[发明专利]具有对流合成气冷却器和骤冷室的气化器冷却系统

说明书

技术领域

本申请和所得的专利大致涉及整体气化联合循环发电设备并且更具体地涉及气化器冷却系统，其具有对流合成气冷却器和骤冷室二者的结合，以便改善总体的气化器和发电设备可靠性和性能。

背景技术

整体气化联合循环(“IGCC”)发电设备能够以相对清洁和有效的方式从各种类型的烃原料产生能量。IGCC技术可通过与气化器中的氧和蒸汽的反应将烃原料转换成一氧化碳和氢的气态混合物，即合成的气体或合成气。这些气体接着可被清洁、处理、并且作为燃料在常规的联合循环发电设备等中的燃气涡轮发动机中利用。

在处理离开气化器的热、脏的合成气流时，流首先可被冷却。例如，对流合成气冷却器可用在气化器的下游。对流合成气冷却器具有如下优点，即能够使冷却介质循环以与热合成气交换热，使得冷却介质可被用于在蒸汽涡轮等中提供有用功。然而，脏的合成气流中携带的固体具有堵塞对流合成气冷却器的倾向，使得效率可受损并且可需要停机时间。冷却合成气的另一备选方案是使用直接骤冷室代替对流合成气冷却器。直接骤冷冷却器的使用避免堵塞问题并且因而可增大总体的设备可用性。然而，由在对流合成气冷却器中的冷却介质产生的有用功损失，使得总体的设备性能可降低。

因而存在对于在IGCC发电设备等中使用的改进的气化器和冷却系统的要求。优选地，此种改进的气化器冷却系统可充分地冷却热、脏的合成气流，而不存在由堵塞对流合成气冷却器的固体引起的效率损失和停机时间，并且同时保持总体的设备性能和效率。

发明内容

本申请和所得的专利因而提供气化器冷却系统用于冷却来自气化器的热合成气流。气化器冷却系统可包括：辐射合成气冷却器；骤冷室；和对流合成气冷却器，使得合成气流流动通过骤冷室或对流合成气冷却器。

本申请和所得的专利还提供冷却来自气化器的合成气流的方法。方法可包括下列步骤：使合成气流动通过辐射合成气冷却器；使合成气流动通过对流合成气冷却器；感测对流合成气冷却器中的阻塞；并且输送合成气通过骤冷室。

本申请和所得的专利还提供气化器冷却系统用于冷却来自气化器的热合成气流。气化器冷却系统可包括：辐射合成气冷却器；骤冷室，其位于辐射合成气冷却器附近；一个或更多个对流合成气冷却器；和一个或更多个对流合成气冷却器导管，其连接辐射合成气冷却器与一个或更多个对流合成气冷却器，使得合成气流流动通过骤冷室或对流合成气冷却器。

当结合若干附图和所附权利要求，在阅读后述详细描述之后，本申请和所得的专利的这些和其他特征和优点将对本领域技术人员变得显而易见。

附图说明

图1是整体气化联合循环发电设备的示例的示意图。

图2是用于与整体气化联合循环发电设备一起使用的气化器的示意图，该气化器具有辐射合成气冷却器和对流合成气冷却器。

图3示出如在可在本文中说明的气化器冷却系统的示意图，该气化器冷却系统具有辐射合成气冷却器、骤冷室、和若干对流合成气冷却器。

图4是如可与图3的气化器冷却系统一起使用的辐射合成气冷却器的部分的示意图。

部件列表

10 整体气化联合循环发电设备

15 燃气涡轮发动机

20 压缩器

25 燃烧器

30 涡轮

35 载荷

40 气化器

45 合成气

50 原料

55 空气分离单元

60 气体清洁单元

65 热回收蒸汽发生器

70 蒸汽涡轮

75 载荷

80 冷却单元

85 辐射合成气冷却器

90 对流合成气冷却器

95 冷却介质

100气化器冷却系统

110气化器

120合成气

130辐射合成气冷却器

140骤冷室

150对流合成气冷却器

160对流合成气冷却器导管

170骤冷导管

180排气口

185倾斜位置

190外壳

200热传递区段

210管笼(tube cage)

220板(platen)

230收缩锥体(converging cone)

240集管

250对流出口

260过渡区段

270骤冷锥体

280骤冷环