用于處理和/或利用氣態介質能量的設備和能量產生系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種處理和/或利用含有可燃成分的氣態介質的能量的設備，該設備具有:燃燒器，該燃燒器具有可加熱燃燒室；饋送管道，該饋送管道用于將氣態介質饋送到燃燒室中；以及反應室，氣態介質可流動通過該反應室，并且該反應室具有入口孔，氣態介質通過該入口孔流動到到反應室中，并且該反應室具有出口孔，氣態介質通過該出口孔離開反應室并進入到熱氣管道中，熱氣管道用于將處理過的氣態介質從反應室排出。
【背景技術】
[0002]這種類型的設備是已知的(US 5，592，811)。所述已知的設備被設計來處理含碳氫化合物的排氣。所述設備具有壓力容器，圓筒形反應室形成在該壓力容器中，并且含有壓縮機，該壓縮機用于將含碳氫化合物的排氣饋送到反應室中。具有橫向指向到反應室中的火焰管的燃燒器布置在壓力容器中。排氣被允許在燃燒器的區域中進入到反應室中并且在反應室旋動。
[0003]已知設備的缺點是，氣態介質通過反應室的流路的長度可能不同，這導致氣態介質在反應室中的停留時段不均勻。可燃成分的均勻化學轉化成排氣因此在此是不易實現的。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供處理含有可燃成分的氣態介質的設備，該設備確保可燃成分完全化學轉化成饋送到設備的氣態介質。
[0005]該目的通過開頭提到的類型的設備實現，該設備具有用于在反應室中引導氣態介質的流動的至少一個引導體。
[0006]該引導體在此具有目的或以這樣的方式設計，使得氣態介質，具體地說排氣流，在反應室中的停留時段被穩定，并且/或氣態介質，具體地說排氣流，在反應室內的流路最佳化，具體地說最大化，并且/或氣態介質，具體地說排氣流，在反應室中的短路流動被抑制。使停留時段穩定在此被理解為具體意指，關于其在反應室中的停留時段，各個分量的氣態介質的停留時段僅有小分散(scatter)，并且優選地幾乎沒有分散。小分散在此被理解為具體意指，小于50%的，尤其小于30%的，特別優選地小于10%的各個停留時段的離散度，即，具體意指饋送到反應室的氣態介質中的66%的停留時段在反應室中波動小于50%，尤其小于30%，優選地小于20%，特別優選地小于10%。最大化流路在此被理解為具體意指，使流路的長度在給定的氣態介質體積流量和給定的反應室幾何尺寸下最佳化。從最大化流路的意義上說，對旋流的增加的適應可因此尤其受影響。引導體優選地布置在反應室的沿縱向方向延伸的部分中。在該部分中，氣態介質優選地以旋流繞引導體受引導，該旋流有利地具有沿縱向方向延伸的氣旋軸線。
[0007]總之，本實用新型涉及一種用于處理和/或利用氣態介質能量的設備，所述氣態介質含有可燃成分，所述用于處理和/或利用氣態介質能量的設備具有:燃燒器，所述燃燒器具有能夠加熱的燃燒室，饋送管道，所述饋送管道用于將氣態介質饋送到所述燃燒室中，以及反應室，氣態介質能夠流動通過所述反應室，并且所述反應室具有入口孔，所述氣態介質通過所述入口孔流動到所述反應室中，并且所述反應室具有出口孔，所述氣態介質通過所述出口孔離開所述反應室進入到熱氣管道中，所述熱氣管道用于將處理過的排氣從所述反應室排出，其特征在于，至少一個引導體用于引導氣態介質在所述反應室中的流動，其中，所述引導體布置在所述反應室的在縱向方向上延伸的部分中，其中，所述引導體被設計成中空圓筒，所述中空圓筒在所述縱向方向上延伸并且所述中空圓筒具有至少一個壁孔，所述壁孔將用于氣態介質通過的所述熱氣管道連接到所述反應室的所述部分，其中，繞所述引導體以旋流引導所述氣態介質，所述旋流具有在所述縱向方向上延伸的氣旋軸線，其中，所述引導體穿過所述反應室的在所述縱向方向上延伸的所述部分，其中，所述反應室的在所述縱向方向上延伸的所述部分在一側上由板體封閉，所述板體將所述引導體容納在固定支座上，其中，所述引導體至少部分地在所述縱向方向上以至少軸向可移動的方式被引
B
寸ο
[0008]引導體可在此具體穿過反應室的沿縱向方向延伸的那部分。如果引導體具有至少一個螺旋形引導元件，該螺旋形引導元件繞在沿縱向延伸的部分中的引導體引導氣態介質，則是有利的。
