CN106301084A - 一种利用中高温流体的温差发电装置 - Google Patents

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潘卫国
尤运
姜未汀
王健
钱鸣
钱一鸣
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University of Shanghai for Science and Technology
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
    • H02N11/002—Generators

Abstract

本发明涉及一种利用中高温流体的温差发电装置，该装置包括：流体热源：用以为温差发电装置提供中高温流体热源；温差发电组件：包括流体通道、散热水箱和温差发电单元，所述的流体通道分别与流体热源和温差发电单元的热端连接，所述的散热水箱分别与外部恒温水源和温差发电单元的冷端连接；测控组件：用以测量温差发电单元的热端和冷端的温度，并且调控气流体热源的流速和温度。与现有技术相比，本发明具有提高能源利用效率、提高吸热率、提高散热率、使用寿命长、便于拆卸等优点。

Description

一种利用中高温流体的温差发电装置
技术领域
本发明涉及温差发电领域，尤其是涉及一种利用中高温流体的温差发电装置。
背景技术
在燃煤或燃气锅炉中燃料燃烧所产生烟气是以一定的传热方式把热量传递给受热面，且有相当一部分的热量以排烟的方式排向大气环境中，会造成较大的能量损失和环境污染，而这些热损失当中，有传热损失、散热损失和排烟热损失等，如果能利用这部分的热量进行温差发电是一个很好的节能途径，温差发电是利用塞贝克效应将高温与低温的温差产生的热能转变成电能的绿色发电技术，具有很好的市场前景。
现有的锅炉中烟气温差发电装置，能源利用率低，吸热率和散热率也不高，大大影响了温差发电的效率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高能源利用效率、提高吸热率、提高散热率、使用寿命长、便于拆卸的中高温流体的温差发电装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用中高温流体的温差发电装置，该装置包括：
流体热源：用以为温差发电装置提供中高温的热流体；
温差发电组件：包括流体通道、散热水箱和温差发电单元，所述的流体通道分别与流体热源和温差发电单元的热端连接，所述的散热水箱分别与外部恒温水源和温差发电单元的冷端连接；
测控组件：用以测量温差发电单元的热端和冷端的温度，并且调控热流体的流速和温度。
所述的温差发电单元包括多个温差发电片、与温差发电片热端连接的吸热板以及与温差发电片冷端连接的散热板，所述的吸热板设置在流体通道的内壁，且与热流体接触，所述的散热板与散热水箱接触。
所述的吸热板为一凸台形板件，该板件的凸台嵌入流体通道的内壁中，且凸台面与流体通道内的热流体接触。
所述的散热水箱侧面开口，所述的散热板嵌设在侧面开口中，且与散热水箱中的恒温水接触。
所述的吸热板上设有多片平行设置的吸热肋片，所述的吸热肋片伸入流体通道内，将位于吸热板处的流体通道分为多个平行的子通道。
所述的散热板上设有多片平行设置的散热肋片，所述的散热肋片伸入散热水箱内，将散热板处的散热水箱分为多个平行的子通道。
所述的吸热板和散热板间设有一层绝热层，所述的温差发电片设置在绝热层内。
所述的吸热肋片为波纹型、百叶型或开缝型。
所述的散热肋片为波纹型、百叶型或开缝型。
所述的吸热板和散热板通过耐高温的螺钉紧固连接，所述的螺钉的头部依次穿过散热板、绝热层和吸热板，并且伸入到流体通道中紧固。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、提高能源利用效率：利用锅炉中烟气与受热面间的传热温差和尾部排烟热等，通过采用合理的热电材料进行热电转换产生额外的电能，能够有效提高能源利用效率，经测试本发明采用的温差发电装置可提高火电厂机组发电功率0.5％-1％。
二、提高吸热率：本发明通过在温差发电片的热端加设吸热片，吸热片上加设多组肋片，肋片可以是波纹型、百叶型或开缝型，增加了与中高温流体的接触面积，能有效提高吸热率。
三、提高散热率：本发明通过在温差发电片的冷端加设散热片，吸热片上加设多组肋片，肋片可以是波纹型、百叶型或开缝型，同时将水箱嵌套在散热片和肋片上进行水冷，这样通过增加散热面积和改变散热介质共同达到提高散热率的目的。
四、提高温差发电片的使用寿命：本发明通过吸热板凸台面上的吸热肋片直接与流体热源接触，将热量传递到温差发电片热端，有效的避免了温差发电片直接与流体热源接触，防止了温差发电片的腐蚀和磨损，提高了温差发电片的使用寿命。
五、安装拆卸更换便捷：本发明的前端部分吸热板为凸台形板件，可以从外面直接嵌设在流体热源通道上，在进行外部固定，因此安装拆卸十分方便。同时整个温差发电装置也是进行的可拆卸的组装，因此更换装置内部组件也非常方便。
附图说明
图1为本发明的结构俯视剖视图。
图2为吸热板的结构示意图。
其中，1、吸热肋片，2、吸热板，3、绝热层，4、温差发电片，5、散热板，6、散热水箱，7、螺钉，8、流体热源通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1所示，一种利用中高温流体的温差发电装置，该装置包括：
流体热源：用以为温差发电装置提供中高温流体热源；
温差发电组件：包括流体通道8、散热水箱6和温差发电单元，流体通道8分别与流体热源和温差发电单元的热端连接，散热水箱6分别与外部恒温水源和温差发电单元的冷端连接，温差发电单元包括多个温差发电片4、与温差发电片4热端连接的吸热板2以及与温差发电片4冷端连接的散热板5，吸热板2设置在流体通道8的内壁，且与流体热源接触，散热板5与散热水箱6接触。
如图2所示，吸热板2为一凸台形板件，凸台嵌设在流体热源通道内壁中，且凸台面与流体热源接触，散热水箱6侧面开口，该开口侧面与散热板5连接，吸热板2上设有多行平行设置的吸热肋片1，吸热肋片1伸入流体通道8内，将位于吸热板2处的流体通道8分为多个平行的子通道，吸热肋片1为波纹型、百叶型或开缝型。
散热板5上设有多行平行设置的散热肋片，散热肋片伸入散热水箱6内，将散热板5处的散热水箱6分为多个平行的子通道，散热肋片为波纹型、百叶型或开缝型。
吸热板2和散热板5间设有一层绝热层3，温差发电片4设置在绝热层3内，吸热板2和散热板5通过耐高温的螺钉7紧固连接，螺钉7的头部依次穿过散热板5、绝热层3和吸热板2，并且伸入到流体通道8中紧固。。
测控组件：用以测量温差发电单元的热端和冷端的温度，并且调控流体热源的流速和温度。
本发明的工作原理如下：
吸热肋片1将吸热板2处的流体通道8分为多个平行的子通道，增大了吸热面积，同时配合吸热板的导热将流体通道8内的中高温流体热能传递给温差发电片4的热端，同时，散热板5直接作为散热水箱6的一个内壁与散热水箱6内的冷水接触，增加了换热效率，能够有效提高能源利用效率，经测试本发明采用的温差发电装置可提高火电厂机组发电功率0.5％-1％。

