一種用太陽能空氣熱水模塊解決天然氣管道凍脹的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及天然氣管道傳輸中的凍脹問題，尤其是涉及一種用太陽能空氣熱水模塊解決天然氣管道凍脹的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在內(nèi)陸地區(qū)天然氣的運(yùn)輸大多采用管道運(yùn)輸，為提高管道的輸運(yùn)能力需升高天然氣的壓力，然后再經(jīng)天然氣調(diào)壓門站降壓，才進(jìn)入城鎮(zhèn)管網(wǎng)供工業(yè)和居民用氣。在調(diào)壓門站的節(jié)流降壓的過程中，根據(jù)焦耳一湯姆遜效應(yīng)天然氣的溫度會隨壓力的降低，溫度會急劇的降低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，天然氣管道的壓力每降低IMPa，溫度會降低4?5°C。例如天然氣閥前溫度為13.1°C，壓力為5.3MPa，經(jīng)節(jié)流降壓后壓力為2.5MPa，溫度則為1°C。當(dāng)外界環(huán)境溫度降低時，特別是在冬天的情況下，經(jīng)調(diào)壓后的天然氣管道就處在零度以下運(yùn)行，這就容易造成天然氣管道的凍脹現(xiàn)象。
[0003]發(fā)生凍脹現(xiàn)象的地埋天然氣管道會造成附近的地面隆起、調(diào)壓閥的閥體離開閥座、管道在應(yīng)力作用下變形、法蘭連接處或管道焊接處泄露等問題。同時在冬天發(fā)生凍脹的管道，只有在來年春天才能發(fā)現(xiàn)。這會嚴(yán)重的威脅門站和天然氣管道的安全運(yùn)行，給天然氣的輸運(yùn)造成安全隱患。
[0004]傳統(tǒng)解決天然氣管道凍脹現(xiàn)象的辦法多采用電加熱器，提高節(jié)流后的天然氣溫度。使進(jìn)入地埋管道的天然氣溫度處于零度以上。但這種方法不僅會消耗大量高品質(zhì)的電能，而且所用電加熱的功率以及何時啟用電加熱都無法準(zhǔn)確的確定。另外其他解決凍脹的方法還有換土、防水和排水，設(shè)置管溝等。這些方法不僅工程量大、費(fèi)用昂貴，而且沒有從根本上解決天然氣管道的凍脹問題:使天然氣的溫度回升到零度以上，這就導(dǎo)致天然氣下游管段還會發(fā)生凍脹。
[0005]太陽能空氣熱水模塊可利用清潔的太陽輻射能源，用以加熱空氣和循環(huán)水。在一般情況下水和空氣在這種太陽能空氣熱水集熱模塊里吸收太陽能，溫度可達(dá)到55°C左右。其太陽能輻射利用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于太陽能光伏發(fā)電效率，且結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，便于安裝維護(hù)。一般太陽能集熱器所需面積較大，可采取單元制作，這樣便于運(yùn)輸安裝，便于根據(jù)實(shí)際所需熱量，進(jìn)行多塊太陽能空氣熱水模塊串聯(lián)和并聯(lián)使用。考慮到這些優(yōu)點(diǎn)，將太陽能空氣熱水模塊用于解決天然氣管道的凍脹，是一種很好的方法。
[0006]中國專利CN201364061公開了一種熱管組件，包括多個熱管，所述熱管上端彎曲、下端垂直，中部具有連接上下兩端的延伸部分；所述熱管的兩頭封閉，內(nèi)部呈中空狀，在所述熱管內(nèi)封裝有用于傳熱的流體工質(zhì)。該專利的熱管組件需要選擇安裝在天然氣管道的位置，且未提及選擇什么類型的傳熱來源對流體工質(zhì)進(jìn)行傳熱。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的就是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中采用電加熱解決天然氣管道凍脹問題時存在需消耗大量高品質(zhì)電能的缺陷，而提供一種用太陽能空氣熱水模塊解決天然氣管道凍脹的裝置，結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低，且能很好的解決天然氣管道的凍脹問題。
[0008]本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0009]—種用太陽能空氣熱水模塊解決天然氣管道凍脹的裝置，包括熱空氣-天然氣換熱腔、太陽能空氣熱水模塊、空氣-熱水換熱器、儲水箱和控制器，天然氣管道設(shè)于熱空氣-天然氣換熱腔內(nèi)，所述熱空氣-天然氣換熱腔的進(jìn)氣口、出氣口通過控制閥分別對應(yīng)連接空氣-熱水換熱器和太陽能空氣熱水模塊的出氣口、進(jìn)氣口，所述太陽能空氣熱水模塊的進(jìn)水口連接空氣-熱水換熱器的出水口，所述空氣-熱水換熱器的進(jìn)水口連接儲水箱的出水口，所述儲水箱的進(jìn)水口連接太陽能空氣熱水模塊的出水口，所述控制器連接控制閥。
