環型換熱環2，便對應有幾層環型管道系統。如圖3所示，每層環型管道系統均由沿著高爐體I側壁設置的若干條的套管33、上導管31和下導管32構成。
[0033]根據實際情況，該套管33由兩個由PVC、PPR或金屬材料制作而成的三通件和一根直管形成一個整體，即兩個三通分別固定在直管的兩端并使其內部相連通。套管33的中心軸線與高爐體I的中心軸線平行，而上導管32則將所有套管33的上端串接起來并使其形成一個圓環，所有的下導管33則將所有套管33的下端串接起來，也使其形成一個圓環，從而使得每個環型管道系統均為一個彼此之間相互連通的獨立的整體。每層超導環型換熱環2的數量和位置均與與之相對應的環行管道系統中的套管33的數量和位置相對應，即一個超導環型換熱環2便對應一個套管33。
[0034]超導環型換熱環2為本發明最為核心的部件，其由低碳鋼制作成環狀，且在其內部填充有由水、奈、鈉或鉀，或其任意組合混合而成的超導換熱介質。為了確保超導環型換熱環2內部的超導換熱介質能迅速的進行熱能交換，因此該超導環型換熱環2的整體形狀優先制作呈矩形狀。同時，內嵌在澆注固化體10內部的超導環型換熱環2的管壁上還設有一個以上的由低碳鋼Q235制成的環行翅片11。該環形翅片11的厚度為20± 1mm，夕卜徑為150±10mm，其內徑要比超導環型換熱環2的外徑大10mm，并與超導環型換熱環2雙面滿焊焊接，而焊接質量則與吸收滲炭、超導環型換熱環2實現超導換熱效率及其使用壽命提高有關。環型翅片11的外徑與高爐內表面的距離為:爐身部位70±20mm，爐腰部位100± 10mm，該距離適用于各種容積的高爐，并與高爐超導冷卻系統在高爐內表面形成保護性渣皮及其抗沖刷能力有關。
[0035]由于超導環型換熱環2呈矩形狀，且其只有具有環形翅片11 一側的管道通過澆注固化體10內嵌在高爐體I的側壁內襯上，因此該超導環型換熱環2還有一側的管道是外露在高爐體I的側壁之外的，而該外露側的管道則要穿過與其相對應的套管33，從而使得每個超導環型換熱環2均與所述的型管道系統連接在一起。為了確保熱交換效率，因此本發明還在環型換熱管2與套管33的相貫部分采用了滿焊無缺陷焊接方式進行焊接，從而使得每個超導環型換熱環2均能固定在上導管31和下導管32上，以形成圖3所示的整體結構。同時，每個超導環型換熱環2的環行面均必須與上導管31或下導管32的切線垂直。
[0036]超導環型換熱環2與導管33相貫時的剖面結構如圖3所示，為了確保超導環型換熱環2中超導換熱介質所吸收的熱能與及時能有效地與流經導管33中的工質進行熱交換，因此在導管33的管道內壁上還設有若干條平行設置的半圓形溝槽4。
[0037]本發明將超導環型換熱環2分為預熱段、蒸發段、低溫過熱段和高溫過熱段四部分，為了提高換熱面積和換熱效果，上述預熱段、蒸發段、低溫過熱段和高溫過熱段均有大部分結構內嵌在高爐體I的側壁內，而位于高爐體I側壁外部的部分則通過一根導管連通，以保證冷卻水從給水泵送入導管后，能夠順利流動至最下端的蒸汽利用裝置內。
[0038]為了便于固定環型管道系統，因此沿著高爐體I的側壁上每隔4500mm便設一處與高爐爐殼焊接固定三角形支架，每隔900mm設一處三角形活動支架支撐上導管31。同時在套管33上還設有一個水平管，且該水平管的內徑、外徑、壁厚及長度與高爐的容積和所在的高爐水平溫度場有關，該水平管穿出高爐爐壁外并在與爐壁相交處雙面滿焊連接，并用耐磨抗熱震抗滲炭彈性耐火澆注料10將與之相應連接的管道、支架等澆注固定高爐內襯耐火材料層內，形成一整體結構。同時，在與澆注固化體10接觸的鋼制構、配件外還包覆(纏繞方式包覆，之后用封箱膠帶粘牢)3?5層有0.2mm蠟紙，該包覆厚度均勻程度及質量均與本發明的換熱效率和整體壽命提高相關。同時，在高爐體I的爐腰及爐腹部位的爐壁鐵殼內表面設置有高溫無石棉硅鈣板5。
