PL220909B1 - Chłodnica gazu syntezowego do instalacji zgazowania i zastosowanie chłodnicy gazu syntezowego w instalacji zgazowania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Niniejszy wynalazek dotyczy chłodnicy gazu syntezowego do instalacji zgazowania i zastosowanie chłodnicy gazu syntezowego w instalacji zgazowania. Ogólnie wynalazek dotyczy instalacji do wytwarzania energii elektrycznej w technologii bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa (IGCC), a bardziej dokładnie urządzenia do chłodzenia gazu syntezowego.

Co najmniej niektóre znane generatory gazowe przetwarzają mieszaninę paliwa powietrza albo tlenu, wody w stanie ciekłym oraz/albo pary wodnej oraz/albo żużlu w produkt w postaci częściowo utlenionego gazu, czasem określanego jako „gaz syntezowy”. W instalacji do wytwarzania energii elektrycznej w technologii bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa (IGCC) gaz syntezowy jest doprowadzany do komory spalania turbinowego silnika spalinowego, który napędza generator, który dostarcza energię elektryczną do sieci energetycznej. Gazy spalinowe z turbinowego silnika spalinowego, mogą być dostarczane do generatora parowego z odzyskiem ciepła, który wytwarza parę wodną do napędzania turbiny parowej. Energia elektryczna wytwarzana przez turbinę parową napędza również generator elektryczny, który dostarcza energię elektryczną do sieci energetycznej.

W niektórych znanych blokach elektrowni w technologii IGCC, surowce węglowodorowe, obejmujące węgiel, koks ponaftowy oraz olej pozostałościowy o wysokiej zawartości popiołu, reagują z tlenem o wysokiej czystości (na ogół 95% czystości tlenu), aby wytworzyć gaz syntezowy w temperaturze od 104,4°C do 1482,2°C (od 2200°F do około 2700°F). Ciepło zawarte w tym gazie syntezowym jest odzyskiwane gdy gaz syntezowy jest kierowany z chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego (RSC) do chłodnicy konwekcyjnej gazu syntezowego (CSC). Znane chłodnice radiacyjne gazu syntezowego, które wykorzystują promieniowanie jako podstawowy mechanizm przesyłania ciepła ogólnie schładzają gaz syntezowy do zakresu od około 593,3°C do około 648,9°C (od około 1100°F do około 1200°F) oraz wytwarzają z niego parę wodną pod wysokim ciśnieniem.

Co najmniej niektóre znane chłodnice radiacyjne gazu syntezowego są bardzo dużymi naczyniami ciśnieniowymi, które mogą sięgać ponad 30 metrów wysokości i ważyć więcej niż 300 ton metrycznych. Z powodu dużego rozmiaru i ciężaru takich chłodnic, chłodnice nie mogą być dostarczane na plac budowy w stanie całkowicie zmontowanym. Raczej takie chłodnice muszą być przewożone w częściach i montowane na miejscu. Znane chłodnice radiacyjne gazu syntezowego używają wielu kołnierzy, aby połączyć głowicę chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego z płaszczem. Jednakże rozmiar i inne względy logistyczne mogą uczynić proces łączenia głowicy z płaszczem czasochłonnym i/lub kosztownym. Ponadto z tego powodu, że wiele kołnierzy jest używanych do łączenia głowicy, z upływem czasu, w płaszczu może powstawać przeciek przez sąsiednie kołnierze lub części składowe. Ponadto użycie wielu kołnierzy może zwiększyć ciężar całkowity, dodający się do ciężkiej już chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego.

Według wynalazku, chłodnica gazu syntezowego do instalacji zgazowania, zawierająca głowicę z wieloma rurami rozgałęźnymi; pierścieniowy płaszcz zawierający wiele przewodów, które to przewody są połączone przepływowo z rurami rozgałęźnymi; oraz część studzącą, przystosowaną do usuwania cząstek stałych uwięzionych w strumieniu przepływu gazu syntezowego przepływającego przez chłodnicę gazu syntezowego, przy czym głowica oraz płaszcz są połączone razem za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej, charakteryzuje się tym, że każda z rur rozgałęźnych oraz przewodów zawiera segment, który jest zorientowany promieniowo do wewnątrz od płaszcza.

