包括补偿电路的铝厂的制作方法_2

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间。结果,可以想到腾出每个电解池(且更具体地槽壳)旁边的空间,这比升起它们更便宜。不需要昂贵的重物提升解决方案提供了重大结构节约。
[0029]根据一个优选实施方案,所述补偿电路是与电解电流h流动通过的电路分立的次级补偿电路。“分立的”意味着两个电路未电连接。
[0030]在电解池之一被存在于电解池之一内的温度接近1000°C的液体破坏的情况下,补偿电路将被损坏且被弄断或将不能够正常操作,影响性能,因为补偿电路将不再能够补偿通过电解电流的流动生成的磁场,然而铝厂将继续以具有较差性能的降级模式运转,而不经历有害的关停,因为在补偿电路中流动的电流意在仅用来补偿磁场而不生产铝。
[0031]分立的次级补偿电路的使用还提供了在时间过程内修改通过此补偿电路创建的补偿磁场的可能性。改变在次级补偿电路中流动的电流的强度是适合于此的。这在可升级性和适应性方面是至关重要的。部分是因为如果在铝厂的使用期间增加电解电流的强度,这可以通过根据需要改变补偿电流的强度来调整磁补偿以适应这种改变。此外是因为补偿电流的强度可以被调整以适应可用的氧化铝的特性和质量。这样可以根据可用的氧化铝的特性控制MHD的流动速度以激励或减少液体的搅拌和浴中的氧化铝的溶解,这最终有助于根据氧化铝供应提供可能的最佳性能。
[0032]次级补偿电路更具体地可以通过其自己的发电站供电,该发电站不同于向电解池提供电解电流的站。
[0033]根据一个优选的实施方案,所述铝厂包括彼此平行布置的两行池,所述两行池通过单个同样的站供电且串联电连接使得在所述两行池中的第一行中流动的电解电流然后在与它在所述两行池中的第一行中流动的方向总体相反的方向上在所述两行池中的第二行中流动,且所述补偿电路形成一个在这两行平行的池下方的环路。
[0034]考虑到借助于相反的电流穿过的补偿电路和链接导体同时实现了磁补偿,这使得电解池的两个相邻的行能够更加接近以将它们放置在相同的建筑物内。最终,在空间和结构成本方面的获得大于构造和操作补偿电路的成本中的损失。
[0035]当次级补偿电路形成一个在所述池下方的环路时,使用超导材料的电导体构造该环路变得有利,且尤其有可能构成串联的若干匝,如在以本申请人的专利申请W02013007893 中描述的。
[0036]有利地,所述电解池在两个纵向边缘中的每一个包括在对应的纵向边缘的大致整个长度上以预定间隔隔开的多个上升和连接电导体。
[0037]在每个纵向边缘上,上升和连接导体可以沿着电解池的纵向方向以规则的间隔定位。
[0038]可以通过此方式改善磁场的纵向水平分量(S卩,平行于池的长度)的均衡。
[0039]一个以400到1000k安培的电流强度运行的池可以例如优选地包括在其两个纵向边缘中的每个的整个长度上规则地隔开的4到40个上升和连接导体。
[0040]上游的上升和连接电导体以及下游的上升和连接电导体可以被定位成与电解池的纵向中央平面(即,大体上垂直于池的横向方向且将池分成两个大体上相等的部分的一个平面)等距。
[0041]考虑到在电解池的行的规模上电流的总体流动方向,上游的上升和连接电导体和下游的上升和连接电导体意指分别定位在电解池的上游纵向边缘或下游纵向边缘旁边的上升和连接电导体,上游纵向边缘对应于最接近电解池的行的开始的纵向边缘,且下游纵向边缘对应于距电解池的行的开始最远的电解池的纵向边缘。
[0042]根据一个优选的实施方案,所述上升和连接电导体以相对于电解池的纵向中央平面大体上对称的方式定位。
[0043]换言之,沿着电解池的两个纵向边缘之一延伸的上升和连接电导体相对于沿着电解池的相对的纵向边缘延伸的上升和连接电导体以相对于电解池的纵向中央平面(即,大体上垂直于该池的横向方向且将该池分成两个大体上相等的部分的平面)大体上对称的方式定位。
[0044]因此,进一步改善水平磁场在液体中的分布的有利的大体上反对称特性。
[0045]根据一个优选的使用方法,设置在电解池的上游的上升和连接电导体和设置在电解池的下游的上升和连接电导体之间的电流分布分别是大约30%-70%上游以及30%-70 %下游,优选地分别是40 % -60 %上游以及40 % -60 %下游。
[0046]此使用方法能够改善水平磁场在液体中的分布的有利的大体上反对称特性。优选地,设置在电解池的上游的上升和连接电导体与设置在电解池的下游的上升和连接电导体之间的电流分布分别是大约45 % -55 %上游以及45 % -55 %下游。
