本发明专利技术涉及用于冷却气化产物的系统和方法。本文提供的气化冷却系统(146)的实施例可包括壳体(148)、环形壁(186)和沿周向设置在环形壁(186)的周围的一个或多个切向流体喷口(188)。壳体(148)包括入口(152)、出口(154)和设置在入口(152)和出口(154)之间的流体通道(156)。环形壁(186)设置在流体通道(156)的周围，并且流体流(182)构造成沿从入口(152)朝向出口(154)的流向(160)流动。该一个或多个切向流体喷口(188)适于将流体喷射到流体通道中，以在流体流沿流向(160)流动时，使流体流(182)在整个流体通道(156)中成环形地循环。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及冷却来自气化器的气体的气化冷却系统,例如辐射式合成气冷却器。
技术介绍
整体气化联合循环(IGCC)动カ装置能够较清洁和高效地用各种烃给料(例如煤)产生能量。IGCC技术可通过在气化器中与蒸汽的反应来将烃给料转化成包括一氧化碳(CO)和氢(H2)的气体混合物，例如合成气。这些气体可在传统的联合循环动カ装置中被冷却、清洁以及用作燃料。例如，辐射式合成气冷却器(RSC)可在水煤气变换反应器和/或其它气体清洁单元的上游接收和冷却合成气。为此，RSC典型地包括热交換器管道，在合成气流过RSC吋，该热交換器管道与合成气交换热而产生经冷却的合成气。热交換器材料可设置在RSC内的各种位置处，例如在RSC的内部内，以及在RSC容器的周向壁内。可惜的是， 许多目前的RSC设计在这些热交換器材料之间不均匀地分配被加热的合成气流，从而导致合成气冷却过程效率低下。这些过程的效率低下可使通过RSC中的热交换而实现最佳的合成气冷却所必需的RSC设计复杂化。
技术实现思路
在一个实施例中，一种气化冷却系统包括壳体,壳体具有入口、出口和设置在入ロ和出口之间的流体通道。该气化冷却系统还包括设置在流体通道的周围的环形壁，并且流体流适于沿从入口朝向出ロ的流向流动。气化冷却系统进一歩包括一个或多个切向流体喷ロ，该ー个或多个切向流体喷ロ沿周向设置在流体通道的环形壁的周围，并且适于将流体喷射到流体通道中，以在流体流沿流向流动时，使流体流在整个流体通道中成环形地循环。在另ー个实施例中，一种气化冷却系统包括壳体，壳体具有沿纵长地沿着壳体的流向延伸的流体通道。该气化冷却系统还包括环形壁，该环形壁设置在流体通道的周围，并且包括适于在合成气沿流向流动时冷却流体通道中的合成气的隔板。气化冷却系统进一歩包括多个流体喷ロ，该多个流体喷ロ设置在环形壁的周围，并且适于将流体喷射到流体通道中，以在合成气沿流向流动时，沿周向方向将合成气引导向隔板。在另ー个实施例中，一种系统包括气化冷却装置，该气化冷却装置包括壳体，壳体具有入ロ、出口和设置在入口和出ロ之间的流体通道。流体流适于沿从入口朝向出ロ的流向流动，以接触适于冷却流体流的热交換器管道。切向流体喷ロ联接到气化冷却装置的壳体上，并且适于将流体喷射到流体通道中，以在流体流沿流向流动时，使流体流沿周向方向循环。附图说明当參照附图来阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面与优点将变得更好理解，在附图中，相同符号在所有图中表示相同部件，其中图I是包括辐射式合成气冷却器(RSC)的整体气化联合循环(IGCC)动力装置的一个实施例的框图；图2是图I的RSC的一个实施例的横截面侧视图；图3是具有切向流体喷口的气化冷却系统的一个实施例的框图；图4是图2的RSC的横截面图，其示出了在图2的线4-4内显示的气化冷却系统的一个实施例；以及图5示出了根据本专利技术的一个实施例的、控制图2的RSC的流体喷口的方法。部件列表100整体气化联合循环(IGCC)系统 102燃料源104给料准备单元106气化器108 洛料110气体清洁单元111 硫112硫处理器113 盐114水处理单元116气体处理器117残余气体成分118燃气轮机发动机120燃烧器122空气分离单元(ASU)123补充空气压缩机124通往稀释氮(DGAN)压缩机的氮125轴向轴线126径向轴线127周向轴线128冷却塔130 涡轮131传动轴132压缩机134 负载136蒸汽轮机发动机138热回收蒸汽发生(HRSG)系统140 第二负载142冷凝器146福射式合成气冷却器(RSC)147上部区域148 容器149下部区域150穹顶形部分152 入口153 喉部154 出口 155下游方向156内部区域158热交换器管道159 隔板160 