[0009]可由此在反應室中避免氣態介質的短路流動。待處理的氣態介質可因此沿總是具有基本相同的長度的流路被引導穿過反應室，其中所述長度大于沿縱向方向延伸的反應室的長度。
[0010]如果引導體設計成沿縱向方向延伸并具有至少一個壁孔的中空圓筒，該壁孔作為氣態介質的通道將熱氣管道連接到反應室的部分，則是有利的。
[0011]在有利的發展中，中空圓筒將氣態介質的旋流在其內部中轉化成縱向流。由此能夠將在反應室中處理的氣態介質以非旋轉熱氣流的形式饋送到例如燃氣渦輪單元。
[0012]反應室的沿縱向方向延伸的那部分在一側上通過板體封閉，該板體將引導體、具體地說中空圓筒容納在固定支座上。此外，引導體、具體地說中空圓筒以軸向可移動的方式至少部分地沿縱向方向受引導。引導體優選地以軸向或線性可移動的方式在背離板體的端部上受引導。這使得能夠避免機械應力，機械應力的原因是反應室壁的熱線性膨脹不同。為了確保穩定支座，在本實用新型的優選實施例中，熱氣管道的管體也被固定在板體上。
[0013]本實用新型的一個概念特別地包括提供作為反應室的一部分的前室，該前室將燃燒室連接到反應室的沿縱向方向延伸的所述部分。
[0014]熱氣管道、饋送管道和反應室優選地布置在壓力容器中，該壓力容器填充有絕緣材料，并包圍反應室。
[0015]反應室具有至少部分地由插在一起的管體段組成的壁。
[0016]通過透氣的反應室壁能夠實現的效果是，所述壁能夠由例如金屬內襯的薄鋼板形成，并且不必承受任何大的壓縮力，這是因為反應室中的正壓可被壓力容器吸收。
[0017]另外，本實用新型的一個概念是將反應室的壁在壓力容器的一側上固定在用作引導體的固定支座的板體上。
[0018]通過所述板體容納在保持裝置上，該保持裝置利用穿過絕緣材料并具有高抗熱傳導性的至少一個支撐元件將板體連接到壓力容器的壁區段，能夠將來自饋送管道、來自熱管道和來自反應室的熱流保持較低。
[0019]此外，本實用新型的一個概念是由多個容器段組裝成壓力容器。因此提供模塊化結構的設備，這僅用很小的費用允許反應室的容積增加和減小以因此調節待在設備中處理的氣態介質的停留時段或流路長度。燃燒器的燃燒室位于火焰管中，該火焰管具有面對反應室的口孔。
[0020]火焰管在此有利地布置在與饋送管道連通的管部分中，并且具有多個壁孔，氣態介質能夠通過該多個壁孔從饋送管道進入到燃燒室中。
[0021]熱氣管道具有熱聯接到將氣態介質饋送到反應室中的饋送管道的用于熱傳導的管道部分。因此能夠預熱饋送到設備的氣態介質。
[0022]熱氣管道包括具有補償器的管，該補償器用于補償線性熱膨脹。因此能夠在設備中將熱氣體管道保持在僅兩個間隔開的固定支座中，補償器位于該兩個固定支座之間，這同樣使從熱氣管道離開到壓力容器壁上的熱流最小化。
[0023]本實用新型還涉及能量產生系統，該能量產生系統具有處理和/或利用含有可燃成分的氣態介質能量的設備，并具有連接到設備的熱氣管道的燃氣渦輪單元。
[0024]根據本實用新型，燃氣渦輪單元包括燃氣渦輪，燃氣渦輪在運動方面聯接到壓縮機，該壓縮機壓縮供應到設備且含有可燃成分的氣態介質。
[0025]此外，本實用新型還涉及能量產生系統，該能量產生系統具有:處理和/或利用含有可燃成分的氣態介質的能量的設備；和連接到設備的熱氣管道且具有渦輪管道的燃氣渦輪單元，其中，所述設備具有燃燒器，該燃燒器具有可加熱燃燒室，并且在所述設備中，存在用于將氣態介質饋送到燃燒室中的饋送管道，以及反應室，氣態介質能夠流動通過該反應室，并且該反應室具有入口孔，氣態介質通過該入口孔流到反應室中，且該反應室具有出口孔，氣態介質通過該出口孔離開反應室進入到熱氣管中，該熱氣管用于將處理過的氣態介質從反應室排出，其中，熱氣管道包括具有燃氣渦輪單元連接部分的管，該燃氣渦輪單元連接部分在設備側被保持在固定支座中，并且具有突出到渦輪管道中的管體，部分地包圍該管體的補償器被固定在該管體上，所述補償器具有模制區段，該模制區段以形式配合的方式連接到形成在渦輪管道上的匹配的模制區段，用于熱氣管道與渦輪管道的氣密連接。燃氣渦輪連接部分在此包括補償器，該補償器布置在固定支座與匹配模制區段之間，并且在燃氣渦輪單元連接段的情形中，至少部分地補償由加熱引起的長度變化。