本发明专利技术公开了一种基于热管
【技术实现步骤摘要】
一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置
[0001]本专利技术涉及了一种电厂余热温差发电装置，具体涉及一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置。
技术介绍
[0002]随着工业化进程的推进，每天都产生大量的工业余热。如果直接将废热排放到空气中，会造成大量的能源损失。而且电厂余热属于低品位热源，利用难度较大。基于塞贝克效应的温差发电技术可以直接将热能转化为电能。该技术具有结构简单、无污染、无运动部件等优点，已经应用于工业、新能源、航空航天等领域。
[0003]温差发电模块的输出电压与温差成正比例关系。在实际应用中温差发电装置需想要建立较大且稳定的温差，冷端散热与热端集热是温差发电中至关重要的环节。
[0004]目前的温差发电装置普遍利用翅片结构增强传热。这种结构形式下烟气与集热结构进行热对流交换，热交换面积小，导致集热效果较差，从而使整个装置余热利用率和发电量较低。而且传统夹紧装置会导致热电模块受力不均匀，自然风冷、翅片散热也逐渐无法满足冷端散热的要求，最终导致无法建立足够且稳定的温差。因此需要一种余热高利用率的温差发电装置。
技术实现思路
[0005]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术所提供一种于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置。采用热管结合蜂窝结构对热电厂烟气进行回收，增大了换热面积。使用支撑板和螺栓夹紧的方式，解决了热电模块受力不均的问题。从而对电厂锅炉中余热进行回收，并转化成电能进行利用。
[0006]本专利技术采用的技术方案是：
[0007]本专利技术电厂余热温差发电装置包括支撑框架、若干支撑压板和余热温差发电结构，余热温差发电结构通过若干螺栓和各个支撑压板安装在支撑框架中，余热温差发电结构通过支撑框架安装在外部的烟气管道的出烟管道口；余热温差发电结构通过输出电路与外部储能设备相连。
[0008]所述的余热温差发电结构包括若干热电模块、四块冷水板、三块集热铜板、铝热均板和蜂窝箱，蜂窝箱为长方体结构，蜂窝箱沿自身的长度方向贯通，蜂窝箱贯通的其中一个贯通口正对安装在烟气管道的出烟管道口；蜂窝箱的四个外侧面中的其中三个外侧面分别紧贴三块集热铜板的一侧板面，另外一个外侧面紧贴铝热均板的一侧板面；三块集热铜板和铝热均板的另一侧板面上分别安装四块冷水板，每块集热铜板以及铝热均板和各自的一块冷水板之间还均匀间隔阵列排布有若干热电模块；每块冷水板在远离蜂窝箱的一侧面上布置有若干支撑压板，每块支撑压板通过各自的一个螺栓将各自的一块冷水板紧压在靠近的各个热电模块上，进而通过各个热电模块将三块集热铜板和铝热均板紧压在蜂窝箱的四个外侧面上，旋松螺栓可以对各个板进行更换；各个热电模块相互电连接并通过输出电路
与外部储能设备相连。每块冷水板采用直通水道的形式进行冷却降温。
[0009]由于温差发电装置所产生的电量较低，所以各个热电模块通过稳压器和放大电路将电能存储到外部储能设备中，外部储能设备还电连接控制系统，控制系统将外部储能设备中存储的各个热电模块的电能合理分配给用电器。具体的，支撑框架开有个螺纹通孔，螺栓穿过支撑框架与支撑压板上的盲孔配合，从而使得热电模块均衡夹紧，提高了传热性能。
[0010]所述的热电模块为板状结构，每个热电模块和靠近的一块冷水板平行；每块冷水板平行于靠近的一块集热铜板或铝热均板；位于同一块冷水板上的各个热电模块相互串联，每块冷水板上的各自的各个热电模块相互并联。热电模块具体为一种基于碲化铋的温差发电器件。
[0011]所述的蜂窝箱包括箱体和蜂窝块，箱体沿自身的长度方向贯通，蜂窝块安装在箱体的内部并焊接箱体的四个内侧面，蜂窝块中的各个六棱柱通道均平行于箱体的长度方向；三块集热铜板和铝热均板分别紧贴箱体的四个外侧面。电厂锅炉通过三通烟气管道接入与烟气箱体连接，蜂窝块和箱体结合形成烟气通道。在烟气箱体内还安装有温度监测装置，使得能建立稳定的温差。冷却水阀门和冷却水中也设有温度监测装置，温度监测装置均与PLC控制器连接进行控制。蜂窝块的长度等于或略小于箱体的长度；冷水板、三块集热铜板和铝热均板的板面的面积等于或略小于箱体的外侧面。
[0012]所述的三块集热铜板中位于中间的集热铜板在靠近蜂窝箱的一侧面上均匀间隔排布有若干列一级热管，每列一级热管所在的平面均垂直于蜂窝箱的长度方向，每列一级热管中包括若干均匀间隔排布的一级热管，各个一级热管的一端均垂直安装在所在的集热铜板上，各个一级热管的另一端均穿设过蜂窝箱的箱体进而穿设进蜂窝块中，各个一级热管穿设进蜂窝箱的另一端靠近铝热均板并与箱体内侧面不相接触；三块集热铜板中位于两侧的两块集热铜板在靠近蜂窝箱的一侧面上均匀间隔排布有若干列二级热管，每块集热铜板上的每列二级热管所在的平面均垂直于蜂窝箱的长度方向，每列二级热管中包括若干均匀间隔平行排布的二级热管，每块集热铜板上的各个二级热管的一端均安装在所在的集热铜板上，每块集热铜板上的各个二级热管的另一端均穿设过蜂窝箱的箱体进而穿设进蜂窝块中从而朝位于中间的集热铜板倾斜，各个二级热管穿设进蜂窝箱的另一端靠近另外两块集热铜板并与箱体内侧面不相接触，热管、和蜂窝块之间过盈连接；
