CN102373093A - 用于装配喷射装置的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于装配喷射装置的方法和装置，具体而言，涉及一种用于反应器喷射器供料组件(319)中使用的喷射装置(300)，其包括联接在模块化末端(334)上的多个基本同心的管道(321/323/324/336/338/340)，模块化末端包括多个基本环形的喷嘴(348/350/352)。喷射装置还包括延伸到空腔(302)中的外表面(354/356)，使得外表面暴露于空腔中的热源中。喷射装置还包括至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)，其围绕该至少一个外表面的至少一部分形成，从而有利于从气化反应器内所产生的热源热隔离。

Description

用于装配喷射装置的方法和装置
技术领域
本发明总体涉及气化系统，例如用于整体气化联合循环(IGCC)发电设备中的气化系统，且更具体地，涉及用于从气化系统的喷射装置的外表面隔热的方法和装置。
背景技术
大部分已知的IGCC设备包括与至少一个发电涡轮机系统成一体的气化系统。例如，至少一些已知的气化系统将燃料、空气或氧气、蒸汽和/或CO2的混合物转换成合成气体或“合成气”。该合成气被引导到驱动向电网供电的发电机的燃气涡轮发动机的燃烧器。来自至少一些已知的燃气涡轮发动机的排气被供应到生成用于驱动蒸汽轮机的蒸汽的热回收蒸汽发生器(HRSG)。蒸汽轮机所产生的动力还驱动向电网供电的发电机。
至少一些已知的气化系统包括喷射系统，其为气化反应器供给过程流体，以促进至少一个放热反应。喷射系统可包括至少一个喷射装置，其部分地暴露于此类放热反应和相关联的高温下。此类高温可能降低了喷射装置内一些构件的有效寿命范围。
发明内容
一方面，一种装配气化反应器的方法包括使喷射装置至少部分地延伸到气化反应器中。喷射装置包括联接在模块化末端上的多个基本同心的管道和至少一个外表面。模块化末端包括多个冷却通道和限定在其中的多个基本环形的喷嘴。该方法还包括围绕外表面的至少一部分而形成至少一个隔离层，以有利于使喷射装置的至少一部分与气化反应器内的热量隔离。
另一方面，提供了一种喷射装置。该喷射装置包括联接在模块化末端上的多个基本同心的管道，模块化末端包括多个基本环形的喷嘴。喷射装置还包括至少一个外表面，其延伸到气化反应器中，使得该至少一个外表面暴露于气化反应器中的热源中。喷射装置还包括围绕所述至少一个外表面的至少一部分而形成的至少一个隔离层，以有利于对气化反应器内的热量的隔热。
在又一方面，提供了一种气化设施。该气化设施包括至少一个碳质反应剂源和至少一个氧化的流体反应剂源。气化设施还包括至少一个气化反应器，其包括与至少一个碳质反应剂源以及至少一个氧化的流体反应剂源保持流动连通的至少一个喷射装置。该至少一个喷射装置包括联接在模块化末端上的多个基本同心的管道，模块化末端包括多个基本环形的喷嘴。该至少一个喷射装置还包括至少一个外表面，其延伸到至少一个气化反应器中，使得该至少一个外表面暴露于该至少一个气化反应器内的热源中。该至少一个喷射装置还包括围绕所述至少一个外表面的至少一部分而形成的至少一个隔离层，以有利于对该至少一个气化反应器内的热量的隔热。
附图说明
图1是示例性气化设施的简图；
图2是可用于合成气体生成，例如可与图1中所示的气化设施一起使用的气化反应器的示意性的横截面图；
图3是可与图2中所示的气化反应器一起使用的示例性喷射器供料组件的示意性透视图；
图4是图3中所示的示例性喷射器供料组件的分解图；
图5是图3中所示的示例性喷射器供料组件的一部分的示意性的透视图；
图6是可与图5的喷射器供料组件一起使用的喷射装置的末端部分沿着区域6所取的示意性的横截面图；
图7是图6中所示的示例性末端部分的另一示意性的横截面图；
图8是图6和图7中所显示的示例性密封组件的示意性的横截面图；
图9是可与图5中所示的末端部分一起使用的示例性转接器部分的示意性的后视图；
图10是可与图5中所示的末端部分一起使用的示例性冷却剂隔离方案的示意性的横截面图；
图11是可与图5中所示的末端部分一起使用的另一示例性冷却剂隔离方案的示意性的横截面图；
图12是可与图11中所示的末端部分一起使用的冷却剂隔离方案的另一示意性的横截面图；
图13是可与图5中所示的末端部分一起使用的另一示例性冷却剂隔离方案的示意性的横截面图；
图14是可与图13中所示的末端部分一起使用的冷却剂隔离方案的另一示意性的横截面图；
图15是可与图5中所示的末端部分一起使用的示例性扩展耐火盖系统的示意图；
图16是图15中所示的扩展耐火盖系统的一部分的示意图；
图17是可与图5中所示的末端部分一起使用的示例性可置换隔离盖系统的示意图；
图18是装配图2中所示的气化反应器的示例性方法的流程图；且
图19是图18中所示的流程图的延续。
零部件列表
100整体气化联合循环(IGCC)发电设备
110燃气涡轮发动机
114涡轮
118第一发电机
120第一转子
130蒸汽涡轮发动机
132涡轮
134第二发电机
136第二转子
140蒸汽发生系统
142余热蒸汽发生器
144热传递装置
146蒸汽管道
148排气管道
150蒸汽管道
152烟气管道
200气化系统
202空气分离单元
204空气管道
206氮气管道
208气化反应器
210O2管道
211材料研磨和制浆单元
212材料供给管道
213给水管道
214材料浆状物管道
215渣和焦炭处理单元
216热渣流管道
217渣管道
218热的原质合成气管道
219冷却的原质合成气管道
220原质合成气管道
221洗涤器和LTGC单元
222细料管道
228清洁的合成气管道
230酸性气体脱除子系统
300喷射装置
302气化腔
304壁
306头部端盖
308头端部分
310尾端部分
312末端部分
314孔
316喷射装置轴向中心线
318气化腔纵向中心线
319喷射器供料组件
320第一再循环区域
D1第一距离
321内部氧气(O2)供给(卡口)部段
322第二再循环区域
D2第二距离
323中间浆状物(卡口)部段
324外部O2供给(卡口)部段
325O2旁路管线
326冷却流体入口歧管
327冷却流体出口歧管
328冷却流体线圈
329安装凸缘
332卡口转接器部分
334模块化末端
336外部GOX卡口转接器
338浆状物卡口转接器
340内部GOX卡口转接器
341部段324的末端
342部段323的末端
343部段321的末端
344浆状物通道
345外部GOX通道
346内部GOX通道
348内部GOX喷嘴
350浆状物喷嘴
352外部GOX喷嘴
353固位硬件
354末端部分312的外表面
356径向外表面
357密封组件
358密封组件
359密封组件
360密封组件
361密封组件
362转矩扳手
370冷却剂供给管道
374冷却剂返回管道
380配合末端
382第一纵向间隙
384径向间隙
386第二纵向间隙
388第一密封压盖
390第二密封压盖
392多个密封件
394第一密封件
396第二密封件
400冷却剂隔离方案
402径向外面通道
404外部径向入口
405内部径向入口
406径向内面通道
408外部径向出口
409内部径向出口
410固位硬件
412隔离层(插入件)
414屏障材料
416插入件延伸部分
418冷却剂供给管道
420冷却剂返回管道
D距离
Q距离
430冷却剂隔离方案
432径向最外层冷却剂供给通道
434径向最外层冷却剂返回通道
436径向外面部分
438径向内面部分
440插入式耐火插入件
442固位硬件
444空隙
450冷却剂隔离方案
452插座类型通道
454圆柱形耐火插入件
456隔离材料
460耐火盖系统
462可浇铸的耐火材料
464高温纤维毯
470可置换的隔离盖系统
472陶瓷毯
474支撑板
476栓柱
478锁板
479锥形角
480隔离盖
481锥形角
500示例性方法
502使喷射装置至少部分地延伸到...
