DE102012105188A1 - Speiseinjektor für ein Vergasungssystem - Google Patents

Speiseinjektor für ein Vergasungssystem Download PDF

Info

Publication number
DE102012105188A1
DE102012105188A1 DE102012105188A DE102012105188A DE102012105188A1 DE 102012105188 A1 DE102012105188 A1 DE 102012105188A1 DE 102012105188 A DE102012105188 A DE 102012105188A DE 102012105188 A DE102012105188 A DE 102012105188A DE 102012105188 A1 DE102012105188 A1 DE 102012105188A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
feed injector
cooling water
injector nozzle
page
thickness
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102012105188A
Other languages
English (en)
Inventor
Tony Ryu
Edward Pan
Prashant Marikatti
Niraj Mishra
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE102012105188A1 publication Critical patent/DE102012105188A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/22—Fuel supply systems
    • F02C7/232—Fuel valves; Draining valves or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
    • F02C6/18—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use using the waste heat of gas-turbine plants outside the plants themselves, e.g. gas-turbine power heat plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M53/00—Fuel-injection apparatus characterised by having heating, cooling or thermally-insulating means
    • F02M53/04—Injectors with heating, cooling, or thermally-insulating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M61/00—Fuel-injectors not provided for in groups F02M39/00 - F02M57/00 or F02M67/00
    • F02M61/16—Details not provided for in, or of interest apart from, the apparatus of groups F02M61/02 - F02M61/14
    • F02M61/18—Injection nozzles, e.g. having valve seats; Details of valve member seated ends, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/106—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/108—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel intersecting downstream of the burner outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2200/00—Details of gasification apparatus
    • C10J2200/15—Details of feeding means
    • C10J2200/152—Nozzles or lances for introducing gas, liquids or suspensions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1603—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with gas treatment
    • C10J2300/1606—Combustion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
    • C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
    • C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J2300/00—Details of gasification processes
    • C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
    • C10J2300/1671—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity
    • C10J2300/1675—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with the production of electricity making use of a steam turbine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2201/00—Burners adapted for particulate solid or pulverulent fuels
    • F23D2201/10—Nozzle tips
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2214/00—Cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
    • Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent sehen eine Speiseinjektordüse (150) für ein Vergasungssystem (100) mit einer Reaktionszone (160) in diesem vor. Die Speiseinjektordüse (150) kann eine Anzahl von Rohren (190) enthalten, die sich zu der Reaktionszone (160) hin erstrecken. Die Rohre (190) können eine Anzahl von Durchgängen (180) zwischeneinander definieren. Ein Kühlwasserkanal (300) kann sich durch eines der Rohre (190) erstrecken. Der Kühlwasserkanal (300) kann eine erste Seite (310) benachbart zu einem der Durchgänge (180) und eine zweite Seite (320) benachbart zu der Reaktionszone (160) enthalten. Die erste Seite (310) kann eine erste Seitendicke (330) aufweisen, und die zweite Seite (320) kann eine zweite Seitendicke (340) aufweisen, wobei die erste Seitendicke (330) kleiner als oder gleich der zweiten Seitendicke (340) ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent betreffen allgemein Kombikraftwerkssysteme und insbesondere einen verbesserten Kühlwasserkanal für einen Speiseinjektor eines Vergasungssystems, der eine lokale Verformung und damit verbundene Rissbildung vermeiden kann.
  • HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
  • Kombikraftwerkssysteme enthalten im Allgemeinen ein Vergasungssystem, das bei einer Gasturbine integriert ist. Bekannte Vergasungssysteme setzen ein Gemisch aus Brennstoff, Luft/Sauerstoff, Dampf und/oder anderen Materialien in eine Ausgabe eines teilweise oxidierten Gases, das als „Synthesegas“ bezeichnet wird, um. Bekannte Vergasungssysteme verwenden im Allgemeinen einen Speiseinjektor, um einen Gemischstrom in ein Reaktorgefäß zu liefern. Bekannte Speiseinjektoren können extremen Temperaturen im Inneren des Reaktorgefäßes ausgesetzt sein. Insbesondere können die Spitzen der Speiseinjektoren Reaktionstemperaturen ausgesetzt sein, die eine effektive Funktionsweise der Injektoren verhindern und/oder deren Lebensdauer verkürzen können. Ferner können die Speiseinjektoren allgemein korrosiven Elementen in dem innerhalb des Reaktorgefäßes strömenden Synthesegas ausgesetzt sein.
