[發明專利]用于在合成氣冷卻器內熱回收的方法和設備

在審

• 申請號: 201310433845.5
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN103499224A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: R.H.戈捷;J.M.斯托里;Y.H.阿巴西
• 申請（專利權）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日提交的已進入中國國家階段的PCT專利申請(中國國家申請號為200880108271.1，國際申請號為PCT/US2008/064846，發明名稱“用于在合成氣冷卻器內熱回收的方法和設備”)的分案申請。

技術領域

本發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。

背景技術

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。已知的管壁設計成氣密的，以便有效地將合成氣保持在管壁內。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接在管壁和外殼之間的多個熱板供應管線和多個分離的管壁供應管線。熱板供應管線聯接在熱板下部歧管上。管壁供應管線各聯接在分離的管壁下部歧管上，從而通過相應的歧管給熱板和管壁供應熱傳遞流體。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。在這種冷卻器中，熱板供應管線須穿過管壁，以聯接到熱板下部歧管。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，這可能產生熱應力和/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接在熱板供應管線和管壁之間的密封件，各供應管線在熱板供應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。

發明內容

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聯接供應管線、在冷卻器殼內聯接熱傳遞板以及在冷卻器殼內聯接熱傳遞封閉件(enclosure)，使得熱傳遞封閉件基本上將熱傳遞板與冷卻器殼隔離。歧管與供應管線、熱傳遞封閉件和熱傳遞板流通聯接。

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。所述歧管包括構造成與聯接在合成氣冷卻器內的熱傳遞封閉件流通聯接的第一出口。熱傳遞封閉件構造成基本上包圍通過合成氣冷卻器的已加熱氣體的流。歧管還包括構造成與聯接在合成氣冷卻器內的熱傳遞板流通聯接的第二出口和構造成與延伸通過合成氣冷卻器的熱傳遞介質供應管線流通聯接的入口。

再一方面，提供了一種用于與氣體發生器系統一起使用的熱回收系統。所述熱回收系統包括構造成將熱傳遞介質輸送進入熱回收系統的供應管線和包括多個周向隔開的管的熱傳遞封閉件。熱傳遞封閉件構造成基本上包圍通過氣體發生器系統的已加熱氣體的流。熱回收系統還包括熱傳遞板和環形歧管，熱傳遞板包括多個管。環形歧管包括與熱傳遞封閉件流通聯接的第一出口、與熱傳遞板流通聯接的第二出口和與供應管線流通聯接的入口，使得熱傳遞介質借助于歧管從供應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合循環系統的示意圖。

圖2為可與在圖1中顯示的系統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。

具體實施方式

圖1為示范性整體氣化聯合循環(IGCC)發電系統10的示意圖。IGCC系統10大致包括主空氣壓縮機12、與壓縮機12流通聯接的空氣分離單元(ASU)14、與ASU14流通聯接的氣體發生器16、與氣體發生器16流通聯接的合成氣冷卻器18、與合成氣冷卻器18流通聯接的燃氣輪機發動機20以及與合成氣冷卻器18流通聯接的蒸汽輪機22。

在操作中，壓縮機12壓縮環境空氣，該壓縮的環境空氣然后被輸送至ASU14。在示范性實施例中，除來自壓縮機12的壓縮空氣外，還將來自燃氣輪機發動機壓縮機24的壓縮空氣供應至ASU14。或者，將來自燃氣輪機發動機壓縮機24的壓縮空氣供應至ASU14，而不將來自壓縮機12的壓縮空氣供應至ASU14。在示范性實施例中，ASU14利用壓縮空氣來產生用于氣體發生器16的氧氣。更具體地說，ASU14將壓縮空氣分離成分開的氧氣(O₂)流和氣體副產物流(有時稱為“過程氣體”)。O₂流被輸送至氣體發生器16，用于產生部分燃燒的氣體(本文中稱為“合成氣”)，所述合成氣作為燃氣輪機發動機20的燃料使用，如下面更加詳細地描述的那樣。