CN103254940A - 用于冷却燃料喷射器的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却燃料喷射器的***和方法。***包括气化器和气化燃料喷射器。气化燃料喷射器可包括末端部分、布置在末端部分中的冷却剂室，以及布置在冷却剂室的内表面上的许多内部结构。冷却剂室可构造成使冷却剂流过气化燃料喷射器的末端部分。

Description

用于冷却燃料喷射器的***和方法

相关申请的交叉引用

本申请为2011年6月17日提交的题目为"FEED INJECTOR FOR GASIFICATION SYSTEM"的美国序列No.13/162,623的部分继续申请。美国序列No.13/162,623通过引用全部并入本文中。

技术领域

本文中公开的主题涉及燃料喷射器，并且更特别地，涉及用于气化器的燃料喷射器。

背景技术

多种燃烧***使用燃料喷射器来将燃料喷射到燃烧室中。例如，整体煤气化联合循环(IGCC)发电装置包括具有一个或更多个燃料喷射器的气化器。燃料喷射器将燃料(诸如，有机给料)连同氧和蒸汽一起供应到气化器中以生成合成气。大体上，燃烧在燃料喷射器下游发生。然而，来自燃烧的火焰和/或热的邻近可降低和/或缩短燃料喷射器的寿命，特别是如果燃料喷射器超过一定温度。例如，燃料喷射器可经受朝向末端和/或接近火焰的其它位置增大的较高温度。不幸地，现有燃料喷射器可经受由高应力和/或应变引起的过早磨损，该高应力和/或应变由气化器内的高温引起。

发明内容

在下面概括在范围上与最初要求权利的本发明相称的某些实施例。这些实施例不意图限制要求权利的本发明的范围，而是相反地，这些实施例仅意图提供本发明的可能形式的简要概括。实际上，本发明可包含可与在下面提出的实施例相似或不同的各种形式。

在第一实例中，一种***包括气化器和气化燃料喷射器。气化燃料喷射器可包括末端部分、布置在末端部分中的冷却剂室，以及布置在冷却剂室的内表面上的许多内部结构。

在第二实例中，一种***包括气化器或反应器和燃料喷射器。燃料喷射器可包括构造成喷射燃料的燃料通路、构造成喷射氧的氧通路、可包括内环形壁和外环形壁的环形冷却剂室，以及布置在内环形壁或外环形壁的内表面上的许多内部结构。

在第三实例中，一种方法包括将来自布置在燃料喷射器中的燃料通路的燃料喷射到反应室中，将来自布置在燃料喷射器中的氧通路的氧喷射到反应室中，使冷却剂流过布置在燃料喷射器的末端部分中的冷却剂室。冷却剂室包括布置在冷却剂室的内表面上的许多内部结构。

附图说明

当参考附图阅读下列详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其它的特征、方面和优点，其中，同样的标记在所有附图中表示同样的部件，其中：

图1为包括燃料喷射器的实例的气化器的截面侧视图；

图2为在线2-2内截取的图1的燃料喷射器的实例的局部轴向截面，其示出了关于燃料喷射器的轴向轴线同轴的许多内部结构；

图3为在线2-2内截取的图1的燃料喷射器的实例的局部轴向截面，其示出了与燃料喷射器的径向轴线和/或轴向轴线对齐的许多内部结构；

图4为在线2-2内截取的图1的燃料喷射器的实例的局部轴向截面，其示出了与燃料喷射器的轴向轴线对齐的许多内部结构的第一部分和与燃料喷射器的周向轴线(例如，关于纵向轴线同轴)对齐的许多内部结构的第二部分；