  • Um die Speiseinjektoren zu schützen, können bekannte Vergasungssysteme ein Wasserzufuhrsystem mit geschlossenem Kreislauf verwenden, um Kühlwasser zu dem Speiseinjektor zu liefern. Die Lieferung von Kühlwasser zu den bekannten Speiseinjektoren kann jedoch Bereiche mit lokaler Dehnbeanspruchung bzw. Verformung und damit verbundener Rissbildung erzeugen. Insbesondere können die Metalltemperaturen zwischen einem internen Sauerstoffkanal und einem internen Kühlwasserkanal um den Spitzenbereich herum im Vergleich zu den Metalltemperaturen der Außenfläche an der Verbrennungszone verhältnismäßig gering sein. Derartige Temperaturdifferenzen können in etwa mehrere Zehnfache betragen. Die Steifheit des Metalls auf der heißen Seite verringert sich somit, wenn die Temperatur steigt. Die heiße Seite kann sich folglich mehr dehnen als die kalte Seite und zu einem Bereich mit starker plastischer Verformung zwischen diesen führen. Dieser Bereich mit starker plastischer Verformung kann eine Rissbildung oder eine andere Beschädigung in diesem zur Folge haben. Die Zeitdauer und der Aufwand, die zur Reparatur einer derartigen Beschädigung erforderlich sind, können beträchtlich sein.
  • Es besteht somit ein Wunsch nach einer verbesserten Konstruktion eines Speiseinjektors für ein Vergasungssystem. Eine derartige verbesserte Speiseinjektorkonstruktion kann Bereiche mit plastischer Verformung in diesen reduzieren, um so eine Rissbildung und andere Arten von Beschädigungen zu reduzieren. Eine reduzierte Rissbildung kann wiederum eine Reduktion der gesamten Systemausfallzeit und Reparaturkosten sowie eine Verlängerung der Komponentenlebensdauer ergeben.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent sehen somit eine Speiseinjektordüse für ein Vergasungssystem mit einer Reaktionszone in diesem vor. Die Speiseinjektordüse kann eine Anzahl von Rohren enthalten, die sich zu der Reaktionszone hin erstrecken. Die Rohre können eine Anzahl von Durchgängen zwischen diesen definieren. Ein Kühlwasserkanal kann sich durch eines der Rohre erstrecken. Der Kühlwasserkanal kann eine erste Seite benachbart zu einem der Durchgänge und eine zweite Seite benachbart zu der Reaktionszone enthalten. Die erste Seite kann eine erste Seitendicke aufweisen, und die zweite Seite kann eine zweite Seitendicke aufweisen, wobei die erste Seitendicke kleiner als oder gleich der zweiten Seitendicke ist.
  • Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent sehen ferner einen Vergaser für ein Kombikraftwerkssystem vor. Der Vergaser kann einen Gefäßkörper, eine Reaktionszone innerhalb des Gefäßkörpers und einen Brennstoffinjektor enthalten, der sich an der Reaktionszone in den Gefäßkörper hinein erstreckt. Der Brennstoffinjektor kann eine Düsenspitze mit einem Kühlwasserkanal in dieser enthalten. Der Kühlwasserkanal kann eine erste Seite und eine zweite Seite benachbart zu der Reaktionszone enthalten. Die erste Seite kann eine Dicke der ersten Seite enthalten, und die zweite Seite kann eine Dicke der zweiten Seite enthalten, so dass die Dicke der ersten Seite geringer als oder gleich der Dicke der zweiten Seite ist.
  • Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent sehen ferner eine Speiseinjektordüse für ein Vergasungssystem mit einer Reaktionszone in diesem vor. Die Brennstoffinjektordüse kann eine Anzahl von Rohren enthalten, die sich in Richtung auf die Reaktionszone erstrecken. Die Rohre können eine Anzahl von Durchgängen zwischeneinander definieren. Ein Kühlwasserkanal kann sich durch eines der Rohre hindurch erstrecken. Der Kühlwasserkanal kann eine kalte Seite benachbart zu einem Sauerstoffdurchgang und eine heiße Seite benachbart zu der Reaktionszone enthalten. Die kalte Seite kann eine Dicke der kalten Seite aufweisen, und die heiße Seite kann eine Dicke der heißen Seite aufweisen, so dass die Dicke der kalten Seite geringer als oder gleich der Dicke der heißen Seite ist.
