亚洲狠狠干,亚洲国产福利精品一区二区,国产八区,激情文学亚洲色图

高溫等離子體氣磁雙約束火焰鎂催化燃油、煤粉、堆式熱機(jī)的制作方法

文檔序號(hào):12816080閱讀:1059來源:國知局
高溫等離子體氣磁雙約束火焰鎂催化燃油、煤粉、堆式熱機(jī)的制作方法與工藝

一種高溫等離子體氣磁雙約束火焰鎂催化燃油、煤粉、堆式熱機(jī)技術(shù),尤其是水基鎂催化燃油(煤粉)高溫等離子體返煙流約束火焰的水基燃油熱機(jī),以及基于鎂催化燃油熱機(jī)的熱機(jī)原理,長時(shí)間“不排氣、固廢”過熱升溫再升溫機(jī)制化,再輔以磁約束系統(tǒng)反場箍縮,聚得極端高溫啟動(dòng)并穩(wěn)定運(yùn)行熱核聚變?nèi)紵厮剂系亩咽綗釞C(jī)(熱機(jī)再組合為“堆式熱機(jī)·汽輪發(fā)電·微冷凝給水通流系統(tǒng)”機(jī)組,構(gòu)成朗肯循環(huán)),除啟動(dòng)階段以外的正常工作的全部過程中,無空氣助燃的給風(fēng),也沒有任何變相透漏性給風(fēng),不給氧也沒有絲絲毫毫地人工性變相地給氧,而完全以水基鎂催化或單純鎂催化燃油的低壓蒸汽熱出力,力經(jīng)汽輪機(jī)機(jī)發(fā)電,用于中大型工業(yè)和火力發(fā)電煤粉鍋爐更新?lián)Q代及至船、艦、艇配置動(dòng)力的煤粉、燃油熱機(jī)或堆式熱機(jī)。



背景技術(shù):

目前,公知的煤粉鍋爐等固定式熱機(jī),特別是移動(dòng)式熱機(jī)(如車、船、艦、艇等所配置的動(dòng)力系統(tǒng)),尤其以潛水艇、巨艦等所使用的柴油機(jī)正向巨型化發(fā)展的趨勢,其制造精度和難度越來越大、成本越來越高,這也極大地限制了內(nèi)燃機(jī)技術(shù)和大型船艦技術(shù)的發(fā)展……由于潛艇對(duì)噪音和隱蔽性的要求苛刻,反應(yīng)在我國柴電動(dòng)力配套上的技術(shù)水平還比西方相差整整一代。另外,世界上船舶柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率僅有11萬匹馬力,2300噸重,26.7m長,13.2m高(這類熱機(jī)還要求有較高轉(zhuǎn)速、更大功率以及結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)實(shí)耐沖擊、重量輕、體積小、比功率大,啟動(dòng)時(shí)不冒白煙,運(yùn)行中不冒黑煙和低工況性能好等等);低速機(jī)最大燃燒壓力18mpa,中速機(jī)最大燃燒壓力15mpa,最高噴油壓力130-150mpa,燃油消耗率為197-210g/kwh,比重量最低為2.8kg/kw(8088kw的大功率柴由機(jī)主要用于4000噸以下的軍用艦艇);例如,956系列柴油機(jī)是德國目前生產(chǎn)的缸徑最大的短沖程\高速大功率柴油機(jī),由渦輪增壓技術(shù)使20缸的單機(jī)功率從956/1163-02型的5200kw才提高到7400kw,即提高了約40%,排煙溫度,從550℃降到450℃;空載和低負(fù)荷運(yùn)行;大修期12000-36000h……);大修間隔18000h。再如,現(xiàn)行大小鍋爐的燃燒技術(shù)也是因其爐膛溫度過低而無法進(jìn)一步提高比功率和經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、超節(jié)能性,尤其是,對(duì)聯(lián)合循環(huán)有燃?xì)廨啓C(jī)而言,除比重量大和比功率較小外,還要累贅冷媒循環(huán)系統(tǒng),主要的缺點(diǎn)是噪聲大(低頻噪聲影響到艦艇的隱蔽性)……我國應(yīng)當(dāng)開發(fā)出盡量規(guī)避往復(fù)機(jī)械、高壓高速通流、門閥泵系而又大功率或超大功率、余熱損失極低、超常效率發(fā)電的柴電動(dòng)力裝備,以率先應(yīng)用在國防建設(shè)的船、艦、艇軍用平臺(tái)之上,縮短與西方的代差甚至于超在西方同類,繼而推動(dòng)航海業(yè)等大型船舶的節(jié)能減排大跨度技術(shù)的飛躍。另外,由于現(xiàn)行空氣助燃燃燒學(xué)的技術(shù)局限,統(tǒng)統(tǒng)不能夠在燃油火焰溫度最高2000℃上限值內(nèi)有所突破,無法實(shí)現(xiàn)火焰的高溫乃至超高溫等離子體化以便應(yīng)用磁約束設(shè)備將足夠量濃度的電子和離子約束聚能而向超高比功率化發(fā)展……就連全球現(xiàn)有的核聚變?cè)囼?yàn)反應(yīng)堆均定性有余而實(shí)用性幾近于零,即揭示了核聚變的希望,卻因其堆容過小、等離子濃度太低而無法實(shí)現(xiàn)商用化,造成核聚變研究五花八門不一而衷,進(jìn)入“永遠(yuǎn)的25年”怪圈的尷尬中。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是:以“爐內(nèi)co2能源化利用”的水基鎂催化燃煤成果為基礎(chǔ),研發(fā)出水基鎂催化或單純鎂催化燃油(煤粉)的高溫等離子體氣磁雙約束火焰的系列熱機(jī)和堆式熱機(jī)、核聚變堆式熱機(jī),采用不給空氣和氧氣的水基鎂催化或單純鎂催化燃油(煤粉)方法,結(jié)合返煙流旋轉(zhuǎn)和電磁雙約束的工程應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)高溫等離子體火焰燃燒學(xué)的熱機(jī)造型,用以解決現(xiàn)行大小鍋爐的爐膛溫度過低而無法進(jìn)一步提高比功率,更無法縮小比體積、比重量、比成本的問題以及從根本上打破現(xiàn)行核聚變技術(shù)領(lǐng)域的僵局;通過鎂催化燃油高溫等離子體返煙流約束火焰熱機(jī)的逆火膛準(zhǔn)絕熱極限升溫的原理運(yùn)用,結(jié)合磁力約束盡力闊膛化,使旋轉(zhuǎn)流體所在的火焰中心再進(jìn)一步獲得過熱化升溫,以至升溫——升溫——再升溫的便利;最關(guān)鍵地就是憑著能夠提供碳、氫、氧、鎂等燃燒生成物超長到若干個(gè)小時(shí)甚至于若干天時(shí)間里留存在爐膛(系統(tǒng))之內(nèi),而不影響“油的后續(xù)再燃燒過程”、“水基鎂催化燃油的油料維持穩(wěn)定輸入并充分燃燒”、“碳或氫在分解氧中氧化反應(yīng)充分進(jìn)行”、“二氧化碳在鎂蒸汽中完全燃燒”以及影響高溫等離子體火焰質(zhì)量的“沒有二氧化碳全還原反應(yīng)而長時(shí)間留存的負(fù)面作用”、“沒有不可以重復(fù)在碳?xì)渲亟M的惰性物質(zhì)必然輸入或必須排放的需要”等等條件創(chuàng)新,以啟動(dòng)核聚變性的各類堆式熱機(jī),熱機(jī)的熱力由倒u管束直流供給中壓蒸汽發(fā)生系統(tǒng),產(chǎn)出的中壓蒸汽,蒸汽閉合通向微冷凝汽輪機(jī)發(fā)電的同時(shí),將汽輪機(jī)發(fā)電后的乏汽經(jīng)串聯(lián)在汽輪機(jī)后的微冷凝給水泵系統(tǒng)通向蒸汽發(fā)生系統(tǒng),構(gòu)成超超效率的朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。

本發(fā)明目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:

a、水基鎂催化燃油(煤粉)熱機(jī)

本發(fā)明基于水基鎂催化燃油(煤粉)高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)原理,整體結(jié)構(gòu)以豎立返煙的重型爐墻為對(duì)稱中心,是水基鎂催化燃油高溫等離子體返煙氣流約束的火焰燃燒室,整體對(duì)稱中心為若干逆火膛組體的耐火爐墻,左右設(shè)“上鍋筒——中鍋筒——工藝支聯(lián)集箱——間聯(lián)集箱——倆集箱”對(duì)稱縱置或多膛多回程結(jié)構(gòu)的疊焰真空性鍋爐。鍋爐內(nèi)爐膛以間隔返煙墻分成兩排若干列逆火膛(每膛頂?shù)仍O(shè)主油燃燒機(jī))的燃油火力通道,道每豎向通下至返煙冷卻拱側(cè)下的主火口折火與對(duì)應(yīng)側(cè)主火口之火內(nèi)向疊焰,焰流受引風(fēng)機(jī)真空性引帶出疊焰(碰撞沉降)膛前后兩端的主出力火口而去(前端出力火口通向左側(cè)對(duì)流管束,后端出力火口通向右側(cè)對(duì)流管束);于各主出力火口對(duì)應(yīng)一側(cè)的逆火膛外側(cè)返煙爐墻底部對(duì)稱設(shè)多機(jī)輔助啟爐噴燃室,室設(shè)助焰火口;出力火流接去對(duì)應(yīng)側(cè)的對(duì)流豎升管束的上段層,而管束每被硅酸鋁板等耐火材料隔熱串管板,板隔得若干層對(duì)流引煙受熱分段;兩側(cè)段末主煙流合流經(jīng)主引風(fēng)機(jī)通煙囪而去,段末一部分煙合流經(jīng)副引風(fēng)機(jī)返煙通向耐火爐墻、間墻、側(cè)墻、中樞拱、中心耐火爐墻而來。這樣,除了燃用超細(xì)煤粉之外,凡燃油始于熱機(jī)按常規(guī)同類鍋窯爐生火啟爐,膛頂主油燃燒機(jī)的燃油是由頂或頂側(cè)噴油的(啟動(dòng)預(yù)熱階段如常規(guī)燃燒機(jī)一樣給風(fēng)給油燃燒,待到正常運(yùn)行階段就不再開啟給風(fēng)系統(tǒng);另外,由于正常運(yùn)行階段輸入的柴油中混合有滑石鎂粉、水、添加劑等,使高溫爐內(nèi)的co2可以在鎂蒸汽中得到非氧化燃燒——詳見隨后的“燃燒學(xué)”部分)燃油火力在左右全對(duì)稱的爐膛內(nèi)進(jìn)行,每由返煙爐墻、間隔返煙墻、側(cè)返煙墻內(nèi)分布而出的返煙順流推力旋轉(zhuǎn)逆向下行,是由垂豎式連通本側(cè)下、上集(聯(lián))箱或直上鍋筒的輻射受熱上升管襯挾護(hù)衛(wèi)布置而設(shè)有吸熱水冷度的重力爐墻環(huán)局而成——各逆火膛四面的兩間隔返煙墻和側(cè)返煙墻、中心返煙爐墻墻之內(nèi)暗通的返煙循環(huán)冷卻煙道,道每對(duì)應(yīng)膛角同一方向斜開返煙口分布返煙之煙氣,得以在橫截面達(dá)5~10m2的巨型圓柱空間內(nèi)形成了逆火膛內(nèi)“旋轉(zhuǎn)返煙約束的3000~105℃的高溫‘等離子態(tài)燃燒學(xué)火焰’元火流”,元火流受主、副引風(fēng)機(jī)的負(fù)壓引帶向下輸送,彼及“等離子態(tài)火焰”(——即“物質(zhì)的第四態(tài)”的火焰:是各種氣體在近十萬度的極高溫或其他粒子強(qiáng)烈碰撞,電子從原子中游離出來而成自由電子的一種被高度電離的氣體;等離子態(tài),也稱超氣態(tài),或電漿體……現(xiàn)行常見的火焰燃燒時(shí)只有部分高溫火焰才是真正的等離子體,其他大部分常見火焰都是激發(fā)態(tài)的氣體分子。本發(fā)明是燃燒學(xué)的全面創(chuàng)新,突破了現(xiàn)行燃燒學(xué)火焰諸如爐膛內(nèi)燃煤、燃油、燃?xì)?、燃生物質(zhì)等火焰溫度的極限,這極限就是由于空氣助燃不可避免的是78.9%的惰性氣體的“排煙顯熱損失”把火焰溫度局限在1350~1500℃范圍之內(nèi),突破極限后的結(jié)果是:即使燃木柴甚至樹葉、秸稈顆粒,也能保證工作溫度達(dá)到1800~5000℃……。由于本發(fā)明的逆火膛“準(zhǔn)絕熱無限升溫”的原理創(chuàng)新,可以輕而易舉地把火焰溫度升高到3000~105℃范圍內(nèi),這是在返煙氣流旋轉(zhuǎn)力的推動(dòng)與約束之下,將h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等混合蒸汽流氣化的熱碳、水、鎂等蒸汽極其快速地催化并碳?xì)渲亟M且隨即燃燒,繼而是在水冷度適宜的溫度梯度內(nèi)固碳、固硫、固硝成渣化排沉降出mgso4、mg(oh)2、mg(no3)2、mgco3、mg(no3)2、caso3、caco3等鹽、堿之物或因此實(shí)現(xiàn)了潔凈排煙并維持一個(gè)“從逆火膛上部的超高溫區(qū),向下部沉降冷卻到底渣沉積區(qū)的反應(yīng)低溫中止區(qū)內(nèi)的過渡成渣”的多列鏈碳?xì)渲亟M反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡的可控?zé)岢隽?,?shí)踐并成熟了鎂蒸汽催化下的不耗用空氣、水基鎂催化助燃、超效節(jié)能、杜絕nox生成、脫硫、二氧化碳還原和固碳成渣的“高溫等離子體氣磁雙約束火焰燃燒學(xué)”的再創(chuàng)新水平)臨近返煙冷卻拱(或各爐墻)時(shí)的各墻邊緣便因返煙氣流隨旋構(gòu)成低溫邊界層,從而,保證了使用耐火材料的安全工作溫度和臨拱返煙混流溫度符合安全設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),保證了高溫等離子體火焰流遞進(jìn)到得以返煙混流篦1500℃左右配煙化降溫;在耐火拱之下的耐火墻對(duì)稱開設(shè)過火闊口,口口唯匯流于中心爐膛,膛于前后端每設(shè)開爐膛出口,口順勢通去對(duì)應(yīng)一側(cè)“輻射對(duì)流幾回程”的對(duì)流受熱的上升管管束的換熱爐膛之內(nèi),最終所匯集煙氣的一大部分經(jīng)主引風(fēng)機(jī)排向煙囪而去(經(jīng)副引風(fēng)機(jī)把已經(jīng)降溫到“正常到130~230℃的排煙溫度”的一部分燃油廢氣返煙而來),構(gòu)成本發(fā)明的水基鎂催化燃油高溫等離子體由返煙氣流旋轉(zhuǎn)約束火焰的低、中壓蒸汽發(fā)生的熱機(jī)總成。熱機(jī)總成的蒸汽出力口唯閉合通去汽輪機(jī)(機(jī)與發(fā)電機(jī)直聯(lián)發(fā)電),機(jī)之排汽口唯閉合通去微冷凝給水泵系通回到熱機(jī)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng),構(gòu)成發(fā)電的朗肯循環(huán)微冷凝發(fā)電的柴油發(fā)電機(jī)組。

