廢水複合熱載體發生器的製造方法

2023-11-30 15:25:11

廢水複合熱載體發生器的製造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種廢水複合熱載體發生器，其包括：發生器本體，其包括燃燒室及套設在燃燒室外部的蒸氣室，燃燒室的上端與蒸氣室相連通，蒸氣室的上端連接有出口管道；發生器頭部結構，其連接在發生器本體的下端，發生器頭部結構具有頭部本體和設置在頭部本體內的燃燒噴嘴和點火電極，燃燒噴嘴和點火電極與燃燒室相對設置，頭部本體內設有與蒸氣室相連通的進水通道及排垢通道。本實用新型不僅可以滿足高壓燃燒並安全輸出複合熱載體的要求，同時該發生器還可使用原油分離出的廢水作為冷卻水對發生器進行冷卻處理並生成複合熱載體所需的蒸氣，該廢水複合熱載體發生器不僅節約清水資源，還減少了廢水處理的高額費用。
【專利說明】
廢水複合熱載體發生器
技術領域
[0001]本實用新型有關於一種發生器，尤其有關於一種高壓燃燒技術領域中的廢水複合熱載體發生器。
【背景技術】
[0002]多元熱流體技術熱力開採稠油是一種非常高效的新技術，其具有燃燒效率高、零碳注入環保節能的優勢，多元熱流體技術輸出的高溫多元熱流體具有綜合增油機理，可大幅提尚單井廣能和提尚原油米收率。
[0003]多元熱流體技術用於油砂開採，其核心裝備是發生器，目前，用軟化水對發生器冷卻氣化形成多元熱流體技術是目前成熟技術。由於油砂開採成本約三分之一要用於水處理，為實現低成本熱力開發原油，將原油分離出來的廢水用於發生器冷卻摻混形成水蒸氣則可以大量減少稠油/油砂開採的水處理成本。
[0004]現有技術中還沒有專門使用廢水作為冷卻水使用的專門發生器，因此，有必要來提供一種新型的發生器，來解決此問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提供一種廢水複合熱載體發生器，其不僅可以滿足高壓燃燒並安全輸出複合熱載體的要求，同時該發生器還可使用原油分離出的廢水作為冷卻水對發生器進行冷卻處理並生成複合熱載體所需的蒸氣，該廢水複合熱載體發生器不僅節約清水資源，還減少了廢水處理的高額費用。
[0006]本實用新型的上述目的可採用下列技術方案來實現:
[0007]本實用新型提供一種廢水複合熱載體發生器，所述廢水複合熱載體發生器包括:
[0008]發生器本體，其包括燃燒室及套設在所述燃燒室外部的蒸氣室，所述燃燒室的上端與所述蒸氣室相連通，所述蒸氣室的上端連接有出口管道；
[0009]發生器頭部結構，其連接在所述發生器本體的下端，所述發生器頭部結構具有頭部本體和設置在所述頭部本體內的燃燒噴嘴和點火電極，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均與所述燃燒室相對設置，所述頭部本體內設有與所述蒸氣室相連通的進水通道及排垢通道。
[0010]在優選的實施方式中，所述蒸氣室的上端沿圓周方向設有多個上進水孔，多個所述上進水孔與所述蒸氣室相連通。
[0011]在優選的實施方式中，所述蒸氣室包括相連通的蒸氣環腔及蒸氣氣化腔，所述燃燒室與所述蒸氣室之間形成所述蒸氣環腔，所述燃燒室上方的所述蒸氣室形成所述蒸氣氣化腔，多個所述上進水孔與所述蒸氣氣化腔相連通。
[0012]在優選的實施方式中，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設於所述耐高溫隔熱層中。
[0013]在優選的實施方式中，所述頭部本體的內端面形成有冷卻腔，所述耐高溫隔熱層位於所述冷卻腔的上方，所述進水通道通過所述冷卻腔與所述蒸氣室相連通。
[0014]在優選的實施方式中，所述耐高溫隔熱層的材料為鎢、鉭、錸或鋨。
[0015]在優選的實施方式中，所述耐高溫隔熱層的厚度為20mm?30_。
[0016]在優選的實施方式中，所述進水通道內通入的水為廢水。
[0017]在優選的實施方式中，所述頭部本體內沿圓周方向設有多個所述排垢通道，所述排垢通道的直徑為15mm?25mm。
[0018]在優選的實施方式中，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上形成有排垢環槽，所述排垢環槽與所述蒸氣室相對設置，多個所述排垢通道與所述排垢環槽相連通。