  • Diese und weitere Merkmale und Verbesserungen der vorliegenden Anmeldung und des resultierenden Patentes erschließen sich für einen Fachmann auf dem Gebiet bei einer Durchsicht der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den verschiedenen Zeichnungen und den beigefügten Ansprüchen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine schematisierte Ansicht eines Kombikraftwerkssystems und der Komponenten in diesem.
  • 2 zeigt eine schematisierte Ansicht eines Vergasers mit einem Speiseinjektor und einer Reaktionszone.
  • 3 zeigt eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht einer Spitze des Speiseinjektors mit einem Kühlwasserkanal.
  • 4 zeigt eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht der Spitze mit dem Kühlwasserkanal.
  • 5 zeigt eine im Querschnitt dargestellte Seitenansicht einer Spitze mit einem Kühlwasserkanal, wie er hierin beschrieben sein kann.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Indem nun auf die Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen gleiche Bezugszeichen überall in den verschiedenen Ansichten gleiche Elemente bezeichnen, zeigt 1 ein Kombikraftwerksystem 10. Das Kombikraftwerksystem 10 kann einen Hauptluftverdichter 15, eine Luftzerlegungseinheit 20, die mit dem Verdichter 15 in Strömungsverbindung angeschlossen ist, einen Vergaser 25, der mit der Luftzerlegungseinheit 20 in Strömungsverbindung steht, eine Gasturbine 30, die mit dem Vergaser 25 in Strömungsverbindung steht, und eine Dampfturbine 35 enthalten. Es können andere Komponenten und andere Konfigurationen hierin verwendet werden.
  • Der Verdichter 15 verdichtet eine Umgebungsluftströmung, die zu der Luftzerlegungseinheit 20 geleitet wird. Alternativ kann auch eine verdichtete Luftströmung von einem Verdichter 40 der Gasturbine 30 verwendet werden. Die Luftzerlegungseinheit 20 verwendet die verdichtete Luft, um Sauerstoff zur Verwendung durch den Vergaser 25 zu erzeugen. Die Sauerstoffströmung wird in dem Vergaser 25 zur Erzeugung des teilweise oxidierten Synthesegases verwendet. Eine Strömung eines Stickstoff-Prozessgases (NPG) aus der Luftzerlegungseinheit 20 kann auch zu einer Brennkammer 45 der Gasturbine 30 zur Verwendung bei der Reduktion von Emissionen und dergleichen weitergeleitet werden.
  • Insbesondere setzt der Vergaser 25 ein Gemisch aus Brennstoff, Sauerstoff, Dampf und/oder anderen Materialien in ein ausgegebenes Synthesegas zur Verwendung durch die Gasturbine 30 um. Das Synthesegas kann zu der Brennkammer 45 über eine Reinigungsvorrichtung 50 strömen. Die Reinigungsvorrichtung 50 kann Kohlenstoffdioxid und dergleichen darin abtrennen. Das Synthesegas kann in der Brennkammer 45 verbrannt werden, um einen Strom heißer Verbrennungsgase zu erzeugen. Die heißen Verbrennungsgase treiben eine Turbine 55 an, um so mechanische Arbeit zu verrichten. Die mechanische Arbeit, die durch die Turbine 55 verrichtet wird, treibt den Verdichter 40 und eine externe Last, wie beispielsweise einen elektrischen Generator 60 und dergleichen, an. Die Abgase aus der Turbine 55 können ferner zu einem Abhitzedampferzeuger 65 geleitet werden. Der Abhitzedampferzeuger 65 erzeugt Dampf zum Antreiben der Dampfturbine 35. Die Dampfturbine 35 kann eine weitere Last 70 antreiben. Eine weitere Dampfzufuhr kann durch den Abhitzedampferzeuger 65 zu dem Vergaser 25 geliefert werden, um so eine Kühlung des Synthesegases zu ermöglichen. Es können andere Komponenten und andere Konfigurationen hierin verwendet werden.