Claims (10)

1.一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，该装置包括：
流体热源：用以为温差发电装置提供中高温的热流体；
温差发电组件：包括流体通道(8)、散热水箱(6)和温差发电单元，所述的流体通道(8)分别与流体热源和温差发电单元的热端连接，所述的散热水箱(6)分别与外部恒温水源和温差发电单元的冷端连接；
测控组件：用以测量温差发电单元的热端和冷端的温度，并且调控热流体的流速和温度。
2.根据权利要求1所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的温差发电单元包括多个温差发电片(4)、与温差发电片(4)热端连接的吸热板(2)以及与温差发电片(4)冷端连接的散热板(5)，所述的吸热板(2)设置在流体通道(8)的内壁，且与热流体接触，所述的散热板(5)与散热水箱(6)接触。
3.根据权利要求2所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的吸热板(2)为一凸台形板件，该板件的凸台嵌入流体通道(8)的内壁中，且凸台面与流体通道(8)内的热流体接触。
4.根据权利要求2所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的散热水箱(6)侧面开口，所述的散热板嵌设在侧面开口中，且与散热水箱(6)中的恒温水接触。
5.根据权利要求2所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的吸热板(2)上设有多片平行设置的吸热肋片(1)，所述的吸热肋片(1)伸入流体通道(8)内，将位于吸热板(2)处的流体通道(8)分为多个平行的子通道。
6.根据权利要求2所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的散热板(5)上设有多片平行设置的散热肋片，所述的散热肋片伸入散热水箱(6)内，将散热板(5)处的散热水箱(6)分为多个平行的子通道。
7.根据权利要求2所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的吸热板(2)和散热板(5)间设有一层绝热层(3)，所述的温差发电片(4)设置在绝热层(3)内。
8.根据权利要求5所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的吸热肋片(1)为波纹型、百叶型或开缝型。
9.根据权利要求6所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的散热肋片为波纹型、百叶型或开缝型。
10.根据权利要求7所述的一种利用中高温流体的温差发电装置，其特征在于，所述的吸热板(2)和散热板(5)通过耐高温的螺钉(7)紧固连接，所述的螺钉(7)的头部依次穿过散热板(5)、绝热层(3)和吸热板(2)，并且伸入到流体通道(8)中紧固。
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