水基鎂催化燃煤粉熱機(jī)與上述燃油熱機(jī)結(jié)構(gòu)大致相同,所不同的部分是逆火膛內(nèi)正中設(shè)埋水冷管束的方圓(環(huán))倒扣空腔形水基鎂催化高溫燃燒爐膽,膽倒扣腔式上封s水冷管交叉屏頂,頂下是剛玉耐火磚拱,膽外環(huán)腔頂布煤粉撥撒口,口下為煤粉石粉混料低溫燃燒環(huán)腔室,膽內(nèi)腔為逆火膛,膽下部周側(cè)開煤粉火對(duì)進(jìn)分口,口外下環(huán)腔為環(huán)粗粉灰渣沉降室,口內(nèi)下腔為細(xì)粉灰渣沉降室……同樣地,構(gòu)成本發(fā)明的水基鎂催化燃煤粉而巨型化的中、低溫(能夠確保中心溫度在5000-106℃下安全運(yùn)行)等離子體由返煙氣流旋轉(zhuǎn)約束火焰的低、中壓蒸汽發(fā)生的熱機(jī)總成,總成的蒸汽出力口唯閉合通去汽輪機(jī)直聯(lián)發(fā)電,而汽輪機(jī)排汽口仍然通去微冷凝給水泵系通回到熱機(jī)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng),成為朗肯循環(huán)微冷凝發(fā)電的熱機(jī)機(jī)組。

其中,微冷凝給水泵系統(tǒng)(即本發(fā)明的pct/cn2008/072224號(hào)的專利申請(qǐng)?jiān)?,是以給水泵為中心,把汽輪機(jī)排汽側(cè)通流的高溫乏汽“一步步熱缷載”到給水泵的正常并且穩(wěn)定不變的工作溫度,使給水泵能安全地為整個(gè)朗肯循環(huán)接力“加壓”并“一步步熱加載”至與汽輪機(jī)排汽溫度相差1~10℃的通流到熱機(jī)鍋筒給水口,便杜絕了現(xiàn)行各地火力發(fā)電的冷媒熱損失(也同時(shí)取締了一般火電廠必備的冷卻塔系統(tǒng)),完成了超常效率發(fā)電。

b1、鎂催化燃油堆式熱機(jī)

本實(shí)施例也是基于水基鎂催化燃油高溫等離子體氣磁雙約束火焰燃燒學(xué)原理,逆火膛內(nèi)通過返煙流約束旋轉(zhuǎn)的鎂催化燃油可以巨型規(guī)模化設(shè)計(jì)為堆式模塊——擬將逆火膛盡量擴(kuò)大(如擴(kuò)至直徑30m、高100m或更大的爐膛,膛內(nèi)空間自外向內(nèi)環(huán)分有漸次高溫的若干“假想”區(qū))容積參數(shù),爐膛內(nèi)各爐墻襯兩三層鋯金屬大徑(φ108mm以上)直流管管束(管束直流強(qiáng)制循環(huán)來水于底部內(nèi)管給水球式集箱)構(gòu)成環(huán)周水(或熱載體)冷壁,管束環(huán)(頂、底)布于a區(qū)外側(cè)為返煙流調(diào)控?zé)彷敵鰠^(qū)外墻性的強(qiáng)制直流管束的水冷壁,壁管間乘隙勻布返煙流吹入口,口布上、下、頂、底順勢環(huán)周;水冷壁外附設(shè)環(huán)布加厚耐火爐墻,墻內(nèi)縱橫布環(huán)膛六面的返煙(冷卻)通煙流道,每道上下均勻枝布整膛同向斜噴的管間吹入口群;爐墻外側(cè)設(shè)由各管束自上倒u字型折翻爐墻而下的管束外延管至底部的外環(huán)熱出力集箱,再外周體環(huán)設(shè)混包上球形殼體、下球形殼體、周側(cè)圓筒形體合為一體的由爐墻外圍通風(fēng)冷卻的超強(qiáng)磁電磁鐵,磁鐵、爐墻于正頂和正底部分別設(shè)燃燒機(jī)系與輸出返煙流、調(diào)控?zé)崃Φ妮椛鋼Q熱系爐膛出口……構(gòu)成本發(fā)明的“水基鎂催化燃油的堆式熱機(jī)”。

這樣——

按常規(guī)燃油燃燒機(jī)技術(shù)啟動(dòng)正常(加之油料的水、滑石粉配比適宜)后,整個(gè)熱機(jī)便可在燃油熱力通道爐膛中心溫度不低于3000~105℃的高溫之下實(shí)現(xiàn)不給空氣和人工氧氣的水助燃燃油而正常啟動(dòng)并能穩(wěn)定調(diào)節(jié)到等離子體氣磁雙約束燃燒學(xué)火焰熱出力狀態(tài),水助燃燃油的最主要的特征是:其燃料是柴油(含碳0.857千克/kg)主要是烷烴、稀烴、環(huán)烷烴、芳香烴、多環(huán)芳烴與少量硫、氮及添加劑組成的混合物(理論上講一公斤柴油燃燒生成的二氧化碳是3.14kg);其添加劑為水和滑石粉或白云石粉,分子式為mg3[si4o10](oh)2或是caco3·mgco3,理論組成中的mgo含量19~30%、co2含量47%左右;添加劑或者是氧化鎂粉或其他含鎂礦石、含鎂鹵水等礦物(氧化鎂燒解成鎂蒸汽,鎂蒸汽在高溫爐內(nèi)幾乎參與所有的反應(yīng),結(jié)合水分子在啟動(dòng)預(yù)熱高溫爐膛環(huán)境條件下裂解為氫、氧,進(jìn)行鎂催化的碳?xì)渲亟M)——首先是按常規(guī)空氣助燃生火階段啟動(dòng)成功之后,完全關(guān)閉常規(guī)給風(fēng)系統(tǒng),二氧化碳便可以在鎂蒸汽中充分燃燒而無須供風(fēng)供氧,該燃燒之熱完全解決了爐內(nèi)所有化學(xué)反應(yīng)所需的全部熱量,而反應(yīng)中的水裂解之氫、氧則因氫的化學(xué)活性過高,與鎂蒸汽反應(yīng)生成mg(oh)2等堿類物質(zhì)為進(jìn)一步與酸性氣體(如二氧化硫、nox、co2等)固化提供前提;與此同時(shí),氧氣富積下來以備后續(xù)燃油中的co充分氧化產(chǎn)熱以及副產(chǎn)co2為后續(xù)鎂蒸汽提供“新燃料”,形成了本發(fā)明熱機(jī)的燃油超常規(guī)潔凈和倍效發(fā)熱熱出力的水基燃油等離子態(tài)火焰發(fā)生的燃燒學(xué)機(jī)制。具體到幾個(gè)方面的描述與說明如下:

一、水基鎂催化燃油熱機(jī)的節(jié)能效益與環(huán)保指數(shù)

根據(jù)本發(fā)明早在2001年的第一臺(tái)受測樣機(jī),110kg/h燃煤量的本成果的,正是由于每小時(shí)將近900立方米的空氣免于鼓入爐內(nèi),而代之以用水基助燃燃了煤,這就使得約700立方的氮?dú)獾榷栊詺怏w再?zèng)]有了nox再添污染和徒增排煙顯熱損失的機(jī)會(huì),即在爐膛內(nèi)轉(zhuǎn)變空氣助燃為完全的水基助燃,因不再給風(fēng),就沒有空氣中[78(氮?dú)?+0.9(其它)]%的惰性氣體(常規(guī)手燒鍋爐每燃用1kg煤的空氣鼓入量最可計(jì)算到8m3,其冷態(tài)鼓入的惰性氣體就占有了6.3m3,而被熱態(tài)排煙出爐的就是11.61m3左右),既不會(huì)從排煙中帶走熱量而使?fàn)t膛溫度相應(yīng)提高,又把長期以來抑制no2生成率必須低溫燃燒、貧富燃料燃燒、煙氣再循環(huán)的低效技術(shù)給完全取代),這也正是本成果受測樣機(jī)的煙氣中nox濃度16-25mg/nm3測檢結(jié)果的事實(shí)依據(jù)。在水基燃煤運(yùn)行中,爐膛是唯由主、副兩只引風(fēng)機(jī)一同引出而沒有任何鼓風(fēng)或給氧設(shè)備,并且還要設(shè)法對(duì)可能漏風(fēng)、透風(fēng)或變相給風(fēng)、透風(fēng)、給氧、透氧都加以杜絕的除四至六小時(shí)間隔加煤一次外,既是準(zhǔn)封閉負(fù)壓排出潔凈煙氣的爐膛換熱設(shè)備體系,又是完全敞開的唯一水助燃燃油(煤、氣、生物質(zhì)、生活垃圾等)的變頻調(diào)控排煙得以熱出力的全新熱力學(xué)燃燒產(chǎn)熱體系。其中,各式無空氣參與的氧化與非氧化反應(yīng),加之本發(fā)明水基燃油3000℃~105℃(大大高過現(xiàn)行工業(yè)真空鉬絲爐和氣氛爐坩堝的2400℃~3000℃的溫度范圍)可調(diào)解超高溫工況和主、副引風(fēng)機(jī)引風(fēng)真空度調(diào)控、鎂催化活性等的高溫等離子體火焰條件下,更是由于鎂原子本身原子特有的化學(xué)活性,對(duì)結(jié)合態(tài)的氧原子更具有強(qiáng)烈的占有、吸附性……二氧化碳將在瞬間會(huì)發(fā)生完全的還原反應(yīng)——碳原子會(huì)處于極度活躍的狀態(tài),不光聽從鎂原子的召喚,還遵從氧原子的派遣,尤其是二氧化碳完全分解是非常激動(dòng)人心的事。如此,原本必須大量排放到大氣中的二氧化碳?xì)怏w減少了排放,而是將其以碳酸鎂、碳酸鈣等混入石粉灰的碳、硫鹽固化形式排放……從這個(gè)意義上講,把白云石中近50%含量的二氧化碳,經(jīng)高溫等離子態(tài)火焰分解成為一氧化碳和氧蒸汽并極速延長碳?xì)渲亟M的的反應(yīng)鏈條更具有的積極意義是顯而易見的。根據(jù)2001年5月的本發(fā)明受測樣機(jī)的自動(dòng)記錄排煙中的二氧化碳濃度7.8%數(shù)據(jù)比照常規(guī)手燒鍋爐9%的二氧化碳排放濃度相對(duì)應(yīng)的一般性數(shù)值分析,分析結(jié)果是“對(duì)于同等的110kg/h燃煤耗量來說,本發(fā)明無空氣助燃之下的惰性氣體的煙氣減排量是10.7nm3/kg,總減少量就是1180nm3/h,以此折合等比常規(guī)手燒鍋爐,原所測定水基鎂催化燃煤樣機(jī)排煙中的二氧化碳濃度7.8%的數(shù)值,應(yīng)該調(diào)整計(jì)算為(1-1180÷3116)×7.8%=4.35%,因此,本發(fā)明煙氣中二氧化碳的排放濃度等就已經(jīng)比照常規(guī)降低了(9-4.35)÷9×100%=51.6%。由于本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了水蒸汽全部取代空氣助燃油,特別是水基燃油的3000℃~105℃爐膛溫度下的等離子體火焰,指數(shù)倍地縮短了h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等混合蒸汽碳?xì)渲亟M的化學(xué)反應(yīng)時(shí)間和效率等,開辟了“高溫等離子體熱機(jī)·蒸汽發(fā)生器·汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組·微冷凝給水朗肯循環(huán)”柴電機(jī)組的先河,更加彰顯了鎂蒸汽催化的不耗用空氣、水基助燃、超效節(jié)能、杜絕nox生成、脫硫、分解二氧化碳的“亞高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)”的燃燒學(xué)制化再創(chuàng)新水平。

