[發明專利]純氧復合熱載體發生器及復合熱載體產生方法

有效

• 申請號: 201610380782.5
• 申請日: 2016-06-01
• 公開（公告）號: CN105889888B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 吳耀文;梅立新;李國誠;陳龍;陸峰;司軍濤;朱偉;宋宇波;梅奕中;李興儒;徐梁;張建忠
• 申請（專利權）人: 中油銳思技術開發有限責任公司;北京亦通石油科技有限公司
• 主分類號: F22B33/00
• 分類號: F22B33/00;F23D14/32;F23D14/78;E21B43/243
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 韓嫚嫚

1.一種純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述純氧復合熱載體發生器包括：

發生器本體，其包括燃燒室及套設在所述燃燒室外部的蒸氣室，所述燃燒室的上端與所述蒸氣室相連通，所述蒸氣室的上端連接有出口管道；

發生器頭部結構，其連接在所述發生器本體的下端，所述發生器頭部結構具有頭部本體和設置在所述頭部本體內的燃燒噴嘴和點火電極，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均與所述燃燒室相對設置，所述頭部本體內設有與所述蒸氣室相連通的進水通道；

其中，所述燃燒噴嘴具有噴嘴本體，所述噴嘴本體的一端具有燃料入口和純氧入口，其另一端形成有多個隔膜外腔，多個所述隔膜外腔與所述燃燒室相對設置；所述噴嘴本體內設有燃料通道，所述燃料通道的一端與所述燃料入口相連通，其另一端通過多個燃料斜孔與多個所述隔膜外腔相連通，所述燃料斜孔沿燃料的噴射方向徑向向外傾斜設置；所述噴嘴本體內還設有純氧通道，所述純氧通道的一端與所述純氧入口相連通，所述純氧通道的另一端通過多個純氧斜孔與多個所述隔膜外腔相連通，所述純氧斜孔沿純氧的噴射方向徑向向內傾斜設置。

2.如權利要求1所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述蒸氣室的上端沿圓周方向設有多個上進水孔，多個所述上進水孔與所述蒸氣室相連通。

3.如權利要求1所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設于所述耐高溫隔熱層中。

4.如權利要求3所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述頭部本體的內端面形成有冷卻腔，所述耐高溫隔熱層位于所述冷卻腔的上方，所述進水通道通過所述冷卻腔與所述蒸氣室相連通。

5.如權利要求1所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述純氧通道為環形通道，所述純氧通道圍設在所述燃料通道的外周。

6.如權利要求5所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述純氧通道的環腔寬度與所述純氧斜孔的直徑的比值為2.83；所述燃料通道的直徑與所述燃料斜孔的直徑的比值為2.0。

7.如權利要求1所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，多個所述隔膜外腔沿圓周方向設置在所述噴嘴本體的端面，所述隔膜外腔的外輪廓形狀為扇形形狀，所述扇形的圓心角為60°～90°。

8.如權利要求1或7所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，所述隔膜外腔為設置在所述噴嘴本體端部的球面凹槽，所述球面凹槽的球面半徑為50mm～100mm。

9.如權利要求5所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，多個所述純氧斜孔沿圓周方向間隔設置在所述噴嘴本體內，所述純氧斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的銳角為15°～45°。

10.如權利要求5所述的純氧復合熱載體發生器，其特征在于，多個所述燃料斜孔沿圓周方向間隔設置在所述噴嘴本體內，所述燃料斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的鈍角為135°～175°。

11.一種如權利要求1～10中任一項所述的純氧復合熱載體發生器的復合熱載體產生方法，其特征在于，所述復合熱載體產生方法包括如下步驟：

a)通過燃燒噴嘴向發生器本體的燃燒室內注入純氧和天然氣，通過發生器頭部結構的進水通道向所述發生器本體的蒸氣室內注入水；

b)打開點火電極，自所述燃燒噴嘴噴出的所述純氧和所述天然氣在所述燃燒室內充分摻混燃燒，所述蒸氣室內的水吸收所述燃燒室的熱量后氣化為蒸氣；

c)所述純氧和所述天然氣充分燃燒生成的二氧化碳、以及所述蒸氣室內的蒸氣，在所述蒸氣室的上端摻混后形成復合熱載體，所述復合熱載體自連接在所述蒸氣室上端的出口管道排出。

12.如權利要求11所述的復合熱載體產生方法，其特征在于，所述蒸氣室的上端沿圓周方向設有多個上進水孔，多個所述上進水孔與所述蒸氣室相連通，在所述步驟c)中，自多個所述上進水孔噴入所述蒸氣室內的水氣化為蒸氣后，摻混至所述復合熱載體中并自所述出口管道排出。

13.如權利要求11所述的復合熱載體產生方法，其特征在于，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設于所述耐高溫隔熱層內。

14.如權利要求13所述的復合熱載體產生方法，其特征在于，所述耐高溫隔熱層的厚度為20mm～30mm。