КОМПОНЕНТ СИСТЕМЫ ГАЗИФИКАЦИИ Российский патент 2015 года по МПК F17C13/00 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Данная заявка относится к приведенным ниже находящимся на рассмотрении заявкам на патент США №239050-1, озаглавленной «Узел камеры охлаждения для газификатора», и №235585-1, озаглавленной «Узел камеры интенсивного охлаждения для газификатора», поданным одновременно с данной заявкой и от имени того же Заявителя; содержание каждой из указанных заявок полностью включено в данный документ посредством ссылки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предмет изобретения, описанный в данном документе, относится к компонентам системы газификации и, более конкретно, к механизмам гашения потока в таких компонентах системы газификации, как узлы интенсивного охлаждения и скрубберы.

Ископаемые виды топлива, например, уголь или нефть, могут газифицироваться для их использования при производстве электричества, химических веществ, синтетических видов топлива или в различных других областях применения. Газификация включает химическую реакцию углеродсодержащего топлива и кислорода при очень высокой температуре с получением синтез-газа, представляющего собой топливо, которое содержит окись углерода и водород, обладает большей эффективностью сгорания и является боле чистым по сравнению с исходным состоянием.

Полученный в результате газификации синтез-газ может содержать нежелательные компоненты, например, золу. Соответственно, синтез-газ может быть направлен через узел интенсивного охлаждения для его охлаждения до температуры насыщения и удаления нежелательных компонентов в виде шлака. Однако в узле интенсивного охлаждения могут иметь место флуктуации потока, которые могут снижать эффективность указанного узла. Из узла интенсивного охлаждения синтез-газ может быть направлен через скруббер, который может удалить воду и/или любые оставшиеся частицы. Однако в скруббере могут возникать флуктуации потока, которые могут снижать эффективность его работы.

Из документа US 4778483 известен компонент системы газификации, обеспечивающий охлаждение газа и предотвращение попадания охлаждающей текучей среды в газ, выходящий из указанного компонента. Однако указанный известный из уровня техники компонент не обеспечивает гашение флуктуаций потока, которые снижают эффективность работы системы газификации.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения заключается в создании компонента системы газификации, предназначенного для минимизации флуктуаций потока в нем.

В одном варианте выполнения компонент системы газификации содержит резервуар, предназначенный для размещения объема охлаждающей текучей среды, погружную трубку, расположенную в указанном резервуаре и предназначенную для направления второй текучей среды к указанному объему, вытяжную трубку, которая окружает погружную трубку с образованием внутренней камеры между указанными трубками и наружной камеры между вытяжной трубкой и стенками резервуара, а также один или более механизмов гашения потока, расположенных во внутренней камере и/или наружной камере и/или между ними и предназначенных для ослабления потока охлаждающей текучей среды, второй текучей среды или их обеих в узле интенсивного охлаждения.

В другом варианте выполнения компонент системы газификации содержит резервуар, предназначенный для размещения в его нижней части объема охлаждающей текучей среды, погружную трубку, расположенную кольцеобразно в указанном резервуаре и предназначенную для направления второй текучей среды в резервуаре по направлению к указанному объему, вытяжную трубку, которая расположена в резервуаре кольцеобразно с образованием наружной кольцевой камеры между вытяжной трубкой и стенками резервуара и предназначена для направления второй текучей среды в резервуаре в направлении от указанного объема, а также механизм гашения потока, расположенный в наружной камере и предназначенный для обеспечения уменьшения проходного сечения потока через наружную камеру по меньшей мере приблизительно на 50%.

В еще одном варианте выполнения компонент системы газификации содержит резервуар, предназначенный для размещения объема охлаждающей текучей среды, погружную трубку, расположенную в указанном резервуаре и предназначенную для направления второй текучей среды к указанному объему и для образования кольцевой камеры, расположенной между погружной трубкой и стенками резервуара, а также один или более механизмов гашения потока, расположенных в кольцевой камере и предназначенных для ослабления потока охлаждающей текучей среды, второй текучей среды или их обеих в компоненте системы газификации.

Преимущества, обеспечиваемые предложенным изобретением, состоят в том, что гашение флуктуаций потока, например, колебаний уровней объема охлаждающей среды, расхода газа и/или уровней давления в компоненте обеспечивает более эффективное охлаждение газа или предотвращение попадания охлаждающей текучей среды в газ, выходящий из указанного компонента.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие особенности, аспекты и преимущества данного изобретения станут более понятны после прочтения нижеследующего подробного описания, выполненного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых одинаковые номера позиций обозначают одинаковые элементы и на которых:

фиг.1 изображает структурную схему варианта выполнения интегрированной энергетической системы газификации с комбинированным циклом, в которой могут использоваться узел интенсивного охлаждения и скруббер,

фиг.2 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется демпфирующая пластина,

фиг.3 изображает вид сверху демпфирующей пластины, показанной на фиг.2,

фиг.4 изображает вид спереди в разрезе другого варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется демпфирующая пластина,

фиг.5 изображает вид сверху демпфирующей пластины, показанной на фиг.4,

фиг.6 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяются демпфирующие кольца,

фиг.7 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяются демпфирующие стержни,

фиг.8 изображает вид сверху компонента системы газификации, показанного на фиг.7,

фиг.9 изображает разрез варианта выполнения одного из демпфирующих стержней, показанных на фиг.8,

фиг.10 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяются плавающие блоки,

фиг.11 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется теплообменник,

фиг.12 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется вытяжная трубка с перфорированным удлинителем,

фиг.13 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется демпфирующее кольцо, расположенное в кольцевой камере,

фиг.14 изображает вид сверху части компонента системы газификации, показанного на фиг.13,

фиг.15 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором применяется перфорированная погружная трубка,

фиг.16 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором отсутствует вытяжная трубка и применяется демпфирующая пластина,

фиг.17 изображает вид сверху демпфирующей пластины, показанной на фиг.16, и

фиг.18 изображает вид спереди в разрезе варианта выполнения компонента системы газификации, показанного на фиг.1, в котором отсутствует вытяжная трубка и применяются демпфирующие кольца.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже приведено описание одного или более конкретных вариантов выполнения. В попытке создания краткого описания этих вариантов выполнения в описании могут быть приведены не все признаки фактического варианта реализации. Следует понимать, что при разработке любого такого фактического варианта реализации, как и при любом инженерном или опытно-конструкторском проектировании, необходимо принять множество решений, определяемых конкретным вариантом реализации, для достижения конкретных целей разработчика, таких как соблюдение системных и деловых ограничений, которые могут меняться от одного варианта реализации к другому. Кроме того, следует понимать, что такая опытно-конструкторская работа может быть сложной и трудоемкой, но тем не менее является обычным процессом при проектировании, изготовлении и производстве для специалистов в области техники, использующих преимущество данного изобретения.

