[發明專利]用于冷卻噴射器嘴尖的方法及設備

有效

• 申請號: 201210081525.3
• 申請日: 2012-03-14
• 公開（公告）號: CN102676230A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: B·C·施泰因豪斯;S·S·塔爾亞;D·A·克斯勒
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;C10J3/56;C10J3/76
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱鐵宏;譚祐祥

技術領域

本發明主要涉及在功率生成設備中使用的氣化系統，并且更具體地涉及在整體氣化聯合循環(IGCC)設備中使用的噴射器嘴尖(tip)。

背景技術

至少一些公知的IGCC設備包括與至少一個產生功率的渦輪系統形成一體的氣化系統。例如，至少一些公知的氣化系統將燃料、空氣或氧、液態水和/或蒸汽和/或CO₂的混合物轉變成合成氣體或″合成氣″。合成氣引送至燃氣渦輪發動機的燃燒器，該燃燒器向將電功率供送至電網的發電機供能。來自于至少一些公知燃氣渦輪發動機的排氣供送至熱回收蒸汽發生器(HRSG)，該熱回收蒸汽發生器產生用于驅動蒸汽輪機的蒸汽。由蒸汽輪機產生的功率也驅動將電功率提供至電網的發電機。

至少一些公知的氣化系統使用至少一個進料噴射器來將燃料供送到聯接在氣化系統內的反應容器中。公知的進料噴射器會經受反應容器內的寬廣極端溫度。具體而言，公知的進料噴射器的嘴尖經受高溫，該高溫隨著時間的推移會阻礙進料噴射器的有效操作和/或縮短進料噴射器的壽命期限。此外，至少一些公知的進料噴射器可能易于因顆粒沖擊而點火。隨著時間的推移，經受這些因素會不利地影響公知進料噴射器的操作和/或縮短公知進料噴射器的壽命期限。

為了防止對進料噴射器的破壞，至少一些公知的氣化系統采用供送自閉環水系統的冷卻水來冷卻噴射器。然而，這些冷卻系統僅提供有限的冷卻，且因此噴射器仍會受到熱損壞和/或由于顆粒沖擊而點火。

發明內容

一方面，提供了一種組裝進料噴射器的方法。該方法包括提供進料噴射器嘴尖，該嘴尖包括入口、嘴尖端部、從入口至嘴尖端部沿縱向延伸穿過進料噴射器嘴尖的流動通路、大致外接流動通路的環形冷卻通道，以及將環形冷卻通道與流動通路隔開的緩沖區。該方法還包括將進料噴射器嘴尖聯接到進料噴射器上以使流體能夠引送穿過流動通路，使得流體在流過嘴尖端部之前流過入口，以及將冷卻組件聯接到進料噴射器上以使冷卻流體流能夠引送至環形冷卻通道中，其中，在入口處緩沖區具有第一寬度而在嘴尖端部處緩沖區具有第二寬度，第一寬度比第二寬度更寬。

另一方面，提供了一種結合氣化系統使用的進料噴射器嘴尖。進料噴射器嘴尖包括入口、嘴尖端部、從入口至嘴尖端部沿縱向延伸穿過進料噴射器嘴尖的流動通路、大致外接流動通路且從入口延伸至嘴尖端部的環形冷卻通道，以及將環形冷卻通道與流動通路隔開的緩沖區，其中，流動通路由外壁和內壁限定，以及緩沖區在入口處具有第一寬度，緩沖區在嘴尖端部處具有第二寬度，第一寬度比第二寬度更寬。

又一方面，提供了一種氣化系統。該氣化系統包括反應容器和大致沿縱向延伸穿過反應容器的至少一個進料噴射器。該至少一個進料噴射器包括入口、嘴尖端部、從入口至嘴尖端部沿縱向延伸穿過進料噴射器嘴尖的流動通路、大致外接流動通路且從入口延伸至嘴尖端部的環形冷卻通道，以及將環形冷卻通道與流動通路隔開的緩沖區，其中，流動通路由外壁和內壁限定，以及緩沖區在入口處具有第一寬度，緩沖區在嘴尖端部處具有第二寬度，第一寬度比第二寬度更寬。

附圖說明

圖1為示例性整體氣化聯合循環(IGCC)功率生成設備的簡圖；

圖2為可結合圖1中所示的IGCC功率生成設備使用的氣化反應器的示意性截面視圖。

圖3為可結合圖2中所示的氣化反應器使用的示例性進料噴射器進給組件的一部分的示意性透視圖。

圖4為可結合圖3中所示的噴射器進給組件使用且沿區域4截取的噴射裝置嘴尖部分的示意性截面視圖；

圖5為圖4中所示的噴射裝置嘴尖部分的另一示意性截面視圖；

圖6為圖4中所示的噴射裝置嘴尖部分且沿區域6截取的示意性透視剖面圖；

圖7為用于組裝進料噴射器的示例性方法的流程圖。零件清單

100IGCC設備

110燃氣渦輪發動機

114渦輪

118第一發電機

120轉子

130蒸汽渦輪發動機

132蒸汽渦輪

134第二發電機

136第二轉子

140蒸汽發生系統

142HRSG

144設備

144熱傳遞設備

146蒸汽導管

148排出氣體導管

150蒸汽導管

152煙道氣導管

200氣化系統

202空氣分離單元

204，206導管

208氣化反應器