專利名稱：用于減少管道振動(dòng)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)，并且更具體地涉及用于 將給料噴射到氣化器中的先進(jìn)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
至少一些公知的氣化器將燃料、空氣或氧氣、蒸汽和/或石灰的混合物轉(zhuǎn)化為部 分氧化的氣體的輸出，有時(shí)候稱為“合成氣”。合成氣被供應(yīng)給驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)供應(yīng)電功率的發(fā) 電機(jī)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器。來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣可被供應(yīng)給產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)蒸 汽渦輪機(jī)的蒸汽的熱回收蒸汽發(fā)生器。蒸汽渦輪機(jī)所產(chǎn)生的動(dòng)力還驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)提供電功率 的發(fā)電機(jī)。通過(guò)給料噴射器將燃料、空氣或氧氣、蒸汽和/或石灰從單獨(dú)的源噴射到氣化器 中，該給料噴射器將給料源聯(lián)接到給料噴嘴上。至少一些公知的氣化給料噴射器包括相對(duì) 長(zhǎng)的同心管道，例如，從在氣化器外部的源延伸至在氣化器內(nèi)部終止的相對(duì)端九英尺長(zhǎng)。以 相對(duì)高的速度通過(guò)管道的給料流可引起一個(gè)或多個(gè)同心地構(gòu)造的管道中的振動(dòng)響應(yīng)。振動(dòng) 趨于引起給料噴射器的構(gòu)件的疲勞失效。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，一種氣化器系統(tǒng)包括第一大致圓柱形管道，該管道包括徑向外 表面、徑向內(nèi)表面和在外表面與內(nèi)表面之間延伸的材料的厚度。第一管道還包括供應(yīng)端、排 放端和在二者之間延伸的長(zhǎng)度。該氣化器系統(tǒng)還包括至少部分地在第一管道內(nèi)并與第一管 道大致同心地對(duì)準(zhǔn)的第二管道。第二管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在外表面與內(nèi)表 面之間延伸的材料的厚度。第二管道還包括供應(yīng)端、排放端和在二者之間延伸的長(zhǎng)度。第 二管道排放端聯(lián)接到第一管道排放端上。該氣化器系統(tǒng)還包括至少一個(gè)支撐部件，該支撐 部件在第二管道的徑向外表面與第一管道的徑向內(nèi)表面之間延伸，其中該支撐部件沿著第 二管道的長(zhǎng)度定位，以有利于減少第二管道對(duì)通過(guò)第一管道和第二管道中的至少一個(gè)的流 體流的振動(dòng)響應(yīng)。在另一實(shí)施例中，一種組裝氣化器給料噴射器的方法包括提供具有第一外徑的第 一給料管道。第一管道還包括供應(yīng)端、排放端和在二者之間延伸的長(zhǎng)度。該方法還包括提供 第二給料管道，該第二給料管道具有第一內(nèi)徑、供應(yīng)端、排放端和在二者之間延伸的長(zhǎng)度， 在沿著第一管道的長(zhǎng)度的位置處將支撐部件聯(lián)接到第一管道的外表面上，該位置被確定為 有利于減少第一管道對(duì)通過(guò)第一管道和第二管道中的至少一個(gè)的流體流的振動(dòng)響應(yīng)。將支 撐部件尺寸設(shè)置成從第一管道的外表面延伸至第二管道的內(nèi)表面。該方法還包括將第一管 道插入第二管道使得第一管道和第二管道大致同心地對(duì)齊。在再另一實(shí)施例中，一種氣化系統(tǒng)包括用于使燃料部分氧化的壓力容器，以及構(gòu) 造成將燃料噴射到該壓力容器中的給料噴射器，其中該給料噴射器還包括第一大致圓柱形 第一管道、至少部分地在所述第一管道內(nèi)并與所述第一管道大致同心地對(duì)齊的第二管道、以及在第二管道的徑向外表面與第一管道的徑向內(nèi)表面之間延伸的至少一個(gè)支撐部件。該 第一管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在外表面與內(nèi)表面之間延伸的材料的厚度。第一 管道還包括供應(yīng)端、排放端和在二者之間延伸的長(zhǎng)度。第二管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表 面和在外表面與內(nèi)表面之間延伸的材料的厚度。第二管道還包括供應(yīng)端、排放端和在二者 之間延伸的長(zhǎng)度。支撐部件沿著第二管道的長(zhǎng)度定位，以有利于減少第二管道對(duì)通過(guò)第一 管道和第二管道中的至少一個(gè)的流體流的振動(dòng)響應(yīng)。


