[發明專利]一種應用于鍋爐省煤器的溫差發電儲能及輸電系統

在審

• 申請號: 201610212526.5
• 申請日: 2016-04-07
• 公開（公告）號: CN105703463A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 潘衛國;尤運;姜未汀;王文歡
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N11/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術領域

本發明涉及強化傳熱和節能減排技術領域，尤其是涉及一種應用于鍋爐省煤 器的溫差發電儲能及輸電系統。

背景技術

溫差發電是利用塞貝克效應將高溫與低溫的溫差產生的熱能轉變成電能，但 直接產生的電能是直流電壓，如果進行儲能，需要經穩壓保護器調整后才能儲存； 如果進行輸電，需要依次經逆變器、穩壓保護器調整后才能供電。

如圖5所示，圖為現有的電廠基于朗肯循環原理發電的結構示意圖。傳統的化石燃料在發電過程中通常效率很低，在電廠朗肯循環中大量的能量損失存在于鍋爐部分，是由于高溫煙氣溫度和高壓蒸汽溫度之間的溫度差造成的。因為現代燃煤電站鍋爐鍋爐爐內燃燒溫度高達1700℃左右，而高溫高壓受熱面溫度一般在600℃以下，在爐內的不同區域煙溫與受熱面內工質的溫差高到1000℃以上，在省煤器區域也有200-300℃的溫差，根據熱力學第二定律可知，傳熱溫差越大引起的不可逆損失越大，損越大，機組的經濟性會變差。若能把傳熱溫差利用起來，就能有效地減少傳熱過程中的能量損失，提高基于朗肯循環的火電發電廠的效率。

如何具體的盡可能的有效獲取上述損失的能量，可以將溫差發電裝置熱端暴 露于熱流氣體中，冷端被連接到鍋爐省煤器的表面上，即分別作為熱側和冷側的邊 界條件，利用溫度差通過熱電轉換產生額外的電能，已達到節能減排的目的。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高發電效 率、提高吸熱率、提高熱量傳遞效率、提供高壓直交流電、充分利用的應用于鍋爐 爐膛的溫差發電儲能及輸電系統。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種應用于鍋爐省煤器的溫差發電儲能及輸電系統，包括溫差發電裝置、儲能 裝置和輸電裝置，所述的溫差發電裝置包括多個溫差發電單元，所述的多個溫差發 電單元通過導線分別與儲能裝置和輸電裝置連接，所述的溫差發電裝置設置在鍋爐 省煤器上，并且溫差發電單元的熱端與鍋爐豎直煙道的熱流煙氣接觸，冷端與鍋爐 省煤器接觸，所述的儲能裝置和輸電裝置設置在鍋爐外；

本系統進行發電時，溫差發電單元將鍋爐水平煙道內高溫煙氣產生的能量作為 熱端，將鍋爐省煤器作為冷端，利用溫度差產生電能，并通過導線輸送給儲能裝置 和輸電裝置。

所述的溫差發電單元包括依次夾緊的散熱板、熱電模塊、吸熱板，所述的散熱 板與鍋爐省煤器上的鍋爐省煤器管接觸，所述的吸熱板伸入到鍋爐豎直煙道內。

所述的溫差發電單元還包括與吸熱板連接的肋片或熱管。

所述的儲能裝置包括依次通過導線連接的儲能穩壓保護器、儲能電表和蓄電 池，所述的儲能穩壓保護器與溫差發電單元連接。

所述的輸電裝置包括逆變器、輸電穩壓保護器和輸電電表，所述的溫差發電單 元、逆變器、輸電穩壓保護器、輸電電表和用電器依次通過導線連接。

所述的多個溫差發電單元通過并聯的方式連接后再分別與儲能裝置和輸電裝 置連接。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

一、提高發電效率：散熱損失過大是半導體溫差發電效率低下的主要原因，也 是阻礙該技術推廣的最大障礙，但對于鍋爐而言，由于其有可靠的保溫絕熱,如果 在鍋爐受熱面上復合溫差發電模塊，那么結果溫差發電模塊的熱量除了直接轉化為 電能外，剩余熱量傳遞給冷流體，整個過程沒有能量浪費，本發明采用在鍋爐省煤 器上安裝溫差發電裝置，利用高溫煙氣溫度和高壓蒸汽的溫度之間較高的溫度差， 通過熱電轉換產生額外的電能，降低了朗肯循環中大量的能量損失，提高了電廠的 發電效率。

二、提高吸熱率：本發明通過在熱電模塊的熱端加設吸熱板，在冷端加設散熱 板，吸熱板上加設多組肋片或熱管，增加了與高溫煙氣的接觸面積，能有效提高吸 熱率，使得由于溫差發電裝置的加入增大了傳熱熱阻的情況下，最小限度的影響鍋 爐自身的朗肯循環，從而優化節能。

三、提高熱量傳遞效率：本發明通過在熱電模塊的熱端加設吸熱板，在冷端加 設散熱板，使得熱端吸熱更快，冷端散熱更快，提高熱量傳遞效率，從而增大冷熱 端的溫度差，使得溫差發電單元實際產生更大的發電功率。