  • 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Feststoffabscheidungs-Vergasers 100, wie er hierin beschrieben sein kann. Der Vergaser 100 kann bei dem vorstehend beschriebenen Kombikraftwerksystem 10 und dergleichen verwendet werden. Der Vergaser 100 kann einen Kopfendabschnitt 110, einen Fußendabschnitt 120 und einen im Wesentlichen zylindrischen Gefäßkörper 130, der sich dazwischen erstreckt, enthalten. Ein Speiseinjektor 140 durchdringt den Kopfendabschnitt 110 um zu ermöglichen, dass eine Brennstoffströmung in diesem geleitet wird. Insbesondere kann die Brennstoffströmung durch den Speiseinjektor 140 durch eine Düse 150 von diesem hindurchgeführt werden. Die Brennstoffströmung kann in eine Reaktionszone 160 ausgegeben werden. Die Reaktionszone 160 kann ein vertikal ausgerichteter, im Wesentlichen zylindrischer Raum sein, der gemeinsam mit der Düse 150 im Wesentlichen gleich ausgerichtet ist. In der Reaktionszone 150 können ein Synthesegas und Nebenprodukte erzeugt werden. Es können andere Komponenten und andere Konfigurationen hierin verwendet werden.
  • 3 zeigt eine Spitze 170 der Düse 150 des Speiseinjektors 140. Die Spitze 170 kann verschiedene Durchgänge bzw. Kanäle 180 enthalten, die darin für die Strömung von Sauerstoff, Brennstoff und dergleichen definiert sind. Die Größe, Form, Anzahl und Konfiguration dieser Durchgänge 180 kann variieren. Die Durchgänge 180 können durch eine Anzahl konzentrisch angeordneter ringförmiger Rohre 190 definiert sein. Die Rohre 190 können eine weitgehend bajonettartige Gestalt 195 aufweisen. Ein oder mehrere der Rohre 190 kann/können einen sich darin erstreckenden Kühlwasserkanal 200 enthalten. Die Größe, Gestalt, Anzahl und Konfiguration der Kühlwasserkanäle 200 kann variieren. Es können andere Komponenten und andere Konfigurationen hierin verwendet werden.
  • 4 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines bekannten Kühlwasserkanals 200. Der Kühlwasserkanal 200 kann eine kalte Seite 210 enthalten, die zu einem Sauerstoffdurchgang 220 angeordnet sein kann. Der Kühlwasserkanal 200 kann ferner eine heiße Seite 230 enthalten, die sich benachbart zu der Reaktionszone 160 befinden kann. In dem Kühlwasserkanal 200 strömt eine Kühlwasserströmung 240. Zwischen der kalten Seite 210 und der heißen Seite 230 kann sich ein Bereich mit maximaler Dehnbeanspruchung bzw. Verformung 250 befinden. Wie oben beschrieben, kann der Bereich maximaler Verformung 250 für eine Rissbildung und dergleichen anfällig sein. Die Größe und Ausdehnung des Bereiches maximaler Verformung 250 kann variieren.
  • Die kalte Seite 210 kann eine Querschnittsdicke 260 aufweisen, die größer als oder größer als eine Dicke 270 der heißen Seite sein kann. Weil die heiße Seite 230 Temperaturen ausgesetzt ist, die um ein Vielfaches höher sind als an der kalten Seite 210, kann die Steifigkeit der kalten Seite 210 folglich viel größer sein als die Steifigkeit der heißen Seite 230. Die heiße Seite 230 kann sich deshalb um ein größeres Maß dehnen als die kalte Seite 210, so dass der Bereich maximaler Beanspruchung bzw. Verformung 250 erzeugt wird.
  • 5 zeigt einen Kühlwasserkanal 300, wie er hierin beschrieben sein kann. Der Kühlwasserkanal 300 kann ebenfalls eine erste Seite 310, die eine kalte Seite 315 sein kann, und eine zweite Seite 320 enthalten, die eine heiße Seite 325 sein kann. In diesem Beispiel kann jedoch die kalte Seite 315 eine erste Seitendicke 330 aufweisen, die kleiner ist als eine zweite Seitendicke 340 der heißen Seite 325. Durch Reduktion der Dicke 330 der ersten Seite kann auch die Steifigkeit der kalten Seite 315 reduziert werden. Die Steifigkeit der kalten Seite 315 kann somit näher an der Steifigkeit der heißen Seite 325 liegen bzw. dieser ähnlicher sein. Bereiche mit ähnlicher Steifigkeit können folglich dazu dienen, die Bereiche maximaler Verformung 250 zu eliminieren oder zu reduzieren. Eine Reduktion der Bereiche maximaler Verformung sollte eine geringe zyklische Ermüdung zur Folge haben, so dass die Nutzungslebensdauer des gesamten Speiseinjektors 140 vergrößert wird. Es können andere Komponenten und andere Konfigurationen hierin verwendet werden.
