用于回收内部隔热反应器中产生的废热的系统和方法_2

文档序号:9650449阅读:来源:国知局
A是根据实施方案的适配有覆盖构件1002的多个模块202的透视图,该覆盖构件1002适于配置使模块202对之间的间隙暴露的程度;以及
[0044]图10B是图10A的正视图。
[0045]详述
[0046]1.概述
[0047]I1.示例性系统
[0048]II1.第一示例性模块
[0049]IV.第二示例性模块
[0050]V.第三示例性模块
[0051]V1.示例性应用
[0052]VI1.实施例
[0053]VII1.第四示例性模块
[0054]IX.第五示例性模块
[0055]X.第六示例性模块
[0056]X1.第七示例性模块
[0057]XI1.第八示例性模块
[0058]XII1.结论
[0059]1.概述
[0060]实施方案涉及废热管理领域。更具体地但非排他地涉及回收内部隔热反应器内产生的废热。
[0061]在一个实施方案中,多个模块包封回转窑的外壳体。模块被配置来吸收由外壳体排放的热量,从而避免热量损失到周围环境。模块大体上包围窑的外壳体,并且在外壳体与模块之间维持了间隙。每个模块具有入口和出口。水通过模块顶部存在的入口引入到模块中。保持入口流速,以使得通过出口离开模块的水的温度正好低于100°c。离开模块的热水可用于区域供热或用作低温热力循环的热输入,并且进一步用于发电。
[0062]以下详细描述包括对附图的参考,该附图形成详细描述的部分。附图示出根据示例实施方案的例证。以足够的细节对这些示例实施方案进行描述,以使得本领域技术人员能够实施本主题。然而,本领域的普通技术人员将明白,可以在脱离这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下,众所周知的方法、程序以及部件并未进行详细描述,以便不会不必要地混淆实施方案的方面。实施方案可加以组合,可利用其他实施方案,或者可在不背离本发明范围的情况下做出结构和逻辑改变。因此,以下详细描述不视为具有限制意义。
[0063]在本文件中,术语“一个”或“一种”像通常专利文件中一样用于包括一个(种)或多于一个(种)。在本文件中,除非另有说明,术语“或”用于指代非唯一的“或”,,以使得“A或B”包括“A但非B”、“B但非A”以及“A和B”。
[0064]I1.示例性系统
[0065]在一个实施方案中,提供一种用于回收内部隔热反应器(诸如回转窑)内产生的废热的系统。图1-1A示出根据一个实施方案的回转窑100。回转窑100可用于生产水泥、石灰和海绵铁以及其他应用。回转窑100包括外壳体102和耐火炉衬104。外壳体102由铁或铁合金制成,并且耐火炉衬104由特殊的砖制成。耐火炉衬104使外壳体102隔热,从而限制外壳体102在回转窑100内的热中的暴露。尽管有隔热体,但外壳体102仍得到加热,并且外壳体排放热量。通过提供大体上包封外壳体102的多个模块来回收由外壳体102排放的热量。
[0066]参考图2A至图2C,其中图2A提供根据一个实施方案的包封外壳体102的一部分的一对模块202的剖视图。间隙204与207被维持在模块202之间。此外,间隙206被维持在外壳体102与模块202之间。虽然实施方案例示出彼此相反设置的模块对,但是可沿着窑100的长度提供一个或多个模块。
[0067]应当注意到,这种模块202对是沿着回转窑100的轴向长度提供的。图2B是根据实施方案的沿着回转窑100的长度提供的多个模块202的简化侧视图。在这个实施方案中,间隙208被维持在邻近模块202之间。这个间隙使得能够在将其他模块保持在适当位置时移除每个模块202,从而能够检查并接触每个单一模块202之后的窑100的表面。
[0068]间隙204和207允许在视觉上和借助技术(诸如,红外窑扫描仪)两者来检查外壳体102。应当注意,间隙204和207的准确位置和大小可取决于所使用的红外扫描仪的类型(序号未加粗)。
[0069]应当注意,模块202的形状可基于必需从其吸收热量的反应器的形状而变化。
[0070]II1.第一示例性模块