Korzystnie wiele przewodów jest rozmieszczonych obwodowo wokół płaszcza.

Promieniowy segment skierowany do wewnątrz może być tak usytuowany, że ułatwia obwodowe przyspawanie głowicy do płaszcza.

Płaszcz oraz część studząca są przystosowane do połączenia ze sobą za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej.

Głowica zawiera pierścień, który rozciąga się wokół osi środkowej głowicy, przy czym rury rozgałęźne rozciągają się przez pierścień.

Innym aspektem wynalazku jest zastosowanie chłodnicy gazu syntezowego przedstawionej wcześniej w instalacji zgazowania.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w nieograniczających i niewyczerpujących przykładach wykonania na rysunku, na którego figurach podobne liczby odniesienia odnoszą się do podobnych części przez różne rzuty, o ile nie zostało podane inaczej, przy czym fig. 1 jest schematem blokowym przykładowej instalacji do wytwarzania energii elektrycznej w technologii bloku gazowo-parowego ze

PL 220 909 B1 zintegrowanym zgazowaniem paliwa (IGCC), fig. 2 jest rzutem perspektywicznym przykładowej chłodnicy radiacyjnej gazu syntezowego, która może być użyta z instalacją IGCC pokazaną na fig. 1, fig. 3 jest przekrojem poprzecznym przez przykładową głowicę oraz płaszcz używane z chłodnicą radiacyjną gazu syntezowego pokazaną na fig. 2.

Fig. 1 przedstawia schemat przykładowej instalacji (IGCC) 10 do wytwarzania energii elektrycznej w technologii bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa zgodnie z przykładem wykonania niniejszego wynalazku. W przedstawionym przykładzie wykonania instalacja IGCC 10 zawiera główną sprężarkę powietrza 12, jednostkę rozdziału powietrza (ASU) 14 połączoną przepływowo ze sprężarką 12, generator gazowy 16 połączony przepływowo z jednostką rozdziału powietrza ASU 14, chłodnicę gazu syntezowego 18 połączoną przepływowo z generatorem gazowym 16, turbinowy silnik spalinowy 20 połączony przepływowo z chłodnicą gazu syntezowego 18 oraz turbinę parową 22 połączoną przepływowo z chłodnicą gazu syntezowego 18.

W czasie pracy sprężarka 12 spręża powietrze z otoczenia, które jest następnie kierowane do jednostki rozdziału powietrza ASU 14. W przedstawionym przykładzie wykonania oprócz sprężonego powietrza ze sprężarki 12, do jednostki rozdziału powietrza ASU 14 jest dostarczane sprężone powietrze ze sprężarki 24 turbinowego silnika spalinowego. W rozwiązaniu alternatywnym zamiast sprężonego powietrza ze sprężarki 12 dostarcza się do jednostki rozdziału powietrza ASU 14 sprężone powietrze ze sprężarki 24. W pokazanym przykładzie wykonania, jednostka rozdziału powietrza ASU 14 używa sprężonego powietrza do wytwarzania tlenu do użycia przez generator gazowy 16. W szczególności jednostka rozdziału powietrza ASU 14 rozdziela sprężone powietrze na oddzielne strumienie przepływu tlenu (O2) oraz gazowego produktu ubocznego, czasami zwanego „gazem procesowym”. Strumień przepływu O2 jest kierowany do generatora gazowego 16 do użycia przy wytwarzaniu częściowo utlenionych gazów, określanych w niniejszym jako „gaz syntezowy”, do użycia przez turbinowy silnik spalinowy 20 jako paliwo, jak to opisano poniżej bardziej szczegółowo.

