专利名称：具有合并的对流段和辐射段的氧-燃料燃烧系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及燃烧系统。特别地，本公开涉及合并对流段和辐射段的燃烧系统。
背景技术：
水管有效地接受大的热通量(heat flux)而不破坏由金属制成的管。过热蒸汽管在有效锅炉运行中是重要的，但由于降低的每单位体积的热容，不能接受与水管一样高的热通量。已知系统不保护过热管免受辐射段中盛行的高热通量的破坏。暴露在高热通量下的未保护的蒸汽管受到破坏和/或故障。因此，已知空气/燃料锅炉包括与过热蒸汽分开的对流段，其中热通量较低，但总烟道气焓仍相对较高。在氧/燃料燃烧条件下，当离开锅炉的气体温度保持不变时，在辐射段中发生的热释放百分比大于空气/燃料燃烧。为克服这一点，已知系统包括烟道气再循环(FGR)以通过吸收辐射段中的一部分热来降低火焰温度，由此降低炉气体离开时的温度并随后使其在对流段中被吸收。使用FGR传热提高烟道气处理系统的复杂性、对流段和锅炉的尺寸并因此提高该系统的总资本和运行成本。来自在氧气中的煤燃烧(被称作“氧/煤燃烧”)的热释放和火焰温度不同于在空气中的煤燃烧(被称作“空气/煤燃烧”)。在空气煤燃烧中，火焰温度低于且烟道气体积高于氧/煤燃烧。与空气/煤燃烧相比，氧/煤燃烧中较高的火焰温度和较低的烟道气体积造成可用于对流段的热抽取的降低和可用于辐射段的热抽取的提高。氧/煤燃烧的另一挑战是炉排出气体温度。主要基于对流段管(convective pass tube)结垢考虑,合意的炉排出气体温度为1200-1400°C (大约2200-2550 °F)。因此，必须除去炉段中足够的热以将炉排出气体温度降至可接受的限度。在利用对流热交换段的氧/煤燃烧布置中，部分由于对离开锅炉辐射段的气体温度的限制，可用于过热蒸汽的热较少，造成可供传递给进料水、蒸汽发生和过热的热的失衡。在致力于在离开辐射段之前降低炉气体的温度时，已利用大量的合成空气(21-35% O2在CO2中)形式的烟道气再·循环(FRG)以使氧气中的煤燃烧近似于空气/煤燃烧。在炉热释放、炉排出气体温度和火焰温度方面，烟道气再循环增加了整个工艺的总资本和运行成本。因此，仍然需要提供减少或消除烟道气再循环的热交换设计，以实现到过热和再热蒸汽中的恰当热分布，实现较低总成本，能够在氧/煤锅炉的辐射段中过热至少一部分的蒸汽和/或充分保护过热管免受辐射段中占主导的的高热通量的破坏。
发明内容
本公开提供了锅炉设计，其不需要烟道气再循环来使实现到过热和再热蒸汽中的恰当热分布、实现较低总成本、能够在氧/固体燃料锅炉的辐射段中过热至少一部分蒸汽和/或充分保护过热管免受辐射段中占主导的高热通量的破坏。本公开的一个实施方案包括具有以下的的传热系统辐射源；第一热交换器，其经构造以允许第一流体流经它；和热屏(thermal shield),其经构造以向该第一交换器提供来自辐射源的受控辐射热。该辐射源是火焰且该热屏是第二热交换器，该第二热交换器经构造以允许第二流体流经它。本公开的另一实施方案包括氧/燃料燃烧系统。该系统包括经安排和布置以提供火焰辐射源的炉。第一交换器置于该炉中并经安排和布置以交换来自辐射源和用于蒸汽轮机的蒸汽的辐射热。该系统进一步包括经构造以向第一交换器提供来自辐射源的受控辐射热暴露的热屏。该热屏是第二热交换器，其经构造以允许第二流体流经它。本公开的另一实施方案包括氧/燃料燃烧系统。该系统包括经安排和布置以提供火焰辐射源的炉，该炉具有经安排和布置以提供火焰辐射源并使燃烧流体循环的室。第一热交换器经构造以允许第一流体流经它。该系统进一步包括由经设计(arranged)以成向第一交换器提供来自辐射源的受控辐射热暴露的材料制成的非接触热屏。该辐射源是火焰且第一热交换器和热屏置于该室内并与燃烧流体接触。