При введении элементов различных вариантов выполнения данного изобретения подразумевается, что использование их названий в единственном числе и термина «указанный» означает наличие одного или более определяемых элементов. Подразумевается, что термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» являются включающими и означают, что возможно наличие дополнительных элементов, отличающихся от перечисленных.

Данное изобретение относится к способам управления динамическими характеристиками потока в таких компонентах системы газификации, как узлы интенсивного охлаждения и/или скрубберы. Как правило, в узлы интенсивного охлаждения могут поступать горячие выбросы, такие как синтез-газ, выходящий из газификационной камеры. Горячие выбросы могут быть направлены через объем охлаждающей текучей среды, находящийся в узле интенсивного охлаждения, для образования более холодного насыщенного (или частично насыщенного) синтез-газа. При охлаждении такие компоненты, как зола, могут затвердевать в объеме жидкости и впоследствии могут быть удалены из узла интенсивного охлаждения. Из указанного узла более холодный синтез-газ может быть направлен в скруббер. Как правило, синтез-газ может протекать через объем охлаждающей текучей среды, находящейся в скруббере, для обеспечения удаления каких-либо оставшихся частиц и/или воды из синтез-газа. В процессе эксплуатации в узле интенсивного охлаждения и/или в скруббере могут возникать флуктуации потока, например, колебания уровней объема охлаждающей среды, расхода газа и/или уровней давления, что в свою очередь может вызвать неэффективное охлаждение или попадание охлаждающей текучей среды в синтез-газ, выходящий из узла интенсивного охлаждения и/или скруббера.

Таким образом, в данной заявке описаны компоненты системы газификации, такие как узлы интенсивного охлаждения и/или скрубберы, которые содержат механизмы гашения потока, предназначенные для минимизации флуктуации потока в указанном компоненте. Используемый в данном документе термин «гашение» может в целом относиться к уменьшению флуктуации или колебаний потока и/или к уменьшению интенсивности колебаний потока. Например, механизмы гашения потока могут обеспечивать рассеяние энергии, образующейся в результате флуктуации потока, и/или для изменения направления неоднородного потока в пределах узла интенсивного охлаждения. В некоторых вариантах выполнения механизмы гашения потока могут быть расположены в объеме жидкого охладителя для обеспечения гашения флуктуации уровня указанного объема, что в свою очередь может уменьшить флуктуации давления и/или расхода газа. Например, в объеме жидкого охладителя могут быть расположены демпфирующие перегородки, обеспечивающие ограничение поперечного сечения потока, проходящего через указанный объем. В некоторых вариантах выполнения демпфирующие перегородки могут обеспечивать ограничение площади проходного сечения потока жидкости по меньшей мере приблизительно на 50%. Механизмы гашения потока также могут быть расположены в газопроводе для обеспечения регулирования падения давления, что в свою очередь может снизить флуктуации уровней объема жидкости и/или расхода газа.

На фиг.1 изображен вариант выполнения интегрированной энергетической системы 8 газификации с комбинированным циклом. В указанной энергетической системе может осуществляться сжигание газа, такого как синтез-газ, с образованием энергии в ходе цикла отбора газа, или цикла Брайтона. Выхлопной газ, полученный в результате указанного цикла, затем может использоваться для получения пара в ходе цикла насыщения, или цикла Ренкина.

Для получения синтез-газа в систему 8 через систему 9 подготовки и транспортировки сырья может быть введено углеродсодержащее топливо, такое как кокс или лигнит. Подающая система 9 подает топливный шлам в газификатор 11, в котором топливо смешивается с кислородом (O₂) и паром (Н₂О). Кислород может поступать из воздушного сепаратора 12. Газификатор 11 нагревает реагенты до температуры, превышающей приблизительно 700°С, для сжигания летучих компонентов, находящихся в топливном шламе, и получения горячего выброса, например, синтез-газа 13. В результате химических реакций между кислородом, паром и углеродом (С) синтез-газ 13 может содержать водород (Н₂), окись углерода (СО) и двуокись углерода (СO₂), а также другие нежелательные компоненты, такие как зола, сера, азот и хлорид, присутствующие в углеродсодержащем топливе.

Из газификатора 11 синтез-газ 13 может поступать в узел 14 интенсивного охлаждения. В некоторых вариантах выполнения указанный узел 14 может быть выполнен за одно целое с газификатором 11. Однако в других вариантах выполнения узел 14 может представлять собой отдельный узел. Узел 14 интенсивного охлаждения может охлаждать синтез-газ 13 до температуры насыщения или близкой к ней температуры путем испарения охлаждающей текучей среды, например, воды. В процессе охлаждения такие нежелательные компоненты, как зола, могут затвердевать и могут быть удалены из узла 14 в виде шлака 16. При протекании синтез-газа 13 через узел 14 указанный газ 13 может быть охлажден с получением охлажденного синтез-газа 17, который может выходить из узла 14 и поступать в систему 18 охлаждения и обработки газа.

Указанная система 18 может содержать скруббер 19 и систему 20 удаления кислых газов, а также другие компоненты. В системе 18 синтез-газ 17, выходящий из узла 14, может поступать в скруббер 19, где он может быть дополнительно охлажден для удаления попавшей воды и/или оставшихся частиц. Очищенный синтез-газ 21 может выходить из скруббера 19 и поступать в систему 20, где происходит удаление таких кислых газов, как двуокись углерода и сульфид водорода. В системе 18 серные компоненты 22 могут быть удалены и направлены для очистки в систему 23 производства серы. Кроме того, может быть выполнено удаление воды в виде пара 24 и жидкости 25. Пар 24 может быть повторно использован в газификаторе 11 и/или направлен в систему 26 парогенератора-рекуператора. Вода может быть направлена в водоочистную систему 27.

Система 18 охлаждения и обработки газа может производить обессеренный синтез-газ 28, который может быть направлен в камеру 29 сгорания, где он сжигается с выделением энергии в ходе цикла отбора газа. К камере 29 сгорания из компрессора 31 может подаваться воздух 30, который смешивается с синтез-газом 28 в пропорции топливо-воздух, обеспечивающей горение. Более того, для охлаждения реакции горения в камеру 29 сгорания с помощью компрессора 33, нагнетающего жидкий азот, может подаваться азот 32, выходящий из воздушного сепаратора 12.

Выхлоп 34 из камеры 29 сгорания может протекать через турбину 35, которая может приводить в действие компрессор 31 и/или электрогенератор 36 и производить выхлоп 37. Далее выхлоп 37 может быть направлен в систему 26 парогенератора-рекуператора, которая может рекуперировать тепло из выхлопа 37 и пара 24, подаваемого из системы 18 охлаждения и обработки газа. Рекуперированное тепло может использоваться для приведения в действие паровой турбины 38 для получения энергии в ходе цикла насыщения.