圖1是示例性公知的整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)的示意圖；以及圖2是可與圖1所示的系統(tǒng)一起使用的先進(jìn)固體去除氣化器的示例性實(shí)施例的示 意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的給料噴射器的放大截面圖；圖4是沿著視圖4-4截取的圖3中所示的給料噴射器的截面圖；以及圖5A、5B、5C和5D是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的圖3中所示的給料噴射器208的 側(cè)視立面圖。
具體實(shí)施例方式以下詳細(xì)描述以舉例而非以限制的方式說(shuō)明本公開(kāi)內(nèi)容。該描述清楚地使本領(lǐng)域 的技術(shù)人員能夠制造和利用本公開(kāi)內(nèi)容，描述了本公開(kāi)內(nèi)容的若干實(shí)施例、改型、變型、備 選方案和用途，包括目前認(rèn)為是實(shí)施本公開(kāi)內(nèi)容的最佳模式的東西。本公開(kāi)內(nèi)容被描述為 應(yīng)用于優(yōu)選實(shí)施例，即，將給料噴射到反應(yīng)器中的系統(tǒng)和方法。但是，預(yù)期此公開(kāi)內(nèi)容對(duì)于 工業(yè)、商業(yè)和民用應(yīng)用中的管道系統(tǒng)具有一般性的應(yīng)用。圖1是示例性整體氣化聯(lián)合循環(huán)(IGCC)發(fā)電系統(tǒng)50的示意圖。IGCC系統(tǒng)50總 體上包括主空氣壓縮機(jī)52、與壓縮機(jī)52成流連通聯(lián)接的空氣分離單元54、與空氣分離單元 M成流連通聯(lián)接的氣化器56、與氣化器56成流連通聯(lián)接的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10以及蒸汽渦 輪機(jī)58。在操作中，壓縮機(jī)52壓縮環(huán)境空氣。壓縮空氣被引導(dǎo)到空氣分離單元M。在一 些實(shí)施例中，除壓縮機(jī)52外或代替壓縮機(jī)52，來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)12的壓縮空氣被 供應(yīng)給空氣分離單元M?？諝夥蛛x單元M使用壓縮空氣來(lái)產(chǎn)生氧氣以便由氣化器56使 用。更具體而言，空氣分離單元M將壓縮空氣分離成單獨(dú)的氧氣流和氣體副產(chǎn)品，有時(shí)候 稱為“過(guò)程氣體”?？諝夥蛛x單元M所產(chǎn)生的過(guò)程氣體包括氮?dú)獠⑶椅闹袑⒎Q為“氮過(guò)程 氣體”。氮過(guò)程氣體也可包括其它氣體，例如但不限于氧氣和/或氬氣。例如，在一些實(shí)施 例中，氮過(guò)程氣體包括介于約95%與約100%之間的氮?dú)?。氧氣流被引?dǎo)到氣化器56以便 用于產(chǎn)生部分燃燒的氣體，文中稱為由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10用作燃料的“合成氣”，如以下更 詳細(xì)地描述的那樣。在一些公知的IGCC系統(tǒng)50中，至少一些氮過(guò)程氣流，即空氣分離單元 54的副產(chǎn)品，被排出到大氣。此外，在一些公知的IGCC系統(tǒng)50中，一些氮過(guò)程氣流被噴入 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器14內(nèi)的燃燒區(qū)(未示出)，以有利于控制發(fā)動(dòng)機(jī)10的排放，并且更 具體而言，有利于降低燃燒溫度并減少來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)10的氮氧化物排放。