图5为在线2-2内截取的图1的燃料喷射器的实例的局部截面，其示出了构造为关于燃料喷射器的轴向轴线同轴的凸起的许多内部结构；以及

图6为具有包括许多内部结构的冷却剂室的燃料喷射器的实例的局部轴向截面。

部件列表

180燃料喷射器

150轴向方向

152径向方向

154周向方向

156封壳

158第一端部

160第二端部

162中间部分

164顶壁

166底壁

168侧壁

170热障层

172壁组件

174外部

176内部

178气化室

180燃烧喷射器

186纵向轴线

187出口

188距离

190喷射轴线

194箭头

196向下方向

204出口轴线

216上游侧

218末端

220冷却剂室

222内壁

224外壁

226外表面

228内表面

230外表面

232内表面

234内部结构

236弓形凹槽

237突起部分

238深度

239壁厚度

240宽度

242分离距离

244环形边缘

246外部结构

248径向凹槽

249突起部分

250深度

252宽度

254分离距离

256第一部分

258第二部分

280环形凸起

281凹入部分

282高度

284宽度

290凸起

291凹部

292高度

294宽度

296分离距离

310氧

312第一氧通路

314燃料

316燃料通路

318第二氧通路

320冷却盘管。

具体实施方式

将在下面描述本申请的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当理解，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定实施决定以实现开发者的特定目的，诸如符合***相关且商业相关的约束，这可从一个实施变化到另一个实施。此外，应当理解，这种开发努力可为复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的技术人员而言，仍将是设计、制作和制造的日常工作。

当介绍本申请的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在元件中的一个或更多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。

燃烧***可利用燃料喷射器来将燃料和任选的其它流体喷射到燃烧室中。例如，IGCC发电装置可具有气化器，其包括一个或更多个气化燃料喷射器。因为燃烧发生在燃料喷射器的末端附近，所以末端可暴露于高达大约1,300摄氏度(C)的温度。另外，热燃烧气体可朝向燃料喷射器往回再循环。即使喷射器由特别地设计用于高温的材料制成，这种高温可使燃料喷射器退化。因此，不同的冷却方法可用于延长燃料喷射器的寿命。例如，燃料喷射器末端可具有集成冷却剂室，冷却剂可流过该集成冷却剂室。然而，当在没有公开的冷却技术的情况下使用这种方法时，燃料喷射器的外表面可暴露于热的再循环气体，而燃料喷射器的内表面可与冷却剂接触。例如，冷却剂的温度可为大约40℃，从而导致从燃料喷射器的外表面到内表面的大约1,260℃的温差。这种大温度梯度可导致燃料喷射器的末端附近的裂纹。具体地，高温和温度波动可引起末端附近的径向裂纹。另外，由高温梯度引起的高应变力可引起周向裂纹。设计用于增大的强度的较厚冷却剂室壁可阻止有助于较大温度梯度和裂纹的热传递。这种裂纹可缩短燃料喷射器的寿命。

为了解决这些问题，在下面描述的各种实例中，燃料喷射器包括布置在环形冷却剂室的内表面上的许多内部结构。许多内部结构可引起流过环形冷却剂室的冷却剂的湍流。通过引起冷却剂的湍流，横跨环形冷却剂室壁的热传递可增大，由此减小横跨壁的温度梯度。许多内部结构还增大环形冷却剂室的内表面的表面面积，由此增大横跨室壁的对流热传递。通过增大横跨壁的热传递，横跨(或穿过)壁的温度梯度可减小。许多内部结构进而可有助于减小环形冷却剂室中的热应力，并且增大环形冷却剂室的柔性。减小的温度梯度、减小的应力和增大的柔性和减小的应变可有助于通过减少热裂纹的形成和/或频率和燃料喷射器的其它退化而延长燃料喷射器的寿命。此外，将许多内部结构添加于环形冷却剂室可在机械上为简单的，并且可不促进流过环形冷却室的冷却剂的过度压力损失。

现在转向附图，图1为包括燃料喷射器180的实例的气化器106的截面侧视图。在另外的实例中，燃料喷射器180可布置在类似装置中，该类似装置诸如但不受限于燃气涡轮发动机、燃烧发动机、燃烧***、锅炉、反应器、燃烧器或它们的任何组合。如在下面详细讨论的，燃料喷射器180的各种实例可包括布置在燃料喷射器180的环形冷却剂室的内表面上的许多内部结构。气化器106可具有轴向轴线或轴向方向150、径向轴线或径向方向152，以及周向轴线或周向方向154。气化器106包括也被称为壳的封壳156，封壳156用作用于气化器106的壳体或外壳。封壳156包括第一端部158和第二端部160。中间部分162由封壳156的区段限定，该区段轴向地位于第一端部158与第二端部160之间。第一端部158和第二端部160分别包括圆顶形顶壁164和三角形(例如，锥形)底壁166。平行于轴线150的侧壁168(例如，环形侧壁)布置在顶壁164与底壁166之间的中间部分162中。

