专利名称：自然循环相变加热储油罐的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田加热装置，特别涉及一种适用于油田单井拉油罐及多功能罐的原油加热、储存和装运的自然循环相变加热储油罐。
二、背景技术目前，我国油田开发所使用的单井拉油罐主要有常压高架罐及承压多功能罐两种，其加热原件结构形式均为“火烧心”结构，即火筒直接对原油进行加热，这样既不符合 GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》的安全规定，而且现实应用中确实不时有大罐燃爆事故发生，隐患极大；而且承压多功能罐不能燃煤，如果气源不够时，就会影响生产， 也有应用分体结构，即加热炉同储油罐分开，加热炉所产生热量被热媒介质吸收，通过循环泵强制输送到储油罐中换热器进行换热，但所用加热炉一般为常压炉，介质损耗大，添加频繁，温差小(水温小于100摄氏度)、易结垢、热效低，很难满足现实生产需要；而且循环泵长期连续使用，故障率高，耗能多。
三、发明内容本实用新型的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种自然循环相变加热储油罐，加热炉与储油罐为分体结构，其间距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》的安全规定。其技术方案是主要是由相变加热炉、储油罐和管路系统三部组成，相变加热炉通过管路系统连接储油罐；所述的储油罐有常压罐或承压分离罐两种形式；所述的管路系统由原油管线、气管线、水汽循环管线组成，原油管线、气管线铺设于地基线下面；水汽循环管线从空中架设，分上下两层，上部为高温水汽进罐管线，下部为冷凝回水管线。上述的相变加热炉主要是由支座、燃烧室、外壳、原油盘管、烟箱、烟囱、上封头、烟管、下封头、内筒、炉排管、封环组成，支座的上部固定燃烧室，燃烧室的外侧固定内筒，所述的燃烧室通过烟管、烟箱与烟 连接，所述的烟管的上下两端分别固定上封头和下封头，底座与烟箱之间通过外壳固定，由外壳、内筒、上封头、下封头及封环组成相对密闭的水溶炉腔，原油盘管置于炉腔内，并螺旋缠绕于烟管周围，炉排管固定在燃烧室底部与炉腔相通。上述的一种常压罐为卧式长方体，由罐座、罐体、上换热器、下换热器、原油扩散器、放油口、呼吸口组成，罐体固定在罐座上，上换热器、下换热器、原油扩散器分别固定在在罐体内中底部，呼吸口置于罐体的顶部。上述的另一种承压分离罐为卧式圆柱体，由罐座、罐体、上换热器、下换热器、原油扩散器、放油口、安全阀和分气包组成，罐体固定在罐座上，上换热器、下换热器、原油扩散器分别固定在在罐体内中底部，安全阀和分气包置于罐体的顶部。其中，燃烧室外部连接燃烧口，外壳的上下端分别固定冷凝回水口和水蒸汽出口与炉腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位计并与炉腔相通。本实用新型的有益效果是安全可靠，本系统适应性极广，储油罐可设计为常压及承压两种形式，当油品含气量大时，用承压容器罐分离出的天然气作为加热炉燃料，可大大节约成本；加热炉以煤、气、油均可作为燃料，并可给多座储油罐同时加热节省地方且易于管理，通过在换热器底部设有原油进罐扩散器，能使进罐原油迅速、均勻分布于换热器底部周围，扩大接触面，延长换热时间，制造紊流，热损小、热效高，提高换热效率。
附图1是本实用新型的相变加热炉的结构图；附图2是本实用新型的第一种技术方案的常压储油罐加热流程示意图；附图3是本实用新型的第二种技术方案的承压分离储油罐加热流程示意图。上图中罐座A、罐体B、上换热器C、下换热器D、原油扩散器E、放油口 F、呼吸口 G、 相变加热炉H、安全阀I和分气包J ；支座1、冷凝回水口 2、燃烧口 3、燃烧室4、外壳5、原油盘管6、液位计7、水蒸汽出口 8、烟箱9、烟囱10、上封头11、原油出口 12、烟管13、原油进口 14、下封头15、内筒16、炉排管17、封环18。
