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1、(10)申请公布号 CN 103375793 A (43)申请公布日 2013.10.30 CN 103375793 A *CN103375793A* (21)申请号 201310130967.7 (22)申请日 2013.04.16 13/448,293 2012.04.16 US F22B 37/00(2006.01) (71)申请人 普拉特及惠特尼火箭达因公司 地址 美国加利福尼亚州 (72)发明人 J. 维加 J.A. 迈斯 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 周春梅 傅永霄 (54) 发明名称 使用产出水的蒸汽发生器薄膜冷却 (57) 摘要 本发。
2、明公开使用产出水的蒸汽发生器薄膜冷 却。一种示例性蒸汽发生器组件包括壁。产出水 对所述壁的至少一部分起薄膜冷却的作用。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103375793 A CN 103375793 A *CN103375793A* 1/1 页 2 1. 一种蒸汽发生器组件， 包括 ： 蒸汽发生器的壁， 其中， 产出水对所述壁的至少一部分起薄膜冷却的作用。 2. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中。
3、， 所述产出水是未处理的水。 3. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 产出水是从油中分离的水。 4. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 所述壁提供圆柱形燃烧室。 5. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 产出水包括延伸跨越壁的表面的产 出水的薄膜。 6. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 所述蒸汽发生器蒸发所述产出水以 产生蒸汽。 7. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 引导所述产出水使得所述产出水在 蒸汽发生器操作期间将所述壁的所述一部分与燃烧产物隔离。 8. 根据权利要求 7 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 所述。
4、产出水和燃烧产物保持在共同 腔室内。 9. 根据权利要求 7 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 所述产出水和燃烧产物直接接触。 10. 根据权利要求 1 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 配置所述壁使得薄膜冷却所述壁的 产出水限制所述壁上的垢累积。 11. 一种蒸汽发生器组件， 包括 ： 燃烧器壁， 其提供燃烧室的至少一部分 ； 以及 入口， 其输送产出水至所述燃烧室， 所述产出水对所述燃烧器壁提供薄膜冷却。 12. 根据权利要求 11 所述的蒸汽发生器组件， 包括导流片， 其引导产出水流沿着朝向 所述燃烧室的燃烧器壁的表面。 13. 根据权利要求 11 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 蒸汽与燃烧。
5、产物混合。 14. 根据权利要求 11 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 在所述燃烧室内的燃烧将产出水 蒸发以形成蒸汽。 15. 根据权利要求 11 所述的蒸汽发生器组件， 其中， 配置所述燃烧室使得薄膜冷却所 述燃烧器壁的产出水限制粘附至燃烧壁的垢。 16. 一种蒸汽发生器操作方法， 包括 ： 将产出水引入蒸汽发生器的燃烧室中 ； 以及 使用所述产出水薄膜冷却所述燃烧室的壁。 17. 根据权利要求 16 所述的蒸汽发生器操作方法， 包括使用所述产出水限制所述壁上 的垢累积。 18. 根据权利要求 16 所述的蒸汽发生器操作方法， 其中， 所述产出水是从油中分离的 水。 权 利 要 求 书 CN。