Gaz procesowy wytwarzany przez jednostkę rozdziału powietrza ASU 14 zawiera azot i będzie określany w niniejszym jako „azotowy gaz procesowy” (NPG). NPG może również zawierać inne gazy takie jak bez ograniczeń tlen oraz/albo argon. W przykładzie wykonania NPG zawiera od około 95% do około 100% azotu. W przedstawionym przykładzie wykonania co najmniej część strumienia przepływu NPG jest odprowadzana do atmosfery z jednostki rozdziału powietrza ASU 14, a część przepływu NPG jest wtryskiwana do strefy spalania (niepokazanej na rysunku) wyznaczonej w obrębie komory spalania 26 turbinowego silnika spalinowego 20, aby ułatwić kontrolowanie emisji silnika 20, a w szczególności ułatwić zmniejszanie temperatury spalania oraz redukcję emisji tlenku azotu wytwarzanych przez silnik 20. W przykładzie wykonania instalacja IGCC 10 zawiera sprężarkę 28 do sprężania strumienia przepływu azotowego gazu procesowego przed wtryśnięciem do strefy spalania komory spalania 26 turbinowego silnika spalinowego.

W przykładzie wykonania, generator gazowy 16 przetwarza mieszaninę paliwa podawanego ze źródła paliwa 30, O2 podawanego przez jednostkę rozdziału powietrza ASU 14, pary wodnej oraz/albo kamienia wapiennego w produkt w postaci gazu syntezowego do użycia przez turbinowy silnik spalinowy 20 jako paliwo. Chociaż generator gazowy 16 może używać dowolnego paliwa, w generatorze gazowym 16 stosuje się węgiel, koks ponaftowy, olej pozostałościowy, emulsję olejową, piasek roponośny, oraz/albo inne podobne paliwa. Ponadto, w przedstawionym przykładzie wykonania gaz syntezowy wytwarzany przez generator gazowy 16 zawiera dwutlenek węgla.

W przykładzie wykonania gaz syntezowy wytwarzany przez generator gazowy 16 jest kierowany do chłodnicy 18 gazu syntezowego, aby ułatwić schładzanie gazu syntezowego, jak to opisano bardziej szczegółowo poniżej. Schłodzony gaz syntezowy jest kierowany z chłodnicy 18 do urządzenia oczyszczającego 32, do użycia przy oczyszczaniu gazu syntezowego przed skierowaniem go do komory spalania 26 turbinowego silnika spalinowego, w celu jego spalania. Dwutlenek węgla (CO2) może być oddzielany od gazu syntezowego podczas czyszczenia, oraz w przykładowym przykładzie wykonania CO2 może być wypuszczany do atmosfery. Turbinowy silnik spalinowy 20 napędza generator 34, który dostarcza energię elektryczną do sieci energetycznej (niepokazanej na rysunku). Gazy spalinowe z turbinowego silnika spalinowego 20 są kierowane do generatora pary 36 z odzyskiem ciepła, który wytwarza parę wodną do napędzania turbiny parowej 22. Energia elektryczna wytwarzana przez turbinę parową 22 napędza generator elektryczny 38, który dostarcza energię elektryczną do sieci energetycznej. W przykładzie wykonania para wodna z generatora pary 36 z odzyskiem ciepła jest dostarczana do generatora gazowego 16 w celu wytwarzania gazu syntezowego.

PL 220 909 B1

Ponadto, w pokazanym przykładzie wykonania, instalacja 10 zawiera pompę 40, która kieruje wrzącą wodę z generatora pary 36 do chłodnicy gazu syntezowego 18, aby ułatwić schładzanie gazu syntezowego uwalnianego z generatora gazowego 16. Wrząca woda jest kierowana przez chłodnicę 18 gazu syntezowego, w której woda jest przetwarzana w parę wodną. Para wodna z chłodnicy 18 jest kierowana do bębna 17 wysokiego ciśnienia (HP) oraz następnie jest zawracana do generatora pary 36 do użycia w generatorze gazowym 16, chłodnicy 18 gazu syntezowego oraz/albo turbinie parowej 22.

