辐射冷却器及其装配方法组成比例

装配辐射冷却器（５７）包括，提供容器壳（１００），该容器壳（１００）包括限定于其中的大致轴向地延伸通过容器壳的气流通道；将多个冷却管（１２４）和多个下降管（１５０）联接在一起以形成管笼（１２０），其中多个冷却管中的至少一个周向地定位在一对周向相邻并隔开的下降管之间；以及在容器壳内将管笼定向成使得管笼与流通道流连通。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请为于2007年8月7日提交的美国专利申请序列号11/835,158的部分继续 申请，该申请与本专利技术受让人相同，并通过引用结合在本文中。
技术介绍
本专利技术大致涉及气化系统，且更具体地涉及辐射冷却器。至少一些已知的气化系统集成有至少一个功率产生涡轮机系统。例如，至少一 些已知的气化器将燃料、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 体的输出，有时称为“合成气”。可将热的合成气供应至给发电机提供动力的燃气轮机 的发动机的燃烧器，发电机给电网供应电力。将至少一些已知的燃气轮机发动机的排气 供应给产生用于驱动蒸汽轮机的蒸汽的热回收蒸汽发生器。由蒸汽轮机产生的动力同样 地驱动给电网提供电力的发电机。至少一些已知的气化系统使用单独的气化器，其与辐射冷却器结合促进原料气 化、回收热和去除合成气中的固体以使合成气更加便于其它系统使用。而且，至少一些 已知的辐射冷却器包括为合成气提供冷却的多个充水管。一种增加辐射冷却器的冷却能 力的方法需要在辐射冷却器内增加充水管的数量。然而，增加充水管的数量也会增加气 化系统的整体尺寸和成本。
技术实现思路
一方面，提供了一种装配辐射冷却器的方法。所述方法包括提供容器壳，该 容器壳包括限定于其中的大致轴向地延伸通过容器壳的气流通道；将多个冷却管和多个 下降管联接在一起以形成管笼(tube cage)，其中多个冷却管中的至少一个周向定位在一 对周向相邻并隔开的下降管之间；以及在容器壳内将管笼定向成使得管笼与流通道流连通。另一方面，提供了一种用于辐射冷却器中的管笼。该管笼包括绕中心轴线基本 上周向延伸的多个下降管和绕中心轴线基本上周向延伸的多个冷却管，其中，多个冷却 管中的至少一个周向定位在相邻的一对周向隔开的下降管之间。再一方面，提供了一种辐射冷却器。该辐射冷却器包括绕中心轴线基本上周向 延伸的容器壳和联接在容器壳内的管笼，所述管笼包括绕中心轴线基本上周向延伸的多 个下降管和绕中心轴线基本上周向延伸的多个冷却管，其中，多个冷却管中的至少一个 周向定位在相邻的一对周向隔开的下降管之间。附图说明图1为示范性整体气化联合循环(IGCC)发电系统示意图；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冷却翅片的侧视 图；图4为在图3中显示的冷却翅片的横截面俯视图；图5为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的冷却翅片的备选实施例的侧 视图；图6为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的冷却翅片的又一备选实施例 的侧视图；图7为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的管笼的备选实施例的横截面 平面视图；图8为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的多个热板的放大横截面平面 视图；图9A和9B为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的在图8中显示的热 板中的一个的侧视图；图10为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的备选热板的横截面平面视 图；图11为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的另一备选热板的横截面平 面视图；和图12为可与在图2中显示的合成气冷却器一起使用的备选管笼的透视图。 具体实施例方式本专利技术总地提供了一种示范性合成气冷却器，以有利于在整体气化联合循环 (IGCC)发电系统中冷却合成气。本文描述的实施例不是限制性的，而仅仅是示范性的。 应当理解，本专利技术可适用于包括辐射冷却器的任何气化系统。