船舶专用温差发电模块制造技术

一种船舶专用温差发电模块，包括温差发电片、烟气排管器和隔热座，烟气排管器安装在隔热座的凹槽中，温差发电片固定在烟气排管器的外侧面上，温差发电片、烟气排管器和隔热座的结合体四周密封。由于本实用新型专利技术将半导体温差发电技术运用于船舶上，将高温烟气作为温差发电片高温端面，海水作为低温端面，使温差发电片两端面之间形成稳定的温度差，迫使温差发电片发电，能保证在温差发电片两端面之间形成稳定温度差的发电环境条件，能利用船舶内燃机排出的高温烟气进行发电，提高船舶内燃机燃料利用率，既节能又环保。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

船舶专用温差发电模块
本技术涉及船舶发电设备，尤其涉及利用船舶内燃机高温烟气进行发电的设备。
技术介绍
现代船舶多以柴油机或燃气轮机为动力，燃料燃烧产生的热量的利用率不到50%。双冲程柴油机的排烟温度为250°C至350°C ;四冲程中速柴油机的排烟温度有300°C至4000C ;对于LM2500燃气轮机(舰船推进型)输出功率为25056kW，热效率仅为37%，而排烟 温度高达566°C，排气流量70. 37kg/s。由此可见，船舶内燃机烟气中蕴藏着相当大的可资利用余热能量。然而目前船舶余热利用的主要方式是通过废气锅炉产生蒸汽用于取暖、厨房浴室用汽、加热重油。此外，也有使用蒸汽轮机对船舶废气锅炉产生的蒸汽进行发电的方案。例如，通用电气公司(GE)用蒸汽轮机吸收燃气轮机余热的组合系统(简称G0GES)，两台LM2500燃气轮机加一台IOMW蒸汽轮机，总功率55000kW。这种方案需要在船舶上增加蒸汽轮机发电机组，虽然能够发电，但不是直接利用内燃机高温烟气，而是利用废气锅炉产生的蒸汽，同时增加蒸汽轮机发电机组不仅要占据船舶有限的船仓空间，而且增加了船舶的自重，降低了承载能力，这种烟气利用方案的性价比不高，一般的船舶都不会采用这种发电设备。如何利用船舶内燃机排放出的高温烟气进行发电，目前还没有更实用的技术方案。申请人对之进行了充分研究，研制了一种船舶专用温差发电模块，使内燃机排出的高温烟气直接输给船舶专用温差发电模块，将船舶专用温差发电模块安装在船舶的侧面或底部，使船舶专用温差发电模块在船舶的船舷形成相对稳定的温度差进行温差发电。这种技术方案既不占据船舶现有船仓空间，也不影响船舶的承载能力，性价比高，实用性强。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种船舶专用温差发电模块。本技术采取的技术方案是一种船舶专用温差发电模块，其特征是包括温差发电片、烟气排管器和隔热座，烟气排管器安装在隔热座的凹槽中，温差发电片固定在烟气排管器的外侧面上，温差发电片、烟气排管器和隔热座的结合体四周密封。进一步，在温差发电片和烟气排管器之间设有散热硅胶层。进一步，在隔热座的凹槽内设有隔热垫和隔热膜。进一步，所述烟气排管器由总进气管、容气腔和终端排气管组成，总进气管和终端排气管均与容气腔相通连，总进气管与内燃机排气管相连接，终端排气管与外界相通。进一步，在烟气排管器中，所述容气腔由若干个相互通连的子气腔组成，子气腔的横截面形状为圆形或者半圆形与矩形的组合或者矩形。由于本技术将半导体温差发电技术运用于船舶上，将船舶内燃机排放的高温烟气作为温差发电片高温端面，将海水作为温差发电片的低温端面，使温差发电片两端面之间形成稳定的温度差，迫使温差发电片发电，只要将本技术安装在吃水船体外表面上，再将内燃机高温烟气通入本技术中的烟气排管器中，固定在烟气排管器外侧面的温差发电片由海水冷却，这种方案能保证在温差发电片两端面之间形成稳定温度差的发电环境条件，能利用船舶内燃机排出的高温烟气进行发电，提高船舶内燃机燃料利用率，该方案既不改变船舶现有废气锅炉供热系统，又不占用船舶船仓空间，更不影响船舶的承载能力，还能将多余的烟气用于发电，提高燃料的利用率，在余热发电过程中又不需要消耗其它动力，这种发电系统在工作时不会象发电机组一样发出噪声，减少了化石燃料的消耗与温室气体的排放，既节能又环保。在船舶行驶过程中，可以利用温差发电系统为船舶供电。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术中烟气排管器的一种结构示意图；图3为子气腔的三种典型横截面形状示意图；图4为利用本技术进行发电的船舶电站的工作原理示意图；图5为本技术安装在船舶吃水侧面上示意图。图中1_温差发电片；2_烟气排管器；3_隔热座；4_散热硅胶层；5_隔热垫；6-隔热膜；11-内燃机排气管；12-烟气分配器；13-烟气控制阀；14_吃水船体外侧面；15_用电分配器；16_废气锅炉；17_蒸汽热利用设备；21_总进气管；22_容气腔；23_终端排气管。具体实施方式下面结合说明书附图说明本技术的具体实施方式实施例1 :一种船舶温差发电专用模块由温差发电片1、烟气排管器2和隔热座3组成，烟气排管器2安装在隔热座3的凹槽中，温差发电片I固定在烟气排管器2的外侧面上，温差发电片1、烟气排管器2和隔热座3的结合件四周密封，所述烟气排管器2由总进气管21、容气腔22和终端排气管23组成，总进气管21和终端排气管23均与容气腔22相通连，所述容气腔22由若干个相互通连的子气腔组成，子气腔的横截面形状为圆形，总进气管21通过烟气控制阀13与烟气分配器12相连接，终端排气管23与外界相通。实施例2 :与实施例1不同之处在于，所述容气腔22中的子气腔的横截面形状为半圆形与矩形的组合。实施例3 :与实施例1不同之处在于，所述容气腔22中子气腔的横截面形状为矩形。实施例4 :与实施例1不同之处在于，在隔热座3的凹槽内设有隔热垫5和隔热膜6，烟气排管器2安装在隔热膜6的上方，减少高温烟气的热量损耗，在温差发电片I和烟气排管器2之间设有散热硅胶层4，便于温差发电片I与烟气排管器2更好地贴合成一体，使烟气排管器2的高温直接传递给温差发电片I。本技术在船舶温差电站的工作原理图如图4所示，包括内燃机排气管11、烟气分配器12、烟气控制阀13、吃水船体外侧面14、由本技术组成的温差发电模块组件、用电分配器15、废气锅炉16和蒸汽热利用设备17，温差发电模块组件安装在吃水船体外侧面14上，内燃机排气管11与烟气分配器12相通连，烟气分配器12上设有二组供气支路，第一条供气支路经烟气控制阀13与温差发电模块组件中的烟气排管器2的总进气管21相通连，温差发电模块组件产生的电力输给用电分配器15 ;第二条供气支路经另一只烟气控制阀13与废气锅炉16相通连，废气锅炉16产生的蒸汽和热水供船舶人员再利用。权利要求1.一种船舶专用温差发电模块，其特征是包括温差发电片(I)、烟气排管器(2)和隔热座(3)，烟气排管器(2)安装在隔热座(3)的凹槽中，温差发电片(I)固定在烟气排管器 (2)的外侧面上，温差发电片(I)、烟气排管器(2)和隔热座(3)的结合体四周密封。2.根据权利要求1所述船舶专用温差发电模块，其特征是在温差发电片(I)和烟气排管器(2 )之间设有散热硅胶层(4 )。3.根据权利要求1所述船舶专用温差发电模块，其特征是在隔热座(3)的凹槽内设有隔热垫(5)和隔热膜(6)。4.根据权利要求1所述船舶专用温差发电模块，其特征是所述烟气排管器(2)由总进气管(21)、容气腔(22)和终端排气管(23)组成，总进气管(21)和终端排气管(23)均与容气腔(22)相通连，总进气管(21)与内燃机排气管相连接，终端排气管(23)与外界相通。5.根据权利要求4所述船舶专用温差发电模块，其特征是所述容气腔(22)由若干个相互通连的子气腔组成，子气腔的横截面形状为圆形或者半圆形与矩形的组合或者矩形。专利摘要一种船舶专用温差发电模块，包括温差发电片、烟气排管器和隔热座，烟气排管器安装在隔热座的凹槽中，温差发电片固定在烟气排管器的外侧面上，温差发电片、烟气排管器和隔热座的结合体四周密封。由于本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种船舶专用温差发电模块，其特征是：包括温差发电片（1）、烟气排管器（2）和隔热座（3），烟气排管器（2）安装在隔热座（3）的凹槽中，温差发电片（1）固定在烟气排管器（2）的外侧面上，温差发电片（1）、烟气排管器（2）和隔热座（3）的结合体四周密封。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐璋，刘涛，常乔磊，李英姿，柏韩，周国兵，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：实用新型
国别省市：