[发明专利]一种带储热的原油加热系统及方法

说明书

本发明提供一种带储热的原油加热系统，所述系统包括太阳能集热器、热媒储罐和原油换热器，所述原油换热器包括换热单元和储热单元，所述热媒储罐出口分两路，其中一路经管线与太阳能集热器入口连接，太阳能集热器出口经管线与原油换热器的热媒入口连接，原油换热器的热媒出口与热媒储罐入口连接，所述热媒储罐出口另一路经管线与储热单元的热媒进入口连接，所述储热单元的热媒排出口经管线与原油换热器的热媒入口连接。本发明还提供一种带储热的原油加热方法。本发明所述原油加热系统可以提高对太阳能热的利用效率，同时提高了太阳能热输出的稳定性。

技术领域

本发明涉及太阳能热利用领域，特别是涉及太阳能热利用与热存储在原油加热领域的应用，主要是发明了一种具有储热功能的太阳能加热原油设备与工艺。

背景技术

我国原油具有高凝、高粘的特点，同时随着开采不断深入，稠油储量比重加大、含水率上升是必然趋势，在开采集输过程中耗能巨大。另一方面，我国太阳光资源充足，内蒙古、新疆、甘肃等日照时间在2200小时以上的地区，约占国土面积2/3以上。年接收太阳辐射的能量相当于上万个三峡工程的发电量或17000亿吨标准煤的热量。

我国陆上油田大都位于太阳能资源分布的二、三类地区，具有利用太阳能的良好条件，油田原油输送中利用太阳能加热，可实现节能环保具有重大的经济和社会效益。

近年来，国内研究者也积极开展了太阳加热原油输送技术的研究与应用。2008年河南油田首次采用太阳能实现储油罐的加热维温，确保安全生产的同时，满足任何时间装运原油所需的45℃左右的温度。目前，已实现了太阳能、太阳能与热泵相结合的技术在大港油田、江苏油田、大庆油田等的原油加热输送系统和储油罐加热系统的应用，实现了安全、节能、高效的目标。

2014年，中国石化开发的基于槽式/线性菲涅尔式的太阳能加热原油工业示范装置在西北油田建成。运行后，预计年节省天然气~70000Nm³，年减排二氧化碳130吨。但是，太阳辐照强度具有随季节、日照时间而变化的特点，不能提供稳定的热源。中国石化总结工业应用经验，开发了高效可行的带储热的太阳能加热原油工艺，以及相应的设备与方法。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明公开了一种带储热的原油加热系统及方法，所述原油加热系统及方法可以提高对太阳能热的利用效率，同时提高了太阳能热输出的稳定性，通过新型带储热的原油换热器，实现了对日照高峰期太阳能热的快速存储。

本发明提供一种带储热的原油加热系统，所述系统包括太阳能集热器、热媒储罐和原油换热器，所述原油换热器包括换热单元和储热单元，所述储热单元设置于换热单元上方，所述换热单元与储热单元之间通过膨胀管连接，所述换热单元包括壳体和热媒管道，所述热媒管道盘设于壳体的内壁上，且所述热媒管道与所述换热单元的壳体同轴，所述壳体与所述热媒管道内部空间形成原油换热区，所述热媒管道一端为热媒入口，另一端为热媒出口，所述热媒入口和热媒出口分别伸出所述壳体；所述换热单元的壳体上设有原油进口、原油出口和紧急放空口，所述储热单元包括壳体，所述壳体内设置储热材料，且所述壳体上设置有热媒进入口和热媒排出口；所述热媒储罐出口分两路，其中一路经管线与太阳能集热器入口连接，太阳能集热器出口经管线与原油换热器的热媒入口连接，原油换热器的热媒出口与热媒储罐入口连接，所述热媒储罐出口另一路经管线与储热单元的热媒进入口连接，所述储热单元的热媒排出口经管线与原油换热器的热媒入口连接。

本发明所述系统中，所述热媒储罐与太阳能集热器连接管线上设置有阀门。

本发明所述系统中，所述热媒储罐与原油换热器的储热单元连接管线上设置有阀门。

本发明所述系统中，所述太阳能集热器与原油换热器的换热单元热媒入口连接管线上设置有阀门。

本发明所述系统中，所述原油换热器的储热单元的热媒排放口与原油换热器的换热单元的热媒入口连接管线上设置有阀门。