一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统，主要由高炉体（1），发电系统（12），蒸汽利用装置，沿着高炉体（1）的侧壁分层环绕式设置的一个以上的超导环型换热环（2），以及余热控制处理系统等组成。本发明专利技术通过内嵌在高炉体侧壁上的超导环型换热环和与之相对应的环型管道系统来集中导出换热后的热水，因此增大了换热强度、提高了换热效率与冷却效率，并且使传统的冷却水温度从40℃提高到了250℃，再经两次应用超导换热环过热到400℃，从而使冷却余热可以实施发电利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高炉冷却热高效发电系统，具体地说，是涉及一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统。
技术介绍
高炉生产过程中炉壁冷却需要用大量的水来带走热量，以降低炉壁的温度，从而满足高炉正常生产的工艺温度需求。高炉冷却带走的余热和高炉炉壁的表面散热比分别占高炉总耗热量的5%和0.5%，单纯以生产一吨生铁需要400?800Kg焦炭计算，有约20?40Kg的焦炭所产生的热能以冷却水热的形式排放了。以我国年产生铁60000万吨计算，有约相当于1200?2400万吨焦炭的热能以低温冷却水热的形式排放了，浪费极大。但是，以目前国际上现有的技术无法回收这部份以低温(40°C)冷水的热能，同时由于现有高炉外壳上有大量水冷管并且同时因高炉散热能力不足，还需要依靠炉壁散热以减少水循环冷却散热的量，所以现有高炉外壳无法实施外表面保温。综上所述，目前高炉生产存在极大的能源浪费，如何充分有效的利用高炉生产过程中所浪费掉的余热和低温水，使其能二次再利用便是人们所要攻克的难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服目前人们无法充分将高炉生产中所产生的余热来进行二次利用的缺陷，提供一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现:一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统，主要由高炉体，发电系统，蒸汽利用装置，沿着高炉体的侧壁分层环绕式设置的一个以上的超导环型换热环，在每个超导环型换热环上设置的浇注固化体，用于串接每个超导环型换热环的上循环口的上导管，以及用于串接每个超导环型换热环的下循环口的下导管组成；所述每个超导环型换热环均通过管道与蒸汽利用装置相连接，而蒸汽利用装置则通过管道与发电系统相连接。同时，所述发电系统由发电机，与高炉体炉座处的超导环型换热环和蒸汽利用装置相连接的汽轮机和冷凝器，用于吸收并重复利用该冷凝器所排放余热的余热制冷机组，与该余热制冷机组相连接的蒸汽水混合加热器，连接在余热制冷机组与蒸汽水混合加热器之间的高炉基墩水冷管，与余热制冷机组相连接并反馈于汽轮机的射汽增压器，以及设置在余热制冷机组内部的余热控制处理系统组成；其中，该余热控制处理系统由二极管整流器U，串接在二极管整流器U的正极输出端和负极输出端之间的稳压变压电路，分别与二极管整流器U的负极输出端和稳压变压电路相连接的逻辑开关电路，与逻辑开关电路相连接的稳压并联控制电路，串接在逻辑开关电路与稳压并联控制电路之间的三极管反馈电路，以及串接在稳压变压电路与稳压并联控制电路之间的电流源组成；所述电流源由功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器P2的同相端与输出端之间的可调电阻R12，串接在功率放大器P2的输出端与功率放大器P3的反相端之间的电阻R13，串接在功率放大器P3的反相端与输出端之间的电阻R14，一端与功率放大器P3的同相端相连接、另一端经电阻R15后与功率放大器P3的输出端相连接的电阻R16，以及一端与功率放大器P3的同相端相连接、另一端接地的电阻R17组成；所述功率放大器P2的同相端与二极管整流器U的负极输出端相连接，电阻R12的调节端则与稳压变压电路相连接，而电阻R15与电阻R16的连接点则与稳压并联控制电路相连接。所述三极管反馈电路由三极管Q2，三极管Q3，三极管Q4，三极管Q5，一端与三极管Q2的集电极相连接、另一端顺次经二极管D7和电感L8后外接-4V电压的电阻R10，一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端顺次经二极管D8和电感L9后外接-4V电压的电阻R11，一端与三极管Q2的集电极相连接、另一端经二极管D6后与三极管Q5的基极相连接的电感L7，以及一端与三极管Q4的集电极相连接、另一端经二极管D9后与三极管Q3的基极相连接的电感LlO组成；所述三极管Q2的发射极外接+4V电压，其基极与逻辑开关电路相连接；三极管Q4的发射极外接+4V电压，其基极与稳压并联控制电路相连接；三极管Q3的发射极接地，其集电极与逻辑开关电路相连接；三极管Q5的发射极接地，其集电极与稳压并联控制电路相连接；电阻R12的调节端则与电容C7的负极相连接，而电阻R15与电阻R16的连接点则与三极管Ql的基极相连接。