[發(fā)明專利]一種智能可調(diào)節(jié)太陽能聚光石油輸運(yùn)減阻集熱系統(tǒng)及其工作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010743346.6
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN111854187B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳海飛;劉艷艷;王睿;孫運(yùn)蘭;劉恩海;楊潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): F24S23/71
• 分類號(hào): F24S23/71;F24S10/30;F24S50/00;F28D7/06;F28F9/22;F17D1/08;F17D5/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤;梅洪玉

一種智能可調(diào)節(jié)太陽能聚光石油輸運(yùn)減阻集熱系統(tǒng)及其工作方法，屬于太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。太陽光通過安裝在石油管道外層的CPC聚光后能提升管路內(nèi)石油的溫度；安裝在管道進(jìn)出口端的油罐溫度計(jì)和壓力表以及安裝在油庫和管道之間的流量計(jì)均連接智能控制器，智能控制器調(diào)節(jié)CPC聚光器的聚光角度，從而改變聚光倍數(shù)，調(diào)控管道內(nèi)石油的溫度，減少阻力；垂直折流板換熱器通過多層高效油水換熱結(jié)構(gòu)將高溫石油的熱量傳遞進(jìn)入水箱，額外獲得熱能收益。本發(fā)明運(yùn)用可調(diào)節(jié)式CPC聚光器集中吸收太陽能發(fā)熱，一方面石油管道吸收熱量導(dǎo)致石油溫度升高，流速加快，運(yùn)輸效率提高；另一方面CPC聚光器的角度可以通過智能控制器自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而改變聚光倍數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種利用太陽能的石油管道，涉及太陽能應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能可調(diào)節(jié)太陽能聚光石油輸運(yùn)減阻及集熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)

石油管道運(yùn)輸因其具有安全性好、效率高、運(yùn)輸量大、成本低等優(yōu)點(diǎn)成為石油運(yùn)輸?shù)闹饕绞?，石油管道運(yùn)輸也是最適宜于輸送石油的一種運(yùn)輸方式，是連接上游石油資源與下游石油商品的有效途徑，是石油運(yùn)輸業(yè)重要的一部分。

石油管道減阻技術(shù)現(xiàn)在成為很多學(xué)者研究的對(duì)象，傳統(tǒng)的方法是使用管道減阻劑，但是效果卻不明顯，會(huì)造成環(huán)境污染等一系列的負(fù)面問題。也有些運(yùn)用環(huán)保的太陽能技術(shù)，使石油運(yùn)輸管道內(nèi)的石油溫度上升，降低黏度，減少管道阻力，但是由于聚光器的不可控，實(shí)際與理論誤差較大，造成運(yùn)輸效率低，實(shí)用性差，太陽能利用不充分等問題，而且最后的高溫石油處理不當(dāng)，造成后續(xù)的污染問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種智能可調(diào)節(jié)太陽能聚光石油輸運(yùn)減阻及集熱系統(tǒng)，減少石油管道運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的阻力的同時(shí)還可以儲(chǔ)存收集熱量，減少能源消耗，其中整個(gè)過程智能可控調(diào)節(jié)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所要采用的技術(shù)方案是：

一種智能可調(diào)節(jié)太陽能聚光石油輸運(yùn)減阻及集熱系統(tǒng)，包括可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1、石油管道2、換熱器4、集熱器5、和智能控制器10。所述可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1由光板連接而成，設(shè)置于石油管道2外側(cè)，由智能控制器10控制調(diào)節(jié)，改變聚光倍數(shù)，從而改變石油的運(yùn)輸速度；所述石油管道2末端接通換熱器4，換熱器4內(nèi)經(jīng)過油水換熱，將熱量?jī)?chǔ)存在所述與換熱器4連接的集熱器5內(nèi)。

進(jìn)一步的，壓力表7設(shè)置于石油管道2的進(jìn)、出口處，用來測(cè)量進(jìn)、出口處石油的壓力值，同時(shí)壓力表7的壓力信號(hào)作為一種信息變量接入智能控制器10的控制器11內(nèi)，作為輸入的參考數(shù)值；流量計(jì)9設(shè)置于油庫和可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1之間，用來測(cè)量進(jìn)口石油的流量，同時(shí)流量計(jì)9的流量信號(hào)作為第二種信息變量接入智能控制器10的控制器11內(nèi)，作為輸入的參考數(shù)值；油罐溫度計(jì)8設(shè)置于石油管道2的進(jìn)、出口處，并且采用防水式接線盒，用來測(cè)量進(jìn)、出口處石油的溫度值，同時(shí)油罐溫度計(jì)8的溫度信號(hào)作為第三種信息變量接入智能控制器10的控制器11內(nèi)，作為輸入的參考數(shù)值。

進(jìn)一步的，所述智能控制器10采用多變量系統(tǒng)連接，由流量、壓力、溫度作為參考數(shù)值共同控制，可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1的聚光角度作為被控對(duì)象，當(dāng)石油管道2內(nèi)石油的流量、壓力、溫度發(fā)生變化時(shí)，就會(huì)對(duì)被控對(duì)象產(chǎn)生擾動(dòng)，從而使得可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1在智能控制器10的驅(qū)動(dòng)下執(zhí)行改變聚光角度的命令，繼而調(diào)整了聚光倍數(shù)，改變了石油管道2內(nèi)石油的溫度，從而控制石油的流速。

進(jìn)一步的，所述可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1包括兩個(gè)鏡面鋁拋物反射面和折線形吸收器，可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1的每塊光板獨(dú)立安裝，中間通過鉸鏈連接，通過智能控制調(diào)節(jié)兩個(gè)鏡面鋁拋物反射面的角度，改變聚光倍數(shù)，可調(diào)節(jié)式CPC聚光器1的聚光倍數(shù)為2-6倍。