[0039]為了達到余熱回收再利用的目地，本發明打破傳統技術的約束首次與發電系統12和蒸汽利用裝置結合使用，從而將傳統的高爐冷卻系統余熱不可能與發電系統和蒸汽利用裝置配合使用的技術問題變成了現實。
[0040]為了實現該目的，本發明采用了獨特的蒸汽利用裝置和發電系統12，其結構如圖1所示，該蒸汽利用裝置包括除氧器7、減溫器8、汽包13、軟水箱6和集汽箱9。所述汽包13的一端與各層的上導管31或下導管32相連通，其另一端經支管后則順次與除氧器7和減溫器8相連接，軟水箱6的一端與發電系統12相連接，另一端則與高爐體I爐身處的環型管道系統中的下導管32相連接。所述的集汽箱9則連接在高爐體I爐腰處的下導管32與減溫器8之間，且減溫器8也通過支管分別與高爐體I爐身處的上導管31和爐座處的上導管31相連通。
[0041]而發電系統12則包括余熱制冷機組14、冷凝器15、汽輪機16、高爐基墩水冷管17、蒸汽水混合加熱器18，發電機19以及射汽增壓器。其中，汽輪機16和冷凝器15與高爐體I爐座處的上導管31相連接，而余熱制冷機組14則用于吸收并重復利用該冷凝器15所排放的余熱，蒸汽水混合加熱器18與該余熱制冷機組14相連接，而高爐基墩水冷管17則連接在余熱制冷機組14與蒸汽水混合加熱器18之間。
[0042]所述的射汽增壓器為增加汽輪機16的運轉效率和扭矩所增加的裝置，其與余熱制冷機組14的冷卻水管道相連通并直接作用于汽輪機16的轉子葉片，就如同目前的渦輪增壓發動機一樣。而蒸汽水混合加熱器18則經支管與汽包13相連接。所述射汽增壓器所噴射的氣流則來自于該余熱制冷機組14用于熱交換后的低溫熱水，該射汽增壓器能將該低溫熱水急劇壓縮，并形成氣流向汽輪機16的轉子葉片噴射，進而推動汽輪機16加速運轉。
[0043]本發明的蒸汽利用裝置、發電系統12及環型管道系統中所有參與高爐冷卻的工質均為軟水，即都是通過軟水箱6進行軟化的，以確保各管道系統內部不會產生水垢，從而影響高爐的冷卻效果。其中，蒸汽利用裝置中軟水箱6的軟水進口溫度成為控制余熱制冷機14生產冷水的目標值，且與冷凝器15的真空度相適應，并保持恒定。而設置在澆注固化體10內部的溫度傳感器則主要用于采集其內部溫度以及距離高爐體I爐壁100mm、250mm及350_處的溫度，整個系統以該溫度作為目標控制值，從而控制汽輪機16的蒸汽參數，并確保高爐體I側壁溫度不高于50°C。
[0044]為確保余熱制冷機14的效率，本發明在其內部設置了由二極管整流器U、穩壓變壓電路、邏輯開關電路、穩壓并聯控制電路，串接在邏輯開關電路與穩壓并聯控制電路之間的雙極性振蕩電路，以及串接在穩壓變壓電路與穩壓并聯控制電路之間的電流源所組成的余熱控制處理系統，其結構如圖4所示。連接時，該穩壓變壓電路直接串接在二極管整流器U的正極輸出端和負極輸出端之間，而邏輯開關電路則分別與二極管整流器U的負極輸出端和穩壓變壓電路相連接，穩壓并聯控制電路則與邏輯開關電路相連接。
[0045]其中，穩壓變壓電路由功率放大器P1、變壓器T、電阻R3、電阻R4、電阻R5、二極管Dl、穩壓二極管D2、穩壓二極管D3、二極管D4、二極管D5、極性電容C3、電容C5、電容C6、電容C7以及電感L4組成。其中，變壓器T由設置在其原邊的原邊線圈LI，以及設置在其副邊的副邊線圈L2和副邊線圈L3組成。
[0046]連接時，電阻R3的一端與功率放大器Pl的同相端相連接，其另一端順次經電阻R4后變壓器T的原邊線圈LI的同名端相連接；二極管Dl的P極與功率放大器Pl的輸出端相連接，其N極經電阻R5后與變壓器T的原邊線圈LI的非同名端相連接。同時，穩壓二極管D2的P極與二極管整流器U的負極輸出端相連接，其N極與電阻R3和電阻R4的連接點相連接；穩壓二極管D3的P極與二極管整流器U的負極輸出端相連接，其N極與二極管Dl的N極相連接。
[0047]極性電容C3的正極與功率放大器Pl的同相端相連接，其負極與功率放大器Pl的輸出端相連接；二極管D4的P極與變壓器T的副邊線圈L2的同名端相連接，其N極順次經電感L4、電容