[發(fā)明專利]用于在合成氣冷卻器內(nèi)熱回收的方法和設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200880108271.1
• 申請(qǐng)日: 2008-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101802537A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·H·戈捷;J·M·斯托里;Y·H·阿巴西
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;劉華聯(lián)

背景技術(shù)

本發(fā)明大致涉及合成氣冷卻器，且更具體地涉及用于與合成氣冷卻器一起使用的熱回收系統(tǒng)。

至少一些已知的合成氣冷卻器包括熱板和管壁，以有利于將熱從合成氣流傳遞到熱板(platen)和/或管壁內(nèi)流動(dòng)的流體。這種合成氣冷卻器中的熱板由管壁限定。已知的管壁設(shè)計(jì)成氣密的，以便有效地將合成氣保持在管壁內(nèi)。這樣，合成氣接觸管壁而不是接觸冷卻器的外殼。一般，冷卻器外殼的熱承受能力不如管壁。

至少一些已知的合成氣冷卻器包括聯(lián)接在管壁和外殼之間的多個(gè)熱板供應(yīng)管線和多個(gè)分離的管壁供應(yīng)管線。熱板供應(yīng)管線聯(lián)接在熱板下部歧管上。管壁供應(yīng)管線各聯(lián)接在分離的管壁下部歧管上，從而通過(guò)相應(yīng)的歧管給熱板和管壁供應(yīng)熱傳遞流體。在至少一些已知的合成氣冷卻器中，熱板下部歧管定位在管壁下部歧管的上游，并自管壁下部歧管徑向向內(nèi)。在這種冷卻器中，熱板供應(yīng)管線須穿過(guò)管壁，以聯(lián)接到熱板下部歧管。遺憾的是，這種通過(guò)管壁的穿透可能會(huì)不希望地允許已加熱的合成氣流過(guò)管壁并接觸外殼，這可能產(chǎn)生熱應(yīng)力和/或過(guò)早損壞冷卻器的外殼。為有利于減少合成氣的泄漏，至少一些已知的合成氣冷卻器包括聯(lián)接在熱板供應(yīng)管線和管壁之間的密封件，各供應(yīng)管線在熱板供應(yīng)管線和管壁之間穿過(guò)管壁。然而，這種密封件可能泄漏，并允許已加熱的合成氣從管壁逸出。

發(fā)明內(nèi)容

一方面，提供了一種裝配合成氣冷卻器的方法。所述方法包括在冷卻器殼內(nèi)聯(lián)接供應(yīng)管線、在冷卻器殼內(nèi)聯(lián)接熱傳遞板以及在冷卻器殼內(nèi)聯(lián)接熱傳遞封閉件(enclosure)，使得熱傳遞封閉件基本上將熱傳遞板與冷卻器殼隔離。歧管與供應(yīng)管線、熱傳遞封閉件和熱傳遞板流通聯(lián)接。

另一方面，提供了一種用于與合成氣冷卻器一起使用的歧管。所述歧管包括構(gòu)造成與聯(lián)接在合成氣冷卻器內(nèi)的熱傳遞封閉件流通聯(lián)接的第一出口。熱傳遞封閉件構(gòu)造成基本上包圍通過(guò)合成氣冷卻器的已加熱氣體的流。歧管還包括構(gòu)造成與聯(lián)接在合成氣冷卻器內(nèi)的熱傳遞板流通聯(lián)接的第二出口和構(gòu)造成與延伸通過(guò)合成氣冷卻器的熱傳遞介質(zhì)供應(yīng)管線流通聯(lián)接的入口。

再一方面，提供了一種用于與氣體發(fā)生器系統(tǒng)一起使用的熱回收系統(tǒng)。所述熱回收系統(tǒng)包括構(gòu)造成將熱傳遞介質(zhì)輸送進(jìn)入熱回收系統(tǒng)的供應(yīng)管線和包括多個(gè)周向隔開(kāi)的管的熱傳遞封閉件。熱傳遞封閉件構(gòu)造成基本上包圍通過(guò)氣體發(fā)生器系統(tǒng)的已加熱氣體的流。熱回收系統(tǒng)還包括熱傳遞板和環(huán)形歧管，熱傳遞板包括多個(gè)管。環(huán)形歧管包括與熱傳遞封閉件流通聯(lián)接的第一出口、與熱傳遞板流通聯(lián)接的第二出口和與供應(yīng)管線流通聯(lián)接的入口，使得熱傳遞介質(zhì)借助于歧管從供應(yīng)管線輸送至熱傳遞封閉件和熱傳遞板。

附圖說(shuō)明

圖1為示范性整體氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的示意圖。

圖2為可與在圖1中顯示的系統(tǒng)一起使用的示范性合成氣冷卻器的示意橫截面視圖。

圖3為可與在圖2中顯示的合成氣冷卻器一起使用的示范性下部歧管的橫截面視圖。

具體實(shí)施方式

圖1為示范性整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)10的示意圖。IGCC系統(tǒng)10大致包括主空氣壓縮機(jī)12、與壓縮機(jī)12流通聯(lián)接的空氣分離單元(ASU)14、與ASU14流通聯(lián)接的氣體發(fā)生器16、與氣體發(fā)生器16流通聯(lián)接的合成氣冷卻器18、與合成氣冷卻器18流通聯(lián)接的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)20以及與合成氣冷卻器18流通聯(lián)接的蒸汽輪機(jī)22。

在操作中，壓縮機(jī)12壓縮環(huán)境空氣，該壓縮的環(huán)境空氣然后被輸送至ASU14。在示范性實(shí)施例中，除來(lái)自壓縮機(jī)12的壓縮空氣外，還將來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)24的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14。或者，將來(lái)自燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)24的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14，而不將來(lái)自壓縮機(jī)12的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14。在示范性實(shí)施例中，ASU14利用壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生用于氣體發(fā)生器16的氧氣。更具體地說(shuō)，ASU14將壓縮空氣分離成分開(kāi)的氧氣(O₂)流和氣體副產(chǎn)物流(有時(shí)稱為“過(guò)程氣體”)。O₂流被輸送至氣體發(fā)生器16，用于產(chǎn)生部分燃燒的氣體(本文中稱為“合成氣”)，所述合成氣作為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)20的燃料使用，如下面更加詳細(xì)地描述的那樣。