示出的实例还包括同心地布置在封壳156内部的热障层170。热障层170和封壳156形成壁组件172，其使气化器106的外部174与气化器106的内部176分离。内部176包括气化室178或燃烧室，其中，高温分解、燃烧、气化或它们的组合可发生。壁组件172构造成阻挡热传递和气体成分在气化期间从内部176到外部174的泄漏。另外，热障层170可构造成将封壳156的表面温度保持在期望的温度范围内。因此，热障层170可包括被动防护、主动冷却，或它们的组合。例如，热障层170或耐火保温衬层可由在暴露于高温之后保持其预定物理特性和化学特性的任何材料制成。

在图1中示出的实例中，燃料喷射器180布置在封壳156的第一端部158的顶壁164中。燃料喷射器180从出口187纵向地偏置距离188，并且包括喷射轴线190，其确定源于燃料喷射器180的流的大体方位。燃料喷射器180可构造成将燃料、氧(例如，空气或任何含氧混合物)、冷却气体(例如，二氧化碳、氮或抗燃气体)，或燃料、氧和冷却气体的混合物喷射到气化室178中。例如，燃料喷射器180可喷射呈含碳给料形式的燃料，诸如，煤、石油或生物质。实际上，燃料喷射器180可喷射适合于经由气化生产合成气体或合成气的任何材料(例如，有机材料，诸如木材或塑料废物)。在某些实例中，燃料可为液体浆，诸如煤浆。在其它实例中，燃料喷射器180可喷射单独的或与适合的燃料组合的受控量的氧和/或蒸汽。在特定实例中，燃料喷射器180可包括一个或更多个通路。例如，燃料喷射器180可包括喷射燃料的一个或更多个燃料通路和喷射氧的一个或更多个氧通路。

在示出的实例中，喷射轴线190平行于轴线150，并且垂直于气化器106的径向轴线152。换言之，喷射轴线190平行于纵向轴线186。这种特征具有如下效果，即，在使用期间将沿如以箭头194指示的大体向下方向(例如，下游流动方向)从燃料喷射器180出现的流体流引导穿过气化室178。在某些实例中，喷射轴线190可引导成以大约0度至45度、0度至30度、0度至20度或0度至10度之间的角度远离纵向轴线186。此外，燃料喷射器180的某些实例可提供发散的喷雾，例如，源于燃料喷射器180的流体流可沿如以附图标记196指示的大体向下方向(例如，下游流动方向)朝向侧壁168向外发散。

在气化器106的示出实例中，产生的合成气沿大体由出口轴线204限定的路径经由出口187从气化器106出现。就是说，合成气经由气化器106的底壁166中的位置离开气化器106。然而，应当注意，本文中公开的气化器设计可与多种其它气化***一起使用，其中，出口未布置在底壁中。例如，公开的实例可结合引射流气化器使用。在这种实例中，穿过气化室178的流动方向可向上穿过气化器106，即，沿与箭头194相反的方向。在这些***中，产生的合成气可离开位于气化器106的顶壁164上或附近的出口，而熔渣可通过底壁166离开。对于另外的实例，公开的实例可使用在流化床气化器中。同样地，因为流动方向大体向上，所以这种装置中的出口可位于气化器106的顶壁164附近。

图2为根据实例的在线2-2内截取的图1的燃料喷射器180的局部轴向截面。如图2所示，纵向轴线186穿过燃料喷射器180的中心，并且与轴向轴线150对齐。燃料喷射器180具有上游侧216，给料、氧、冷却气体和其它材料可源于上游侧216。燃料喷射器180还具有末端218，在末端218处，给料、氧、冷却气体和其它材料可离开。因此，末端218为用于材料的出口。如图2所示，燃料喷射器180包括布置在末端218中的环形冷却剂室220。冷却剂(例如，液体和/或气体)可流过环形冷却剂室220以有助于冷却末端218。冷却剂的实例包括但不受限于水、蒸汽、二氧化碳和氮。然而，冷却剂可包括适合的冷却剂气体、冷却剂液体、冷却剂混合物，或它们的任何组合。由于这些材料中的每一种具有不同的热传递特性，故特别冷却剂可取决于燃料喷射器180的特别冷却要求而选定。通过从热燃烧气体吸收热并且将热从燃料喷射器180运走，环形冷却剂室220有助于保护末端218免受高温退化。