504形成至少一个隔离层
506联接至少一个耐火层...
508装配至少一个可置换的隔离盖系统
508装配至少一个可置换的隔离盖系统
510联接陶瓷毯的至少一部分...
512联接至少一个支撑板...
514联接至少一个隔离盖...
516装配至少一个扩展的耐火盖系统
518联接至少一层高温...
520联接至少一个可浇铸的耐火层...
522在...中限定至少一个冷却通道
具体实施方式
图1是使用喷射系统具体而言气化设备的示例性设备、且更具体而言示例性整体气化联合循环(IGCC)发电设备100的示意图。备选地，如文中所述的用于生产合成气体的方法和设备与采用能实现此类方法和装置的任何适当的构造的任何设备一起使用，包括但不限于任何燃烧设备、化学处理设备和食品处理设备。
在示例性实施例中，IGCC设备100包括燃气涡轮发动机110。涡轮114经由第一转子120可旋转地联接到第一发电机118上。涡轮114与至少一个燃料源和至少一个空气源(两者均在下面更详细地描述)流动连通地联接并构造成分别从燃料源和空气源(两者在图1中均未示出)接收燃料和空气。涡轮114混合空气和燃料，产生热燃烧气体(未示出)，并且将气体内的热能转换成旋转能。旋转能经由转子120传输到发电机118，其中发电机118将旋转能转换成电能(未示出)以便传输到包括但不限于电网的至少一个负载(未示出)。
IGCC设备100还包括蒸汽涡轮发动机130。在示例性实施例中，发动机130包括经由第二转子136可旋转地联接到第二发电机134上的蒸汽轮机132。
IGCC设备100进一步包括蒸汽发生系统140。在示例性实施例中，系统140包括至少一个热回收蒸汽发生器(HRSG)142，其经由排气管道148从涡轮114接收排气(未示出)，该排气管道148供应用于HRSG142内的热量以从至少一个锅炉给水源产生一股或多股蒸汽流，该锅炉给水源包括但不限于至少一股经加热的锅炉给水流(未示出)。HRSG142还经由至少一个蒸汽管道146与至少一个热传递装置144流动连通地联接。装置144还与至少一个经加热的锅炉给水管道(未示出)流动连通地联接，其中装置144从同一或单独的锅炉给水源(未示出)接收经加热的锅炉给水(未示出)。HRSG 142经由管道146从装置144接收蒸汽(未示出)，其中HRSG 142有利于向蒸汽增加热能。HRSG 142经由蒸汽管道150与涡轮132流动连通地联接。在示例性实施例中，经冷却的燃烧气体经由烟气管道152从HRSG 142排出到大气。备选地，来自HRSG 142的过剩的燃烧气体的至少一部分被引导以便在IGCC设备100中其它部位使用。
管道150构造成将蒸汽(未示出)从HRSG 142引导到涡轮132。涡轮132构造成从HRSG 142接收蒸汽并将蒸汽中的热能转换为旋转能。旋转能经由转子136传输到发电机134，其中发电机134构造成有利于将旋转能转换成电能(未示出)，以便传输到包括但不限于电网的至少一个负载。蒸汽冷凝并经由冷凝物管道(未示出)作为锅炉给水返回。备选地，来自HRSG 142、蒸汽轮机132和/或热传递装置144的蒸汽的至少一部分被引导以便在IGCC 100中其它部位使用。
IGCC设备100还包括气化系统200。在示例性实施例中，系统200包括经由空气管道204与空气源流动连通地联接的至少一个空气分离单元202。该空气源包括但不限于专用的空气压缩机(未示出)和典型地与燃气涡轮发动机110相关的压缩机(未示出)。单元202构造成将空气分离成一股或多股氧气(O2)流、氮气(N2)流和其它成分流(均未示出)。其它成分流可经由排气孔(未示出)释放或被收集在储存单元(未示出)中。在示例性实施例中，N2的至少一部分经由N2管道被引导到燃气轮机114以有利于燃烧。
系统200包括气化反应器208，该气化反应器208与单元202流动连通地联接并构造成经由O2管道210接收从单元202引来的O2。系统200还包括材料研磨和浆化单元211。单元211分别经由含碳材料供应管道212和供水管道213与含碳材料源和水源(均未示出)流动连通地联接。在示例性实施例中，含碳材料为原油焦(petroleum coke)即石油焦(pet coke)。此外，在示例性实施例中，单元211构造成将石油焦和水混合以形成经由石油焦浆状物管道214被引导到反应器208的石油焦浆状物流(未示出)。备选地，使用有利于IGCC 100如文中所述操作的包括含碳固体的任何材料。同样，备选地，使用包括固态、液态或气态燃料物质的非浆状物燃料，包括燃料和其它材料的混合物，例如但不限于燃料和渣添加剂。
反应器208构造成分别经由管道214和210接收材料浆状物流和O2流。反应器208还构造成有利于热原质合成气体(合成气)流(未示出)的产生。此外，反应器208还构造成产生作为合成气生产的副产品的热渣和炭(两者均未示出)。
反应器208经由热合成气管道218与热传递装置144流动连通地联接。装置144构造成接收热原质合成气流并经由管道146将至少一部分热量传递到HRSG 142。随后，装置144产生经由合成气管道218被引导到涤气器和低温气体冷却(LTGC)单元211的经冷却的原质合成气流(未示出)。单元221构造成去除原质合成气流内夹杂的渣和炭的一部分(有时称为“细料(fines)”)并有利于经由细料管道222去除细料。细料被输送到废弃物收集系统(未示出)以便最终处置和/或再循环回到气化反应器208，以利用细料内未使用的碳含量。单元221还构造成进一步冷却原质合成气流。
装置144还有利于从热原质合成气流去除渣和炭。具体而言，渣和炭处理单元215经由热渣管道216与装置144流动连通地联接。单元215构造成抑制(quench)炭和渣的平衡，同时将渣分裂成小块，其中产生渣和炭去除流(未示出)并经管道217引导。以类似于上述细料的方式，渣和炭被引导到废弃物收集子系统(未示出)以便最终处理和/或再循环回到气化反应器208以利用渣和炭内未使用的碳。
系统200进一步包括酸性气体去除子系统230，其与单元221流动连通地联接并构造成经由原质合成气管道220接收经冷却的原质合成气流。子系统230还构造成有利于如以下进一步论述从原质合成气流去除酸性成分(未示出)的至少一部分。此类酸性气体成分包括但不限于H2S和CO2。子系统230进一步构造成有利于将酸性气体成分的至少一部分分离成包括但不限于H2S和CO2的成分。在示例性实施例中，CO2未被回收和/或隔离。备选地，子系统230经由至少一个CO2管道(未示出)与反应器208流动连通地联接，其中CO2流(未示出)被引导到反应器208的预定部分。经由子系统230去除此类CO2和H2S有利于产生经由清洁合成气管道228被引导到燃气轮机114的清洁合成气流(未示出)。
