專利名稱：具有帶有側(cè)面從壓力殼中穿過的管系的冷卻罩的氣流床氣化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在高達(dá)IOMpa的壓力下以壓力容器蓋的簡(jiǎn)化的安裝性借助包含自由氧的氣化劑在氣流床中使含碳的、形成渣塊的燃料氣化的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
對(duì)于用于對(duì)形成渣塊的燃料進(jìn)行氣流床氣化的氣化器來說，已知通過多頭的螺旋狀卷繞的也稱為冷卻罩的管膜壁來限定反應(yīng)室。從所述冷卻罩中穿流的冷卻水通過連接在氣化器的蓋子上的接管來輸入或者排出(圖I)。DE 202009012134公開了一種相應(yīng)的具有四條冷卻水輸入管和四條冷卻水排出管的結(jié)構(gòu)。對(duì)于較大的氣化器功率來說繞組的數(shù)目在增加，這要求更多的接管，出于空間位置原因所述接管不可能布置在容器頭部上或者這樣做沒有意義。在此不可能為避免凍結(jié)而全部排空。冷卻罩尺寸設(shè)計(jì)的另一個(gè)限制性的因素是冷卻水管的標(biāo)稱直徑。隨著以功率提升為目的而擴(kuò)大反應(yīng)室這種情況，換熱的表面在增加，這引起這樣的后果，即需要更大的水量，用于排出熱量。在擴(kuò)大管徑的標(biāo)稱直徑時(shí)，明顯不利的是，一方面流體的渣塊的在管壁上的流出情況會(huì)變差并且另一方面結(jié)渣變得更不均勻并且在總體上變差。均勻的結(jié)渣是必需的，用于避免局部的過熱和冷卻罩損壞。隨著所述標(biāo)稱直徑的擴(kuò)大，按百分比計(jì)算更少的水量參與直接的換熱過程，這同樣會(huì)導(dǎo)致局部的過熱。因?yàn)樗隼鋮s水不能完全通過常見的措施比如用壓縮空氣來排出或者“吹出”這種措施來移除，所以所述回路、容器或者其環(huán)境在冬天停用時(shí)必須保持無霜凍的狀態(tài)。冷卻罩間隙的檢查或者冷卻罩更換意味著尤其要在接頭的從容器的壓力殼中穿過的穿通方面進(jìn)行麻煩的作業(yè)、檢查和驗(yàn)收。挑戰(zhàn)在于上面的容器蓋的安裝性，所述安裝性與進(jìn)流管路和回流管路的麻煩的穿入以及最終的焊縫的實(shí)施連同受限制的可檢查性(容器壓力檢查)相關(guān)聯(lián)。在容器壓力檢查之后，一般根據(jù)規(guī)定(AD、ASME)不再實(shí)施焊接作業(yè)。以往在提高氣化器功率時(shí)擴(kuò)大用于將額外的熱量排出的冷卻罩管的標(biāo)稱直徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，如此設(shè)計(jì)一種具有流體冷卻的冷卻罩的氣流床氣化器，從而簡(jiǎn)化所述壓力容器蓋的安裝性。該任務(wù)通過一種具有權(quán)利要求I所述特征的具有冷卻罩的氣流床氣化器得到解決。通過取消冷卻管穿通蓋子，來顯著減少在冷卻罩更換方面的安裝及保養(yǎng)開銷。此夕卜，所有焊縫都能夠檢查并且取消廣泛的用于保證質(zhì)量的特殊措施。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是冷卻罩與壓力容器之間的用于檢查的間隙的更好的可接近性。在本發(fā)明的一種特殊的設(shè)計(jì)方案中，單個(gè)的管線以其下面的端部與接管套管(Stutzendurchfuhrung) 19相連接,所述接管套管壓力密封地穿過壓力殼。這種措施能夠在停止?fàn)顟B(tài)中將冷卻罩完全排空，其中消除通過零下溫度引起毀壞的風(fēng)險(xiǎn)或者不過可以避免用于保溫的開銷或者使用防凍劑。在本發(fā)明的一種特殊的設(shè)計(jì)方案中，多個(gè)平行的管線的下面的端部與一個(gè)共同的環(huán)形分配器6相連接，所述環(huán)形分配器布置在所述冷卻罩14的下面的區(qū)域中并且與耐壓地從所述壓力殼中穿過的接管套管19相連接。在本發(fā)明的一種特殊的設(shè)計(jì)方案中，多個(gè)平行的管線的上面的端部與一個(gè)共同的環(huán)形集流器相連接，所述環(huán)形集流器布置在所述冷卻罩13的上面的區(qū)域中并且所述環(huán)形集流器與在所述殼法蘭2的下方耐壓地從所述壓力殼中穿過的接管套管20相連接。通過所述按本發(fā)明的措施，以冷卻罩管的有限的標(biāo)稱直徑和降低了數(shù)目的從壓力容器中穿過的接管來制造具有較高功率的氣化器。此外，由此可以提高頭數(shù)、管線和繞組的數(shù)目。管子標(biāo)稱直徑的限制同時(shí)引起管壁厚度的限制并且由此引起熱傳導(dǎo)的改進(jìn)。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中得到說明。


