一种冷却夹套、气化烧嘴及冷却方法与流程

本申请涉及冷却装置，具体涉及一种冷却夹套、气化烧嘴及冷却方法。

背景技术：

1、气化烧嘴是气流床气化炉的核心设备，所有气化原料和气化剂都需要经过气化烧嘴被连续稳定地输送至气化炉，并通过烧嘴和气化炉的配合在合理的流场内充分混合，进而发生气化反应。由于气化反应通常在高温高压的纯氧环境下进行，气化烧嘴的头部会直接暴露在1400℃以上的高温环境中，承受高强度的辐射热，极易因热疲劳而产生裂纹和变形，影响气化装置的长周期稳定运行。因此，在气化烧嘴出料口外侧需要设置一层冷却夹套，利用冷却夹套中的冷却介质与外部的高温环境进行换热，从而实现对烧嘴头部的冷却保护，延长气化烧嘴的使用寿命。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种冷却夹套、气化烧嘴及冷却方法。本申请的冷却夹套可以延长烧嘴在高温高压纯氧环境下的使用寿命。

2、本申请实施例提供一种冷却夹套，包括：

3、第一冷却壁；

4、端部，所述端部与所述第一冷却壁连接；

5、第二冷却壁，所述第二冷却壁与所述端部远离所述第一冷却壁的一侧连接，所述第一冷却壁、所述端部和所述第二冷却壁围合成容纳腔；

6、间隔件，所述间隔件设于所述容纳腔内，所述间隔件将所述容纳腔隔离出流道；所述间隔件包括彼此连接的第三冷却壁和导流部，所述流道具有依次连通的进水通道、冷却通道和出水通道；

7、所述第一冷却壁和所述第三冷却壁之间形成所述进水通道；所述第二冷却壁与所述第三冷却壁之间形成所述出水通道；所述端部、所述导流部、所述第一冷却壁和所述第二冷却壁之间形成冷却通道；

8、冷却介质自所述进水通道送入所述冷却通道，随后所述冷却介质自所述出水通道送出，所述冷却介质在所述冷却通道中具有第一流速v1 m/s，所述冷却介质进入所述冷却通道之前，具有第二流速v2 m/s，所述第一流速v1与所述第二流速v2满足：1≤v1-v2≤3。

9、在一些实施例中，所述导流部与所述第一冷却壁之间通过第一连接部连接，所述第一连接部具有若干个进水孔，所述进水通道通过所述进水孔与所述冷却通道连通；所述冷却夹套具有第一中心轴线，所述进水孔与所述第一中心轴线具有第一夹角，所述第一夹角的角度为20°～60°。

10、在一些实施例中，所述第二流速v2为所述冷却介质在所述进水孔中的流速，所述第二流速v2的范围为4m/s～12m/s。

11、在一些实施例中，所述第一流速v1的范围为5m/s～15m/s。

12、在一些实施例中，所述冷却通道的宽度为1mm～3mm。

13、在一些实施例中，所述第一连接部、导流部、第一冷却壁和端部之间具有第一缓冲腔，所述第一缓冲腔位于所述进水孔与所述冷却通道之间。

14、在一些实施例中，所述导流部为环形导流块结构。

15、在一些实施例中，所述导流部与所述第二冷却壁之间设置有第二连接部，所述第二连接部具有若干个出水孔，所述冷却通道通过所述出水孔与所述出水通道连通。

16、在一些实施例中，所述第二连接部、第二冷却壁和所述导流部之间形成第二缓冲腔，所述第二缓冲腔的宽度大于所述冷却通道的宽度。

17、在一些实施例中，所述导流部与所述端部之间设置有支撑翅片。

18、在一些实施例中，所述支撑翅片截面呈v形、环形或一字形。

19、在一些实施例中，所述第二连接部为旋流叶片。

20、相应的，本申请实施例提供了一种气化烧嘴，包括喷嘴，所述喷嘴的外周安装有上述的冷却夹套。

21、相应的，本申请实施例提供了一种气化烧嘴的冷却方法，包括：

22、第一介质自第一介质通道送出；

23、第二介质自第二介质通道送出，第一介质与第二介质在喷嘴的出料口混合燃烧；

24、冷却水自进水通道送入冷却通道，冷却通道内的冷却水通过出水通道送出；

25、所述冷却介质在所述冷却通道中具有第一流速v1m/s，所述冷却介质进入所述冷却通道之前，具有第二流速v2 m/s，所述第一流速v1与所述第二流速v2满足：1≤v1-v2≤3。