Например, паровая турбина 38 может приводить в действие генератор 39, вырабатывающий электричество. Затем пар 40 из паровой турбины 38 может быть направлен в конденсатор 41, где происходит его охлаждение с помощью охлаждающей жидкости 42, поступающей из охлаждающего стояка 43. Далее конденсированный пар 44, выходящий из конденсатора 41, может быть повторно использован в системе 26 парогенератора-рекуператора.

Следует понимать, что энергетическая система 8 приведена исключительно в качестве примера и не является ограничивающей. Механизмы гашения потока, описанные в данном документе, могут применяться в узле 14 интенсивного охлаждения и/или скруббере 19 для погашения флуктуации потока. Однако в других вариантах выполнения механизмы гашения потока могут применяться в газификационном узле интенсивного охлаждения и/или скруббере любого типа. Например, механизмы гашения потока могут использоваться в узле интенсивного охлаждения или скруббере, предназначенном для выработки синтез-газа для газовой турбины без системы парогенератора-рекуператора. В другом примере указанные механизмы могут использоваться в узле интенсивного охлаждения или скруббере, который является частью отдельной системы газификации.

На фиг.2-18 изображены варианты выполнения компонента 46 системы газификации. Указанный компонент 46 может представлять собой узел 14 интенсивного охлаждения и/или скруббер 19, изображенный на фиг.1, а также газификационные узлы интенсивного охлаждения и/или скрубберы другого типа. Кроме того, несмотря на то что фиг.2-17 в целом описаны в контексте узла интенсивного охлаждения, механизмы гашения потока, изображенные на указанных чертежах, могут аналогичным образом применяться в газификационном скруббере. Более того, несмотря на то что фиг.18-20 в целом описаны применительно к скрубберу, механизмы гашения потока, изображенные на указанных чертежах, могут аналогичным образом применяться в газификационном узле интенсивного охлаждения.

Фиг.2 изображает разрез одного варианта выполнения компонента 46 системы газификации. Как отмечено выше, указанный компонент 46 может представлять собой узел интенсивного охлаждения или скруббер, например, узел 14 интенсивного охлаждения или скруббер 19. Компонент 46 содержит резервуар 50, вмещающий объем охлаждающей текучей среды 52, например, воды. В компонент 46 через отверстие 53 может поступать синтез-газ 47 от расположенного выше по потоку компонента системы 8 газификации (фиг.1). Например, если компонент 46 представляет собой узел 14 интенсивного охлаждения (фиг.1), то синтез-газ 47 может представлять собой синтез-газ 13 (фиг.1), полученный из газификатора 11 (фиг.1). В другом примере если компонент 46 системы газификации представляет собой скруббер 19 (фиг.1), то синтез-газ 47 может представлять собой синтез-газ 17 (фиг.1), выходящий из узла 14 интенсивного охлаждения (фиг.1). Синтез-газ 47 может протекать к отверстию 53, выполненному в компоненте 46, через него и во впускное отверстие (не показано), выполненное в верхней части и/или в боковых поверхностях резервуара 50.

Охлаждающая текучая среда 52 может подаваться в резервуар 50 из источника воды (не показан) и при необходимости пополняться для поддержания уровня, достаточного для выполнения охлаждения в резервуаре 50. Как показано на чертеже, резервуар 50 также содержит две кольцевые трубки 54 и 56. В некоторых вариантах выполнения трубка 56 может быть расположена концентрическим образом вокруг трубки 54. Погружная трубка 54 расположена в центре резервуара 50 для направления синтез-газа 47 через компонент 46 системы газификации. Вытяжная трубка 56 окружает погружную трубку 54 с образованием внутренней камеры 58. Стрелками обозначено общее направление протекания синтез-газа 47 через погружную трубку 54 к объему охлаждающей текучей среды 52, находящейся в нижней и/или конической части 59 резервуара 50. Синтез-газ 47 может контактировать с охлаждающей текучей средой 52, что приводит к испарению некоторой части охлаждающей текучей среды и, таким образом, охлаждению синтез-газа 47.

Из погружной трубки 54 синтез-газ 47 может протекать вверх через внутреннюю камеру 58 к наружной камере 60. Наружная камера 60 может быть в целом выполнена в кольцевом пространстве между вытяжной трубкой 56 и стенками резервуара 50. Однако в других вариантах выполнения вытяжная трубка 56 может отсутствовать, как изображено и описано ниже применительно к фиг.18 и 20. В этих вариантах выполнения синтез-газ может протекать вверх через наружную камеру 60, которая в указанных вариантах выполнения может проходить в кольцевом пространстве между погружной трубкой 54 и стенками резервуара 50. Другими словами, в этих вариантах выполнения внутренняя камера 58 и наружная камера 60 могут быть объединены в одну непрерывную наружную камеру 60, проходящую от погружной трубки 54 к стенкам резервуара 50.

При протекании синтез-газа 47 по погружной трубке 54, внутренней камере 58 и наружной камере 60 происходит охлаждение синтез-газа текучей средой 52 с обеспечением снижения его температуры и давления. При охлаждении синтез-газа частицы 61, например, шлак 16, могут собираться в нижней части резервуара 50 и удаляться через выпускное отверстие 62, которое в некоторых вариантах выполнения может выходить в шлюзовый бункер. Кроме того, жидкость, попавшая в синтез-газ 47, может быть удалена из него и собрана в объеме охлаждающей текучей среды 52.

В верхней части камеры 60 может быть выполнена дополнительная кольцевая перегородка 64, расположенная вокруг вытяжной трубки 56. В соответствии с некоторым вариантам выполнения перегородка 64 может быть предназначена для направления потока синтез-газа через камеру 60, что в некоторых вариантах выполнения может увеличивать путь прохождения потока синтез-газа и, таким образом, способствовать его охлаждению. Кроме того, перегородка 64 может предоставлять поверхность для коалесцирующей жидкости, захваченной синтез-газом, что уменьшает вовлечение охлаждающей жидкости в синтез-газ, выходящий из камеры 60 через выпуск 66. Вокруг погружной трубки 54 кольцеобразным образом может быть расположено дополнительное охлаждающее кольцо 68, которое может направлять охлаждающую текучую среду к внутренней поверхности погружной трубки 54 для защиты указанной поверхности от горячего синтез-газа 47. Кроме того, охлаждающее кольцо 68 может направлять охлаждающую текучую среду по направлению к перегородке 64 и/или по направлению к объему охлаждающей текучей среды 52. Однако в некоторых вариантах выполнения, например, в таких, где компонент 46 системы газификации представляет собой скруббер 19, перегородка 64 и охлаждающее кольцо 68 могут отсутствовать.

