高压炉.pdf

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摘要
申请专利号:

CN93118034.1

申请日:

1993.09.23

公开号:

CN1150227A

公开日:

1997.05.21

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的视为撤回|||公开|||

IPC分类号:

F23B7/00

主分类号:

F23B7/00

申请人:

冯本利;

发明人:

冯本利

地址:

162791内蒙古自治区阿荣旗红花梁子综合批发站

优先权:

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

高压炉涉及热能、机械能、电能。需要解决的是强力磁和适宜高温工作条件的燃烧燃汽反喷轮。特征是滤清燃汽单程供热,无耗能单程供冷,悬浮反喷对推汽轮供电。

权利要求书

1: 本发明的高压炉由供汽供料系统(磁小轮、瓷磁  汽缸)燃烧动 力系统(悬浮燃汽、蒸汽反喷对推汽轮),供热供冷供电系统(燃汽单程 供热高温滤清器,无耗能单程供冷冷汽器、发电定子线圈转子)相连结组 成,其特征是扁圆,环形状,环形结构模式具有利用工质转换机械能的反 喷轮。

说明书


高压炉

    一、本发明涉及锅炉、机械、汽轮、陶瓷、磁铁、部件制造技术。供热、制冷、供电,环保、热力学范围。

    二、现在模式的锅炉及热机(蒸汽轮、燃气轮机)在能源利用方面的缺点。

    以形成工业化大规模生产以来,现在世界各国众多的各行各业几乎都有着以燃烧为主的各式大小锅炉及热机、燃料一方面为人类的工业发展和人们的生存做出了较大的贡献,但是另一方面由于我们对燃料的燃烧技术条件完善的不够,不但有污染空气,危害环境的一面,还有着浪费能源的一面。

    1、污染空气、危害环境方面:

    (1)现在的任何一种模式的锅炉及热机都没有具备把可燃物质完全燃烧的技术条件,存在着一种共同的弊病,不能把可燃物质全部燃烧,不完全燃烧时,生成一氧化碳是无色有毒的气体排放出去。

    (2)媒燃烧时生成的氧化硫有毒气体和飞灰与没有燃烧的煤粉通过烟道排放出去。

    2、浪费能源方面

    (1)现在样式繁多的各式锅炉,都存在一种共同的特征,没有跳越出以下热损失命运的困扰《排烟热损失、化学不燃烧热损失,因炉排漏煤和未燃尽地煤粒随灰渣排出,造成的机械不完全燃烧损失,炉体表面散热损失,高温炉渣排出带走的热损失,停运行所用煤压炉的热损失》。这些损失年复一年的浪费着大量的能源。仅就我国来说,一百万多台锅炉(发电、工业、采暖)热效平均只有在55%-65%之间,这就意味着一年内有3亿多吨的煤浪费掉。(锅炉用煤占国家产量的三分之二还多,8亿多吨)冬季寒带地区,为保证为数众多的企事业生产、办公、民用住房取暖,采用的供热方式基本上是用水和水蒸气供热,数量庞大的行政机构和事业单位基本上晚间停止办公务,已无人需取暖,但锅炉得照样运行供热,其主要原因怕晚间冻裂管道和暖气片,众多的执行单班生产的厂家和商业供销的楼堂馆所,晚间基本上不开业,但锅炉也得照样运行供热,其主要原因也是怕冻裂管道和暖片,冬季的节假日里,无人上班,但白天、黑天锅炉照样供热,其主要原因也是怕冻裂管道暖片。防冻裂管道和暖片的供热时间,晚间、节假日加起来,几乎比人们工作时间多2倍,这个2倍的时间每年就有几千万吨煤被白白烧掉,至于在供热运行中出现的(跑、冒、漏)现象造成的能源浪费每年也得上百万吨煤。

    (2)现在的热机效率仅在30-60%之间,这意味着50%多的热能被浪费掉,热机效率提不高,浪费热能原因主要由这么几个方面因素所至《冷缺热损失,传导热损失,排气热损失、燃料不能完全燃烧损失,众多的机件摩擦损失》。

