用于使蒸汽过热的方法和设备技术

提供用于回收气化器(16)中的热的方法和系统。气化器包括压力容器，其包括大致柱形的壳体(206)、上头部(202)和下头部(204)。气化器还包括：耐火壁(216)，其与壳体大致同心并且从壳体径向向内隔开；和过热器换热器(228)，其安装在壳体和耐火壁之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域大体涉及气化系统，并且更具体地，涉及用于使辐射合成气体(合成气)冷却器(RSC)中产生的蒸汽过热的方法和系统。
技术介绍
在骤冷气化器(quench gasifier)中，含碳燃料在燃烧区中部分氧化以形成气态副产物和典型地，灰或其他废产物。部分氧化过程释放大量的热，其对转化成例如涡轮发动机中的机械能是有用的。热还倾向于缩短气化系统中的构件的寿命。被过量的热影响的一个构件是围绕燃烧区的耐火壁。辐射合成气冷却器用于从离开燃烧区的气态副产物移除热。RSC可利用管道和/ 或凸缘联接成与气化器流动连通或可与气化器集成地形成并且与气化器一起容纳在单一容器中。RSC包括多个换热器悬垂件(pendant)，其配置成从流动穿过RSC的气态副产物移除热。在换热器中形成的蒸汽/水混合物引导到蒸汽鼓，其中，饱和蒸汽抽出和引导到下游过程以做功或加热其他流体。然而，使饱和蒸汽过热将提高蒸汽的质量和有用性。
技术实现思路
在一个实施例中，气化器包括压力容器，其包括大致柱形的壳体、上头部和下头部。气化器还包括耐火壁，其与壳体大致同心并且从壳体径向向内隔开；和过热器换热器，其安装在壳体和耐火壁之间。在另一个实施例中，提供一种气化器中的热回收的方法。气化器包括被耐火壁围绕的燃烧区、围绕耐火壁的压力容器的壳体和换热器。该方法包括将换热器设置在耐火壁和壳体之间的环形空间中；和在换热器的入口处接收饱和蒸汽流。该方法还包括由饱和蒸汽从燃烧区接收热流，使得蒸汽是过热的；和利用过热蒸汽从换热器传递热。在又一个实施例中，气化系统包括气化器，其具有大致柱形的壳体、上头部和下头部。气化系统还包括气化器内的燃烧器，其中，燃烧器构造成将燃烧产物指引到气化器的出口通路；和燃料喷射系统，其构造成将燃料喷射到燃烧器中。气化系统进一步包括耐火壁，其与壳体大致同心并且从壳体径向向内隔开；和在壳体和耐火壁之间的过热器换热器。附图说明图I至3示出了本文中描述的方法和系统的示范实施例。图I是根据本专利技术的示范实施例的整体气化联合循环(IGCC)发电系统的示意 图2是根据本专利技术的示范实施例的图I中示出的气化器的侧视立面图；和 图3是根据本专利技术的示范实施例的图2中示出的环形过热器换热器的透视图。具体实施例方式下列详细描述经由实例并且不经由限制说明本专利技术的实施例。设想本专利技术大体应用于从过量的区域移除热和以可回收的方式使用热，以提高工业、商业和住宅应用中的系统的效率。如在本文中使用的，以单数叙述并且以单词“一”或“一个”开始的元件或步骤应当理解为不排除多个元件或步骤，除非明确地叙述这种排除。此外，涉及本专利技术的“一个实施例”不意图解释为排除也包括所叙述特征的附加实施例的存在。图I是示范整体气化联合循环(IGCC)发电系统10的示意图。IGCC系统10大体包括主空气压缩机12、联接成与压缩机12流动连通的空气分离单元(43奶14、联接成与45仍4流动连通的气化器16、联接成与气化器16流动连通的辐射合成气冷却器(RSC) 18、联接成与合成气冷却器18流动连通的燃气涡轮发动机20和联接成与合成气冷却器18流动连通 的蒸汽涡轮22。在各种实施例中，气化器16和RSC18是利用互连管道或凸缘对凸缘配合而 联接成流动连通的分离压力容器。在其他实施例中，气化器16和RSC18由具有气化器部分和RSC部分的单一压力容器形成。在一个实施例中，RSC部分从气化器部分径向向外一起定位在单一压力容器中。在操作中，压缩机12压缩环境空气，其接着引导到ASU14。