Figura 2 jest rzutem perspektywicznym chłodnicy 18 gazu syntezowego (pokazanej na Figurze 1). W tym przykładzie wykonania chłodnica 18 gazu syntezowego jest chłodnicą radiacyjną gazu syntezowego. Chłodnica 18 gazu syntezowego zawiera głowicę 200, płaszcz 202 oraz część studzącą 204. Głowica 200, płaszcz 202 oraz część studząca 204 są zmontowane względem siebie zasadniczo koncentrycznie wokół wzdłużnej osi środkowej 228 chłodnicy 18 gazu syntezowego. Używany w niniejszym określeniu kierunek „promieniowy” jest kierunkiem, który jest zasadniczo prostopadły do osi środkowej 228, zaś kierunek „osiowy” jest kierunkiem, który jest zasadniczo równoległy do osi środkowej 228, kierunek „do góry jest kierunkiem który jest skierowany ogólnie w stronę górnego otworu 230 chłodnicy 18 gazu syntezowego, zaś kierunek „do dołu” jest kierunkiem, który jest ogólnie skierowany w stronę dolnego otworu 232 chłodnicy 18 gazu syntezowego.

Głowica 200 jest połączona z generatorem gazu 16, z zespołem wtryskiwacza zasilającego (niepokazanego na rysunku) oraz z płaszczem 202. Głowica 200 zawiera kopułę 206, pierścień 208, zawierający wiele usytuowanych osiowo otworów 210, wyznaczonych w nim, oraz króciec 212 zawierający kołnierz 214, który rozciąga się promieniowo na zewnątrz od króćca 212. W pokazanym przykładzie wykonania kopuła 206 jest zasadniczo półkolista, zaś wierzchołek 240 kopuły 206 zawiera otwór 234 wykonany w niej. Króciec 212 rozciąga się do góry przez otwór 234 kopuły poza wewnętrzną powierzchnię 236 (pokazaną na Figurze 3) oraz zewnętrzną powierzchnię 238 kopuły 206. Kołnierz 214 zasadniczo ogranicza króciec 212 i wyznacza zewnętrzny obwód górnego otworu 230. Pierścień 208 jest połączony z kopułą 206 i jest oddalony zasadniczo obwodowo względem osi środkowej 228 oraz króćca 212. Wiele otworów 210 pierścienia rozciąga się ogólnie osiowo przez pierścień 208 oraz przez wewnętrzną powierzchnię 236 kopuły 206 oraz zewnętrzną powierzchnię 238 kopuły. W przedstawionym przykładzie wykonania króciec 212 oraz kołnierz 214 są połączone przepływowo z generatorem gazowym 16 i każdy otrzymuje gaz syntezowy uwalniany z generatora gazowego 16.

W tym przykładzie wykonania płaszcz 202 zawiera górny płaszcz 216 oraz dolny płaszcz 218, które są oddalone na znaczną odległość obwodowo, wokół linii środkowej 228. Górny płaszcz 216 oraz dolny płaszcz 218 są połączone razem, w połączeniu przepływowym, ze sobą. Płaszcz 202 jest wykonany ze stali jakościowej na naczynia ciśnieniowe, takiej jak, bez ograniczeń, stal chromowo-molibdenowa. Jako taki, płaszcz 202 ma ułatwione wytrzymywanie ciśnień roboczych gazu syntezowego przepływającego przez chłodnicę 18 gazu syntezowego.

W przykładzie wykonania część studząca 204 jest połączona z płaszczem 202 tak, że część studząca 204 jest w połączeniu przepływowym z dolnym płaszczem 218. Część studząca 204 zawiera napełniony wodą basen studzący (niepokazany na rysunku) do użycia przy nasycaniu gazu syntezowego, chroniący części składowe przed wysoką temperaturą w części studzącej 204 oraz do zbierania szlaki, nieprzetworzonego zwęglenia oraz/albo innych cząstek stałych porwanych przez gaz syntezowy przepływający przez chodnicę 18 gazu syntezowego. Część studząca 204 wyznacza dolny otwór 232 chłodnicy 18 gazu syntezowego. W przykładzie wykonania dolny otwór 232 znajduje się w połączeniu przepływowym z zespołem zbierania szlaki (niepokazanym na rysunku), aby umożliwić zbieranie cząstek stałych utworzonych podczas gazyfikacji oraz/albo chłodzenia. Obrzeże 220 rozciąga się od części studzącej 204 oraz co najmniej częściowo ogranicza część studzącą 204.