IGCC系統(tǒng)50可包 括用于在噴入燃燒區(qū)之前壓縮氮過(guò)程氣流的壓縮機(jī)60。氣化器56將燃料、由空氣分離單元M供應(yīng)的氧氣、蒸汽和/或石灰的混合物轉(zhuǎn)換成合成氣的輸出以便由燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10用作燃料。雖然氣化器56可使用任何燃料，但 在一些公知的IGCC系統(tǒng)50中，氣化器56使用煤、石油焦、殘油、油乳液、浙青砂和/或其它 類似燃料。在一些公知的IGCC系統(tǒng)50中，氣化器56所產(chǎn)生的合成氣包括二氧化碳。氣化 器52所產(chǎn)生的合成氣可在被引導(dǎo)到燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器14用于其燃燒之前在清潔裝置 62中進(jìn)行清潔。二氧化碳可在清潔期間與合成氣分離，并且在一些公知的IGCC系統(tǒng)50中 被排出到大氣。從燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10輸出的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)(未示出)供應(yīng)電力的發(fā)電 機(jī)64。來(lái)自燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的排氣被供應(yīng)給產(chǎn)生用于驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)58的蒸汽的熱回 收蒸汽發(fā)生器66。蒸汽渦輪機(jī)58所產(chǎn)生的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)向電網(wǎng)提供電力的發(fā)電機(jī)68。在一些 公知的IGCC系統(tǒng)50中，來(lái)自熱回收蒸汽發(fā)生器66的蒸汽被供應(yīng)給氣化器52以便產(chǎn)生合 成氣。圖2是可與系統(tǒng)50 (在圖1中示出)一起使用的先進(jìn)的固體去除氣化器200的示 例性實(shí)施例的示意圖。在示例性實(shí)施例中，氣化器200包括上外殼202、下外殼204和在二 者之間延伸的大致圓柱形容器主體206。給料噴射器208穿透上外殼202，以將燃料流引導(dǎo) 到氣化器200中。燃料經(jīng)燃料噴射器208中的一個(gè)或多個(gè)通道輸送并離開(kāi)噴嘴210，該噴嘴 210以預(yù)定圖案212將燃料引入氣化器200中的燃燒區(qū)214。燃料可在進(jìn)入噴嘴210之前 與其它物質(zhì)混合或可在從噴嘴210離開(kāi)的同時(shí)與其它物質(zhì)混合。例如，燃料可在進(jìn)入噴嘴 210之前與從系統(tǒng)50的過(guò)程回收的微粒混合，并且燃料可在噴嘴210處或噴嘴210的下游 與諸如空氣或氧氣的氧化劑混合。在該示例性實(shí)施例中，燃燒區(qū)214是與噴嘴210對(duì)準(zhǔn)并串聯(lián)流連通的垂直定向的 大致圓柱形空間。燃燒區(qū)210的外周由耐火壁216限定，該耐火壁216包括諸如hcoloy 管道218的結(jié)構(gòu)基層和構(gòu)造成耐受燃燒區(qū)210內(nèi)包含的比較高的溫度和高壓的效應(yīng)的耐火 涂層220。耐火壁216的出口端222包括構(gòu)造成維持燃燒區(qū)214中的預(yù)定背壓、同時(shí)容許燃 燒區(qū)214中產(chǎn)生的燃燒產(chǎn)物和合成氣離開(kāi)燃燒區(qū)214的收斂型出口噴嘴224。燃燒產(chǎn)物包 括氣態(tài)副產(chǎn)品、一般形成在耐火涂層220上的爐渣以及隨氣態(tài)副產(chǎn)品懸浮攜帶的微粒。在離開(kāi)燃燒區(qū)214后，可流動(dòng)爐渣和固體爐渣在重力影響下落入底部外殼204中 的閘斗倉(cāng)(loddiopper) 226。閘斗倉(cāng)2 維持一定水位，該水位使可流動(dòng)爐渣激冷而成為可 在從氣化器200除去后碎裂成更小塊的易碎固體材料。閘斗倉(cāng)2 還截留大約90%的離開(kāi) 燃燒區(qū)214的微粒。在示例性實(shí)施例中，環(huán)形第一通道2 至少部分地包圍燃燒區(qū)214。第一通道2 由在內(nèi)周的耐火壁216以及在第一通道228的徑向外周的與燃燒區(qū)214同軸地對(duì)準(zhǔn)的圓柱 形外殼230限定。