本公开的一个优点是不需要烟道气再循环来实现到过热和再热蒸汽的恰当热分布。再循环的减少或消除能够降低对流段和锅炉的尺寸或消除对流段和锅炉，因此降低该系统的总资本和运行成本。本公开的另一优点是较低的总成本。本公开的另一优点是在氧/固体燃料锅炉的辐射段中过热至少一部分的蒸汽的能力。本公开的再一优点是提供提高的过热管保护以免受到辐射段中占主导的高热通量的破坏。本公开的再一优点是减少的烟道气再循环而不提高气体离开辐射段时的温度，由此降低对流段(convective pass)结垢倾向以及维持给定的汽轮机循环的热和质量平衡。
本文中公开了该方法和系统的其它方面。本领域技术人员根据下列详述和附图将会认识和理解如上论述的特征以及本公开的其它特征和优点。附图简述
图I显示燃烧系统的一个示例性实施方案的透视图。图2显不传热系统的一个不例性实施方案的截面图。图3显示作为Dy/D’= I. 5时的Dx/D管的函数的水管和蒸汽管的平均管壁温度。图4显示作为DY/D管=I. 5时的Dx/D管的函数的水和蒸汽的热通量计算值。图5显示改变管行距(Dy)的影响。图6显示根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。 图7显示根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。图8显示根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。图9显不根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。
图10显示根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。图11显示根据一个实施方案的热交换器系统的横截面图。图12显示根据另一实施方案的热交换器系统的横截面图。图13显示根据另一实施方案的热交换器系统的横截面图。图14显示根据另一实施方案的热交换器系统的横截面图。
图15显示根据一个实施方案的示例性热交换器系统布置的温度图。只要可能，在所有附图中使用相同标号代表相同部件。发明详述
下面参照附图更充分描述本公开，其中显示了本公开的优选实施方案。但是，本公开可以具体体现为许多不同的形式且不应被解释为仅限于本文中阐明的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开详尽完整并向本领域技术人员充分传达本公开的范围。本文所用的术语“固体燃料”及其语法变体是指适合燃烧用途的任何固体燃料。例如，本公开可用于许多类型的含碳固体燃料，包括但不限于无烟煤、烟煤、次烟煤和褐煤；焦油；浙青；石油焦；造纸厂污泥固体物和下水道污泥固体物；木材；泥炭；草；和所有这些燃料的组合和混合物。本文所用的术语“氧气”及其语法变体是指O2浓度大于大气或环境条件的氧化剂。本文所用的术语“氧/煤燃烧”及其语法变体是指在氧气中的煤燃烧，术语“空气/煤燃烧”及其语法变体是指在空气中的煤燃烧，术语“氧/燃料燃烧”及其语法变体是指在氧气中的燃料燃烧，和术语“空气/燃料燃烧”及其语法变体是指在空气中的燃料燃烧。本文所用的术语“燃烧流体”及其语法变体是指由燃烧产物形成和/或与燃烧产物混合的流体，其可用于对流传热。该术语不限于燃烧产物并可包括与至少一部分燃烧系统混合或以其它方式行经至少一部分燃烧系统的流体。尽管不限于此，但一个这样的实例是烟道气。本文所用的术语“再循环的烟道气”及其语法变体是指再循环到该系统任何部分的离开该系统的燃烧流体。本文所用的术语“烟道气再循环”及其语法变体是指允许燃烧流体再循环的构造。参照图1，本公开的一个实施方案包括具有炉104、对流段106、辐射源108、热屏110和第一热交换器112的燃烧系统102。