CN116436340B - 温差发电装置及核电源 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种温差发电装置及核电源。温差发电装置包括：热流接收腔，用于接收热流工质；热流返回腔，用于使热流工质流出；多个热流流道，每个热流流道分别与热流接收腔和热流返回腔连通；冷流接收腔，用于接收冷流工质，其中冷流工质的温度低于热流工质的温度；冷流返回腔，形成在热流接收腔和热流返回腔之间，用于使冷流工质流出；多个环形冷流流道，环形冷流流道形成在热流流道的径向外侧，与热流流道之间形成环形空间；每个环形冷流流道分别与冷流接收腔和冷流返回腔连通；以及多个温差发电元件组，温差发电元件组中的温差发电元件的热端和冷端分别与热流流道的周壁和环形冷流流道的径向内侧周壁导热接触。

Description

温差发电装置及核电源

技术领域

本发明涉及温差发电技术领域，特别涉及一种温差发电装置及核电源。

背景技术

温差发电元件通过其热端和冷端的温差实现发电。温差发电是空间核电源的重要热电转换方式，具有纯静态、长寿命、高可靠性等优势。对于空间核电源而言，温差发电元件需要能够承受发射时的冲击力以及在振动环境下由辐射器带来的作用力，使得目前仅有结构力学性能好的少部分温差发电材料(如硅锗(SiGe)型温差发电材料)能够应用于空间核电源。然而，硅锗属于高温发电材料，其最佳热端温度可达1000℃，且在高温区间其热电转换效率高于中温或低温区间。但在一些空间核电源中，其反应堆运行温度相对较低(500℃左右)，使得硅锗发电元件热端温度仅处于中温区间，系统转换效率低。

发明内容

本申请实施例提供了一种具有新型结构的温差发电装置，其使得具有较差结构力学性能的温差发电材料也能够应用于空间核电源中。本申请实施例还提供了一种具有该温差发电装置的核电源。

第一方面，本申请实施例提供了一种温差发电装置，包括：热流接收腔，用于接收来自外部的热流工质；热流返回腔，用于使热流工质流至外部；多个热流流道，每个热流流道的轴向两端分别与热流接收腔和热流返回腔连通，以使热流接收腔内的热流工质能够经由多个热流流道流入热流返回腔；冷流接收腔，形成在热流接收腔和热流返回腔之间，用于接收来自外部的冷流工质，其中冷流工质的温度低于热流工质的温度；冷流返回腔，形成在热流接收腔和热流返回腔之间，用于使冷流工质流至外部；多个环形冷流流道，每个环形冷流流道形成在一个热流流道的径向外侧，与热流流道之间形成环形空间；每个环形冷流流道的轴向两端分别与冷流接收腔和冷流返回腔连通，以使冷流接收腔内的冷流工质能够经由多个环形冷流流道流入冷流返回腔；以及多个温差发电元件组，每个温差发电元件组包括多个环形的温差发电元件，温差发电元件的热端和冷端分别形成在其径向内侧表面和径向外侧表面，多个环形的温差发电元件沿轴向叠置于环形冷流流道与热流流道之间的环形空间内，其中，温差发电元件的热端和冷端分别与热流流道的周壁和环形冷流流道的径向内侧周壁导热接触。

第二方面，本申请实施例提供了一种核电源，包括：如本申请第一方面的温差发电装置；堆芯，用于提供热量；热流工质循环流路，用于利用热流工质将堆芯的热量引入装置的热流接收腔，并经由装置的热流返回腔返回堆芯；散热器，用于对冷流工质进行散热；以及冷流工质循环流路，用于将散热后的冷流工质引入冷流接收腔，并经由装置的冷流返回腔返回散热器。

