[發(fā)明專利]基于碳氫燃料深度裂解反應(yīng)流的再生冷卻系統(tǒng)與方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011250211.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112377916A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉小勇;張梟雄;任鑫;李煜;胡申林;郭金鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 北京動力機械研究所
• 主分類號: F23G5/027
• 分類號: F23G5/027;F23G5/44;F23J15/02;F02C7/22
• 代理公司: 中國兵器工業(yè)集團公司專利中心 11011
• 代理人: 王雪芬

1.一種基于碳氫燃料深度裂解反應(yīng)流的再生冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括燃料箱、燃料供給泵、入口集液腔、換熱面板、出口集液腔、旋風(fēng)分離器、積碳罐、高溫燃氣渦輪、燃氣噴嘴；

所述燃料箱用于燃料儲存設(shè)備；

所述燃料供給泵用于抽取燃料箱中儲存的燃料；

燃料供給泵抽出的燃料注入所述入口集液腔中，所述入口集液腔內(nèi)含有擾流裝置用于燃料的均勻分配；

燃料經(jīng)入口集液腔均勻分配后，流入所述換熱面板中，并在換熱面板中與其通道壁面間發(fā)生熱交換過程，實現(xiàn)對通道壁面的冷卻；

所述換熱面板流道中部設(shè)有二次回流槽；燃料在換熱面板中吸收熱量后流入出口集液腔中；

從出口集液腔流出的高溫燃油蒸汽流入旋風(fēng)分離器6中，旋風(fēng)分離器可將燃油蒸氣中的焦炭顆粒分離出來；

所述積碳罐，用于收集從旋風(fēng)分離器中分離出來的焦炭顆粒；

所述高溫燃氣渦輪，依靠燃油蒸氣驅(qū)動，用于帶動燃料供給泵及燃氣噴嘴工作；

所述燃氣噴嘴，其上面設(shè)置多組噴孔，用于實現(xiàn)燃油蒸氣的噴射。

2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱面板的流道中距離出口處1/3～1/5處涂覆惰性涂層。

3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述二次回流槽的槽道的長度與流道的總長比例為1：50～1：100。

4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述出口集液腔的截面面積與換熱面板出口總面積按10:1～50:1進行設(shè)計。

5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述旋風(fēng)分離器的入口流速范圍為5～20m/s。

6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述積碳罐與旋風(fēng)分離器的體積比為5:1～20:1。

7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述高溫燃氣渦輪的入口流速為50～200m/s。

8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述燃氣噴嘴的噴孔總面積與噴嘴腔體最大處橫截面的面積比為1:50～1:200。

9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱面板的通道壁面為金屬壁面。

10.一種基于權(quán)利要求1至9中任一項所述的系統(tǒng)實現(xiàn)的再生冷卻方法，其特征在于，包括以下步驟：

所述燃料供給泵在高溫燃氣渦輪的驅(qū)動下，抽取燃料箱中儲存的燃料；

燃料供給泵抽出的燃料注入所述入口集液腔中，所述入口集液腔內(nèi)含的擾流裝置實現(xiàn)燃料的均勻分配；

燃料經(jīng)入口集液腔均勻分配后，流入所述換熱面板中，并在換熱面板中與其通道壁面間發(fā)生熱交換過程，實現(xiàn)對通道壁面的冷卻；

燃料在換熱面板中吸收熱量后流入出口集液腔中；

從出口集液腔流出的高溫燃油蒸汽流入旋風(fēng)分離器中，旋風(fēng)分離器將燃油蒸氣中的焦炭顆粒分離出來；同時所述積碳罐收集從旋風(fēng)分離器中分離出來的焦炭顆粒；

所述燃氣噴嘴實現(xiàn)燃油蒸氣的噴射。