控制阀连接所述CO2储集罐的入口。
[0013]所述CO2储集罐设有压力传感器、控制所述进气阀门和截止阀门自动开启和关闭的压力控制器，所述CO2水合物蓄冷装置设有温度传感器，所述压力传感器、压力控制器和温度传感器与所述控制系统连接。
[0014]所述蒸发器盘管II末端与所述CO2储集罐之间的管线上具有干燥过滤器。
[0015]所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐具有循环浆液注入口，所述蓄冷装置腔体底部的所述浆液排出口通过设置有高压输送泵的管线与所述循环浆液注入口连通；所述释冷装置内具有用于储存CO2水合物晶体的存储板，所述释冷装置底部有混合液排出口，通过设置有高压输送泵的管线与所述循环浆液注入口连通。
[0016]所述水注入口通过设置有高压输送泵的管线连接水容器，所述油
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乳化剂混合溶液注入口通过设置有高压输送泵的管线连接油
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乳化剂溶液容器。
[0017]所述CO2注入口与所述CO2储集罐之间设有压缩机。
[0018]所述过滤板为不锈钢材质，机械安装于所述蓄冷装置腔体内，带有过滤孔口，过滤精度为35
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45μm。
[0019]所述释冷装置的底部设置加热装置。
[0020]一种CO2水合物循环蓄冷方法，采用所述一种CO2水合物循环蓄冷装置，包括以下步骤：
[0021]步骤一、打开抽真空装置，将CO2水合物蓄冷装置抽真空后，关闭所述抽真空装置；
[0022]步骤二、往水
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油
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乳化剂溶液混合罐按设定比例分别泵送水、油
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乳化剂混合溶液，当体积达到容器体积的1/2
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3/4时，开启腔内搅拌装置让体系分散均匀形成水/油
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乳化剂乳液，开启制冷装置，通过所述冷却液管内的冷却液对所述水/油
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乳化剂乳液降温冷却；
[0023]步骤三、通过CO2注入口向所述CO2水合物蓄冷装置内的CO2注入孔管注入设定压力的气体，同时将所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐中的水/油
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乳化剂乳液经高压输送泵泵输至所述CO2水合物蓄冷装置，注入管线在蓄冷装置腔体内通过喷淋嘴注入所述水/油
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乳化剂乳液，开启制冷装置，通过所述冷却液管内的冷却液对所述水/油
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乳化剂乳液降温冷却，所述水/油
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乳化剂乳液在所述蓄冷装置腔体中与CO2气体接触后在填料层快速生成CO2水合物浆液，CO2储集罐及时通过注气管线向所述蓄冷装置腔体补充高压CO2气体保持蓄冷装置腔体压力稳定；
[0024]步骤四、当所述蓄冷装置腔体内流体占据体积的1/2
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3/4，开启所述蓄冷装置腔体
底部的水合物油浆液排出口将水合物油浆液排出，留在过滤板上的CO2水合物晶体与油相、气相分离并被收集，推板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2水合物循环蓄冷装置，其特征在于包括水
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油
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乳化剂溶液混合罐、CO2水合物蓄冷装置、释冷装置、冷能利用区域、制冷装置、CO2储集罐和控制系统；所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐为工作压力为10MPa或10MPa以下的高压腔体，具有水注入口、油
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乳化剂混合溶液注入口和水
‑
油
‑
乳化剂混合溶液排出口，混合罐腔体内设置蒸发器盘管I，混合罐腔体底部具有搅拌装置；所述CO2水合物蓄冷装置为工作压力为0
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10MPa的高压腔体，蓄冷装置腔体设有抽真空装置；所述蓄冷装置腔体顶部具有混合液注入口，所述混合液注入口与所述水
‑
油
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乳化剂溶液混合罐的混合溶液排出口连通且管线上设置高压输送泵；所述混合液注入口下方布置喷淋嘴；所述蓄冷装置腔体中部设置填料层，所述填料层内嵌有蒸发器盘管II，所述蓄冷装置腔体底部设有过滤板，所述过滤板上方设置推板，所述推板的一端通过伸缩轴与所述蓄冷装置腔体侧壁相连，所述推板的另一端与设置于所述蓄冷装置腔体下部的CO2水合物晶体排出口相对，所述CO2水合物晶体排出口通过传输管道连通所述释冷装置；所述蓄冷装置腔体底部有浆液排出口；所述蓄冷装置腔体下部具有CO2注入口，所述CO2储集罐的进气阀门连通所述CO2注入口，所述CO2注入口连通位于所述蓄冷装置腔体内的CO2注入孔管，所述孔管上布有出气孔；所述蓄冷装置腔体顶部有CO2排出口，所述CO2排出口连接所述CO2储集罐的入口；所述控制系统控制所述推板定期自动运行的时间；所述制冷装置的冷却液管分别与所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐和所述CO2水合物蓄冷装置连接；所述CO2气体储集罐通过截止阀门依次连接冷凝器I、热力膨胀阀、所述蒸发器盘管I、冷凝器II和所述蒸发器盘管II，所述蒸发器盘管II的出口连通所述CO2储集罐的入口，形成CO2制冷循环管线；所述释冷装置为常压腔体，所述释冷装置通过所述传输管道与所述CO2水合物蓄冷装置相连，所述释冷装置通过冷媒盘管与所述冷能利用区域相连；所述释冷装置腔体顶部设置压力控制阀，所述压力控制阀连接所述CO2储集罐的入口。2.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述CO2储集罐设有压力传感器、控制所述进气阀门和截止阀门自动开启和关闭的压力控制器，所述CO2水合物蓄冷装置设有温度传感器，所述压力传感器、压力控制器和温度传感器与所述控制系统连接。3.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述蒸发器盘管II末端与所述CO2储集罐之间的管线上具有干燥过滤器。4.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述水
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油
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乳化剂溶液混合罐具有循环浆液注入口，所述蓄冷装置腔体底部的所述浆液排出口通过设置有高压输送泵的管线与所述循环浆液注入口连通；所述释冷装置内具有用于储存CO2水合物晶体的存储板，所述释冷装置底部有混合液排出口，通过设置有高压输送泵的管线与所述循环浆液注入口连通。5.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述水注入口通过设置有高压输送泵的管线连接水容器，所述油
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乳化剂混合溶液注入口通过设置有高压输送泵的管线连接油
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乳化剂溶液容器。6.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述CO2注入口与所述CO2储集罐之间设有压缩机。
7.根据权利要求1所述装置，其特征在于所述过滤板为不锈钢材质，机械安装于所述蓄冷装置腔体内，带有过滤孔口，过滤精度为35
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45μm。...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟荣强，姚彬，赵德银，李鹏，姚丽蓉，杨思远，王莎，彭明旺，刘冀宁，孙永尧，郭靖，崔伟，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，
类型：发明
国别省市：