Для уменьшения флуктуации в компоненте 46 системы газификации в наружной камере 60 между стенками резервуара 50 и вытяжной трубкой 56 проходит кольцевая демпфирующая пластина 70. Когда синтез-газ протекает внутри компонента 46 системы газификации, вода с охлаждающего кольца 68 может протекать через указанный компонент 46 и собираться в объеме 52 жидкости. Демпфирующая пластина 70 может быть выполнена с возможностью гашения энергии, образующейся в результате флуктуации потока в объеме охлаждающей жидкости 52. Внутренний диаметр 72 демпфирующей пластины 70 может в целом соответствовать наружному диаметру вытяжной трубки 56. Наружный диаметр 74 демпфирующей пластины 70 может в целом соответствовать внутреннему диаметру резервуара 50. Соответственно, пластина 70 может прилегать к стенкам резервуара 50 и вытяжной трубке 56 с обеспечением ограничения потока охлаждающей жидкости 52, проходящего через наружную камеру 60. Пластина 70 может быть прикреплена к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56 сваркой, болтовым креплением или другими подходящими средствами.

Отверстия 75, выполненные в демпфирующей пластине 70, могут обеспечивать возможность протекания через нее охлаждающей жидкости 52. Однако заданное отверстиями 75 проходное сечение потока через камеру 60 может быть значительно меньше сечения потока в тех частях камеры 60, которые не ограничены демпфирующей пластиной 70. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения пластина 70 может действовать в качестве механизма ограничения потока, который уменьшает проходное сечение потока через участок демпфирующей пластины наружной камеры 60 по меньшей мере приблизительно на 50-100%, включая все промежуточные значения указанного диапазона. Более конкретно, пластина 70 может действовать в качестве механизма ограничения потока, который уменьшает проходное сечение потока через участок демпфирующей пластины наружной камеры по меньшей мере приблизительно на 80-100%, включая все промежуточные значения указанного диапазона.

Демпфирующая пластина 70 в целом может быть расположена в наружной камере 60 таким образом, что указанная пластина 70 погружена в объем охлаждающей текучей среды 52. Например, демпфирующая пластина 70 может быть расположена ниже уровня 76 объема 52 охлаждающей текучей среды в наружной камере 60. В некоторых вариантах выполнения пластина 70 может быть расположена выше уровня 78 объема 52 охлаждающей текучей среды в вытяжной трубке 56. Однако в других вариантах выполнения пластина 70 может быть расположена ниже уровня 78 объема 52 охлаждающей текучей среды в вытяжной трубке 56. Более того, пластина 70 в целом может быть расположена на такой высоте над конической частью 59 резервуара 50, которая является достаточной для препятствования накоплению шлака в отверстиях демпфирующей пластины.

Уровни 76 и 78 объема 52 охлаждающей текучей среды могут меняться в процессе работы компонента 46. В некоторых вариантах выполнения скорость протекания синтез-газа 47 через компонент 46 может изменяться, что вызывает флуктуации уровней 76 и 78. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения синтез-газ 47 может протекать в объем 52, вызывая волнение охлаждающей текучей среды, что приводит к флуктуациям уровней 76 и 78. Более того, скорость потока охлаждающей текучей среды, выходящей из охлаждающего кольца 68, может изменяться. Демпфирующая пластина 70 может быть выполнена с возможностью уменьшения флуктуации уровня 76 и/или 78. В частности, демпфирующая пластина 70 может обеспечивать ограничение потока, что служит для гашения энергии, возникающей в результате динамики потока в объеме 52 охлаждающей текучей среды.

Фиг.3 изображает вид сверху демпфирующей пластины 70. Площадь 80 поверхности демпфирующей пластины в целом определена разницей между наружным диаметром 74 и внутренним диаметром 72. Отверстия 75 могут быть разнесены по периферии указанной площади 80. Как отмечено выше, площадь 80 поверхности и площадь отверстий 75 могут в целом соответствовать общей кольцевой площади проходного сечения потока, доступной для вертикального прохождения воды в резервуар 50 через наружную камеру 60. Как описано выше применительно к фиг.2, демпфирующая пластина 70 может быть выполнена с возможностью ограничения площади проходного сечения потока до размера площади, образованной отверстиями 75, которые расположены в пределах площади 80. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения площадь отверстий 75 может составлять приблизительно 1-50% от общей имеющейся кольцевой площади проходного сечения потока, ограниченной площадью 80 и отверстиями 75. Количество, местоположение, размеры и форма отверстий 75 могут меняться в пределах демпфирующей пластины 70. Например, отверстия 75 могут иметь, среди прочих, круглое, вытянутое, эллиптическое, прямоугольное, квадратное или шестиугольное поперечное сечение. Более того, в демпфирующей пластине может быть выполнено любое количество отверстий различных форм и размеров. Например, размер и количество отверстий 75 может регулироваться для обеспечения заданного уменьшения проходного сечения потока с получением при этом отверстий, которые являются достаточно большими для предотвращения затора.

На фиг.4 изображен другой тип демпфирующей пластины 88, которая может быть расположена в компоненте 46 системы газификации. Аналогично демпфирующей пластине 70 указанная пластина 88 может быть расположена кольцеобразным образом между стенками резервуара 50 и вытяжной трубкой 56. Однако в данном Варианте выполнения демпфирующая пластина 88 может представлять собой сплошной элемент без отверстий в поверхности. Кроме того, в других вариантах выполнения вытяжная трубка 56 может отсутствовать, а демпфирующая пластина 88 может представлять собой сплошной кольцевой элемент, расположенный между стенками резервуара 50 и погружной трубкой 54.

В резервуаре 50 могут быть выполнены перепускные линии 90 и 92, обеспечивающие возможность прохождения охлаждающей текучей среды вокруг демпфирующей пластины 88. Диаметр и/или количество трубок 90 и 92 может меняться в зависимости от величины заданного сечения потока вокруг демпфирующей пластины 88. Например, по периферии резервуара 50 может быть расположено несколько разнесенных трубок 90 и 92. В некоторых вариантах выполнения перепускная трубка 92 может содержать вентиль 94, например, соленоидный, шаровой, шиберный или другой подобный вентиль, который может регулироваться для обеспечения изменения потока через перепускные трубки 92. Однако в других вариантах выполнения могут использоваться только трубки без вентилей 94. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения вентили 94 могут быть выполнены в каждой из перепускных трубок 90 и 92. Местоположения вентилей могут регулироваться, например, с помощью контроллера, для изменения количества охлаждающей текучей среды, проходящей через перепускные трубки.

Фиг.5 изображает вид сверху демпфирующей пластины 88. Аналогично демпфирующей пластине 70, наружная периферическая поверхность 82 может прилегать к стенкам резервуара 50, а внутренняя периферическая поверхность 84 может прилегать к вытяжной трубке 56. Демпфирующая пластина 88 может быть приварена, прикручена болтами или иным образом прикреплена к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56. Как отмечено выше, демпфирующая пластина 88 имеет сплошную поверхность 96 без отверстий. Соответственно, охлаждающая текучая среда направляется через перепускные трубки 90 и/или 92, а не через демпфирующую пластину 88.