如图I中所示，炉104被描绘为用于燃料燃烧和在烟道气进入对流段106之前的烟道气冷却的大封闭空间。对流段106通常包括一个或多个过热器、再热器和省热器。过热器、再热器和省热器表面通常位于锅炉外壳的烟道气水平和垂直下行流区段的路径中。辐射源108包括固体燃料火焰。在一个实施方案中，辐射源108是氧/煤火焰。如图I中所示，第一热交换器112经构造以允许第一流体114流经其。本文所用的术语流体包括，但不限于，可移动的固体、熔融固体、气体、液体、不可溶的工艺组分、胶体及其组合。安排和布置热屏110以将第一热交换器112与辐射源108部分隔绝。热屏110和第一热交换器112基本在燃烧系统102的炉104内。第一热交换器112可以例如，包括集成到炉104的壁中或以其它方式布置以接收炉104内产生的辐射热的热交换管或其它结构。如图I中所示，热屏110是热交换器。此外，热屏110的位置使得可控屏蔽第一热交换器112免受来自辐射源108的辐射热暴露。本文所用的“辐射热暴露”包括一部件交换来自辐射热源的热的敏感性或能力。在另一些实施方案中，可包括多个热屏110和/或多个热屏蔽的热交换器。如图11中所述，在另一实施方案中，热屏110可以是非热交换器的结构。在另一实施方案中，该热屏蔽的热交换器包含多个蒸汽管。在又一实施方案中，该热屏蔽的热交换器(即第一热交换器112)包括用于耗散热的翅片。在再一实施方案中，热屏110是网状结构。 如图I中所示，热屏110可以经构造以允许第二流体116流经其。第一流体114与第二流体116的至少一个物理性质不同。不同的物理性质可包括选自热容、密度、粘度、热导率、压力、相、相分数(phase fraction)、速度、质量、质量流量及其组合的一个或多个性质。在一个实施方案中，第一流体114是蒸汽且第二流体116是水。蒸汽管(即第一热交换器112)与水管(即热屏110)相比降低的内部传热系数造成在给定的热通量下蒸汽管的较高管温度。通常，在一个实例中，针对大约1242 °F (672°C)的工作极限设计高温管道。因此，在高热通量位置，如炉104的未保护部分内设置蒸汽管可导致过高的(excessive)金属温度和随后的故障。为了在任选仍为对流段106中的过热管提供加热负荷的同时克服这些限制，在一个实施方案中，热屏110是专门配置成传输水的多个管。在此实施方案中，第一热交换器112是专门配置成传输蒸汽的多个管。在此实施方案中，水冷管可降低到蒸汽管的热通量，由此将第一热交换器112的金属温度降至所需温度。换言之，热屏110可控降低第一热交换器的辐射热暴露。借助这种布置，可以在炉104中吸收一部分(如果不是全部)所需过热负荷，由此利用该热释放进行氧/煤燃烧。如空气/煤燃烧锅炉中已知的那样，可以在对流段106中获得所需的任何其余过热负荷。在一个实施方案中，在炉104中包括水管(即热屏110)和过热管(即第一热交换器112)降低了使用烟道气再循环的需要。在另一实施方案中，在炉104中包括热屏110和第一热交换器112使得炉104除已知空气/煤燃烧锅炉中炉104的作用外还发挥已知空气/煤燃烧锅炉中对流段106的作用。图2显示传热系统204的一个实施方案。在图2中所示的实施方案中，热屏110包括多个传输结构202。在该所不实施方案中,传输结构202被描绘为充满流体,如水或蒸汽的管。在一个实施方案中，传输结构202可以是钢管。但是，传输结构202可以由能够承受燃烧系统102的炉104中的温度的任何材料构成。此外，另一些实施方案可包括具有其它几何，例如但不限于，椭圆形、正方形、三角形或矩形横截面几何的传输结构202。在图2中所示的实施方案中，第一热交换器112另外包括多个传输结构202。在图2中，热屏110的传输结构202和第一热交换器112的传输结构202基本相同。在另一些实施方案中，热屏110和第一热交换器112的传输结构202的几何、结构、取向或任何其它物理性质不同。