  • Es sollte ersichtlich sein, dass das Vorstehende lediglich bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung und des resultierenden Patentes anbetrifft. Es können zahlreiche Veränderungen und Modifikationen durch einen Fachmann auf dem Gebiet daran vorgenommen werden, ohne dass von dem allgemeinen Wesen und Umfang der Erfindung, wie sie durch die folgenden Ansprüche definiert ist, und deren Äquivalenten abgewichen wird.
  • Die vorliegende Anmeldung und das resultierende Patent sehen eine Speiseinjektordüse 150 für ein Vergasungssystem 100 mit einer Reaktionszone 160 in diesem vor. Die Speiseinjektordüse 150 kann eine Anzahl von Rohren 190 enthalten, die sich zu der Reaktionszone 160 hin erstrecken. Die Rohre 190 können eine Anzahl von Durchgängen 180 zwischeneinander definieren. Ein Kühlwasserkanal 300 kann sich durch eines der Rohre 190 erstrecken. Der Kühlwasserkanal 300 kann eine erste Seite 310 benachbart zu einem der Durchgänge 180 und eine zweite Seite 320 benachbart zu der Reaktionszone 160 enthalten. Die erste Seite 310 kann eine erste Seitendicke 330 aufweisen, und die zweite Seite 320 kann eine zweite Seitendicke 340 aufweisen, wobei die erste Seitendicke 330 kleiner als oder gleich der zweiten Seitendicke 340 ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Kombikraftwerksystem
    15
    Hauptluftverdichter
    20
    Luftzerlegungseinheit
    25
    Vergaser
    30
    Gasturbine
    35
    Dampfturbine
    40
    Verdichter
    45
    Brennkammer
    50
    Reinigungsvorrichtung
    55
    Turbine
    60
    Generator
    65
    Abhitzedampferzeuger
    70
    Last
    100
    Vergaser
    110
    Kopfendabschnitt
    120
    Fußendabschnitt
    130
    Gefäßkörper
    140
    Speiseinjektor
    150
    Düse
    160
    Reaktionszone
    170
    Spitze
    180
    Durchgänge
    190
    Rohre
    195
    Bajonettartige Gestalt
    200
    Kühlwasserkanal
    210
    Kalte Seite
    220
    Sauerstoffdurchgang
    230
    Heiße Seite
    240
    Kühlwasserströmung
    250
    Bereich maximaler Beanspruchung bzw. Verformung
    260
    Dicke der kalten Seite
    270
    Dicke der heißen Seite
    300
    Kühlwasserkanal
    310
    Erste Seite
    315
    Kalte Seite
    320
    Zweite Seite
    325
    Heiße Seite
    330
    Dicke der ersten Seite
    340
    Dicke der zweiten Seite

Claims (9)

  1. Speiseinjektordüse (150) für ein Vergasungssystem (100) mit einer Reaktionszone (160) in diesem, die aufweist: mehrere Rohre (190), die sich in Richtung der Reaktionszone (160) erstrecken; wobei die mehreren Rohre (190) mehrere Durchgänge (180) dazwischen definieren; und einen Kühlwasserkanal (300), der sich durch eines der mehreren Rohre (190) erstreckt; wobei der Kühlwasserkanal (300) eine erste Seite (310) benachbart zu einem der mehreren Durchgänge (180) und eine zweite Seite (320) benachbart zu der Reaktionszone (160) aufweist; wobei die erste Seite (310) eine erste Seitendicke (330) aufweist und die zweite Seite (320) eine zweite Seitendicke (340) aufweist und wobei die erste Seitendicke (330) kleiner als oder gleich der zweiten Seitendicke (340) ist.
  2. Speiseinjektordüse (150) nach Anspruch 1, wobei die erste Seite (310) eine kalte Seite (315) aufweist.
  3. Speiseinjektordüse (150) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Seite (320) eine heiße Seite (325) aufweist.
  4. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–3, wobei die mehreren Rohre (190) sich zu der Reaktionszone (160) hin an einer Spitze (170) der Speiseinjektordüse (150) erstrecken.
