[发明专利]一种矿用液态二氧化碳输送装置及其泄漏监测方法

权利要求书

1.一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：包括第一气态二氧化碳储罐(1)、第二气态二氧化碳储罐(2)和液态二氧化碳储罐(3)以及用于从立井、平硐或斜井进入矿体内并延伸至井下火区的管道装置(16)，所述管道装置(16)包括外管(16-1)和设置在所述外管(16-1)内部的内管(16-2)，所述外管(16-1)位于矿体外的一端与第一气态二氧化碳储罐(1)相连通，所述外管(16-1)位于矿体内的一端封闭，所述内管(16-2)位于矿体外的一端与第二气态二氧化碳储罐(2)和液态二氧化碳储罐(3)相连通，所述内管(16-2)位于矿体外的一端设置有用于供压力高于1.6MPa～2MPa的气体或液体进入所述内管(16-2)的稳压阀(13)和用于对所述内管(16-2)内的压力进行观测的压力表(12)，所述内管(16-2)位于矿体内的一端设置有用于在内管(16-2)的内部压力大于2MPa～2.5MPa时将其内的气体或液体泄出的压力控制阀(18)，所述内管(16-2)位于矿体内的一端连接有穿过井下火区密闭墙(21)的灭火管(20)，所述灭火管(20)上安装有灭火阀(19)；该输送装置还包括用于监测所述内管(16-2)是否泄漏的监测系统。

2.根据权利要求1所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于，所述监测系统包括：

第一压力变送器(14)和第二压力变送器(17)，用于获取所述外管(16-1)管内压力信号；

以及控制器(22)，用于获取上述压力变送器输出的压力信号并根据所述压力信号判断内管(16-2)是否泄漏，当内管(16-2)泄漏时，判断内管(16-2)的泄漏点位置并同时发出预警信号；

所述第一压力变送器(14)和第二压力变送器(17)均与所述控制器(22)的输入端相接，所述第一压力变送器(14)设置在所述外管(16-1)位于矿体外的一端，所述第二压力变送器(17)设置在所述外管(16-1)位于矿体内的一端。

3.根据权利要求1所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：所述外管(16-1)由多个外管单元(16-1-1)首尾顺次连接构成，相邻两个外管单元(16-1-1)通过外法兰(16-3)连接，所述内管(16-2)由多个内管单元(16-2-1)首尾顺次连接构成，相邻两个内管单元(16-2-1)通过内法兰(16-4)连接，所述外法兰(16-3)和内法兰(16-4)之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：所述内管单元(16-2-1)的圆周方向设置有用于支撑在所述外管单元(16-1-1)内壁的支撑条(16-5)。

5.根据权利要求1所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：所述稳压阀(13)靠近所述第二气态二氧化碳储罐(2)和液态二氧化碳储罐(3)的一侧设置有用于为气态二氧化碳或液态二氧化碳增压的增压泵(11)，所述增压泵(11)安装在所述内管(16-2)上。

6.根据权利要求1所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：所述外管(16-1)位于矿体外的一端通过第一连接管(7)与第一气态二氧化碳储罐(1)相连通，所述内管(16-2)位于矿体外的一端通过第二连接管(8)与第二气态二氧化碳储罐(2)相连通，所述内管(16-2)位于矿体外的一端通过第三连接管(9)与液态二氧化碳储罐(3)相连通，所述第一连接管(7)上设置有第一截断阀(4)，所述第二连接管(8)上设置有第二截断阀(5)，所述第三连接管(9)上设置有第三截断阀(6)。

7.根据权利要求6所述的一种矿用液态二氧化碳输送装置，其特征在于：所述第一连接管(7)上设置有压力安全阀(10)。

8.一种如权利要求2所述矿用液态二氧化碳输送装置的泄漏监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、控制器(22)获取第一压力变送器(14)和第二压力变送器(17)输出的压力信号；

步骤二、控制器(22)根据所述压力信号判断内管(16-2)是否泄漏：当第一压力变送器(14)和第二压力变送器(17)输出的压力信号发生异常时，则说明内管(16-2)泄漏，如压力信号没有发生异常时，则说明内管(16-2)没有泄漏；

步骤三、当内管(16-2)泄漏时，控制器(22)判断内管(16-2)的泄漏点位置并同时发出预警信号，所述内管(16-2)的泄漏点位置根据下列公式进行计算：

Le=L+as×Δt2]]>

Le为内管(16-2)泄漏点位置到外管(16-1)始端距离，L为外管(16-1)始末端距离，Δt为第一压力变送器(14)监测到异常信号的时间t1与第一压力变送器(17)监测到异常信号的时间t2的时间差，as为压力波的传播速度，其为340m/s。