在操作中，空气分离单元202经由管道204接收空气。空气被分离成O2、N2和其它成分。其它成分被排出或收集，其中N2的至少一部分经由管道206被引导到涡轮114且O2的至少一部分经由管道210被引导到气化反应器208。N2和O2的剩余部分可作为多股流按需被引导到IGCC 100的其它部分，包括但不限于储存。同样，在操作中，材料研磨和浆化单元211分别经由管道212和213接收石油焦和水，形成石油焦浆状物流，并经由管道214将石油焦浆状物流引导到反应器208。
反应器208经由管道210接收O2，经由管道214接收石油焦。反应器208有利于产生经由管道218被引导到装置144的热原质合成气流。反应器208中形成的渣副产品的一部分经由渣处理单元215以及管道216和217被去除。装置144有利于冷却热原质合成气流以产生经由管道219被引导到涤气器和LTGC单元221的经冷却的原质合成气流，且该合成气被进一步冷却。包括渣和炭的一部分(呈细料形式)的颗粒物质经由管道22从合成气被去除。冷却的合成气流被引导到酸性气体去除子系统230，其中酸性气体成分被选择性地去除使得清洁合成气流形成并经由管道228被引导到燃气轮机114。
此外，在操作中，涡轮114分别经由管道206和228接收N2和清洁合成气。涡轮114压缩来自至少一个空气源(未示出)的空气，涡轮114随后将其与合成气燃料混合物并燃烧，从而产生热燃烧气体。涡轮114引导热燃烧气体以引起涡轮114旋转，涡轮114随后经由转子120旋转第一发电机118。排气的至少一部分经由排气管道148从涡轮114被引导到HRSG 142以有利于生成蒸汽。
经由热传递装置144从热合成气被去除的热量的至少一部分经由管道146作为蒸汽被引导到HRSG 142。HRSG 142接收来自装置144的蒸汽，连同一股或多股锅炉给水流一起，以及来自涡轮114的排气。热量从排气被传递到一股或多股锅炉给水流以及来自装置144的蒸汽，从而产生一股或多股相继的蒸汽流并增加来自装置144的蒸汽中所包含的热能。在示例性实施例中，如上所述生成的蒸汽流中的至少一股被加热至过热状态。备选地，前述蒸汽流中的一股或多股被混合在一起，以形成可被加热至过热状态的一股或多股混合流。备选地，形成高温饱和蒸汽。过热蒸汽的至少一部分经由管道150被引导到蒸汽轮机132并引起涡轮132旋转。涡轮132经由第二转子136旋转第二发电机134。蒸汽的剩余部分被引导以便在IGCC设备100内的其它部位使用。
图2是可用于合成气生成、例如可与IGCC发电设备100一起使用的气化反应器208的示意性截面图。反应器208包括与气化空腔302流动连通地联接的至少一个喷射装置300。在示例性实施例中，装置300为如文中所述的环形三联气化器喷射器喷嘴，从而包括三个环形通道(下面进一步描述)。备选地，装置300是包括但不限于带有四个或更多个环形通道的任何适当的喷射器喷嘴。此外，备选地，装置300是包括但不限于三个或更多个同心通道的是任何适当的喷射器喷嘴，其中各通道以有利于喷射装置300如文中所述操作的任何适当的构造与上述环形通道流动连通地联接。
空腔302至少部分地由大致圆柱形反应器壁304和头部端盖306限定。在示例性实施例中，气化反应器208呈大致圆柱形。备选地，反应器208包括有利于反应器208如文中所述操作的任何构造。此外，在示例性实施例中，装置300具有大致竖直定向(下面进一步描述)，其中装置300穿透反应器208的顶部并大致指向下。备选地，装置300具有包括但不限于大致水平定向的任何定向。
在示例性实施例中，壁304包括至少一种陶瓷耐火材料，其包括但不限于热回火砖。备选地，壁304是流体冷却式的，其中冷却流体包括但不限于水和/或蒸汽。盖306密封地联接到反应器208的头端部分308的至少一部分上。空腔302也部分地由密封地联接到壁304的至少一部分上的尾端盖(未示出)限定，其中尾端盖定位在与部分308相对的尾端部分310上。备选地，盖306、头端部分308、尾端盖和尾端部分310相对于壁304定向在任何适当的位置上，包括有利于反应器208如文中所述操作的任何定向。此外，壁304可为有利于反应器208如文中操作的任何构造。此外，备选地，反应器208具有有利于IGCC 100如文中所述操作的任何适当的构造。
喷射器装置300包括末端部分312，其穿过在头端盖306中限定的孔口314插入并使用包括但不限于固位硬件(未示出)的紧固方法密封地联接到头端盖306上。反应器208构造成使得喷射器装置300的轴向中心线316与气化空腔302的纵向中心线318共线。末端部分312构造成在空腔302内形成多个再循环区。具体而言，末端部分312构造成在气化空腔302内形成与末端部分312相距第一距离D1的第一再循环区320。再循环区320具有大致呈超环面的形状且该形状为空间上大致连续或局部分段中的一种。此外，再循环区320定位成靠近中心线318并相对于中心线318大致绕中心线318确定中心。此外，具体而言，末端部分312构造成在气化空腔302内形成与末端部分312相距第二距离D2的第二再循环区322。再循环区322具有大致呈超环面的形状且该形状为空间上大致连续或局部分段中的一种。此外，再循环区322关于中心线318定位，即，大致绕中心线318确定中心，并紧邻壁304。第一再循环区320在第二再循环区322内贴近地确定中心。
反应器208的备选实施例可包括多个喷射装置300，其中各装置300具有中心线316，使得各相关的中心线316与类似于中心线318的预定轴向方向共线。此类多个装置300的每一个可具有竖直(即朝正上方和/或朝正下方)和/或水平定向，包括有利于反应器208如文中所述操作的纯竖直定向与纯水平定向之间的任何定向。此外，反应器208的此类备选实施例可包括多个装置300，其中所有装置300具有大致类似的定向。此外，反应器208的此类备选实施例可包括多个装置300，其中第一数量的此类喷射器300具有不同于第二数量的此类装置300的定向。
反应器208的再进一步的备选实施例可包括多个装置300，其中装置300跨反应器208的一个或多个表面分布，各装置300具有不同的定向。此外，组成多个喷射器300的至少一部分的喷射器300可各自被安放在专用空腔(未示出)内，该空腔是反应器208的一部分或以其它方式与反应器208结合，从而有利于从各个此类喷射器300分开形成或扩展多个再循环区。
图3是可与气化反应器208(在图2中示出)一起使用的示例性喷射器给料组件319的示意性透视图。喷射装置轴向中心线316和气化空腔纵向中心线318被示出以进行透视。在示例性实施例中，喷射器给料组件319为卡口组件。具体而言，组件319包括第一卡口区段，即，与类似于O2管道210(在图1中示出)的O2源流动连通地联接的内氧气(O2)供应区段321。组件319还包括第二卡口区段，即，与类似于材料浆状物管道214的浆状物源流动连通地联接的中间浆状物区段323。组件319还包括第三卡口区段，即，与类似于O2管道210的O2源流动连通地联接的外O2供应区段324。区段324的至少一部分绕区段323的至少一部分延伸，区段323的至少一部分绕区段321的至少一部分延伸，且区段324的至少一部分绕区段321的至少一部分延伸。此外，区段321、323和324在它们流动连通地结合末端312的位置终止。因此，区段321、323和324在组件319内限定多个大致同心的通路或通道，或具体而言，内O2通道、中间浆状物通道和外O2通道(在图3中均未示出)。
