[发明专利]模拟CO2管道输运及泄漏的装置

说明书

技术领域

本发明涉及环境技术领域，更具体地说，涉及一种模拟CO₂管道输运及泄漏的装置。

背景技术

CO₂是典型的温室气体之一，将从煤电厂、火电站或者钢铁厂等工厂排出的CO₂进行捕集后输运至填埋地点，永久埋存于地下，是实现CO₂减排的可行方案之一，如此可以延缓温室效应带来的全球气候变化，保护地球环境。此外，CO₂还是一种油田二次或者三次开采的驱替介质，因此将CO₂输运到油井中，有利于提高石油的采收率。无论是将CO₂输运到填埋地点进行填埋，还是将其输运到油田，都需要将CO₂以超临界态通过管道输运到目的地，而在管道输运的过程中，可能会发生泄漏影响其输运，而且一旦泄漏没有及时发现，便会在附近的低凹地区堆积想成CO₂高浓度区，进而威胁到周围的生态环境甚至人身安全。因此需要研究CO₂管道输运过程中的泄漏机理，以便于对CO₂的泄漏过程进行防控，以保证CO₂的安全输运。

目前研究CO₂管道输运过程中的泄漏机理使用的模拟CO₂泄漏的装置只能研究静态的超临界CO₂通过细微小孔的瞬时喷射以及某些特定受限喷射（喷射到一个与射流方向垂直放置平板上）的撞击行为，而无法分析管道内存在初始流动状态的CO₂泄漏的情况。

综上所述，如何其有效地解决无法分析管道内流动状态的CO₂泄漏时管道内外的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种模拟CO₂管道输运及泄漏的装置，该模拟CO₂管道输运及泄漏的装置的结构设计可以有效再现真实流动状态下CO₂泄漏时管道内外的相关行为。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种模拟CO₂管道输运及泄漏的装置，包括CO₂循环管道，通过阀门与所述CO₂循环管道连通的供气瓶，缠绕于所述CO₂循环管道上的加热带和设置于所述CO₂循环管道的管壁上并与其内部连通的可开启和关闭的泄漏喷口；

所述CO₂循环管道上串接有循环泵和孔板流量计，且连接有排气阀，且所述CO₂循环管道上还设置有用于监测CO₂循环管道内部压力的压力传感器和用于监测CO₂循环管道内部温度的温度传感器。

优选地，所述供气瓶的阀门与所述CO₂循环管道之间还依次串接有过滤器、制冷箱、增压泵、回止阀、缓冲罐和耐高压电磁阀，且所述缓冲罐上还设置有用于测量其内部气压的气压表。

优选地，所述供气瓶的数量为多个且多个供气瓶并联设置，每个供气瓶的出气口均连接一个阀门。

优选地，还包括架设于所述CO₂循环管道的管壁上的振动测量仪和应变传感器，且所述压力传感器、温度传感器、振动测量仪和应变传感器的数量均为多个。

优选地，所述泄漏喷口具体包括具有螺纹的喷口底座、与所述喷口底座配合的螺帽和喷头，所述喷头的侧壁上具有突出的环形凸起，所述喷头的环形凸起压紧于所述喷口底座和螺帽之间以将所述喷头固定，且所述喷口底座和喷头上均开设有相互连通的泄漏通孔，且所述通孔通过气动阀与所述CO₂循环管道内部连通。

优选地，所述喷头的数量为多个，且多个喷头的通孔的形状和尺寸均不相同。

优选地，所述气动阀与驱动其开启或闭合的空气压缩机之间设置有电磁阀，所述电磁阀控制所述空气压缩机的开启或关闭。

优选地，所述气动阀通过三通管与所述CO₂循环管道连通，且所述三通管的两个进气口通过多个螺栓和法兰与CO₂循环管道串接，且多个螺栓均匀的沿所述CO₂循环管道的周向分布，所述气动阀与所述三通管的出气口连接。