[0013]位于中间的集热铜板中的每两列一级热管之间布置有位于两侧的两块集热铜板上的各自的一列二级热管，各个一级热管和二级热管不相接触；各个一级热管和二级热管为热电模块的一侧面提供热端，热端端面与电厂、汽车尾气等环境的余热热源相连接，从而利用烟气的余热；热电模块的另一侧面为冷端，由流量阀控制水泵进而控制冷水板对热电模块的冷端进行冷却，从而使得热电模块两端建立温差产生电能；冷水板的冷却水回路中还设置有流量阀与流速仪，使得冷水板温度保持稳定。
[0014]所述的每个一级热管和二级热管沿各自的长度方向依次划分为冷凝段、绝热段和蒸发段，冷凝段安装在各自所在的集热铜板上，蒸发段穿设进蜂窝块中；蒸发段为螺纹状结构，螺纹状结构可以增加每个一级热管和二级热管的蒸发段和外部的烟气管道中流入余热温差发电装置的烟气的接触面积；每个一级热管和二级热管各自的蒸发段和冷凝段的长度比值为3:10
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4:10。
[0015]所述的各个一级热管、二级热管和铝热均板内部均包含工质液体丙酮，工质液体
丙酮的相变温度为30℃
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56℃，熔化热为5.72KJ/mol；
[0016]所述的铝热均板内部包含导热液；铝热均板内部的导热液来传导热量；烟气通过蜂窝块传递给铝热均板，使得铝热均板中的导热液丙酮汽化，将能量传递给热电模块。
[0017]所述的冷水板和各个热电模块的接触面之间涂有高导热性能金硅脂。
[0018]所述的各个热电模块和集热铜板以及铝热均板之间放置有碳纸；各个热电模块均进行保温和绝缘处理。
[0019]所述的箱体采用合金导热材质，蜂窝块采用铜质。箱体内经过防腐蚀处理，以免酸性气体对装置有腐蚀作用。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]本专利技术装置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置，其特征在于：包括支撑框架(1)、若干支撑压板(4)和余热温差发电结构，余热温差发电结构通过若干螺栓(3)和各个支撑压板(4)安装在支撑框架(1)中，余热温差发电结构通过支撑框架(1)安装在外部的烟气管道的出烟管道口；余热温差发电结构通过输出电路与外部储能设备相连。2.根据权利要求1所述的一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置，其特征在于：所述的余热温差发电结构包括若干热电模块(2)、四块冷水板(5)、三块集热铜板(6)、铝热均板(7)和蜂窝箱，蜂窝箱为长方体结构，蜂窝箱沿自身的长度方向贯通，蜂窝箱贯通的其中一个贯通口正对安装在烟气管道的出烟管道口；蜂窝箱的四个外侧面中的其中三个外侧面分别紧贴三块集热铜板(6)的一侧板面，另外一个外侧面紧贴铝热均板(7)的一侧板面；三块集热铜板(6)和铝热均板(7)的另一侧板面上分别安装四块冷水板(5)，每块集热铜板(6)以及铝热均板(7)和各自的一块冷水板(5)之间还均匀间隔阵列排布有若干热电模块(2)；每块冷水板(5)在远离蜂窝箱的一侧面上布置有若干支撑压板(4)，每块支撑压板(4)通过各自的一个螺栓(3)将各自的一块冷水板(5)紧压在靠近的各个热电模块(2)上，进而通过各个热电模块(2)将三块集热铜板(6)和铝热均板(7)紧压在蜂窝箱的四个外侧面上；各个热电模块(2)相互电连接并通过输出电路与外部储能设备相连。3.根据权利要求2所述的一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置，其特征在于：所述的热电模块(2)为板状结构，每个热电模块(2)和靠近的一块冷水板(5)平行；每块冷水板(5)平行于靠近的一块集热铜板(6)或铝热均板(7)；位于同一块冷水板(5)上的各个热电模块(2)相互串联，每块冷水板(5)上的各自的各个热电模块(2)相互并联。4.根据权利要求2所述的一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置，其特征在于：所述的蜂窝箱包括箱体(10)和蜂窝块(11)，箱体(10)沿自身的长度方向贯通，蜂窝块(11)安装在箱体(10)的内部并焊接箱体(10)的四个内侧面，蜂窝块(11)中的各个六棱柱通道均平行于箱体(10)的长度方向；三块集热铜板(6)和铝热均板(7)分别紧贴箱体(10)的四个外侧面。蜂窝块(11)的长度等于或略小于箱体(10)的长度；冷水板(5)、三块集热铜板(6)和铝热均板(7)的板面的面积等于或略小于箱体(10)的外侧面。5.根据权利要求4所述的一种基于热管
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相变换热的电厂余热温差发电装置，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：李想，吴化平，孙鹏，蒋俊，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：
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