一種利用太陽能加熱空氣的天然氣管道防凍脹裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽能利用裝置，尤其是涉及一種利用太陽能加熱空氣的天然氣管道防凍脹裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]長輸天然氣管道輸送過程中，需要將高壓(8_12MPa)輸送的天然氣降低至用戶需求壓力(1.5_4MPa)才能輸送給用戶使用。天然氣經(jīng)過分輸調(diào)壓站降壓過程中，由于焦耳-湯姆遜效應(yīng)天然氣在壓力降低的同時(shí)，溫度也隨之降低，對(duì)于傳統(tǒng)的調(diào)壓閥而言天然氣每降低IMPa溫度隨之降低4.5-60C。若經(jīng)過節(jié)流降壓的天然氣分輸管溫在0°C以下，天然氣管道便會(huì)發(fā)生凍脹問題。在季節(jié)更替溫度變化的條件下。發(fā)生凍脹現(xiàn)象的埋地天然氣管道會(huì)造成附近地面隆起、調(diào)節(jié)閥的閥體離開閥座、管道在應(yīng)力作用下變形、法蘭連接處泄漏等問題，嚴(yán)重威脅戰(zhàn)場(chǎng)的安全運(yùn)行，給管輸天然氣的輸送帶來隱患。因此，必須采取有效的措施解決凍脹問題，排除管輸天然氣的安全隱患。
[0003]目前，防治管道凍脹的措施主要有管溝、換土防水或排水、加熱等方法。這些方法中，管溝及換土防水或排水措施并沒有對(duì)天然氣管道進(jìn)行熱補(bǔ)償，因此，與土壤接觸的天然氣管道仍會(huì)吸收土壤的熱量，從而造成土壤凍脹。其中加熱是一種能夠解決根本問題的方法，但是目前的電加熱或者燃料爐均需要消耗電能、燃料等常規(guī)能源。
[0004]太陽能是一種清潔能源，不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生任何危害，且成本低廉。對(duì)于現(xiàn)在的地球環(huán)境來說，利用太陽能是一個(gè)必然趨勢(shì)，然而太陽能光伏發(fā)電時(shí)，光伏電池板的吸收率僅有12-15%，因此需要一種方式合理利用沒有被光伏板吸收的太陽能。
[0005]申請(qǐng)公布號(hào)為CN 104596122 A的中國專利公開了一種防治寒區(qū)含水路基凍脹災(zāi)害的方法及集束式低溫?zé)峁?，在路基中安裝能將太陽能或電能熱量傳入地基中的T型集束式太陽能低溫?zé)峁?，?dāng)環(huán)境溫度低于O攝氏度時(shí)，使低溫?zé)峁苷舭l(fā)段的工質(zhì)吸收太陽能熱量后上升傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠?，在沒有太陽時(shí)通過電加熱使蒸發(fā)段的工質(zhì)升溫后傳導(dǎo)到低溫?zé)峁艿睦淠?，由冷凝段將熱量傳入含水路基中使含水路基的溫度大于結(jié)冰溫度，釋放熱量后的工質(zhì)在重力的作用下再回到蒸發(fā)段吸收熱量，如此循環(huán)工作，使含水路基的溫度保持在結(jié)冰溫度之上從而防止路基凍脹災(zāi)害的發(fā)生。然而該裝置在開啟電加熱時(shí)需要額外提供電能，僅限于在電能充足的區(qū)域使用，且由于熱管有自然失效的可能及由于工質(zhì)與熱管材料反應(yīng)產(chǎn)生不凝結(jié)氣體導(dǎo)致熱管失效的可能，故低溫?zé)峁軐?duì)工質(zhì)要求高，成本高、壽命不長需要經(jīng)常更換。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種高效率、易于實(shí)現(xiàn)的利用太陽能加熱空氣的天然氣管道防凍脹裝置。
[0007]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):
[0008]—種利用太陽能加熱空氣的天然氣管道防凍脹裝置，其特征在于，該裝置包括太陽能熱空氣模塊、儲(chǔ)電控制模塊、加熱箱、循環(huán)風(fēng)機(jī)和電加熱器，所述的太陽能熱空氣模塊、電加熱器、循環(huán)風(fēng)機(jī)和加熱箱依次連通形成回路，所述的儲(chǔ)電控制模塊與太陽能熱空氣模塊連接，所述的加熱箱設(shè)置在天然氣管道外圍。