[0019]本實用新型的廢水複合熱載體發生器的特點及優點是:
[0020]—、本實用新型將原油開採中油水分離後的廢水由頭部本體的進水通道，經頭部本體的冷卻腔後注入蒸氣室，該廢水不但能冷卻頭部本體，提升發生器頭部結構的使用壽命，而且還能吸收燃燒室的熱量，並氣化為複合熱載體所需的蒸氣;另外，廢水氣化後，廢水中的鈣鎂離子會在蒸氣室內沉積形成水垢，該些水垢最終可從頭部本體內的排垢通道順利排出。本實用新型不僅可以滿足高壓燃燒並安全輸出複合熱載體的要求，同時該發生器還可使用原油分離出的廢水作為冷卻水對發生器進行冷卻處理並生成複合熱載體所需的蒸氣，該廢水複合熱載體發生器可對原油分離後的廢水循環再利用，其不僅節約清水資源，還減少了廢水處理的高額費用。
[0021]二、本實用新型通過在頭部本體的內端面設置耐高溫隔熱層，當頭部本體與發生器本體連接後，該耐高溫隔熱層恰好封堵在廢水複合熱載體發生器的燃燒室的端部並直接面對燃燒室，以有效保護頭部本體，避免頭部本體直接面對燃燒室，防止高溫燒蝕頭部本體，延長了頭部本體的使用壽命;另外，位於頭部本體內的燃燒噴嘴和點火電極均密封設於耐高溫隔熱層中，因此，可有效保護燃燒噴嘴和點火電極，防止高溫燒蝕，延長了燃燒噴嘴和點火電極的使用壽命。
[0022]三、本實用新型通過頭部本體內的冷卻腔的設計，可實現對頭部本體的冷卻處理；同時，還可對直面燃燒室的耐高溫隔熱層進行冷卻處理，防止高溫燒蝕及燃料高溫反應損壞頭部本體的情況發生。
【附圖說明】

[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型的廢水複合熱載體發生器的結構示意圖。
[0025]圖2為圖1的A部放大圖。
[0026]圖3為本實用新型的廢水複合熱載體發生器的發生器頭部結構的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0028]如圖1至圖3所示，本實用新型提供一種廢水複合熱載體發生器4，其包括發生器本體42和發生器頭部結構20，其中:發生器本體42包括燃燒室41及套設在所述燃燒室41外部的蒸氣室43，所述燃燒室41的上端與所述蒸氣室43相連通，所述蒸氣室43的上端連接有出口管道431;發生器頭部結構20連接在所述發生器本體42的下端，所述發生器頭部結構20具有頭部本體2和設置在所述頭部本體2內的燃燒噴嘴10和點火電極3，所述燃燒噴嘴10和所述點火電極3均與所述燃燒室41相對設置，所述頭部本體2內設有與所述蒸氣室43相連通的進水通道28及排垢通道29。
[0029]具體是，發生器本體42大體呈圓柱體形，其中部為燃燒室41，蒸氣室43套設在燃燒室41的外部，從而在蒸氣室43與燃燒室41之間形成環形的蒸氣環腔432;該燃燒室41的上端開口且與蒸氣室43相連通，位於燃燒室41上方的蒸氣室43形成蒸氣氣化腔433。該蒸氣室43被劃分為兩部分，即位於下方的蒸氣環腔432和位於上方的蒸氣氣化腔433，蒸氣環腔432和蒸氣氣化腔433相互連通，二者之間沒有明顯的界限區分。連接在蒸氣室43上端的出口管道431與蒸氣氣化腔433相連通。
[0030]如圖2所示，在本實用新型中，在蒸氣室43的上端沿圓周方向設有多個上進水孔434，多個上進水孔434與蒸氣室43的蒸氣氣化腔433相連通。通過該些上進水孔434可向蒸氣氣化腔433內噴入水流。
[0031]在本實施例中，該些上進水孔434兩兩徑向相對設置在蒸氣室43的上端外壁上，且多個上進水孔434位於同一水平面上。這樣可使自多個上進水孔434噴出的水流集中於蒸氣氣化腔433的中心對撞，一方面用於形成水霧並冷卻發生器本體42，另一方面，通過該些上進水孔434噴入蒸氣氣化腔433內的水流會吸收發生器本體42的熱量而生成高溫蒸氣，該高溫蒸氣與蒸氣環腔432內的蒸氣共同與燃燒室41內的燃料燃燒後生成的氣體摻混形成複合熱載體。
[0032]如圖3所示，該發生器頭部結構20位於廢水複合熱載體發生器4的底部，該發生器頭部結構20的頭部本體2的外周緣通過多個連接件24與發生器本體42相連，該頭部本體2的內端面21與燃燒室41和蒸氣室43相對設置。
[0033]在本實用新型中，頭部本體2的內端面21設有環凹槽25，該環凹槽25內可設有密封圈251，在頭部本體2與發生器本體42連接後，該密封圈251可有效保證頭部本體2與發生器本體42之間的密封性能。