图2中示出的环形冷却剂室220可包括内环形壁222和外环形壁224。内环形壁222可与流过燃料喷射器180的材料接触，而外环形壁224可与热燃烧气体接触。由于流过燃料喷射器180的材料和热燃烧气体的不同温度，故内环形壁222的温度可小于外环形壁224的温度。内环形壁222可包括相对于冷却剂室220的外表面226和内表面228。外表面226可与流过燃料喷射器180的材料接触，而内表面228可与流过环形冷却剂室220的冷却剂接触。类似地，外环形壁224可包括相对于冷却剂室220的外表面230和内表面232。外表面230可与热燃烧气体接触，而内表面232可与流过环形冷却剂室220的冷却剂接触。

如图2所示，许多内部结构234可布置在外环形壁224的内表面232上。在示出的实例中，许多内部结构234包括关于纵向轴线186同轴的弓形凹槽236和突起部分237。换言之，环形凹槽236和环形突起部分237可沿周向方向154环绕纵向轴线186。在其它实例中，环形凹槽236和环形突起部分237可为分离的或者彼此连接(例如，沿周向方向154和轴向方向150两者绕着纵向轴线186螺旋)。在示出的实例中，凹槽236具有半圆截面形状。在其它实例中，凹槽236的截面形状可为圆的一部分、椭圆、正方形、矩形、多边形或它们的任何组合。具体地，凹槽236的截面形状可选定成引起流过环形冷却剂室220的冷却剂的湍流。例如，由于冷却剂移动穿过凹槽236和突起部分237中的每一个，故沿轴向方向150流过环形冷却剂室220的冷却剂可变成湍流。另外，凹槽236可由相对于突起部分237的深度238限定。具有较大深度238的凹槽236相比于具有较小深度238的凹槽236可引起更多冷却剂湍流。另外，深度238可小于外环形壁厚度239。因此，凹槽236未延伸穿过外环形壁224。在某些实例中，深度238可在外环形壁厚度239的大约20%至80%、30%至70%或40%至50%之间。另外，凹槽236可由宽度240限定，宽度240可选定成提供期望量的冷却剂湍流。凹槽236中的每一个可以以分离距离242(例如，突起部分237的宽度)分离，分离距离242也可选定成提供期望量的冷却剂湍流。在某些实例中，凹槽236和突起部分237可沿外环形壁224的内表面232的全部或一部分布置。在另外的实例中，凹槽236和突起部分237可沿内环形壁222的内表面228的全部或一部分布置。在又一些实例中，凹槽236和突起部分237可沿内表面228和232两者的全部或一部分布置。另外，凹槽236和突起部分237的形状、深度238、宽度240和分离距离242可调整成将流过环形冷却剂室220的冷却剂的压降保持在阈值以下。图2中示出的凹槽236和突起部分237还可增大内表面228和232中的一个或两者的表面面积，这可增大横跨内环形壁222和外环形壁224中的一个或两者的对流热传递。另外，凹槽236和突起部分237可有助于减小横跨外环形壁224或内环形壁222的厚度239的温度梯度，由此有助于减小燃料喷射器180的热应力和热开裂。

如图2所示，在某些实例中，燃料喷射器180可包括布置在外环形壁224的外表面230上的许多外部结构246。在其它实例中，许多外部结构246可布置在外表面226和230中的一个或两者上。具体地，许多外部结构246可沿轴向方向150和/或径向方向152从形成在外表面226和230的交叉部处的环形边缘244延伸。换言之，许多外部结构246中的每一个可与穿过燃料喷射器180的径向轴线152和轴向轴线150的平面对齐(或成角度)。在其它实例中，许多外部结构246可与燃料喷射器180的径向轴线152成角度地对齐。在示出的实例中，许多外部结构246可包括径向凹槽248和突起部分249。与环形凹槽236一样，径向凹槽248的截面形状可包括圆的一部分、椭圆、正方形、矩形、多边形或它们的任何组合。另外，径向凹槽248可由深度250和宽度252限定，深度250和宽度252可选定成有助于减小末端218中的应力、减小末端218中的应变、增大末端218的热传递系数、增大末端218的柔性，或它们的任何组合。换言之，径向凹槽248可有助于减小沿周向方向154的应力和/或应变，由此减小末端218的开裂和其它退化。另外，径向凹槽248和突起部分249可引导从末端218离开的材料流，由此有助于形成燃料喷射器180下游的人字形类型(或V形类型)的流体喷射方式。此外，径向凹槽248可以以分离距离254(例如，突起部分249的宽度)分离，分离距离254可选定成调整从末端218离开的材料的方式。例如，流过燃料喷射器180的材料的第一部分256可在凹槽248之间的空间中流动，而材料的第二部分258可流过径向凹槽248。流过第一部分256和第二部分258的材料的速度可彼此不同，由此形成人字形类型(或V形类型)的流体喷射方式。图2中示出的凹槽248和突起部分249还可增大外表面226和230中的一个或两者的表面面积，这可增大横跨内环形壁222和外环形壁224中的一个或两者的对流热传递。另外，凹槽248和突起部分249可有助于减小横跨外环形壁224或内环形壁222的厚度239的温度梯度，由此有助于减小燃料喷射器180的热应力和热开裂。