第一通道2 在頂部由頂部凸緣232封閉。氣態(tài)副產(chǎn)品和剩余10%的微 粒從燃燒區(qū)214中的向下方向234被引導(dǎo)到第一通道228中的向上方向236。在出口噴嘴 224的快速重新定向利于微粒和爐渣與氣態(tài)副產(chǎn)品分離。氣態(tài)副產(chǎn)品和剩余10%的微粒經(jīng)第一通道2 被向上輸送到第一通道出口 238。 在經(jīng)第一通道2 輸送氣態(tài)副產(chǎn)品期間，可從氣態(tài)副產(chǎn)品和微?；厥諢崃?。例如，氣態(tài)副產(chǎn) 品在大約2500° F的溫度下進(jìn)入第一通道228，而當(dāng)離開(kāi)第一通道2 時(shí)，氣態(tài)副產(chǎn)品的溫 度為大約1800° F。氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒經(jīng)第一通道出口 238離開(kāi)第一通道2 進(jìn)入第二環(huán) 形通道M0，此處氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒被重新定向到向下流動(dòng)方向。隨著氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的 流經(jīng)過(guò)第二通道240被輸送，可使用例如過(guò)熱管242從氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的流回收熱量，過(guò)熱管242從氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的流除去熱量并且將熱量傳遞給流經(jīng)過(guò)熱管242的內(nèi)部通道 的蒸汽。例如，氣態(tài)副產(chǎn)品在大約1800° F的溫度下進(jìn)入第二通道240并在大約1500° F 的溫度下離開(kāi)第二通道對(duì)0。當(dāng)氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的流到達(dá)緊鄰底部外殼204的第二通道 240的底端244時(shí)，第二通道240朝間斗倉(cāng)2 收斂。在底端244處，氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的 流沿向上方向被引導(dǎo)通過(guò)使氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒的流降低過(guò)熱的灑水對(duì)6。從氣態(tài)副產(chǎn)品和 微粒的流除去的熱量趨于使灑水246蒸發(fā)并使微粒凝聚，使得微粒形成落入下外殼204的 比較大的灰塊(ash clod)。氣態(tài)副產(chǎn)品和剩余微粒的流沿相反的方向被引導(dǎo)并定向到穿孔 板448的下側(cè)，該穿孔板448形成界定底端244的環(huán)形盤(pán)。水位維持在穿孔板448上方，以 提供用于從氣態(tài)副產(chǎn)品流除去額外的微粒的觸媒。隨著氣態(tài)副產(chǎn)品和剩余微粒的流向上通 過(guò)穿孔板448中的穿孔過(guò)濾，微粒接觸水并被卷入水浴中，并且被向下攜帶通過(guò)穿孔進(jìn)入 底部外殼204中的水池。閘斗倉(cāng)226的底部與底部外殼204之間的間隙250容許微粒流經(jīng) 閘斗倉(cāng)226，此處微粒被從氣化器200除去。夾帶分離器2M在穿孔板248和穿孔板248上方的水位上方環(huán)繞下外殼204的上 端。夾帶分離器2M可為例如旋風(fēng)或離心分離器，包括切向進(jìn)口或?qū)u旋運(yùn)動(dòng)賦予氣態(tài)副 產(chǎn)品和剩余微粒的轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉。微粒被離心力向外拋擲到分離器的壁上，此處微粒聚結(jié)并下 落在分離器底部外殼204的壁上。此外，使用金屬絲網(wǎng)形成網(wǎng)狀墊，其中剩余微粒沖擊在網(wǎng) 狀墊表面上，與其它微粒凝聚，在重力作用下借助于灑水排泄到底部外殼204。此外，夾帶分 離器可為葉片型，例如V形分離器或沖擊分離器。在V形分離器中，氣態(tài)副產(chǎn)品經(jīng)過(guò)葉片之 間并被迫以之字形圖案移動(dòng)。