组件319还包括O2旁通管线325，其确立卡口区段324和321之间的至少部分流动连通，使得至少部分地基于当O2被引导通过卡口区段321和324、O2旁通管线325时出现的累积预定O2压降以及随后当O2从组件319排出时的成分有利于预定的O2质量流率。因此，有利于维持外O2质量流率和内O2质量流率(均未示出)的预定比率。旁通管线325有利于组件319在气化反应器208的改型翻新中的安装和操作。备选地，结合或替代旁通管线325使用包括但不限于流动孔口以及手动操作和自动化的节流阀的方法。
组件319进一步包括经由多个冷却流体盘管328与喷射装置300的末端部分312流动连通地联接的冷却流体进口歧管326和冷却流体出口歧管327。歧管326和327以及盘管328有利于引导冷却流体以从末端部分312去除热量(下面更详细地论述)。组件319还包括使用包括但不限于固位硬件(未示出)的紧固方法可去除且密封地联接到头端盖306上的安装凸缘329。备选地，组件319包括至少一个冷却套管，其在安装凸缘329与末端部分312之间带有与外O2供应区段324的至少一部分成一体的冷却流体供应和返回装置，其有利于引导冷却流体以从末端部分312散热。此外，备选地，组件319具有有利于喷射装置300如文中所述操作的任何数量的冷却剂连接部和/或冷却剂流动装置。
图4是示例性喷射器给料组件319的分解图。在示例性实施例中，内氧气供应区段321至少部分地定位在浆状物供应区段323内，该浆状物供应区段323至少部分地定位在外氧气供应区段324内。组件319具有“卡口”设计，其中这里的区段321、323和324也称为卡口和/或卡口区段321、323和324。卡口区段321包括端部343，卡口区段323包括端部342，且卡口区段321包括端部341。
图5是包括区域6的喷射器给料组件319的一部分的示意性透视图。图6是沿区域6(在图5中示出)截取的喷射器给料组件319的末端部分312的示意性截面图。图7是从图6中所示的视角绕轴向中心线316定向成90°的末端部分312的另一示意性截面图。末端部分312控制反应剂供应流体在喷射器给料组件319与气化空腔302(在图2中示出)之间的流量分配。图7示出了支撑销498和冷却剂辐条(spoke)492和/或494，其中下面在图10之后进一步论述销498以及辐条492和494。
此外，如示例性实施例中所示，转接器部分332包括三个大致环形转接器：外气态氧气(GOX)卡口转接器336、浆状物卡口转接器338和内GOX卡口转接器340。卡口转接器336、338和340分别与卡口区段324、323和321(全部在图3中示出)流动连通地联接。更具体地，外GOX卡口转接器336联接到卡口区段324的端部341上(两者均在图4中示出)。浆状物卡口转接器338联接到卡口区段323的端部342上(两者均在图4中示出)。内GOX卡口转接器340联接到卡口区段321的端部343上(两者均在图4中示出)。
在示例性实施例中，转接器部分332可作为组件319的卡口区段321、323和324的多个延伸体制成，而不是作为末端部分312的一个或多个构件制成。即，在示例性实施例中，外GOX卡口转接器336、浆状物卡口转接器338和内GOX卡口转接器340是在喷射器给料组件319的组装期间分别单独联接到卡口区段321、323和324上的单独部件。备选地，卡口转接器336、338和340中的至少两个被联接在一起，以形成单个件。即，备选地，末端部分312包括一体的、整体形成的卡口转接器部分332和模块化末端334，其中转接器部分332联接到组件319的卡口区段321、323和324上。
在示例性实施例中，浆状物卡口转接器338和内GOX卡口转接器340部分地限定反应剂或浆状物通道344。浆状物通道344与在组件319(在图3中示出)内限定并延伸的中间煤浆通道(未示出)流动连通。在示例性实施例中，浆状物卡口转接器338和外GOX卡口转接器336部分地限定外反应剂通道，即，外GOX通道345，且内GOX卡口转接器340部分限定内反应剂通道，即，内GOX通道346。内GOX通道346和外GOX通道345与在组件319内限定并延伸的内和外氧气通道(均未示出)流动连通地联接。备选地，通道345和346中的任一者定向成引导有利于气化反应器208的操作的任何过程流体，包括但不限于蒸汽、氮气和二氧化碳，且通道345和346与适当的流体源流动连通地联接。
转接器部分332经由诸如但不限于焊接、钎焊的已知方法和/或固位硬件(未示出)联接到喷射器给料组件319上。
为了形成第一再循环区320和第二再循环区322(两者均在图2中示出)，末端部分312既包括发散喷嘴，又包括汇聚喷嘴。更具体而言，多个喷嘴形成在模块化末端334内，包括内GOX喷嘴348、浆状物喷嘴350和外GOX喷嘴352。内GOX喷嘴348和浆状物喷嘴350引导相应的过程流体远离喷射器轴向中心线316，并称为发散喷嘴。外GOX喷嘴352将相应过程流体引向喷射器轴向中心线316，并因此称为汇聚喷嘴。备选地，外GOX喷嘴352相对于喷射器轴向中心线316是发散喷嘴或平行喷嘴。
喷射装置300，其包括带有末端部分312的喷射器给料组件319，该末端部分312具有包括喷嘴348、350和352的发散和汇聚喷嘴两者，有利于反应剂流，即，浆状物和GOX流(均未示出)，以预定动量成预定角度混合。喷嘴348、350和352也有利于提高浆状物与氧气之间的化学反应效率。
如文中所述定向和构造喷嘴348、350和352具有包括但不限于反应剂蒸发的有利结果。具体而言，形成再循环区320和322有利于增加浆状物和GOX的停留时间，使得含碳材料与GOX之间的放热反应更有效地发生。此外，在头端部分308(在图2中示出)附近处形成此类再循环区320和322的另外一个益处有利于增加该附近处的热释放，并因此有利于浆状物流中的水的蒸发。然而，由于局部化的放热反应和相关的热释放，喷射装置300的部分，即，喷射装置300的至少一个外表面，暴露于热合成气(未示出)，包括但不限于末端部分312的径向内部外表面354(也在图4中示出)和末端部分312的径向外部外表面356。下面进一步论述此类高温暴露。
一般而言，已知的喷射器组件的首次组装以及试运行后的现场维修和维护拆卸和重新组装均由于在此类喷射器组件内包括发散喷嘴和汇聚喷嘴两者而变得复杂。例如，大多数情况下，如果较大的卡口具有尺寸类似于或小于发散末端的带汇聚喷嘴的汇聚末端，则难以从下一个较大的已知卡口去除具有至少部分地形成发散喷嘴的发散末端的已知卡口，因为这种汇聚末端可妨碍此类发散末端的轴向去除。因此，通过从汇聚喷嘴352拆卸发散喷嘴348和350而部分拆卸末端部分312特别困难。其中喷射器中的喷嘴之间发生此类干涉的一种拆卸方法包括从反应器空腔(即，如文中所述且在图2中示出的空腔302)去除喷射器(即，如文中所述的喷射器300)，并切掉已知卡口的末端。