图3为根据实例的在线2-2内截取的图1的燃料喷射器180的局部轴向截面。在示出的实例中，许多内部结构234中的每一个与径向轴线152和/或轴向轴线150对齐。因此，许多内部结构234可引起流过环形冷却剂室220的冷却剂沿绕着轴线186的周向方向154的湍流。在其它实例中，许多内部结构234可与燃料喷射器180的径向轴线152成角度地对齐。换言之，许多内部结构234可与穿过燃料喷射器180的径向轴线152和轴向轴线150的平面成角度。在另外的实例中，许多内部结构234可布置在内表面228和232中的一个或两者上。另外，许多外部结构246为弓形，并且关于轴向轴线150同轴。在某些实例中，环绕纵向轴线186的环形凹槽248和环形突起部分249可为分离的或者彼此连接(例如，均沿轴向方向150和周向方向154延伸的螺旋凹槽248和螺旋突起部分249)。因此，许多外部结构246可引起沿外环形壁224的外表面230流动的热燃烧气体的湍流，由此增大外环形壁224的热传递系数。在其它实例中，许多外部结构246可布置在外表面226和230中的一个或两者上。图3中示出的凹槽236和248和突起部分237和249还可增大内表面228和232和/或外表面226和230的表面面积，这可增大横跨内环形壁222和外环形壁224中的一个或两者的对流热传递。另外，凹槽236和248和突起部分237和249可有助于减小横跨外环形壁224或内环形壁222的厚度239的温度梯度，由此有助于减小燃料喷射器180的热应力和热开裂。

图4为根据实例的在线2-2内截取的图1的燃料喷射器180的局部轴向截面。如图4所示，燃料喷射器180包括布置在内表面232上的许多内部结构234。具体地，许多内部结构234可由与轴向轴线150和周向轴线154对齐的、相交的凹槽236和突起部分237的两部分的交叉部形成。换言之，凹槽236的第一部分272可与轴向轴线150对齐，而凹槽236的第二部分274可沿周向方向154环绕轴向轴线154。凹槽236的第二部分274也可为弓形，并且关于轴向轴线150同轴。因此，许多内部结构234可形成在凹槽236未交叉的地方。如图4所示，内表面232具有对开式铁心外形或网格外形。换言之，许多内部结构234可描述为内表面232的凸块或凸起的网格。内表面232还可描述为具有定向成彼此相交的第一组内部结构234和第二组内部结构234。内表面232的这种构造可引起流过环形冷却剂室220的冷却剂的附加湍流。在其它实例中，许多内部结构234可与轴向轴线150、径向轴线152或燃料喷射器180的周向轴线154成角度地对齐。大体上，许多内部结构234可包括凹槽、通道、狭槽、翅片、凸块、凸起或它们的任何组合中的至少一个。如图4所示，内部结构234中的每一个具有正方形或矩形的形状。然而，在其它实例中，许多内部结构234可取决于凹槽236与轴向轴线150的对齐而具有其它形状。在另外的实例中，许多内部结构234可位于内表面228和232中的一个或两者上。图4中示出的凹槽236和突起部分237还可增大内表面228和232中的一个或两者的表面面积，这可增大横跨内环形壁222和外环形壁224中的一个或两者的对流热传递。另外，凹槽236和突起部分237可有助于减小横跨外环形壁224或内环形壁222的厚度239的温度梯度，由此有助于减小燃料喷射器180的热应力和热开裂。