五具体实施方式
实施例1 结合附图1-2，对本实用新型作进一步的描述本实用新型主要是由相变加热炉H、储油罐和管路系统三部组成，相变加热炉通过管路系统连接储油罐；所述的储油罐有常压罐或承压分离罐两种形式；所述的管路系统由原油管线、气管线、水汽循环管线、阀门组成，原油管线、气管线铺设于地基线下面；水汽循环管线从空中架设，分上下两层，上部为高温水汽进罐管线，下部为冷凝回水管线。其中，常压罐为卧式长方体，由罐座A、罐体B、上换热器C、下换热器D、原油扩散器 E、放油口 F、呼吸口 G组成，罐体B固定在罐座A上，上换热器C、下换热器D、原油扩散器E 分别固定在在罐体内中底部，呼吸口 G置于罐体的顶部。其中，相变加热炉主要是由支座1、燃烧室4、外壳5、原油盘管6、烟箱9、烟囱10、 上封头11、烟管13、下封头15、内筒16、炉排管17、封环18组成，支座1的上部固定燃烧室 4，燃烧室4的外侧固定内筒16，所述的燃烧室4通过烟管13、烟箱9与烟囱10连接，所述的烟管13的上下两端分别固定于上封头11和下封头15，底座与烟箱之间通过外壳固定，由外壳5、内筒16、上封头11、下封头15及封环18组成相对密闭的水溶炉腔，原油盘管置于炉腔内，并螺旋缠绕在烟管周围，炉排管17固定在燃烧室底部与炉腔相通。其中，燃烧室外部连接燃烧口 3，外壳的上下端分别固定冷凝回水口 2和水蒸汽出口 8与炉腔相通，水蒸汽出口的下方固定液位计7并与炉腔相通。其工作原理是煤、天然气或燃油在燃烧室燃烧产生高温热烟气，热烟气以辐射、 传导方式通过内筒、烟管加热壳体中的超导热媒使其高温汽化，热媒蒸汽满足原油盘管加热外，同时以真空超导传热方式进入储油罐内的热管换热器，经相变换热后，以液态经回流管线回到加热炉壳体中，如此周而复始的工作，实现对储油罐内油井产物的加热。加热炉与储油罐为分体结构，其间距> 15m，符合GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》的安全规定。工作时利用相变换热，自然回流，不需用热水泵等强制循环系统，且热效达到或超过“火烧心”结构；所配套加热炉结合水套炉和管式炉优点，配有单井盘管，尤其炉膛采用水冷壁结构，炉排采用水冷管结构，不用耐火砖，更加体积小、重量轻，热损小，热效高。本加热炉可煤、气、油三种燃料同时燃烧。实施例2 结合附图3，对本实用新型作进一步的描述另一种承压分离罐为卧式圆柱体，由罐座A、罐体B、上换热器C、下换热器D、原油扩散器E、放油口 F、安全阀I和分气包J组成，罐体B固定在罐座A上，上换热器C、下换热器D、原油扩散器E分别固定在在罐体内中底部，安全阀I和分气包J置于罐体的顶部。本实用新型的优点如下1、安全可靠，加热炉与储油罐间距> 15米，符合GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》的安全用火规定；配有恒温控制阀，可根据介质温度，自动调节热源大小。2、本系统适应性极广，储油罐可设计为常压及承压两种形式，当油品含气量大时， 用承压容器罐分离出的天然气作为加热炉燃料，可大大节约成本；加热炉以煤、气、油均可作为燃料，并可给多座储油罐同时加热节省地方且易于管理。3、管理方便，利用相变换热，自然回流，不需用热水泵等强制循环系统，节约管理成本；系统利用航天科技中真空相变超导高效传热技术，吸热、传热快、效率高。4、因为设有单井加热盘管，对进罐原油预热，所以热效更为显著，且能降低井口回压，增加原油产量。