然而，在示例性实施例中，模块化末端334简化了喷射装置300的组装、拆卸和现场维修，同时有利于发散和汇聚喷嘴348、350和352的组合的使用。实现这种简化是由于汇聚和发散喷嘴348、350和352形成在可释放地联接到转接器部分332上的模块化末端334内。卡口转接器336、338和340的尺寸设计为使得当模块化末端334未联接到转接器部分332上时可从下一个较大的转接器和相应的卡口去除各转接器和相应的卡口。
在示例性实施例中，模块化末端334从通过包括例如钎焊或焊接的已知联接方法结合在一起的多个单独的构件制造为单个构件。备选地，单件式模块化末端334可通过包括直接金属激光烧结的方法形成。单件式模块化末端334与转接器部分332流动连通地联接。模块化末端334可作为一个件制成，以实现期望的喷嘴精确度并且还使现场组装和拆卸容易。此外，在示例性实施例中，模块化末端334经由包括但不限于固位硬件353(下面进一步论述)的已知联接方法可去除地联接到转接器部分332上。备选地，模块化末端334经由使模块化末端334能如文中所述操作的任何已知的联接方法可去除地联接到转接器部分332上。固位硬件353和外表面354彼此紧邻。
此外，在示例性实施例中，包括经由固位硬件353可去除地联接在一起而不是焊接在一起的模块化末端334和转接器部分332的末端部分312还包括多个密封件，其用于维持浆状物通道344、外GOX通道345、内GOX通道346、冷却水歧管326、冷却水歧管327和在喷射器给料组件319外部的空腔302内的热合成气流(未示出)之间的分离。更具体而言，在示例性实施例中，密封组件357维持外GOX通道345与接触外表面354的合成气之间的分离。此外，密封组件358维持外GOX通道345与浆状物通道344之间的分离。此外，密封组件359维持浆状物通道344与内GOX通道346之间的分离。此外，密封组件360有利于维持冷却流体进口歧管326、外GOX通道345和接触外表面354的热合成气之间的分离。再者，密封组件361有利于维持冷却流体出口歧管327、外GOX通道345和接触外表面354的热合成气之间的分离。密封组件357、358、359、360和361以使模块化末端334能够如文中所述操作的任何构造，包括但不限于金属密封件、O形圈、单一或冗余密封件及它们任何组合，由任何材料制成。
各密封组件357、358、359、360和361有利于防止在气化过程中使用的过程流体和冷却剂的意外混合，同时利用包括通过焊接或钎焊连接在一起的多个构件的喷射器末端。具体而言，在包括将转接器部分332联接到模块化末端334上的末端部分312的组装期间，转接器部分332、338和340与末端332、密封组件360和361的配合表面的形状有利于部分332、338和340与末端334之间的预定间隙的对准和实现，从而实现它们之间的预定间隙(未示出)，以进一步有利于部分332、338和340与末端334的可靠联接。这至少部分地是由于具有比密封组件357、358和359小的直径的密封组件360和361，从而密封组件360和361更容易实现在其上的完整周向挤压。此外，具体而言，密封组件357、358和359有利于提供末端334内更大的公差范围，以有利于由于制造和组装的变化的更大公差，以及构件在其中的移位和移动。备选地，密封件357、358或359中的一个可用于有利于部分332、338和340与末端334之间的预定间隙的对准和实现。又备选地，可使用本领域的技术人员已知的任何方式来有利于部分332、338和340末端334之间的预定间隙末端的对准和实现。
此外，在示例性实施例中，末端部分312包括冷却剂供应管道370和一个冷却剂返回管道374中的一个，其中此类管道370和374包括但不限于气室、腔室和通道(均未示出)。在示例性实施例中，管道370和管道374定位在中心线316和318的相对侧上。备选地，使用多个管道370和374，其中多个管道370彼此相邻地定位在中心线316和318的一侧上，而各管道374彼此相邻地定位在中心线316和318的相对侧上。此外，备选地，管道370和374绕中心线316和318以交替方式定位。此外，备选地，可使用一个或多个分岔管道代替管道370或374，其中各此类分岔管道的一部分作为冷却剂返回管道操作。此外，备选地，管道370和374的任何构造均可采用使末端部分312能如文中所述操作的任何方式绕中心线316和318定位。
图8是示例性密封组件359的示意性截面图。在示例性实施例中，密封组件357和358大致类似。内GOX喷嘴348的配合端380和内GOX卡口转接器340限定第一纵向间隙382、径向间隙384和第二纵向间隙386，其中间隙382、384和386彼此流动连通。此外，间隙382、384和386在末端部分312(在图6和7中示出)内大致径向延伸。配合端380和卡口转接器340还限定第一密封件压盖(gland)388和第二密封件压盖390，其中两个压盖388和390在末端部分312内均大致径向延伸。在示例性实施例中，密封组件359包括多个密封件392。更具体而言，第一密封件394定位在第一密封件压盖388内且第二密封件396定位在第二密封件压盖390内，其中两个密封件394和396均在末端部分312内大致径向延伸。
同样，在示例性实施例中，径向间隙384至少部分地呈锥形。此类锥度有利于卡口转接器340和喷嘴348的配合和对准。第二密封件396，有时称为主密封件，有利于纵向间隙382和386的制造和组装公差和变化。第一密封件382与配合端380、卡口转接器340以及径向间隙384配合，以有利于卡口转接器340和喷嘴348的对准和配合，减少其金属间接触的可能性，有利于缓冲机械振动引起的卡口转接器340和喷嘴348的移动，并有利于减少包括但不限于燃料粒子的外部碎屑聚集在间隙382、384和386内，这种聚集可能妨碍主密封件396的操作或缩短其预期寿命。此外，虽然在示例性实施例中，密封组件359如上所述构造和定向，但备选地，使用使密封组件359和末端部分312能如文中所述操作的密封组件359的任何构造和定向。
图9是转接器部分332的示意性后视图。在示例性实施例中，模块化末端334利用包括但不限于扭力扳手362的工具经由固位硬件353可去除地联接到转接器部分332上。固位硬件353穿过转接器部分322伸入模块化末端部分334，其中硬件353接合两个部分332和334。由于固位硬件353在末端部分312的组装期间被张紧，该组装包括将转接器部分332联接到模块化末端334上，因此转接器部分332、338和340与末端322、密封组件360和361的配合表面的形状有利于部分332、338和340与末端334之间的预定间隙(未示出)的对准和实现，从而在它们之间实现预定间隙(未示出)，以进一步有利于部分332、338和340与末端334的可靠联接。此外，具体而言，密封组件357、358和359有利于提供末端334内更大的公差范围，以有利于对由于制造和组装的变化的更大公差，以及构件在其中的移位和移动。
