CN103440994B - 碱金属热电转换器用隔热器 - Google Patents
碱金属热电转换器用隔热器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103440994B CN103440994B CN201010597092.8A CN201010597092A CN103440994B CN 103440994 B CN103440994 B CN 103440994B CN 201010597092 A CN201010597092 A CN 201010597092A CN 103440994 B CN103440994 B CN 103440994B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- alkali metal
- heat
- heat shield
- thermal insulation
- thermoelectric converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 34
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 title claims abstract description 34
- 239000002585 base Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 3
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000003471 anti-radiation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000005619 thermoelectricity Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及碱金属热电转换器用隔热器，包括隔热罩、至少一个拱形隔热层、限位支撑环、球面支撑体、支撑体；隔热罩包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管与蒸发器包围且圆筒状侧面与厚热壁之间留有空隙；隔热层设置在隔热罩的上端面的正上方，球面状隔热层与隔热罩的上端面之间被位于中心的限位支撑环和位于圆周的多个球面支撑件定位紧固；限位支撑环的中心用于穿过回流芯体；多个支撑件用于将隔热罩固定于厚热壁上。本发明目的是提供一种减少高温端的热量损失、提高转换效率的碱金属热电转换器用隔热器，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。
Description
技术领域
本发明涉及隔热设备技术领域，具体涉及到一种碱金属热电转换器用隔热器。
背景技术
碱金属热电转换器(AMTEC)是指将热量和电荷的物质不经过机械传动而直接转变为电能，是现代科学技术领域中的最新成就之一。碱金属热电直接转换其特点是体积小、重量轻、无运动部件、无噪声、可靠性高、无需维护、高效率和高功率密度等令人瞩目的特点。主要适用于核能、化石能、太阳能等多种形式的热源，在航空航天、地面、深水等空间领域，都有很好的应用前景。
在现有的碱金属热电转换过程中，由于碱金属热电转换器(AMTEC)是能量转换设备的关键部件之一，热量利用率的高低直接决定着其发电效率。如何将热电转换过程中高温端的热量辐射损失降到最低是目前迫切需要解决的。
发明内容
本发明目的是提供一种减少高温端的热量损失、提高转换效率的碱金属热电转换器用隔热器。
本发明的技术解决方案为：
一种碱金属热电转换器用隔热器，其特殊之处在于：包括隔热罩11、至少一个拱形隔热层14、限位支撑环13、球面支撑体15、支撑体12；所述隔热罩11包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管2与蒸发器9包围且圆筒状侧面与厚热壁3之间留有空隙；所述拱形隔热层14设置在隔热罩11的上端面的正上方，所述拱形隔热层14与隔热罩11的上端面之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑体15定位紧固；所述限位支撑环13的中心用于穿过回流芯体7；所述多个支撑体12用于将隔热罩11固定于厚热壁3上。
上述隔热罩11以及拱形隔热层14的内壁上涂覆有辐射涂层。
上述拱形隔热层14的数量为两个两个拱形隔热层14上下叠放且中间设置有间隙，两个拱形隔热层14之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑体15定位紧固。
上述隔热罩11采用在真空条件下具有消气特点的金属及其合金。
上述隔热罩11采用铌、锆、铪或其合金。
上述辐射涂层为金属铑。
上述隔热罩11下端为多孔结构。
本发明所具有的优点：
1、本发明为碱金属热电转换器，可减小热辐射损失，使高温端与低温端形成一定的温度差、压强差，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。
2、本发明将隔热罩设置为拱形的，可有效的将碱金属热电转换器(AMTEC)高温端10的热辐射聚集，有效的降低了高温端的热量散发到低温端。
3、本发明在隔热罩内部采用金属铑作为辐射涂层，能有效的将热辐射聚集在隔热罩内，使整个转换器中热辐射16损失减小，提高碱金属热电转换器转换效率、输出功率。
附图说明：
图1为本发明碱金属热电转换器用隔热器的结构示意图；
图2为本发明隔热器在碱金属热电转换器中的安装示意图及工质蒸汽对流路径图；
图3为碱金属热电转换器的热能辐射示意图；
具体实施方式
