[实用新型]一种利用水刹车的液氮蒸发系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热回收式液氮蒸发系统，尤其涉及一种利用水刹车的液氮蒸发系统，其属于液氮蒸发技术领域。

背景技术

目前，油田施工的液氮泵设备领域，对高压、低温液氮加热的方式通常采用直燃式，即燃油锅炉加热，但对于可燃性气体含量较高的油气井来讲，明火加热易发生爆炸，存在安全隐患。因此利用热量交换原理，通过热量回收系统，吸收液氮泵设备各部分产生的热量，如发动机废气、发动机冷却液等各部分产生的热量，用以将低温、高压的液氮蒸发成常温、高压的气态氮，以满足油田对高压氮气的需求。但当液氮排量较大时，需要更多的热量蒸发液氮，液氮泵设备在常规工作状态本身的废热已无法满足热量的需求，目前还没有一种方法可以提供满足大排量的液氮蒸发成氮气所需的热量。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的热量回收系统中大排量的液氮蒸发成氮气所需的热量的不足，提供了一种利用水刹车的液氮蒸发系统。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种利用水刹车的液氮蒸发系统，包括发动机以及通过冷却液管路顺次连接的冷却液箱、水泵、液氮蒸发器及热交换器，其特征在于，所述液氮蒸发系统还包括水刹车，所述水刹车的进液口与所述热交换器出液口连通，所述水刹车的出液口与所述冷却液箱连通，所述水刹车的转子轴通过分动箱与所述发动机连接。

本实用新型的有益效果是：采用水刹车为液氮泵设备的发动机增加额外的载荷，使发动机输出更多的功率，同时将产生更多的热量，利用热量交换原理，这些热量通过冷却液的循环，经过液氮蒸发器传递给液氮，将低温、高压的液氮蒸发成常温、高压的气态氮，满足将大排量的液氮蒸发成氮气对热量的需求。利用水刹车的液氮蒸发系统可以提供满足大排量的液氮蒸发成氮气所需的热量，其作业过程无需用柴油直接加热，不会出现明火，使得高压液氮设备更加安全，应用领域更加广阔，其特别适合于可燃性气体含量较高的油气井和防火要求较高的海上作业平台。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述水刹车和所述热交换器之间还设有调节阀。

进一步，所述热交换器出液口还设有与所述冷却液箱连通的分支管路。

采用上述进一步方案的有益效果是：调节阀控制通过水刹车的冷却液的流量，不但使控制方式简便，同时实现了液氮蒸发系统满足不同排量的液氮作业的需求，当设备各系统产生的热量可以满足需要时，可以关闭调节阀，通过与水刹车管路并联的分支管路实现小排量液氮蒸发成氮气，以满足油田对高压氮气的需要。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

在图中，1、冷却液箱；2、水泵；3、液氮蒸发器；4、热交换器；5、调节阀；6、水刹车；7、分动箱；8、发动机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示：一种利用水刹车的液氮蒸发系统，其包括：发动机8及通过冷却液管路顺次连接的冷却液箱1、水泵2、液氮蒸发器3及热交换器4，所述液氮蒸发系统还包括水刹车6，所述水刹车6的进液口与所述热交换器4出液口连通，所述水刹车6的出液口与所述冷却液箱1连通，所述水刹车6的转子轴通过分动箱7与所述发动机8连接。所述水刹车6和所述热交换器4之间还设有调节阀5。所述热交换器4出液口还设有与所述冷却液箱1连通的分支管路。

水刹车6的转子轴通过分动箱7与所述发动机8连接，可跟随发动机8一起转动；当冷却液由进液口进入水刹车6时，水刹车6在跟发动机8一起旋转的同时，本身的结构会使冷却液的产生涡流现象，产生对发动机8的阻力，增大发动机8的输出功率，发动机8将会产生更多的热量，

冷却液箱1内温度较高的冷却液，在水泵2提供的动力下，送入液氮蒸发器3中，温度较高的冷却液在液氮蒸发器3中与液氮进行热量交换后变为温度较低的冷却液，冷却液进入到热交换器4，与发动机废气、发动机冷却液等各部分产生的热量进行热量交换，此过程中冷却液被加热，然后流经水刹车管路回到冷却液箱或者通过分支管路回到冷却液箱中，与此同时，进入液氮蒸发器3的液氮也被蒸发为成常温、高压的气态氮。

在水刹车管路中连接一个调节阀5控制通过水刹车6的冷却液的流量。当液氮排量较小，设备各系统产生的热量可以满足需要时，通过调节阀5可关闭冷却液流经水刹车6，此时水刹车6不作用；随着液氮排量的增大，可适当调节调节阀5增加水刹车6产生的阻力，提供更多热量，实现热回收式液氮设备全工况作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。