用于進(jìn)料注入器的熱屏蔽件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文中公開(kāi)的主旨涉及進(jìn)料注入器,且更具體而言,涉及用于進(jìn)料注入器的熱屏蔽件。
【背景技術(shù)】
[0002]多種反應(yīng)器和燃燒系統(tǒng)使用進(jìn)料注入器以將燃料或給料注入室、燃燒室中。例如,整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電廠包括氣化器,氣化器具有一個(gè)或更多個(gè)進(jìn)料注入器。進(jìn)料注入器將含碳給料(諸如有機(jī)給料或煤漿)連同氧和蒸汽一起供應(yīng)到氣化器中以生成合成氣。一般而言,部分燃燒或氣化反應(yīng)反生在給料注入器的下游。然而,來(lái)自緊接進(jìn)料注入器的燃燒的火焰和/或熱可減少進(jìn)料注入器的壽命,特別是如果進(jìn)料注入器超越某些溫度。例如,朝向末梢和/或接近火焰的其他位置,進(jìn)料注入器可經(jīng)歷越來(lái)越大的溫度。進(jìn)料注入器的壽命可由于這種高溫而減少。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]在下面總結(jié)了在范圍上與原要求保護(hù)的發(fā)明相適的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例不意圖限制要求保護(hù)的發(fā)明的范圍,相反,這些實(shí)施例僅意圖提供本發(fā)明的可能形式的簡(jiǎn)要總結(jié)。事實(shí)上,本發(fā)明可包括可與在下面提出的實(shí)施例類(lèi)似或不同的多種形式。
[0004]在第一實(shí)施例中,系統(tǒng)包括氣化進(jìn)料注入器。該氣化進(jìn)料注入器包括末梢部分,該末梢部分具有外壁和進(jìn)料出口,且該氣化進(jìn)料注入器的注入軸線延伸穿過(guò)該末梢部分的進(jìn)料出口。該氣化進(jìn)料注入器還具有至少一個(gè)緊固件,該至少一個(gè)緊固件相對(duì)于注入軸線從外壁徑向地延伸。該至少一個(gè)緊固件的附接位置遠(yuǎn)離該末梢部分的進(jìn)料出口地定位。該系統(tǒng)還包括熱屏蔽件,該熱屏蔽件包括瓦,該瓦徑向地配置在該至少一個(gè)緊固件上且通過(guò)將該瓦緊固至該至少一個(gè)緊固件而徑向地固連至外壁。此外,該瓦圍繞該末梢部分的遠(yuǎn)側(cè)端部部分包裹。
[0005]在第二實(shí)施例中,系統(tǒng)包括用于氣化進(jìn)料注入器的熱屏蔽件。該熱屏蔽件包括至少一個(gè)陶瓷瓦,該至少一個(gè)陶瓷瓦構(gòu)造成徑向地配置到緊固件上,該緊固件從該氣化進(jìn)料注入器的末梢部分的外壁延伸。該緊固件穿過(guò)該末梢部分的進(jìn)料出口相對(duì)于該氣化進(jìn)料注入器的注入軸線從該外壁徑向地延伸,且該至少一個(gè)陶瓷瓦構(gòu)造成通過(guò)將該瓦緊固至該緊固件而徑向地固連至該外壁。此外,該至少一個(gè)陶瓷瓦構(gòu)造成用于圍繞該末梢部分的遠(yuǎn)側(cè)端部部分包裹。
[0006]在第三實(shí)施例中,方法包括將具有開(kāi)口的至少一個(gè)陶瓷瓦通過(guò)將緊固件插入到該開(kāi)口中來(lái)徑向地配置到該緊固件上,該緊固件從氣化進(jìn)料注入器的末梢部分的外壁延伸。該緊固件穿過(guò)該末梢部分的進(jìn)料出口相對(duì)于該氣化進(jìn)料注入器的注入軸線從該外壁徑向地延伸。該方法還包括通過(guò)將該陶瓷瓦緊固至該緊固件而將該至少一個(gè)陶瓷瓦徑向地固連至該外壁,其中,該至少一個(gè)陶瓷瓦圍繞該末梢部分的遠(yuǎn)側(cè)端部部分包裹。
【附圖說(shuō)明】
[0007]當(dāng)參照附圖閱讀下列詳細(xì)描述時(shí),本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解,其中,遍及附圖,相同的特征代表相同的部分,其中:
圖1是氣化器的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D,該氣化器裝備有具有熱屏蔽件的進(jìn)料注入器; 圖2是圖1的進(jìn)料注入器的一部分的局部分解圖;
圖3是具有多個(gè)緊固件的圖1的進(jìn)料注入器的一部分的實(shí)施例的局部透視圖;
圖4是沿圖2的4-4線取得的圖1進(jìn)料注入器的實(shí)施例的截面圖;
圖5是圖1的進(jìn)料注入器的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D;
圖6是圖1的進(jìn)料注入器的一部分的實(shí)施例的透視圖;
圖7是具有用于緊固件的鉤的圖1的進(jìn)料注入器的一部分的實(shí)施例的透視圖;且圖8是具有用于緊固件的鉤的圖1的進(jìn)料注入器的實(shí)施例的截面?zhèn)纫晥D。
【具體實(shí)施方式】
