[发明专利]基于能量回收的管道固定安装系统

说明书

本发明公开了一种基于能量回收的管道固定安装系统，所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供原油管道穿过的圆形通道，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板；所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板底部且可紧密贴合于所述管道外壁的半导体发电片，所述半导体发电片的顶部通过导热杆与固定于所述外壳板顶部的冷板相连接，所述半导体发电片与数采保护箱内的电池电连接。本发明绿色环保，固定稳定性高。

技术领域

本发明涉及冻土技术领域，特别是涉及一种基于能量回收的管道固定安装系统。

背景技术

多年冻土指温度0℃或0℃以下，土中含有冰且冻结时间持续两年以上的土壤或岩石。其面积约占北半球陆地面积的1/4。在这些广袤的区域储藏着丰富的油气资源，随着全球油气资源的进一步开采利用，多年冻土区的油气管道工程也越来越多。然而埋地管道工程受油气温和外界环境的多重影响，在多年冻土区修建管道工程会面临多种多样的冻土灾害。当多年冻土区埋设高温原油管道时，管道下部冻土融化，不均匀融沉会造成管体位移，严重时会发生管体断裂失稳风险。当敷设对象为天然气管道时，管道负温运营会引发原位及分凝冻胀，从而导致管体翘曲变形，同样会威胁管道的安全稳定运营，在多年冻土区修筑管道工程一直是困扰学界的多年难题。

常规埋地敷设管道通常采用添加保温层等措施来进行管基土降温，但是添加保温层不能改变冻土退化的总体趋势。而常规热油管道架设式措施，如美国Trans-Alaska管道工程采用钢结构架设支撑，由于管道架空位于地表以上，管道运营过程中会面临火灾等自然灾害风险。同时，下部支撑结构由于外壁面光滑，会产生冻拔抬升现象，从而造成上部支撑管体的失稳风险。因此，亟需研发一套施工简易，功能多样，既能解决冻土区埋地天然气管道冻胀问题，又能解决冻土区埋地热油管道融沉问题的措施。

除此之外，设置于多年冻土区的管道监测系统可以实时预警冻土灾害，收集冻土及管道等关键参数信息，在维护管道的安全稳定运营中发挥着极为重要的作用，但目前监测所用的数采箱大都通过太阳能供电，受天气影响较大，太阳能供电系统不稳定，存在断电的风险，造成数据采集不及时的问题。因此需研发一套安全稳定的监测供电系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的有内热源的管道(比如原油管道)与冻土发生热交换造成融沉、内有低温物料的管道(比如天然气管道)与冻土发生热交换造成冻胀以及太阳能供电不稳定的问题，提供一种基于能量回收的管道固定安装系统。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于能量回收的管道固定安装系统，所述管道通过隔热固定组件固定于隔热安装板上，所述隔热安装板通过防冻拔支撑腿固定于多年冻土层上方，所述隔热固定组件包括上下两个定位安装部，两个定位安装部对接形成供原油管道穿过的圆形通道，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板；

所述固定安装部上设有能量回收组件，所述能量回收组件包括固定于所述外壳板底部且可紧密贴合于所述管道外壁的半导体发电片，所述半导体发电片的顶部通过导热杆与固定于所述外壳板顶部的冷板相连接，所述半导体发电片与数采保护箱内的电池电连接。

在上述技术方案中，所述冷板底面与所述外壳板顶面之间嵌有密封圈。

在上述技术方案中，所述隔热安装板包括两层安装板和夹于两层安装板之间的隔热板。

在上述技术方案中，所述安装板为金属板，所述隔热板为硬质聚乙烯纤维板。

在上述技术方案中，每一定位安装部包括内部形成密封腔室的外壳板，所述密封腔室由支撑隔板间隔形成两个或多于两个的气仓，任意两个相邻的气仓之间通过单向阀连通，所述外壳板上设有气体注入口和气体输出端口，所述气体注入口与其中一个气仓相连通，所述气体输出端口与其中一个气仓相连通。