因此，在示例性实施例中，末端部分312，包括经由固位硬件353可去除地联接到模块化末端334上的转接器部分332，其中模块化末端334包括汇聚和发散喷嘴348、350和352，有利于喷射装置300的组装、拆卸和现场维修。此外，模块化末端334有利于其中固定构造的使用，不论可具有任何长度和/或固有的制造公差的卡口区段321、323和324的热膨胀效应如何。
图10是可与末端部分312一起使用的示例性冷却剂隔离方案400的示意性的横截面图。冷却剂隔离方案400包括多个冷却剂供给管道418和冷却剂返回管道420(仅显示了每种的一个，并且两者也都在图6中显示)，其中此类管道418和420包括但不限于气室、腔室和通道(均未显示)。供给管道418包括至少一个外部径向冷却剂入口404，和/或至少与其保持流动连通。返回管道420包括至少一个外部径向出口408，和/或至少与其保持流动连通，其中出口408经由外部径向通道(未显示)而与入口404保持流动连通。入口404、出口408和相关联的通道定位在模块化末端334内。供给管道418还包括至少一个内部径向冷却剂入口405。返回管道420还包括至少一个内部径向出口409，其中出口409经由内部径向通道(未显示)而与入口405保持流动连通。入口405、出口409和相关联的通道定位在转接器部分332内。
在示例性实施例中，入口404和405、出口408和409、以及限定在它们之间的相关联的冷却通道构造成使得由于气化反应器腔302中的放热反应所产生的热量的至少一部分被吸收在流过它的冷却剂内，从而至少部分地从外表面356除去热量，并至少部分地隔离从外表面径向向内定位的构件(包括但不限于固位硬件353)附近的前述热量。
另外，在示例性实施例中，除了表面化和局部化的热量去除以及局部化的隔热之外，冷却剂隔离方案400还有利于屏蔽末端部分312的径向内部构件免受空腔302内产生的热量影响。此外，在示例性实施例中，冷却剂供给管道418和冷却剂返回管道420有利于轴向隔离模块化末端334的外侧部分，其包括但不限于多个径向外面通道402和多个径向内面通道406。
在示例性实施例中，方案400还包括至少一个隔离层412，或者更具体地说，至少一个隔离插入件412，其联接在转接器部分332的轴向后部上，具体地说联接在固位硬件353上，并邻近外表面354的至少一部分。在示例性实施例中，此类隔离插入件412由任何已知的适合于气化环境的耐火材料形成，包括但不限于高温铬铁矿-氧化铝可铸材料。备选地，此类隔离插入件412由任何已知的耐火材料形成，包括但不限于成形的预浇铸陶瓷夹具和陶瓷基质复合物(CMC)。
此外，在示例性实施例中，至少一个隔离插入件412的至少一部分由一对基本半环形的预制的插入件412形成，其在表面354和356之间径向延伸，并且围绕表面354和紧固件353而限定末端部分312的界限。这对半环形插入件366以任何方式彼此联接在一起，其使方案400能够如文中所述操作。备选地，使用使方案400能够如文中所述操作任何数量任何形状的插入件412，。此外，在示例性实施例中，插入件412不具有任何涂层，然而，备选实施例可具有使方案400能够如文中所述操作的任何耐火涂层。另外，在示例性实施例中，插入件412并不沿着表面356而轴向延伸。备选地，插入件412包括插入件延伸部分416，其沿着表面356而轴向延伸，并具有使方案400能够如文中所述操作的任何厚度和长度尺寸。此外，隔离插入件412沿着表面354轴向延伸至离紧固件353预定的距离D。在示例性实施例中，距离D在大约5.08厘米(cm)(2英寸(in.))至7.62cm(3in.)的范围内，优选地，距离D为6.6cm(2.6in.)。备选地，距离D具有使方案400能够如文中所述操作的任何值。
在示例性实施例中，隔离插入件412利用固位硬件410例如，但不局限于金属耐火锚钉而至少部分地固定在表面354上，在联接隔离插入件412之前，固位硬件联接在，例如但不限于焊接在表面354上。或者，固位硬件410包括但不限于整体形成的延伸部分，例如锚定销、鳍板或凸棱，其用于帮助将隔离插入件412固定在表面354上。另外，通过一些方法可有利于将插入件412固定在表面354上，这些方法可包括但不限于使用耐火水泥、灰浆或可浇铸的耐火涂层。在另一实施例中，在隔离插入件412定位在表面354和固位硬件353的顶部上之前，将薄层屏障材料414，例如耐火布或纸放置在固位硬件353的顶部上。当隔离插入件412是例如可浇铸的耐火材料时，屏障材料414有利于防止隔离插入件412在固位硬件353的头部周围累积，从而有利于喷射器末端312的轻易拆卸和维护。为了确保屏障材料414不会对隔离插入件412的隔离能力产生负面影响，屏障材料414的外周边优选终止于离表面356预定的距离Q处，并且预先确定屏障材料414的厚度，以便不会降低隔离插入件412的效力。
在操作过程中，反应剂通过通道344，345和346而流入到气化腔302中，在气化腔302中产生放热反应和合成的热量。冷却剂经由冷却剂供给歧管326(如图3和图6中所示)而流入到末端部分312中，并接着流入到管道370中，其包括入口404和405。冷却剂经由相关联的冷却通道流过末端部分312的径向和轴向外侧部分，并经由管道374流入到冷却剂返回歧管327中(如图3和图6中所示)，管道374包括出口408和409。引导冷却剂穿过入口404和405、出口408和409、以及它们之间的冷却通道，这有利于隔离末端部分312的径向和轴向内侧部分，以免受由空腔302中的放热反应所产生的热量影响。此外，隔离插入件412使固位硬件353和外表面354的至少一部分进一步从此类热量隔离，从而有利于减轻对硬件353和表面354造成的不期望的热差膨胀影响或热相关损伤。
图11是可与末端部分312一起使用的另一示例性冷却剂隔离方案430的示意性的横截面图。图12是可与末端部分312一起使用的示例性冷却剂隔离方案430的另一示意性的横截面图，其中末端部分312轴向围绕喷射装置中心线316而旋转大约90°。方案430包括多个冷却剂供给管道418，其中此类管道包括但不限于气室、腔室和通道(都未显示)。供给管道418包括径向最外层的冷却剂供给通道432，其是模块化末端部分334的整体部分，并在转接器部分332的一部分上轴向延伸。通道432构造成使得由气化反应器腔302内的放热反应所产生的热量的至少一部分被吸收到在通道432中流动的冷却剂内，从而隔离末端部分312的径向内侧构件以免受前述热量的影响。
