[发明专利]一种直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器

权利要求书

1.一种直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，包括通过连接管道依次连接的高温颗粒预储罐、高压蒸气发生器和低温颗粒预储罐，设置在所述高温颗粒预储罐和低温颗粒预储罐的进、出口处的连接管道上均设置有用于控制高温颗粒进出的高温阀门，其特征在于，所述高温颗粒预储罐、高压蒸气发生器和低温颗粒预储罐在空间布置上高度依次降低，所述高温颗粒预储罐中的颗粒可依靠重力掉落至所述高压蒸气发生器内，所述高压蒸气发生器中的低温固体颗粒可依靠重力掉落至所述低温颗粒预储罐内；

--所述高压蒸气发生器包括蒸气发生器本体、颗粒分流装置、液态工质喷淋装置、液态工质预热装置和颗粒减速装置，其中，所述颗粒分流装置设置在所述蒸气发生器本体内腔顶部的颗粒进口位置处，并基本覆盖所述蒸气发生器本体的整个顶部，使得从所述高温颗粒预储罐内掉落的常压高温固体颗粒在蒸气发生器本体内均匀洒落；所述液态工质喷淋装置设置于所述蒸气发生器本体的顶部或靠近顶部的侧壁上，所述液态工质喷淋装置的进口通过液体分流装置与所述液态工质预热装置的出口连通；所述液态工质预热装置布置在所述蒸气发生器本体底部的低温颗粒层内，其进口与外部供液装置连通；所述颗粒减速装置在空间上分布在所述蒸气发生器本体的内腔中。

2.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，在高温颗粒预储罐、高压蒸气发生器、低温颗粒预储罐的外壳以及连接管道周围包覆保温层，优选地，所述保温层为岩棉、珠光砂、玻璃纤维毡等其中一种或多种的混合物。

3.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述高压蒸气发生器本体顶部上设置过热蒸气出口，该过热蒸气出口的进气端设置过滤装置，出气端设置控制阀门。

4.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器中设置一个或多个高温颗粒预储罐，各所述高温颗粒预储罐的出口均通过设置有高温阀门的连接管道与所述高压蒸气发生器的一对应进口连通，各所述对应进口处均设置颗粒分流装置；或，各所述高温颗粒预储罐的出口均通过设置有高温阀门的连接管道与所述高压蒸气发生器的一共同进口连通。

5.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述高温颗粒预储罐和低温颗粒预储罐体积相对于所述高压蒸气发生器较小，优选地，所述高温颗粒预储罐和低温颗粒预储罐容积为所述高压蒸气发生器容积的50％以下。

6.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述高温颗粒预储罐、蒸气发生器本体和低温颗粒预储罐外壳材料均为钢、钛、铝合金、陶瓷、氧化铝、耐高温混凝土等材料的一种或者至少两种的复合材料。优选地，所述蒸汽发生器本体采用耐高温高压不锈钢材料，高温颗粒预储罐采用陶瓷内衬耐高温高压不锈钢材料，低温颗粒预储罐采用预应力耐高温混凝土材料。

7.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述液态工质为液态水、液态导热油、液态金属、液态熔融盐、液态二氧化碳、液态空气、液氮或化学反应液体。优选地，液态工质采用高压液态水。

8.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述固体颗粒为颗粒状耐高温固体材料如普通砂粒、石英砂、陶瓷颗粒、SiC颗粒、Al₂O₃颗粒、Si₃N₄颗粒、封装的相变颗粒、化学反应颗粒、化学催化颗粒等其中一种或至少两种的混合物，直径大小在0.01mm至50mm。优选地，固体颗粒选用粒径为0.5mm的球形石英砂颗粒。

9.根据权利要求1所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，在所述高压蒸气发生器本体内靠近顶部位置还布置有蒸气再热装置，所述蒸气再热装置与外部透平连通。

10.根据权利要求1或9所述的直接接触式高温颗粒流化蒸气发生器，其特征在于，所述液态工质预热装置的预热管道和/或蒸气再热装置的再热管道，为蛇形管、螺旋管、盘管、水平管束、垂直管束的一种或者至少两种以上的组合。优选地，所述预热管道的布置形式为独立布置或者交叉布置，预热管道之间留有足够的空间供低温颗粒下落。优选地，预热管道采用多个蛇形管道均匀分布于高压蒸气发生器底部低温颗粒层内。优选地，再热管道采用多个蛇形管道均匀分布于高压蒸气发生器顶部。