一种高温高压设备安全进气结构及方法与流程

本申请涉及高温高压设备及热交换技术领域，更具体地说，特别涉及一种高温高压设备安全进气结构，本申请还涉及一种高温高压设备安全进气方法。

背景技术

目前，在高温高压设备中，压力设备对温度十分敏感，温度升高会使压力容器钢的强度变弱，可靠性降低，诱发安全隐患。现有技术中，高温区域对压力容器的热交换存在对流、传导及辐射三种方式，因保温材料为多孔结构，其导热系数低和自身遮挡作用使得传导及辐射对压力容器的热交换并不强烈，而对流所导致的热量交换最多也最为迅速，影响最为严重。

此外，高温高压设备通常会抽真空后加热，然而，气体如果直接进入到高温区域，则会非常容易引发强烈的气体对流，不但影响设备的运行可靠性，还会导致能源的浪费。

因此，提供一种高温高压设备安全进气结构及方法，能够有效抑制热气体向外对流，保障设备安全运行，同时降低能耗，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本申请提供了一种高温高压设备安全进气结构，能够有效抑制热气体向外对流，保障设备安全运行，同时降低能耗，本申请还提供一种高温高压设备安全进气方法，同样具备上述有益效果。

本申请提供的技术方案如下：

一种高温高压设备安全进气结构，包括：高温区域空间；设置于所述高温区域空间外围的压力容器层，所述压力容器层与所述高温区域空间之间形成压力空间；设置于所述压力空间处的气体循环系统；设置于所述压力空间处的进气部；设置于所述高温区域空间处的排气部。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，气体循环系统一端与压力空间顶部连通，另一端与高温区域底部连通。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述高温区域层与所述压力容器层之间还设置有隔热层。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，隔热层由碳纤维丝束整体针刺成型制作而成。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，气体循环系统包括：循环管道；与所述循环管道连通，且设置于所述压力空间上部的管道入口；与所述循环管道连通，且设置于所述高温区域空间底部的管道出口。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述循环管道具体为螺旋形循环管道。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述进气部具体设置于所述压力空间底部；所述排气部具体设置于所述高温区域顶部。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述进气部处设置有进气安全阀，所述排气部处设置有排气安全阀。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述压力容器层处设置有压力检测装置。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，所述压力容器层处还设置有泄爆装置。

本申请还提供一种高温高压设备安全进气的方法，包括以下步骤：

s1：常温气体从压力容器层下部进入压力空间，气体压力增加形成高压气体；

s2：压力空间的气体压力大于高温加热区，高压气体在气压的作用下经气体循环系统进入高温区域空间；

s3：在高温区域空间加热后的气体从高温区域空间顶部排出。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，在s1中，高压气体从压力空间顶部的管道入口进入气体循环系统，循环之后进入高温区域空间。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，在s3中，气体在所述高温区域空间加热到指定温度，达到温度要求后，从高温区域空间顶部的排气部排出。

进一步地，在本发明一种优选的方式中，高压气体在气体循环系统的作用下，于压力空间自下而上进行流动。

本发明提供一种高温高压设备安全进气结构，与现有技术相比，包括：高温区域空间，高温区域空间外围设置有压力容器层，压力容器层与高温区域空间之间形成压力空间，压力空间处设置有进气部，高温区域空间处设置排气部。如此，常温气体最开始进入到压力空间，随后大部分气体会通过气体循环系统的出口进入到高温区域空间，在高温区域完成气体加热并从上部排气口排出。常温气体布满压力空间，气体在流动过程中会自然形成压差，使得压力空间的压力大于高温区域空间的气体压力，形成气垫抑制热气体向外对流，保护压力容器层。此外，常温气体流经压力空间时，在此过程中可对压力容器层进行冷却，从而本申请提供的高温高压设备安全进气结构还具备冷却功能；同时，热气流被抑制向外对流，减少了热量损失，降低设备使用能耗。相较于现有技术而言，本申请提供的高温高压设备安全进气结构，显著地提高了设备运行的安全可靠性，同时极大程度上降低了能耗。本申请还提供一种高温高压设备安全进气方法，同样具备上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高温高压设备安全进气结构的示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请如图1所示，本申请实施例提供一种高温高压设备安全进气结构，包括：高温区域空间1；设置于所述高温区域空间1外围的压力容器层2，所述压力容器层2与所述高温区域空间1之间形成压力空间；设置于所述压力空间处的气体循环系统；设置于所述压力空间处的进气部；设置于所述高温区域空间1处的排气部。