На фиг.6 изображен другой тип демпфирующего механизма, а именно демпфирующие кольца 98, которые могут применяться в компоненте 46 системы газификации. Демпфирующие кольца 98 могут содержать кольца, проходящие по периферии всей наружной камеры 60, либо они могут содержать изогнутые сегменты, проходящие по участкам наружной камеры 60. Однако в соответствии с некоторыми вариантами выполнения демпфирующие кольца 98 могут быть расположены в камере 60 симметрично для обеспечения равновесия распределения нагрузки. Демпфирующие кольца 98 могут быть расположены вплотную к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56. Кроме того, как рассмотрено ниже применительно к фиг.20, в некоторых вариантах выполнения демпфирующие кольца 98 могут быть расположены вплотную к погружной трубке 54.

Каждое демпфирующее кольцо 98 может лишь частично проходить между стенками резервуара 50 и вытяжной трубкой 56. Как показано на чертеже, два демпфирующих кольца 98 прилегают к стенкам резервуара 50, а одно демпфирующее кольцо прилегает к погружной трубке 54. В некоторых вариантах выполнения демпфирующие кольца 98 могут быть выполнены с возможностью сопряжения друг с другом для образования извилистой траектории потока охлаждающей текучей среды 52 через наружную камеру 60. Указанная извилистая траектория может служить для уменьшения флуктуации потока. Кроме того, демпфирующие кольца 98 могут быть наклонены к конической части 59 для препятствования накоплению на них отложений.

В других вариантах выполнения количество и/или относительные местоположения демпфирующих колец 98 могут меняться. Например, одно, два, три, четыре или более демпфирующих колец 98 могут быть прикреплены к стенкам резервуара 50, вытяжной трубке 56 или к тому и другому. Более того, может изменяться угол наклона демпфирующих колец 98. Например, демпфирующие кольца 98 могут проходить под прямым углом от стенок резервуара 50, либо они могут быть наклонены под разными углами к конической части 59 резервуара 50. В некоторых вариантах выполнения кольца 98 могут поддерживаться опорами 100, отходящими от них по направлению к резервуару 50 и вытяжной трубке 56. Кольца 98 и/или опоры 100 могут быть приварены, прикручены болтами или иным образом прикреплены к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56.

На фиг.7 изображен другой тип механизма гашения потока, используемого в компоненте 46 системы газификации. А именно, компонент 46 содержит демпфирующие стержни 102, прикрепленные к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56. Демпфирующие стержни 102 могут проходить в целом перпендикулярно резервуару 50 и вытяжной трубке 56 навстречу друг другу с образованием извилистого прохода для воды, протекающей через наружную камеру 60. Демпфирующие стержни 102 могут быть приварены, прикручены болтами или иным образом прикреплены к резервуару 50 и/или вытяжной трубке 56. Кроме того, над и/или под стержнями 102 могут быть выполнены опоры 100, обеспечивающие механическую опору и дополнительное крепление указанных стержней к стенкам резервуара 50 и/или вытяжной трубке 56. Однако в других вариантах выполнения опоры 100 могут отсутствовать. Более того, может применяться любое количество демпфирующих стержней 102, расположенных по периферии резервуара 50 и/или вытяжной трубки 56. Кроме того, в тех вариантах выполнения, в которых отсутствует вытяжная трубка 56, некоторые или все стержни 102 могут быть прикреплены к погружной трубке 54.

На фиг.8 изображен вид сверху компонента 46 системы газификации и демпфирующих стержней 102. Демпфирующие стержни 102 разнесены по периферии резервуара 50 и выступают внутрь по направлению к вытяжной трубке 56. Стержни 102 также разнесены по периферии вытяжной трубки 56 и проходят наружу по направлению к стенкам резервуара 50. Как показано на чертеже, стержни 102, выполненные на резервуаре 50, расположены в промежутках между стержнями 102, отходящими от вытяжной трубки 56. То есть стержни 102 в чередующемся порядке присоединены к стенкам резервуара 50 и к вытяжной трубке 56. Однако в других вариантах выполнения стержни 102 могут быть выровнены по периферии. Кроме того, количество демпфирующих стержней 102, расположенных на резервуаре 50 и вытяжной трубке 56, может отличаться.

На фиг.9 изображен разрез одного из демпфирующих стержней 102, показывающий типовое поперечное сечение одного из стержней 102. Как показано на чертеже, стержни 102 могут иметь в целом круглое поперечное сечение. Однако в других вариантах выполнения поперечное сечение может быть другим. Например, стержни 102 могут иметь прямоугольное, треугольное, трапециевидное, шестиугольное или квадратное поперечное сечение. Кроме того, могут применяться различные поперечные сечения, обеспечивающие минимизацию отложений и/или регулирование сопротивления потоку, оказываемого демпфирующими стержнями 102.

На фиг.10 изображен другой вариант выполнения компонента 46 системы газификации, в котором в качестве механизма гашения потока применяются плавающие блоки 104. Указанные блоки 104 могут быть расположены в наружной камере 60 и могут быть выполнены с возможностью плавания на поверхности объема 52 охлаждающей текучей среды. Плавающие блоки 104 могут быть в целомпредназначены для увеличения сил инерции и сил трения в наружной камере 60 с уменьшением, таким образом, флуктуации потока. В некоторых вариантах выполнения блоки 104 могут быть изготовлены из стали или другого подходящего материала, который выдерживает значения давления и температуры, преобладающие в резервуаре 50. Более того, блоки 104 могут иметь полую часть, предназначенную для повышения их плавучести. Как показано на чертеже, плавающие блоки имеют в целом трапециевидную форму, однако в других вариантах выполнения могут применяться блоки других форм, размеров и конструкций. Более того, в наружной камере 60 может быть расположено любое количество блоков 104. Кроме того, в некоторых вариантах выполнения количество плавающих блоков, расположенных в узле интенсивного охлаждения, может меняться в зависимости от рабочих условий, имеющих место в указанном узле. Например, при необходимости более сильного гашения потока могут быть добавлены дополнительные блоки 104. С другой стороны, при необходимости меньшего гашения потока часть блоков 104 может быть удалена.