二、水基鎂催化燃油熱機(jī)高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)的物理化學(xué)過程

(一)所屬行業(yè)、領(lǐng)域國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀

目前,能源行業(yè),除核能以外,凡作為能源設(shè)備制造和有著明確生產(chǎn)用途的燃燒技術(shù),幾乎都是與空氣給風(fēng)或制氧供氧氣流與燃料混合燃燒(如燃油、燃?xì)?,或者在固定爐排、鏈條爐排、往復(fù)爐排、流化床、拋煤爐燃燒的鍋爐或者是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等,凡熱機(jī)統(tǒng)統(tǒng)屬于空氣助燃類大小造型并全球列裝入役而無一例外,即使是所謂“不依賴空氣”而長時(shí)間潛航水下的aip柴電潛艇的柴電機(jī)組,至多也只不過是攜帶了氧氣儲(chǔ)液罐和氬氣勾兌“人造空氣”的氧助燃工藝,絕沒有非氧化燃燒先例的亞高溫等離子體返煙流約束火焰先例的熱機(jī)。

(二)現(xiàn)今空氣助燃類型“氧化”燃燒的優(yōu)點(diǎn)和重大遺患如下:

(1)、空氣助燃的優(yōu)點(diǎn)是:用于助燃的空氣方便、無成本、無處不在??墒怯捎跉v史和習(xí)慣上的原因,加之對(duì)于助燃所用的空氣來講,任何有正常思維的人都無法回避,這使得全人類都不會(huì)去思考淘汰空氣助燃的問題。倒是在一些工程應(yīng)用中有純氧助燃,那都是由于特殊目的或工藝需要(比如生產(chǎn)海綿鐵等),但也還是就近從空氣中制取的氧氣……因此,大氣中的氧已經(jīng)被人類貪婪地掠奪成災(zāi)。

(2)、空氣助燃的遺患分煙氣顯熱損失大、nox污染負(fù)荷高、造成大氣氧濃度降低三個(gè)方面

a)煙氣顯熱損失大。須結(jié)合工程實(shí)際加以說明:由于空氣中78.9%的是氮(惰)氣,如果常規(guī)鍋爐每燃用1kg標(biāo)準(zhǔn)煤的耗空氣10m3的話,其由風(fēng)機(jī)冷態(tài)鼓入的氮?dú)饩驼加辛?.89m3,而被熱態(tài)排煙出爐無功煙氣量的就是14m3左右,既會(huì)大量帶走熱量(按排煙220℃和常溫20℃排煙計(jì)算,帶走熱總量為967.5kcal,使系統(tǒng)熱效降低13.8%),又受熱生成了no2(在沒有脫硝設(shè)施和流化床技術(shù)之下的no2生成量約16g左右)。

b)nox污染負(fù)荷高。關(guān)于氮氧化物,它是光化學(xué)等污染的罪魁。西歐一家研究機(jī)構(gòu)早在2000年就公開報(bào)道說:如果照目前(2000年)氮氧化物污染現(xiàn)狀不加治理的話,再過八十年西歐的男性將有80%喪失生殖能力!可見氮氧化物對(duì)人類健康的危害是嚴(yán)重的——都是空氣助燃的結(jié)果(本成果只是不用空氣,僅此而已,就在沒有任何脫硝工藝之下,獲得了氮氧化物實(shí)測濃度平均小于20mg/nm3的成效。

c)造成大氣氧濃度降低(全球熱機(jī)總耗氧為320億噸/年,相當(dāng)于耗掉1.17億公頃的森林年產(chǎn)氧量)。

現(xiàn)實(shí)中,人類發(fā)明的熱機(jī)五花八門并且日益劇增,統(tǒng)統(tǒng)需要用空氣助燃。尤其是,熱機(jī)耗氧結(jié)合氣候變化造成的諸如亞馬孫雨林等森林萎縮減弱了地球制氧能力,急速加劇了大氣的氧氣成分嚴(yán)重降低。著名的美國《科學(xué)》周刊曾發(fā)表了法爾科夫斯基小組的研究成果表明:每燃燒一噸礦物燃料就要消耗2.67噸的氧氣(照此粗略計(jì)算,全球每年消耗120億噸石油當(dāng)量的能源,總耗氧為320億噸/年)……俄羅斯生物學(xué)家估計(jì),若按目前每年增加5%的礦物燃料計(jì)算,今后的160年后的大氣氧氣含量還要減少25~30%;另一方面,據(jù)專家測算,一公頃常綠森林每年大約生成氧氣273.75噸(照此推算,全球每年熱機(jī)耗氧相當(dāng)于“砍伐”森林1.17億公頃,占到2000年統(tǒng)計(jì)的全球森林覆蓋面積38.億公頃的3.1%,但卻是每年人類砍伐森面積1500萬公頃的8倍左右),全球每年減少森林面積在1500~2000萬公頃,這就意味著森林的造氧能力也在削弱;海洋污染一方面增加了氧氣的消耗量,如海洋自凈一公升油污,耗用40萬升溶解氧,另一方面又使海洋細(xì)胞植物和海澡釋放氧氣的能力受到削弱和破壞;還有臭氧層遭破壞形成的巨大臭氧空洞,使大氣中的氧氣量向外層空間泄漏……當(dāng)然,筆者對(duì)大氣氧含量之說,并非越高越好(我敢說即使全球沒有了任何熱機(jī)耗用空氣之下,地球大氣中的氧氣含量也不會(huì)接近史前全球森林面積相比現(xiàn)今擴(kuò)大兩倍時(shí)的35%),但有一點(diǎn)可以肯定,如果大氣含氧量降15%左右那一定是災(zāi)難性的。

另外,有研究者塔佩爾特指出,“我們發(fā)現(xiàn),特別低的氧氣水平往往與全球溫度上升時(shí)期與高二氧化碳濃度同時(shí)發(fā)生”,氧氣可能影響二氧化碳水平。

從常識(shí)上講,人類不能在海拔5100米以上的地區(qū)生活,而大氣含氧濃度只有12%,就意味著全球人類生活在海拔為5300米的地區(qū)……?,F(xiàn)實(shí)中,地球大氣層中的氧氣含量與史前時(shí)代相比,下降了三分之一以上,而在污染較為嚴(yán)重的城市,下降甚至含氧濃度不足11%。人們所呼吸的空氣發(fā)生的這一成分上的變化,會(huì)對(duì)人體的健康造成嚴(yán)重危害,酷象正在撰寫新書《氧氣危機(jī)》的羅迪·紐曼指出的那樣,這種狀況最終會(huì)威脅到人類在地球上的生存。

種種大氣氧含量減少的信息表明,全球人類碳足跡富集出現(xiàn)了嚴(yán)重地氣候變化、亞馬孫流域的熱帶雨林居然干涸!海平面上升、土地和森林都在一步步萎縮、水資源趨緊,加之水污染嚴(yán)重、生活垃圾圍城等等多重危機(jī)嚴(yán)重,而治理都是要大量耗氧——更大的危機(jī)是地球大氣氧濃度一降再降,全人類似乎沒有一個(gè)國家挺身而出,為地球缺氧再發(fā)起一個(gè)“京都”式的大聚會(huì)……原因簡單得才真讓人不寒而栗,那就是根本沒有一丁點(diǎn)兒辦法!而且是人人、家家、國國都對(duì)氧氣趨之若鶩,“吸”氧如命,耗氧無情!

請(qǐng)看:全世界在一個(gè)“碳”字上就弄得了焦頭爛額之時(shí),也不管是誰或哪個(gè)國家及聯(lián)盟,都不可能制訂出抑“氧”的合理方案來……然而,問題就擺在人類面前,必須面對(duì),否則比co2溫室災(zāi)禍來得更慘!

本發(fā)明的建議是:用本成果的“水基鎂催化助燃”成果先行改造現(xiàn)役熱機(jī),讓它們不再耗氧,一旦普及,就要連同熱機(jī)現(xiàn)存不斷排放的碳、硫、硝、塵、臭等污染物都一并凈化干凈……。

(三)水基鎂催化燃油熱機(jī)高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)的非氧化化學(xué)反應(yīng)的若干說明

關(guān)于氧化鎂在準(zhǔn)封閉體系的高溫爐膛內(nèi),在熱碳中還原鎂蒸汽的機(jī)理,本發(fā)明參考了2009年11月19日劉紅湘先生發(fā)表的《真空碳熱還原氧化鎂制取金屬鎂的研究》(1、2、3),找到了產(chǎn)生鎂蒸汽并通過水蒸汽(代替空氣助燃)熱分解碳?xì)渲亟M的各種物理化學(xué)過程的初步依據(jù),相比常規(guī)燃煤減少了半數(shù)左右的排煙生成量,以此大大提高了爐膛溫度又反過來增強(qiáng)了鎂的活性。由于鎂活性原本就很大,利用熱碳還原提高了鎂蒸汽反應(yīng)生產(chǎn)率,同時(shí),co2又可助鎂燃燒釋放出大量熱能。本發(fā)明爐膛升溫到了常規(guī)鍋、窯爐爐膛溫度極限以上幾千至十萬攝氏度級(jí)的過熱水平,其結(jié)合白云石(分子式為caco3·mgco3,理論組成中的mgo含量19~22%、co2含量47%左右)粉或氧化鎂粉(或其他含鎂礦石、含鎂鹵水等礦物)中的氧化鎂燒解成鎂蒸汽,鎂蒸汽在高溫爐內(nèi)幾乎參與所有的反應(yīng),除參與碳?xì)溲趸磻?yīng)外,概括起來大致要有如下若干最主要的不耗空氣(氧)性水基助燃的化學(xué)反應(yīng)方程:

1、碳與水蒸汽反應(yīng)(c+h2o=co+h2)生成一氧化碳和氫氣;

2、氧化鎂經(jīng)熱碳還原反應(yīng)(mgo+c=mg+co)生成鎂蒸汽和一氧化碳(有實(shí)驗(yàn)認(rèn)為:當(dāng)t>1000℃的時(shí)候,反應(yīng)氣氛是100%的co);

3、鎂蒸汽與一氧化碳氧化反應(yīng)(mg+co=mgo+c),我們通過使用大量水的熱分解h2存在于mg蒸氣和co的混合氣體中,可以抑制co氧化mg蒸氣的這種反應(yīng),盡量保持鎂蒸汽的活性,使反應(yīng)能夠連續(xù)穩(wěn)定的進(jìn)行,在冷卻三角篦附近中低溫區(qū)域得以冷卻,使之反應(yīng)鎂鹽鎂堿態(tài)得以沉降并收集;

4、鎂在co2中劇烈燃燒反應(yīng)(co2+2mg=2mgo+c)生成熱碳和氧化鎂(從習(xí)慣上說,鎂在二氧化碳?xì)怏w中燃燒,可在其密閉的環(huán)境中進(jìn)行,燃盡是完全可以不需要氧氣的,所產(chǎn)的大量熱除大部分用去“增加”高額熱出力外,其余少部分足以保證分解反應(yīng)的吸熱需要);關(guān)于2mgo+c=co2+2mg反應(yīng),已有經(jīng)驗(yàn)介紹說:“在1350℃到1500℃已能較好地進(jìn)行反應(yīng),溫度升高,反應(yīng)速度加快,在1520℃,氧化鎂還原率達(dá)96.9%”,也就是說爐膛內(nèi)溫度只要超過了1600℃以上,熱碳源源不斷,而膛中便沒有了氧化鎂,有的只有鎂蒸汽,即鎂燃燒所生氧化鎂,又即刻分解,直到其他反應(yīng)“搶”走鎂止,同時(shí)把重生的co2向下一反應(yīng)鏈條傳遞而不斷進(jìn)行(從這一點(diǎn)可以理解到碳源豐富來自于這個(gè)機(jī)制和c+o2及其白云石中固態(tài)碳釋放;而因其氫過于活潑搶先與其碳?xì)渲亟M,這使得水分子分解后的氧富集待用,用于氧耗不盡之時(shí)就被排出——這便是在整個(gè)系統(tǒng)不給空氣不供氧封閉條件下,既保證充分燃燒又剩余使排煙富氧的原因);