流向162 管路164向下的方向166急冷锥体168向上的方向170传递线路172 气体入口180保护气182合成气184 室186经冷却的合成气188 流体喷口190控制系统192流量控制器194受迫振动频率驱动器196 流体198声学扬声器200放大器202信号发生器204 燃料喷口206 燃料喷口208 燃料喷口210 燃料喷口212受迫振动频率驱动器214受迫振动频率驱动器216受迫振动频率驱动器218受迫振动频率驱动器220流量控制器222流量控制器224流量控制器226流量控制器228循环流向230周向方向232周向方向234周向方向236 方法238方法步骤 240方法步骤242方法步骤244方法步骤246方法步骤具体实施例方式如下详细描述的那样，本文提供的是气化冷却系统的实施例，气化冷却系统包括能够在流体流沿下游方向从系统的入口流向出口时使流体流成环形地循环的一个或多个流体喷口。在各种实施例中，这些流体喷口可定位在气化冷却系统内的各种适当的位置上，例如呈设置在气化容器的环形壁的周围的周向布置。另外，在这些实施例中，可沿着环形壁将流体喷口置于任何纵长位置上，例如在热交换器管道的上游。当合适地定位在气化冷却系统内时，该一个或多个流体喷口沿切向将流体喷射到气化容器中，从而使基本纵长地流过容器的热的流体流(例如合成气)循环。前述特征可使得流体流能够例如朝具有适于从流体流中传递出热的隔板的容器的周缘而散布在气化容器的整个容积中。另外，在气化冷却系统中包括流体喷口可提高流体流在设置在容器的流体通道中的热交换器管道的周围的循环，从而使得在流体流和穿过热交换器管道的冷却剂之间有高效的热传递。更进一步，与典型的非喷口式冷却系统相比，通过改变行进通过流体通道的流体流的流率和/或喷射的流体的温度，可更精确地控制气化冷却系统的可操作性。应当注意，流体喷口可设置在各种系统和装置中，例如在工业装备、动力装置或其它应用中发现的那些。在本文描述的实施例中，前述特征位于构造成冷却源自整体气化联合循环(IGCC)动力装置中的气化器的合成气的辐射式合成气冷却器(RSC)的环形壁中。但是，在其它实施例中，流体喷口可位于设计成冷却任何类型的流体流的各种气化冷却系统的任何适当的区域中。因而，基于诸如在整个过程中使用的气化器的类型、所利用的燃料源等的因素，示出的RSC的特征可在大小、形状和布置上经受相当大的变化。因此，除了示出的那些，流体喷口的特征可具有在公开的喷口的范围内的构造。更进一步，提供利用关于期望的冷却过程参数的反馈的控制系统的实施例，以按在空间上有效的方式来控制流体流的冷却。换句话说，公开的控制系统的实施例控制流体喷口的一个或多个参数，以按在空间上可变的方式来影响冷却过程，以改进冷却效率。例如，在某些实施例中，控制系统可独立地调节被引导到冷却容器中的多个流体喷口中的一个或多个流体喷口的受迫振动频率、流率或两者。这些流体喷口可包括合成气喷口、空气喷口、二氧化碳喷口、氧喷口、氮喷口或它们的组合。在一些实施例中，对这些流体喷口进行独立控制会选择性地使得受迫振动频率、流率或两者在该多个流体喷口之间能够有均匀或不均匀的分布。照这样，例如，通过对影响冷却过程的输入中的空间变化作出响应，公开的控制系统可响应于冷却过程、接收自用户的输入等的变化。换句话说，可仅用一个或多个流体喷口的受迫振动频率的改变提供输入中的空间变化，或者可通过改变该多个流体喷本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种气化冷却系统(146)，包括：壳体(148)，其具有入口(152)、出口(154)和设置在所述入口(152)和所述出口(154)之间的流体通道(156)；设置在所述流体通道(156)的周围的环形壁(186)，其中，流体流(182)构造成沿从所述入口(152)朝向所述出口(154)的流向(160)流动；以及一个或多个切向流体喷口(161，188)，其沿周向设置在所述流体通道(156)的所述环形壁(186)的周围，并且构造成将流体喷射到所述流体通道(156)中，以在所述流体流沿所述流向(160)流动时，使所述流体流(182)在整个所述流体通道(156)中成环形地循环。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·布兰查德，G·M·拉斯科夫斯基，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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