W przykładzie wykonania chodnica 18 gazu syntezowego jest montowana na placu klienta, takiego jak firma energetyczna. W szczególności głowica 200, górny płaszcz 216, dolny płaszcz 218 i część studząca 204 są wytarzane jako oddzielne części składowe oraz są dostarczane osobno na plac klienta. W przykładzie wykonania część studząca 204 jest połączona z dolnym płaszczem 218 przez łącznik 226 oraz jest połączona z górnym płaszczem 216 przez łącznik 224. Głowica 200 jest połączona z górnym płaszczem 216 przez łącznik 222. W przykładzie wykonania zarówno łącznik 222 głowicy, łącznik 224 płaszcza jak i łącznik 226 części studzącej są połączone za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej.

W przykładzie wykonania obwodowa zgrzeina liniowa jest zgrzeiną o pełnym przenikaniu, która jest wykonywana z wnętrza chłodnicy 18 gazu syntezowego, jest wyżłabiana do osiągnięcia zdrowego metalu z zewnątrz chłodnicy 18 gazu syntezowego i jest przyspawana z zewnątrz chłodnicy 18 gazu

PL 220 909 B1 syntezowego aż do uzyskania całkowitego przenikania. W alternatywnym przykładzie wykonania obwodowa zgrzeina liniowa obejmuje spoinę o pełnym przenikaniu, wykonaną przy użyciu połączonych technik spawania i żłobienia, obejmujących, bez ograniczenia, spawanie za pomocą robota z podkładką płaską spoiny albo wzmocnieniem, albo bez nich, albo dowolnych odpowiednich technik spawania i żłobienia, które uzyskują zasadniczo pełne i skuteczne przenikanie spoiny. Łącznik 222 głowicy (również znany jako „złoty łącznik”) ułatwia wyeliminowanie potrzeby połączenia kołnierzowego pomiędzy głowicą 200 oraz górnym płaszczem 216.

Figura 3 pokazuje przekrój poprzeczny głowicy 200 oraz płaszcza 202 chłodnicy 18 gazu syntezowego. W tym przykładzie wykonania głowica 200 zawiera kopułę 206, pierścień 208, króciec 212 oraz kołnierz 214. Jak to opisano bardziej szczegółowo powyżej, króciec 212 rozciąga się do góry od kopuły 206 do kołnierza 214 oraz do dołu od kopuły 206 do podłogi 306 kopuły. Podłoga 306 kopuły zawiera wiele otworów 316 do przewodów przenoszenia ciepła, które są rozmieszczone obwodowo wokół osi środkowej 228. Podłoga 306 kopuły jest oddalona na odległość 322 do dołu od łącznika 222 głowicy. W pokazanym przykładzie wykonania odległość 322 jest tak dobrana, aby umożliwić robotnikowi 320 stanie na podłodze oraz łatwy dostęp do łącznika 222 głowicy.

Wspornik 302 z wymurówki ognioodpornej jest dołączony wokół wewnętrznego obwodu 324 króćca 212 tak, że wspornik 302 rozciąga się od kopuły 206 do podłogi 306 kopuły. Gaz syntezowy uwalniany z generatora gazowego 16 przepływa przez króciec 212 oraz wspornik 302 z wymurówki ognioodpornej. Jako takie, króciec 212 i wspornik 302 z wymurówki ognioodpornej są wystawione na działanie wysokich temperatur strumienia przepływu gazu syntezowego. W alternatywnym przykładzie wykonania wspornik 302 z wymurówki ognioodpornej rozciąga się do góry oraz promieniowo do wewnątrz względem króćca 212 oraz zawiera wiele cegieł 304 ustawionych w stos. W alternatywnym przykładzie wykonania wspornik 302 jest odlewalny z materiału ognioodpornego, który jest formowany w kształt, który przechodzi przez otwór 234.