應(yīng)當(dāng)指出,以上(mg+co=mgo+c)和(co2+2mg=2mgo+c)兩個(gè)反應(yīng)(當(dāng)然,遠(yuǎn)不只是這兩種反應(yīng)),經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明后,不可抽象而抽象性地理解為mg對(duì)碳氧化物中的0具有非常強(qiáng)的召喚力,隨著反應(yīng)進(jìn)行產(chǎn)熱愈益(堪比所燃煤炭的熱貢獻(xiàn)),在升高了溫度的同時(shí)所產(chǎn)熱c蒸汽亦愈益,而mg召喚“奪得”0之后所生成的mgo又隨著溫度升高則越發(fā)地活躍,每每“丟”去0,又“召喚”來了一氧化碳與二氧化碳中的0而又完成了“充分燃燒”任務(wù),燃燒的產(chǎn)物是聚集了0和c;可是,只要有mg存在的碳?xì)渲亟M反應(yīng)鏈中就“暫時(shí)”抑制著的0和c的燃燒,恰恰升溫躍至1500℃以上,各元素活性均愈加躍進(jìn),尤其增強(qiáng)了這種機(jī)制,直到這種碳?xì)渲亟M反應(yīng)鏈遞進(jìn)到生成鎂鹽或鎂堿之后c的氧化燃燒才接續(xù)上來(這與本發(fā)明生火啟爐從常規(guī)燃煤的燃燒階段中“先行碳?xì)溲趸紵?,其它勿論”是完全不同?……這也是本發(fā)明的設(shè)備運(yùn)行中所觀察到的“盡管無爐排、不給空氣和氧氣、不鼓任何風(fēng)、沒有可觀察到的任何透漏風(fēng),但是燃燒的充分程度簡直達(dá)到了難以復(fù)加的空前理想化水準(zhǔn),即使向爐膛內(nèi)分批額外驟添五十公斤生煤、七八十公斤木柴、近百公斤生活垃圾、近百公斤生物質(zhì)顆粒、二百公斤以上“石油三泥”,也都沒見煙囪口的絲毫有生煙或氣味冒出的過程”……茲依照常規(guī)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)行燃燒學(xué)理論不僅僅是難以置信,更是大相徑庭的一種原因(……也或許是本發(fā)明所制作的四臺(tái)相當(dāng)于1-6t/h蒸發(fā)容量的鍋爐或窯爐,到目前為止仍然未能找到合理方法能夠滅火停爐,繼而不得不安全終止運(yùn)行過程中全封閉靜置狀態(tài)兩三天直至燃燼到干干凈凈卻不曾有任何短暫生煙過程……),最起碼算是一個(gè)方面的原因吧!

5、鎂蒸汽與水蒸汽反應(yīng)生成(mg+2h2o=mg(oh)2+h2)氫氧化鎂和氫氣(這種反應(yīng)是非常重要的固碳、固硫、固硝所必須的中間機(jī)制,對(duì)當(dāng)前“地球兩極冰蓋和所有冰山從‘加速融化’回歸到最合理的‘冰融·冰結(jié)動(dòng)態(tài)平衡’”的地球溫室效應(yīng)修復(fù)機(jī)制起著不可或缺的強(qiáng)化作用……正因?yàn)闅溲趸V是難溶性堿,處于低溫區(qū)可沉降,處于高溫區(qū)則又可生成氧化鎂向下一反應(yīng)鏈條一次次傳遞;唯一在低溫沉降中才與二氧化碳反應(yīng)固化mgo+co2=mgco3生成碳酸鎂成渣);

6、氫氧化鎂熱分解反應(yīng)(mg(oh)2=mgo+h2o)生成氧化鎂和水蒸汽;

7、氧化鎂與二氧化碳反應(yīng)(mgo+co2=mgco3)直接生成碳酸鎂(這也就是本發(fā)明在2001年5月的鍋爐檢測的自動(dòng)記錄儀記錄下“o2,11.9%;co2,7.8%;nox,25mg/nm3……”而比照常規(guī)煙氣排放中的co2明顯減少的一種原因,我們有理由相信:隨著開發(fā)工作的逐步深入,這個(gè)二氧化碳固化的環(huán)保優(yōu)勢將會(huì)得到進(jìn)一步地提高);

8、碳酸鎂分解反應(yīng)(mgco3=mgo+co2)生成氧化鎂和二氧化碳(本發(fā)明的渣篦所處的底部低溫梯度區(qū),其中就有有效控制低溫抑制這種碳酸鎂等再分解——逆反應(yīng)就是固碳的碳酸鎂生成機(jī)制的芻型);

9、固碳、固硫、固硝成渣回收的若干反應(yīng):

a、氧化鎂與硫酸氣體脫硫反應(yīng)(mgo+h2so4=mgso4+h2o)生成白色固體硫酸鎂和水蒸汽;

b、氫氧化鎂與硫酸氣體脫硫反應(yīng)(mg(oh)2+h2so4=mgso4+2h2o)生成白色固體硫酸鎂和水蒸汽;

c、氧化鎂與硝酸氣體脫硝反應(yīng)(mgo+2hno3=mg(no3)2+h2o)生成白色固體硝酸鎂和水蒸汽;

d、氧化鎂與co2碳酸氣體反應(yīng)(mgo+co2=mgco3)生成白色固體碳酸鎂。

e、氫氧化鎂與硝酸氣體脫硝反應(yīng)(mg(oh)2+2hno3=mg(no3)2+2h2o)生成白色固體的硝酸鎂和水蒸汽;這正是固碳、固硫、固硝成渣的反應(yīng)生成了水(汽)才使得排煙含水量大的主要原因,排煙只所以含水量大,決不是一些專家認(rèn)為的簡單水被氣化所造成的結(jié)果。

f、其他與碳酸鈣相關(guān)的常規(guī)脫硫和固碳等主要的反應(yīng)式:

caco3=cao+co2、cao+h2o=ca(oh)2、ca(oh)2+mgcl2=mg(oh)2+cacl2、

ca(oh)2+co2=caco3+h2o、caco3+h2o+co2=ca(hco3)2、cao+2hcl=cacl2+h2o、ca(oh)2+so2=caso3+h2o。

……多次地實(shí)驗(yàn)對(duì)爐渣觀察的結(jié)果唯一與現(xiàn)行常規(guī)燃煤不同的是:爐渣俱都是白色或者灰白色!??!

(四)柴油熱機(jī)的亞高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)熱化學(xué)方程式反應(yīng)熱力的摩爾焓計(jì)算

在上述化學(xué)反應(yīng)式中,最主要的是弄清楚高溫爐膛內(nèi)正常燃煤(凡有碳足跡的能源)運(yùn)行的既定溫度和壓強(qiáng)下的兩組熱化學(xué)方程:

由于式(1)中屬于置換反應(yīng),不吸熱;但式(2)式卻是大量放熱的;式(3)是氧化反應(yīng)而大量放熱;只有式(4)是吸熱反應(yīng)。

根據(jù)常識(shí)正反應(yīng)放熱過程,則逆反應(yīng)必定是吸熱過程,如式(3)與式(4)。但是,式(1)的置換反應(yīng)則是放熱過程,因?yàn)樗且粋€(gè)金屬氧化物和一個(gè)單質(zhì)反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和化合物。

對(duì)于式(2)的表述應(yīng)該是:約83g的鎂與44g的二氧化碳反應(yīng)生成115g的氧化鎂和12g的碳;反應(yīng)生成熱為612.4kj×2+298.5kj=1523.3kj;這也就是說,約1kg的鎂與530.1g的二氧化碳反應(yīng)生成1385.5g的氧化鎂和144.58g的碳,反應(yīng)生成熱為

7378.32×2+3596.39kj=18353.03kj;

或者是說,當(dāng)量為1kg的碳,在水基鎂催化助燃燃燒過程中c+h2o=co+h2(mg+co=mgo+c)co+2h2=mgo+ch4(mg+co=mgo+c)……(可以有很多個(gè)可能或現(xiàn)今理論上尚無定論的反應(yīng)可能性)反應(yīng)生成熱為-32783.333kj,另外還要生成二氧化碳量是3.666kg,本成果樣機(jī)再配以6.92kg的鎂(由于鎂在高溫爐膛中的活性極強(qiáng),它所參與化合或被置換出來等等反應(yīng)多是無償性的,只有不得不用去固碳、固硫、固氮的成渣過程才被消耗掉,實(shí)際上的耗鎂量并不需要那么多)全部燃燒進(jìn)行式(2)反應(yīng)而大量放熱,反應(yīng)生成熱為δh=-127003kj,與碳氧化燃燒的生成熱比值為3.87∶1,這與第一臺(tái)樣機(jī)運(yùn)行于2001年檢測的“熱出力:1.18mw;燃煤量:110kg/h”推算節(jié)能能效比為(3.4~3.86)∶1的結(jié)果基本吻合。

由于進(jìn)一步采用了返煙流約束高溫等離子體火焰燃燒學(xué)原理之后,使現(xiàn)今耐火材料及換熱技術(shù)水平之下,借助熱機(jī)排放的煙氣返煙流約束火焰表層,將水基鎂催化燃油中的h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等混合蒸汽碳?xì)渲亟M的化學(xué)反應(yīng)溫度,在保證熱機(jī)安全運(yùn)行的前提之下,躍過“萬攝氏度級(jí)”乃至“十萬攝氏度級(jí)”以上,其化學(xué)反應(yīng)時(shí)間瞬間化進(jìn)行,節(jié)能能效比還會(huì)在上述“(3.4~3.86)∶1”的基點(diǎn)上若干倍地提高,達(dá)到(10~20)∶1左右,也是有現(xiàn)實(shí)可能性的。

(五)水基鎂催化燃油熱機(jī)若干物理化學(xué)過程的概要說明

……由于本發(fā)明只是所需之氧完全是從一系列反應(yīng)中而來……兒次測試結(jié)果表明樣機(jī)排放煙氣之中還有8-19%的剩余氧氣量——就是這個(gè)“過氧排放”被專家咬死了“一定是你們暗中大量給風(fēng)的結(jié)果,不然這氧氣又從何而來,你們必須講清楚”……逼得我們不得不在這后來的十多年中‘搞清楚這些內(nèi)在的非但不給一點(diǎn)風(fēng),反而又在保證充分燃燒后的排放過氧量的問題’)”,又不斷供應(yīng)加入氧化鎂與“借來”的熱碳發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)出鎂蒸汽后隨即又在二氧化碳中充分燃燒鎂蒸汽,大量放熱的同時(shí)“返還了”熱碳(為下一個(gè)反應(yīng)過程的碳?xì)渲亟M提供了碳源),即在不影響碳發(fā)熱的情況下提供了大量燃燒二氧化碳所需的鎂蒸汽——每兩個(gè)摩爾的鎂對(duì)應(yīng)一個(gè)摩爾的二氧化碳共產(chǎn)熱量為1523.3kj,并且鎂作為催化劑推動(dòng)一系列碳?xì)渲亟M,包括原本隱藏在白云石內(nèi)的氧化鎂和47%左右的固態(tài)二氧化碳都被賦予了新能源的重大意義,同時(shí)又整合了爐內(nèi)氫氧化鎂實(shí)現(xiàn)了大量固碳的目的!

應(yīng)該指出的是:在上述分析中,不僅僅揭示并實(shí)現(xiàn)了爐膛內(nèi)產(chǎn)熱,是由于鎂蒸汽催化和反應(yīng)活性實(shí)在太大了(鎂比氫活潑多了,與其有關(guān)所有的反應(yīng)過程幾乎都存在可逆反應(yīng)),我們決不能只抽象出來某一種反應(yīng)和生成物或者因?yàn)槟承盁o法褻瀆”的權(quán)威理論去武斷地作出與事實(shí)真相不符的結(jié)論;只有充分理解和綜合分析爐膛中的h2o、mgo、mg、co、co2、h2、c、o2等多物質(zhì)蒸汽混合流,在超高溫和相當(dāng)真空度之下充分催化、分解的元素重組統(tǒng)一性,才能正確地反映和把握其節(jié)能、固碳、固硫、固硝等“利好”的客觀存在。不容諱言的話,這里定然有諸多未能通曉其中的無空氣性水基鎂催化助燃燃燒學(xué)的新課題無法揭示更深層次的奧秘。但是,事實(shí)是不可褻瀆的!事實(shí)就是那塵封十幾年的兩個(gè)個(gè)以及現(xiàn)今又添兩個(gè)個(gè)互為佐證彌補(bǔ)的客觀反映!

