[发明专利]一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器及方法

权利要求书

1.一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，包括颗粒溢流管(6)、熔融盐管道(3)和壳体(14)，壳体(14)底端设置有颗粒料仓(9)，颗粒料仓(9)底部开设有颗粒出口(8)，在壳体(14)内由下向上依次设置有相连通的风室(11)、螺旋形分布板(5)、螺旋形流化腔(12)与分离室(15)；

颗粒溢流管(6)穿过风室(11)，颗粒溢流管(6)上端入口与螺旋形流化腔(12)中心相连通，颗粒溢流管(6)下端出口与颗粒料仓(9)相连通；

颗粒料仓(9)侧壁上开设有熔融盐入口(7)，壳体(14)侧壁上开设有熔融盐出口(2)，熔融盐管道(3)贯穿颗粒料仓(9)、颗粒溢流管(6)及螺旋形流化腔(12)，熔融盐管道(3)一端与熔融盐出口(2)相连，另一端与熔融盐入口(7)相连；

壳体(14 )顶部开设有颗粒入口(1)，颗粒入口(1)一侧开设有流化风出口(16)；风室(11)一侧开设有流化风入口(10)；

风室(11)顶部设置有螺旋形分布板(5)，螺旋形分布板(5)上开设有若干板孔(17)；

螺旋形分布板(5)上表面为具有≥5°倾角的螺旋床面(4)，螺旋形分布板(5)下表面为水平面或与上表面相同倾角的螺旋面，螺旋床面(4)上设置有螺旋挡板(13)，螺旋床面(4)及螺旋挡板(13)将螺旋形分布板(5)上方的流化空间分隔为螺旋形流化腔(12)。

2.根据权利要求1所述的一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，螺旋形分布板(5)上敷设金属丝网或设置风帽。

3.根据权利要求1所述的一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，熔融盐管道(3)包括相连的预热管(301)、连接管(302)和主换热管(303)，其中，预热管(301)位于熔融盐入口(7)至颗粒溢流管(6)下端出口之间，连接管(302)位于颗粒溢流管(6)上端进口与下端出口之间，主换热管(303)位于颗粒溢流管(6)上端入口与熔融盐出口(2)之间；主换热管(303)和预热管(301)沿≥5°倾角的锥形螺旋线设置，连接管(302)竖直设置。

4.根据权利要求1所述的一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，螺旋床面(4)的最高处位于颗粒入口(1)下方的螺旋形流化腔(12)的最外圈螺旋形通道内，最低处与颗粒溢流管(6)的顶部入口相连，由外圈向内圈过渡时，螺旋床面(4)高度逐渐下降，螺旋床面(4)的回转半径逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，螺旋形分布板(5)下表面为螺旋面时，板孔(17)当量直径相等，开孔密度均匀；

螺旋形分布板(5)下表面为水平面时，沿螺旋形分布板(5)锥形螺旋线由内圈向外圈的方向，随螺旋形分布板(5)厚度的增加，逐渐增加板孔(17)的当量直径或开孔密度；

或螺旋形分布板(5)下表面为水平面时，板孔(17)的当量孔径相等，开孔密度均匀，风室(11)为变截面螺旋式风道(20)，变截面螺旋式风道(20)由均匀开孔率的变厚度螺旋式分布板(19)的下表面、壳体(14)内表面、颗粒溢流管(6)的侧壁及颗粒料仓(9)的顶面合围形成；变截面螺旋式风道(20)内设置有变高度螺旋挡板(21)。

6.根据权利要求1所述的一种基于螺旋床面的颗粒/熔融盐流化床换热器，其特征在于，壳体(14)为圆柱状结构，颗粒料仓(9)为倒圆锥形结构；

熔融盐管道(3)采用单管结构或多通道换热管束；当熔融盐管道(3)采用多通道换热管束时，壳体(14)内侧靠近熔融盐进口与出口的位置分别设置熔融盐分流器及熔融盐回流器。