在又一些实施方案中，热屏Iio内的传输结构202可能彼此不同。同样地,第一热交换器112中的传输结构202可能彼此不同。再参照图2，热屏110和第一热交换器112的布置专门设计成隔绝或防护辐射热暴露，第一热交换器112。在图2中,第一热交换器112中的多个传输结构202以距离Dxl等距离隔开。Dxl是与第一热交换器112的传输结构202的中心点之间的距离对应的距离。传输结构202具有直径dSl。在图2中所示的实施方案中，热屏110的传输结构202相隔距离Dx20 Dx2是与热屏110的传输结构202的中心点之间的距离对应的距离。在此实施方案中，热屏110的传输结构202与第一热交换器112的传输结构202平行排列。在另一些实施方案中，可包括其它布置。在图2中所示的实施方案中，热屏110的传输结构202位于辐射源108与第一热交换器112的传输结构202的中间。Dy代表热屏110和第一热交换器112之间的距离。更具体地，距离Dy是穿过热屏的传输结构202的中点的平面208与穿过第一热 交换器的传输结构202的中点的平面210之间的距离。为了控制热屏110和第一热交换器112的传热，可以修改0!￡1、0!￡2、(1管1、(1管2和01。如图3-5中所示，修改Dxl、Dx2和Dy可以向第一热交换器提供降低的辐射热暴露并降低或消除由过热和/或超过最大温度而造成的传输结构202的破坏或故障。此外，该系统的总热交换分布(在某些实施方案中包括炉104中水的加热和蒸汽的过热)提供炉194内改进的传热效率和提高的组件寿命。在图3所示的实施方案中，Dxl和Dx2被描绘为相同。在另一些实施方案中，Dxl和Dx2并不相等。如图4所示的实施方案中所述，当Dxl和Dx2相等时，修改Dxl和Dx2 (S卩，Dx)能够控制传输结构202的热通量。如所不，到热屏110的传输结构202和第一热交换器112的传输结构202的平均热通量随Dx (即，Dxl和Dx2)提高而提高。由于来自相邻管的屏蔽较小且由于较热的蒸汽管(即第一热交换器112)和随后较热的周围环境为背离辐射源108的水管(即热屏110)侧提供额外热通量，传输结构202的每单位管表面积的平均热通量随间距提高而提高。随着间距提高，由于来自水管的屏蔽降低，到蒸汽管的热通量提高。在图5所示的实施方案中所述，修改Dy导致在所研究的范围内的较不显著的影响，除了在Dxl和Dx2 (其中Dxl和Dx2相等)大于dSl和dS2 (其中dSl和dS2相等)的三倍时。图6至10显示包括修改Dy的各种构造的另一些实施方案。图6所示的实施方案包括，热屏110的多个传输结构202与第一热交换器112的多个传输结构202借助多个网状连接602相连。网状连接602提供额外表面积和传输结构202之间的连通性。在此实施方案中，Dy为dSl和dS2的大致三倍，其中dSl和dS2相等。图7所示的实施方案包括热屏110的多个传输结构202与第一热交换器112的多个传输结构202 —起布置以使第一热交换器112的各个传输结构202毗邻热屏110的一个或多个传输结构202的一部分。在此实施方案中，0丨大致等于l/4Dxl或1/4 Dx2(即，1/4DX)，其中Dxl和Dx2相等。如此实施方案中所不,在热屏110的一些传输结构202和第一热交换器112的传输结构202之间存在小间距。图8所不的实施方案包括,热屏110的多个传输结构202与平行于该热屏110的传输结构202的第一热交换器112的多个传输结构202排列。在此实施方案中，Dy为dSl和dS2的大致三倍，其中dSl和dS2相等。在图9所示的实施方案中，包括热屏110的多个传输结构202与第一热交换器112的多个传输结构202平行排列并与辐射源108等距离并通过多个网状连接602相连。