(由于单井盘管为水浴结构，相对于管式炉，能有效防止断流干烧时因局部过热发生结焦、爆管事故。)5、炉膛采用水冷壁结构，不用耐火砖，热损小、热效高。并且由于结构紧凑，体积小、重量轻，耗材量少，制造成本也低。炉排采用水冷管结构，不易烧坏。6、储油罐换热器为上下并联分层结构，通过阀门控制，可同时或分别运行。当储油高液位时，同时运行，能使上下层原油换热均勻，速度加快，不留死角；当储油低液位时，可关闭上部阀门，集中对下部原油有效加热，可减低热损，不做无用功，使换热更快。7、在换热器底部设有原油进罐扩散器，能使进罐原油迅速、均勻分布于换热器底部周围，扩大接触面，延长换热时间，制造紊流，提高换热效率。
权利要求1.一种自然循环相变加热储油罐，其特征是主要是由相变加热炉、储油罐和管路系统三部组成，相变加热炉通过管路系统连接储油罐；所述的储油罐可以为常压罐或承压分离罐两种；所述的管路系统由原油管线、气管线、水汽循环管线组成，原油管线、气管线铺设于地基线下面；水汽循环管线从空中架设，分上下两层，上部为高温水汽进罐管线，下部为冷凝回水管线。
2.根据权利要求1所述的自然循环相变加热储油罐，其特征是所述的相变加热炉主要是由支座(1)、燃烧室⑷、外壳(5)、原油盘管(6)、烟箱(9)、烟囱(10)、上封头(11)、烟管(13)、下封头(15)、内筒(16)、炉排管(17)、封环(18)组成，支座(1)的上部固定燃烧室 G)，燃烧室⑷的外侧固定内筒(16)，所述的燃烧室⑷通过烟管(13)、烟箱(9)与烟囱 (10)连接，所述的烟管(1 的上下两端分别固定上封头(11)和下封头(15)，底座与烟箱之间通过外壳固定，由外壳(5)、内筒(16)、上封头(11)、下封头(15)及封环(18)组成相对密闭的水溶炉腔，原油盘管置于炉腔内，并螺旋缠绕在烟管周围，炉排管(17)固定在燃烧室底部与炉腔相通。
3.根据权利要求1所述的自然循环相变加热储油罐，其特征是所述的常压罐为卧式长方体，由罐座(A)、罐体(B)、上换热器(C)、下换热器(D)、原油扩散器(E)、放油口(F)、呼吸口(G)组成，罐体(B)固定在罐座(A)上，上换热器(C)、下换热器(D)、原油扩散器(E) 分别固定在在罐体内中底部，呼吸口(G)置于罐体的顶部。
4.根据权利要求1所述的自然循环相变加热储油罐，其特征是所述的承压分离罐为卧式圆柱体，由罐座(A)、罐体(B)、上换热器(C)、下换热器(D)、原油扩散器(E)、放油口 (F)、安全阀(I)和分气包(J)组成，罐体(B)固定在罐座(A)上，上换热器(C)、下换热器 (D)、原油扩散器(E)分别固定在罐体内中底部，安全阀(I)和分气包(J)置于罐体的顶部。
专利摘要本实用新型涉及一种自然循环相变加热储油罐。其技术方案是由相变加热炉、储油罐和管路系统三部组成，相变加热炉通过管路系统连接储油罐；储油罐有常压罐或承压分离罐两种形式；所述的管路系统由原油管线、气管线、水汽循环管线组成，原油管线、气管线铺设于地基线下面；水汽循环管线从空中架设，分上下两层，上部为高温水汽进罐管线，下部为冷凝回水管线。工作时利用相变换热，自然回流，不需用热水泵等强制循环系统，且热效达到或超过“火烧心”结构；所配套加热炉结合水套炉和管式炉优点，配有单井盘管，尤其炉膛采用水冷壁结构，炉排采用水冷管，不用耐火砖，更加体积小、重量轻，热损小，热效高，本加热炉可煤、气、油三种燃料同时燃烧。
文档编号B65D88/74GK202138751SQ20112010629
公开日2012年2月8日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者丁明庆, 刘凯, 刘荣志, 张子国, 潘敏勇, 许海峰 申请人:刘凯