本发明实施例提供的高温高压设备安全进气结构，与现有技术相比，包括：高温区域空间1，高温区域空间1外围设置有压力容器层2，压力容器层2与高温区域空间1之间形成压力空间3，压力空间3处的气体循环系统4，压力空间3处设置有进气部5，高温区域空间1处设置有排气部6。如此，常温气体最开始进入到压力容器层2与保温材料之间，随后大部分气体会通过气体循环系统4的出口进入到设备底部，最后进入高温区域空间1，在高温区域完成气体加热并从上部排气口排出。常温气体布满压力空间3，气体在流动过程中会自然形成压差，使得腔体压力大于高温区域气体压力，形成气垫抑制热气体向外对流，保护压力容器层2。此外，常温气体流经压力空间3时，在此过程中可对压力容器层2进行冷却，从而本发明实施例提供的高温高压设备安全进气结构还具备冷却功能；同时，热气流被抑制向外对流，减少了热量损失，降低设备使用能耗。相较于现有技术而言，本发明实施例提供的高温高压设备安全进气结构，显著地提高了设备运行的安全可靠性，同时极大程度上降低了能耗。本发明实施例还提供一种高温高压设备安全进气方法，同样具备上述有益效果。

具体地，在本发明实施例中，所述高温区域空间1与所述压力容器层2之间还设置有隔热层7。

具体地，在本发明实施例中，气体循环系统一端与压力空间顶部连通，另一端与高温区域底部连通。

具体地，在本发明实施例中，所述隔热层7由碳纤维丝束整体针刺成型制作而成。

具体地，在本发明实施例中，所述气体循环系统4包括：循环管道；与所述循环管道连通，且设置于所述压力空间上部的管道入口；与所述循环管道连通，且设置于所述高温区域空间底部的管道出口。

需要说明的是，在本实施例中，常温气体最开始从进气部5进入到压力空间3内，随后大部分气体会进入循环管道，并从管道出口进入到高温区域空间1，在高温区域空间1完成气体加热后并从排气部6排出。

具体地，在本发明实施例中，循环管道4具体为螺旋形循环管道。

具体地，在本发明实施例中，所述进气部5具体设置于所述压力空间3底部；所述排气部6具体设置于所述高温区域空间1顶部。

具体地，在本发明实施例中，所述进气部5处设置有进气安全阀，所述排气部6处设置有排气安全阀。

具体地，在本发明实施例中，所述压力容器层2处设置有压力检测装置。

具体地，在本发明实施例中，所述压力容器层2处还设置有泄爆装置。

具体地，在本发明实施例中，所述进气部5具体设置于所述压力空间3底部；所述排气部6具体设置于所述高温区域空间1顶部。

本发明实施例还提供一种高温高压设备安全进气的方法，包括以下步骤：

s1：常温气体从压力容器层2下部进入压力空间3，气体压力增加形成高压气体；

s2：压力空间3的气体压力大于高温加热区，高压气体在气压的作用下经气体循环系统4进入高温区域空间1；

s3：在高温区域空间1加热后的气体从高温区域空间1顶部的排气部6排出。

具体地，在本发明实施例中，在s1中，高压气体从压力空间顶部的管道入口进入气体循环系统4，循环之后进入高温区域空间1。

具体地，在本发明实施例中，在s3中，气体在高温区域空间1加热到指定温度，达到温度要求后，从高温区域空间1顶部排出。

具体地，在本发明实施例中，高压气体在气体循环系统的作用下，于压力空间3自下而上进行流动。

如此，本实施例提供的高温高压设备安全进气方法，具体可如图1所示，此结构从内到外分别为高温区域空间1、隔热层7、压力容器层2。常温气体最开始进入到压力容器与保温材料之间，随后大部分气体会通过压力容器层上部的气体循环系统的管道出口进入到设备底部，最后进入高温区域，在高温区域完成气体加热并从上部排气口排出。

常温气体首先会充满压力容器与保温材料之间的腔体，然后气体在流动过程中会自然形成压差，使得腔体压力大于高温区域气体压力，形成气垫抑制热气体向外对流，保护压力容器。

此外，除抑制热气流对流外，同时具备冷却功能，进气口设置在压力容器底部，气体循环系统出口设置在压力容器顶部，常温气体需流经压力容器主体，在此过程中对压力容器主体进行冷却。

综上，本实施例涉及的高温高压设备安全进气结构及方法，结构简单可靠，能够有效抑制热气体向外对流，在保障设备运行的安全可靠性同时，极大程度上降低了设备能耗，节约成本。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。