网状连接602提供额外表面积和传输结构202之间的连通性以提高传热。在此实施方案中，Dy大致为O。图10所示的实施方案包括，热屏110的多个传输结构202与平行于该热屏110的传输结构202的第一热交换器112的多个传输结构202排列。图10的构造包括在第一热交换器112的传输结构202之间的网状连接602。网状连接602提供额外表面积和传输结构202之间的连通性以提高传热。在此实施方案中，DyS dSl和dS2的大致三倍，其中dig 1和<1胃2相等。此外如图11和12所示的实施方案中所述，可以包括耐火材料1101作为第一热交换器112的传输结构202和辐射源108之间的热屏110。换言之，热屏是由设计成向第一交换器提供来自辐射源108的受控辐射热暴露的材料制成的非接触热屏。在一个实施方案 中，耐火材料1101可以由如氧化铝、二氧化硅、氧化镁和/或石灰之类的材料构成。在图13中所示的实施方案中，除传输结构202外，还显示耐火材料1101作为热屏110。耐火材料1101额外降低到第一热交换器112的传输结构的热通量。在图14中所示的又一实施方案中，耐火材料1101可以集成到热屏110中。如本领域普通技术人员所认识，相对于至少由在蒸汽干燥的上游的蒸汽锅筒(stream drum)和在蒸汽轮机上游的过热管构成的亚临界蒸汽循环描述下列实施方案。在此实施方案中，第一热交换器112配置成传输近饱和湿流体或低品质蒸汽(即水-蒸汽混合)而非纯蒸汽。出于操作原因，需要使用湿流体。可以使用从蒸汽锅筒底部(或具有类似条件的类似区域)获得的近饱和湿流体(水/蒸汽)混合物而非利用来自亚临界装置的锅筒(drum)的蒸汽部分的饱和蒸汽流获得水-蒸汽混合物。在此实施方案中，转移到第一热交换器112中的能量将略微过冷的流体煮沸成更高焓的湿蒸汽，其可导向蒸汽锅筒的上部低压区。由于该较低压力，含有比周围锅筒环境大的焓的湿蒸汽可以在略微过热状态下离开管束。这种直接混合可能有助于将略高品质的蒸汽从锅筒传输到过热器中。在这种实施方案中，第一热交换器112中的低品质蒸汽具有比纯蒸汽高得多的传热能力并且在稳态和瞬态条件中都可用于保护112中的管202。随着在上升过程中来自蒸汽锅筒的蒸汽需求提高，离开112的蒸汽与蒸汽锅筒内的本体条件(bulk conditons)相比处于略微更过热的条件。来自蒸汽锅筒的蒸汽需求提高(由此造成蒸汽锅筒压力的降低)会导致提高的流经第一热交换器112中的传输结构202的流量，由此在炉燃烧器的提高燃烧速率的自动响应预期下快速提高从第一热交换器112中的传输结构202中除热。当来自蒸汽锅筒的蒸汽需求降低时，离开112的蒸汽与蒸汽锅筒内的本体条件相比处于略低过热的条件。来自蒸汽锅筒的蒸汽需求降低(由此造成蒸汽锅筒压力的提高)会导致降低的流经第一热交换器112中的传输结构202的流量，由此在炉燃烧器的降低燃烧速率的自动响应预期下快速抑制略微过热的蒸汽进入第一热交换器112中的略微过冷流体。另一选项是将来自第一热交换器112的排出物导入紧邻初始蒸汽干燥之前并且也正好在任何安装的过热器之前的区域，因为这在几乎至完全不影响热效率的同时为该流体提供更大的自然热驱动头。如果需要第一热交换器112中的传热流体的额外过冷，可以采取措施以利用小的过冷进料水流作为供应喷射泵的引出流体以从蒸汽锅筒中取出水，从而连续或附加流入第一热交换器112的传输结构202中。这可以在所有运行模式过程中采用几种方法实现。因此，本公开能够通过提取炉中的额外热来在保持传热至蒸汽/传热流体系统的同时降低烟道气再循环率。尽管本公开着眼于使用水作为传热流体的动力锅炉，但其它实施方案可用于其它工艺加热器，其中加热两种不同流体(在传热性质方面)。此外，尽管本公开着眼于从过热负荷中提取炉中的额外热负荷，但也可以从炉中提取省热器负荷代替过热负荷。此外，在该炉中可以添加第三列(或更多列)管。
