[发明专利]一种基于温差发电以及脉动热管技术的尾气余热利用方法

说明书

本发明公开了一种基于温差发电以及脉动热管技术的尾气余热利用方法，包括使脉动热管单元的加热端与尾气接触，尾气余热加热脉动热管单元的冷却端，使升温的脉动热管单元的冷却端作为温差发电装置的热源，进而将尾气余热转换为电能。其中，脉动热管单元可以包括若干个脉动热管组，脉动热管组、温差发电器件以及冷却水箱交替堆叠，可以有效解决温差发电系统在提取大规模烟气热量时出现的有效热端面积少，导致温差发电片布置数量受限的问题，大幅度提高船舶尾气余热温差发电装置的发电量。

技术领域

本发明涉及工业废热的利用。

背景技术

基于温差发电技术的尾气余热利用装置主要包括热源、冷源、温差发电器件和整流元件等，利用热电转换技术回收、利用热能。在发动机尾气、工业废热的利用过程中，通常采取增大流动阻力、降低流动速度，以增加废热滞留的时间，使热量持续、高效地输送到温差发电器件的热端，提高热电转化效率和废热的利用率。在温差发电系统装置设计上，目前有矩形式与多棱柱式。矩形式温差发电系统烟气流道横截面积为矩形，流道的上下两个表面布置温差发电片，且可通过增加流道层数提高功率，势必迅速增加烟气阻力以及装置体积。圆柱型温差发电系统外部横截面为正多边形，内部流道为圆柱面，烟气在管道内均匀流动，沿圆周布置温差发电片，若要提高发电功率只能通过延长烟道长度来完成，使装置体积迅速增加，烟气阻力增大。

但是以上两种基于温差发电的尾气余热利用装置中，温差发电片布置数量受排烟管长度及表面积限制，较适用于小规模尾气利用温差发电系统的安装使用。如若要提取大功率热负荷时，则会出现装置体积过大，烟气阻力迅速升高的问题，不适于船舶尾气余热利用的使用。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明提出以下技术方案：

一种基于温差发电以及脉动热管技术的尾气余热利用方法，其特征在于，使脉动热管单元的加热端与尾气接触，尾气余热加热脉动热管单元的冷却端，使升温的脉动热管单元的冷却端作为温差发电装置的热源，进而将尾气余热转换为电能。

进一步地，所述脉动热管单元包括至少一个脉动热管组；所述脉动热管组包括至少一个脉动热管和一个热扩散板，所述热扩散板的双面具有供所述脉动热管的冷却端嵌入其内的沟槽。

进一步地，所述脉动热管竖直放置。

进一步地，所述温差发电装置包括热源、冷源和温差发电器件，所述温差发电器件的一端与热源连接，另一端与冷源连接，形成温差，将热能转化为电能。

进一步地，所述冷源为矩形冷却水箱，且其两外平面设有对称分布的凹槽，其侧壁设有冷却水出入口。

进一步地，所述温差发电器件包括用导线依次串联的多个温差发电片，所述温差发电片嵌装于所述矩形冷却水箱的两外平面的凹槽内。

进一步地，所述脉动热管组与所述矩形冷却水箱交替堆叠。

进一步地，所述热扩散板上的沟槽与所述脉动热管的上部之间设有导热硅脂层。

进一步地，所述矩形冷却水箱两外平面的凹槽的形状与所述温差发电片的形状一致；所述凹槽的形状为方形，深度为0.1m。

进一步地，所述热扩散板的材质为铜。

从上述技术方案可以看出，本发明通过将脉动热管作为管簇式换热器高效提取烟气热量传递至热延展面双槽热扩散板作为布置温差发电片的热端，可以有效解决温差发电系统在提取大规模烟气热量时出现的有效热端面积少，进而导致温差发电片布置数量受限的问题，提高船舶尾气余热温差发电装置的发电性能。

附图说明

图1为一种现有技术矩形式温差发电系统结构示意图；

图2为另一种现有技术多棱柱式温差发电系统结构示意图；