[0071]每个模块202被配置成回收由外壳体102排放的热量。参考图3至图3A,模块202包括入口 302和出口 304。模块202包括隔室开以在模块202内限定空的空间的内壳体308和外壳体306。入口 302被配置来将水接收到模块202中。在入口 302处,提供了布水器312。布水器312根据一个实施方案被配置来形成水的薄膜,该水的薄膜可在模块202的内部弯曲部分308或内壳体的表面上方流动。布水器312可例如呈具有锯齿状开口的屏障的形式,该锯齿状开口朝向内部弯曲部分308的表面提供。通过入口 302引入的水穿过锯齿状开口,以使得水的薄膜在模块202的内部弯曲部分308的表面上方流动。由于这种规定,将更有效地将热传递到水。
[0072]应当注意,模块202,并且更具体地说,暴露于外壳体102的内部弯曲部分308的表面得到加热。由于模块202的加热,在模块202内流动的水也将得到加热,并且随后通过出口 304离开模块202。
[0073]还应当注意,由于维持薄膜水流,以使得水的薄膜在内部弯曲部分308的表面上方流动,因此将更有效地将热传递到水,即,有可能将大部分水加热到靠近100°c的温度,同时维持元件以及其中含有的水的非常低的重量。
[0074]IV.第二示例性模块
[0075]在一个实施方案中,提供了温度传感器以控制模块202中的水的流速。图4是根据一个实施方案的包括温度传感器402的示例性模块202的透视截面图。靠近出口 304提供温度传感器402 (可以是恒温器)。还可将温度传感器402提供在从模块202引出的出口管中。温度传感器402确定离开模块202的水的温度。温度传感器402将反馈提供到阀403,该阀403位于通向入口 302的管道404中。应当注意,基于温度传感器402提供的反馈,入口流速被控制,从而将离开模块202的水的温度维持在可能正好低于100°C的期望水平上。
[0076]V.第三示例性模块
[0077]在一个实施方案中,在模块202中提供规定以使模块202内的压力维持在接近大气压力的所需范围内。
[0078]参考图5至图5A,模块202根据一个实施方案可包括装配成将模块202内的压力维持在所需范围内的第一翼片502或压力调节装置或压力释放装置,以及第二翼片504或压力调节装置或真空释放装置。第一翼片502被提供来释放模块202内产生的过大压力,从而避免模块202被分类为加压装置或锅炉。如果模块202内产生真空,那么第二翼片504被提供来使空气进入。
[0079]应当注意,如果模块202的内表面的温度增加,那么模块202内可能会产生过大压力。温度的增加可能是已经在外壳体102中形成热点的结果。这造成水膜的一部分沸腾。当压力超出预定压力,仅仅高于大气压力时,如箭头506所示,第一翼片502打开。可视觉观察到用于标志热点形成的通过第一翼片502离开的蒸汽烟羽。应当注意,当压力减小时,第一翼片502关闭,如箭头506所示,从而允许进行正常操作。
[0080]在一个实施方案中,第一翼片502的压力控制可借助于附接于第一翼片502的轻巧重物(simple weight)实行。
[0081 ] 在一个实施方案中,第一翼片502配备有使得能够将对应于第一翼片502的状态的信号发送到控制室的开关。
[0082]在一个实施方案中,由于模块502内产生真空,第二翼片504打开,如箭头508所示。当进入空气已使得真空消失时,第二翼片504关闭,如箭头508所示,从而保护模块202免于变形。
[0083]在一个实施方案中,第二翼片504借助于附接于第二翼片504的轻巧重物来实行。
[0084]在一个实施方案中,模块202可包括一个或多个孔,该一个或多个孔使得能够在使用或不使用上述翼片的情况下将模块202内的压力维持在期望水平内。
[0085]V1.示例性应用
[0086]图6是根据一个实施方案的用于利用从模块202收集的热水以产生电力的系统600的框图。系统600配置有模块202。系统600包括第一栗602、热交换器604、膨胀装置606、发电机608、冷凝器610、贮存槽612以及第二栗614。
[0087]在一个实施方案中,栗602被配置来从包封回转窑100的外壳体102的模块202接收热水,并且将水栗送到热交换器604,热交换器
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