下面作為實(shí)施例在對(duì)于本發(fā)明的理解來說必需的范圍內(nèi)借助于附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出如下
圖I是具有從壓力殼體的蓋子中穿過的冷卻水的輸入和排出管的傳統(tǒng)的氣化反應(yīng)器，
并且
圖2是具有從壓力殼中穿過的冷卻水的輸入和排出管的按本發(fā)明的氣化反應(yīng)器。 在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
具體實(shí)施例方式在高達(dá)IOMPa (IOObar)的氣化壓力下工作的氣化反應(yīng)器的反應(yīng)室5被冷卻罩4限定，該冷卻罩被壓力殼I所包圍。在所述裝置的頭部設(shè)有氣化燃燒器18的支座，通過該氣化燃燒器來輸入包含反應(yīng)介質(zhì)、燃料和自由的氧的氣化劑。通過開口 11來排出氣化氣體和流體的渣塊，所述流體的渣塊對(duì)于1200與1900°C之間的氣化溫度來說由燃料灰構(gòu)成。在壓力殼與冷卻罩之間設(shè)有冷卻罩間隙12。該冷卻罩間隙在上部分13及下部分14上變細(xì)。將在冷卻罩中得到加熱的冷卻水作為熱水來排出并且在利用其熱含量的情況下得到冷卻并且作為冷卻水又輸送給所述冷卻罩。所述冷卻罩中的水壓保持比反應(yīng)室中的氣化壓力高幾十MPa (幾bar)。所述冷卻罩用多個(gè)(通常η個(gè))平行卷繞的管線構(gòu)成，所述管線稱為η線的繞組。在一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，所述冷卻罩具有六條平行卷繞的管線，所述管線稱為六線的繞組。單個(gè)的管線的下面的端部與在所述冷卻罩下部分的高度上布置的接管套管19相連接，該接管套管壓力密封地穿過所述壓力殼，其中所述接管套管在所述圓柱形的壓力殼的圓周上分布。單個(gè)的管線的上面的端部與接管套管20相連接，該接管套管在所述壓力殼法蘭2的下方壓力密封地穿過所述壓力殼，其中所述接管套管在所述圓柱形的壓力殼的圓周上分布。所述輸入管及排出管的壓力密封的穿通通過軸封密封件19或者20進(jìn)行。
為了在啟動(dòng)及停止過程中控制熱膨脹，所述輸入管及排出管和通過錯(cuò)移來形成的彎曲設(shè)計(jì)為可活動(dòng)的。為了避免所述冷卻罩的局部的過熱，在提高氣化器功率時(shí)提高管子的數(shù)目(多頭)。由此限制標(biāo)稱直徑。因?yàn)楦邤?shù)目的管子會(huì)引起更大數(shù)目的穿過壓力容器的接管，所以通過將里面的環(huán)形管路6布置在下面的區(qū)域中這種方式，在進(jìn)流側(cè)將數(shù)目限制到1-2個(gè)接管16和接管套管19。為了保證完全排空所述冷卻罩，將環(huán)形管路及其接管布置在所述冷卻罩的最低點(diǎn)上。通過完全的可排空性來防止在0°C之下停用時(shí)出現(xiàn)毀壞情況。通過將回流套管在主法蘭的下方布置在所述圓柱形的壓力殼上這種方式，來取消在容器蓋上進(jìn)行的麻煩的作業(yè)。在安裝及更換冷卻罩時(shí)的必需的最終裝配縫9處于殼法蘭上方的很好接近的區(qū)域中(參見圖2)。由此顯著簡(jiǎn)化安裝及保養(yǎng)開銷并且改進(jìn)可檢查性。作為另一種實(shí)施變型方案，可能有意義的是，將所有回流管路共同匯合到內(nèi)部的集流器，這降低了從所述壓力殼中穿過的套管的數(shù)目(集流管路或者環(huán)形管路)。 附圖標(biāo)記列表:
1壓力殼/壓力容器
2殼法蘭
3容器蓋
4冷卻罩
5反應(yīng)室