關(guān)于高溫爐膛內(nèi)唯一采用水基鎂催化助燃,由各個(gè)碳?xì)渲亟M過程(以c-mgo體系為例,隨著反應(yīng)溫度的升高,c-mgo體系開始發(fā)生反應(yīng):mg-o鍵開始斷裂,形成新的c-o鍵,還原初期的反應(yīng)速率較快;隨著反應(yīng)過程的進(jìn)行,mgo顆粒與c顆粒體積逐漸縮小,顆粒間的距離逐漸增大,再加上mgo顆粒本身發(fā)生分解反應(yīng)就非常困難,離解生成的o2更不容易擴(kuò)散到c顆粒表面并與之發(fā)生反應(yīng),使其還原反應(yīng)中后期的反應(yīng)速率逐漸降低??墒牵羝麩o所不在,便乘機(jī)與c反應(yīng)生成水煤氣和h,h的擴(kuò)散性極強(qiáng)又與c反應(yīng)生成ch……正是由于氫過于活潑搶先與其碳?xì)渲亟M,使得爐內(nèi)因水分子分解后的氧富集化——傳統(tǒng)氧化燃燒過程所需要的“鼓入空氣”的全部氧氣就這樣被完全替代,而且還“自給有余”了),由于引風(fēng)機(jī)制得引風(fēng)負(fù)壓又過熱到1500~2300℃,內(nèi)有h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等混合蒸汽流氣化的熱碳、水、鎂等蒸汽快速催化并碳?xì)渲亟M且隨即燃燒,繼而是潔凈排煙和固碳、硫、硝成渣化,排出mgso4、mg(oh)2、mg(no3)2、mgco3、mg(no3)2、caso3、caco3等鹽、堿之物,維持一個(gè)“從爐膛上部的超高溫區(qū),向下部渣篦周遭的冷卻到反應(yīng)低溫中止沉降區(qū)”的多列鏈碳?xì)渲亟M反應(yīng)動(dòng)態(tài)平衡的可控?zé)岢隽?,?shí)踐并成熟了鎂蒸汽催化下的不耗用空氣、水基助燃、超效節(jié)能、杜絕nox生成、脫硫、二氧化碳燃燒并固碳成渣,從“六位一體的超效節(jié)能環(huán)?!卑l(fā)展到更進(jìn)一步的“水基鎂催化燃油高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)”創(chuàng)新水平。

……實(shí)踐證明:我們并非象王洪成那樣“蠻橫”地“違拗”能量、質(zhì)量、元素三個(gè)守衡定律,堅(jiān)持說水可以變成油;也不象美國賓西法尼亞大學(xué)的克雷格·格蘭姆斯教授那樣,僅僅憑借納米管膜分解水蒸汽和二氧化碳制出了幾毫克甲烷和水,便判斷推測出“我相信如果有一個(gè)集中的二氧化碳來源,就像煤電廠一樣,這個(gè)生產(chǎn)工藝就能得到工業(yè)應(yīng)用”的結(jié)論來……本發(fā)明以逸代勞地集中解決了最讓全世界人類苦惱不已的二氧化碳無償?shù)爻Ю貌⑶肄D(zhuǎn)換成新能源的問題!

三、水基鎂催化燃油熱機(jī)高溫等離子體返煙流約束火焰燃燒學(xué)意義

這里,便拿中國的“水基鎂催化燃煤”2001年樣機(jī)運(yùn)行得出的結(jié)果與美國的“海水燃料”比較作出如下說明:

1、兩者的“碳?xì)渲亟M”機(jī)理基本相同。

前者是:把自來水水流不斷注入燃煤爐膛,使其在高溫環(huán)境條件下,持續(xù)不斷地?zé)岱纸猱a(chǎn)出h2、o2氣體,氣體在鎂催化下與燃煤產(chǎn)生的co2熱碳進(jìn)行碳?xì)渲亟M……啟爐正常后的燃煤全過程不鼓風(fēng)、不透風(fēng)、不漏風(fēng)、不變相給氧或變相透漏風(fēng)之下確保充分燃燒,在能量、質(zhì)量、元素三個(gè)守恒定律不變的前提之下,燃燒使?fàn)t膛內(nèi)產(chǎn)生超出常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)煤熱值分析3-4倍的熱出力,并且保持穩(wěn)定而且大小功率可控的熱力運(yùn)行(唯由引風(fēng)機(jī)將燃燒廢氣排向大氣環(huán)境)。

而后者卻僅僅是:在核動(dòng)力航母的“過剩功率”的電力條件下,不斷電解海水電解產(chǎn)出h2、o2的氫氧氣體,氣體與在海水中提取出的co2冷碳?xì)怏w進(jìn)行“碳?xì)渲亟M”,經(jīng)過一定的工藝過程以“昂貴的代價(jià)”生產(chǎn)出來“柴油”,繼而添加在無人機(jī)上,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)正常供入這種柴油……尤其值得強(qiáng)調(diào)的是“象所有的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣由空氣助燃”……使那個(gè)無人駕使飛機(jī)飛上了藍(lán)天!

2、兩者“能源革命”的意義大不相同。

前者,具有當(dāng)之無愧的全球能源革命的核心價(jià)值如下:

(1)、不耗空氣(氧)性鎂催化水基燃煤,實(shí)現(xiàn)了根除性脫硝、根除pm2.5、脫硫達(dá)標(biāo)、co2減排50%左右并統(tǒng)統(tǒng)“無償化”;

(2)、將白云石、鎂棱石等作為現(xiàn)行常規(guī)能源伴生的新能源開發(fā)利用;

(3)、真正創(chuàng)立地球溫室效應(yīng)缺陷修復(fù)機(jī)制;

(4)、以固碳成渣機(jī)制啟動(dòng)了地球“冰融·冰結(jié)”的動(dòng)平衡工程;

(5)、地球大氣氧吧大修復(fù);

(6)、工業(yè)廢水潔凈焚燒及廢固全回收、城鄉(xiāng)生活垃圾潔凈焚燒統(tǒng)一全面無償化;

(7)、各能源設(shè)備燃焚特色綜合一體潔凈化造型全面更新?lián)Q代;

(8)、在上述“無償化”前提下等比現(xiàn)能源設(shè)備同類節(jié)能50~80%。

而后者,晚了15年,其科研目的狹隘到不惜在高昂成本代價(jià)之下,僅為航母編隊(duì)提供驅(qū)護(hù)艦隊(duì)等就近后勤補(bǔ)給的燃油!

四、再一次制作水基鎂催化燃煤樣機(jī)的成功運(yùn)行的結(jié)論

進(jìn)一步證明了2001年5月第一臺(tái)“水基鎂催化燃煤(——爐內(nèi)co2能源化利用的mg催化水基助燃及機(jī)理)”試驗(yàn)樣機(jī)成功運(yùn)行的真實(shí)性和到目前為止在全球依然具有的新穎性、先進(jìn)性、實(shí)用性——2014年7月試機(jī)和2016年3月的商業(yè)運(yùn)行機(jī)都給出了“不用空氣而唯一鎂催化維持煤的正常燃燒”的科學(xué)性……現(xiàn)正積圾籌劃多個(gè)國家級(jí)檢測機(jī)構(gòu)的聯(lián)合檢測!

……

如此以來,本發(fā)明水基鎂催化燃油高溫等離子體火焰約束燃燒學(xué)熱機(jī)發(fā)電與全球最大功率為108920馬力,熱效率達(dá)到50%(26.7m長,13.2m高)的瓦錫蘭的rt-fie×960船用柴油機(jī)相比的結(jié)果是:

1、體積縮小一半;2、重量減少近十倍;3、熱機(jī)發(fā)電效率可提高四倍左右;4、在燃油熱機(jī)設(shè)計(jì)等比油耗減縮85%左右。

相比造型能力:瓦錫蘭在中國計(jì)劃合作開發(fā)“350萬kw功率”為最大型的柴油機(jī),而本發(fā)明水基鎂催化燃油熱機(jī)的等體積制造的熱機(jī)功率可滿足3000萬kw設(shè)計(jì)容量,重量卻減少95/100……。

另外,由于本發(fā)明以單一的水基鎂催化燃油熱機(jī)的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)規(guī)避了瓦錫蘭柴油機(jī)所有活塞、氣門、柱塞和增壓器等往復(fù)機(jī)械裝置的機(jī)械磨損和噪聲問題,還采用了2.5mpa以下低壓參數(shù)發(fā)電通流技術(shù)極大地避免了高壓高速下通流中的管道、閥、泵等噪聲,加之熱機(jī)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)內(nèi)的重力自然循環(huán)的低壓水泵化降噪,以及排煙的130℃左右(等比現(xiàn)役柴油機(jī)僅此一項(xiàng)排煙的450-600℃大幅節(jié)能達(dá)25%左右)大大減小了排煙熱污染和紅外輻射強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)了真正的靜音和超低輻射——在全方位優(yōu)化設(shè)計(jì)和大幅節(jié)能降噪前提下的大功率或超大功率……等比單位功率造價(jià)成本還要下降10倍以上(本發(fā)明大型化,還為我國現(xiàn)行火力電廠的燃煤設(shè)備找到一條超效環(huán)保和超超節(jié)能化發(fā)展提供了新穎性、先進(jìn)性、實(shí)用性方案)。

例如,本發(fā)明配用在潛水艇上,使其水下潛航時(shí)間不受限制,可實(shí)現(xiàn)一次性幾個(gè)月甚至幾年潛航的隱蔽性和超特級(jí)靜音性的aip水準(zhǔn),不僅僅如此,還要在不影響超特級(jí)aip質(zhì)量的前提之下,把我國常規(guī)aip潛艇的水下潛航功率最高可達(dá)到104~105kw的動(dòng)力匹配。

比及本發(fā)明配用在水面艦艇或航空母艦、巨型油輪上,依然是保證極效超節(jié)能極限環(huán)保的前提之下,巡航功率最高可達(dá)到10~3000萬kw(比核動(dòng)力匹配水平還要高),以保證艦船的巡航速度在35~60節(jié)(眾所周知,艦船的航速與巡航功率的三次方成正比),以實(shí)現(xiàn)追擊或甩開敵艦艇之外,還要有過半功率專供激光和電磁炮武器以及大功率偵測、電子戰(zhàn)、雷達(dá)信息化各種作戰(zhàn)平臺(tái)的供電。

因而,本發(fā)明在軍用(更包括民用)之上,除了堅(jiān)實(shí)耐沖擊性能性能略微降低之外,所有關(guān)于較高轉(zhuǎn)速、大功率、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、體積小、比功率大,啟動(dòng)時(shí)不冒白煙,運(yùn)行中不冒黑煙和低工況性能好都得到大幅若干倍的提升和充分優(yōu)化;其中,燃燒壓力不是15~18mpa而是負(fù)壓,最高噴油壓力不是130-150mpa而是0.2mpa,燃油消耗率不是197-210g/kwh而是50~70g/kwh,比重量最低為從2.8kg/kw升至1.3kg/kw左右;原來4000噸以下的軍用艦船艇從匹配8088kw的“小”功率柴油機(jī),現(xiàn)可由本發(fā)明在總耗相近之下配置30000kw的“大”功率柴電機(jī)組,超過現(xiàn)今標(biāo)配4~6倍,還可再額外有“80%儲(chǔ)備功率”;大修間隔從最高18000h,再延長兩年;排煙溫度,從最低的450℃洚低到110℃;全面實(shí)現(xiàn)電氣化……。

由于采用了上述方案,二氧化碳在鎂蒸汽中燃燒增產(chǎn)一倍以上的熱量,以不給風(fēng)氧實(shí)現(xiàn)水基鎂催化燃油熱機(jī)的倍效運(yùn)轉(zhuǎn),與現(xiàn)行同類艇艦船柴油發(fā)動(dòng)機(jī)比較,“首先從燃油熱機(jī)絕對(duì)效率角度”等出力下節(jié)能提高了第一個(gè)50%以上的參量值,“再就是接下的朗肯循環(huán)微冷凝發(fā)電通流效率角度”又提高了第二個(gè)50%以上的節(jié)能修正值,也就是說本發(fā)明在等出力之下比現(xiàn)役同類比較,節(jié)能率達(dá)到75~85%。從另一個(gè)層面上講,作為一種艇艦船柴油熱機(jī),本發(fā)明的柴電動(dòng)力系統(tǒng)無論是從大功率或超大功率、效率及經(jīng)濟(jì)性高、結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)實(shí)耐沖擊、重量輕、體積小、比功率大,啟動(dòng)快、排煙熱污染和輻射強(qiáng)度低等等角度比較,還是從比重量和噪聲小間接經(jīng)濟(jì)性、戰(zhàn)略性、戰(zhàn)術(shù)性方面都有很大程度的提高。另外,水基燃煤熱機(jī)也實(shí)現(xiàn)了燃用超細(xì)煤粉,為現(xiàn)行各種燃煤火電廠實(shí)現(xiàn)全能環(huán)保和大半節(jié)能的技術(shù)更新?lián)Q代奠定基礎(chǔ)。

b2、關(guān)于堆式熱機(jī)核聚變性的探討

一、堆式熱機(jī)啟動(dòng)過程是:

基于堆式熱機(jī)實(shí)施例,火焰中心溫度從105℃的完全等離子態(tài)起,如果再繼續(xù)升溫便可結(jié)合磁箍縮技術(shù)嘗試核聚變……在合理擴(kuò)大造型設(shè)計(jì)中,是通過返煙主動(dòng)旋轉(zhuǎn)約束鎂催化燃油自上向下由主、副引風(fēng)機(jī)負(fù)壓引帶,漸次升溫而逐步提高旋轉(zhuǎn)火焰中心溫度,標(biāo)準(zhǔn)至少達(dá)到105℃以上,自外層溫度始終保持耐火材料邊界層溫度隨旋不變,但向內(nèi)的溫度梯度極限化増高、再増高,把h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等混合蒸汽流氣化的“過熱化”程度從而充分延長碳?xì)渲亟M鏈條和極大地縮短反應(yīng)時(shí)間,呈高溫等離子體氣磁雙約束火焰狀態(tài),構(gòu)成配置燃燒機(jī),磁約束系統(tǒng)對(duì)堆心聚有磁力聚合柱心、磁力聚合端心反場箍縮等離子體可控溫的熱核聚變反應(yīng)堆。所謂高溫等離子體氣磁雙約束火焰燃燒機(jī)制描述是:由副引風(fēng)機(jī)(或包括主引風(fēng)機(jī))引返煙流,經(jīng)逆火膛管束墻內(nèi)返煙斜口群上下六面噴來150~230℃同向推力形成的旋轉(zhuǎn)氣流,接續(xù)旋動(dòng)已燃水基鎂催化燃油混合各元素蒸汽流,旋轉(zhuǎn)是為了整個(gè)被旋轉(zhuǎn)的“假想圓柱”表面衡穩(wěn)在1500℃以下并且提供“混合蒸汽火焰柱”相對(duì)穩(wěn)定并自外向內(nèi)形成各旋轉(zhuǎn)層,層級(jí)依次漸躍過熱火焰溫度值的高溫、超高溫、超超高溫、極限高溫的梯度,使之充分地進(jìn)行碳?xì)渲亟M,重組后所產(chǎn)生的熱量大部積蓄在旋轉(zhuǎn)流體內(nèi),過熱環(huán)境又促使更快速而又更加充分地后繼碳?xì)渲亟M,使旋轉(zhuǎn)流體內(nèi)再進(jìn)一步過熱化升溫,升溫——升溫——再升溫!直至旋轉(zhuǎn)流體外緣層不斷補(bǔ)充的返煙流達(dá)到安全溫度限之前尚能繼續(xù)穩(wěn)定水(熱載體、氬氣體等循環(huán))冷壁壁面輻射換熱強(qiáng)度,強(qiáng)度不超過現(xiàn)行安全換熱規(guī)范的能流密度值為止,便不再繼續(xù)調(diào)高溫升值;僅當(dāng)旋轉(zhuǎn)流火焰中心溫度超過3000℃以上時(shí),所有的碳?xì)渲亟M過程都將在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)完成,積熱所需的時(shí)間則更短,這就使得旋轉(zhuǎn)火焰體內(nèi)更進(jìn)一步過熱化升溫的速度加快,再加快,升溫,再升溫,直到底部混流返煙篦補(bǔ)充返煙量達(dá)安全標(biāo)準(zhǔn)之前尚能繼續(xù)穩(wěn)定爐膛出口的能流密度值與水(熱載體、氬氣體等循環(huán))冷壁壁面輻射受熱強(qiáng)度接近但不超過現(xiàn)行安全換熱值規(guī)范指數(shù)為止,才能確定不再升溫的調(diào)控值。其間,無論旋轉(zhuǎn)火焰流體內(nèi)中心溫度是3000℃,還是108℃,都不得影響本發(fā)明的安全運(yùn)行,但是這種中心溫度越是接近108℃,則本發(fā)明鎂催化燃油“人工約束”火焰的高溫等離子體化就越徹底,系統(tǒng)環(huán)保質(zhì)量和節(jié)能效率就越高(反之,則越低)——唯一調(diào)控的是其主、副引風(fēng)機(jī)的真空度高低和各蒸汽的配比增減度以及鎂粉配比度的逆火膛“引風(fēng)真空度·水基供量增減度·鎂粉配比度”三度調(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)機(jī)制化。

由于迄今為止人類還沒有任何能經(jīng)得起104℃以上的化學(xué)反應(yīng)的容器,唯有托卡馬克試驗(yàn)堆等瞬間高溫的核聚變研究方有端霓。面對(duì)人類望眼欲穿的可控核聚變課題,人們等不了“永遠(yuǎn)的25年”……鑒于現(xiàn)今人僅有幾毫克的氘和氚的混合氣體裝入直徑約幾毫米的小球內(nèi)的“靶標(biāo)”可控核聚變實(shí)驗(yàn)的量級(jí),本發(fā)明采取的是“幾毫米的小球”或以自然水體攜帶性入氘模式,僅以爐膛中心投料的106~108℃溫度于動(dòng)態(tài)先行觸發(fā)低效率的“核聚變”并維持其連續(xù)性,再逐步提高效率。

本發(fā)明最關(guān)鍵地創(chuàng)新點(diǎn)“返煙流、磁雙約束”,就是讓人們能夠有通過爐膛“不斷地過熱升溫再升溫”,如果爐膛容積指標(biāo)足夠大而且可以一大再大地規(guī)范化成型,就會(huì)有104℃,105℃,106℃,107℃,108℃,5×108℃,甚至109℃實(shí)現(xiàn)中心溫度的調(diào)控成功的機(jī)會(huì)。這是因?yàn)?,本發(fā)明中的一項(xiàng)重大創(chuàng)新特征(由于完全以水基助燃燃油,在維持燃燒的h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca碳?xì)渲亟M的過程中,可以暫時(shí)幾天甚至幾個(gè)月不排放廢氣,而將其固化在極少量帶走顯熱的鹽、堿類的粉塵之中,形成長時(shí)間“不排氣、固兩廢”機(jī)制化)是:水基鎂催化燃油能夠提供碳、氫、氧、鎂等蒸汽流燃燒生成物(核聚變產(chǎn)物的氦原子核與中子再作另外探討)物質(zhì)長時(shí)間留存爐膛不會(huì)影響如下若干燃燒穩(wěn)定持續(xù)化的問題:

1、不會(huì)影響“油的再后續(xù)燃燒”;2、不會(huì)影響“水基鎂催化燃油的充分燃燒”;3、不會(huì)影響“碳或氫氧化反應(yīng)充分進(jìn)行”;4、不會(huì)影響“二氧化碳在鎂蒸汽中完全燃燒”;5、還有就是這種燃燒“即使所輸入燃料中含有極少量的惰性物質(zhì)必然輸入”也可以在極端活性的鎂催化之下將其固化在堆底待一段相當(dāng)長的時(shí)間再排放,給堆內(nèi)以足夠的絕熱升溫再升溫的時(shí)間;6、剩下的只有堆內(nèi)返煙流冷卻的水冷壁因安全問題而輸出一部分熱量,然則本發(fā)明將其熱量發(fā)電,所發(fā)電力再補(bǔ)充適量電力一并反饋給堆內(nèi)電熱爐回補(bǔ)熱系統(tǒng),使堆內(nèi)在幾小時(shí)或若干天內(nèi)所供油燃油之熱全部用作堆內(nèi)升溫再升溫,直到啟用磁約束系統(tǒng)對(duì)高溫等離子體實(shí)行反場箍縮,具備純歐姆加熱達(dá)到聚變點(diǎn)火條件和維持一定的高效率,在等離子體六面控制之下,獲得上億攝氏度啟動(dòng)核聚變之后,再作排廢統(tǒng)籌,達(dá)到啟動(dòng)并平穩(wěn)核聚變熱出力的目的。

只要爐膛有足夠大(如果爐膛容積152π×60m3=42000m3,約可以容納16t/h燃油和6.5t/h蒸餾高純水燃燒,在不排放煙氣,而煙氣或?yàn)橥耆荛]的無排放煙氣下的純重水核聚變預(yù)付的氬氣,氣全部作為返煙流循環(huán)出力介質(zhì),約產(chǎn)出相當(dāng)于2.5mpa·345℃·86t/h(哪怕是發(fā)出來的電也要部分或者全部地供給堆內(nèi)電熱爐回補(bǔ)熱系統(tǒng),以確保整堆的表體總散熱值在“等于0”以下)蒸汽穩(wěn)定熱力之等離子能態(tài)儲(chǔ)存的同時(shí),還要把留在堆內(nèi)的所有熱量都用在“爐膛升溫,升溫,再升溫”的預(yù)熱堆芯的工程中,這時(shí)的火焰就完全不同于現(xiàn)役其他能源設(shè)備內(nèi)的等離子體過渡態(tài)火焰,而是完全意義上的等離子體火焰了,恰時(shí)啟動(dòng)磁約束,就可以把帶電粒子聚成高壓或超高壓電子伏值的火焰中心,進(jìn)一步獲得足夠啟動(dòng)核聚變的“化學(xué)反應(yīng)大提速——升溫升溫再升溫——過熱過熱再過熱”的溫度驟升的楔機(jī)(如果堆間中心溫度還不夠高,那就2h——3h——4h——5h——6h……xh,直到最終啟動(dòng)核聚變并維持穩(wěn)定出力運(yùn)行)——整“堆”爐膛橫截面內(nèi)空間的各層溫度梯度可分為:a、b、c、d、e、f、g、h、o。

在a區(qū)內(nèi),返煙流不斷噴入,適速旋動(dòng)整堆火焰的同時(shí),主要目的是穩(wěn)定調(diào)控堆芯輻射能熱平衡到返煙流(和水冷壁)中,并且確保在1350~1500℃以下被引風(fēng)機(jī)負(fù)壓引帶連續(xù)熱出力而去出爐膛出口,成為湍流氣態(tài)熱力輸出(與之相伴的當(dāng)然還有管束內(nèi)直流水或管束熱載體液、氣態(tài)輸出熱力)區(qū),經(jīng)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的輻射換熱、對(duì)流換熱、準(zhǔn)靜態(tài)層遞熱交換換熱后除極少一部分(隨著堆芯過熱度提高而逐漸減少)排向煙囪而去外,絕大部分(隨著堆芯過熱度提高而逐漸增多)又被副引風(fēng)機(jī)接連送入各返煙道而來(考慮到理想模型,可以預(yù)注氬氣等惰性氬氣體承擔(dān)熱出力的閉合循環(huán)……),如此周而復(fù)始,循環(huán)往復(fù),稱之為湍流護(hù)堆返煙流約束邊界層的兩大熱力輸出區(qū)。

在b區(qū),返煙流已很少混入,但初始過熱所“積蓄”化學(xué)反應(yīng)的溫度約高達(dá)3000℃左右,等離子態(tài)火焰成為主流,因電子和粒子自由運(yùn)動(dòng)成為常態(tài)而部分或絕大部分受電磁系統(tǒng)向中心約束并向外傳遞輻射熱,稱之為初始磁約束輻射熱傳導(dǎo)區(qū)。

在c區(qū)內(nèi),火焰層基本不受返煙擾動(dòng),區(qū)內(nèi)火焰呈緩性流旋轉(zhuǎn)態(tài),溫度進(jìn)一步升高到104℃左右,火焰中高度自由化電子和離子受磁約束,并隨著調(diào)控燃燒的繼續(xù)不斷把帶電粒子聚向火焰中心,故稱高溫等離子態(tài)磁約束區(qū)(啟動(dòng)磁約束前要達(dá)到每立方米1020個(gè)電子及原子核聚合基本量,形成聚合電子伏的能力)。

在d區(qū)內(nèi),溫度更進(jìn)一步升高到了105℃,類比“太陽”稱之為紫外線發(fā)射熱傳導(dǎo)區(qū),該區(qū)等離子體火焰中電子已能脫離原子核的束縛成為負(fù)電荷的自由電子,而失去電子的原子核成為正電荷的離子,離子的自由運(yùn)動(dòng)使得離子在磁約束下直接接觸成為可能(這里的火焰內(nèi)的氘氣體達(dá)到約10千電子伏以上,原子核得到足夠高的速度,來克服它們相互之間的靜電排斥力而有足夠的幾率穿透核勢壘,開始發(fā)生核聚變并釋放出相應(yīng)的能量,只是發(fā)生聚變的幾率很小),在磁約束之下所有帶電粒子必乘勢“撞”入e區(qū)內(nèi)。

在e區(qū)中,高溫約升到了5×106℃左右,稱之為遠(yuǎn)紫外線發(fā)射熱傳導(dǎo)區(qū),區(qū)內(nèi)被動(dòng)旋轉(zhuǎn)半滯速下磁約束超高溫聚變區(qū)(這里,按等離子體火焰尺度大小,電子的自由運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)當(dāng)不同,其聚變發(fā)生的能量幾乎都會(huì)被電子同步帶走而損失或利用掉。根據(jù)現(xiàn)今已知的技術(shù)水平,依靠磁場對(duì)等離子體的約束,使其熱核聚變等離子體的體積幾個(gè)數(shù)量級(jí)地縮小的方法已經(jīng)取得成效),區(qū)內(nèi)的布朗運(yùn)動(dòng)更加活躍。

在f區(qū)中,高溫到了107℃,稱之為核聚變?nèi)剂陷斎氲膞射線發(fā)射熱發(fā)生區(qū),區(qū)內(nèi)布朗運(yùn)動(dòng)尤其激烈,原子核自由運(yùn)動(dòng)空前加速(在磁場中等離子體的平行運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)疊加起來,帶電粒子就好像串繞在很多磁力線上一樣,沿著磁力線作半徑微小的螺旋運(yùn)動(dòng),直到粒子之間碰撞使它離開各自原串繞的磁力線,要等到粒子繞行的總距離達(dá)到一個(gè)自由程限度才可能發(fā)生幾率更多的核聚變——這就需要在該區(qū)溫度相當(dāng)高的過熱再過熱上得到解決,即溫度越高粒子繞行的總距離自由程限就越大,大到最有利于“核聚變的‘總距離’與‘過熱溫度’的安全工作基準(zhǔn)點(diǎn)”下的核聚變控制力),這里,區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的頂部持續(xù)供油燃燒正處在環(huán)型磁力線上的粒子流,進(jìn)行“緩慢降溫性搜容”,正好把磁約束屏篦漏洞給堵上;頂部不斷噴入混制油料,瞬間吸熱把h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等燃燒生成蒸汽流混合體,形成熾熱碳、水、鎂等蒸汽并極速催化成更加徹底碳?xì)渲亟M鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的高溫等離子態(tài)火焰(關(guān)于排煙和固碳、固硫、固硝的不排廢氣、不排渣化的問題,都要轉(zhuǎn)換成逆反應(yīng)的等離子狀態(tài),其中所產(chǎn)“廢氣”乘所獲得的勢能必向上飛升,升不到位則又逆反應(yīng)成為火焰的一部分而“不廢”,它并不會(huì)對(duì)不斷輸入的燃料充分燃燒產(chǎn)生絲毫影響,直到整堆容量內(nèi)的等離子態(tài)火焰實(shí)現(xiàn)了核聚變的料、熱、質(zhì)輸入輸出的動(dòng)態(tài)平衡(廢氣不排放是為了防止堆內(nèi)因排氣帶走一定量的顯熱而制約再升溫再過熱的升級(jí),而逆反應(yīng)延長碳?xì)渲亟M鏈條為“不廢”的等離子態(tài),必能“等到”固碳、硫、硝等成鎂鹽鎂堿的機(jī)會(huì)——如此以來,產(chǎn)出微塵沉降蓄于堆內(nèi)下底或堆外的統(tǒng)一閉合系底池之內(nèi),可降低99%左右的體積以及減少100%顯熱損失的排煙行為……);而在a、b區(qū)返煙湍流中冷卻成的“不廢”之氣,因待在相對(duì)低溫的環(huán)境而適時(shí)地化合成mgso4、mg(oh)2、mg(no3)2、mgco3、mg(no3)2、caso3、caco3等鹽、堿之物,被循環(huán)煙氣帶出并主要沉降在堆外系統(tǒng)進(jìn)一步換熱的捕塵區(qū)內(nèi)……稱之為水基混合燃料(含氘氚之水)輸入燃燒的磁約束“超高溫”聚變產(chǎn)熱區(qū)。

在g區(qū)內(nèi),如果實(shí)踐認(rèn)為仍有必要超超高溫的話,可以在該區(qū)再繼續(xù)“升溫”調(diào)控過熱到5×107℃左右,相似于“太陽”理論中心,為磁約束水基鎂催化燃油啟動(dòng)聚變?nèi)剂陷斎刖酆先紵膞射線區(qū)內(nèi)過熱核候溫區(qū)。

在h區(qū)內(nèi),如果實(shí)踐認(rèn)為還有必要再超超高溫的話,可以進(jìn)一步再過熱到高溫108℃,稱之為x射線內(nèi)核中心可過熱再候溫區(qū)。

在o區(qū)內(nèi),如果實(shí)踐認(rèn)為依然有必要再進(jìn)一步超超高溫的話,高溫5~10×108℃左右,稱之為x射線內(nèi)核中心區(qū)再過熱終極核子候溫區(qū),該區(qū)內(nèi)氚的原子核和氘的原子核以極大的熱運(yùn)動(dòng)速度碰撞的機(jī)會(huì)很多,產(chǎn)生新的氦核和新的中子,釋放出巨大的能量;至此,這種反應(yīng)就不需要再供燃油,卻是由一少部分聚變能量維持堆內(nèi)溫度,可輻射出巨大能量被a區(qū)循環(huán)煙氣和水冷壁帶走。

就目前而言,啟動(dòng)重水核聚變的若干條件已經(jīng)基本成熟:由于完全以水基鎂催化燃油,在維持燃燒的h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca碳?xì)渲亟M的過程中,可以暫時(shí)幾天甚至幾十天不排放廢氣,而將其廢氣固化在鎂鹽、鎂堿類的粉塵之中,少量無法固化的就留在返煙流中。這時(shí),整堆火焰被自水冷管束間隙噴來冷卻并約束火焰的返煙流引旋旋轉(zhuǎn)著,使之無論h、o區(qū)內(nèi)千萬乃至上億攝氏度,都要保證a區(qū)內(nèi)的水冷壁惻膛溫低于1500℃的安全溫度;而火焰電離率大幅提高溫度成為等離子體,其中自由電子與離子的量越積越多,直升至105℃時(shí)達(dá)到完全的等離子體化,恰在這時(shí)啟動(dòng)通體閉合反場箍縮磁約束的強(qiáng)電磁設(shè)備產(chǎn)生足夠強(qiáng)力爐膛磁場,施壓著電子流不斷地從b、c、d、e、f、h區(qū)向o區(qū)聚合帶電離子,使之高壓高速碰撞,于是所供之水所攜的重水蒸汽的帶電粒子便先后開始聚變反應(yīng)(這就好比爐內(nèi)各區(qū)所產(chǎn)自由電子均環(huán)向在各自的電磁磁力線軌道上在足夠強(qiáng)磁力的發(fā)射下射到“軸心”而不會(huì)回頭,在108℃以上的溫度場內(nèi)進(jìn)行可控核聚變)同時(shí)釋放出能量,反應(yīng)既已開始熱出力并且調(diào)節(jié)爐膛過熱度達(dá)千萬攝氏度以上之后,便可以視情逐步減少給油量,直至完全停止給油而適量增加或保持穩(wěn)定供給含氘加氚的水量(而其中水物質(zhì)化排放自然會(huì)在堆外統(tǒng)一閉合的對(duì)流換熱凝結(jié)裝置的積水潭內(nèi),由水柱壓力擠出外界)。

如此,本發(fā)明進(jìn)一步開發(fā)的從水基鎂催化燃油的“過熱升溫”過渡到核聚變堆工作過程及原理:依據(jù)現(xiàn)行理論,自然界水體里有1/7000的重水(d2o),而每kg重水充分聚變反應(yīng)相當(dāng)于1.1萬噸煤的發(fā)熱量,每1克重水的核聚變能就相當(dāng)于11噸煤的發(fā)熱量。也就是說,在本發(fā)明的水基鎂催化燃油每燃一噸油,助燃所需的水約400kw,其中就有57g左右的重水,放眼在核聚變的理論上僅以重水而無須燃油的發(fā)熱極限值q總=q油1噸——這就有必要通過水基鎂催化燃油等混合蒸汽流氣化碳?xì)渲亟M的燃燒火焰的升溫再升溫去問鼎人類的重水核聚變,成功核聚變……。

二、核聚變運(yùn)行以海、陸水水為燃水熱核聚變實(shí)驗(yàn)工作原理

在水基鎂催化燃油堆式熱機(jī)中,返煙流約束結(jié)合磁約束既將統(tǒng)調(diào)熱出力安全地經(jīng)返煙循環(huán)流和水冷管束中的介質(zhì)循環(huán)流輸送出去,又借助長時(shí)間“不排氣、固兩廢”機(jī)制化形成實(shí)現(xiàn)過熱升溫再升溫使等離子體火焰極限高溫,逐步地將愈加活躍的帶電粒子反場箍縮,啟動(dòng)接近或超過108℃左右達(dá)到并正常熱核聚變后,燃油成為輔助性而正常持續(xù)供給主燃料的是海、陸之水,水中的重水或提純出來的氘(氚)之水作為燃料與油燃料基本相似,唯一不同的是必須從105℃、106℃、107℃、108℃、109℃逐步獲得從低效率核聚變?nèi)紵礁咝屎司圩內(nèi)紵拿總€(gè)安全操作步驟中的經(jīng)驗(yàn)(按理說,核聚變也應(yīng)該有效率從低到高的開發(fā)和發(fā)展過程,加之再過熱終極候溫區(qū)即使在磁約束將帶電粒子反場箍縮的約束肯定也不會(huì)有百分之百的效率,總會(huì)有所泄漏,必然是與一部分不能發(fā)生核聚變的d2o以及h2o的高溫等離子體一齊衰退為普通的非等離子體火焰排入熱力輸出系……)撐握水中的重水或人工提純出來的氘(氚)的燃燒和安全熱貢獻(xiàn)規(guī)律后方可深入再深入的燃水熱核聚變工作原理。

也是由于采用了上述方案,本發(fā)明水基燃油啟動(dòng)了核聚變堆式熱機(jī),擬如造型規(guī)模是直徑30m、高100m或大的堆膛容積參量的熱機(jī),水基鎂催化燃油啟動(dòng)階段油耗在6.5~xt/h左右,持續(xù)2~1000h后達(dá)穩(wěn)定核聚變,其整堆發(fā)電名義功率約在1150萬千瓦左右,即使核聚變低效率低到5%,發(fā)電功率也約在115萬千瓦以上,而燃料成本也就只是7000~15000kg/h的海、陸水中的重水等。

附圖說明

下面根據(jù)說明書附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

圖1、是本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例“水基鎂催化燃油高溫等離子體返煙流約束火焰熱機(jī)”的中剖全對(duì)稱結(jié)構(gòu)主視示意圖;圖2、是圖1的a-a剖位全對(duì)稱結(jié)構(gòu)上視示意圖。

圖3,是本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例“水基鎂催化燃油啟動(dòng)的高溫等離子體氣磁雙約束火焰堆式熱機(jī)”的中剖全對(duì)稱結(jié)構(gòu)主視示意圖;圖4、是圖3的b-b剖位全對(duì)稱結(jié)構(gòu)上視示意圖。