На фиг.11 изображен вариант выполнения компонента 46 системы газификации, содержащего змеевик 106 теплообменника, расположенный в наружной камере 60 для обеспечения гашения потока. Змеевик 106 может быть расположен спиралеобразно вокруг вытяжной трубки 56 и/или погружной трубки 54 и может обеспечивать сопротивление флуктуациям потока в объеме 52 охлаждающей текучей среды. В частности, наружный профиль змеевика 106 может действовать в качестве гасящего устройства. Кроме обеспечения гашения потока змеевик 106 также может использоваться для отвода тепла из объема 52 охлаждающей текучей среды. А именно, в змеевик 106 через впуск 108 может поступать поток охлаждающей текучей среды, который может циркулировать по ней к выпуску 110. Может применяться любая подходящая теплопередающая текучая среда, например, среди прочих, хладогент, вода, этиленгликоль или морская вода. При протекании охлаждающей текучей среды по змеевику 106 она может забирать тепло от объема 52. Нагретая охлаждающая текучая среда, вытекающая из змеевика 106, затем может использоваться для доставки тепла к другой части интегрированной энергетической системы 8 газификации с комбинированным циклом. Например, использование змеевика 106 теплообменника может являться частью процесса утилизации тепла для теплообеспечения производственного процесса или области применения, в которых используется низкотемпературное тепло. В одном примере тепло может использоваться для предварительного нагрева паровой турбины 35 и/или системы 26 парогенератора-рекуператора, изображенных на фиг.1.

На фиг.12 изображен механизм гашения потока, расположенный между внутренней камерой 58 и наружной камерой 60. Более конкретно, вытяжная трубка 56 может иметь удлинение 112, которое обеспечивает ограничение потока между внутренней камерой 58 и наружной камерой 60 в пределах конической части 59 и/или непосредственно над ней. Удлинение 112 соединяет вытяжную трубку 56 с конической частью 59 резервуара 50 и может представлять собой кольцевую конструкцию, диаметр которой соответствует диаметру вытяжной трубки 56. В удлинении 112 могут быть выполнены отверстия 114, обеспечивающие возможность протекания охлаждающей текучей среды между внутренней камерой 58 и наружной камерой 60. Отверстия 114 могут служить для ограничения потока текучей среды между внутренней камерой 58 и наружной камерой 60. Размер отверстий 114 может быть достаточным для препятствования их засорению шлаком 16, который может накапливаться в нижней части резервуара 50 и выпускном отверстии 62. Более того, количество и/или размер отверстий 114 может изменяться для регулирования степени гашения, обеспечиваемого удлинением 112.

Итак, на фиг.2-12 в общих чертах изображены механизмы гашения потока, расположенные в объеме 52 охлаждающей текучей среды в наружной камере 60 и/или между внутренней камерой 58 и наружной камерой 60. Эти механизмы могут быть выполнены с возможностью уменьшения флуктуации потока путем ограничения потока охлаждающей текучей среды 52 в резервуаре 50. Однако в других вариантах выполнения механизмы гашения потока могут быть расположены во внутренней камере 58 для обеспечения возможности влияния на поток синтез-газа 47 и/или охлаждающей текучей среды 52, протекающий через внутреннюю камеру 58. В частности, ограничители потока, изображенные на фиг.13-17, могут быть выполнены с возможностью увеличения или уменьшения перепада давления, возникающего во внутренней камере 58. В некоторых вариантах выполнения механизмы гашения потока могут быть выполнены с возможностью увеличения перепада давления и ограничения, таким образом, флуктуации потока. Однако в других вариантах выполнения указанные механизмы могут уменьшать перепад давления.

На фиг.13 изображено демпфирующее кольцо 118, расположенное во внутренней камере 58. Кольцо 118 может содержать кольцевую конструкцию, расположенную концентрическим образом в промежутке между вытяжной трубкой 56 и погружной трубкой 54. Как показано на чертеже, кольцо 118 установлено на внутренней поверхности вытяжной трубки 56 или иным образом прикреплено к ней. Однако в других вариантах выполнения кольцо 118 может быть прикреплено к наружной поверхности погружной трубки 54. Кольцо 118 может служить для увеличения сопротивления потоку текучей среды, например, синтез-газа 47 или охлаждающей текучей среды 52, протекающему во внутренней камере 58, что в свою очередь может повысить перепад давления во внутренней камере 58 для уменьшения флуктуации потока.

На фиг.14 изображен вид сверху компонента 46 системы газификации, показывающий кольцо 118, расположенное во внутренней камере 58. Более конкретно, кольцо 118 приварено, прикручено болтами или иным способом кольцеобразно прикреплено к внутренней поверхности вытяжной трубки 56 для обеспечения уменьшения проходного сечения потока через внутреннюю кольцевую камеру 58.

На фиг.15 изображен другой вариант выполнения компонента 46 системы газификации, в котором погружная трубка 54 имеет перфорированный участок. В частности, перфорированный участок 120 может иметь несколько отверстий 121, расположенных по окружности погружной трубки 54 в один или несколько рядов. Отверстия 121 могут обеспечивать возможность прохождения синтез-газа через перфорированные отверстия в погружной трубке, что может изменять профиль потока газа, протекающего через внутреннюю камеру 58. В частности, синтез-газ 47 может частично протекать непосредственно через стенки погружной трубки 54 во внутреннюю камеру 58, минуя нижние участки внутренней камеры 58, в которой содержится объем охлаждающей текучей среды 52. Перфорированные отверстия могут обеспечивать многочисленные траектории потока синтез-газа вдоль длины погружной трубки 54 вместо направления синтез-газа вдоль нижней кольцевой периферии погружной трубки 54. Размер отверстий 121 может быть достаточным для препятствования засорению зольными отложениями. Кроме того, при повышении уровня 78 объема охлаждающей текучей среды отверстия 121 могут обеспечивать возможность протекания охлаждающей текучей среды 52 через указанные отверстия во внутреннюю камеру 58. Другими словами, когда уровень 78 охлаждающей текучей среды 52 повышается так, что она охватывает погружную трубку 54, синтез-газ 47 может протекать во внутреннюю камеру 58 через верхний ряд отверстий 121, при этом вода может протекать через нижние ряды отверстий 121. Может быть выполнено любое количество рядов отверстий 121. Более того, диаметр и количество отверстий могут изменяться.

На фиг.16-18 изображены варианты выполнения компонента 46 системы газификации, в котором отсутствует вытяжная трубка 56. В этих вариантах выполнения перегородка 64 и узел 68 интенсивного охлаждения также не показаны для подробного изображения скруббера, такого как скруббер 19, изображенный на фиг.1. Однако в других вариантах выполнения механизмы гашения потока, изображенные на фиг.16-18, могут также применяться в узле интенсивного охлаждения, таком как узел 14, показанный на фиг.1.

Как показано на фиг.16, синтез-газ 47 может протекать по погружной трубке 54 внутрь резервуара 50, как обозначено в целом стрелками. Затем синтез-газ 47 может выходить из погружной трубки 54 и протекать через объем охлаждающей текучей среды 52, содержащийся в конической части 59 резервуара 50. Синтез-газ 47 может взаимодействовать с охлаждающей текучей средой 52, что вызывает ее частичное испарение, в результате чего синтез-газ 47 охлаждается и из него удаляются захваченные частицы и/или вода.

