[发明专利]太阳能聚光石油输运减阻及集热系统

说明书

本发明涉及一种太阳能聚光石油输运减阻及集热系统，整个系统由CPC聚光管道系统、集热器和换热器构成。CPC聚光管道系统主要由折线型CPC聚光器、石油运输管道、保温层等组成，太阳光通过CPC聚光后能大大提升管路内石油的温度，减少输运阻力；换热器通过多层高效油水换热结构将高温石油的热量传递进入水箱，从而额外获得热能收益。本发明针对我国所产原油在运输过程中容易形成粘合与凝固现象，运用CPC聚光器集中吸收太阳能发热，石油管道吸收热量从而管道内石油温度升高，流速加快，提高了运输效率。管道末尾连接的集热器装置可将多余太阳能集中收集储存利用送到水箱，减少能源消耗。

技术领域

本发明涉及太阳能应用技术领域，特别是涉及一种太阳能聚光石油输运减阻及集热系统。

背景技术

当前石油运输方式主要有管道运输、水路运输、铁路运输和公路运输四种方式。陆上石油运输多以管道运输为主，与其它几种方式相比管道运输具有运输量大，占地量少，运输便捷，安全性高等突出优点，是最适宜于输送石油的一种运输方式。

世界的储油量在逐年降低，提高石油运输效率也得到越来越多人的重视。由于石油是具有黏稠性的流体，用传统管道运输的话很多都会附着于管道壁而且流速大大降低；该现象在低温环境下更为明显，尤其在我国北方地区在冬天时由于温度太低，管道也易冻裂或破损。而在现有的管道减阻技术中多采用添加减阻剂或管道内涂层等技术，但都存在受管道规格大小、原油品质种类、难以大规模工业化等因素的影响。因此我们提出了种太阳能聚光石油输运减阻管道及集热系统，不仅可以减阻石油管道运输，而且可以储存收集热量，减少能源消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种太阳能聚光石油输运减阻及集热系统，减少石油管道运输过程中产生的阻力，而且可以储存收集热量，减少能源消耗。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种太阳能聚光石油输运减阻及集热系统，包括CPC聚光器、石油运输管道、换热器和集热器，所述CPC聚光器安装于石油运输管道外侧，用来加热石油运输管道内的石油，以降低石油的黏稠度；所述石油运输管道末端接入所述换热器内，所述石油运输管道内高温的石油与换热器内的冷水进行热交换，所述换热器的管路输出端与集热器连接，将热水接入集热器内。

入射太阳光通过CPC聚光器上的抛物面不断反射聚集到石油管道表面从而大大提高石油温度，降低黏稠度，进而减少石油在管道运输过程中的阻力，而与管道相连接的换热器装置，通过多层油水高效换热结构将热量吸收并储存至集热器。

具体的，CPC聚光器包括设置在两侧的两个镜面铝抛物反射面和位于两个镜面铝抛物反射面之间的折线型吸收器。其中入射太阳光射入镜面铝抛物反射面，不断反射，底部折线型吸收器聚集能量，被石油管道表面吸收，石油温度升高，流速加快，减阻了管道。其中折线型镜面铝集热板，采用镜面铝以提高反射率，将管道底部的吸收器改装成折线型，安装在在管道外层。

进一步，为了保证石油运输管道内的温度，所述石油运输管道外覆盖有保温层，且所述保温层位于所述CPC聚光器内侧。

具体的，所述换热器采用油-水板式换热器，所述油-水板式换热器框架和集热板片，所述框架内前后两侧分别设有活动压紧板和固定压紧板，活动压紧板和固定压紧板之间设有多片集热板片，所述集热板片上方设有上导杆，所述集热板片下方设有下导杆，上导杆和下导杆通过固定螺丝与固定压紧板相连接，所述活动压紧板前面设有前支杆。高效传热波纹集热板片和框架通过上下导杆连接组成，集热板片由导杆两端的夹紧螺栓夹紧在固定框架板及活动框架板之间，集热板片之间用密封垫圈密封，在换热器内部就构成了许多流体通道，两种不同温度的流体分别在集热板片间沿各自独立的流道逆向流动，高温石油将热量传给低温水，实现热量交换的目的。

进一步，为了提高换热效果，所述集热板片由0.6～0.8mm的金属板压制成波纹状，波纹状集热板片上贴有密封垫圈。

具体的，所述集热器采用储水箱。