[0034]該頭部本體2內設有噴嘴通道22和點火電極通道23，該噴嘴通道22和點火電極通道23均與燃燒室41相對，燃燒噴嘴10位於噴嘴通道22內，點火電極3位於點火電極通道23內。
[0035]進一步的，根據本實用新型的一個實施方式，該頭部本體2的內端面21上連接有耐高溫隔熱層26，該燃燒噴嘴10和點火電極3均密封設於該耐高溫隔熱層26中。在本實用新型中，該耐高溫隔熱層26的材料為鎢、鉭、錸或鋨，綜合考慮加工及實用成本，該耐高溫隔熱層26首選鍛造緻密純鎢製成。在本實用新型中，該耐高溫隔熱層26的厚度為20mm?30mm，其可承受3000°C以上的高溫，該耐高溫隔熱層26可有效保護燃燒噴嘴10和點火電極3，防止高溫燒蝕，以延長燃燒噴嘴10和點火電極3的使用壽命。該耐高溫隔熱層26的面積大小恰好與燃燒室41的端面面積一致，在頭部本體2與發生器本體42連接後，該耐高溫隔熱層26恰好封堵在燃燒室41的端部並直接面對燃燒室41，阻絕了頭部本體2與燃燒室41的直接接觸，有效保護了頭部本體2，延長了頭部本體2的使用壽命。
[0036]進一步的，該頭部本體2的內端面21形成有冷卻腔27，該冷卻腔27為設置在頭部本體2內端面21的凹槽，該耐高溫隔熱層26位於冷卻腔27的上方，該頭部本體2內的進水通道28與冷卻腔27相連通。
[0037]具體的，在頭部本體2內還設有過流通道271，該過流通道271與冷卻腔27相連通，當頭部本體2密封連接在發生器本體42的下端後，該過流通道271位於頭部本體2的內端面21的出口處可連接有一出口管272，該出口管272直接面對蒸氣室43與燃燒室41之間形成的蒸氣環腔432，從而使得自進水通道28流入的冷卻水，經冷卻腔27、過流通道271後流入蒸氣環腔432內。
[0038]本實用新型通過冷卻腔27的設計，可實現對頭部本體2的冷卻處理；同時，還可對直面燃燒室41的耐高溫隔熱層26進行冷卻處理，防止高溫燒蝕及燃料高溫反應損壞頭部本體2的情況發生。
[0039]該廢水複合熱載體發生器4的工作過程如下:首先，通過發生器頭部結構20的進水通道28向發生器本體42的蒸氣室43內注入廢水，在本實用新型中，該廢水為原油開採中油水分離後的廢水，同時，通過設置在發生器頭部結構20內的燃燒噴嘴10向發生器本體42的燃燒室41內噴入燃料;打開點火電極3，自燃燒噴嘴1噴出的燃料在燃燒室41內燃燒，注入蒸氣環腔432內的廢水首先通過頭部本體2的冷卻腔27冷卻頭部本體2及其內的耐高溫隔熱層26、燃燒噴嘴10和點火電極3，而後高速噴入蒸氣室43的蒸氣環腔432，蒸氣環腔432內的廢水可吸收燃燒室41內因燃燒產生的熱量，一方面用於冷卻燃燒室41，另一方面，蒸氣環腔432內的廢水吸收熱量後會生成過熱蒸氣，該些過熱蒸氣會流入蒸氣室43頂部的蒸氣氣化腔433內，同時燃料在燃燒室41內充分燃燒後生成的氣體也會排入蒸氣室43頂部的蒸氣氣化腔433內；之後，通過多個上進水孔434向蒸氣氣化腔433內噴水，該些自多個上進水孔434噴入蒸氣氣化腔433內的水會吸收燃燒室41上方的熱量瞬間氣化成蒸氣，該蒸氣與燃燒室41內排出的氣體及蒸氣環腔432內排出的蒸氣三者互相摻混，最終形成高溫複合熱載體，該複合熱載體自連接在蒸氣室43上端的出口管道431排出。
[0040]在本實用新型中，在頭部本體2的內端面21上形成有排垢環槽211，該排垢環槽211與蒸氣室43的蒸氣環腔432相對設置，在頭部本體2內沿圓周方向設有多個排垢通道29，在本實施例中，排垢通道29為4個?6個，且排垢通道29的直徑為15mm?25mm，該些排垢通道29與排垢環槽211相連通。因蒸氣環腔432中的廢水溫度升高後，廢水中的鈣鎂離子會在燃燒室41的外壁結成水垢，該些水垢會在蒸氣室43的蒸氣環腔432內沉積，並最終沉積於排垢環槽211內，之後，該些水垢會通過多個排垢通道29以壓差的方式排出發生器本體42而不堵塞廢水複合熱載體發生器，確保了廢水複合熱載體發生器安全可靠運行。