[0008]下面將描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述,可不在說(shuō)明書(shū)中描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解的是,在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)方式的開(kāi)發(fā)中,如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中一樣,必須進(jìn)行許多實(shí)現(xiàn)方式特定的決定以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的具體目標(biāo),例如服從系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束,這些約束可從一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式到另一個(gè)而改變。而且,應(yīng)當(dāng)理解的是,這種開(kāi)發(fā)努力可能是復(fù)雜且耗時(shí)的,但對(duì)于享有本公開(kāi)的益處的本領(lǐng)域技術(shù)人員仍將是設(shè)計(jì)、制造和加工的例行工作。
[0009]當(dāng)介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí),冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”意圖指存在一個(gè)或更多個(gè)元件。用語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意圖為包含的且意味著可存在除列出元件之外的附加元件。
[0010]反應(yīng)器或燃燒系統(tǒng)可利用進(jìn)料注入器以將燃料或給料,且可選地將其他流體注入燃燒室中。如在本文中所使用的,燃燒可包括給料(例如含碳燃料)的部分或完全燃燒、氣化、部分氧化、或其他反應(yīng)。例如,(IGCC)發(fā)電廠可具有氣化器,該氣化器包括一個(gè)或更多個(gè)氣化進(jìn)料注入器。因?yàn)槿紵l(fā)生在進(jìn)料注入器的末梢附近,所以末梢可暴露于直至接近1300到1500攝氏度(C)的溫度。此外,熱燃燒氣體可向回朝進(jìn)料注入器再循環(huán)。為了限制進(jìn)料注入器暴露于高溫、溫度波動(dòng)和高熱應(yīng)變,公開(kāi)的實(shí)施例使進(jìn)料注入器(例如氣化進(jìn)料注入器)裝備熱屏蔽件。
[0011 ] 為了解決這些問(wèn)題,在下面描述的各種實(shí)施例中,進(jìn)料注入器(例如,氣化進(jìn)料注入器)可包括熱屏蔽件。氣化進(jìn)料注入器包括末梢部分,該末梢部分具有外壁和進(jìn)料出口,且該氣化進(jìn)料注入器的注入軸線延伸穿過(guò)該末梢部分的進(jìn)料出口。該氣化進(jìn)料注入器還包括相對(duì)于注入軸線從外壁徑向地延伸的至少一個(gè)緊固件。該至少一個(gè)緊固件的附接位置定位為遠(yuǎn)離末梢部分的進(jìn)料出口。系統(tǒng)還包括熱屏蔽件,該熱屏蔽件包括瓦,該瓦徑向地位于該至少一個(gè)緊固件上且通過(guò)將瓦緊固至該至少一個(gè)緊固件而徑向地固定至外壁。在某些實(shí)施例中,熱屏蔽件可包括多個(gè)瓦,該多個(gè)瓦各自配置在相應(yīng)的緊固件上。例如,多排瓦可圍繞外壁周向地配置(例如,以堆疊的布置)。此外,瓦圍繞末梢部分的遠(yuǎn)側(cè)端部部分包裹,其可面對(duì)大量熱的再循環(huán)氣體。在某些實(shí)施例中,氣化進(jìn)料注入器包括陶瓷瓦,且緊固件為螺紋螺柱。瓦可經(jīng)由至少一個(gè)螺紋緊固件(諸如螺母)徑向地固定至外壁。此外,隔離層(諸如陶瓷纖維墊)可抑制來(lái)自進(jìn)料注入器的振動(dòng)且阻止熱行進(jìn)穿過(guò)熱屏蔽件。以此方式,公開(kāi)的實(shí)施例可增大進(jìn)料注入器的壽命,減少停機(jī)時(shí)間,且增加整個(gè)工廠的操作效率。
[0012]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖,圖1是氣化器10的截面?zhèn)纫晥D,氣化器10包括進(jìn)料注入器12 (例如,氣化進(jìn)料注入器)的實(shí)施例。如在下面所論述的,進(jìn)料注入器12可包括由多個(gè)瓦組成的熱屏蔽件14,其可利用多個(gè)緊固件(諸如螺紋螺柱)(見(jiàn)圖2)緊固至進(jìn)料注入器12的末梢部分16。熱屏蔽件14可降低進(jìn)料注入器12上的熱應(yīng)力,且可為用于進(jìn)料注入器12的更堅(jiān)固且容易耐用的熱阻擋裝置。在其他實(shí)施例中,進(jìn)料注入器12可配置在類(lèi)似的裝置中,諸如,但不限于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)、燃燒系統(tǒng)、鍋爐、熔爐、反應(yīng)器、燃燒器或它們的任何組合。氣化器10可具有軸向軸線或方向18、徑向軸線或方向20、和周向軸線或方向22。氣化器10包括封殼24 (還稱(chēng)作殼),封殼24作用為用于氣化器10的外罩或外殼。封殼24包括第一端部部分26和第二端部部分28。中間部分30由封殼24的以下區(qū)段限定,該區(qū)段軸向地位于第一端部部分26與第二端部部分28之間。第一端部部分26和第二端部部分28分別包括圓頂形狀的頂壁32和三角形(例如,圓錐形)的底壁34。平行于軸線
18的側(cè)壁36(例如,環(huán)形側(cè)壁)配置在頂壁32和底壁34之間的中間部分30中。
[0013]示出的實(shí)施例還包括熱屏障38,該熱屏障38同心地配置在封殼24內(nèi)側(cè)。熱屏障38和封殼24形成壁組件40,壁組件40將氣化器10的外部42與氣化器10的內(nèi)部44分離。內(nèi)部44包括氣化室46、或燃燒室,在此可發(fā)生高溫分解、燃燒、氣化或它們的組合。壁組件40構(gòu)造成用于在氣化期間阻止熱傳遞和氣態(tài)成分從內(nèi)部44泄漏至外部42。此外,熱屏障38可構(gòu)造成用于將封殼24的表面溫度維持在期望溫度范圍內(nèi)。此外,熱屏障3