[发明专利]一种超临界二氧化碳爆炸监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及超临界二氧化碳参数监测领域，具体涉及一种超临界二氧 化碳爆炸监测装置。

背景技术

二氧化碳在某些特定温度、高压组合条件下时，将处于超临界状态， 此时，其密度近于液体，粘度近于气体，气体在高压下的分子形态变得和 液体形态一样紧密，具有很高的密度，但是却像气体一样易于流动，因此 非常适合用在输油管道内进行驱油操作。

自然界中，当容器中处于高压过热状态的液体压力突然降低时，液体 会骤然气化并体积膨胀，使得容器发生爆炸，当爆破的一瞬间的压力大于 爆破之前的压力时，一现象被称为BLEVE爆炸，BLEVE爆炸产生的爆炸介质 和爆破片会对周围环境产生极大破坏。

二氧化碳高压容器长期处于井底的复杂环境中，机械打击、腐蚀等因 素很容易使得高压容器发生损坏，使得内部具有一定温度的高压二氧化碳 骤然气化、体积膨胀并发生BLEVE爆炸。因此，需要确定当冲入一定压力 的二氧化碳后，发生BLEVE爆炸时，容器所处的临界温度，使得实际生产 环境中，二氧化碳高压容器所处温度低于该临界温度，避免BLEVE爆炸的 发生。

现有技术中公开了一种反应超临界二氧化碳爆炸监测装置，具有承压 仓，承压仓上具有一个开口，在具体使用时，将特定质量的干冰作为二氧 化碳的来源，从该开口注入监测装置的腔体内，然后将泄放组件密封在所 述开口处，再启动加热装置，干冰受热后膨胀，当到达一定温度后，监测 装置中具有特定承压值的泄放装置发生爆破，利用传感器测量此时的压力 和温度，当测得爆炸瞬间的压力值P₁大于爆炸之间的压力时，认为发生了 BLEVE爆炸，此时的温度T₁即为充装特定质量m₀的二氧化碳时，发生爆 炸的临界温度。

但是，干冰在注入以及干冰注入后安装泄放组件的过程中，开口一直 保持开放状态，由于干冰自身容易升华，会造成质量减少，所以很难将容 器的临界温度T₁与放入的干冰的质量m₀相对应，造成实验结果误差。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中超临界二氧化碳 监测装置无法保证二氧化碳质量与爆炸临界温度的精确对应，而造成测量 结果误差较大的缺陷。

本发明提供一种超临界二氧化碳爆炸监测装置，包括反应釜，具有承 压仓，用以存储二氧化碳；加热组件，用以加热承压仓内部的二氧化碳； 安装口，设置在反应釜上，与所述承压仓连通；泄放组件，具有一定承压 值，密封安装在所述安装口处，在所述承压仓内部压力达到预设值时，所 述泄放组件发生泄放；监测部件，用以监测所述泄放组件发生爆炸时承压 仓的温度以及压力；以及注入口，设置在反应釜上，与所述承压仓连通， 用于密封注入二氧化碳；控制阀，密封设置在所述注入口处。

注入的二氧化碳为液态二氧化碳。

所述的超临界二氧化碳爆炸监测装置还包括二氧化碳注入装置，所述 二氧化碳注入装置密封连接于所述注入口。

所述二氧化碳注入装置为软管。

所述加热组件沿所述承压仓的周向设置在所述承压仓的外部。

所述反应釜上设置有安装腔，所述安装腔位于所述承压仓的外部，并 与所述承压仓毗邻，所述加热组件设置在所述安装腔的内部。

所述加热组件为若干个电加热棒，若干个所述加热棒平行于所述承压 仓竖直方向的轴线设置。

每个所述电加热棒都包括分离设置的上段加热部和下段加热部，所述 上段加热部和所述下段加热部分别固定连接在所述安装腔的上部和下部； 所述上段加热部和所述下段加热部之间具有间隙。

所述监测部件为多个，间隔分布在所述反应釜的不同高度层的侧壁上， 并插入所述反应釜内的承压仓内。

多个所述监测部件沿着所述反应釜的至少两个竖直面分布。

所述监测部件通过上段加热部和下段加热部之间的间隙插入所述承压 仓；或者，所述监测部件通过相邻两个电加热棒之间的间隙插入所述承压 仓。

还包括观察组件，所述观察组件包括开设在所述承压仓上的开口，和 密封在所述开口处的透明盖。

所述透明盖具有放大功能。

还设有保温罩体，所述保温罩体环围且可开合地设置在所述反应釜的 外侧。

本发明技术方案，具有如下优点：