[0010]所述太陽能空氣熱水模塊包括殼體、殼體頂面的玻璃蓋板、殼體底面的保溫層和循環(huán)水管，所述殼體設(shè)有連接熱空氣-天然氣換熱腔的進(jìn)氣口和出氣口，所述保溫層包裹循環(huán)水管，所述循環(huán)水管設(shè)有連接空氣-熱水換熱器的進(jìn)水口和連接儲水箱的出水口。
[0011 ] 所述玻璃蓋板與保溫層之間的空氣通道內(nèi)設(shè)有翅片和吸熱層。
[0012]所述熱空氣-天然氣換熱腔的外壁設(shè)有保溫層。
[0013]所述空氣-熱水換熱器中進(jìn)水口到出水口的方向與進(jìn)氣口與出氣口的方向相反。
[0014]所述熱空氣-天然氣換熱腔中進(jìn)氣口到出氣口的方向與天然氣管道中天然氣流向相反。
[0015]所述控制閥為三通閥。
[0016]所述熱空氣-天然氣換熱腔的進(jìn)氣口處設(shè)有風(fēng)機(jī)。
[0017]所述儲水箱的出水口處設(shè)有循環(huán)水栗。
[0018]所述儲水箱的進(jìn)水口處設(shè)有截止閥。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]I)以往采用電加熱的辦法，最明顯的就是消耗大量的電能，這樣不經(jīng)濟(jì)也不節(jié)能。再者因環(huán)境溫度的變化和輸氣管道中天然氣流量的變化，無法準(zhǔn)確的計(jì)算電加熱的功率和何時合適啟用電加熱等問題。本實(shí)用新型利用太陽能的熱量加熱空氣和水從而使天然氣的溫度回升，從根本上解決了地埋天然氣管道的凍脹問題，避免了以往用電加熱解決天然氣管道凍脹需消耗大量電能的弊端，提高了管道運(yùn)輸天然氣在低溫環(huán)境下運(yùn)行的安全性。
[0021]2)同時太陽能空氣熱水模塊加熱的熱水則可存儲在儲水箱中，當(dāng)熱空氣不足以回溫天然氣時，可用儲水箱中的熱水通過換熱器加熱空氣，提高熱空氣的溫度。
[0022]3)控制器可根據(jù)季節(jié)和當(dāng)?shù)氐奶鞖膺M(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，即對三通閥到太陽能空氣熱水模塊和空氣-熱水換熱器這兩路的開度進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)，以提高熱空氣的溫度，滿足對天然氣升溫的要求，從而更好地解決天然氣的管道的凍脹問題。
[0023]4)空氣-熱水換熱器和熱空氣-天然氣換熱腔采用逆向換熱，這樣更能提高換熱器的效率，從而更好的利用熱能以提高整個系統(tǒng)的效率。
[0024]5)結(jié)構(gòu)簡單，易于運(yùn)行維護(hù)，對于解決天然氣管道凍脹效果很好，對于天然氣門站安全運(yùn)行具有很好的推廣價值，適于在常年發(fā)生天然氣管道凍脹問題的門站和地區(qū)進(jìn)行應(yīng)用，相比于換土、排水和設(shè)置管溝的措施，本實(shí)用新型工程量比換土和設(shè)置管溝的小很多。
[0025]6)采用保溫材料設(shè)置保溫層，以防止對外散熱，提高換熱性能，同時翅片加強(qiáng)循環(huán)空氣的擾動以吸收更多的太陽能。
[0026]7)采用吸熱層可快速吸收更多的太陽能，有利于提高空氣和循環(huán)水的溫度，也有利于加快空氣和循環(huán)水溫度升高的速度。
[0027]8)用空氣作為傳熱介質(zhì)，經(jīng)濟(jì)、安全且無腐蝕性和毒性，這更有利于整個系統(tǒng)安全運(yùn)行和維護(hù)方便。
【附圖說明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖2為熱空氣-天然氣換熱腔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3為太陽能空氣熱水模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中:1、熱空氣-天然氣換熱腔，2、太陽能空氣熱水模塊，3、空氣-熱水換熱器，4、儲水箱，5、三通閥，6、風(fēng)機(jī)，7、循環(huán)水栗，8、截止閥，9、玻璃蓋板，10、保溫層，11、循環(huán)水管，12、翅片，13、吸熱層，A、空氣，B、天然氣。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)施例以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方