本发明碱金属热电转换器用隔热器，包括隔热罩11、至少一个拱形隔热层14、限位支撑环13、球面支撑体15、支撑体12；隔热罩11包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管2与蒸发器9包围且圆筒状侧面与厚热壁3之间留有空隙；拱形隔热层14设置在隔热罩11的上端面的正上方，拱形隔热层14与隔热罩11的上端面之间被位于中心的限位支撑环13和位于圆周的多个球面支撑体15定位紧固；限位支撑环13的中心用于穿过回流芯体7；多个支撑体12用于将隔热罩11固定于厚热壁3上。隔热器的隔热罩11将BASE管2与蒸发器9包围，顶端拱形隔热层14之间以中心限位支撑环13定位紧固，球面支撑体15支撑，外侧采用支撑体12固定于厚热壁3，将其固定于整个碱金属热电转换器之中。BASE管2外壁还原的工质蒸汽6在上升的时候遇到隔热器8，蒸汽将会沿着隔热罩壁11通过厚热壁3与隔热罩11之间的间隙上升到低温端5。在这个过程中，通过高温端BASE管2、蒸发器9、热盘1等以热辐射形式输出的热量，在隔热器8中经过拱形隔热层14与隔热罩11有效的将大部分热量聚集在隔热器8当中，用来减小碱金属热电转换器内部辐射热16传递。这样可以减小转换器内部的总热量损失，降低低温端5的温度，提高BASE组件的工作温度，防止工质蒸汽6在BASE管2内部形成凝结(防止转换器内部短路)，最后总体体现为热电转换效率与输出功率的提高。
隔热器本身具有体积小、重量轻、结构简单、便于加工等优点。该隔热器8可有效的将碱金属热电转换器高温端10的热辐射16聚集，使BASE管2、蒸发器9、热盘1辐射出的热量，以
①→②→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧
的路径对流，并通过隔热罩11内部的防辐射涂层降低隔热罩11自身热辐射16损失，能有效地将热能转换为电能，能使整个转换器中热辐射16损失减小，工质蒸汽流均匀，平稳的流向低温端5，以最大限度的提高热量利用效率。碱金属工质蒸汽6在冷凝器4凝结，工质以液态形式通过回流芯体7到达蒸发器9，如此循环。在其高温端10与低温端5形成一定的温度差、压强差，能更好的提高碱金属热电转换器转换效率和输出功率，为外界负载提供更平稳、更可靠的功率输出。
本发明的隔热罩11和拱形隔热层14采用耐1000K以上的金属材料均可，尤其是在真空条件下具有消气特点的金属及其合金(如铌、锆、铪等)为佳。为了保证隔热效果，使热辐射16有效的转换成电能，其隔热罩11结构可以嵌套(如拱形隔热层14)，即可采用一层或多层结构实现。隔热罩11下端可加工多孔方式来有效的保证工质蒸汽6流通，使工质蒸汽6均匀、平稳的流向低温端5。
本发明的隔热罩11内部采用金属铑作为辐射涂层，能有效的将热辐射16聚集在隔热罩11内，使整个转换器中热辐射16损失减小，提高碱金属热电转换器转换效率和输出功率。
本发明用于碱金属热电转换器时对于工质蒸汽6的对流方式如图2所示。
本发明用于碱金属热电转换器时热能辐射16方式如图3所示。
Claims (7)
1.一种碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：包括隔热罩(11)、至少一个拱形隔热层(14)、限位支撑环(13)、球面支撑体(15)、支撑体(12)；所述隔热罩(11)包括拱形上端面和圆筒状侧面，其可将BASE管(2)与蒸发器(9)包围且圆筒状侧面与厚热壁(3)之间留有空隙；所述拱形隔热层(14)设置在隔热罩(11)的上端面的正上方，所述拱形隔热层(14)与隔热罩(11)的上端面之间被位于中心的限位支撑环(13)和位于圆周的多个球面支撑体(15)定位紧固；所述限位支撑环(13)的中心用于穿过回流芯体(7)；多个支撑体(12)用于将隔热罩(11)固定于厚热壁(3)上。
2.根据权利要求1所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述隔热罩(11)以及拱形隔热层(14)的内壁上涂覆有辐射涂层。
3.根据权利要求1或2所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述拱形隔热层(14)的数量为两个，两个拱形隔热层(14)上下叠放且中间设置有间隙，两个拱形隔热层(14)之间被位于中心的限位支撑环(13)和位于圆周的多个球面支撑体(15)定位紧固。
4.根据权利要求3所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述隔热罩(11)采用在真空条件下具有消气特点的金属及其合金。
5.根据权利要求4所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述隔热罩(11)采用铌、锆、铪或其合金。
6.根据权利要求2所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述辐射涂层为金属铑。
7.根据权利要求3所述的碱金属热电转换器用隔热器，其特征在于：所述隔热罩(11)下端为多孔结构。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010597092.8A CN103440994B (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 碱金属热电转换器用隔热器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201010597092.8A CN103440994B (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 碱金属热电转换器用隔热器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103440994A CN103440994A (zh) | 2013-12-11 |
| CN103440994B true CN103440994B (zh) | 2016-05-25 |
Family
ID=49694681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201010597092.8A Expired - Fee Related CN103440994B (zh) | 2010-12-20 | 2010-12-20 | 碱金属热电转换器用隔热器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103440994B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5928436A (en) * | 1997-02-26 | 1999-07-27 | Advanced Modular Power Systems, Inc. | Means for controlling thermal properties of AMTEC cells |