被夾帶的微粒和任何液滴不能跟隨氣體流線，因此它們沖擊 在葉片表面上、聚結(jié)并回落到底部外殼204中?？稍谌~片的兩側(cè)增加諸如鉤部和囊部的特 殊特征，以有利于改善微粒和液滴捕集?？蓪形格柵堆疊或斜放在彼此之上，以提供一系 列分離級(jí)。沖擊分離器在氣態(tài)副產(chǎn)品和微粒經(jīng)過(guò)彎曲的葉片時(shí)形成旋風(fēng)運(yùn)動(dòng)，賦予使夾帶 的微粒和任何液滴被定向到容器壁的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，此處夾帶的微粒和任何液滴被收集并定向 到底部外殼204。在該示例性實(shí)施例中，夾帶分離器為V型分離器，雖然設(shè)想了其它類型的分離器 并且可使用它們代替旋風(fēng)型分離器或與旋風(fēng)型分離器并用。氣態(tài)副產(chǎn)品和任何剩余微粒的流進(jìn)入分離器254，此處從氣態(tài)副產(chǎn)品流除去基本 上所有的剩余夾帶的微粒和任何液滴。氣態(tài)副產(chǎn)品流通過(guò)出口 256離開(kāi)氣化器以便進(jìn)行進(jìn)
一步處理。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的給料噴射器208(在圖2中示出)的放大截面 圖。在該示例性實(shí)施例中，給料噴射器208包括中心給料流管道302，以及在噴嘴210的出 口端308出收斂以形成出口孔310的同心環(huán)形給料流管道304和306。在操作期間，燃料噴射器208通過(guò)管道304提供含碳燃料的給料流并通過(guò)管道302 和306提供主和副氧化劑流。在備選實(shí)施例中，管道304提供固體含碳燃料的可泵送液相 漿狀物，比方說(shuō)，例如煤-水漿狀物。含氧氣體和含碳漿狀物在超出緊鄰噴嘴出口端308的 燃料噴射器噴嘴210的出口孔310的預(yù)定距離處結(jié)合而形成反應(yīng)區(qū)(未示出)，其中剛形 成的燃料流自行點(diǎn)燃。燃料流的自行點(diǎn)燃在結(jié)合的燃料流從噴嘴出口孔310離開(kāi)時(shí)通過(guò)結(jié) 合的燃料流的分散或霧化而加強(qiáng)。此類霧化促進(jìn)了氣化過(guò)程所需的產(chǎn)品反應(yīng)和發(fā)熱。結(jié) 果，緊鄰燃料噴射器噴嘴210的出口端308的反應(yīng)區(qū)的特征在于強(qiáng)熱，且溫度范圍介于大約F至3000° F之間。為了對(duì)于反應(yīng)區(qū)足夠地推動(dòng)流以形成遠(yuǎn)離噴嘴出口孔310的距 離，流以比較高的速度移動(dòng)通過(guò)管道302、304和306。煤漿狀物流和氧氣流在運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的此 類比較高的速度可能引起管道302中的振動(dòng)。此類振動(dòng)趨于導(dǎo)致燃料噴射器208的各種構(gòu) 件的疲勞失效。為了有利于減少管道302的振動(dòng)，將多個(gè)支撐部件312聯(lián)接到管道302的 徑向外表面上。支撐部件312在外表面314與內(nèi)表面316之間的環(huán)形空間中從外表面314 徑向向外地延伸至管道304的徑向內(nèi)表面316。支撐部件312包括沿流體流方向的長(zhǎng)度318、外表面314與內(nèi)表面316之間的寬度 320以及厚度(圖3中未示出)。在該示例性實(shí)施例中，長(zhǎng)度318大于寬度320，而寬度320 大于厚度。同樣在該示例性實(shí)施例中，長(zhǎng)度318與第一管道的長(zhǎng)度對(duì)齊。此類定向?yàn)榈诙?管道304中的流體流提供了支撐部件312的最小截面積，以有利于減少第二管道304中由 于支撐部件312而引起的壓頭損失(head loss)。長(zhǎng)度318可選擇成有利于減少第二管道 304中的壓頭損失和/或進(jìn)行整流(flowstraightening)。在各種備選實(shí)施例中，支撐部件 312可為具有從外表面314延伸至內(nèi)表面316的長(zhǎng)度的圓柱形桿。此外，在其它實(shí)施例中， 支撐部件312可包括翼型件形、淚滴形或沿著其長(zhǎng)度為管道302提供硬度并趨于不增加管 道304中的壓頭損失的其它形狀。增加硬度趨于改變管道302的振動(dòng)模式使得有利于通過(guò) 經(jīng)過(guò)管道302和/或管道304的流體流減少噴射器208的疲勞失效。