6分配管進(jìn)流
7集流管回流
8中軸線
9裝配縫
10排氣管路
11氣化氣體和流體的渣塊的開口
12冷卻罩間隙
13冷卻罩上部分
14冷卻罩下部分
15安全壓力室
16冷卻水入口
17冷卻水出口
19 接管套管冷卻水輸入管 20接管套管冷卻水排出管。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)器，用于以壓力容器蓋的簡(jiǎn)化的安裝性在高達(dá)IOMpa的壓力下借助包含自由氧的氣化劑在氣流床中使含碳的燃料氣化，其中-在壓力殼(I)中冷卻罩(4)限定反應(yīng)室(5),-所述冷卻罩由被冷卻流體從中流過的管子的繞組構(gòu)成，-所述冷卻罩具有多個(gè)彼此平行地卷繞的管線，-所述壓力殼在所述冷卻罩的上面區(qū)域中通過殼法蘭(2)可松開地通過容器蓋(3)封閉，-單個(gè)的管線的下面的端部與用于冷卻流體的接管套管(19)相連接，該接管套管在所述冷卻罩(14)的下面的區(qū)域中耐壓地穿過所述壓力殼，-單個(gè)的管線的上面的端部與用于冷卻流體的接管套管(20)相連接，該接管套管在所述殼法蘭的下方耐壓地穿過所述壓力殼。
2.按權(quán)利要求I所述的反應(yīng)器，其特征在于，單個(gè)的管線的上面的端部與自身的接管套管(20)相連接，該接管套管壓力密封地穿過所述壓力殼。
3.按權(quán)利要求2所述的反應(yīng)器，其特征在于，在管線的上面的端部的最高點(diǎn)上連接著排氣管路(10)，該排氣管路的另一個(gè)端部通過所述殼法蘭的下方的接管套管在耐壓地穿過所述壓力殼。
4.按權(quán)利要求I所述的反應(yīng)器，其特征在于，-在所述冷卻罩(13)的上面的端部上基本上同心地圍繞所述反應(yīng)器的垂直的中軸線 (8)布置有上面的分配管，-單個(gè)的管線以其上面的端部與所述上面的分配管相連接，-所述上面的分配管與接管套管(20)相連接，該接管套管壓力密封地穿過所述壓力殼。
5.按權(quán)利要求4所述的反應(yīng)器，其特征在于，在所述上面的分配管的最高點(diǎn)上連接有排氣管路(10)，該排氣管路的另一個(gè)端部通過殼法蘭的下方的接管套管耐壓地穿過所述壓力殼。
6.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，-在所述冷卻罩(14)的下面的端部上，下面的分配管(6)基本上同心地圍繞所述反應(yīng)器的垂直的中軸線(8)布置，-單個(gè)的管線以其下面的端部與所述下面的分配管相連接，-所述下面的分配管與接管套管(19)相連接，該接管套管(19)壓力密封地穿過所述壓力殼。
7.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，CN 102925218 A書求要利權(quán)2/2頁其特征在于，所述與管線的下面的端部相連接的接管(19)形成用于冷卻流體的輸入管，并且所述與管線的上面的端部相連接的接管(20)形成用于冷卻流體的排出管。
8.按前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反應(yīng)器，其特征在于，所述冷卻罩用由六條平行的管線構(gòu)成的六線的繞組構(gòu)成。全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有帶有側(cè)面從壓力殼中穿過的管系的冷卻罩的氣流床氣化器。對(duì)于具有流體冷卻的冷卻罩的氣流床氣化器來說，使用于冷卻流體的輸入接管和排出接管在用于容器蓋的安裝法蘭的下方在側(cè)面從圓柱形的壓力容器中穿過。由此實(shí)現(xiàn)所述壓力容器蓋的簡(jiǎn)化的安裝性。特殊的設(shè)計(jì)方案涉及將多個(gè)平行卷繞的管線的上面的端部和下面的端部分別匯合在一個(gè)集流管路中，其具有用于冷卻水的接管套管。
文檔編號(hào)C10J3/46GK102925218SQ201210283740
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月11日
發(fā)明者D.德根科爾布, F.漢內(nèi)曼, H.霍佩, T.尤斯特 申請(qǐng)人:西門子公司