| US5929371A (en) * | 1997-07-28 | 1999-07-27 | Advanced Modular Power Systems, Inc. | Heat shields for alkali metal thermal to electric conversion (AMTEC) cells |
| CN101604932A (zh) * | 2009-07-17 | 2009-12-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种蓄热式热电直接转换装置 |
| CN202159585U (zh) * | 2010-12-20 | 2012-03-07 | 西安航科等离子体科技有限公司 | 碱金属热电转换器用隔热器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2601889B2 (ja) * | 1988-10-05 | 1997-04-16 | 三菱重工業株式会社 | アルカリ金属熱電変換装置 |
| US20080135081A1 (en) * | 2006-12-08 | 2008-06-12 | General Electric Company | Thermal insulation materials and applications of the same |
-
2010
- 2010-12-20 CN CN201010597092.8A patent/CN103440994B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5928436A (en) * | 1997-02-26 | 1999-07-27 | Advanced Modular Power Systems, Inc. | Means for controlling thermal properties of AMTEC cells |
| US5929371A (en) * | 1997-07-28 | 1999-07-27 | Advanced Modular Power Systems, Inc. | Heat shields for alkali metal thermal to electric conversion (AMTEC) cells |
| CN101604932A (zh) * | 2009-07-17 | 2009-12-16 | 哈尔滨工程大学 | 一种蓄热式热电直接转换装置 |
| CN202159585U (zh) * | 2010-12-20 | 2012-03-07 | 西安航科等离子体科技有限公司 | 碱金属热电转换器用隔热器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "碱金属热电转换器实用化的两个关键问题";张来福等;《能源技术》;20040630;第25卷(第3期);第114-116页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103440994A (zh) | 2013-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109742976B (zh) | 一种基于高温热管传热的静态温差发电装置 | |
| CN109599194A (zh) | 一种静默式空间核反应堆地面实验装置 | |
| CN102568623B (zh) | 外星球用快中子反应堆和碱金属热电转换器一体化装置 | |
| CN202395698U (zh) | 地热源发电的热电转换系统 | |
| CN105656352A (zh) | 一种地热发电装置 | |
| CN101725489B (zh) | 一种太阳能热电联合利用装置 | |
| CN103440994B (zh) | 碱金属热电转换器用隔热器 | |
| CN201739091U (zh) | 太阳能与地热能协同发电系统 | |
| CN107023993B (zh) | 一种高效环保固体电蓄热锅炉 | |
| CN202307541U (zh) | 一种高性能热电转换器 | |
| CN202159585U (zh) | 碱金属热电转换器用隔热器 | |
| CN103138643A (zh) | 一种太阳能热电转换机构 | |
| CN202747673U (zh) | 金属冷凝端玻璃热管式太阳能集热管 | |
| CN204304840U (zh) | 一种地热发电装置 | |
| CN102544345B (zh) | 一种高性能热电转换器 | |
| CN106712712B (zh) | 一种光伏热电一体式综合发电装置 | |
| CN108375212B (zh) | 一种用于碟式太阳能反射镜聚热的集热管 | |
| CN201662225U (zh) | 对流室式导热油炉 | |
| CN202928166U (zh) | 太阳能真空集热管 | |
| CN116488509B (zh) | 一种异形高温热管耦合静态热电转化一体化集成装置 | |
| CN202395693U (zh) | 一种太阳能热电转换装置 | |
| CN207763283U (zh) | 一种采用阳极保护的超深地埋套管式地源井换热装置 | |
| CN2773517Y (zh) | 电热器 | |
| CN201418051Y (zh) | 一种能发电和产生热水的太阳能真空超导装置 | |
| CN117615630A (zh) | 一种冷端循环冷却的棒状热电转换装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160525 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |