[发明专利]顺序单元盘旋烟道内两相直流换热的气体工质余热锅炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种顺序单元盘旋烟道内两相直流换热的气体工质余热锅炉技术，尤其是适应工业废气废水排放过程中的余热发电而在低温废气、废水90～160℃以下稳定输入换热条件下，获得0.35～9Mpa的气体工质(如CO₂、R134a等非蒸汽循环通流的气体工质)在管束“弹簧”混凝筒或盘叠管束“弹簧”裸筒交叠金属筒的盘旋烟道内闭合通流的热循环工作压力，继而为低温发电的汽轮机提供超高性能系数的持续热出力两相对流换热的直流余热锅炉。

背景技术

目前，公知的余热锅炉，大都是唯传统性锅炉技术而锅炉和唯传统性省煤器技术而余热锅炉，其技术再创新、效率再提高、适用范围再扩大等等空间都非常有限，尤其为了经济性的设计目的，要么动辄是50℃左左温差设计，无法避免“重复换热”设计方案下的顾此失彼，要么是大大提高了前提条件，如某发达国家虽然成就了超高温热泵的“产生150℃蒸汽”，但却是在一级热泵的小前提“40℃余热水源”之下产生了“80℃高温热水”的大前提方可，而不是直接从小前提“40℃余热水源”之下产生了“150℃蒸汽”……造成了我国能源效率仅有33％的困窘局面。不必说排烟温度几乎都在200℃以上的60万台工业锅炉、几百万台生活锅炉，更不必说工业各行业废水、废气排放在100℃左右的万家化工厂、制药厂、造纸厂等等余热资源的开发与利用，单就排烟温度在400℃以上的几万条工业窑炉、万座水泥回转窑和以亿计的大小船、车内燃机的比较高能流密度品位的余热资源利用工程，无非是选在具备“470℃窑头热风”或“600℃排烟的大功率内燃机”，实现余热锅炉设计参数仅为饱和压力和温度为“2.5Mpa／230℃”左右，尤其尚须额外设计过热单元配套，才能够实现8～10％逸内余热电厂效率的经济指标。究其根本原因，是余热资源一次转换的余热锅炉效率和品位参数过低，致使二次能源转换在低参量下的汽轮机内效率更低(而投资成本却是非常昂贵，尤其以包装掩饰“落后技术”之羞的经济成本更昂贵、政治成本更加昂贵)。至于“2012年度3.8万亿kwh全国火电发电总量所耗的12亿吨标准煤”基数下的相当于7亿多吨标准煤的冷源损失的余热总量，还有不计其数的太阳能热水器的热水，以及占到我国“夏季总能耗50％以上”空调的逆卡诺循环每到盛夏相当于全国火电能耗量等的大量余热资源……更是望洋兴叹了。

发明内容

本发明的目的是：以R134a(或CO₂等)低沸点气体为余热锅炉的直流工质，吸收工业设备的废水废气排放过程的余热，使之两相流遵循准静态层递热交换过程，实现余热锅炉工质气体在90～160℃饱和温度条件下获得0.7～9Mpa的气体工质工作压力的超高压出力，继而获得汽轮机发电朗肯循环的超常效率，解决现行工业锅窑炉的烟气和冷却排气余热纯低温发电的高效率，为进一步解决诸如60万台工业锅炉、几百万台生活锅炉和废水排放以及空调余热、火力电厂冷源损失，以及太阳能热水器的热水和空调余热热水发电、地热能源、空气能源等的大量余热资源和新能源开发利用的疑难问题。