  5. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–4, wobei der eine der mehreren Durchgänge (180) einen Sauerstoffkanal (220) aufweist.
  6. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–5, wobei der Kühlwasserkanal (300) eine Kühlwasserströmung (240) in diesem aufweist.
  7. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–6, wobei die mehreren Rohre (190) eine bajonettartige Gestalt (195) aufweisen.
  8. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–7, wobei die erste Seitendicke (330) einen Verformungsbereich (250) zwischen der ersten Seite (310) und der zweiten Seite (320) minimiert.
  9. Speiseinjektordüse (150) nach einem beliebigen der Ansprüche 1–8, wobei die erste Seite (310) eine erste Seitentemperatur aufweist und die zweite Seite (320) eine zweite Seitentemperatur aufweist und wobei die erste Seitentemperatur um ein Vielfaches geringer ist als die zweite Seitentemperatur.
DE102012105188A 2011-06-17 2012-06-14 Speiseinjektor für ein Vergasungssystem Withdrawn DE102012105188A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/162,623 2011-06-17
US13/162,623 US20120317992A1 (en) 2011-06-17 2011-06-17 Feed injector for gasification system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102012105188A1 true DE102012105188A1 (de) 2012-12-20

Family

ID=47228593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012105188A Withdrawn DE102012105188A1 (de) 2011-06-17 2012-06-14 Speiseinjektor für ein Vergasungssystem

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20120317992A1 (de)
JP (1) JP2013001907A (de)
KR (1) KR20120139598A (de)
CN (1) CN102827639A (de)
AU (1) AU2012203504A1 (de)
DE (1) DE102012105188A1 (de)
NL (1) NL2009003C2 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9644158B2 (en) 2014-01-13 2017-05-09 General Electric Company Feed injector for a gasification system
CN106574579A (zh) * 2015-03-12 2017-04-19 表准 利用磁共振效果和涡流效果的燃料节省装置
CN107083257B (zh) * 2017-04-18 2019-11-01 广州环渝能源科技有限公司 一种生物质气化系统
EP3492425A1 (de) * 2017-12-01 2019-06-05 L'air Liquide Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Brenner zur partiellen oxidation

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3065916A (en) * 1960-05-03 1962-11-27 Air Prod & Chem Fluid transfer device
US3224749A (en) * 1965-03-01 1965-12-21 Berry Metal Co Oxygen injection lance
CA935975A (en) * 1971-05-14 1973-10-30 Zochil Francesco Trowelling machine
US3727267A (en) * 1971-09-10 1973-04-17 C Clark Meat tenderizing machine
US4070826A (en) * 1975-12-24 1978-01-31 General Electric Company Low pressure fuel injection system
CA1218903A (en) * 1982-10-19 1987-03-10 Ian Poll Process and burner for the partial combustion of solid fuel
US4502633A (en) * 1982-11-05 1985-03-05 Eastman Kodak Company Variable capacity gasification burner
US4488682A (en) * 1983-09-07 1984-12-18 Union Carbide Corporation Cooling system for post-mixed burner
US4887962A (en) * 1988-02-17 1989-12-19 Shell Oil Company Partial combustion burner with spiral-flow cooled face
US4857075A (en) * 1988-05-19 1989-08-15 The Dow Chemical Company Apparatus for use with pressurized reactors
US4952218A (en) * 1988-08-26 1990-08-28 The Dow Chemical Company Two-fluid nozzle for atomizing a liquid solid slurry and protecting nozzle tip
AT400181B (de) * 1990-10-15 1995-10-25 Voest Alpine Ind Anlagen Brenner für die verbrennung von feinkörnigen bis staubförmigen, festen brennstoffen
US5299418A (en) * 1992-06-09 1994-04-05 Jack L. Kerrebrock Evaporatively cooled internal combustion engine
US5738811A (en) * 1995-05-16 1998-04-14 Monofrax Inc. Process for making fused-cast refractory products
JPH1054516A (ja) * 1996-08-07 1998-02-24 Tocalo Co Ltd ガス化炉バーナ
JPH10288311A (ja) * 1997-04-10 1998-10-27 Babcock Hitachi Kk ガス化炉用バーナー