6、 103375793 A 2 1/3 页 3 使用产出水的蒸汽发生器薄膜冷却 技术领域 0001 本发明通常涉及在蒸汽发生器中使用产出水来薄膜冷却蒸汽发生器。 背景技术 0002 从油中分离的水通常称作产出水。产出水的其他来源也是可能的。即， 产出水并 非唯一地是油精炼的副产品。产出水通常特征化为具有高矿物含量的未处理水。 发明内容 0003 根据本发明的示例性方面的一种蒸汽发生器组件除了其他以外包括壁。 产出水对 所述壁的至少一部分起薄膜冷却的作用。 0004 在前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 产出水可以是未处理水。 0005 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中，。
7、 产出水可以是从油分离 出的水。 0006 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 壁可以具有圆柱形燃烧 室。 0007 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 产出水可以包括延伸穿 过壁的表面的产出水薄膜。 0008 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 蒸汽发生器可以将产出 水蒸发以产生蒸汽。 0009 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 产出水被引导使得在蒸 汽发生器操作期间产出水将所述壁的所述一部分与燃烧产物隔离。 0010 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 产出水和燃烧产物可以 保持在共同腔室中。 0011 在任。
8、一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 产出水和燃烧产物可以 直接接触。 0012 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 配置壁使得薄膜冷却所 述壁的产出水限制壁上的垢累积。 0013 根据本发明的另一示例性方面的一种蒸汽发生器组件除了其他以外包括提供燃 烧室的至少一部分的燃烧器壁、 以及将产出水输送至燃烧室的入口。产出水为燃烧器壁提 供薄膜冷却。 0014 在前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 导流片可以引导产出水流沿 着朝向燃烧室的燃烧器壁的表面。 0015 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 蒸汽可以与燃烧产物混 合。 0016 在任一前述。
9、蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 燃烧室内的燃烧将产出 水蒸发以形成蒸汽。 说 明 书 CN 103375793 A 3 2/3 页 4 0017 在任一前述蒸汽发生器组件的进一步非限制性实施例中， 配置燃烧室使得薄膜冷 却燃烧器壁的产出水限制粘附至燃烧壁的垢。 0018 根据本发明的另一示例性方面的一种蒸汽发生器操作方法除了其他以外包括将 产出水引入蒸汽发生器的燃烧室中， 以及使用产出水薄膜冷却燃烧室的壁。 0019 在前述蒸汽发生器操作方法的进一步非限制性实施例中， 该方法可以包括使用产 出水限制壁上的垢累积。 0020 在前述蒸汽发生器操作方法的进一步非限制性实施例中， 产出水是。
10、从油中分离的 水。 附图说明 0021 对于本领域技术人员来讲， 通过详细说明书所公开的示例的各种特征和优点将变 得明显。附随所述详细说明书的附图可以简要描述如下 ： 图 1 说明了用于操作蒸汽发生器的示例性方法 ； 图 2 示出了示例性蒸汽发生器组件的截面图。 具体实施方式 0022 图1示出了用于操作蒸汽发生器的示例性方法20。 在该示例中， 方法20通常包括 步骤22和24， 尽管需要理解的是步骤22和24的每一个均可以包括任何数目的子步骤以便 执行或者帮助主步骤 22 和 24。在所示示例中， 步骤 22 包括将产出水引入蒸汽发生器的燃 烧室的动作。第二步骤 24 包括加热产出水直至水。
11、被蒸发的动作。被蒸发的产出水从燃烧 室作为蒸汽排出。 0023 产出水通常视作已从油中分离出的并且未被处理的水。 产出水可以具有比已处理 的水更高的硬度并且可以包含杂质。 0024 将参照图2进一步描述方法20， 图2显示了用于执行方法20的示例性蒸汽发生器 组件40。 需要理解的是所公开的蒸汽发生器40仅是示例并且蒸汽发生器40可以根据方法 20 而改变。 0025 示例蒸汽发生器 40 通常是圆柱形的并且沿着从第一端 44 至相对的第二端 48 的 轴线 A 延伸。蒸汽发生器 40 包括具有向内朝向轴线 A 的表面的燃烧器壁 52。燃烧器壁 52 提供了燃烧室 56。 0026 在一个非限。
