[發(fā)明專利]一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置及其泄漏監(jiān)測方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201710637280.0
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107218512A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱;翟小偉;鄧軍;徐宇;王偉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號: F17D1/08
• 分類號: F17D1/08;F17D5/02;F17D1/14;F17D1/02;F17D3/01;E21F5/00
• 代理公司: 北京萬貝專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11520
• 代理人: 馬斌

1.一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：包括第一氣態(tài)二氧化碳儲罐(1)、第二氣態(tài)二氧化碳儲罐(2)和液態(tài)二氧化碳儲罐(3)以及用于從立井、平硐或斜井進(jìn)入礦體內(nèi)并延伸至井下火區(qū)的管道裝置(16)，所述管道裝置(16)包括外管(16-1)和設(shè)置在所述外管(16-1)內(nèi)部的內(nèi)管(16-2)，所述外管(16-1)位于礦體外的一端與第一氣態(tài)二氧化碳儲罐(1)相連通，所述外管(16-1)位于礦體內(nèi)的一端封閉，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體外的一端與第二氣態(tài)二氧化碳儲罐(2)和液態(tài)二氧化碳儲罐(3)相連通，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體外的一端設(shè)置有用于供壓力高于1.6MPa～2MPa的氣體或液體進(jìn)入所述內(nèi)管(16-2)的穩(wěn)壓閥(13)和用于對所述內(nèi)管(16-2)內(nèi)的壓力進(jìn)行觀測的壓力表(12)，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體內(nèi)的一端設(shè)置有用于在內(nèi)管(16-2)的內(nèi)部壓力大于2MPa～2.5MPa時將其內(nèi)的氣體或液體泄出的壓力控制閥(18)，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體內(nèi)的一端連接有穿過井下火區(qū)密閉墻(21)的滅火管(20)，所述滅火管(20)上安裝有滅火閥(19)；該輸送裝置還包括用于監(jiān)測所述內(nèi)管(16-2)是否泄漏的監(jiān)測系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于，所述監(jiān)測系統(tǒng)包括：

第一壓力變送器(14)和第二壓力變送器(17)，用于獲取所述外管(16-1)管內(nèi)壓力信號；

以及控制器(22)，用于獲取上述壓力變送器輸出的壓力信號并根據(jù)所述壓力信號判斷內(nèi)管(16-2)是否泄漏，當(dāng)內(nèi)管(16-2)泄漏時，判斷內(nèi)管(16-2)的泄漏點位置并同時發(fā)出預(yù)警信號；

所述第一壓力變送器(14)和第二壓力變送器(17)均與所述控制器(22)的輸入端相接，所述第一壓力變送器(14)設(shè)置在所述外管(16-1)位于礦體外的一端，所述第二壓力變送器(17)設(shè)置在所述外管(16-1)位于礦體內(nèi)的一端。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：所述外管(16-1)由多個外管單元(16-1-1)首尾順次連接構(gòu)成，相鄰兩個外管單元(16-1-1)通過外法蘭(16-3)連接，所述內(nèi)管(16-2)由多個內(nèi)管單元(16-2-1)首尾順次連接構(gòu)成，相鄰兩個內(nèi)管單元(16-2-1)通過內(nèi)法蘭(16-4)連接，所述外法蘭(16-3)和內(nèi)法蘭(16-4)之間具有間隙。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：所述內(nèi)管單元(16-2-1)的圓周方向設(shè)置有用于支撐在所述外管單元(16-1-1)內(nèi)壁的支撐條(16-5)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：所述穩(wěn)壓閥(13)靠近所述第二氣態(tài)二氧化碳儲罐(2)和液態(tài)二氧化碳儲罐(3)的一側(cè)設(shè)置有用于為氣態(tài)二氧化碳或液態(tài)二氧化碳增壓的增壓泵(11)，所述增壓泵(11)安裝在所述內(nèi)管(16-2)上。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：所述外管(16-1)位于礦體外的一端通過第一連接管(7)與第一氣態(tài)二氧化碳儲罐(1)相連通，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體外的一端通過第二連接管(8)與第二氣態(tài)二氧化碳儲罐(2)相連通，所述內(nèi)管(16-2)位于礦體外的一端通過第三連接管(9)與液態(tài)二氧化碳儲罐(3)相連通，所述第一連接管(7)上設(shè)置有第一截斷閥(4)，所述第二連接管(8)上設(shè)置有第二截斷閥(5)，所述第三連接管(9)上設(shè)置有第三截斷閥(6)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置，其特征在于：所述第一連接管(7)上設(shè)置有壓力安全閥(10)。

8.一種如權(quán)利要求2所述礦用液態(tài)二氧化碳輸送裝置的泄漏監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、控制器(22)獲取第一壓力變送器(14)和第二壓力變送器(17)輸出的壓力信號；

步驟二、控制器(22)根據(jù)所述壓力信號判斷內(nèi)管(16-2)是否泄漏：當(dāng)?shù)谝粔毫ψ兯推?14)和第二壓力變送器(17)輸出的壓力信號發(fā)生異常時，則說明內(nèi)管(16-2)泄漏，如壓力信號沒有發(fā)生異常時，則說明內(nèi)管(16-2)沒有泄漏；

步驟三、當(dāng)內(nèi)管(16-2)泄漏時，控制器(22)判斷內(nèi)管(16-2)的泄漏點位置并同時發(fā)出預(yù)警信號，所述內(nèi)管(16-2)的泄漏點位置根據(jù)下列公式進(jìn)行計算：

Le=L+as×Δt2]]>

Le為內(nèi)管(16-2)泄漏點位置到外管(16-1)始端距離，L為外管(16-1)始末端距離，Δt為第一壓力變送器(14)監(jiān)測到異常信號的時間t1與第一壓力變送器(17)監(jiān)測到異常信號的時間t2的時間差，as為壓力波的傳播速度，其為340m/s。