Kopuła 206 zawiera wiele przewodów wlotowych 308 oraz przewodów wylotowych 309. Przewody wylotowe 309 rozciągają się ogólnie osiowo przez otwory 316 przewodów przenoszenia ciepła. Każdy przewód wlotowy 308 oraz przewód wylotowy 309 zawiera rurę rozgałęźną 314, która rozciąga się do góry przez odpowiedni otwór 210 pierścienia. W szczególności w pokazanym przykładzie wykonania przewody wlotowe 308, przewody wylotowe 309 oraz rury rozgałęźne 314 zasadniczo otaczają króciec 212 oraz oś środkową 228.

W przykładzie wykonania oprócz przewodów wlotowych 308 oraz przewodów wylotowych 309, płaszcz 202 zawiera również ściankę przenoszenia ciepła (zwaną również w niniejszym „ścianką rurową”) (niepokazaną na rysunku), oraz wiele paneli przenoszenia ciepła (zwanych również w niniejszym „płytą dociskową”). W szczególności w tym przykładzie wykonania przewody zasypowe 308 są usytuowane promieniowo wewnątrz płaszcza 202, przewody wylotowe 309 są usytuowane promieniowo wewnątrz względem przewodów wlotowych 308, ścianka rurowa jest usytuowana promieniowo do wewnątrz przewodów wylotowych 309, zaś płyty dociskowe są rozmieszczone wewnątrz ścianki rurowej tak, że ścianka rurowa zasadniczo ogranicza płyty dociskowe. W przykładowym przykładzie wykonania przewody wlotowe 308 kierują wodę z bębna HP 17 (pokazanego na fig. 1) oraz/albo generatora pary 36 (pokazanego na fig. 1) do ścianki rurowej oraz płyt dociskowych. Przewody wylotowe 309 kierują parę wodną do bębna HP 17 oraz/albo generatora pary 36 do użycia wewnątrz generatora gazowego 16, chodnicy 18 gazu syntezowego oraz/albo turbiny parowej 22 (pokazanej na Figurze 1). W rozwiązaniu alternatywnym, przewody wlotowe 308 oraz przewody wylotowe 309 kierują alternatywne medium przenoszenia ciepła od oraz do bębna HP 17 oraz/albo generatora pary 36.

W przykładzie wykonania, aby ułatwić dostęp do łącznika 222 głowicy, każdy przewód wlotowy 308 oraz każdy przewód wylotowy 309 są odgięte promieniowo do wewnątrz, w pobliżu łącznika 222 głowicy tak, że przewody wlotowe 308 oraz przewody wylotowe 309 tworzą segment 318 zasadniczo w kształcie litery „C. W szczególności każdy segment 318 zawiera część 326, która jest odgięta promieniowo do wewnątrz od płaszcza 202, część 328, która rozciąga się do dołu od części 326 skierowanej promieniowo do wewnątrz oraz część 330, która rozciąga się promieniowo na zewnątrz od skierowanej do dołu części 328 w kierunku płaszcza 202. Alternatywnie, każdy segment 318 jest wygięty promieniowo do wewnątrz w kształcie łukowatym, albo jest uformowany w dowolnym innym kształcie, który ułatwia dostęp do łącznika 222 głowicy. Jako takie, kombinacja odległości 322, czyli wzajemnego usytuowania podłogi 306 kopuły oraz łącznika 222 głowicy, oraz kształt segmentów 318 przewodu przenoszenia ciepła, umożliwia przyspawanie głowicy 200 do płaszcza 202 w ergonomicznie przyjaznym miejscu.