图1为示范性IGCC发电系统50的示意图。IGCC系统50大致包括主空气压缩 机52、与压缩机52流通联接的空气分离单元54、与空气分离单元54流通联接的气化器 56、与气化器56流通联接的合成气冷却器57、与合成气冷却器57流通联接的燃气轮机发 动机10和蒸汽轮机58。在操作中，压缩机52压缩环境空气，该压缩的环境空气被输送至空气分离单元 54。在一些实施例中，作为压缩机52的附加或备选，来自燃气轮机发动机压缩机12的压 缩空气被供应给空气分离单元54。空气分离单元54利用压缩空气来产生用于气化器56 的氧气。更具体地说，空气分离单元54将压缩空气分离成氧气(O2)和气体副产物(有 时称为“过程气体”)的分开的流。O2流被输送至气化器56，用于产生部分燃烧的气体 (这里称为“合成气”)，所述合成气作为燃气轮机发动机10的燃料使用，如下面更加详 细地描述的那样。空气分离单元54产生的过程气体包括氮气，这里将其称为“氮过程气 体”(NPG)。NPG可能还包括例如但不限于氧气和/或氩气的其它气体。例如，在一 些实施例中，NPG包括在约95%至约100%之间的氮气。在该示范性实施例中，将至少 一些NPG流从空气分离单元54排向大气。而且，在该示范性实施例中，将一些NPG流 注入燃气轮机发动机燃烧器14内的燃烧区(未显示)，以有利于控制发动机10的排放， 且更具体地有利于降低燃烧温度和发动机10的氮氧化物排放。在该示范性实施例中，IGCC系统50还包括用于在将NPG注入燃烧器14之前压缩NPG流的压缩机60。在该示范性实施例中，气化器56将燃料、由空气分离单元54供应的02、蒸汽和 /或石灰石的混合物转化成作为燃气轮机发动机10的燃料使用的合成气的输出112。尽 管气化器56可使用任何燃料，但在该示范性实施例中，气化器56使用煤、石油焦炭、残 油、油乳剂、柏油砂和/或其它类似燃料。而且，在该示范性实施例中，气化器56产生 的合成气112包括二氧化碳(CO2)。而且，在该示范性实施例中，由气化器56产生的合成气112被输送至合成气冷 却器57，其有利于冷却合成气112，如下面更加详细地描述的那样。在将合成气112输 送至燃气轮机发动机燃烧器14用于其燃烧之前，利用净化装置62净化已冷却的合成气 112。在该示范性实施例中，可在净化期间从合成气112分离出CO2,而CO2可能被排向 大气、被捕获和/或部分地返回气化器56。燃气轮机发动机10驱动给电网(未显示)供 应电力的发电机64。将燃气轮机发动机10的排出气体输送至产生用于驱动蒸汽轮机58 的蒸汽的热回收蒸汽发生器66。蒸汽轮机58产生的动力驱动给电网提供电力的发电机 68。在该示范性实施例中，还将来自热回收蒸汽发生器66的蒸汽供应给气化器56，用于 产生合成气。此外，在该示范性实施例中，系统50包括泵70，所述泵70将给水72从蒸汽发 生器66供应到合成气冷却器57，以有利于冷却从气化器56输送到其中的合成气112。 将给水72输送通过合成气冷却器57，在冷却器57中，给水72转化成蒸汽74，如下面更 加详细地描述的那样。蒸汽74然后返回蒸汽发生器66以便在气化器56、合成气冷却器 57、蒸汽轮机58和/或系统50的其它过程中使用。图2为可与诸如IGCC系统50 (示于图1)的气化系统一起使用的示范性合成气冷 却器57的示意横截面视图。在该示范性实施例中，合成气冷却器57为辐射合成气冷却 器。或者，合成气冷却器57可为使系统50能够如本文描述的那样发挥作用的任何类型 的管和壳热交换器。在该示范性实施例中，合成气冷却器57包括具有上壳(未显示)、 下壳108和延伸于其间的容器本体110的压力容器壳100。在该示范性实施例中，容器 壳100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装配辐射冷却器的方法，所述方法包括：　　提供容器壳，所述容器壳包括限定于所述容器壳中的大致轴向地延伸通过所述容器壳的气流通道；　　将多个冷却管和多个下降管联接在一起以形成管笼，其中，所述多个冷却管中的至少一个周向地定位在一对周向相邻并隔开的下降管之间；以及　　在所述容器壳内将所述管笼定向成使得所述管笼与所述流通道流连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM斯托里，AJ阿瓦利亚诺，AN格尔波德，FJ罗佩斯，L陈，JHB科里，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US