气化器冷却系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本文公开的主题涉及气化器，并且更具体而言，涉及用于冷却气化器的系统。
【背景技术】
[0002]整体化联合气化循环(IGCC)发电设备能够相对清洁和高效地从各种烃进料(例如煤)产生能量。IGCC技术可使烃进料通过在气化器中与氧和蒸气反应而转化成一氧化碳(CO)和氢(H2)的气体混合物，即，合成气。在传统的联合循环发电设备中，可对这些气体进行清洁、处理，并将其用作燃料。气化器内发生的气化过程的温度可高达3500华氏度。因此，冷却系统可被用来冷却气化器。令人遗憾的是，现有冷却系统可导致大量能量浪费(例如热)和/或降低IGCC发电设备的效率。
【发明内容】
[0003]下面概述了与初始要求保护的发明的范围相当的某些实施例。这些实施例并非意图限制本发明要求保护的范围，相反，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概述。实际上，本发明可包括与下面所述的实施例类似或不同的多种形式。
[0004]在第一实施例中，一种系统包括气化器，该气化器具有:气化区，围绕气化区的内壁，以及沿内壁延伸的第一燃料通道。第一燃料通道设置为用以使第一燃料流过以冷却气化器。该气化器设置为用以将第一燃料从第一燃料通道喷射到气化区中。
[0005]在第二实施例中，一种装置包括气化器，该气化器具有:气化区，围绕气化区的内壁，围绕内壁的外壁，以及在内壁和外壁之间延伸的第一燃料通道。第一燃料通道设置为用以使第一燃料流过以冷却气化器。该装置还包括换热器，该换热器设置为用以从第一燃料通道的第一燃料传热给外部通道的流体。
[0006]在第三实施例中，一种系统包括气化器，该气化器具有:气化区，围绕气化区的壁，以及沿壁延伸的非水流体通道。该非水流体通道设置为用以使非水流体流过以冷却气化器。该系统还包括设置为用以接收来自非水流体通道的非水流体的设备构件。
【附图说明】
[0007]当参照相关附图阅读下面的详细描述时，本发明的这些与其他特征、方式和优点将变得更好理解，附图中相同的标号在所有图中表示相同的部件，其中:
[0008]图1是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统(active cooling system)的气化系统的一个实施例的框图；
[0009]图2是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的整体化联合气化循环(IGCC)发电设备的一个实施例的框图；
[0010]图3是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；
[0011]图4是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；
[0012]图5是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；
[0013]图6是具有使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的气化器的一个实施例的框图；
[0014]图7是沿图4至图6中的线7-7所得到的气化器的一个实施例的截面图，其显示了使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的冷却剂管；
[0015]图8是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了上冷却剂集管与下冷却剂集管以及中间冷却剂管；
[0016]图9是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了向上和向下弯曲的冷却剂管；以及
[0017]图10是在图7中的线8-8内所得到的使用燃料进料作为冷却剂的主动冷却系统的一个实施例的局部示意性侧视图，其显示了螺旋形的冷却剂管。
[0018]项目清单
[0019]100 系统
[0020]102燃料进料
[0021]104 氧
[0022]106燃料通道
[0023]108燃料通道
[0024]110气化器
[0025]112动力生产单元
[0026]114动力生产单元
[0027]116脱盐系统
[0028]118工业化学物处理系统
[0029]200动力设备系统
[0030]202燃料进料
[0031]203气化器
[0032]204燃料通道
[0033]206燃料通道
[0034]210 ASU (空气分离单元)
[0035]211 RSC (福射式合成气冷却器)
[0036]212 渣
[0037]213处理单元
[0038]215 HRSG(热回收蒸汽发生器)
[0039]216洗涤器
[0040]217 硫
[0041]218硫处理器
[0042]220可分离的盐
[0043]221LTGC (低温气体冷却)单元
[0044]222水处理单元
[0045]224燃烧器(CC)
[0046]226燃气涡轮发动机
[0047]228化学处理系统
[0048]230变换反应器
[0049]232化工设备
[0050]234涡轮(T)
[0051]236传动轴
[0052]238压缩机(C)
[0053]240负载
[0054]242脱盐单元
[0055]244蒸汽涡轮发动机(ST)
[0056]246第二负载
[0057]248脱盐系统
[0058]250冷凝器
[0059]252冷却塔
[0060]260燃料进料冷却的气化器
[0061]262控制器
[0062]264阀
[0063]266燃料进料
[0064]268燃料通道
[0065]270燃料进料
[0066]272燃料通道
[0067]274氧源
[0068]280燃料进料冷却的气化器
[0069]284控制器
[0070]290阀
[0071]292燃料进料
[0072]294两个燃料通道
[0073]296两个燃料通道
[0074]298燃料进料源
[0075]300燃料通道
[0076]302混合室
[0077]304燃料通道
[0078]306氧源
[0079]310燃料进料冷却的气化器
[0080]314控制器
[0081]316燃料进料
[0082]318氧源
[0083]320非水流体
[0084]322阀
[0085]328燃料通道
[0086]330燃料通道
[0087]334设备构件
[0088]336设备构件
[0089]338换热器
[0090]340换热器
[0091]342工作流体(working fuid)
[0092]344工作流体
[0093]350燃料进料冷却的气化器
[0094]354控制器
[0095]356燃料进料
[0096]358氧源
[0097]360非水流体
[0098]362阀
[0099]368燃料通道
[0100]370燃料通道
[0101]374设备构件
[0102]376设备构件
[0103]378换热器
[0104]380换热器
[0105]400气化器
[0106]406最外层
[0107]408耐热层/内壁
[0108]410气化区
[0109]412管
[0110]414管
[0111]420第一集管(header)
[0112]422第二集管
[0113]424流体通道
[0114]426出口
[0115]428入口
[0116]440流体通道
[0117]448入口
[0118]450流体通道
[0119]454气化器
【具体实施方式】
[0120]下面将对本发明的一个或多个特定实施例进行描述。为了致力于提供这些实施例的简要描述，该说明书可能并未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何这样的实际实施方式的研发中，如在任何工程或设计项目中那样，必须作出许多实施方式特定的决定以实现开发者的特定目标，例如遵循系统相关与商业相关的约束，该特定目标可根据不同的实施方式而有所不同。此外，应当理解，这种开发工作可能很复杂和耗时，但对于受益于本公开内容的普通技术人员而言仍然是设计、生产和制造的常规事项。
[0121]在介绍本发明的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在一个或多个元件。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包括性的，并且意指可存在除所列元件之外的其他元件。
[0122]公开的实施例涉及使用燃料进料作为冷却剂来主动地冷却气化器的系统和方法。主动冷却气化器的能力对于所有类型的气化器均是可能的，例如带有或不带有多进给喷射的拽流式气化器(entrained flow gasifier)、固定床气化器、下流式气化器、上流式气化器和流化床气化器。燃料进料可包括含碳燃料，例如生物燃料(例如生物质)或化石燃料(例如烃或石油)。燃料可以是液体燃料、浆体燃料(例如煤浆)或能在流过冷却剂通道同时还能在气化器中气化的任何其他燃料。在下面详细论述的那样，主动冷却系统的实施例包括一个或多个通过气化器的冷却剂通道，以使燃料进料在燃烧前从气化器中吸热。在某些实施例中，燃料进料在从气化器吸热后被喷射到气化器中，并且在气化器内经历气化过程。在其他实施方式中，燃料进料在从气化器吸热后可经过换热器，以使燃料进料将所吸收的热量的至少一部分传递给另一种介质和/或设备的构件。例如，在从气化器吸热后，燃料进料可以传热给流体(例如气体或液