[发明专利]可连接于流化床反应器的颗粒分离器组件及流化床反应器

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的可连接于流化反应器的颗粒分离器组件，并且涉及包括此类颗粒分离器组件的流化床反应器。更具体而言，本发明涉及用于使颗粒与从流化床反应器的反应室排出的气体分离的颗粒分离器组件，颗粒分离器组件包括由形成多边形水平截面的水管面板壁包围的垂直涡流室，以及水管面板壁的支承结构。

背景技术

流化床反应器通常包括用于燃烧或使燃料气化的反应室，以及连接于反应室的上部用于将排出气体和固体颗粒从反应室排放至颗粒分离器的至少一个排放通道。固体颗粒在颗粒分离器中与排出气体分离，以便使颗粒的至少一部分经由返回通道返回至反应室的下部。

用于流化床反应器，尤其是流化床锅炉中的颗粒分离器大体上为旋风分离器，其具有圆柱形上部和圆锥形下部。根据常规构造，圆柱形上部具有圆形截面，但在近二十年期间，多边形截面，如正方形或八边形截面，已经变得越来越常见。对应地，圆锥形下部的截面可从圆形形状变为不同的多边形形状。

根据当前的设计实践，反应室的壁，以及颗粒分离器的那些为水管面板壁，其由垂直水管和管之间的板式翅片构成。此类水管壁的问题在于，壁的强度可鉴于它们的尺寸而相对弱，以使它们不可承受由反应室中的燃料的燃烧生成的重应力或压力差。因此，水管壁大体上由支承构造，通常由附接于反应室的各个侧壁的所谓的支柱增强。此类梁状支柱大体上牢固地附接于各个侧壁的中心部分，但与侧壁的边缘部分的连接实现了梁的轴向相对移动，以便允许梁和壁的差异热膨胀。由壁之上的压差生成的负载的补偿因此由对应的梁的弯曲应力协助。

专利公告GB1,009,034公开了一种用于蒸汽锅炉的矩形燃烧室或气体通路的管壁的冷却的支承构架。支承构架包括围绕燃烧室或气体通路水平地布置的连续或分段的环形框架。环形框架可由圆形或矩形截面的中空管构成，以便使冷却流体循环穿过管。此类冷却的环形框架难以构造，并且趋于太弱而不能防止壁的弯曲。专利公告GB1,015,838示出了GB1,009,034的设计的改进，其中冷却的环形框架由常规钢支承梁进一步支承。

具有多边形截面的颗粒分离器的壁可通过将水平梁连接于壁中的各个，以便形成对应于颗粒分离器的外圆周的框架来加强。大颗粒分离器由在不同水平处附接于颗粒分离器的壁的多个此类框架支承。然而，这可需要许多构造阶段，如，焊接或螺接，这增加了构造成本，并且使分离器结构在重量上为重的。

专利公告US2010/002494和EP0763384公开了可连接于流化床反应器的颗粒分离器，该分离器包括具有由多个管面板壁形成的多边形截面的垂直涡流室。美国专利第6,802,890号公开了一种附接于流化床反应器的反应室的八边形颗粒分离器的组件。颗粒分离器的平行壁，以及分离器和反应室的平行壁，通过使用水平支承梁来支承抵靠彼此。该构造需要重支承梁，并且其仍未向八边形颗粒分离器的面板壁中的各个提供支承。

本发明的目的在于提供流化床反应器的颗粒分离器组件，其中相比于现有技术的解决方案，重量减小并且性能改进。

发明内容

根据一方面，本发明提供了一种用于使颗粒与从流化床反应器的反应室排出的气体分离的可连接于流化反应器的颗粒分离器组件，颗粒分离器组件包括由形成多边形水平截面的水管面板壁包围的垂直涡流室，以及水管面板壁的支承结构，其中多边形水平截面包括至少6个转角，并且支承结构包括至少一个水平布置的圆梁，其布置在水管面板壁外并且由径向延伸的紧固器件附接于水管面板壁中的至少三个，并且至少一个圆梁形成完整圆，或者至少一个圆梁形成覆盖完整圆的至少75%的部分圆，并且包括牢固地附接于刚性支承构造的端部。

大体上，当压差作用在多边形室的平面包围壁之上时，壁中的各个的中心部分向外或向内弯曲，同时室的转角保持大致静止。当常规水平支柱牢固地固定于壁的中心部分并且可滑动地固定于壁的边缘附近的部分时，壁也可仅通过使支柱弯曲来弯曲。因此，常规支柱通过支柱的弯矩来抵抗壁的弯曲。根据本发明，至少一个水平布置的圆梁由径向延伸的紧固器件附接于水管面板壁中的至少三个。因此，壁不可在不使圆梁伸展的情况下弯曲，并且因此圆梁还通过梁的张力来抵抗壁的弯曲。