[0041]本實用新型的廢水複合熱載體發生器，將原油開採中油水分離後的廢水由頭部本體2的進水通道28，經頭部本體2的冷卻腔27後注入蒸氣室43，該廢水不但能冷卻頭部本體2，提升發生器頭部結構20的使用壽命，而且還能吸收燃燒室41的熱量，並氣化為複合熱載體所需的蒸氣；另外，廢水氣化後，廢水中的鈣鎂離子會在蒸氣室43內沉積形成水垢，該些水垢最終可從頭部本體2內的排垢通道29順利排出。本實用新型不僅可以滿足高壓燃燒並安全輸出複合熱載體的要求，同時該發生器還可使用原油分離出的廢水作為冷卻水對發生器進行冷卻處理並生成複合熱載體所需的蒸氣，該廢水複合熱載體發生器可對原油分離後的廢水循環再利用，其不僅節約清水資源，還減少了廢水處理的高額費用。
[0042]以上所述僅為本實用新型的幾個實施例，本領域的技術人員依據申請文件公開的內容可以對本實用新型實施例進行各種改動或變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。
【主權項】
1.一種廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述廢水複合熱載體發生器包括: 發生器本體，其包括燃燒室及套設在所述燃燒室外部的蒸氣室，所述燃燒室的上端與所述蒸氣室相連通，所述蒸氣室的上端連接有出口管道； 發生器頭部結構，其連接在所述發生器本體的下端，所述發生器頭部結構具有頭部本體和設置在所述頭部本體內的燃燒噴嘴和點火電極，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均與所述燃燒室相對設置，所述頭部本體內設有與所述蒸氣室相連通的進水通道及排垢通道。2.如權利要求1所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述蒸氣室的上端沿圓周方向設有多個上進水孔，多個所述上進水孔與所述蒸氣室相連通。3.如權利要求2所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述蒸氣室包括相連通的蒸氣環腔及蒸氣氣化腔，所述燃燒室與所述蒸氣室之間形成所述蒸氣環腔，所述燃燒室上方的所述蒸氣室形成所述蒸氣氣化腔，多個所述上進水孔與所述蒸氣氣化腔相連通。4.如權利要求1所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點火電極均密封設於所述耐高溫隔熱層中。5.如權利要求4所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述頭部本體的內端面形成有冷卻腔，所述耐高溫隔熱層位於所述冷卻腔的上方，所述進水通道通過所述冷卻腔與所述蒸氣室相連通。6.如權利要求4所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述耐高溫隔熱層的材料為媽、鉭、錸或鋨。7.如權利要求4所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述耐高溫隔熱層的厚度為20mm?30mmo8.如權利要求1所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述進水通道內通入的水為廢水。9.如權利要求1所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述頭部本體內沿圓周方向設有多個所述排垢通道，所述排垢通道的直徑為15mm?25_。10.如權利要求9所述的廢水複合熱載體發生器，其特徵在於，所述頭部本體與所述燃燒室相對的內端面上形成有排垢環槽，所述排垢環槽與所述蒸氣室相對設置，多個所述排垢通道與所述排垢環槽相連通。
【文檔編號】E21B43/24GK205690374SQ201620526955
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月1日 公開號201620526955.5, CN 201620526955, CN 205690374 U, CN 205690374U, CN-U-205690374, CN201620526955, CN201620526955.5, CN205690374 U, CN205690374U
【發明人】吳耀文, 梅立新, 李國誠, 陳龍, 陸峰, 司軍濤, 朱偉, 宋宇波, 梅奕中, 李興儒, 徐梁, 張建忠
【申請人】天津中油銳思技術開發有限責任公司, 北京亦通石油科技有限公司