本申请实施例的温差发电装置通过设置热流接收腔、热流返回腔、多个热流流道形成多个均匀的热流工质流路；通过设置冷流接收腔、冷流返回腔、以及多个环形冷流流道形成多个均匀的冷流工质流路；通过使环形冷流流道与热流流道之间形成环形空间，从而一方面利用环形空间为环形的温差发电元件提供固定和支撑，另一方面能够利用环形冷流流道与热流流道分别与温差发电元件的冷端和热端进行高效传热，使得结构力学性能较差的温差发电元件能够高效地应用在反应堆运行温度相对较低的核电源中。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本发明一个实施例的温差发电装置的结构示意图；

图2是图1所示温差发电装置的示意性剖视图；

图3是图2所示温差发电装置的局部示意图；

图4是图1所示温差发电装置的中部横截面图；

图5是根据本申请另一个实施例的温差发电装置的示意性剖视图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

附图标记说明：

10、外壳；100、容纳腔；

1001、筒体；1002、第一弧形盖体；1003、第二弧形盖体；

1004、热流隔板；1005、热流隔板；

1006、外侧冷流隔板；1007、内侧冷流隔板；1008、外侧冷流隔板；1009、内侧冷流隔板；

101、热流接收腔；1012、热流流道；102、热流返回腔；1021、热流流道管壳；

103、冷流接收腔；1034、环形冷流流道；104、冷流返回腔；1043、冷流流道外管壳；

105、导线引出腔；1056、环形空间；106、导线引出腔；

1065、冷流流道内管壳；

107、空腔；

11、热流工质入口；12、热流工质出口；13、冷流工质入口；14、冷流工质出口；15、导线引出口；16、导线引出口；

20、温差发电元件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本发明实施例的描述中“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

碲化铅(PbTe/TAGS)温差发电材料在500℃左右的温度区间内具有较高的转换效率，适合于应用在反应堆运行温度相对较低的核电源中。本申请的发明人发现，碲化铅温差发电材料的结构力学性能较差，作为温差发电元件时，需要额外设置结构件以为碲化铅温差发电元件提供固定和支撑。然而，本申请的发明人进一步发现，额外设置结构件将会难以使碲化铅温差发电元件的热端和冷端分别与反应堆和辐射器进行高效传热。如何使结构力学性能较差的温差发电元件的热端和冷端均有结构件提供固定和支撑，同时还能够实现热端与反应堆、以及冷端与辐射器之间的高效传热，是函待解决的技术问题。

基于此，本申请实施例提供了一种温差发电装置，以使结构力学性能较差的温差发电元件的热端和冷端均有结构件提供固定和支撑，同时还能够实现热端与反应堆、以及冷端与辐射器之间的高效传热。

参见图1至图4，本发明实施例的温差发电装置包括：热流接收腔101，热流返回腔102，多个热流流道1012，冷流接收腔103，冷流返回腔104，多个环形冷流流道1034以及多个温差发电元件组。

热流接收腔101用于接收来自外部的热流工质。热流返回腔102用于使热流工质流至外部。每个热流流道1012的轴向两端分别与热流接收腔101和热流返回腔102连通，以使热流接收腔101内的热流工质能够经由多个热流流道1012流入热流返回腔102。

冷流接收腔103形成在热流接收腔101和热流返回腔102之间，用于接收来自外部的冷流工质，其中冷流工质的温度低于热流工质的温度。冷流返回腔104形成在热流接收腔101和热流返回腔102之间，用于使冷流工质流至外部。每个环形冷流流道1034形成在一个热流流道1012的径向外侧，与热流流道1012之间形成环形空间1056。每个环形冷流流道1034的轴向两端分别与冷流接收腔103和冷流返回腔104连通，以使冷流接收腔103内的冷流工质能够经由多个环形冷流流道1034流入冷流返回腔104。

每个温差发电元件组包括多个环形的温差发电元件20，温差发电元件20的热端和冷端分别形成在其径向内侧表面和径向外侧表面，每个温差发电元件组的所有温差发电元件20沿轴向叠置于环形冷流流道1034与热流流道1012之间的环形空间1056内，其中，温差发电元件20的热端和冷端分别与热流流道1012的周壁和环形冷流流道1034的径向内侧周壁导热接触。