Из погружной трубки 54 синтез-газ может протекать вверх через наружную камеру 60. Наружная камера 60 может быть в целом образована в кольцевом промежутке между погружной трубкой 54 и стенками резервуара 50. Для уменьшения флуктуации потока в компоненте 46 системы газификации в наружной камере 60 между стенками резервуара 50 и погружной трубкой 54 проходит кольцевая демпфирующая пластина 130. Аналогично демпфирующей пластине 70, изображенной на фиг.2, пластина 130 может быть предназначена для рассеивания энергии, образующейся в результате флуктуации потока в объеме охлаждающей жидкости 52. Внутренний диаметр 126 демпфирующей пластины 130 может в целом соответствовать наружному диаметру погружной трубки 54. Наружный диаметр 74 демпфирующей пластины 130 может в целом соответствовать внутреннему диаметру резервуара 50. Соответственно, пластина 130 может прилегать к стенкам резервуара 50 и погружной трубке 54 с обеспечением ограничения потока охлаждающей текучей среды 52 через наружную камеру 60. Пластина 130 может быть прикреплена к стенкам резервуара 50 и/или погружной трубке 54 с помощью сварки, болтового крепления или других подходящих средств.

Отверстия 75 в демпфирующей пластине 130 могут обеспечивать возможность протекания через нее охлаждающей текучей среды 52. Однако заданное отверстиями 75 проходное сечение потока через камеру 60 может быть значительно меньше проходного сечения потока в тех частях камеры 60, которые не ограничены демпфирующей пластиной 130. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения пластина 130 может действовать в качестве механизма ограничения потока, который уменьшает проходное сечение потока через участок демпфирующей пластины наружной камеры 60 по меньшей мере приблизительно на 50-100%, включая все промежуточные значения указанного диапазона. Более конкретно, пластина 130 может действовать в качестве механизма ограничения потока, который уменьшает проходное сечение потока через участок демпфирующей пластины наружной камеры по меньшей мере приблизительно на 80-100%, включая все промежуточные значения указанного диапазона.

Демпфирующая пластина 130 в целом может быть расположена в наружной камере 60 таким образом, что указанная пластина 130 погружена в объем охлаждающей текучей среды 52. Например, демпфирующая пластина 130 может быть расположена ниже уровня 76 объема 52 охлаждающей текучей среды в наружной камере 60. В некоторых вариантах выполнения пластина 70 может быть расположена выше уровня 78 объема 52 охлаждающей текучей среды в погружной трубке 54. Однако в других вариантах выполнения пластина 130 может быть расположена ниже уровня 78 объема 52 охлаждающей текучей среды в погружной трубке 54. Более того пластина 130 в целом может быть расположена на такой высоте над конической частью 59 резервуара 50, которая является достаточной для препятствования накоплению шлака в отверстиях демпфирующей пластины.

На фиг.17 изображен вид сверху демпфирующей пластины 130. Площадь 80 поверхности демпфирующей пластины в целом определена разницей между наружным диаметром 74 и внутренним диаметром 126. Отверстия 75 могут разнесены по периферии указанной площади 80. Как отмечено выше, площадь 80 поверхности и площадь отверстий 75 могут в целом соответствовать общей кольцевой площади проходного сечения потока, доступной для вертикального прохождения воды через наружную камеру 60 в резервуар 50. Как описано выше применительно к фиг.16, демпфирующая пластина 130 может быть выполнена с возможностью ограничения площади сечения потока до размера площади, образованной отверстиями 75, которые расположены в пределах площади 80. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения площадь отверстий 75 может составлять приблизительно 1-50% от общей имеющейся кольцевой площади сечения потока, ограниченной площадью 80 и отверстиями 75. Количество, местоположение, размеры и форма отверстий 75 могут меняться в пределах демпфирующей пластины 130. Например, отверстия 75 могут иметь, среди прочих, круглое, вытянутое, эллиптическое, прямоугольное, квадратное или шестиугольное поперечное сечение. Более того, в демпфирующей пластине 130 может быть выполнено любое количество отверстий различных форм и размеров. Например, размер и количество отверстий 75 может регулироваться для обеспечения заданного уменьшения проходного сечения потока с получением при этом отверстий, которые являются достаточно большими для предотвращения затора.

На фиг.18 изображены демпфирующие кольца 98, применяемые в компоненте 46 системы газификации, в котором отсутствует вытяжная трубка. Демпфирующие кольца 98 могут примыкать к стенкам резервуара 50 и/или погружной трубке 54. Каждое демпфирующее кольцо 98 может лишь частично проходить между стенками резервуара 50 и погружной трубкой 54. Как показано на чертеже, два демпфирующих кольца 98 прилегают к стенкам резервуара 50, а одно демпфирующее кольцо прилегает к погружной трубке 54. В некоторых вариантах выполнения демпфирующие кольца 98 могут быть выполнены с возможностью сопряжения друг с другом для образования извилистой траектории потока охлаждающей текучей среды 52, проходящего через наружную камеру 60. Указанная извилистая траектория может служить для уменьшения флуктуации потока. Кроме того, демпфирующие кольца 98 могут быть наклонены к конической части 59 для препятствования накоплению на них отложений.

В других вариантах выполнения количество и/или относительные местоположения демпфирующих колец 98 могут изменяться. Например, одно, два, три, четыре или более демпфирующих колец 98 могут быть прикреплены к стенкам резервуара 50, погружной трубке 54 или к тому и другому. Более того, может изменяться угол наклона демпфирующих колец 98. Например, демпфирующие кольца 98 могут проходить под прямым углом от стенок резервуара 50, либо они могут быть наклонены под разными углами к конической части 59 резервуара 50. В некоторых вариантах выполнения кольца 98 могут поддерживаться опорами 100, отходящими от них по направлению к резервуару 50 и погружной трубке 54. Кольца 98 и/или опоры 100 могут быть приварены, прикручены болтами или иным образом прикреплены к стенкам резервуара 50 и/или погружной трубке 54.

Механизмы гашения потока, изображенные на фиг.2-18, могут применяться по отдельности или в комбинации друг с другом. Кроме того, следует понимать, что относительные размеры, формы и геометрические параметры указанных механизмов могут изменяться. Более того, некоторые компоненты, такие как вытяжная трубка 56 и/или охлаждающее кольцо 68, могут отсутствовать. Механизмы гашения потока могут быть установлены в компонент 46 системы газификации в процессе предварительного изготовления или могут использоваться для модернизации уже готовых компонентов 46. Более того, механизмы гашения потока могут регулироваться в зависимости от эксплуатационных параметров, таких как тип углеродсодержащего топлива, КПД системы, нагрузка системы или окружающие условия и т.д., для достижения необходимой степени гашения потока.