    3、现在的锅炉,供热系统,及热机的结构模式存在的弊病很多。

    (1)现在模式的锅炉,要保证大面积供暖,要保证大工业的生产,要保证大电量的输出,就得安装大体积大容量的锅炉,这种现象的形成使人们习惯的认为只有通过大锅炉才是解决扩大供热面积,解决扩大生产,解决输出大电量的唯一措施,就连中小企业的锅炉也有千斤或万斤重,这就出现锅炉制造用料多,造价高、体积大、运输危险,安装困难工期长,费事费劲,占房面积大,锅炉烧时室内飞灰大,并危害操作工人的健康。

    (2)供热系统出现跑冒漏现象,遇有寒流通过的寒冷天气里,冻裂管道的事故在东北地区几乎很多,企事业都有发生过,损失热能,更换暖片管道,导致维修人员时常忙的非常紧张,在排故障时工人受冻、吃苦、受累的事就不用说了,夏季使用单一供采暖的锅炉停止运行后还要用很长时间维修锅炉和更换其它设备。

    (3)锅炉越大,烟囱越高,大烟囱的造价也是很高,但大烟囱到底给了人类的生存哪些好处呢?污染空气,危害环境是乎是大烟囱的自然本领。

    (4)锅炉运行还有很多的附助设备,鼓风、引风机、水泵、备用泵、备用发电机,一台锅炉的运行要这么多的附助设备,即耗电耗油,又增加投资,还加重操作人员的工作量。

    (5)现在热机的运转动力模式,机件繁多,磨损大,易损件,易出故障,自身耗能多,降温及排气热量的浪费,造声大,整机使用寿命短。

    ⑥现在发电厂的模式往大规模发展,但热能效率并没有多大升值,庞大的燃烧、蒸汽、降温循环设备及众多的附助设备,和远离人口密集造成余热利用少,经济效益低,费用大。

    4、现在热机及锅炉的模式在污染环境,浪费能源易出故障及效率低的弊病是哪些主要因素造成的。

    (1)锅炉方面,燃烧物质在炉内没有具备可燃物质达到全部能够燃烧的技术条件,在供料方面,粗供、粗排、粗放的操作工艺方式,在燃烧方面,温度不匀,不稳,不高,在热传递和辐射方面,水包火、火包水的锅炉无法把可燃物质放出的热量全部吸收过来和输送出去,这是造成热率低的主要因素和产生浪费能源污染环境的弊病。

    (2)供热系统方面,采取以风、蒸汽、水为煤介低温或单一采暖供热方式是造成浪费能源的主要因素弊病。

    (3)附助设备方面,现在锅炉是因为都遵循着一种原始的燃烧方式和条件造成的大烟囱与众多的附助设备存在的主要因素。

    (4)冲击式叶片的汽轮模式是效率低的技术,叶片受力负压面极限到什么程度,也只是接收到冲击气流一部分的动能能量,及更主要的是采取固定式喷嘴喷射气流作用到叶片上的这种动能方式其实仅是利用了气体定向做功1/2的模式,温度提不高,热能回收效率低,是导致现在汽轮模式效率高不上来及发电厂电能费用高的主要因素。

    三、发明的目的

    本发明目的是一种高压炉,它不仅利用悬浮反喷对推汽轮的机械模式把热能转换成机械能热效率达360%,而且同时具有滤清高温燃气供热、低温无耗能供冷的功能。

    四、发明的内容说明

    1、为克服解决已有锅炉及热机效率不高,结构复杂,寿命不长的技术不足之处,本发明采用的是高压炉形成解决本发明的技术方案。高压炉是由供料供汽系统,燃烧动力系统,发电供热、供冷传动动力系统组成一体的高压炉。具有供热供冷和传动动力转换机械能的功能。

    (1)供料供汽系统,分别由磁力上轮与下轮各按8块上下相同的磁铁组成,8个瓷汽缸按装到一个圆形的轮廓里,汽缸轮廓按装到磁力轮上轮与下轮之间,上轮与下轮的上下对应的各8块同异交叉式磁铁,与汽缸里面的磁活塞相对应时,就产生一个同极相推,异极相吸的两种作用力同时作用到磁活塞上,导致磁活塞上冲程或下冲程,磁力轮每转一圈,就导致8个汽缺里面的8个活塞分别上冲程32次,下冲程32次,每次冲程过程,一方面充汽作功,另一方面又是自然的吸汽过程,因此是单冲程作功,8个汽缸分别由7个汽缸充汽,汽缸活塞把压缩的空汽通过冷汽器送到预热管道后,在进入到燃汽轮燃室,另一个汽缸分别注料注水,燃料送到汽轮预热管道,在进入到燃汽轮燃室,水通过冷汽器变成的高温水送到预热管道产生过热汽进入到反喷蒸汽轮环形加热加速管道。

    (2)燃烧动力系统,分别由炉外壳内壳、内保温层组成,由悬浮反喷燃汽蒸汽对推汽轮和按装在反喷燃汽轮内部的环形燃室、环形升温加速管道组成,和按装在反喷对推轮上下两侧的同极磁轮与固定在磁轮下面的同极磁铁相对应,产生反推力,导致汽轮悬浮。保温层如同暖瓶保温方式,停机15-20小时保证注料自然温度,反喷燃汽轮的燃室由来之通过预热管道和汽轮预热管道大于燃料所须气量几倍工质,带回同投入燃烧相同热量进入燃室参与热循环做功,形成成倍增加热量。成倍提高温度、成倍加大热能。最佳聚集工作运行值是200%,燃汽通过加速管道,进入高温区(2000-2200度之间)达到反喷喷出的高温汽体一方面产生反作用力把汽轮推着反转,汽轮条速到按照汽流1/2速度转动,另一方面反喷汽轮喷汽喷射到外轮的汽壁上(是反喷蒸汽的内轮)冲击外轮按照汽流的冲击方向,向正转,反喷汽轮反转一圈,冲击外轮反转一圈,产生两个机械能。燃汽排出的热量通过大于燃汽2倍的工质,水变成的过热汽体,  进入到预热器和蒸汽反喷对推轮后通过环形管道升温加速,达到反喷口喷汽,按汽流速度的1/2反转,另一方面反喷蒸汽轮的喷汽喷射到外轮的汽壁上(是燃汽轮的外轮)反喷汽轮反转一圈,冲击外轮反转一圈,产生2个机械能,燃汽蒸汽轮分别各自反喷又相对喷。产生四个作用力机械能。

    (3)发电供热供冷系统,发电部分由一个定子线圈按置在磁力轮外轮部分。磁力轮转动时,内起充汽供冷供燃供热做功、外起到发电作功,燃汽反喷对推汽轮带动磁力轮转动作功,另一个蒸汽反喷对推汽轮转动、发电做功或作动力机械传动动力。

    (4)高压炉的特性

    (1)升值效率方面,聚能式。(2)热量回收值方面,无限式。(3)动力模式方面,悬浮燃汽反喷对推汽轮四步式。(4)燃料方面,多样式。(5)供热方面,高温燃汽保温式。(6)用炉方面,热冷电联产式。(7)排放燃汽方面,无烟囱式。(8)体积方面,缩小式。(9)推广应用方面,易人口密集区式。(10)炉体散热方面,保温式。(11)供汽供料方面,磁力活塞单程式。(12)结构方面,主要部件陶瓷式。(13)燃烧方面,高压高温式。(14)运行方面,长久式。(15)附助设备方面,无有式。(16)民用方面,多功能式。(17)工业方面,多功能式。(18)供热冷运行方式方面,冬以供暖、夏以供冷生活应用式。(19)排汽方面,灰、硫滤清净化式。(20)供热方式方面,单程供热、动力暖灶式。

    (5)燃汽蒸汽反喷对推汽轮热能转换机械能热率说明

    热运动在转换机械运动作功过程中的形势是高压高温热源向低压低温热源运动的形势、压差、温差越大,热率做功越高,1/2的作功温差是热率做功的50%,汽体作用在物体上的力,1/2运动速度是产生、冲击、反冲作用力应用作功的最佳运行速度,这是现在利用热能转换机械能的基础知识。