[0009]所述的太陽能熱空氣模塊包括光伏電池板、基板、空氣流道、空氣流道保溫層和透明層，所述的光伏電池板設(shè)置在基板上，所述的基板設(shè)置在空氣流道上部，所述的空氣流道保溫層設(shè)置在空氣流道下部，所述的透明層位于太陽能熱空氣模塊的上部。
[0010]所述的太陽能熱空氣模塊還包括設(shè)置在空氣流道內(nèi)壁的翅片。
[0011]所述的透明層為玻璃材料。
[0012]所述的儲(chǔ)電控制模塊包括蓄電池和與所述蓄電池連接的光伏控制器，所述的蓄電池為循環(huán)風(fēng)機(jī)和電加熱器供電，所述的光伏控制器與太陽能熱空氣模塊連接。
[0013]所述的加熱箱包括箱體和箱體保溫層，所述的箱體設(shè)置在待加熱的天然氣管道外圍，箱體與天然氣管道之間充滿熱空氣，所述的箱體保溫層設(shè)置在箱體外側(cè)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)通過采用太陽能加熱冷空氣，從而通過熱空氣對(duì)低溫天然氣管道加熱的方法，空氣在管道內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，符合主動(dòng)加熱輸氣管道的思路，從根本上解決了天然氣管道由于凍脹帶來的安全隱患。
[0016](2)節(jié)省了傳統(tǒng)加熱方式中所需要的燃料或者電能的消費(fèi)，進(jìn)而節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。
[0017](3)加熱空氣過程中不產(chǎn)生明火，減少泄漏天然氣發(fā)生爆炸的可能性，且無毒無腐蝕性更加安全可靠。
[0018](4)利用太陽能光伏熱空氣模塊獲得電能和熱能，無轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械及燃燒部件使得該部分結(jié)構(gòu)簡單、體積減小，空間利用率升高，此外整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰、易于實(shí)現(xiàn)。
[0019](5)利用太陽能獲得能量利用的是自身的特性，基本不需要額外的耗能，并且過程中可以利用太陽能光伏發(fā)電，因此，對(duì)于無電、缺電的偏遠(yuǎn)地區(qū)來說，綜合太陽能光伏熱空氣模塊防治天然氣管道凍脹的方法具有更加廣闊的推廣價(jià)值。
[0020](6)太陽能熱空氣模塊的空氣流道內(nèi)設(shè)置翅片，加大空氣受熱面積，增加擾動(dòng)，強(qiáng)化換熱，進(jìn)而加速升溫。
[0021 ] (7)光伏控制器根據(jù)白天和黑夜光線變化，利用蓄電池儲(chǔ)存的電能供電，控制電加熱器在光線條件不足的情況下對(duì)冷空氣進(jìn)行加熱，避免夜間凍脹問題。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型中太陽能熱空氣模塊的切面示意圖；
[0024]圖3為本實(shí)用新型中加熱型切面示意圖；
[0025]附圖標(biāo)記:1為太陽能熱空氣模塊，11為光伏電池板，12為空氣流道，13為空氣流道保溫層，14為透明層，15為翅片，16為基板，2為儲(chǔ)能控制模塊，3為加熱箱，31為箱體，32為箱體保溫層，4為循環(huán)風(fēng)機(jī)，5為電加熱器。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)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)施方式和具體的操作過程，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0027]實(shí)施例
[0028]為了克服現(xiàn)有管輸天然氣系統(tǒng)中降壓后埋地管道由于凍脹問題帶來的諸多隱患，本實(shí)用新型提出了一種利用太陽能加熱空氣的天然氣管道防凍脹裝置，該裝置幾乎不需要能耗，而且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉，太陽能光伏熱空氣模塊的組合使用，白天靠太陽能輻射加熱空氣保證輸氣管道的溫度提升，晚間利用太陽能光