[发明专利]进料喷射器的冷却设备及组装方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及联合循环动力系统，且更具体地涉及用于冷却进 料喷射器的方法及设备。

背景技术

用于发电的至少一些公知的联合循环动力系统包括与至少一个 发电涡轮系统相结合的气化系统。例如，公知的气化器可将燃料、空 气或氧气、蒸汽和/或石灰石的混合物转化成部分燃烧的气体(有时称 为″合成气″)输出。热燃烧气体供送至燃气涡轮发动机的燃烧器，该燃 气涡轮发动机向将电力供送至电网的发电机提供动力。来自于至少一 些公知的燃气涡轮发动机的排气供送至产生蒸汽用于驱动蒸汽轮机 的热回收蒸汽发生器。由蒸汽轮机所产生的动力也驱动发电机将附加 电力提供送至电网。

至少一些公知的气化系统使用至少一个进料喷射器将燃料供送 至联接在气化系统内的反应器容器中。公知的进料喷射器经受反应器 容器内的极限温度。具体而言，公知的进料喷射器的顶端(tip)经受一 定的燃烧温度，该燃烧温度可抑制进料喷射器的有效工作和/或缩短进 料喷射器的寿命。此外，公知的进料喷射器还会经受在反应器容器内 流动的合成气中的腐蚀性元素。随着时间的推移，经受此类元素会不 利地影响公知进料喷射器的工作和/或缩短其寿命。

为了便于防止对进料喷射器造成破坏，至少一些公知的气化系统 使用闭环水系统将冷却水供送至进料喷射器，且使冷却剂与气化系统 的反应器容器相分离。通常，此类系统包括紧邻进料喷射器的热交换 设备。热交换设备便于使经过进料喷射器或在其附近的水再循环，以 便阻止水与工作产物相混合。然而，使用此类系统可在冷却剂一方与 喷射器喷嘴的环境温度之间形成大的热梯度，这会引起热应力。随着 时间的推移，此类热应力过早地缩短进料喷射器的寿命。其它公知的 进料喷射器使用多种合金来被动地防止合成气及其腐蚀性元素的腐 蚀作用。然而，此类进料喷射器仍会易于受到因渗碳、硫化和/或露点 酸性侵蚀所造成的腐蚀。

发明内容

在一个方面，提供了一种组装进料喷射器的冷却设备的方法。该 方法包括将冷却剂源与安装法兰联接成流动连通；将安装法兰联接到 套管的第一端上，其中，套管围绕进料喷射器的筒体；以及将罩盖联 接到套管的第二端上，其中，该罩盖包括中心端口，经由该中心端口， 进料喷射器的顶端伸入气化器中。

在另一个方面，一种用于保护气体喷射器的设备包括：包括冷却 剂端口的安装法兰，其中，该安装法兰与冷却剂源联接成流动连通； 包括第一端和第二端的中空管，其中，第一端联接到安装法兰上；以 及联接到管的第二端上的保护性穹隆结构(dome)。

在又一方面，一种气化器包括上壳体和联接到该上壳体上的下壳 体，使得圆柱形容器本体形成于其间。圆柱形本体包括燃烧区。包括 喷嘴的至少一个进料喷射器联接到上壳体上，使得流动经过进料喷射 器的燃料经由喷嘴排放到燃烧区中。气化器还包括进料喷射器冷却组 件，该组件包括安装法兰、套管和穹隆形罩盖，其中，套管包括第一 端和相对的第二端，其中，套管的第一端联接到安装法兰上，以及套 管的第二端联接到罩盖上。

附图说明

图1为示例性的公知联合循环动力系统的示意图；

图2为可结合图1中所示的联合循环动力系统使用的示例性气化 器的示意性侧视图；

图3为可结合图2中所示的气化器使用的示例性进料喷射器冷却 设备的侧视图；以及

图4为可结合图3中所示的进料喷射器冷却设备使用的示例性罩 盖的截面视图。

具体实施方式

图1为示例性的公知联合循环动力系统50的示意图。该系统50 通常包括主空气压缩机52、流动连通地联接到压缩机52上的空气分 离单元54、流动连通地联接到空气分离单元54上的气化器56、流动 连通地联接到气化器56上的燃气涡轮发动机10，以及蒸汽轮机58。