[實用新型]強制氣膜冷卻的火炬

有效

• 申請號: 201621357777.4
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN206247356U
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 胡秀文;張詩明;劉稼瑾
• 申請（專利權）人: 深圳智慧能源技術有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F23D14/78
• 代理公司: 深圳市沈合專利代理事務所(特殊普通合伙)44373
• 代理人: 沈祖鋒

技術領域

本發明涉及一種火炬，特別涉及一種強制氣膜冷卻的火炬。

背景技術

目前油氣開采過程中產生的廢氣較難回收，現多排放至高空火炬或地面火炬燃燒處理。引射式火炬燃燒所需的空氣來源于燃氣動能引射的空氣，引射進的空氣直接就和燃料氣混合，不能分離出來做冷卻用。對于帶燃燒室的火炬而言，燃燒室外壁直接暴露在高溫環境中，這就會造成燃燒室壁筒材料要求耐高溫，即使耐高溫的材料使用壽命也是有限的，大多存在環保問題，而且成本很高。

公告號為204026699U的中國實用新型專利公開了一種強制氣膜冷卻配風的封閉式地面火炬裝置。這種強制氣膜冷卻的火炬的問題在于他并未形成氣膜冷卻。他的結構原理只能說是對流冷卻，只通過空氣對流換熱帶走外壁面的熱量來冷卻火炬燃燒室壁面。且從豎直方向上看，火炬外壁為凹凸形結構，冷卻空氣的流動方向也是豎直方向，在外壁凹陷處空氣會形成渦流不利于流動帶走熱量。在內壁凹陷處，高溫燃氣會形成渦流不利于流動排出燃氣帶走熱量，冷卻空氣消耗大，冷卻效率不高。而且燃燒室內壁依然與高溫煙氣和火焰接觸，會被腐蝕。冷卻空氣自下而上溫度會升高造成火炬燃燒室上筒體冷卻效率下降，造成燃燒室壁內存在較大的熱應力。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種可有效形成冷卻氣膜的強制氣膜冷卻的火炬。

一種強制氣膜冷卻的火炬，包括壁筒，所述壁筒為上下兩端開口且在其內部形成燃燒室，所述壁筒底部設有若干燃燒器，所述火炬還包括用以冷卻所述壁筒的冷卻結構，所述冷卻結構包括安裝在所述壁筒外部的冷卻夾套及設置于所述壁筒上的通氣結構，所述冷卻夾套與所述壁筒外壁之間間隔從而形成冷卻流道，所述通氣結構與所述燃燒室和冷卻流道連通，使得進入所述冷卻流道的強制冷卻氣流能通過所述通氣結構在所述壁筒內壁面形成冷卻氣膜。

在一實施例中，所述火炬包括若干層防護罩，每層防護罩包括所述壁筒和冷卻夾套，所述壁筒上設有所述通氣結構，所述冷卻夾套與所述壁筒外壁之間間隔從而形成所述冷卻流道，所述通氣結構與所述燃燒室和冷卻流道連通，使得進入所述冷卻流道的強制冷卻氣流能通過所述通氣結構在所述壁筒內壁面形成冷卻氣膜。

在一實施例中，所述冷卻夾套的上下緣分別與所述壁筒的上下緣密封連接以使得所述冷卻流道的上下兩端封閉。

在一實施例中，所述強制冷卻氣流從所述冷卻夾套下端的多個位置進入所述冷卻流道。

在一實施例中，所述冷卻夾套外部設有與所述冷卻流道連通的環形管，所述環形管用以接收外部的強制冷卻空氣，所述環形管上設有連接至所述冷卻夾套下端的所述多個位置的多個連接支管，所述多個連接支管與所述冷卻流道連通以將所述強制冷卻空氣導入所述冷卻流道。

在一實施例中，所述通氣結構包括貫穿所述壁筒設置的若干冷卻氣孔，所述冷卻氣孔分別與所述燃燒室和冷卻流道連通。

在一實施例中，所述冷卻氣孔包括氣孔入口、氣孔出口及所述氣孔入口和氣孔出口之間的氣孔通道，所述氣孔入口設置于所述壁筒的外壁面，所述氣孔出口設置于所述壁筒的內壁面，所述氣孔通道自所述氣孔入口朝向所述氣孔出口向上傾斜。

在一實施例中，所述壁筒為分層式塔狀結構，包括沿豎直方向布置的多層壁筒，在豎直方向上相鄰的兩層壁筒中，上一層壁筒的徑向寬度大于下一層的徑向寬度，使得在相鄰兩層壁筒之間形成一與所述燃燒室和冷卻流道流體相通的間隙。

在一實施例中，所述通氣結構包括設置在所述間隙內的波浪形片狀結構，所述波浪形片狀結構內形成若干冷卻氣道，包括第一冷卻氣道和第二冷卻氣道，所述第一冷卻氣道包括波浪開口朝向上層壁筒的冷卻氣道，所述第二冷卻氣道包括波浪開口朝向下層壁筒的冷卻氣道。

在一實施例中，所述波浪形片狀結構固定于所述上層壁筒和下層壁筒之間，在豎直方向上，所述波浪形片狀結構的上端高于所述下層壁筒的頂端，所述波浪形片狀結構的下端與所述上層壁筒的底端平齊。