В предложенном описании примеры, в том числе предпочтительный вариант выполнения, используются для раскрытия данного изобретения, а также для обеспечения возможности реализации изобретения на практике, включая изготовление и использование любых устройств и систем и осуществление любых соответствующих или предусмотренных способов, любым специалистом. Объем правовой охраны изобретения определен формулой изобретения и может охватывать другие примеры, очевидные специалистам в данной области техники. Подразумевается, что такие другие примеры находятся в рамках объема формулы изобретения, если они содержат конструктивные элементы, не отличающиеся от описанных в дословном тексте формулы, или конструктивные элементы, незначительно отличающиеся от описанных в дословном тексте формулы.

ПЕРЕЧЕНЬ ЭЛЕМЕНТОВ

8 Интегрированная энергетическая система газификации с комбинированным циклом

11 Газификатор

13 Горячий синтез-газ

14 Узел интенсивного охлаждения

16 Шлак

17 Охлажденный синтез-газ

19 Скруббер

20 Производство серы

21 Очищенный синтез-газ

22 Серные компоненты

23 Парогенератор-рекуператор

24 Очистка воды

25 Жидкость

26 Парогенератор-рекуператор

27 Водоочистная система

28 Синтез-газ

29 Камера сгорания

30 Воздух

31 Компрессор

32 Азот

33 Компрессор жидкого азота

34 Выхлоп

35 Паровая турбина

36 Электрогенератор

37 Выхлоп

38 Паровая турбина

39 Генератор

40 Пар

41 Конденсатор

42 Охлаждающая текучая среда

43 Охлаждающий стояк

44 Сконденсированный пар

46 Компонент системы газификации

47 Синтез-газ

50 Резервуар

52 Охлаждающая текучая среда

53 Отверстие

54 Погружная трубка

56 Вытяжная трубка

58 Внутренняя камера

59 Коническая часть

60 Наружная камера

61 Частицы

62 Выпускное отверстие

64 Перегородка

66 Выпуск

68 Охлаждающее кольцо

70 Демпфирующая пластина

72 Внутренний диаметр

74 Наружный диаметр

75 Отверстия

76 Уровень

78 Уровень

80 Площадь поверхности

82 Наружная периферия

84 Внутренняя периферия

88 Демпфирующая пластина

90 Перепускные трубки

92 Перепускные трубки

94 Вентили

96 Площадь поверхности

98 Демпфирующее кольцо

100 Опора

102 Демпфирующие стержни

104 Блоки/поплавки

106 Змеевик теплообменника

108 Впуск

110 Выпуск

112 Удлинение вытяжной трубки

114 Отверстия

118 Кольцо

120 Удлинение погружной трубки

121 Отверстия

124 Ширина

126 Внутренний диаметр вытяжной трубки

128 Наружный диаметр погружной трубки

130 Пластина.

Изобретение относится к компонентам системы газификации и, более конкретно, к механизмам гашения потока в таких системах газификации. В одном варианте выполнения изобретения в компоненте системы газификации, таком как узел (14) интенсивного охлаждения или скруббер (19), может содержаться объем охлаждающей текучей среды (52), предназначенной для охлаждения второй текучей среды (47). Компонент системы газификации содержит механизм (70, 88, 98, 100, 102, 104, 106, 112, 118, 120, 130) гашения потока, предназначенный для ослабления потока охлаждающей текучей среды (52), второй текучей среды (47) или их обеих в компоненте системы газификации. Механизм гашения потока может быть расположен во внутренней камере (58), образованной между погружной трубкой (54) и вытяжной трубкой (56), либо в наружной камере (60), образованной между стенками компонента системы газификации и вытяжной трубкой (56). Кроме того, механизм гашения потока может быть расположен между внутренней камерой (58) и наружной камерой (60). Изобретение направлено на создание компонента системы газификации, предназначенного для минимизации флуктуации потока в нем. 9 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Компонент системы газификации, содержащий:
резервуар (50), предназначенный для размещения объема охлаждающей текучей среды (52),
погружную трубку (54), расположенную в указанном резервуаре (50) и предназначенную для направления второй текучей среды (47) к указанному объему,
вытяжную трубку (56), которая окружает погружную трубку (54) с образованием внутренней камеры (58) между указанными трубками (54) и (56) и наружной камеры (60) между вытяжной трубкой (56) и стенками резервуара, и
один или более механизмов (70, 88, 98, 100, 102, 104, 106, 112, 118, 120, 130) гашения потока, расположенных во внутренней камере (58) и/или наружной камере (60) либо между ними и предназначенных для ослабления потока охлаждающей текучей среды (52), или второй текучей среды (47), или их обеих в указанном компоненте системы газификации.

2. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит одно или более колец (70, 88, 98, 130), расположенных концентрическим образом вокруг вытяжной трубки (56) и предназначенных для уменьшения проходного сечения потока через наружную камеру (60) по меньшей мере приблизительно на 80%.

3. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит первое кольцо (98), прилегающее к резервуару (50), и второе кольцо (98), прилегающее к вытяжной трубке (56) и выполненное с возможностью сопряжения с первым кольцом (98) с образованием извилистой траектории потока охлаждающей текучей среды (52) через наружную камеру (60).

4. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит кольцевую пластину (98), наружная периферическая поверхность которой прилегает к резервуару (50), а внутренняя периферическая поверхность (84) прилегает к вытяжной трубке (56), и которая имеет отверстия (75), обеспечивающие возможность прохождения охлаждающей текучей среды (52) через указанную пластину (70).

5. Компонент по п.1, в котором резервуар (50) содержит перепускные трубки (90), предназначенные для направления текучей среды в обход участка наружной камеры (60), при этом механизм гашения содержит кольцевую пластину (88), предназначенную для создания препятствия протеканию охлаждающей текучей среды (52) через указанный участок наружной камеры (60) и для направления охлаждающей текучей среды (52) по перепускным трубкам (90).

6. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит плавающие блоки (104), выполненные с возможностью плавания в указанном объеме охлаждающей текучей среды.

7. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит трубчатый теплообменник (106), расположенный спиралеобразно вокруг вытяжной трубки (56).

8. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит кольцевое удлинение (112) вытяжной трубки, присоединенное к конической части (59) резервуара (50), предназначенного для размещения объема охлаждающей текучей среды, и имеющее перфорированные отверстия (114), которые обеспечивают возможность прохождения охлаждающей текучей среды (52) между внутренней камерой (58) и наружной камерой (60).

9. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит кольцо (118), расположенное во внутренней камере (58).

10. Компонент по п.1, в котором механизм гашения содержит кольцевое удлинение (120) погружной трубки (54), проходящее по направлению к объему охлаждающей текучей среды и имеющее перфорированные отверстия (121), которые обеспечивают возможность прохождения охлаждающей текучей среды (52), или второй текучей среды (47), или их обеих через стенки погружной трубки (54).