    (1)我发现当汽体升温、膨胀、内能增加、势能加速达到很大的惯性产生的动能向复制在圆轮距上的叶片、冲击、负压做功时,力的基础作用支点、无论静态、动态、反方向、正方向运动,与力距、动能作功无其它变化、汽体定向做功,有两个方向的作用力,现在的汽轮模式在转换机械能时都是只采用了一个固定方向方面的作用力,利用了汽体做功率的1/2,另一反方向的作用力没用、全部浪费掉,现在汽轮做功的机械模式局限在只能利用一个固定方向的作用力,不象靠压强推动式做功,可以演式把功做完,能量耗尽的模式、单在实际生产应用上毫无意义,只是说明热能在转换机械的模式是否能应用呢?本发明就是利用反喷射对推的机械模式解决了这一问题,以上是采用机械模式产生升值效率的一个主要因素。

    (2)我发现燃汽反喷对推汽轮采用供燃烧所须工质带回同投入燃烧相同热量进入燃室参与热循环作功成倍增加热量,成倍提高温度,成倍加大热能,200%是最佳聚能工作运行方案。我发现蒸汽反喷对推汽轮通过大于燃汽2倍工质回收热量,在高温燃汽喷射到内轮汽壁上后,一方面做功,另一方面蒸汽轮内气体吸热升温,导致气体加速产生惯性、加大动能,减少同燃汽喷口温差是最佳的热量回收值工作运行方案。以上是利用燃汽蒸汽反喷对推产生四个作用力是升值热效率的一个主要因素,另一个是采取回收300%的热量参与热循环做功,导致四个作用力分别同时是输入燃料热率的200%工作运行值,是升值热率效率的一个主要因素。

    在研究过程中产生的这个发现导致本发明设计出应用热运动转换机械运动效率升值的必定条件和最佳机械模式。

    (3)本发明用水蒸汽回收热量的循环部分,成倍增加水蒸汽工质回收热量形成加大热循环能量做功条件。回收值(只要有相应的热传递面积)倍数无限,以上本发明也超出了热力学第二定律不可逆性的定律,区别与采用不可逆性法和采用可逆性的方法,是导致热量回收热量循环无限加大的可逆性方法,关于热力学第二定律不可逆性的理论。(1)过程是不满足热力学平衡条件,如存在温差、压差,而这些差值不是无限小的。(2)存在着其它耗散因素等。满与不满区别与不可逆的热机模式,按照这一定律的热机假如要是满足了平衡条件,也只不过是完成了能量的100%的作功任务,又有多大意义呢?不满足是不可逆的,大与的是什么呢?可逆现象是底温向高温的外因条件下能够升值的一种必然现象,低与平衡、满足平衡、高与平衡,实质都是可逆性,定为不满足平衡为不可逆性理论和实际客观存在的自然现象说法本身就是不对,有不满足的一面,就有大于满足的一面,只不过我们的热机和热力学理论还没有进入大与满足一面的领域。

    2、原理部分:

    高压炉工作原理说明及附图1

    当1磁力轮通过启动轮转动时,由磁力轮上磁,下磁转到同固定在2汽缸里面的磁活塞相对应时,产生的磁力导致磁活塞上、下冲程,吸汽充汽,吸料充料、吸水充水做功。当高压高温汽体通过3冷汽器时(由来之水缸的水,通过冷汽器的低温处向高温处吸热、吸热的高温水变成的过热蒸汽进入到蒸汽回收预热器后,进入反喷蒸汽轮内升温,膨胀汽体通过反喷汽轮口喷出产生反作用力推动蒸汽轮转动,蒸汽轮转动时通过转子带动定子线圈发电,负合条速到悬浮汽轮,按蒸汽汽流1/2的转速时,反喷出来的气体以同样的作用力喷射到汽轮外轮的汽壁上,蒸汽汽轮反转一圈,冲击燃汽轮反转一圈,产生两个完全相等的机械能)。被吸热后的汽体向低压施放中变成的冷气通过4预冷器(把由来之供5风机的空气预冷,预冷后的气自动排放到10供冷区供冷)升温,进入到6燃汽回收预热器和悬浮汽轮预热管道升温。升温的气体同升温的燃料进入燃室燃烧。高温高压的燃汽通过加速管道膨胀达到燃汽轮的反喷口、反喷,产生反作用力,推动7汽轮转动,带动磁力轮充汽、充料、充水,8发电做功,用负荷条速到燃汽轮按汽流的1/2速度做功转动时,反喷出来的汽体以同样的作用力喷射到蒸汽轮内轮的汽壁上(高温燃汽喷射到蒸汽轮内的汽壁同时,一方面冲击,7蒸汽轮转动,另一方面加温蒸汽轮内的气体,吸热、升温、升压、导至蒸汽轮内的汽体有足够的压力通过加速管道达到反喷口反喷),燃汽轮反转一圈,冲击蒸汽轮反转一圈,产生两个相等的机械能,排出去的燃汽,蒸汽通过预热器降温(250-350)后,汽体进入到9滤清器后脱硫灰,汽进到10供热区供热。