本申请实施例的温差发电装置通过设置热流接收腔101，热流返回腔102，多个热流流道1012形成多个均匀的热流工质流路；通过设置冷流接收腔103，冷流返回腔104，以及多个环形冷流流道1034形成多个均匀的冷流工质流路；通过使环形冷流流道1034与热流流道1012之间形成环形空间1056，从而一方面利用多个环形空间1056为环形的温差发电元件20提供固定和支撑，另一方面能够利用环形冷流流道1034与热流流道1012分别与温差发电元件20的冷端和热端进行高效传热，使得结构力学性能较差的温差发电元件20能够高效地应用在反应堆运行温度相对较低的核电源中。

在本申请实施例中，温差发电元件20可以整体形成为环形结构，或者单个温差发电元件20形成为弧形段，多个温差发电元件20共同形成完整的环形结构，以便于将温差发电元件20布置在环形空间1056中。

对于热流工质而言，其温度较高，例如可为500℃以上。将热流流道1012设置在环形空间1056的径向内侧，有利于减少热流工质在流动过程中的热量损失。对于冷流工质而言，其温度较低，将环形冷流流道1034设置在环形空间1056的径向外侧，不必担心热量流失的问题，同时还能够通过增加与环形空间1056的换热面积的方式提高与温差发电元件20冷端的换热效果。

在一些实施例中，冷流接收腔103与热流接收腔101或热流返回腔102之间、冷流返回腔104与热流返回腔102或热流接收腔101之间分别形成导线引出腔105、106，用于引出温差发电元件20的导线。

由于热流流道1012的轴向两端分别与热流接收腔101和热流返回腔102连通，环形冷流流道1034的轴向两端分别与冷流接收腔103和冷流返回腔104连通，使得两个导线引出腔105、106分别形成在环形空间1056的轴向两端，并与环形空间1056连通。如此设置，既保证了环形冷流流道1034、热流流道1012以及环形空间1056各自的完整性，又能在冷流接收腔103与热流返回腔102之间、热流接收腔101与冷流返回腔104之间形成隔热区，避免热流工质和冷流工质互相传热。

在一些实施例中，环形空间1056、导线引出腔内可为真空环境，一方面更加有利于避免热流接收腔101和热流返回腔102中的热流工质和冷流接收腔103和冷流返回腔104中的冷流工质之间互相传热，同时还能够减少热流流道1012的热量通过两者之间的环形空间1056向环形冷流流道1034传递，进而保证温差发电元件20冷端和热端之间的温差。

在一些实施例中，冷流接收腔103与热流接收腔101、冷流返回腔104与热流返回腔102之间分别形成导线引出腔105、106。在这样的实施例中，冷流接收腔103与热流接收腔101位于轴向同一侧，冷流返回腔104与热流返回腔102位于轴向同一侧。

在一些实施例中，冷流接收腔103与热流返回腔102之间、冷流返回腔104与热流接收腔101之间分别形成导线引出腔105、106。在这样的实施例中，冷流接收腔103与热流返回腔102位于轴向同一侧，冷流返回腔104与热流接收腔101位于轴向同一侧。

在一些实施例中，温差发电装置可还包括：外壳10，两个热流隔板1004、1005以及多个热流流道管壳1021。外壳10限定形成容纳腔100。热流隔板1004和热流隔板1005间隔地设置在外壳10内，以在容纳腔100的轴向两端分隔形成热流接收腔101和热流返回腔102。热流隔板设有多个热流通孔。每个热流流道管壳1021的轴向两端分别与热流隔板1004和热流隔板1005的热流通孔的周缘密封连接，每个热流流道管壳1021限定形成热流流道1012。

本申请实施例由于设置有外壳10，使得温差发电装置能够形成为一个相对封闭的整体结构，提升了温差发电装置整体的结构强度，同时还使得当温差发电装置应用于空间核电源时，能够不受太空中强烈辐射的影响，有利于延长温差发电装置的使用寿命。