26、本申请的有益效果在于：相较于现有技术，本申请公开了一种冷却夹套、气化烧嘴及冷却方法。本申请的冷却夹套包括第一冷却壁；端部，端部与第一冷却壁连接；第二冷却壁，第二冷却壁与端部远离第一冷却壁的一侧连接，第一冷却壁、端部和第二冷却壁围合成容纳腔；间隔件，间隔件设于容纳腔内，间隔件将容纳腔隔离出流道；间隔件包括彼此连接的第三冷却壁和导流部，流道具有依次连通的进水通道、冷却通道和出水通道；第一冷却壁和第三冷却壁之间形成进水通道；第二冷却壁与第三冷却壁之间形成出水通道；端部、导流部、第一冷却壁和第二冷却壁之间形成冷却通道；冷却介质自进水通道送入冷却通道，随后冷却介质自出水通道送出，冷却介质在冷却通道中具有第一流速v1 m/s，冷却介质进入冷却通道之前，具有第二流速v2 m/s，第一流速v1与第二流速v2满足：1≤v1-v2≤3。本申请的冷却夹套可以延长烧嘴在高温高压纯氧环境下的使用寿命。

技术特征：

1.一种冷却夹套，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的冷却夹套，其特征在于，所述导流部(1042)与所述第一冷却壁(101)之间通过第一连接部(105)连接，所述第一连接部(105)具有若干个进水孔(1051)，所述进水通道(110)通过所述进水孔(1051)与所述冷却通道(130)连通；所述冷却夹套具有第一中心轴线(o1)，所述进水孔(1051)与所述第一中心轴线(o1)具有第一夹角，所述第一夹角的角度为20°～60°。

3.根据权利要求2所述的冷却夹套，其特征在于，所述第二流速v2为所述冷却介质在所述进水孔(1051)中的流速，所述第二流速v2的范围为4m/s～12m/s。

4.根据权利要求3所述的冷却夹套，其特征在于，所述第一流速v1的范围为5m/s～15m/s。

5.根据权利要求1所述的冷却夹套，其特征在于，所述冷却通道(130)的宽度为1mm～3mm。

6.根据权利要求2所述的冷却夹套，其特征在于，所述第一连接部(105)、导流部(1042)、第一冷却壁(101)和端部(102)之间具有第一缓冲腔(140)，所述第一缓冲腔(140)位于所述进水孔(1051)与所述冷却通道(130)之间。

7.根据权利要求1所述的冷却夹套，其特征在于，所述导流部(1042)为环形导流块结构。

8.根据权利要求1所述的冷却夹套，其特征在于，所述导流部(1042)与所述第二冷却壁(103)之间设置有第二连接部(106)，所述第二连接部(106)具有若干个出水孔(1061)，所述冷却通道(130)通过所述出水孔(1061)与所述出水通道(120)连通。

9.根据权利要求8所述的冷却夹套，其特征在于，所述第二连接部(106)、所述第二冷却壁(103)和所述导流部(1042)之间形成第二缓冲腔(150)，所述第二缓冲腔(150)的宽度大于所述冷却通道(130)的宽度。

10.根据权利要求1所述的冷却夹套，其特征在于，所述导流部(1042)与所述端部(102)之间设置有支撑翅片(107)。

11.根据权利要求10所述的冷却夹套，其特征在于，所述支撑翅片(107)截面呈v形、环形或一字形。

12.根据权利要求8所述的冷却夹套，其特征在于，所述第二连接部(106)为旋流叶片。

13.一种气化烧嘴，其特征在于，包括喷嘴(2)，所述喷嘴(2)的外周安装有如权利要求1～10中任一项所述的冷却夹套(1)。

14.一种气化烧嘴的冷却方法，其特征在于，包括：

技术总结本申请公开了一种冷却夹套、气化烧嘴及冷却方法。本申请的冷却夹套包括第一冷却壁；端部，端部与第一冷却壁连接；第二冷却壁，第二冷却壁与端部远离第一冷却壁的一侧连接，第一冷却壁、端部和第二冷却壁围合成容纳腔；间隔件，间隔件设于容纳腔内，间隔件将容纳腔隔离出流道；间隔件包括彼此连接的第三冷却壁和导流部，流道具有依次连通的进水通道、冷却通道和出水通道；冷却介质在冷却通道中具有第一流速V<subgt;1</subgt;m/s，冷却介质进入冷却通道之前，具有第二流速V<subgt;2</subgt;m/s，第一流速V<subgt;1</subgt;与第二流速V<subgt;2</subgt;满足：1≤V<subgt;1</subgt;‑V<subgt;2</subgt;≤3。本申请的冷却夹套可以延长烧嘴在高温高压纯氧环境下的使用寿命。技术研发人员：何磊,苏毅,曾磊赟,刘帅,张鑫受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司第七一一研究所技术研发日：技术公布日：2024/3/24