包括多個(gè)支撐部件312的一組支撐部件312可在沿著管道302的長(zhǎng)度的單個(gè)位置 處圍繞外表面314周向隔開(kāi)。在其它實(shí)施例中，多組支撐部件312可圍繞外表面314周向 地隔開(kāi)，沿著管道302的長(zhǎng)度軸向地隔開(kāi)。支撐部件312或支撐部件302的組可沿著管道 302的長(zhǎng)度等距地定位，或可在被確定為有利于減少管道302和/或管道304的振動(dòng)模式或 振幅的位置處隔開(kāi)。圖4是沿著視圖4-4(在圖3中示出)截取的給料噴射器208的截面圖。在該示 例性實(shí)施例中，給料噴射器208包括示出為同心地對(duì)齊的管道302、304和306。將多個(gè)支撐 部件312示出為在管道304內(nèi)從外表面314延伸至內(nèi)表面316。在該示例性實(shí)施例中，支撐 部件312例如通過(guò)焊接聯(lián)接到外表面314上并與內(nèi)表面316摩擦地接合使得管道302被牢 固地保持在管道304內(nèi)。管道302與管道304之間通過(guò)支撐部件312的此類連接容許管道 302與管道304之間的差別膨脹，同時(shí)增加管道302和管道304的硬度。此外，可定位在管 道302和管道304內(nèi)部、外側(cè)或之間的其它同心地對(duì)齊的管道(未示出)可從此類連接受 益。在各種實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)卦O(shè)置尺寸的支撐部件也可在管道306內(nèi)安裝在管道304的外 表面402與管道306的內(nèi)表面404之間。類似地，任何數(shù)量的同心地對(duì)齊的管道可利用如 文中所示的支撐部件，以有利于減少對(duì)相鄰管道之間的環(huán)形通道中的流的振動(dòng)響應(yīng)。在該 示例性實(shí)施例中，四個(gè)支撐部件312包括相對(duì)于彼此軸向相鄰地定位并圍繞管道302周向 隔開(kāi)的一組408支撐部件。在各種其它實(shí)施例中，其它數(shù)量的支撐部件可用于組408中，例 如但不限于三個(gè)(通過(guò)管道304內(nèi)的虛線示出)。圖5A、5B、5C和5D是根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的給料噴射器208 (在圖3中示出) 的側(cè)視立面圖。在示例性實(shí)施例中，將支撐部件312示為在通過(guò)管道304的流體流中定位 在管道302與管道304之間。支撐部件502包括翼型件形截面。支撐部件504包括大致圓 形截面，而支撐部件506包括淚滴形截面。支撐部件508包括具有進(jìn)入流體流的尖形輪廓 的有角截面?？苫诹鹘?jīng)管道304的材料(包括與材料相關(guān)的過(guò)程參數(shù)，包括但不限于流速、壓力、溫度、粘度和密度)確定該截面形狀。如文中所用，“流體”是指可流動(dòng)的任何組合物，例如但不限于半固體、糊狀物、溶 液、水混合物、凝膠體、洗劑、膏狀物、分散劑、乳劑、泡沫、懸浮液、微乳液和其它此類組合 物。上述噴射給料的方法和系統(tǒng)是成本經(jīng)濟(jì)且極為可靠的。方法和系統(tǒng)有利于以成本 經(jīng)濟(jì)和可靠的方式使用從單獨(dú)的供應(yīng)源至共同的反應(yīng)區(qū)的多個(gè)給料流操作氣化器系統(tǒng)。雖然已就各種具體實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，可在權(quán) 利要求的精神和范圍內(nèi)以改型來(lái)實(shí)施本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種氣化器系統(tǒng)，包括第一大致圓柱形管道，所述第一管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在所述外表面與 所述內(nèi)表面之間延伸的材料的厚度，所述第一管道還包括供應(yīng)端、排放端和在所述供應(yīng)端 與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度；至少部分地在所述第一管道內(nèi)并與所述第一管道大致同心地對(duì)齊的第二管道，所述 第二管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在所述外表面與所述內(nèi)表面之間延伸的材料的厚 