PL 220 909 B1

Podczas montażu chłodnicy 18 gazu syntezowego, dolny płaszcz 218 jest usytuowany na górze części studzącej 204 przed połączeniem go z częścią studzącą 204 w łączniku 226 części studzącej. Górny płaszcz 216 jest następnie umieszczany na górze dolnego płaszcza 218, zaś górny i dolny płaszcz 216 i 218 są następnie łączone razem wzdłuż łącznika 224 płaszcza. W przykładzie wykonania łącznik 226 części studzącej oraz łącznik 224 płaszcza są połączone za pomocą obwodowych zgrzein liniowych. Wewnętrzne elementy składowe, takie jak przewody wlotowe 308 oraz przewody wylotowe 309, są następnie podłączane wewnątrz płaszcza 202.

Podczas montażu głowica 200 jest umieszczana na górze górnego płaszcza 216 oraz wewnętrznych częściach składowych, takich jak rury rozgałęźne 314 przewodów przenoszenia ciepła, rozciągają się przez otwory 210 pierścienia. Rury rozgałęźne 314 są spawane do pierścienia 208 oraz/albo otworów 210 pierścienia. W przykładzie wykonania głowica 200 jest łączona z górnym płaszczem 216 łącznikiem 222 głowicy za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej. Chłodnica 18 jest następnie poddawana próbie wodnej, aby sprawdzić prawidłowość montażu.

Podczas pracy, gorący gaz syntezowy przepływa przez króciec 212 oraz przez wspornik 302 z wymurówki ognioodpornej oraz/albo cegły 304. Gaz syntezowy przepływa do komory chłodniczej (niepokazanej na rysunku) wyznaczonej wewnątrz płaszcza 202 oraz, przez wymianę ciepła z przewodami wlotowymi 308, przenosi ciepło do wody w przewodach wlotowych 308 w celu wytworzenia pary wodnej w przewodach wylotowych 309. Para wodna jest kierowana przez przewody wylotowe 309 do bębna HP 17 oraz do generatora pary 36. Jako taki, gaz syntezowy jest schładzany, gdy przepływa przez płaszcz 202. Gaz syntezowy jest następnie uwalniany do części studzącej 204 oraz przez basen studzący (niepokazany na rysunku). Szlaka, nieprzetworzone zwęglenia oraz/albo inne cząstki stałe uwięzione w gazie syntezowym są usuwane w basenie studzącym. Szlaka oraz inne ciała stałe zebrane w basenie studzącym są podawane grawitacyjnie do zespołu zbierającego szlakę (niepokazanego na rysunku), zaś zasadniczo schłodzony gaz syntezowy jest kierowany z chłodnicy 18 gazu syntezowego do skrubera gazu syntezowego (niepokazanego na rysunku), do turbinowego silnika spalinowego 20 (pokazanego na Fig. 1 oraz/albo do innego miejsca przeznaczenia).

Opisane wyżej przykłady wykonania zapewniają skuteczną i ekonomiczną chłodnicę gazu syntezowego, oraz powiązany z nią sposób montażu chłodnicy gazu syntezowego do zastosowania w instalacji do wytwarzania energii elektrycznej w technologii bloku gazowo-parowego ze zintegrowanym zgazowaniem paliwa (IGCC). Sposoby opisane w niniejszym umożliwiają połączenie elementów składowych chłodnicy gazu syntezowego ze sobą w bardziej skuteczny i ekonomiczny sposób niż jest to możliwe w przypadku znanych chłodnic gazu syntezowego. Ponadto, sposoby umożliwiają zmontowanie chłodnicy gazu syntezowego przy użyciu zmniejszonej ilości spawania oraz/albo innych mechanizmów łączących w porównaniu ze znanymi chłodnicami gazu syntezowego. Ponadto czas przez jaki urządzenie musi unosić i podtrzymywać elementy składowe chłodnicy opisanej w niniejszym łatwo ulega zmniejszeniu, w porównaniu ze znanymi chłodnicami gazu syntezowego. Dodatkowo, sposoby oraz instalacje opisane w niniejszym zapewniają bardziej niezawodny mechanizm łączący do użycia przez chłodnicę gazu syntezowego.

