[发明专利]一种高炉超导冷却与余热发电系统

权利要求书

1.一种高炉超导冷却与余热发电系统，主要由高炉体（1）、发电系统（12）和蒸汽利用装置构成，其特征在于：沿着该高炉体（1）的侧壁分层环绕式的设有一个以上的超导环型换热环（2），而在每个超导环型换热环（2）上都设有由耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料所形成的浇注固化体（10），每个超导环型换热环（2）均通过该浇注固化体（10）内嵌在高炉体（1）侧壁的内衬上；且每一层所有的超导环型换热环（2）均与设置在高炉体（1）侧壁上并与其相对应的环型管道系统相连接，与该环型管道系统相连通的支管则与所述的发电系统（12）和蒸汽利用装置相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述的环型管道系统由沿着高炉体（1）侧壁设置的导管（33），将所有导管（33）的上端串接起来使其形成一个圆环的上导管（31），以及将所有导管（33）的下端串接起来使其形成一个圆环的下导管（32）组成；每层超导环型换热环（2）的数量和位置均与与之相对应的环行管道系统中的导管（33）相对应，且每个超导环型换热环（2）均穿过与其相对应的导管（33）并与其固定相连。

3.根据权利要求1或2所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述超导环型换热环（2）呈矩形状，且位于浇注固化体（10）内部一侧的管壁上还设有由低碳钢Q235制成的环行翅片（11），同时在该超导环型换热环（2）的内部还填充有由水、奈、钠或钾，或其任意组合混合而成的超导换热介质。

4.根据权利要求2所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述的浇注固化体（10）通过一次浇注成型或分段分环预制拼装而成，而所述的耐磨抗热震抗渗炭弹性耐火浇注料则由重量百分比为8%的莫来石、65%的钢玉颗粒、1%的锆铝质颗粒、2%的钢纤维、20%的矾土水泥、长10～25mm麻质纤维丝3Kg/m³，以及余量为粘土粉及小于5mm的高铝质火泥粉构成。

5.根据权利要求2所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于，所述的蒸汽利用装置包括：一端与各层的上导管（31）或下导管（32）相连通、另一端经支管顺次与除氧器（7）和减温器（8）相连接的汽包（13），连接在发电系统（12）与顶层的环型管道系统中的下导管（32）之间的软水箱（6），以及连接在高炉体（1）炉腰处的下导管（32）与减温器（8）之间的集汽箱（9）；所述的减温器（8）还通过支管分别与高炉体（1）炉顶和炉座处的上导管（31）相连通；发电系统（12）也经支管与汽包（13）相连接。

6.根据权利要求5所述一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述的发电系统（12）包括与高炉体（1）炉座处的上导管（31）相连接的汽轮机（16）和冷凝器（15），用于吸收并重复利用该冷凝器（15）所排放余热的余热制冷机组（14），与该余热制冷机组（14）相连接的蒸汽、水混合加热器（18），以及连接在余热制冷机组（14）与蒸汽、水混合加热器（18）之间的高炉基墩水冷管（17），所述的蒸汽、水混合加热器（18）经支管与汽包（13）相连接。

7.根据权利要求2所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述超导环型换热环（2）的环行面与上导管（31）相联接处的轴线的切线垂直，且该超导环型换热环（2）穿过该导管（33）后，其相贯部分采用满焊无缺陷焊接方式将该超导环型换热环（2）固定在上导管（31）和下导管（32）上。

8.根据权利要求2、4、5、6或7所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：在沿着高炉体（1）的侧壁上还设有用于支撑环型管道系统的支架，且在与浇注固化体（10）相接触的所有表面都包覆有蜡纸；同时，在高炉体（1）的炉腹和炉腰部位的炉壁铁壳内表面还设置有高温无石棉硅钙板（5）。

9.根据权利要求8所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：所述超导环型换热环（2）与浇注固化体（10）形成一个整体结构，且该浇注固化体（10）的整体高度为超导环型换热环（2）高度上下各延伸250±25mm；同时，在高炉体（1）的侧壁与所有浇注固化体（10）的接触面均以2层1.5mm的聚氯乙烯板夹及3mm厚的硅酸铝纤维板所形成的复合结构缝隔开。

10.根据权利要求6所述的一种高炉超导冷却与余热发电系统，其特征在于：在浇注固化体（10）的内部还设置用于采集其内部温度以及距离高炉体（1）炉壁100mm、250mm及350mm处温度，并以该温度作为目标控制值，以满足汽轮机（16）蒸汽参数需求及高炉体（1）侧壁温度不高于50℃的温度传感器；同时，所述软水箱（6）的软水进口温度为控制余热制冷机（14）生产冷水的目标值，并与冷凝器（15）的真空度相适应，并保持恒定。