度，所述第二管道還包括供應(yīng)端、排放端和在所述供應(yīng)端與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度，所 述第二管道的排放端聯(lián)接到所述第一管道的排放端上；以及在所述第二管道的所述徑向外表面與所述第一管道的所述徑向內(nèi)表面之間延伸的至 少一個(gè)支撐部件，所述支撐部件沿著所述第二管道的長(zhǎng)度定位，使得有利于減少所述第一 管道和所述第二管道中的至少一個(gè)對(duì)通過(guò)所述第一管道和所述第二管道中的至少一個(gè)的 流體流的振動(dòng)響應(yīng)。1
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)支撐部件包括長(zhǎng)度、寬度和 厚度，其中所述長(zhǎng)度大于所述寬度且所述寬度大于所述厚度，所述支撐部件的所述長(zhǎng)度與 所述第二管道的長(zhǎng)度對(duì)齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述支撐部件至少包括第一截面積和第二截面 積，其中所述第一截面積小于所述第二截面積，所述支撐部件對(duì)齊使得所述第一截面積面 向通過(guò)所述第一管道的流體流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括在沿著所述第二管道的 長(zhǎng)度的單個(gè)軸向位置處圍繞所述第二管道的所述外表面周向地隔開(kāi)的一組多個(gè)支撐部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圍繞所述第二管道的所 述外表面周向地隔開(kāi)的多組支撐部件，所述多組支撐部件沿著所述第二管道的長(zhǎng)度隔開(kāi)。
6.一種組裝氣化器給料噴射器的方法，包括提供具有第一外徑的第一給料管道，所述第一管道包括供應(yīng)端、排放端和在所述供應(yīng) 端與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度；提供具有第一內(nèi)徑的第二給料管道，所述第二管道包括供應(yīng)端、排放端和在所述供應(yīng) 端與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度；在沿著所述第一管道的長(zhǎng)度的位置處將支撐部件聯(lián)接到所述第一管道的外表面上，所 述位置被確定成有利于減少所述第一管道對(duì)通過(guò)所述第一管道和所述第二管道中的至少 一個(gè)的流體流的振動(dòng)響應(yīng)，將所述支撐部件尺寸設(shè)置成從所述第一管道的外表面延伸至所 述第二管道的內(nèi)表面；以及將所述第一管道插入所述第二管道使得所述第一管道和所述第二管道大致同心地對(duì)齊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述支撐部件包括長(zhǎng)度、寬度和厚度，所 述長(zhǎng)度大于所述寬度并且所述寬度大于所述厚度，并且其中將支撐部件聯(lián)接到所述第一管 道的外表面上包括將所述支撐部件的長(zhǎng)度與所述第一管道的長(zhǎng)度對(duì)齊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述支撐部件包括長(zhǎng)度、寬度和厚度，所 述長(zhǎng)度大于所述寬度并且所述寬度大于所述厚度，并且其中將支撐部件聯(lián)接到所述第一管 道的外表面上包括將所述支撐部件的長(zhǎng)度與所述第一管道的外表面法向地對(duì)齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將支撐部件聯(lián)接到所述第一管道的外表 面上包括將所述支撐部件成形為有利于通過(guò)所述第二管道的流體流的層流的輪廓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將支撐部件聯(lián)接到所述第一管道的外表 面上包括將所述支撐部件成形為有利于通過(guò)所述第二管道的流體流的湍流的輪廓。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，將所述第一管道插入所述第二管道包括 將所述支撐部件的遠(yuǎn)端滑動(dòng)地接合到所述第一內(nèi)徑上，使得當(dāng)流體在所述第一管道和所述 第二管道中的至少一個(gè)中流動(dòng)時(shí)，所述支撐部件保持楔在所述第一管道與所述第二管道之 間。