热流隔板可以为圆形，热流通孔在热流隔板上均匀分布。容易理解，热流通孔的数量与热流流道管壳1021的数量相同。

外壳10可以包括：筒体1001和两个分别连接在筒体1001轴向两端的两个弧形盖体(即第一弧形盖体1002和第二弧形盖体1003)。第一弧形盖体1002和第二弧形盖体1003分别与筒体1001焊接。

热流隔板焊接在筒体1001上，弧形盖体与热流隔板共同限定形成热流接收腔101或热流返回腔102。弧形盖板的内壁为弧面。第一弧形盖体1002和热流隔板1004限定形成热流接收腔101。第二弧形盖体1003和热流隔板1005限定形成热流返回腔102。

在一些实施例中，温差发电装置还包括：热流工质入口11和热流工质出口12。热流工质入口11与热流接收腔101连通，用于向热流接收腔101中引入热流工质。热流工质出口12与热流返回腔102连通，用于将热流返回腔102中的热流工质引出。热流工质入口11和热流工质出口12可以分别形成在第一弧形盖体1002和第二弧形盖体1003的中部。由此，使得热流接收腔101整体具有聚集的作用，有利于热流工质快速流入热流工质出口12，以减少湍流；且使得热流接收腔101整体具有发散的作用，有利于来自热流工质入口11的热流工质快速分散至热流接收腔101，以减少湍流，从而有利于热流工质在温差发电装置中快速均匀地流动。

参见图5，在一些实施例中，温差发电装置还包括：两个外侧冷流隔板1006、1008，两个内侧冷流隔板1007、1009，多个冷流流道内管壳1065以及多个冷流流道外管壳1043。

两个外侧冷流隔板1006、1008间隔地设置在热流隔板1004和热流隔板1005之间，其中，外侧冷流隔板设有多个冷流通孔。两个内侧冷流隔板1007、1009间隔地设置在两个外侧冷流隔板1006、1008之间，其中，内侧冷流隔板设有多个冷流通孔。每个冷流流道内管壳1065设置于一个热流流道管壳1021的径向外侧，以与热流流道管壳1021共同限定形成用于容纳温差发电元件组的环形空间1056，每个冷流流道内管壳1065的轴向两端分别与两个外侧冷流隔板1006、1008的冷流通孔的周缘密封连接。每个冷流流道外管壳1043设置于一个冷流流道内管壳1065的径向外侧，以与冷流流道内管壳1065共同限定形成环形冷流流道1034，每个冷流流道外管壳1043的轴向两端分别与两个内侧冷流隔板1007、1009的冷流通孔的周缘密封连接。

其中，位于轴向一侧的外侧冷流隔板1008和内侧冷流隔板1009在容纳腔100中共同分隔形成冷流返回腔104，位于轴向另一侧的外侧冷流隔板1006和内侧冷流隔板1007在容纳腔100中共同分隔形成冷流接收腔103。位于轴向一侧的外侧冷流隔板1008与热流隔板1004之间形成导线引出腔105，位于轴向另一侧的外侧冷流隔板1006与热流隔板1005之间形成导线引出腔106。

在本申请实施例中，由于在外壳10内设置两个热流隔板1004、1005、两个外侧冷流隔板1006、1008，两个内侧冷流隔板1007、1009，以及多个分散的多层管壳结构(多层管壳结构包括位于内侧的热流流道管壳1021、位于中间的冷流流道内管壳1065以及位于外侧的冷流流道外管壳1043)，能够大幅提高温差发电装置整体的结构强度和抗震性，且提高环形空间1056的结构强度和稳定性，同时还保证了热流工质和冷流工质各自流路的完整性且能够实现相互隔离，维持了温差发电元件20冷端和热端的温差，提高了热电转换效率。

外壳10、隔板、管壳等材料可以为316L不锈钢。

在一些实施例中，环形空间1056中的温差发电元件组位于两个内侧冷流隔板1007、1009之间。换言之，温差发电元件20不设置在导线引出腔105、106内，以免引起热流接收腔101和热流返回腔102内部温度不均，从而导致热流工质在热流接收腔101和热流返回腔102内形成湍流。

在一些实施例中，两个内侧冷流隔板1007、1009，各冷流流道外管壳1043在容纳腔100中共同限定形成位于环形冷流流道1034的径向外侧的空腔107。由于在环形冷流流道1034的径向外侧形成空腔107，大大减小了各环形冷流流道1034之间的热交换，并且这些空腔107还能够为环形冷流流道1034的变形提供空间，有利于提高整个温差发电元件20的抗震性能。空腔107内可以为真空环境，以进一步降低热量交换。

温差发电元件20的导线在导线引出腔105、106内可以贴着外侧冷流隔板延伸，从而避免热流工质显著影响导线的温度。

在一些实施例中，温差发电装置还包括：冷流工质入口13，冷流工质出口14以及两个导线引出口15、16。冷流工质入口13与冷流接收腔103连通，用于向冷流接收腔103中引入冷流工质。冷流工质出口14与冷流返回腔104连通，用于将冷流返回腔104中的冷流工质引出至外部。两个导线引出口15、16分别与两个导线引出腔105、106连通，用于将温差发电元件20的导线引出至外壳10的外部。

冷流工质入口13和冷流工质出口14相对设置于筒体1001的不同轴向位置。即，冷流工质入口13和冷流工质出口14的轴向高度不同，且在周向上相对。

两个导线引出口15、16设置于筒体1001的不同轴向位置，且两个导线引出口15、16、冷流工质入口13在垂直于筒体1001轴线的平面内的投影重合。两个导线引出口15、16设置于筒体1001的不同轴向位置，在垂直于筒体1001轴线的平面内的投影重合，有利于导线和电路的布置。两个导线引出口15、16、冷流工质入口13在垂直于筒体1001轴线的平面内的投影重合，则有利于利用进入冷流工质入口13的冷流工质为导线降温。

在一些实施例中，电路可以设置在空腔107内，电路的输出端从空腔107伸出至外壳10外部。导线在从导线引出口15、16引出至外壳10外部后，在进入空腔107内与电路连接。在这样的实施例中，能够合理利用外壳10内的空腔107为电路提供支撑和保护。

在一些实施例中，温差发电元件20由碲化铅温差发电材料制成。如前所述，碲化铅温差发电材料的结构力学性能较差，本申请实施例的温差发电装置能够对碲化铅温差发电元件20的热端和冷端提供固定和支撑，同时还能够实现热端与热流工质、以及冷端与冷流工质之间的高效传热，使得碲化铅温差发电材料能够应用于空间核电源中。

图2和图5分别为较小功率和较大功率的温差发电装置的示意图。如图2和图5所示，可以根据实际电功率需求，设计温差发电装置的流道数量和尺寸、温差发电元件20的数量等。测试表明，本申请实施例的温差发电装置结构可实现的电功率范围在数百瓦至数十千瓦量级。

本申请实施例提出了一种用于空间核反应堆电源的温差发电装置结构，能够采用中温温区的碲化铅热电转换材料，同时，采用管式换热器结合温差发电的结构，在实现了温差发电元件20热端与反应堆、以及冷端与辐射器之间的高效传热的同时，使碲化铅的热端和冷端均有结构件(即流道管壳)提供固定和支撑。因此，一方面，本发明实施例仍可延用SNAP-10A的中温运行温度区间，采用钠钾回路及不锈钢结构材料体系，无需研发高难度的高温回路及高温结构材料体系；另一方面，本发明可在SNAP-10A的基础上大幅提升系统热电转换效率。

