一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统的制作方法

1.本发明属于lng输送及超导技术领域，具体地，涉及一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统。


背景技术：

2.近年来液化天然气技术在国内得到迅速发展，lng常压下温度为-161.5℃，温度较低，可作为冷媒介质。1立方米的lng气化后，体积膨胀600倍，大量的天然气输送，采用液体输送比气体输送更经济。同时常规进行天然气液化的制冷装置功耗较高，成本较高。
3.热声制冷机无运动部件、结构简单、工作寿命长。该设备较之前的制冷系统可大大降低能耗，节省投资。
4.超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，是理想的输电材质，但是目前的超导材料，均是需要极低的温度才能形成超导态，因此，在工程中需要用冷媒介质使超导输电缆处于超导临界转变温度以下，以便超导输电。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于：提出一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统，以便使超导输电电缆处于极低温中，解决现有工艺超导输电的不足，同时实现天然气以液体形式的长距离输送，降低天然气输送成本。
6.为了实现上述目的，本发明提供一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统，该长输系统包括外管道、保冷材料层、lng管道及超导电缆；
7.所述保冷材料层贴设于所述外管道外侧；
8.所述lng管道及所述超导电缆设置于所述外管道内部；
9.所述外管道内其余空间充满低温中间介质；
10.所述长输系统中沿程设置中间增压降温站。
11.优选地，所述lng管道设置在上方，所述超导电缆设置在下方；每隔5-10米设置一处支撑板，用于支撑lng管道。
12.优选地，在所述中间增压降温站，外管道分隔为两段，前段外管道设有中间介质排出口，后段外管道设有中间介质注入口，所述中间增压降温站设有保冷箱，用于容纳两段外管道的端部以及未隔断的超导电缆，lng管道自前段外管道内引出，穿过保冷箱后，与lng增压泵入口连接，lng增压泵出口与后段外管道内lng管道连接。
13.优选地，中间介质自中间介质排出口引出后，经中间介质增压泵增压，然后经热声制冷机降温后输送至中间介质注入口，同时在引出管道上设置安全阀。
14.优选地，保冷箱内其余空间填充珠光砂。
15.优选地，从外管道引出的中间介质管道及lng管道的外部贴设有保冷材料层。
16.优选地，所述保冷材料层的材质为聚异氰脲酸酯和/或二氧化硅气凝胶毡。
17.优选地，所述低温中间介质为液态惰性气体，更优选为液氮和/或液氩。
18.优选地，所述外管道沿程设置有上下表面温度计。
19.本发明的效果是：输电缆处于超导临界转变温度以下，超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，实现了超导输送。同时lng管道浸泡在低温的中间介质中，大大减低了lng的沿程温升，实现了天然气的液态输送。同时由于中间介质温度低于lng温度，则避免了lng长输系统中制冷装置的增设，从而大大简化了工艺流程，节约了大量成本。
20.本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
21.通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。
22.图1示出了本发明提供的双介质与超导能源同管道输送的长输系统的示意图。
23.图2示出了本发明提供的双介质与超导能源同管道输送的长输系统的内部剖视图。
具体实施方式
24.下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
25.本发明提供一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统，该长输系统包括外管道、保冷材料层、lng管道及超导电缆；
26.所述保冷材料层贴设于所述外管道外侧；
27.所述lng管道及所述超导电缆设置于所述外管道内部；
28.所述外管道内其余空间充满低温中间介质；
29.所述长输系统中沿程设置中间增压降温站。
30.根据本发明，优选地，所述lng管道设置在上方，所述超导电缆设置在下方；每隔5-10米设置一处支撑板，用于支撑lng管道。
31.由于太阳辐射等影响，lng管道中lng温度随输送距离的增加而升高，外管道中低温中间介质吸收热量也造成温升，此外，由于管道摩阻的影响，随着输送距离的增加，lng管道内压力会随之减低，为保证中间介质的冷却效果以及维持lng管道内压力，所述长输系统中优选沿程设置中间增压降温站。
32.根据本发明一种具体实施方式，在所述中间增压降温站，外管道分隔为两段，前段外管道设有中间介质排出口，升温后的中间介质排出，后段外管道设有中间介质注入口，注入低温中间介质，前段与后段外管道间距尽量短，同时所述中间增压降温站设有保冷箱，用于容纳两段外管道的端部以及未隔断的超导电缆，lng管道自前段外管道内引出，穿过保冷箱后，与lng增压泵入口连接，lng增压泵出口与后段外管道内lng管道连接。该过程中，中间介质的注入及排出为间断性作业，非连续性作业，lng增压为连续性作业。
33.根据本发明，在所述中间增压降温站中，当lng管道不在外管道内时，其外部优选贴设有保冷材料层，以维持管道的低温环境。从外管道引出的中间介质管道外部也优选贴设有保冷材料层。
34.为保持保冷箱内的温度，优选地，保冷箱内其余空间填充珠光砂。
35.本发明中，设置所述保冷材料层用于防结露，其材质可以为聚异氰脲酸酯(pir)和/或二氧化硅气凝胶毡(sa)。
36.本发明中，所述低温中间介质可以为液态惰性气体，优选为液氮或液氩(例如20kpa，-184.3℃液氩)。
37.根据本发明，优选地，所述外管道沿程设置有上下表面温度计，用于监测外管道内中间介质温度。
38.通过以下实施例对本发明进行更详细的说明。
39.实施例1
40.如图1所示，本发明所述的一种双介质与超导能源同管道输送的长输系统，包括：
41.外管道和贴设于所述外管道外侧的保冷材料层；所述保冷材料层为聚异氰脲酸酯，用于降低中间介质的温升，同时外管道沿程设置上下表面温度计，用于监测中间介质的温度；
42.lng管道，设于所述外管道内，用于输送lng，所述lng管道的两端分别连接lng销售端及lng下游用户；
43.超导电缆，设于所述外管道内，用于输电，所述超导电缆的两端分别连接两电缆终端；
44.如图2所示，所述lng管道设置在上方，所述超导电缆设置在下方；每隔6米设置一处支撑板，用于支撑lng管道；
45.所述外管道内其余空间充满低温中间介质液氮；
46.所述长输系统中沿程设置中间增压降温站。在所述中间增压降温站，外管道分隔为两段，前段外管道顶部设有中间介质排出口，升温后的中间介质排出，后段外管道顶部设有中间介质注入口，注入低温中间介质，前段与后段外管道间距尽量短，同时所述中间增压降温站设有保冷箱，用于容纳两段外管道的端部以及未隔断的超导电缆，lng管道自前段外管道内引出，穿过保冷箱后，与lng增压泵入口连接，lng增压泵出口与后段外管道内lng管道连接。该过程中，中间介质的注入及排出为间断性作业，lng增压为连续性作业。中间介质管道和lng管道外填充保冷材料，保冷箱其余空间填充珠光砂。
47.通过上述方法实现了lng与超导能源同管道的长距离输送。输电缆处于超导临界转变温度以下，超导材料具有极低的电阻，输电损耗小，实现了超导输送。同时lng管道浸泡在低温的中间介质中，大大减低了lng的沿程温升，实现了天然气的液态输送，同时节省了lng长输系统中制冷装置的设置，从而优化了工艺流程，节约了大量成本。
48.以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。