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定有利于減少所述第 一管道和所述第二管道中的至少一個(gè)的振動(dòng)的所述支撐部件的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定有利于增加所述第 一管道的最低固有頻率的所述支撐部件的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法還包括確定有利于減少通過(guò)所 述第二管道的流的不規(guī)則性的所述支撐部件的位置和輪廓。
15.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，確定有利于將所述第一管道的最低固有 頻率從大約27Hz增加到107Hz的所述支撐部件的位置。
16.一種氣化系統(tǒng)，包括用于部分地氧化燃料的壓力容器；構(gòu)造成將燃料噴射到所述壓力容器中的給料噴射器；其中，所述給料噴射器還包括第一大致圓柱形第一管道，所述第一管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在所述外表 面與所述內(nèi)表面之間延伸的材料的厚度，所述第一管道還包括供應(yīng)端、排放端和在所述供 應(yīng)端與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度；至少部分地定位在所述第一管道內(nèi)并與所述第一管道大致同心地對(duì)齊的第二管道，所 述第二管道包括徑向外表面、徑向內(nèi)表面和在所述外表面與所述內(nèi)表面之間延伸的材料的 厚度，所述第二管道還包括供應(yīng)端、排放端和在所述供應(yīng)端與所述排放端之間延伸的長(zhǎng)度， 所述第二管道排放端聯(lián)接到所述第一管道排放端上；以及在所述第二管道的所述徑向外表面與所述第一管道的所述徑向內(nèi)表面之間延伸的至 少一個(gè)支撐部件，所述支撐部件沿著所述第二管道的長(zhǎng)度定位，以有利于減少所述第二管 道對(duì)通過(guò)所述第一管道和所述第二管道中的至少一個(gè)的流體流的振動(dòng)響應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述至少一個(gè)支撐部件包括長(zhǎng)度、寬度 和厚度，其中所述長(zhǎng)度大于所述寬度且所述寬度大于所述厚度，所述支撐部件的所述長(zhǎng)度 與所述第一管道的長(zhǎng)度對(duì)齊。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述支撐部件至少包括第一截面積和第二截 面積，其中所述第一截面積小于所述第二截面積，所述支撐部件對(duì)齊使得所述第一截面積 面向通過(guò)所述第一管道的流體流。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括在沿著所述第二管道 的長(zhǎng)度的單個(gè)位置處圍繞所述第二管道的所述外表面周向地隔開(kāi)的一組多個(gè)支撐部件。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括圍繞所述第二管道的所述外表面周向地隔開(kāi)的多組支撐部件，所述多組支撐部件沿著所述第二管道的長(zhǎng)度隔 開(kāi)。
全文摘要
提供了用于氣化器系統(tǒng)的方法和系統(tǒng)。該氣化器系統(tǒng)包括包含徑向內(nèi)表面的第一大致圓柱形管道、至少部分在第一管道內(nèi)并與第一管道大致同心地對(duì)齊的第二管道以及在第二管道的徑向外表面與第一管道的徑向內(nèi)表面之間延伸的至少一個(gè)支撐部件，其中支撐部件沿著第二管道的長(zhǎng)度定位，以有利于減少第一管道和第二管道中的至少一個(gè)對(duì)通過(guò)第一管道和第二管道中的至少一個(gè)的流體流的振動(dòng)響應(yīng)。
文檔編號(hào)F23G5/027GK102149972SQ200980125921
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月30日
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