在示范实施例中，除了来自压缩机12的压缩空气之外，来自燃气涡轮发动机压缩机24的压缩空气供应到ASU14。可选地，来自燃气涡轮发动机压缩机24的压缩空气供应到ASU14，而不是来自压缩机12的压缩空气供应到ASU14。在示范实施例中，ASU14使用压缩空气以产生被气化器16使用的氧气。更具体地，ASU14使压缩空气分离成氧气(O2)和气体副产物(有时被称为“过程气体”)的分离流。O2流引导到气化器16，用于在产生部分氧化气体(在本文中被称为“合成气”)时使用，该部分氧化气体用于被燃气涡轮发动机20用作燃料，如在下面更详细地描述的。由ASU14产生的过程气体包括氮并且将在本文中被称为“氮过程气体”(NPG)。NPG还可包括诸如但不受限于氧和/或IS的其他气体。例如，在示范实施例中，NPG包括在大约95%到大约100%之间的氮。在示范实施例中，NPG流中的至少一些从ASU14排放到大气，并且NPG流中的至少一些喷射到燃气涡轮发动机燃烧器26内的燃烧区(未示出)中，以便于控制发动机20的排放物，并且更具体地，以便于降低燃烧温度和减少来自发动机20的一氧化二氮排放物。在示范实施例中，IGCC系统10包括压缩机28，用于在氮过程气体流喷射到燃气涡轮发动机燃烧器26的燃烧区中之前压缩氮过程气体流。在示范实施例中，气化器16将从燃料供应装置30供应的燃料、由ASU14供应的02、蒸汽和/或石灰石的混合物转化成合成气的输出，用于被燃气涡轮发动机20用作燃料。虽然气化器16可使用任何燃料，但是在示范实施例中，气化器16使用煤、石油焦炭、残油、油乳剂、浙青砂和/或其他相似的燃料。此外，在示范实施例中，由气化器16产生的合成气包括二氧化碳。在示范实施例中，由气化器16产生的合成气引导到合成气冷却器18以便于冷却合成气，如在下面更详细地描述的。冷却的合成气从冷却器18引导到清除装置32以用于在合成气引导到燃气润轮发动机燃烧器26之前对合成气进行清洁,用于合成气的燃烧。二氧化碳(CO2)可在清除期间从合成气分离，并且在示范实施例中，可排放到大气。燃气涡轮发动机20驱动供应电力到电力网(未示出)的发电机34。来自燃气涡轮发动机20的废气引导到热回收蒸汽发生器(HRSG)36，其产生用于驱动蒸汽涡轮22的蒸汽。由蒸汽涡轮22产生的动力驱动为电力网提供电力的发电机38。在示范实施例中，来自HRSG36的蒸汽供应到气化器16,用于产生合成气。此外，在示范实施例中，系统10包括泵40，其将来自HRSG36的沸水供应到合成气冷却器18以便于冷却从气化器16引导的合成气。沸水引导穿过合成气冷却器18，其中，水转化成蒸汽。沸水大体包括蒸汽/水混合物，其在蒸汽鼓37中分离成高压蒸汽流和水。来自蒸汽鼓37的蒸汽引导到定位在气化器16内的过热器39并且接着引导到HRSG36。图2是根据本专利技术的示范实施例的气化器16(在图I中示出)的侧视立面图。在示范实施例中，气化器16包括上头部202、下头部204和在其间延伸的大致柱形的压力容器本体或壳体206。供给喷射器208刺入上头部202或容器本体206以使燃料流能够排出到气化器16中。燃料引导穿过限定在供给喷射器208中的一个或更多个通路，并且从喷嘴 210以预定喷洒方式212排出到限定在气化器16中的燃烧区214中。燃料可在进入喷嘴210之前与例如氧化剂的其他物质和/或废物混合，并且/或者可在从喷嘴210排出时与其他物质混合。在示范实施例中，燃烧区214是竖直地定向的大致柱形的空间，其与喷嘴210大致相互对齐，并且与喷嘴210串联地流动连通。燃烧区214的外周215由耐火壁216限定，耐火壁216包括诸如Incoloy 管2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：BC施泰因豪斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：
国别省市：