实施例使用模拟温度分布和传热的计算流体动力学(CFD)研究本公开的一个实施例。该模拟区由2D矩形区构成。假设一个壁边界处于3140 °F(2000 K)以模仿热的炉气体。选择 这种边界温度以确保到水管的最大热通量小于水的临界热通量。在假设由Ift厚耐火砖制成的相对边界采用混合边界条件(对流+辐射)。在该模拟区的邻边采用周期边界条件(参见例如，图15)。水管(即热屏110)和蒸汽管(即，第一热交换器112)为2英寸外径、O. 375英寸(O. 95厘米)壁厚。该金属管的电导率随温度而变并假设与不锈钢相同。水管和蒸汽管壁都被假设具有O. 7的辐射系数。在水管和蒸汽管的内壁采用对流边界条件。水和蒸汽温度分别在大约620 T和800 T (327°C和427°C)下保持恒定。水管和蒸汽管的内部传热系数分别为 50，000 ff/m2-K 和 5，000 W/m2_K。针对Dx/d管(其中Dx等于Dxl或Dx2，且Dxl和Dx2相等)和DY/d管(其中D管等于^或d s2，且ds i和d s2相等)的组合，进行CFD模拟。参照图3，作为DY/DS = 1.5时的Dx/Ds的函数显示水管和蒸汽管两者的最大和平均管壁温度的结果。在这些实施方案中，在3或更低的Dx/Ds下，有效冷却蒸汽管壁温度，但Dx/D胃的实际极限取决于具体结构材料和设计的工作极限。再参照图4，其也在DY/DS = I. 5下计算，绘制到水管和蒸汽管的平均热通量。水管和蒸汽管的平均热通量都随着Dx/D胃提高而提高。水管的平均热通量随管间距提高而提闻。随着间距提闻，到蒸汽管和水管的热通量提闻。再参照图5，也分析改变管行距(Dy)的影响。分析揭示，存在两个优选运行区。该分析表明，蒸汽管的传热在Dy = 4时最大化且Dx/D胃为2. 5至3. 5。计算表明，这组条件提供水传热负荷的大约60%至70%的蒸汽传热负荷，同时使蒸汽管温度保持低于假定的设计极限限。采用由假定的最大蒸汽管壁温度(大约1242 T/672°C)设定的极限进行计算。该温度极限随蒸汽管材料而变。为了再进一步提高向蒸汽管的传热，可以使用更高温度极限的材料。由于所产生的对Dx/Ds变化的相对平坦的温度响应，这组条件还降低该管由于不合规格的设计或运行而发生故障的可能性。通过使用小于2. 5的Dx/D胃在较低热通量条件下运行，可以实现蒸汽管运行温度和最大蒸汽管温度之间的大设计裕度。表I详述高挥发性烟煤的分析。表2显示炉(104)和对流段(106)的吸收热负荷。表I
权利要求
1.传热系统，该系统包含 福射源; 第一热交换器，其经构造以允许第一流体流经它；和热屏，其经构造以向该第一交换器提供来自该辐射源的受控辐射热；且其中该辐射源是火焰且该热屏是第二热交换器，该第二热交换器经构造以允许第二流体流经它。
2.权利要求I的系统，其中该第一热交换器包含能够运送该第一流体的多个管。
3.权利要求I的系统，其中该热屏包含能够运送该第二流体的多个管。
4.权利要求I的系统，其中该热屏的构造包括该热屏的所述多个管的每个之间的预定间距。
5.权利要求I的系统，其中该系统包括在该第一热交换器的所述多个管的每个之间的预定间距。
6.权利要求I的系统，其中该系统的构造包括在该第一热交换器的管与该热屏的管之间的预定间距。
7.权利要求I的系统，其中该热屏的构造包括在该第一热交换器的所述多个管的每个之间和该第一热交换器的管与该热屏的管之间的预定间距。
8.权利要求I的系统，进一步包含在该热屏的管之间、在该第一热交换器的管之间、或在该热屏的管与该第一热交换器的管之间的网状连接。
9.权利要求I的系统，其中该第一流体与该第二流体在选自热容、密度、粘度、热导率、压力、相、相分数、速度、质量流量及其组合的性质方面不同。
10.权利要求I的系统，其中该福射源、该第一热交换器和该热屏基本位于燃烧系统的炉内。