所述稳压变压电路由功率放大器P1，变压器T，一端与功率放大器Pl的同相端相连接、另一端顺次经电阻R4后变压器T的原边线圈LI的同名端相连接的电阻R3，p极与功率放大器Pl的输出端相连接、N极经电阻R5后与变压器T的原边线圈LI的非同名端相连接的二极管Dl，P极与二极管整流器U的负极输出端相连接、N极与电阻R3和电阻R4的连接点相连接的稳压二极管D2，P极与二极管整流器U的负极输出端相连接、N极与二极管Dl的N极相连接的稳压二极管D3，正极与功率放大器Pl的同相端相连接、负极与功率放大器Pl的输出端相连接的极性电容C3，p极与变压器T的副边线圈L2的同名端相连接、N极顺次经电感L4、电容C6后与变压器T的副边线圈L2的非同名端相连接的二极管D4，正极与二极管D4的N极相连接、负极与变压器T的副边线圈L2的非同名端相连接的电容C5，以及P极与变压器T的副边线圈L3的非同名端相连接、N极经电容C7后与变压器T的副边线圈L3的同名端相连接的二极管D5组成；所述功率放大器Pl的同相端与二极管整流器U的正极输出端相连接，其反相端则与二极管整流器U的负极输出端相连接。所述逻辑开关电路由可变电阻R1，电阻R2，以及场效应管MOS1、场效应管MOS2、场效应管MOS3及场效应管M0S4组成；所述可变电阻Rl的一端与二极管整流器U的负极输出端相连接、其另一端则与场效应管MOSl的栅极相连接；电阻R2的一端与二极管整流器U的负极输出端相连接、其另一端与场效应管M0S2的栅极相连接；场效应管M0S3的栅极与场效应管MOSl的源极相连接、其漏极则分别与场效应管M0S2的漏极以及场效应管M0S4的漏极相连接、其源极与场效应管MOSl的源极一起外接+12V电压；场效应管M0S4的栅极与场效应管M0S2的源极相连接，其源极接地；所述三极管Q2的基极则与场效应管M0S2的源极相连接，而三极管Q3的集电极则与场效应管MOSl的源极相连接。所述稳压并联控制电路由三端稳压器W1，三端稳压器W2，场效应管M0S5，三极管Q1，正极与功率放大器Pl的反相端相连接、负极顺次经电感L5和电感L6后与三极管Ql的基极相连接的极性电容Cl，正极与功率放大器Pl的输出端相连接、负极与电感L5和电感L6的连接点相连接的极性电容C2，一端与三极管Ql的基极相连接、另一端经电阻R8后接地的电阻R6，一端与三端稳压器W2的Q管脚相连接、另一端与场效应管M0S5的栅极相连接的电阻R7，一端与场效应管M0S5的源极相连接、另一端接地的电阻R9，正极与三极管Ql的发射极相连接、负极经极性电容C9后与场效应管M0S5的源极相连接的极性电容C8，正极与三极管Ql的集电极相连接、负极与极性电容C8的负极相连接的极性电容C10，以及正极与电阻R6和电阻R8的连接点相连接、负极与场效应管M0S5的源极相连接的极性电容C4组成；所述三端稳压器Wl的S端和三端稳压器W2的S端均与极性电容C2的负极相连接，三端稳压器Wl的R端与场效应管M0S3的源极相连接，而本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于高炉超导冷却的电流源反馈式余热发电系统，主要由高炉体（1），发电系统（12），蒸汽利用装置，沿着高炉体（1）的侧壁分层环绕式设置的一个以上的超导环型换热环（2），在每个超导环型换热环（2）上设置的浇注固化体（10），用于串接每个超导环型换热环（2）的上循环口的上导管（31），以及用于串接每个超导环型换热环（2）的下循环口的下导管（32）组成；所述每个超导环型换热环（2）均通过管道与蒸汽利用装置相连接，而蒸汽利用装置则通过管道与发电系统（12）相连接，其特征在于，所述发电系统（12）由发电机（19），与高炉体（1）炉座处的超导环型换热环（2）和蒸汽利用装置相连接的汽轮机（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），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），与余热制冷机组（14）相连接并反馈于汽轮机（16）的射汽增压器，以及设置在余热制冷机组（14）内部的余热控制处理系统组成；其中，该余热控制处理系统由二极管整流器U，串接在二极管整流器U的正极输出端和负极输出端之间的稳压变压电路，分别与二极管整流器U的负极输出端和稳压变压电路相连接的逻辑开关电路，与逻辑开关电路相连接的稳压并联控制电路，串接在逻辑开关电路与稳压并联控制电路之间的三极管反馈电路，以及串接在稳压变压电路与稳压并联控制电路之间的电流源组成；所述电流源由功率放大器P2，功率放大器P3，串接在功率放大器P2的同相端与输出端之间的可调电阻R12，串接在功率放大器P2的输出端与功率放大器P3的反相端之间的电阻R13，串接在功率放大器P3的反相端与输出端之间的电阻R14，一端与功率放大器P3的同相端相连接、另一端经电阻R15后与功率放大器P3的输出端相连接的电阻R16，以及一端与功率放大器P3的同相端相连接、另一端接地的电阻R17组成；所述功率放大器P2的同相端与二极管整流器U的负极输出端相连接，电阻R12的调节端则与稳压变压电路相连接，而电阻R15与电阻R16的连接点则与稳压并联控制电路相连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王蓉，
申请(专利权)人：成都中冶节能环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51