JP2000026870A (ja) * 1998-07-14 2000-01-25 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd ガス化バーナ
FR2808208B1 (fr) * 2000-04-27 2002-06-28 Optimex 2000 Ltd Set de cannules pour injections dans le corps humain
US6892654B2 (en) * 2002-04-18 2005-05-17 Eastman Chemical Company Coal gasification feed injector shield with oxidation-resistant insert
US7185776B1 (en) * 2004-02-16 2007-03-06 Owens-Illinois Prescription Products Inc. Closure and container package
EP1902158A1 (de) * 2005-06-20 2008-03-26 Praxair S.T. Technology, Inc. Laserverkleidung von substrats mit geringer wärmebeständigkeit
US20080243126A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Robert Gutierrez Rotary angled scraper for spinal disc space preparation
CN201228965Y (zh) * 2007-08-06 2009-04-29 国际壳牌研究有限公司 燃烧器
DE202007018718U1 (de) * 2007-08-29 2009-05-14 Siemens Aktiengesellschaft Kohlenstaubkombinationsbrenner mit integriertem Pilotbrenner
US8360342B2 (en) * 2010-04-30 2013-01-29 General Electric Company Fuel injector having differential tip cooling system and method
US9822969B2 (en) * 2010-11-30 2017-11-21 General Electric Company Fuel injector having tip cooling

Also Published As

Publication number Publication date
AU2012203504A1 (en) 2013-01-10
NL2009003A (en) 2012-12-18
KR20120139598A (ko) 2012-12-27
JP2013001907A (ja) 2013-01-07
US20120317992A1 (en) 2012-12-20
CN102827639A (zh) 2012-12-19
NL2009003C2 (en) 2013-06-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60119753T2 (de) Druckluftdampferzeuger zur kühlung eines gasturbinenüberströmkanals
DE102009003406A1 (de) Verfahren und System zur Unterstützung einer Modifikation eines Kombikreislauf-Arbeitsfluids und dessen Verbrennung
CH707828A2 (de) Durchgehende Brennkammerauskleidung für eine Brennkammer einer Gasturbine.
DE102013114973A1 (de) Brennstoffinjektor zur Zuführung von Brennstoff zu einer Brennkammer
DE102014103082A1 (de) Strömungshülse für ein Brennkammermodul für eine Gasturbine
CH708646A2 (de) Innengekühlter Übergangskanalhinterrahmen.
DE102012105188A1 (de) Speiseinjektor für ein Vergasungssystem
DE102011051665A1 (de) Brennkammer und Verfahren zur Verringerung des Brennkammerkreischens
CH701823A2 (de) Prallgekühlter hinterer Rahmen eines Übergangsstückkörpers einer Turbinenmaschine.
DE102010037844A1 (de) Brennstoffdüsendichtungsabstandhalter und Verfahren zu seinem Einbau
DE102006017355A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erreichen von besseren Wärmeübergängen bei der Verwendung von Impulsbrennern
CH707830A2 (de) Überleitungskanal mit verbesserter Kühlung für eine Turbomaschine.
DE69807664T2 (de) Kohlebefeuerte gasturbinenanlage
CH707574A2 (de) Brennkammer mit Vordüsen-Treibstoffeinspritzsystem.
DE2821233A1 (de) Stroemungsmaschine mit zwei aufeinanderfolgenden radial-axialen umlenkungen der stroemungswege im laufrad
DE112018000670T5 (de) Stöchiometrisches wasserstoff-/sauerstoffverbrennungsturbinensystem
DE112013007579T5 (de) Flüssigbrennstoffpatrone für eine Brennstoffdüse
DE102009038322A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umwandlung thermischer Energie aus Biomasse in mechanische Arbeit
DE102009038323A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Verwertung von Biomasse
DE202009012134U1 (de) Vorrichtung zur Durchführung von Hochtemperaturvergasungsprozessen
CH707726A2 (de) Verbrennungsanordnung und Verfahren zur Reduktion von Druckschwankungen einer Verbrennungsanordnung.
CH701999A2 (de) Dampfturbine mit Kühlung der Dampfturbinenlaufräder.
DD295695A5 (de) Kombinierte gas- und dampfturbinen-anlage mit kohlevergasung
DE60034529T2 (de) Brenngasentspannungsturbine für einen sauerstoffaufblas-vergaser und zugehöriges verfahren
EP3246557A1 (de) Raketenantriebssystem und verfahren zum betreiben eines raketenantriebssystems

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee