(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011238591.8
(22)申请日 2020.11.09
(71)申请人 东营市富宏光热石油工程有限公司
地址 257000 山东省东营市东营区黄河路
430-6号
(72)发明人 高奎喜 李祥红 葛汝军 吴克峰
(74)专利代理机构 淄博汇川知识产权代理有限
公司 37295
代理人 李时云
(51)Int.Cl.
F24S 10/95(2018.01)
F24S 60/10(2018.01)
F24S 80/30(2018.01)
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种撬装式光热加热装置，包括
器、换热器、电控箱。箱门与箱体敞口的底部铰
接，当箱门旋转至垂直状态时，组合式框架位于
箱体内部，太阳能集热器固定于框架中间。换热
器、电控箱均固定于箱体内部。本发明利用太阳
能，通过光热为原油加热，改善易凝原油的流动
性能，降低其粘度使之易于输送，并防止在管壁
结蜡、阻塞管线、增加回压，确保其正常集输和初
加工。权利要求书3页 说明书9页 附图12页CN 112361620 A 2021.02.12
C N 112361620
A
1.一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
包括前端敞口的箱体(1)、箱门(2)、组合式框架(3)、太阳能集热器(4)、换热器(5)、电控箱(7)，
箱门(2)与箱体(1)敞口的底部铰接，箱门(2)旋转至垂直状态时将箱体(1)前端敞口部位覆盖，箱门(2)边沿与箱体(1)边沿之间通过第一螺栓(201)固定连接， 当箱门(2)旋转至垂直状态时，组合式框架(3)位于箱体(1)内部，组合式框架(3)包括第一框架(301)以及滑动框架，第一框架(301)一端与箱门(2)铰接，第一框架(301)左右两端均固定有滑杆(304)，滑杆(304)上套设有滑套(305)，滑套(305)顶部与滑动框架左右两端固定连接，第一框架(301)、滑动框架左右两侧均铰接有支杆(306)，
太阳能集热器(4)固定于第一框架(301)、滑动框架中间，
换热器(5)、电控箱(7)均固定于箱体(1)内部，
换热器(5)包括柜体(501)以及柜体内部的第一换热模块(502)、油管(503)，
第一换热模块(502)位于油管(503)下方，第一换热模块(502)包括依次贯通连接的第一进液管(5021)、若干根第一支管(5022)、第一出液管(5024)，第一支管(5022)直径小于第一进液管(5021)、第一出液管(5024)直径，
第一进液管(5021)、第一出液管(5024)端部穿设至柜体(501)外部，油管(503)两端穿设至柜体(501)外部，柜体(501)内部填充有冷媒，冷媒完全液化后，液面高度低于油管(503)、高于第一换热模块(502)，
太阳能集热器(4)热媒出口与第一进液管(5021)之间通过太阳能供液管(01)贯通连接，太阳能集热器(4)热媒进口与第一出液管(5024)之间通过太阳能回液管(02)贯通连接，太阳能回液管(02)上设有循环泵(9)，
循环泵(9)与电控柜(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
滑动框架包括第二框架(302)、第三框架(303)，第一框架(301)、第二框架(302)、第三框架(303)依次叠放，
第二框架(302)左右两端固定有滑杆(304)，滑杆(304)上套设有滑套(305)，滑套(305)上端与第三框架(303)端面固定连接，
第二框架(302)、第三框架(303)左右两端均铰接有支杆(306)，第三框架(303)铰接的支杆采用伸缩杆。
3.根据权利要求2所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的支杆(306)末端设有底座(3061)，第一框架(301)、第二框架(302)、第三框架(303)左右端面上固定有固定座(307)，
底座(3061)、固定座(307)上设有螺纹孔，支杆(306)旋转至于组合式框架(3)平行状态时，底座(3061)与固定座(307)上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接，
箱体(1)顶面、箱门(2)左右两侧均设有螺栓孔，组合式框架(3)旋转至倾斜位置，支杆(306)旋转至垂直位置时，底座(3061)螺纹孔分别与箱体(1)顶面、箱门(2)上的螺纹孔相对、并通过螺栓固定连接。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的柜体(501)顶面设有填料装置(504)、填料装置(504)内部设有弹簧腔(5041)，弹
簧腔(5041)上下两侧分别设有贯穿的上端口(5042)、下端口(5043)，下端口(5043)与柜体(501)内部贯通连接，弹簧腔(5041)直径大于上端口(5042)、下端口(5043)直径，弹簧腔(5041)内部设有密封板(5044)以及密封板(5044)下方的弹簧(5045)，密封板(5044)端面外围设有贯穿的孔(50441)，孔(50441)布置于上端口(5042)外围，柜体(501)内部设有压力传感器(505)，压力传感器(505)与电控柜(7)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的柜体(501)顶部设有垂直布置的与其贯通连接的导筒(506)，导筒(506)内部滑动设有上端开口的压筒(507)，所述的压筒(507)内部固定有螺杆(5072)，螺杆(5072)上套设有与其螺纹连接的螺母套(508)，螺母套(508)顶部穿设至导筒(506)顶面上方、并固定有被动齿轮(5081)，
被动齿轮(5081)啮合连接有主动齿轮(5091)，主动齿轮(5091)下方连接有伺服电机(509)，
所述的导筒(506)内壁上内凹有垂直布置的滑道(5061)，压筒(507)外壁凸设有滑块(5071)，滑块(5071)滑动设置于滑道(5061)内部，
螺母套(508)上套设有两块限位盘(5082)，两块限位盘(5082)分别位于导筒(506)顶面的上下两侧。
6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的箱体(1)内部设有储能罐(6)、电加热器(8)，
储能罐(6)包括第二进液管(604)、第二出液管(609)，第二进液管(604)与第一出液管(5024)之间通过管路进行连接，第二出液管(609)与太阳能回液管(02)贯通连接，油管(503)出油口与电加热器(8)进油口通过管路贯通连接。
7.根据权利要求6所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的储能罐(6)包括罐体(601)、下端罐(602)、第二换热模块(603)、水环(605)，水环(605)固定于罐体(601)内部底面上，下端罐(602)位于水环(605)上方，
水环(605)内部设有贯穿的水道(6051)，第二进液管(604)与水道(6051)贯通连接，第二换热模块(603)包括底部管(6031)、分液管(6032)、若干个第二支管(6033)、若干个第二支管(6033)设置于下端罐(602)内部，第二支管(6033)上下两端均贯通连接有分液管(6032)，上端的分液管(6032)末端穿设至下端罐(602)顶面上方与第二出液管(609)贯通连接，下端的分液管(6032)末端穿设至下端罐(602)底面下方与底部管(6031)贯通连接，底部管(6031)、分液管(6032)、下端罐(602)轴线位于同一条垂直线上，
底部管(6031)设置于水环(605)中心处、且底面与罐体(601)底面接触，底部管(6031)圆周面上设有进液口(60311)，进液口(60311)与水道(6051)位于水环(605)内壁上的开口交错布置，
下端罐(602)底部呈环形阵列固定有若干片第一叶片(6021)，第一叶片(6021)底面与罐体(601)底面接触、两端分别与底部管(6031)圆周面、水环(605)内壁接触，下端罐(602)内部填充有无机水合盐。
8.根据权利要求7所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的罐体(601)内部位于下端罐(602)的上方设有上端罐(606)，上端罐(606)下方输油第三进液管(6061)，第三进液管(6061)与分液管(6032)贯通连接，第二出液管(609)与上
端罐(606)贯通连接处位于上端罐(606)顶面上，
上端罐(606)内部设有若干根储能棒(607)，所述的储能棒(607)内部装有石蜡，储能棒(607)之间、储能棒(607)与上端罐(606)内壁之间均通过导热片(608)相互固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种撬装式光热加热装置，其特征在于：
所述的第二进液管(604)上设有温控三通阀(6041)，温控三通阀(6041)两个出口一个与水道(6051)贯通连接、另一个贯通连接有第三支管(6042)，
第三支管(6042)末端与第三进液管(6061)贯通连接，
上端的分液管(6032)上设有单向阀(6043)，单向阀(6043)的流通方向为从下向上。
10.一种输油管道加热方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、摆放、安装：使用拖车等运转工具将箱体(1)运输到指定位置，箱体(1)落地后，开启箱门(2)，将箱门(2)旋转至水平位置，
旋转第一框架(301)，使其与箱门(2)呈40～70°的倾斜角度，在旋转第一框架(301)上的支杆(306)，使其处于垂直状态，并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱门(2)固定连接，
拉动第二框架(302)，直至第一框架(301)上的太阳能集热器(4)完全漏出，旋转第二框架(302)两侧的支杆(306)，使其处于垂直状态，并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱体(1)顶面固定连接，
拉动第三框架(303)，直至第二框架(302)上的太阳能集热器(4)完全漏出，旋转第三框架(303)两侧的支杆(306)，使其处于垂直状态，并通过螺栓将支杆(306)的底座(3061)与箱体(1)顶面固定连接；
B、管路连接：将油管(503)进油口与石油进油管(04)贯通连接，电加热器(8)出油口与石油出油管(05)贯通连接；
C、油管加热：太阳能集热器(4)内部的热媒吸收太阳能加热后被循环泵推入至第一换热模块(502)内部，加热换热器(5)内部的冷媒，冷媒受热蒸发，形成的气态物质与油管(503)接触，进行热交换，将热能传递给油管(503)内部的石油，然后冷却液化，不断重复气化-液化-气化的过程；
D、热能储备：阳光充足时，太阳能集热器(4)流出的热媒温度高，对油管(503)内部石油加热后还有余温，阳光不足时，太阳能集热器(4)流出的热媒温度低，不足以对油管(503)内部石油加热到预定温度，
因此在阳光充足时，换热器(5)流出的热媒，流入至储能罐(6)内部，经过第二换热模块(603)对下端罐(602)内部的无机水和盐进行加热，实现相变储能，
热媒温度降低后流入至上端罐(606)，对上端罐(606)内部的储能棒(607)进行加热，进行二次相变储能。
一种撬装式光热加热装置技术领域
[0001]本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及为一种撬装式光热加热装置。背景技术
[0002]随着经济发展和科技的进步，能源和环境是当今世界突出的两大社会问题，这促使人们更多地意识到能源对人类的重要性，而愈来愈重视太阳能和其他新能源技术的利用，太阳能作为一种清洁、高效的新能源在越来越多的领域中发挥出重要的作用。随着油田开采进入中后期阶段，开采成本、能耗上升的问题日益突出，有效利用太阳能可减少不可再生能源的消耗，降低开采成本，是实现油田企业可持续发展的一项重要举措。
[0003]胜利油田的原油凝固点普遍较高，粘度大，常温下流动性差，因此从油井出油后的输运过程中必须进行加热与保温。目前在用的原油加热设备主要有：水套加热炉、高架罐、多功能罐等。
[0004]目前原油加热设备存在耗能高、排放高、效率低的缺点。胜利油田天然气产量约50％左右消耗在原油加热环节。
发明内容
[0005]本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种撬装式光热加热装置，本发明利用太阳能，通过光热为原油加热，改善易凝原油的流动性能，降低其粘度使之易于输送，并防止在管壁结
蜡、阻塞管线、增加回压，确保其正常集输和初加工。
[0006]本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：
[0007]一种撬装式光热加热装置，包括前端敞口的箱体、箱门、组合式框架、太阳能集热器、换热器、电控箱。
[0008]箱门与箱体敞口的底部铰接，箱门旋转至垂直状态时将箱体前端敞口部位覆盖，箱门边沿与箱体边沿之间通过第一螺栓固定连接。
[0009]当箱门旋转至垂直状态时，组合式框架位于箱体内部，组合式框架包括第一框架以及滑动框架，第一框架一端与箱门铰接，第一框架左右两端均固定有滑杆，滑杆上套设有滑套，滑套顶部与滑动框架左右两端固定连接，第一框架、滑动框架左右两侧均铰接有支杆。
[0010]太阳能集热器固定于第一框架、滑动框架中间。
[0011]换热器、电控箱均固定于箱体内部。
[0012]换热器包括柜体以及柜体内部的第一换热模块、油管。
[0013]第一换热模块位于油管下方，第一换热模块包括依次贯通连接的第一进液管、若干根第一支管、第一出液管，第一支管直径小于第一进液管、第一出液管直径。
[0014]第一进液管、第一出液管端部穿设至柜体外部，油管两端穿设至柜体外部，柜体内部填充有冷媒，冷媒完全液化后，液面高度低于油管、高于第一换热模块。
[0015]太阳能集热器热媒出口与第一进液管之间通过太阳能供液管贯通连接，太阳能集
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