Przykłady wykonania instalacji zgazowania, chłodnicy gazu syntezowego oraz sposobu montażu chłodnicy gazu syntezowego są opisane szczegółowo powyżej. Sposób, chłodnica gazu syntezowego oraz instalacja zgazowania nie są ograniczone do szczególnych przykładów wykonania opisanych w niniejszym, ale składniki instalacji zgazowania oraz/albo kroki sposobu mogą być używane niezależnie i oddzielnie od innych elementów składowych oraz/albo kroków w nich opisanych. Na przykład, sposoby montażu oraz zespół opisany w niniejszym może również być używany w połączeniu z innymi elementami składowymi, instalacjami oraz/albo sposobami montażu, i nie są ograniczone do wykorzystania w praktyce z tylko jednym systemem zgazowania opisanym w niniejszym. Raczej, przykładowy przykład wykonania może być wdrożony i używany w połączeniu z wieloma innymi zastosowaniami naczyń ciśnieniowych.

Chociaż szczególne cechy różnych przykładów wykonania wynalazku mogą być pokazane na niektórych rysunkach, a na innych nie, jest to zrobione tylko dla wygody. Zgodnie z zasadami wynalazku, każda cecha z rysunku może być odniesiona oraz/albo zastrzeżona w połączeniu z dowolną cechą dowolnego innego rysunku.

Ten opis w formie pisemnej używa przykładów, aby ujawnić wynalazek, obejmujących najlepsze rozwiązanie, oraz również aby umożliwić każdemu specjaliście w branży zrealizowanie wynalazku, obejmujące wykonanie i używanie dowolnych urządzeń lub systemów oraz realizowanie wszelkich zawartych w tym sposobów. Ten zakres wynalazku jest zdefiniowany w zastrzeżeniach patentowych

PL 220 909 B1 i może zawierać inne przykłady niż te, które nasuwają się specjalistom w branży. Takie inne przykłady mieszczą się w zakresie zastrzeżeń patentowych, jeżeli mają one elementy konstrukcyjne, które nie różnią się od dosłownego zapisu zastrzeżeń patentowych, lub jeżeli zawierają one równoważne elementy konstrukcyjne z drobnymi różnicami względem dosłownego zapisu zastrzeżeń patentowych.

Claims (6)

1. Chłodnica gazu syntezowego (18) do instalacji zgazowania, zawierająca głowicę (200) z wieloma rurami rozgałęźnymi (314); pierścieniowy płaszcz (202) zawierający wiele przewodów (308, 309), które to przewody (308, 309) są połączone przepływowo z rurami rozgałęźnymi (314); oraz część studzącą (204), przystosowaną do usuwania cząstek stałych uwięzionych w strumieniu przepływu gazu syntezowego przepływającego przez chłodnicę gazu syntezowego (18), przy czym głowica (200) oraz płaszcz (202) są połączone razem za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej, znamienna tym, że każda z rur rozgałęźnych (314) oraz każdy z przewodów (308, 309) zawiera segment (326), który jest zorientowany promieniowo do wewnątrz od płaszcza (202).

2. Chłodnica według zastrz. 1, znamienna tym, że wiele przewodów (308, 309) jest rozmieszczonych obwodowo wokół płaszcza (202).

3. Chłodnica według zastrz. 1, znamienna tym, że promieniowy segment (326) zorientowany promieniowo do wewnątrz jest usytuowany dla ułatwienia obwodowego przyspawania głowicy (200) do płaszcza (202).

4. Chłodnica według zastrz. 1, znamienna tym, że płaszcz (202) oraz część studząca (204) są połączone ze sobą za pomocą obwodowej zgrzeiny liniowej.

5. Chłodnica według zastrz. 1, znamienna tym, że głowica (200) zawiera pierścień (208), który rozciąga się wokół osi środkowej (228) głowicy (200), przy czym rury rozgałęźne (314) rozciągają się przez pierścień (208).

6. Zastosowanie chłodnicy gazu syntezowego (18) według zastrzeżeń 1-5 w instalacji zgazowania.