类似地，方案430还包括多个冷却剂返回管道420，其包括径向最外层的冷却剂返回通道434，其是模块化末端334的整体部分，并在转接器部分332的一部分上轴向延伸。在示例性实施例中，返回通道434与供给通道432保持流动连通，使得通道432和434协作以形成径向最外层的隔热罩，其构造成隔离末端部分312的径向内侧构件以免受空腔302内所产生的热量影响。多个冷却剂供给管道418和冷却剂返回管道420还有利于隔离模块化末端334的轴向外侧部分，其包括径向外面部分436和径向内面部分438。
另外，在示例性实施例中，方案430还包括至少一个隔离层440，或更具体地说，至少一个隔离插入件440，其联接在转接器部分332的轴向后部上，具体地说连接在外表面354的至少一部分上，并周向地环绕歧管326和327。在示例性实施例中，此类隔离插入件440由任何已知的适合于气化环境的耐火材料形成，包括但不限于高温铬铁矿-氧化铝可铸材料。备选地，此类隔离插入件440由任何已知的耐火材料形成，包括但不限于成形的预浇铸陶瓷夹具、陶瓷基质复合物(CMC)和灰浆。
此外，在示例性实施例中，隔离插入件440由一对预制的插入件440形成，其在表面354和通道432及434之间径向延伸。备选地，可使用使方案430能够如文中所述操作的任何数量任何形状的插入件440。此外，在示例性实施例中，插入件440不具有任何涂层，然而，备选实施例可具有使方案430能够如文中所述操作的任何耐火涂层。
而且在示例性实施例中，隔离插入件440利用固位硬件442例如但不限于金属的耐火锚钉而至少部分地固定在表面354上，在联接隔离插入件440之前，固位硬件联接在例如但不限于焊接在表面354上。备选地，固位硬件442包括但不限于整体形成的延伸部分，例如锚定销、鳍板或凸棱，其用于帮助将隔离插入件440固定在表面354上。另外，通过一些方法可帮助插入件440的紧固，这些方法包括但不限于灰浆和耐火的可浇铸涂层。
另外，在示例性实施例中，紧固件353和模块化末端312限定了空隙385，该孔隙385可利用可浇铸的材料或灰浆进行填充。
图13是可与末端部分312一起使用的另一示例性冷却剂隔离方案450的示意性的横截面图。图14是可与末端部分312一起使用的冷却剂隔离方案450的另一示意性的横截面图。在此示例性实施例中，模块化末端部分334的表面356轴向延伸而超出紧固件353。表面356、表面354和紧固件353限定插座类型的通道452。多个部分环形的耐火插入件454定位在通道452中，从而有利于将紧固件353以及表面354的一部分与高温隔离。另外，隔离材料456可应用在插入件454的顶部上，从而有利于将插入件454保持就位，同时还为紧固件353和外表面354的一部分提供额外的热保护。此外，隔离材料456还可沿着表面356而轴向延伸。在示例性实施例中，通道418和420被扩展，以冷却表面356的扩展的轴向长度。备选地，基本环形的延伸部分联接在表面356上，以便在有或没有相对应的通道418和420的延伸部分的情况下使表面356轴向扩展。
图15是可与末端部分312一起使用的示例性扩展的耐火盖系统460的示意图。图16是扩展的耐火盖系统460的一部分的示意图。在示例性实施例中，系统460从转接器部分332延伸至凸缘329，从而基本上在所有盘管328上延伸，并且歧管326和327的部分延伸到空腔302中。备选地，系统460在凸缘329和转接器部分332之间延伸任何距离。
在示例性实施例中，系统460包括至少一个可浇铸的耐火层462。备选地，系统460包括使系统460能够如文中所述操作的任何材料，包括但不限于任何已知的耐火材料、高温纤维毯、陶瓷毯、成形的预浇铸陶瓷夹具和CMC。
系统460还包括至少一层高温纤维毯464，其联接在可浇铸的耐火层462的至少一部分上并在其下面延伸。备选地，毯子464由促进系统460如文中所述操作的任何材料制成，包括但不限于任何已知的耐火材料、陶瓷毯、成形的预浇铸陶瓷夹具和CMC。图16显示了系统460的部分以及联接在转接器部分332上的盘管328的部分，系统460的部分在从凸缘329延伸到空腔302的歧管326和327的部分之上延伸。毯子464的更大厚度有利于凸缘329附近的管道运动和振动的公差。毯子464的较薄部分有利于转接器部分332附近的低公差和贴紧度。
在一些实施例中，通过使系统460能够如文中所述操作的任何方法来执行毯子464到末端部分的固定，包括但不限于金属镶合，以及如上所述将毯子464的一部分卷绕到可浇铸的耐火层462的下面。
图17是可与末端部分312一起使用的示例性可置换的隔离盖系统470的示意图。在示例性实施例中，系统470围绕外部GOX卡口转接器336而基本环形地延伸。另外，在示例性实施例中，系统470包括至少一个陶瓷毯472，其联接在外部GOX卡口转接器336的至少一部分和固位硬件353上。备选地，系统470包括使系统470能够如文中所述操作的任何材料，包括但不限于高温纤维毯、成形的预浇铸陶瓷夹具、任何已知的耐火材料和CMC。
另外，在示例性实施例中，系统470包括支撑板474，其经由多个栓柱476和锁板478而联接在毯子472和卡口转接器336上。锁板478定位焊接在栓柱476上。备选地，可使用有利于系统470如文中所述操作的任何联接方法，包括但不限于焊接和/或钎焊。支撑板474由包括但不局限于陶瓷毯、高温纤维毯、成形的预浇铸陶瓷夹具、任何已知的耐火材料和CMC的材料形成。此外，支撑板474包括至少一个锥形角479，其有利于减轻板474中的热应力和机械应力。
此外，在示例性实施例中，系统470包括联接在支撑板474的至少一部分上的至少一个隔离盖480。盖子480由材料的两个或三个重叠部段(未显示)形成，该材料包括但不限于陶瓷毯、高温纤维毯、成形的预浇铸陶瓷夹具、任何已知耐火材料和陶瓷基质复合物(CMC)。对于盖子480的材料选择可基于对板474的材料选择。例如，使用CMC形成盖子480，其有利于考虑CMC，以便由CMC形成板474。此外，盖子480包括多个锥形角481，其有利于减轻盖子480中的热应力和机械应力。
盖子系统470减轻了使固位硬件353和表面354过热的可能性，以及在转接器部分332、末端部分334和卡口转接器336之间的预加负载损失。
图18是装配(图2中所示的)气化反应器208的示例性方法500的流程图。图19是图18中所示的流程图的延续。在示例性实施例中，喷射装置300(如图2、图3和图9中所示)至少部分地延伸(步骤502)到气化反应器208中，其中喷射装置300包括联接在模块化末端334(如图4，6，7，9，10，12，13和14中所示)上的多个基本同心的管道，即卡口部段321/323/324(全都显示于图3中)和/或转接器336/338/340(全都显示于图4和图6中)，以及延伸到气化反应器208中的至少一个外表面354(如图4，6，7，9-15和17中所示)。在外表面354的至少一部分周围形成(步骤504)至少一个隔离层440(如图11中所示)、462(如图16和图17中所示)、464(如图16和图17中所示)和472(如图17中所示)，其延伸到气化反应器208中，以有利于将喷射装置300的至少一部分隔离，以免受气化反应器208内的热量影响。此类至少一个隔离层440，462，464和472包括高温纤维毯、陶瓷毯、成形的预浇铸陶瓷夹具、耐火材料和陶瓷基质复合物(CMC)的至少其中一个。另外，在示例性实施例中，至少一个耐火层440联接(步骤506)在固位硬件353的至少一部分上。