图5为根据实例的在线2-2内截取的图1的燃料喷射器180的局部轴向截面。如图5所示，燃料喷射器180包括许多内部结构234，其构造为沿环形冷却剂室220延伸的环形凸起280和凹入部分281。环形凸起280中的每一个的截面形状可包括圆的一部分、椭圆、正方形、矩形、多边形或它们的任何组合。环形凸起280中的每一个可由高度282和宽度284限定，高度282和宽度284可选定成提供流过环形冷却剂室220的冷却剂的期望量的湍流。另外，环形凸起280中的每一个可以以分离距离286(例如，凹入部分281的宽度)分离。如图5所示，环形凸起280和凹入部分281沿周向方向154环绕纵向轴线186。在其它实例中，许多内部结构234可与轴向轴线152对齐，或者与径向轴线152或轴向轴线150成角度地对齐。在另外的实例中，许多内部结构234可布置在内表面228和232中的一个或两者上。在又一些实例中，许多内部结构234可包括许多细长凹槽236和/或细长突起部分249，凹槽281和/或凸起280的网格，或它们的任何组合。

另外，图5中示出的燃料喷射器180包括构造为凸起290和凹部291的许多外部结构246。具体地，凸起290可与轴向轴线150对齐。凸起290中的每一个可由高度292和宽度294限定，高度292和宽度294可选定成提供外环形壁224的期望的热传递系数。另外，凸起290可以以分离距离296(例如，凹部291的宽度)彼此分离。在其它实例中，凸起290可为环形并且关于轴向轴线150同轴，或者与径向轴线152或轴向轴线150成角度地对齐。凸起290可有助于引起沿外环形壁224的外表面230流动的热燃烧气体的湍流，由此增大外环形壁224的热传递系数。图5中示出的凸起290和凹部291还可增大内表面228和232和/或外表面226和230的表面面积，这可增大横跨内环形壁222和外环形壁224中的一个或两者的对流热传递。另外，凸起290和凹部291可有助于减小横跨外环形壁224或内环形壁222的厚度239的温度梯度，由此有助于减小燃料喷射器180的热应力和热开裂。

图6为具有环形冷却剂室220的燃料喷射器180的实例的局部轴向截面。如图6所示，环形冷却剂室220包括与末端218集成或成一件的许多弓形凹槽236和突起部分237。另外，燃料喷射器180包括许多通路。虽然将描述通路的一种配置，但是其它配置取决于特别燃烧***的要求而为可能的。具体地，穿过燃料喷射器180的最内部材料为氧310，氧310通过第一氧通路312引导至末端218。第一氧通路312供应氧310用于在燃料喷射器180的末端218下游的燃烧。氧310可包括但不受限于纯氧、氧混合物和空气。靠近最外部的材料为燃料314，燃料314通过燃料通路316引导至末端218。因此，燃料通路316以同轴或同心配置包围第一氧通路312。燃料314可包括干燃料、浆燃料、液体燃料或它们的任何组合。燃料通路316仅在来自第一氧通路312的氧310下游引导燃料314，以加强燃料和氧的混合。靠近最外部的材料为氧310，氧310通过第二氧通路318引导至燃料喷射器180的末端218。因此，第二氧通路318以同轴或同心配置包围燃料通路316。第二氧通路318可将氧310引导至燃料314与来自第一氧通路312的氧的混合物，以生产用于有效燃烧的细微喷雾。来自第二氧通路318的氧310也可包括但不受限于纯氧、氧混合物和空气。如图6所示，环形冷却剂室220可形成在燃料喷射器180的末端218附近的第二氧通路中。在某些实例中，通路312、316和318可朝向纵向轴线186会聚或成角度，以将材料引导至末端218，并且环形冷却剂室220可布置在末端218附近的通路312、316和318的会聚部分中。在另外的实例中，冷却剂可进入燃料喷射器180的上游侧216附近的冷却盘管320。接着，冷却剂循环穿过盘管320，直到其进入末端218附近的环形冷却剂室220。因此，冷却盘管320可布置在环形冷却剂室220和燃料喷射器180的外部。

如上所述，燃料喷射器180的某些实例可包括末端218、环形冷却剂室220和布置在环形冷却剂室220处的内表面228和232上的许多内部结构234。许多内部结构234可引起流过环形冷却剂室220的冷却剂的湍流，由此改进横跨外环形壁224的热传递。横跨外环形壁224的改进热传递可通过减小应力、减小应变和/或增大末端218的柔性而有助于延长燃料喷射器180的寿命。因此，末端218中的裂纹的形成可减少。在另外的实例中，燃料喷射器180可包括布置在环形冷却剂室220的外表面226和230上的许多外部结构246。许多外部结构246也可有助于延长燃料喷射器180的寿命。

