[发明专利]用于在合成气冷却器内热回收的方法和设备

说明书

本申请是于2008年5月27日提交的已进入中国国家阶段的PCT专利申请(中国国家申请号为200880108271.1，国际申请号为PCT/US2008/064846，发明名称“用于在合成气冷却器内热回收的方法和设备”)的分案申请。

技术领域

本发明大致涉及合成气冷却器，且更具体地涉及用于与合成气冷却器一起使用的热回收系统。

背景技术

至少一些已知的合成气冷却器包括热板和管壁，以有利于将热从合成气流传递到热板(platen)和/或管壁内流动的流体。这种合成气冷却器中的热板由管壁限定。已知的管壁设计成气密的，以便有效地将合成气保持在管壁内。这样，合成气接触管壁而不是接触冷却器的外壳。一般，冷却器外壳的热承受能力不如管壁。

至少一些已知的合成气冷却器包括联接在管壁和外壳之间的多个热板供应管线和多个分离的管壁供应管线。热板供应管线联接在热板下部歧管上。管壁供应管线各联接在分离的管壁下部歧管上，从而通过相应的歧管给热板和管壁供应热传递流体。在至少一些已知的合成气冷却器中，热板下部歧管定位在管壁下部歧管的上游，并自管壁下部歧管径向向内。在这种冷却器中，热板供应管线须穿过管壁，以联接到热板下部歧管。遗憾的是，这种通过管壁的穿透可能会不希望地允许已加热的合成气流过管壁并接触外壳，这可能产生热应力和/或过早损坏冷却器的外壳。为有利于减少合成气的泄漏，至少一些已知的合成气冷却器包括联接在热板供应管线和管壁之间的密封件，各供应管线在热板供应管线和管壁之间穿过管壁。然而，这种密封件可能泄漏，并允许已加热的合成气从管壁逸出。

发明内容

一方面，提供了一种装配合成气冷却器的方法。所述方法包括在冷却器壳内联接供应管线、在冷却器壳内联接热传递板以及在冷却器壳内联接热传递封闭件(enclosure)，使得热传递封闭件基本上将热传递板与冷却器壳隔离。歧管与供应管线、热传递封闭件和热传递板流通联接。

另一方面，提供了一种用于与合成气冷却器一起使用的歧管。所述歧管包括构造成与联接在合成气冷却器内的热传递封闭件流通联接的第一出口。热传递封闭件构造成基本上包围通过合成气冷却器的已加热气体的流。歧管还包括构造成与联接在合成气冷却器内的热传递板流通联接的第二出口和构造成与延伸通过合成气冷却器的热传递介质供应管线流通联接的入口。

再一方面，提供了一种用于与气体发生器系统一起使用的热回收系统。所述热回收系统包括构造成将热传递介质输送进入热回收系统的供应管线和包括多个周向隔开的管的热传递封闭件。热传递封闭件构造成基本上包围通过气体发生器系统的已加热气体的流。热回收系统还包括热传递板和环形歧管，热传递板包括多个管。环形歧管包括与热传递封闭件流通联接的第一出口、与热传递板流通联接的第二出口和与供应管线流通联接的入口，使得热传递介质借助于歧管从供应管线输送至热传递封闭件和热传递板。

附图说明

图1为示范性整体气化联合循环系统的示意图。

图2为可与在图1中显示的系统一起使用的示范性合成气冷却器的示意横截面视图。

图3为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的示范性下部歧管的横截面视图。

具体实施方式

图1为示范性整体气化联合循环(IGCC)发电系统10的示意图。IGCC系统10大致包括主空气压缩机12、与压缩机12流通联接的空气分离单元(ASU)14、与ASU14流通联接的气体发生器16、与气体发生器16流通联接的合成气冷却器18、与合成气冷却器18流通联接的燃气轮机发动机20以及与合成气冷却器18流通联接的蒸汽轮机22。

在操作中，压缩机12压缩环境空气，该压缩的环境空气然后被输送至ASU14。在示范性实施例中，除来自压缩机12的压缩空气外，还将来自燃气轮机发动机压缩机24的压缩空气供应至ASU14。或者，将来自燃气轮机发动机压缩机24的压缩空气供应至ASU14，而不将来自压缩机12的压缩空气供应至ASU14。在示范性实施例中，ASU14利用压缩空气来产生用于气体发生器16的氧气。更具体地说，ASU14将压缩空气分离成分开的氧气(O₂)流和气体副产物流(有时称为“过程气体”)。O₂流被输送至气体发生器16，用于产生部分燃烧的气体(本文中称为“合成气”)，所述合成气作为燃气轮机发动机20的燃料使用，如下面更加详细地描述的那样。