УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ

Заявляемая полезная модель относится к газовой промышленности, а именно к устройствам для нагрева теплоносителя на газораспределительных пунктах (ГРП).
Предлагаемая полезная модель позволяет осуществить эффективное и полное использование энергии сжатого газа.
Известен способ электроснабжения газораспределительной станции, включающий подогрев теплоносителя подогревателя газа топливным газом, выработку электрической энергии автономным источником питания путем использования перепада давления узла редуцирования и использование этой энергии для нужд станции, для дополнительного подогрева теплоносителя используют энергию перегрузок по току автономного источника питания (патент №2145032, опубликовано 04.12.1998 г.).
Недостатком известного способа в случае его применения на ГРП, является не безопасность вследствие размещения электрической системы во взрывоопасном технологическом помещении, сложность конструкции системы.
Известна газораспределительная станция "Смена" содержащая нагреватель газа, установленный перед системой регулирования и подключенный к газотурбогенератору через систему управления. Газораспределительная станция "Смена" содержит последовательно установленные на газопроводе высокого давления сепаратор, нагреватель газа и систему регулирования. Система регулирования соединена с пневмодвигателем, который кинематически связан с электрогенератором посредством вала. Электрогенератор связан через систему управления с нагревателем газа и с системой регулирования. Сепаратор снабжен емкостью сбора конденсата и расположен перед нагревателем. Пневмодвигатель и электрогенератор соединены между собой валом и представляют собой в совокупности газотурбогенератор. От пневмодвигателя выходит газопровод низкого давления в сторону потребителя газа (патент №94019998, опубликовано 10.05.1994 г.).
Недостатком газораспределительной станции «Смена» является сжигание части газа для нагрева основного потока газа.
Наиболее близким прототипом заявляемой полезной модели является устройство для нагрева теплоносителя, содержащее приводимый в действие источником механической энергии агрегат для разгона, нагнетания и подачи теплоносителя во внешний замкнутый трубопроводный контур, в качестве источника механической энергии используется газовая турбина, работающая за счет излишков энергии газа (перепада давления газа) на ГРП, которая вместе с агрегатом для разгона и нагнетания теплоносителя размещена в трубопроводе, подключенном параллельно узлу регулирования давления газа основного газопровода (в байпасном трубопроводе) (патент №49960, опубликовано 16.06.2005 г.).
Недостатком прототипа является невозможность автоматического регулирования температуры теплоносителя.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является устранение указанных недостатков и упрощение конструкции устройства при безтопливном получении тепла преобразования механической работы на валу турбины в сжатый нагретый газ в контуре компрессора вследствие возможности установки его во взрывоопасной зоне при использовании в газораспределительных пунктах и узлах учета.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве для нагрева теплоносителя, содержащем приводимый в действие турбиной компрессор для разгона и нагнетания природного газа в замкнутый трубопроводный контур, использующей для получения механической энергии перепад давления газа на газораспределительных пунктах и узлах учета, на байпасе к контуру турбины смонтирована нормально закрытая заслонка, приводимая в действие расширяющейся жидкостью, изменяющей площадь проходного сечения заслонки, при изменении температуры в контуре компрессора, для автоматического поддержания заданной температуры подогреваемого газа путем изменения расхода через турбину.
На фиг. 1 изображена схема устройства для нагрева теплоносителя.
Устройство представляет собой газовую турбину 1, расположенную вместе с агрегатом для разгона теплоносителя и его нагнетания 2 в корпусе 3 байпасного трубопровода 4. Агрегат 2 находится на одном валу 5 с рабочим колесом турбины 1. На основном газопроводе 6 расположен узел регулирования давления газа (регулируемый дроссель) 7, к которому через отсечные краны 8, 9 подсоединен байпасный трубопровод 4. Нагреваемый теплоноситель циркулирует во внешнем трубопроводном контуре 10.
Устройство для нагрева теплоносителя работает следующим образом. Часть газа из основного газопровода 6 через отсечной кран 8 поступает в газовую турбину 1. В турбине 1 устанавливается перепад давления газа, равный перепаду, который создает регулируемый дроссель 7. Кинетическая энергия газа, поступающего на рабочий орган турбины 1, преобразуется в механическую энергию вращения вала 5, приводящего в действие колесо компрессора 2, которое обеспечивает нагнетание, нагрев и циркуляцию теплоносителя во внешнем трубопроводном контуре 10. Проходящий через турбину 1 газ через отсечной кран 9 возвращается в основной газопровод 6. В контур турбины встроена заслонка 11, открытие и закрытие которой происходит за счет расширения жидкости при изменении температуры в нагревательном контуре 12 компрессора.