该书面的描述使用实例以公开本发明(包括最佳模式)，并且还使本领域技术人员能够实践本发明(包括制造和使用任何装置或***并且执行任何并入的方法)。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他实例。如果这些其他实例具有不与权利要求的字面语言不同的结构元件，或者如果这些其他实例包括与权利要求的字面语言无显著差别的等同结构元件，则这些其他实例意图在权利要求的范围内。

Claims (18)

1. 一种***，其包括：

气化器；以及

气化燃料喷射器，其包括：

       末端部分；

       布置在所述末端部分中的冷却剂室；以及

       布置在所述冷却剂室的内表面上的多个内部结构。

2. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，包括布置在所述冷却剂室的外表面上的多个外部结构，其中，所述多个外部结构或所述多个内部结构构造成减小所述末端部分中的应力、减小所述末端部分中的应变、增大所述末端部分的热传递系数或增大所述末端部分的柔性，或它们的任何组合，或者其中，所述多个内部结构构造成引起流过所述冷却剂室的冷却剂的湍流。

3. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个内部结构沿相对于所述气化燃料喷射器的中心轴线的径向方向或轴向方向延伸或者与其对齐。

4. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个内部结构沿绕着所述气化燃料喷射器的中心轴线的周向方向延伸或者与其对齐。

5. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个内部结构包括定向成彼此相交的第一组内部结构和第二组内部结构。

6. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个内部结构中的每一个包括凹部、凸起或它们的任何组合中的至少一个。

7. 根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述多个内部结构包括多个细长凹槽和/或细长突起部分、凹部和/或凸起的网格，或它们的组合。

8. 一种***，其包括：

反应器或气化器；以及

燃料喷射器，其包括：

       构造成喷射燃料的燃料通路；

       构造成喷射氧的氧通路；

       包括内环形壁和外环形壁的环形冷却剂室；以及

       布置在所述内环形壁或所述外环形壁的内表面上的多个内部结构。

9. 根据权利要求8所述的***，其特征在于，包括布置在所述内环形壁或所述外环形壁的外表面上的多个外部结构，其中，所述多个外部结构或所述多个内部结构构造成减小所述燃料喷射器中的应力、减小所述燃料喷射器中的应变、增大末端部分的热传递系数或增大所述燃料喷射器的柔性，或它们的任何组合，或者其中，所述多个内部结构构造成引起流过所述环形冷却剂室的冷却剂的湍流。

10. 根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述多个内部结构沿相对于所述燃料喷射器的中心轴线的径向方向或轴向方向延伸或者与其对齐。

11. 根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述多个内部结构沿绕着所述燃料喷射器的中心轴线的周向方向延伸或者与其对齐。

12. 根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述多个内部结构包括定向成彼此相交的第一组内部结构和第二组内部结构。

13. 根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述多个内部结构中的每一个包括凹槽、通道、狭槽、翅片、凸块或凸起，或它们的任何组合中的至少一个，并且其中，所述多个内部结构中的每一个的截面形状包括圆的一部分、椭圆、正方形、矩形或多边形或它们的组合中的至少一个。

14. 一种方法，其包括：

将来自布置在燃料喷射器中的燃料通路的燃料喷射到反应室中；

将来自布置在所述燃料喷射器中的氧通路的氧喷射到所述反应室中；以及

使冷却剂流过布置在所述燃料喷射器的末端部分中的冷却剂室，其中，所述冷却剂室包括布置在所述冷却剂室的内表面上的多个内部结构。

15. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括以下步骤中的至少一个：使用所述多个内部结构或布置在所述冷却剂室的外表面上的多个外部结构减小所述末端部分中的应力、减小所述末端部分中的应变、增大所述末端部分的热传递系数或增大所述末端部分的柔性，或它们的任何组合，或者使用所述多个内部结构引起流过所述冷却剂室的所述冷却剂的湍流。

16. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个内部结构沿相对于气化燃料喷射器的中心轴线的径向方向或轴向方向、绕着所述气化燃料喷射器的中心轴线的周向方向，或两者延伸或者与其对齐。

17. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述多个内部结构包括多个细长凹槽和/或细长突起部分、凹部和/或凸起的网格，或它们的组合。

18. 根据权利要求14所述的方法，其特征在于，包括使反应器或气化器中的所述燃料气化。

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