SNAP-10A采用分散式布置温差发电元件20的方案，即将温差发电元件20布置于钠钾回路管道的一侧表面，且相邻温差发电元件20之间存在较大间隙(出于发电元件冷端布置较大面积辐射翅片的需要)，该方案需要较大的回路表面面积。SNAP-10A电功率仅约500We，分散布置了多达40根钠钾回路支管(40根支管分散布置于辐射器内表面)，对于更大的电功率需求，如十千瓦量级，则难以继续采用该布置方式，否则设置过多的分散式支管将对回路的整体可靠性造成严重的不利影响。而在本发明实施例中，温差发电元件20为环形结构，可充分利用支管(热流流道1012就相当于支管)的表面积，且发电元件之间的间隙很小，因此，其所需的支管表面积远小于SNAP-10A的方案，更为关键的是，本发明实施例中所有的支管与温差发电元件20均集成于温差发电装置的外壳10内，并采用工业技术成熟的管式换热器结构。因此，一方面，本发明可适用于较SNAP-10A更高的电功率需求；另一方面，本发明方案在可靠性上要远远优于SNAP-10A的方案。

本申请实施例还提供了一种核电源，包括：如本申请任一实施例的温差发电装置，堆芯，热流工质循环流路，散热器以及冷流工质循环流路。

堆芯用于提供热量。堆芯中可以设置有燃料，燃料发生裂变反应产生热量，从而使堆芯可以提供热量。燃料产生的热量可以通过温差发电装置转化为电能。在一些实施例中，堆芯可以采用铀氢锆燃料和不锈钢结构材料。

目前，美国SNAP-10A空间堆采用铀氢锆燃料、不锈钢结构材料，其运行温度相对较低，其采用硅锗(SiGe)型温差发电材料，硅锗发电元件热端温度仅约504℃，系统转换效率仅约1.3％。当SNAP-10A空间堆的温差发电材料采用碲化铅温差发电材料，且采用本申请实施例的温差发电装置的结构时，能够在SNAP-10A基础上大幅提升系统转换效率，且无需提升系统运行温度。

热流工质循环流路用于利用热流工质将堆芯的热量引入装置的热流接收腔101，并经由装置的热流返回腔102返回堆芯。

散热器用于对冷流工质进行散热。散热器也可称为辐射器。冷流工质循环流路用于将散热后的冷流工质引入冷流接收腔103，并经由装置的冷流返回腔104返回散热器

本申请实施例的核电源在运行时，热流工质从反应堆吸收热量，通过热流工质循环流路到达温差发电装置，由热流工质入口11进入热流接收腔101，之后进入热流流道1012，在热流流道1012完成换热，即将部分热量经热流流道管壳1021传递至温差发电元件20热端，然后进入出口端的热流返回腔102并经热流工质出口12流出温差发电装置，之后在泵的驱动下回到反应堆。温差发电元件20在接收热量后，热量由热端以热传导的方式传输至冷端，并在冷、热端之间形成温差，从而产生电能，该电能由连接温差发电元件20的电路经导线引出腔和导线引出口传递至温差发电装置之外。来自辐射器的冷流工质由冷流工质入口13进入冷流接收腔103，然后进入环形冷流流道1034，在环形冷流流道1034内经冷流流道内管壳1065接收来自温差发电元件20冷端的废热，之后进入另一端的冷流返回腔104并经冷流工质出口14流出温差发电装置，在泵的驱动下回到辐射器，通过辐射器将废热排放至外部空间。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种温差发电装置，包括：

热流接收腔，用于接收来自外部的热流工质；

热流返回腔，用于使热流工质流至外部；

多个热流流道，每个所述热流流道的轴向两端分别与所述热流接收腔和所述热流返回腔连通，以使所述热流接收腔内的热流工质能够经由所述多个热流流道流入所述热流返回腔；

冷流接收腔，形成在所述热流接收腔和所述热流返回腔之间，用于接收来自外部的冷流工质，其中所述冷流工质的温度低于所述热流工质的温度；

冷流返回腔，形成在所述热流接收腔和所述热流返回腔之间，用于使冷流工质流至外部；

多个环形冷流流道，每个所述环形冷流流道形成在一个所述热流流道的径向外侧，与所述热流流道之间形成环形空间；每个所述环形冷流流道的轴向两端分别与所述冷流接收腔和所述冷流返回腔连通，以使所述冷流接收腔内的冷流工质能够经由所述多个环形冷流流道流入所述冷流返回腔；以及