    3、结构部分

    (1)高压炉结构原理说明及附图2

    1高压炉由1上壳、2中壳、3下壳相联组合,上壳内由上至下按装有固定蒸汽轮4上轴同磁、5发电、定子线圈,6托浮蒸汽轮下轴同磁,中心有7悬浮蒸汽轮轴,上至下按有固定蒸汽轮8上轴同磁、蒸气轮9发电转子,悬浮蒸汽轮10上同磁,固定蒸汽轮轴11同磁,12进汽口。

    2中壳内由上至下按有13蒸汽轮、14燃汽轮,蒸汽轮内有低高温蒸汽环形加热、15加速管道、反喷口汽壁、燃汽轮内有供汽轮、环形16预热管道、环形17燃室、环形18加速管道、19反喷口、20外轮汽壁、21排气叶片和排汽口。

    3下壳内由上至下按有托浮轮,固定轮轴22上同磁、23发电定子线圈、24磁瓷活塞、汽缸、25磁力轮转子,26上27下同磁、28启动轮、固定燃汽轮轴29下同磁,30进汽料口。

    五、本发明与已有技术相比,具有哪些优点或积极效果呢?

    (1)高压炉与现有的燃烧炉及热机相比,燃料燃烧率100%,回收热量300%,燃汽能量聚集最佳工作运行值200%,转换机械能率大于输入燃料燃烧热能的百分率360%,具有利于热能效率高的优点,一年内全国工业、企事业用煤6亿多吨,如改用高压炉, 就能省下近3亿吨煤,发电用煤3亿吨,如改用高压炉,发电厂最易安置在城市人口密集区,热冷电联产,易供热、供冷供电,提高热能效益,就能省下2亿吨煤,并降低电耗费用,并无污染环境,减轻对生态气候的危害。

    (2)体积方面,优点是体积小功率大,如全国每年新增加按装5万台锅炉计算,省下的材料费、安装费、运费、占房费加在一起,一年内就省下几亿元,5万台×5千费用2、5亿。

    (3)在运行方面,优点是使用寿命长,故障少,如全国使用高压炉供热,一年内就能省下维修费、故障费,更换部件费近十几亿元,1百万台×1千元费用10亿。

    供热方面,优点过滤高温燃汽单程供热,对生产、采暖效率高,无须暖片、大烟囱、引风机、鼓风机、备用机组和强治循环水泵。动力炉渣床排,等附助设备,如每台3万元附加费用,全国就可省下几百亿元,1百万台锅炉×3万元费用3百亿元。

    5、在能源方面,能延长使用年限,造福子孙后代。

    6、在民用方面,优点高温低压(200-300)度燃汽为媒介,通过放汽轮,产生的动力能作风轮、散热、散冷气,封闭式炉灶供热供冷,无火无汽高温炉易烤烙、蒸煮、开水、热水器、暖床及供冷,取代电冰箱、电控调温器。将改变改善方便减轻人民的生活负担和习惯。杜绝了人们生活用火、电或因使用可燃汽体不小心,或因质量不过关出现故障带来的触电、火灾的隐患和室内缺氧死人的病症,造福人民,改变人的精神面貌其意义和价值都是巨大的。

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高压炉涉及热能、机械能、电能。需要解决的是强力磁和适宜高温工作条件的燃烧燃汽反喷轮。特征是滤清燃汽单程供热,无耗能单程供冷,悬浮反喷对推汽轮供电。。

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