[發明專利]一種海洋柔性軟管電纜伴熱裝置及方法

有效

• 申請號: 202111221966.4
• 申請日: 2021-10-20
• 公開（公告）號: CN114040528B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 王凱;茅磊;向鵬;王旭洲;王耀之;祝鵬;潘毅濤;張創;孫華鋒;謝天福
• 申請（專利權）人: 北京石油化工學院;成都龍嘯工程勘察設計有限公司
• 主分類號: F16L53/38
• 分類號: F16L53/38;H05B3/56;H05B3/02;H05B1/02
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮勇

1.一種海洋柔性軟管電纜伴熱裝置，其特征在于，在帶電源供電裝置的海上生產處理平臺與無電源供電裝置的海上生產處理平臺之間連接有海洋柔性軟管電纜伴熱裝置，所述海洋柔性軟管電纜伴熱裝置包括海洋柔性軟管及與之配套的連接裝置、伴熱電纜以及與之配套的連接裝置，所述帶電源供電裝置的海上生產處理平臺設有電源和變電裝置；

所述海洋柔性軟管為多層組合結構，包括軟管骨架層，軟管骨架層外布置伴熱電纜，根據伴熱電纜布置方式的不同分為分散型海洋柔性軟管和緊湊型海洋柔性軟管；

所述分散型海洋柔性軟管將伴熱電纜布置于內層護套與保溫層之間，并用隔套固定，相鄰伴熱電纜之間布置測溫光纖；

所述緊湊型海洋柔性軟管將伴熱電纜替代部分抗拉鎧裝層纏繞布置，相鄰伴熱電纜之間布置測溫光纖；

所述伴熱電纜分為4組，每組3根，經由電源端變電裝置引出，以星型方式在尾端相互連接并接地，所述伴熱電纜由連接裝置串聯增加伴熱距離；

所述伴熱電纜由外而內包括加強護套、金屬護套、絕緣護套、金屬芯線、測溫光纖；

所述伴熱電纜選用60％IACS耐熱鋁合金為發熱體，采用硅橡膠絕緣，所述伴熱電纜與電源和變電裝置連接，能連續地調節功率；光纖測溫主機與所述電源、測溫光纖組成測溫模塊；

所述海洋柔性軟管電纜伴熱裝置能在主動伴熱和電力輸送兩種模式之間切換；4組伴熱電纜相互并聯連接，并能切換使用；電流輸入和輸出分別裝有開關和保險絲，各電纜連接處也設有保險絲，伴熱電纜連接裝置處都做接地處理；

所述的海洋柔性軟管電纜伴熱裝置實現主動伴熱的方法，包括步驟：

將電源端和負載端切換為主動伴熱模式，從電源端引出高壓直流電，經變電裝置轉換后，向伴熱電纜提供小于1000伏特的交變電流；電流頻率根據加熱需求、管道尺寸、管道壁厚以及電纜與管道長度在200赫茲至5000赫茲頻率范圍內變化；電纜中電流在800安培至15000安培范圍內；

閉合變電裝置前開關、伴熱模式下電纜首端開關、伴熱模式下電纜尾端開關，斷開第二、第三、第四伴熱電纜組首尾端開關以及電力輸送模式下電源端和負載端開關；

交變電流藉由首端電纜連接裝置進入第一伴熱電纜組，伴熱電纜在尾端電纜連接裝置處形成星型回路并作接地處理；

為適應超長距離伴熱的需要，在單根電纜極限長度1公里處安裝中間端電纜連接裝置并與額外伴熱電纜連接以此延長伴熱長度；

在海洋柔性軟管電纜伴熱裝置正常運行狀態下，通過開啟/關閉第二、第三、第四伴熱電纜組首尾端開關來選擇是否投入使用；

所述的海洋柔性軟管電纜伴熱裝置實現電力輸送的方法，包括步驟：

將電源端和負載端切換為電力傳輸模式，由電源端向伴熱電纜提供三相電流；電壓在10000伏特至50000伏特之間；電流頻率在40赫茲至80赫茲范圍內；電流大小在200安培至500安培范圍內；

閉合電力輸送模式下電源開關、電力輸送模式下電纜首端開關、電力輸送模式下電纜尾端開關，斷開變電裝置前開關，斷開第二、第三、第四伴熱電纜組首尾端開關以及電力輸送模式下電源端和負載端開關；

三相電流藉由首端電纜連接裝置進入第一伴熱電纜組，伴熱電纜尾端與負載端相連接；

由于單根電纜長度限制，在單根電纜極限長度1公里處安裝中間端電纜連接裝置并與額外伴熱電纜串聯；

在海洋柔性軟管電纜伴熱裝置正常運行狀態下，通過開啟/關閉第二、第三、第四伴熱電纜組首尾端開關來選擇是否投入使用。