多个温差发电元件组，每个所述温差发电元件组包括多个环形的温差发电元件，所述温差发电元件的热端和冷端分别形成在其径向内侧表面和径向外侧表面，所述多个环形的温差发电元件沿轴向叠置于所述环形冷流流道与所述热流流道之间的环形空间内，其中，所述温差发电元件的热端和冷端分别与所述热流流道的周壁和所述环形冷流流道的径向内侧周壁导热接触；

所述装置还包括：外壳，所述外壳限定形成容纳腔；

两个热流隔板，间隔地设置在所述外壳内，以在所述容纳腔的轴向两端分隔形成所述热流接收腔和所述热流返回腔，所述热流隔板设有多个热流通孔；以及

多个热流流道管壳，每个所述热流流道管壳的轴向两端分别与所述两个热流隔板的热流通孔的周缘密封连接，每个所述热流流道管壳限定形成所述热流流道。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述冷流接收腔与所述热流接收腔或所述热流返回腔之间、所述冷流返回腔与所述热流返回腔或所述热流接收腔之间分别形成导线引出腔，用于引出所述温差发电元件的导线。

3.根据权利要求2所述的装置，还包括：

两个外侧冷流隔板，间隔地设置在所述两个热流隔板之间，其中，所述外侧冷流隔板设有多个冷流通孔；

两个内侧冷流隔板，间隔地设置在所述两个外侧冷流隔板之间，其中，所述内侧冷流隔板设有多个冷流通孔；

多个冷流流道内管壳，每个所述冷流流道内管壳设置于一个所述热流流道管壳的径向外侧，以与所述热流流道管壳共同限定形成用于容纳所述温差发电元件组的环形空间，每个所述冷流流道内管壳的轴向两端分别与所述两个外侧冷流隔板的冷流通孔的周缘密封连接；以及

多个冷流流道外管壳，每个所述冷流流道外管壳设置于一个所述冷流流道内管壳的径向外侧，以与所述冷流流道内管壳共同限定形成所述环形冷流流道，每个所述冷流流道外管壳的轴向两端分别与所述两个内侧冷流隔板的冷流通孔的周缘密封连接；

其中，位于轴向一侧的所述外侧冷流隔板和所述内侧冷流隔板在所述容纳腔中共同分隔形成所述冷流接收腔，位于轴向另一侧的所述外侧冷流隔板和所述内侧冷流隔板在所述容纳腔中共同分隔形成所述冷流返回腔，

位于轴向一侧的所述外侧冷流隔板与所述热流隔板之间形成所述导线引出腔。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述环形空间中的所述温差发电元件组位于两个内侧冷流隔板之间。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，两个内侧冷流隔板、所述多个冷流流道外管壳在所述容纳腔中共同限定形成位于所述环形冷流流道径向外侧的空腔。

6.根据权利要求2所述的装置，其中，所述外壳包括：筒体和两个分别连接在所述筒体轴向两端的弧形盖体。

7.根据权利要求6所述的装置，还包括：

热流工质入口，与所述热流接收腔连通，用于向所述热流接收腔中引入热流工质；

热流工质出口，与所述热流返回腔连通，用于将所述热流返回腔中的热流工质引出；

冷流工质入口，与所述冷流接收腔连通，用于向所述冷流接收腔中引入冷流工质；

冷流工质出口，与所述冷流返回腔连通，用于将所述冷流返回腔中的冷流工质引出；以及

两个导线引出口，分别与两个导线引出腔连通，用于将所述温差发电元件的导线引出。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述温差发电元件由碲化铅温差发电材料制成。

9.一种核电源，包括：

如权利要求1-8中任一项所述的温差发电装置；

堆芯，用于提供热量；

热流工质循环流路，用于利用热流工质将所述堆芯的热量引入所述装置的热流接收腔，并经由所述装置的热流返回腔返回所述堆芯；

散热器，用于对冷流工质进行散热；以及

冷流工质循环流路，用于将散热后的所述冷流工质引入所述冷流接收腔，并经由所述装置的冷流返回腔返回所述散热器。