[0047]因此,进一步改善水平磁场在液体中的分布的有利的大体上反对称特性。
[0048]在一个优选的实施方案中,所述链接导体在电解池下方以大体上直线且仅在相对于电解池的横向方向上延伸。
[0049]因此,通过最小化在池的纵向方向上延伸的导体的长度限制电导体的长度和成本。在现有技术实施方案中的这样的纵向电导体生成的磁场也被限制,尤其是关于自补偿池。除此以外,在电解池的一行或多行的任一侧上腾出空间,这至少会限制整套池/电导体的纵向占地面积且使得设想在每个电解池且更具体地槽壳旁边开发空间成为可能,这比提高它们更便宜。
[0050]所述补偿电路可以包括大体上平行于电解池的横向轴线延伸的电导体。
[0051 ]根据一个实施方案,所述补偿电路包括形成彼此独立的多个次级补偿子电路的电导体。
[0052]具有可以独立于电解电流的强度而变化的强度的补偿电流流动通过这些次级补偿子电路中的每个。
[0053]独立的次级补偿子电路意指未电连接到其他次级补偿子电路的子电路,且可以通过与用于其他次级补偿子电路的发电站分立的发电站供电的子电路。
[0054]因此,如果任何问题出现,例如,通过一个池的破坏,引起对它的损害和/或弄断一个或多个次级补偿子电路,这提供以“降级”运行模式继续生产的可能性,在降级操作模式中,流过其他未损坏的次级补偿子电路中的每个的补偿电流的强度被调整以补偿通过电解电流的流动创建的磁场。因此,尽管次级补偿子电路中的一个可能发生故障,但是性能可以保持为尚。
[0055]所述补偿电路可以包括在电解池下方形成的并联的和/或串联的若干匝的电导体。
[0056]根据一种可能性,所述补偿电路包括在电解池下方并联地延伸的电导体。
[0057]所述补偿电路的电导体可以相对于电解池的横向中央平面(换言之,大体上垂直于电解池的纵向方向且将池分成两个大体上相等的部分的平面)大体上对称地布置。
[0058]根据一种可能性,形成所述补偿电路的电导体或如果适用的话形成次级补偿子电路的电导体在电解池下方延伸,同时一起形成一层二到十二个且优选地三到十个平行电导体。
[0059]有利地,所述电导体是大体上等距的且相对于电解池的横向中央轴线大体上对称地隔开。
[0000]因此,进一步改善对不利的磁场的补偿。
[0061]铝厂中的磁补偿或磁平衡的原理以及使用根据本发明的铝厂的方法使实现能够以完全模块化的方式构造的用于铝厂的导体的电路成为可能。每个模块可以例如包括补偿电路的一个电导体和与每个电解池相关的特定数目的链接导体以及上升和连接导体。导体的电路且因此每个池可以包括特定数目的模块,这决定池的长度和穿过池的电流的强度。在设计时选择的每个池的模块的数目或通过这样的模块的添加选择的池的长度不扰乱池的磁均衡,不同于自补偿类型的池的伸长或现有技术中已知的通过沿着池的侧部布置的磁补偿电路补偿的那些池的伸长,对这些池需要完全重新设计导体电路。因此,当池被加长时形成导体的电路的材料的量与池的生产表面面积的比率未恶化;它与模块的数目和通过池的电流强度成比例地增加。因此,可以根据需要简单地延伸池,且穿过所述池的电流的强度不被限制。然后有可能将穿过所述池的电流的强度增加到1000k安培以上,甚至高达2000k安培。
[0062]根据一个实施方案,沿着电解池的两个纵向边缘之一延伸的上升和连接电导体相对于布置在一个在前的或在后的分立的电解池的相邻的纵向边缘上的上升和连接电导体错列布置。
[0063]换句话说,一个电解池N的上游的上升和连接电导体相对于电解池N-1(S卩,在前的电解池)的上游的上升和连接电导体错开布置。
[0064]这也有可能使电解池尽可能地接近彼此,以在相同的距离上放置更多个串联的电解池(这使性能增加)或减小电解池的行的长度,因此节省空间且实现甚至更大的结构节约。
[0065]根据使用根据本发明的铝厂的一种优选方法,流动通过补偿电路的补偿电流的强度是电解电流Ιι的强度的大约70%到130%,且优选地是电解电流1!的强度的80%到120%。
[0066]因此,如果铝厂包括一个通过在电解池下方构成单个匝的电导体形成的补偿电路,流动通过此补偿电路的补偿电流的强度可以是电解电流的强度的大约70%到130%。
[0067]此外,如果所述铝厂包括一个通过在电解池下方构成串联的三匝的超导材料的电导体形成的补偿电路,则流动通过电导体的补偿电流的强度可以是电解电流的强度的大约70 %到130 %的三分之一。
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