12、制性示例中， 蒸汽发生器 40 具有从 7 至 21 英尺 （2.1 至 6.4 米） 长以 及约 4 英寸 （10.2 厘米） 直径。 0027 在蒸汽发生器 40 的第一端 44 处的喷嘴 60 将燃料和氧化剂的混合物输送至靠近 轴线 A 的燃烧室 56。点火器 64 提供了引起混合物燃烧的火花。燃烧区域 68 示意性表示了 燃烧产物如何从第一端 44 朝向第二端 48 扩散。如图所示， 当朝向第二端 48 移动时燃烧产 物倾向于径向地向外扇出。 0028 来自产出水源 74 的水通过建立在燃烧器壁 52 内的多个入口 72 而输送至燃烧室 56。在该示例中， 入口 72 引导水沿径向方向。
13、通过燃烧器壁 52。水随后接触导流片 76， 导流 片 76 再次引导水在沿着燃烧器壁 52 的轴向方向上移动。入口 72 绕轴线 A 周向地设置。因 此当水移动通过所有入口 72 时， 来自入口 72 的水周向地环绕燃烧产物。 说 明 书 CN 103375793 A 4 3/3 页 5 0029 燃烧产物是非常热的， 特别是靠近蒸汽发生器 40 的第一端 44。注意的是， 燃烧产 物并不直接接触蒸汽发生器 40 的区域中的燃烧器壁 52， 这是由于来自入口 72 的水将燃烧 产物与燃烧器壁 52 隔离。来自入口 72 的水基本上将燃烧器壁 52 的该部分从与燃烧产物 相关联的热能的一些隔绝。
14、。 0030 更具体的， 在该示例中， 来自入口 72 的水对燃烧器壁 52 起薄膜冷却的作用。薄膜 冷却燃烧器壁 52 有助于防止在燃烧器壁 52 上由水的蒸发而产生的垢累积。薄膜冷却燃烧 器壁 52 限制或者防止了垢粘附和累积在壁上， 这使得蒸汽发生器 40 能够利用来自产出水 源74的水而不是非产生水的水。 取代粘附于燃烧器壁52， 来自产出水的固体物被燃烧或者 与燃烧产物以及蒸汽一起排出蒸汽发生器 40。固体物作为颗粒物排出。 0031 隔绝燃烧器壁 52 也防止了燃烧器壁 52 接触与靠近第一端 44 的燃烧产物相关联 的浓缩过的含碳气体。 0032 液体薄膜冷却区域 78 通常表示。
15、提供薄膜冷却的产出水。当燃烧产物和来自入口 72 的水朝向第二端 48 移动时， 由于燃烧产物的热能， 增加了液体水蒸发的量。蒸发的薄膜 冷却区域 80 通常表示该蒸发的水。 0033 在操作期间， 燃烧产物倾向于径向向外膨胀。这趋势有助于将液体薄膜冷却区域 78 和蒸发的薄膜冷却区域 80 保持在靠近燃烧器壁 52。 0034 操作期间， 燃烧产物也朝向第二端 48 移动。该移动引起了液体薄膜冷却区域 78 中的液体水和蒸发薄膜冷却区域 80 中蒸发的水朝向第二端 48 移动。 0035 当燃烧产物和来自入口 72 的水朝向第二端 48 移动时， 燃烧产物和来自入口 72 的 水变得混合。混。
16、合区域 82 通常表示燃烧产物与蒸发的水的该混合物。混合物从蒸汽发生 器 40 作为蒸汽排出。在另一示例中， 混合物被冷凝并且用用清洁水 （不是产出水） 。 0036 示例蒸汽发生器40包括围绕靠近喷嘴60的轴线周向分布的喷嘴阵列84。 喷嘴阵 列 84 引导水的喷雾径向向外朝向燃烧器壁 52。 0037 在该示例中， 喷嘴 84 接收来自产出水源 74 的水。喷嘴 84 设置成彼此足够靠近以 使得来自周向相邻的喷嘴84的喷雾重叠。 该设置提供从喷嘴84径向延伸朝向燃烧器壁52 的水薄片。水薄片限制了热能接触蒸汽发生器 40 的端壁 88、 以及靠近第一端 44 的蒸汽发 生器 40 的其他区域。 0038 所公开示例的特征包括直接的， 而不是间接的， 加热蒸汽发生器燃烧器中的水以 产生蒸汽。水是产出水。产出水薄膜冷却燃烧器。 0039 前述描述本质上是示例性的而不是限制性的。对于本领域技术人员来讲， 无需脱 离本发明的本质而对所公开示例的变化和修改将是显而易见的。因此， 给予本发明的法律 保护范围仅能通过研究以下权利要求而确定。 说 明 书 CN 103375793 A 5 1/2 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103375793 A 6 2/2 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 103375793 A 7 。