圖5,是第三個(gè)實(shí)施例“水基鎂催化燃煤粉高溫等離子體返煙流約束火焰熱機(jī)”的中剖全對(duì)稱結(jié)構(gòu)主視示意圖。

圖中1、蒸汽發(fā)生熱出力、安全、分汽、負(fù)荷輸出系統(tǒng)(簡稱蒸汽發(fā)生系);2、柴油(或超細(xì)煤粉或水煤漿)、風(fēng)與水兼供以及白云石粉等添加劑混合(或含氘配氚水輸入)燃料液噴霧、噴撒燃燒機(jī)總成或多機(jī)分布組合總成(簡稱燃燒機(jī)或稱煤機(jī));3、上頂(下底)攣(環(huán))式低壓出力鍋筒(簡稱上鍋筒);4、管束;5、聯(lián)箱性中鍋筒(簡稱中鍋筒);6、保溫爐體;7、集箱式雙并小鍋下筒(簡稱小鍋筒);8、襯膛單雙或若干層環(huán)護(hù)的上升密布鋯或合金材質(zhì)管束(膛緣管體外或焊接若干豎向鋯鋼鰭片,由每個(gè)鰭片片后對(duì)應(yīng)返煙流流動(dòng)產(chǎn)生的上下通長的粘滯旋窩帶中的返煙氣體充分冷卻管壁的同時(shí)又要有高效地強(qiáng)化吸收輻射能量的能力)或直流大徑或倒u型或分合聯(lián)串各路直流的合金(或鋯金屬)材質(zhì)管道的隙間上下環(huán)布返煙管口的水、氣、熱載體冷卻管、管束間夾返煙流的環(huán)周堆壁墻(簡稱水冷管束或稱堆壁);9、內(nèi)通返煙道的方圓環(huán)接砌筑耐火側(cè)爐墻(簡稱耐火爐墻);10、中心耐火爐墻;11、頂置燃油機(jī)的逆火旋轉(zhuǎn)火焰縱長深闊堆式(或一至若干小時(shí)長時(shí)水基燃油持續(xù)大功率供油容熱而在“不排廢氣”之下過熱再過熱達(dá)到火焰中心升溫再升溫到一至十萬攝氏度極限,提供磁約束系統(tǒng)等離子火焰的超濃度超規(guī)模經(jīng)緯尺度量度的帶電離子,以強(qiáng)電磁反場箍縮成一至若干億攝氏度啟動(dòng)核聚變,并且為持續(xù)核聚變確保合理分布返煙流連續(xù)熱出力和管束內(nèi)水、氣態(tài)循環(huán)熱力的兩大熱力輸出)爐膛(簡稱逆火膛或稱堆膛);12、返煙混火冷卻火焰控溫過濾式白剛玉質(zhì)孔管耐火通道篦(簡稱返煙篦);13、篦后輻射換熱管(簡稱輻射管);14、中心爐墻內(nèi)設(shè)縱道橫口集煙分煙返布煙管樞系中心的返煙通道(簡稱縱通道);15、橫平兆帕級(jí)壓力返煙主、副中樞分通道(簡稱主副樞橫通道);16、中樞混火總出力爐膛重型冷卻拱或水基燃煤熱機(jī)造型的陡坡順灰冷卻拱(簡稱中樞拱);17、扶拱煙篦墻;18、連拱火口的過火底側(cè)墻(簡稱底側(cè)墻);19、翻火通膛;20、中樞混火膛(簡稱中樞膛);21、翻火口;22、預(yù)熱、啟動(dòng)、輔熱燃燒爐膛(簡稱啟輔爐膛);23、輔爐膛小型燃燒機(jī)(簡稱小型燃燒機(jī));24、工藝支聯(lián)集箱;25、陪側(cè)墻;26、輔膛出口;27、倆集箱;28、輔膛篦;29、底盤座;30、自封閉(機(jī)械性自動(dòng)或半自動(dòng)排、儲(chǔ)灰)系;31、降灰篦;32、剛性耐火鉚拴預(yù)固座(簡稱鉚拴座);33、返煙噴口;34、輔膛;35、同向出口返煙流(簡稱返煙流);36、樞煙道;37、橫慣煙道;38、兆帕級(jí)耐壓返煙流支煙道(簡稱支煙道);39、耐火剛玉澆注內(nèi)開返煙道冷卻周側(cè)爐墻(簡稱側(cè)墻或稱耐火爐墻);40、縱橫連通返煙道間墻(簡稱間墻);41、機(jī)體;42、水、石粉混合燃油(或含氘配氚料輸入)燃料噴口(簡稱燃料噴口);43、堆內(nèi)“a”區(qū),返煙流不斷噴入,快速旋動(dòng)整堆火焰的同時(shí),主要目的是穩(wěn)定調(diào)控堆芯輻射能熱平衡到返煙流和水冷壁中,并且確保在1350~1500℃以下被引風(fēng)機(jī)負(fù)壓引帶連續(xù)熱出力而去出爐膛出口,成為湍流氣態(tài)熱力輸出的湍流護(hù)堆返煙流約束邊界層的兩大熱力輸出區(qū)(簡稱煙水兩大熱力輸出區(qū));44、堆內(nèi)“b”區(qū),初始磁約束輻射熱傳導(dǎo)區(qū)(簡稱輻射熱傳導(dǎo)區(qū));45、堆內(nèi)“c”區(qū),高溫等離子態(tài)磁約束區(qū)(簡稱磁約束區(qū));46、堆內(nèi)“d”區(qū),紫外線發(fā)射熱傳導(dǎo)區(qū)(簡稱紫外線發(fā)射區(qū));47、堆內(nèi)“e”區(qū),遠(yuǎn)紫外線發(fā)射熱傳導(dǎo)區(qū)(簡稱遠(yuǎn)紫外線發(fā)射區(qū));48、堆內(nèi)“f”區(qū),瞬間熱解把h2o、mgo、mg、co、co2、h、c、o、cao、ca等高溫等離子態(tài)火焰水基混合燃料(含氘氚之水)輸入燃燒的磁約束“超高溫”聚變產(chǎn)熱的核聚變?nèi)剂陷斎氲膞射線發(fā)射熱發(fā)生區(qū)(簡稱x射線發(fā)射區(qū));49、堆內(nèi)“g”區(qū),“太陽”理論中心,為磁約束水基燃油啟動(dòng)燃料聚變?nèi)剂陷斎刖酆先紵膞射線區(qū)內(nèi)核過熱候溫區(qū)(簡稱過熱候溫區(qū));50、堆內(nèi)“h”區(qū),x射線內(nèi)核中心可過熱再候溫區(qū)(簡稱過熱再候溫區(qū));51、堆內(nèi)“o”區(qū),x射線內(nèi)核中心區(qū)核子再過熱終極候溫區(qū)(簡稱過熱終極候溫區(qū));52、鋯金屬大徑水(或熱載體、氬氣等)冷直流盤管冠系熱出力串通管(簡稱盤管);53、大徑管隙間返煙護(hù)壁窩流區(qū)(簡稱窩流區(qū));54、火焰旋轉(zhuǎn)方向;55、冷卻電磁線圈扇面通風(fēng)整口毗連的空氣隔熱層(簡稱線圈冷卻通風(fēng)口或稱空氣隔熱層);56、或外體周設(shè)兆帕級(jí)水冷剛體的內(nèi)襯耐火澆注、硅酸鋁(板瓦)加厚保溫層(簡稱保溫層);57、電磁約束磁體(由已知的型量級(jí)各不相同的縱場線圈、歐姆場線圈、平衡場線圈、反繢控制線圈組成的反場箍縮裝置的組球、組柱磁體系構(gòu)成)系統(tǒng)(簡稱磁約束);58、底部過火頸;59、輻射、對(duì)流換熱的蒸汽發(fā)生系統(tǒng)(簡稱換熱系統(tǒng)或稱蒸汽發(fā)生系統(tǒng));60、主(副)引風(fēng)機(jī);61、球(或雙層球分別集流于水、熱載體工質(zhì))形直流給水集箱(簡稱球形集箱);62、1500℃左右煙溫區(qū)輻射換熱盤管管束上、下球形殼體(簡稱盤管管束或稱球形殼體);63、常規(guī)引風(fēng)機(jī)(主、副配置)或兆帕級(jí)耐壓返煙火流回路熱出力(通去蒸汽發(fā)生系若干回程爐膛或煙道降溫到260℃后再循環(huán))對(duì)流換熱后接柱塞式抽煙壓流返煙高壓循環(huán)的副(主)引風(fēng)機(jī)而去的彎頸煙道(簡稱煙火頸);64、重力支架底盤(簡稱支架底盤);65、剛玉耐火澆注、保溫的過火彎管體(簡稱過火彎管);66、環(huán)形直流集箱式鍋筒(簡稱直流環(huán)箱);67、多泵直流供水(逆止)管束(簡稱供水管束);68、風(fēng)機(jī)返煙流輸入管束(簡稱風(fēng)機(jī)返煙管);69、準(zhǔn)兆帕級(jí)壓力循環(huán)輸出返煙火流熱力和調(diào)控水、熱載體介質(zhì)熱力輻射換熱系安全對(duì)流的堆下爐膛出口(簡稱堆膛出口);70、爐頂置機(jī)耐火橫凸保溫爐口平臺(tái)(簡稱頂臺(tái));71、鍋傍內(nèi)側(cè)耐火凸保溫爐口臺(tái)(簡稱側(cè)臺(tái));72、無空氣噴油、水混料口(簡稱噴油水口);73、護(hù)墻頂衛(wèi)管束(簡稱頂衛(wèi)管束);74、小斜膛頂;75、直流輔聯(lián)管束間聯(lián)置集箱(簡稱間聯(lián)集箱);76、煙氣回程串管隔板(簡稱隔板);77、返煙流與磁約束系統(tǒng)氣磁雙約束火焰并循環(huán)熱出力與水冷壁內(nèi)水循環(huán)熱出力的水基燃油堆式熱機(jī)或一至若干逆火膛統(tǒng)籌系統(tǒng)(簡稱堆式熱機(jī)或稱逆火膛統(tǒng)籌系統(tǒng));78、水基燃油火焰a區(qū),返煙流旋轉(zhuǎn)混入調(diào)1500℃以下溫度的層流火焰層(簡稱層流火焰層);79、水基燃油火焰b區(qū),返煙流旋轉(zhuǎn)惰性混入2000℃以上溫度的低溫等離子態(tài)輻射傳遞熱介層(簡稱輻射傳遞熱介層);80、水基燃油火焰c區(qū),3000℃以上高溫等離子態(tài)強(qiáng)對(duì)流水基燃油旋轉(zhuǎn)燃燒層(簡稱旋轉(zhuǎn)燃燒層);81、水基燃油火焰d區(qū),5000℃左右高溫等離子態(tài)水基燃油中心層(簡稱燃油中心層);82、水基燃油火焰磁力全閉合反場箍縮等離子火焰的過熱終極候溫區(qū)之核聚變堆心(簡稱火焰核心或聚變堆心);83、水基鎂催化燃油返煙流約束過熱再過熱、升溫再升溫,達(dá)到高溫等離子態(tài)再磁約束啟動(dòng)的核聚變反應(yīng)堆(簡稱核聚變反應(yīng)堆);84、常規(guī)引風(fēng)機(jī)主、副配置的返煙火流回路熱出力控溫配火的頸煙道出力火口(簡稱出力火口);85、白剛玉澆注返煙斜入口;86、水基鎂催化或單純鎂催化燃油(水基鎂催化燃煤粉)熱機(jī)(簡稱燃油熱機(jī));87、填角墻;88、煤粉撥撒口;89、s水冷管交叉屏頂;90、剛玉耐火磚拱;91、屏上空氣隔熱層;92、水冷埋管管束;94、煤粉火對(duì)進(jìn)分口;95、煤粉石粉混料低溫燃燒室(簡稱低溫燃燒室);96、埋管間墻;97、埋管環(huán)布火口墻;98、粗粉灰渣沉降室;99、細(xì)粉灰渣沉降室;100、間墻埋管管束;101、法蘭連接平排橫聯(lián)集箱保溫空氣隔熱頂屏(簡稱空氣隔熱頂屏);102、埋水冷管束的水基鎂催化高溫燃燒方圓(環(huán))倒扣形空腔室爐膽(簡稱高溫燃燒室);103、端球磁力全閉合反場箍縮約束等離子聚合球心(簡稱磁力聚合端心);104、“端·柱·端”磁力全閉合反場箍縮約束等離子聚合柱心(簡稱磁力聚合柱心);105、底座。

具體實(shí)施方式

在圖1中,左右全對(duì)稱,兩逆火膛11由中心耐火爐墻10隔局,分別與左、左耐火爐墻9構(gòu)成;墻10自兩底側(cè)墻18、中樞拱16構(gòu)成的中樞膛20的拱16頂砌筑而上,上至頂臺(tái)70,臺(tái)70左右每砌筑留有噴油水口72到側(cè)臺(tái)71;臺(tái)71下依重于頂衛(wèi)管束73附鍋延砌在耐火爐墻9頂上,構(gòu)成每對(duì)應(yīng)的逆火膛11;每膛11的口72上裝燃燒機(jī)2,中下位設(shè)兩級(jí)返煙篦12,再下底是翻火通膛19;膛19側(cè)外是啟輔爐膛22,內(nèi)設(shè)有對(duì)應(yīng)外裝小型燃燒機(jī)23的每趁由上升管束間混耐火凝結(jié)小斜膛頂74的四至若干分膛22,膛22底部鉚拴座32,座32內(nèi)每鋪雙并小鍋筒7;小鍋筒7過各型水冷管束8分接輔聯(lián)集箱75、工藝支聯(lián)集箱24、中鍋筒5、上鍋筒3而上,唯中鍋筒5與上鍋筒3集中布置水冷管束8,尤其若干隔板76隔制回程的分段換熱主功能左右全對(duì)稱輻射換熱與對(duì)流換熱兩系統(tǒng);系統(tǒng)每分別引中樞混火膛20的前后通煙而來,換熱后又于各自底部匯煙通去,去經(jīng)副引風(fēng)機(jī)循環(huán)返煙流到主副樞橫通道15、中支煙道38、樞煙道36,另經(jīng)主引風(fēng)機(jī)排向煙囪而去。

在圖2中,呈矩形橫截面的逆火膛統(tǒng)籌系統(tǒng)77,八至若干個(gè)逆火膛11,兩列四排全對(duì)稱,一周耐墻39,縱通設(shè)對(duì)稱中心的中心耐火爐墻10,左右對(duì)稱等設(shè)設(shè)間墻40,局成八個(gè)全等對(duì)稱值的膛11;膛11每四角填角異型磚砌設(shè)有豎上返煙的樞煙道36,道36上下勻開返煙流出口35,墻(10、40、39)內(nèi)勻設(shè)支煙道38,道38上下勻開返煙流出口35;墻(10、40、39)內(nèi)的逆火膛11四壁環(huán)豎一排水冷壁管束8。

在圖3中,圓柱空腔、上下端均為整半球合空一腔體的堆膛11,自內(nèi)向外設(shè)有兩層水冷管束8、上盤管52、下盤管52而自下向上分合聯(lián)串各路直流通由給水泵泵壓通流的水冷管束構(gòu)成冷卻堆壁8,堆壁8周夾勻設(shè)返煙出口35,再外是內(nèi)設(shè)樞煙道36、橫慣煙道37、支煙道38的耐火爐墻9;墻9外設(shè)保溫層56,再外周設(shè)空氣隔熱層55、內(nèi)有樞煙道36和支煙道38的耐火爐墻9、磁體系統(tǒng)57構(gòu)成配置燃燒機(jī)2、磁約束系統(tǒng)57對(duì)堆心聚有磁力聚合柱心104、磁力聚合端心103反場箍縮等離子的熱核聚變反應(yīng)堆83。

在圖4中,以外層向內(nèi)正圓同心構(gòu)造由磁體系統(tǒng)57、空氣隔熱層55、保溫層56、耐火爐墻9、冷卻堆壁8局成堆膛11,堆膛11內(nèi)自外向?qū)ΨQ同心圓圓點(diǎn)分有煙水兩大熱力輸出a區(qū)43、輻射熱傳導(dǎo)b區(qū)44、磁約束c區(qū)45、紫外線發(fā)射d區(qū)46、遠(yuǎn)紫外線發(fā)射e區(qū)47、x射線發(fā)射f區(qū)48、過熱候溫g區(qū)49、過熱再候溫h區(qū)50、過熱終極候溫區(qū)51。

在圖5中,與圖1主體結(jié)構(gòu)大致相同,所不同的部分是逆火膛11內(nèi)正中設(shè)埋水冷管束輻射管13的方圓(環(huán))倒扣空腔形水基鎂催化高溫燃燒爐膽102,膽倒扣腔上封s水冷管交叉屏頂89,頂下是剛玉耐火磚拱90,膽外環(huán)腔頂布煤粉撥撒口88,口88下為煤粉石粉混料低溫燃燒環(huán)腔室95,膽內(nèi)腔為逆火膛11,膽102下部周側(cè)開煤粉火對(duì)進(jìn)分口94,口94外下環(huán)腔為環(huán)粗粉灰渣沉降室98,口94內(nèi)下腔為細(xì)粉灰渣沉降室99,構(gòu)成巨型化的高溫等離子體由返煙氣流旋轉(zhuǎn)約束火焰的低、中壓蒸汽發(fā)生的水基鎂催化燃煤粉熱機(jī)。

當(dāng)前第1頁1 2 
網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
  • 還沒有人留言評(píng)論。精彩留言會(huì)獲得點(diǎn)贊!
1