[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

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310433845.5
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN103499224A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R.H.戈捷;J.M.斯托里;Y.H.阿巴西
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F28D7/00
• 分類號: F28D7/00;C10K1/04;C10J3/84
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;楊國治

本申請是于2008年5月27日提交的已進(jìn)入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請?zhí)枮?00880108271.1，國際申請?zhí)枮镻CT/US2008/064846，發(fā)明名稱“用于在合成氣冷卻器內(nèi)熱回收的方法和設(shè)備”)的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

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)。

背景技術(shù)

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熱板供應(yīng)管線和多個分離的管壁供應(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)管線須穿過管壁，以聯(lián)接到熱板下部歧管。遺憾的是，這種通過管壁的穿透可能會不希望地允許已加熱的合成氣流過管壁并接觸外殼，這可能產(chǎn)生熱應(yīng)力和/或過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)管線和包括多個周向隔開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，除來自壓縮機(jī)12的壓縮空氣外，還將來自燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)24的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14。或者，將來自燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)動機(jī)壓縮機(jī)24的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14，而不將來自壓縮機(jī)12的壓縮空氣供應(yīng)至ASU14。在示范性實(shí)施例中，ASU14利用壓縮空氣來產(chǎn)生用于氣體發(fā)生器16的氧氣。更具體地說，ASU14將壓縮空氣分離成分開的氧氣(O₂)流和氣體副產(chǎn)物流(有時稱為“過程氣體”)。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)動機(jī)20的燃料使用，如下面更加詳細(xì)地描述的那樣。