[发明专利]用于气化系统的进料喷射器

说明书

技术领域

本申请及所得专利大体涉及联合循环发电系统，且更具体而言涉及用于气化系统的进料喷射器的改进的冷却水通道，其可避免局部应变和相关联的开裂。

背景技术

联合循环发电系统大体包括与燃气涡轮发动机一体的气化系统。已知的气化系统将燃料、空气/氧气、蒸汽和/或其它材料的混合物转换成被称作“合成气”的部分氧化气体的输出。已知的气化系统大体使用进料喷射器来将混合物流供应到反射器容器内。已知的进料喷射器可暴露于反应器容器内的温度极端。具体而言，进料喷射器的顶端可暴露于反应温度，该反应温度可抑制喷射器的有效操作和/或缩短其寿命期限。另外，进料喷射器大体可暴露于反应器容器内流动的合成气中的腐蚀性成分。

为了保护进料喷射器，已知气化系统可使用闭环水供应系统以将冷却水提供给进料喷射器。但将冷却水提供给已知的进料喷射器可能产生局部应变和相关联的开裂的区域。具体而言，在顶端区域周围的内部氧气通路与内部冷却水通道之间的金属温度与在燃烧区周围的外侧面的金属温度相比可相对低。这样的温差可为大约十(10)倍的倍数。因此在热侧的金属的刚度随着温度升高而降低。因此热侧可比冷侧伸长得更多且导致在其间的高塑性应变的区域。此高塑性应变的区域可导致开裂或其中的其它损坏。维修这种损坏所需的时间和精力可能是相当多的。

因此存在对用于气化系统的改进的进料喷射器设计的需要。这种改进的进料喷射器设计可减小其中的塑性应变区域以便减小开裂和其它类型的损坏。而减小的开裂可继而提供减小的总系统停机时间、减小的维修成本和升高的构件寿命。

发明内容

本申请及所得专利因此提供一种进料喷射器喷嘴，该进料喷射器喷嘴用于在其中具有反应区的气化系统。进料喷射器喷嘴可包括朝向反应区延伸的多个管。管可在其间限定多个通路。冷却水通道可延伸穿过管中的一个。冷却水通道可包括与通路中的一个邻近的第一侧和与反应区邻近的第二侧。第一侧可包括第一侧厚度且第二侧可包括第二侧厚度，其中第一侧厚度小于或等于第二侧厚度。

本申请及所得专利还提供一种用于联合循环发电系统的气化器。该气化器可包括容器主体、在容器主体内的反应区和延伸到反应区周围的容器主体内的进料喷射器。进料喷射器可包括喷嘴顶端，在喷嘴顶端内具有冷却水通道。冷却水通道可包括与多个通路中的一个邻近的第一侧和与反应区邻近的第二侧。第一侧可包括第一侧厚度且第二侧可包括第二侧厚度，使得第一侧厚度小于或等于第二侧厚度。

本申请及所得专利还提供一种进料喷射器喷嘴，该进料喷射器喷嘴用于其中具有反应区的气化系统。进料喷射器喷嘴可包括朝向反应区延伸的多个管。管可在其间限定多个通路。冷却水通道可延伸穿过管中的一个。冷却水通道可包括与氧气通路邻近的冷侧和与反应区邻近的热侧。冷侧可包括冷侧厚度且热侧可包括热侧厚度，使得冷侧厚度小于或等于热侧厚度。

当结合若干附图和所附权利要求来理解时，通过阅读下文的详细描述，本申请及所得专利的这些和其它特征及改进对于本领域技术人员将变得显而易见。

附图说明

图1为联合循环发电系统和其中的构件的示意图。

图2为具有进料喷射器和反应区的气化器的示意图。

图3为具有冷却水通道的进料喷射器的顶端的侧截面视图。

图4为具有冷却水通道的顶端的侧截面视图。

图5为可能如本文中所述地具有冷却水通道的顶端的侧截面视图。

部件列表

10 联合循环发电系统

15 主空气压缩器

20 空气分离单元

25 气化器

30 燃气涡轮发动机

35 蒸汽涡轮

40 压缩器

45 燃烧器

50 清洁装置

55 涡轮

60 发电机

65 热回收蒸汽发生器

70 负载

100 气化器

110 头端部

120 尾端部

130 容器主体

140 进料喷射器

150 喷嘴

160 反应区

170 顶端

180 通路

190 管

195 类似刺刀(bayonet)的形状

200 冷却水通道

210 冷侧

220 氧气通路

230 热侧

240 冷却水流

250 最大应变区域

260 冷侧厚度