在至少一个备选实施例中，装配(步骤508)至少一个可置换的隔离盖系统470(图17中所示)。陶瓷毯472的至少一部分(图17中所示)联接在(步骤510)喷射装置最外层表面354的至少一部分上。另外，至少一个支撑板474(图17中所示)联接(步骤512)在陶瓷毯472的至少一部分上。此外，至少一个隔离盖480(图17中所示)联接(步骤514)在支撑板474的至少一部分上。
在至少一个其它备选实施例中，装配(步骤516)至少一个扩展的耐火盖系统460(图15和图16中所示)。至少一层高温纤维毯464(图15和图16中所示)联接(步骤518)在外表面354的至少一部分上。另外，至少一个可浇铸的耐火层462(图15和图16中所示)联接(步骤520)在高温纤维毯464的至少一部分上，所述耐火层包括内嵌增强纤维。
另外，在示例性实施例中，在喷射装置300的至少一部分内限定(步骤522)至少一个冷却剂通道418/420(图10，11和13中所示)，其中至少一个冷却剂通道418/420有利于来自气化反应器208的热的吸收。
用于装配气化反应器喷射装置的方法和装置，更具体地说，如文中所述用于使气化系统的喷射装置外表面与热量隔离的方法和装置有利于气化设施的操作。此类设施包括与联合循环发电设备(即整体气化联合循环(IGCC)发电设备)一体形成的气化系统，且尤其是合成气生产系统，且更具体地说气化反应器。此外，如文中所述，引导冷却剂穿过流体冷却装置有利于隔离喷射装置的径向和轴向内侧部分。此外，如文中所述，利用隔离材料保护了所公开的喷射装置的外表面、固位硬件和内部构件以免暴露于热的合成气和相关联的高温下。
文中所述的方法和系统并不限于文中所述的特定实施例。例如，各个系统的构件和/或各种方法的步骤可与文中所述的其它构件和/或步骤独立地且分开地进行使用和/或进行实施。另外，各个构件和/或步骤还可与其它组件包以及方法一起使用和/或实施。
虽然已经就各种特定的实施例描述了本发明，但是本领域中的技术人员应该认识到可利用在权利要求的精髓和范围内的变型来实施本发明。

Claims (10)

1.一种用于在反应器喷射器供料组件(319)中使用的喷射装置(300)，包括：
多个基本同心的管道(321/323/324/336/338/340)，其联接在模块化末端(334)上，所述模块化末端包括多个基本环形的喷嘴(348/350/352)；
外表面(354/356)，其延伸到空腔(302)中，使得所述外表面暴露于所述空腔内的热源中；
至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)，其围绕所述至少一个外表面的至少一部分而形成，以有利于从所述气化反应器内所产生的热源热隔离。
2.根据权利要求1所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)由以下至少其中一种形成：
高温纤维毯(464)；
陶瓷毯(472)；
成形的预浇铸陶瓷夹具(462)；
耐火材料(440/454)；和
陶瓷基质复合物(CMC)。
3.根据权利要求1所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述喷射装置(300)还包括被限定在所述喷射装置的至少一部分内的至少一个冷却剂通道(402/406/432/434)，其中所述至少一个冷却剂通道有利于来自所述气化反应器(208)的热的吸收。
4.根据权利要求3所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述至少一个冷却剂通道(402/406/432/434)围绕所述模块化末端(334)的至少一部分而延伸。
5.根据权利要求1所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述喷射装置(300)还包括固位硬件(410)，其中所述至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)包括联接在所述固位硬件的至少一部分上的至少一个耐火层(412/440/454)。
6.根据权利要求5所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述至少一个耐火层(412/440/454)包括至少一个耐火插入件(440/454)。
7.根据权利要求1所述的喷射装置，其特征在于，所述至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)包括至少一个可置换的隔离盖系统(470)，所述至少一个可置换的隔离盖系统(470)包括：
至少一个陶瓷毯(472)；
至少一个支撑板(474)，其通过至少一个紧固机构(476)而联接在所述至少一个陶瓷毯上的至少一部分上；和
至少一个隔离盖(480)，其联接在所述至少一个支撑板的至少一部分上。
8.根据权利要求1所述的喷射装置(300)，其特征在于，所述至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)包括至少一个扩展的耐火盖系统(460)，所述至少一个扩展的耐火盖系统(460)包括：
至少一层高温纤维毯(464)；和
联接在所述至少一层高温纤维毯的至少一部分上的包括内嵌增强纤维的至少一个可浇铸的耐火层(462)。
9.一种气化设施(100)，包括：
至少一个碳质反应剂源(212/211)；
至少一个氧化的流体反应剂源(210)；
至少一个气化反应器(208)，其包括与所述至少一个碳质反应剂源以及所述至少一个氧化的流体反应剂源保持流动连通的至少一个喷射装置(300)，所述至少一个喷射装置包括：
多个基本同心的管道(321/323/324/336/338/340)，其联接在模块化末端(334)上，所述模块化末端包括多个基本环形的喷嘴(348/350/352)；
至少一个外表面(354/356/500/502/606/608)，其延伸到所述至少一个气化反应器中，使得所述外表面暴露于所述至少一个气化反应器内的热源中；
至少一个隔离层(412/440/454/456/462/464/472)，其围绕所述至少一个外表面的至少一部分而形成，以有利于从所述气化反应器内所产生的热源热隔离。
10.根据权利要求9所述的气化设施，其特征在于，所述气化设施还包括被限定在所述喷射装置的至少一部分内的至少一个冷却剂通道(402/406/432/434)，其中所述至少一个冷却剂通道有利于来自所述至少一个气化反应器(208)的热的吸收。
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