11.1 I.权利要求I的系统，其中该火焰是氧/煤火焰。
12.权利要求I的系统，其中该火焰是固体燃料火焰。
13.权利要求I的系统,其中该火焰是氧浓度为至少21体积％的氧/燃料火焰。
14.权利要求I的系统，其中该第一流体是蒸汽。
15.权利要求I的系统，其中该第一流体是液态水和蒸汽混合物。
16.权利要求I的系统,其中该第二流体是液态水。
17.氧/燃料燃烧系统，该系统包含 炉，其经安排和布置以提供火焰辐射源； 第一交换器，其置于该炉中，经安排和布置以交换来自该辐射源和用于蒸汽轮机的蒸汽的辐射热；和 热屏，其经构造以向该第一交换器提供来自该辐射源的受控辐射热暴露； 其中该热屏是第二热交换器，其经构造以允许第二流体流经它。
18.权利要求17的系统，其中该第一热交换器选自过热器、再热器、省热器及其组合。
19.权利要求17的系统，其中该辐射源是固体燃料火焰。
20.权利要求19的系统，其中该固体燃料火焰是氧/煤火焰。
21.权利要求19的系统，其中该固体燃料火焰是氧浓度为至少21体积％的氧/燃料火焰。
22.权利要求17的系统，其中该第一热交换器包含能够运送该第二流体的多个管。
23.权利要求17的系统，其中该热屏是经构造以允许第二流体流经其的热交换器。
24.权利要求23的系统，其中该热屏包含能够运送该第二流体的多个管。
25.权利要求17的系统，其中该热屏的构造包括该热屏的所述多个管的每个之间的预定间距。
26.权利要求17的系统，其中该热屏的构造包括该第一热交换器的所述多个管的每个之间的预定间距。
27.权利要求17的系统，其中该热屏的构造包括该第一热交换器的管与该热屏的管之间的预定间距。
28.权利要求17的系统，其中该热屏的构造包括该第一热交换器的所述多个管的每个之间和该第一热交换器的管与该热屏的管之间的预定间距。
29.权利要求17的系统，进一步包含在该热屏的管之间、在该第一热交换器的管之间、或在该热屏的管与第一热交换器的管之间的网状连接。
30.氧/燃料燃烧系统，其包含 炉，其具有经安排和布置以提供火焰辐射源并使燃烧流体循环的室； 第一热交换器，其经构造以允许第一流体流经它； 非接触热屏，其由设计成向该第一交换器提供来自该辐射源的受控辐射热暴露的材料制成； 其中该辐射源是火焰且该第一热交换器和该热屏置于该室内并与该燃烧流体接触。
31.权利要求30的系统，其中该第一热交换器包含能够运送该第一流体的多个管。
32.权利要求30的系统，其中该热屏的构造包括该第一热交换器的所述多个管的每个之间的预定间距。
33.权利要求30的系统，其中该热屏的构造包括该第一热交换器的管与该热屏的管之间的预定间距。
34.权利要求30的系统，其中该辐射源、该第一热交换器和该热屏基本位于燃烧系统的炉内。
35.权利要求30的系统，其中该火焰是氧/煤火焰。
36.权利要求30的系统，其中该火焰是固体燃料火焰。
37.权利要求30的系统,其中该火焰是氧浓度为至少21体积％的氧/燃料火焰。
38.权利要求30的系统，其中该第一流体是蒸汽。
39.权利要求30的系统，其中该第一流体是液态水和蒸汽混合物。
全文摘要
具有辐射源(108)、经构造以允许第一流体(114)流经其的第一热交换器(112)和经构造以向第一交换器提供来自辐射源的受控辐射热的热屏(110)的传热系统。该辐射源是火焰。该热屏是经构造以允许第二流体(116)流经其的第二热交换器或由设计成向第一交换器提供来自辐射源的受控辐射热暴露的材料制成的非接触热屏。还公开了氧/煤燃烧系统。
文档编号F23L7/00GK102834668SQ200980137779
公开日2012年12月19日 申请日期2009年9月25日 优先权日2008年9月26日
发明者R.J.亨德肖特, 何筱毅, J.W.克卢斯特曼, M.J.希贝, A.G.斯拉夫科夫 申请人:气体产品与化学公司