[發明專利]一種基于溫差發電以及脈動熱管技術的尾氣余熱利用方法有效

申請號：	201710954655.6	申請日：	2017-10-13
公開（公告）號：	CN107592035B	公開（公告）日：	2020-05-05
發明（設計）人：	紀玉龍;范睿;庚春榮;張繼鋒	申請（專利權）人：	大連海事大學
主分類號：	H02N11/00	分類號：	H02N11/00
代理公司：	大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242	代理人：	楊威;涂文詩
地址：	116000 遼***	國省代碼：	遼寧;21
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種基于溫差發電以及脈動熱管技術尾氣余熱利用方法
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【說明書】：

本發明公開了一種基于溫差發電以及脈動熱管技術的尾氣余熱利用方法，包括使脈動熱管單元的加熱端與尾氣接觸，尾氣余熱加熱脈動熱管單元的冷卻端，使升溫的脈動熱管單元的冷卻端作為溫差發電裝置的熱源，進而將尾氣余熱轉換為電能。其中，脈動熱管單元可以包括若干個脈動熱管組，脈動熱管組、溫差發電器件以及冷卻水箱交替堆疊，可以有效解決溫差發電系統在提取大規模煙氣熱量時出現的有效熱端面積少，導致溫差發電片布置數量受限的問題，大幅度提高船舶尾氣余熱溫差發電裝置的發電量。

技術領域

本發明涉及工業廢熱的利用。

背景技術

基于溫差發電技術的尾氣余熱利用裝置主要包括熱源、冷源、溫差發電器件和整流元件等，利用熱電轉換技術回收、利用熱能。在發動機尾氣、工業廢熱的利用過程中，通常采取增大流動阻力、降低流動速度，以增加廢熱滯留的時間，使熱量持續、高效地輸送到溫差發電器件的熱端，提高熱電轉化效率和廢熱的利用率。在溫差發電系統裝置設計上，目前有矩形式與多棱柱式。矩形式溫差發電系統煙氣流道橫截面積為矩形，流道的上下兩個表面布置溫差發電片，且可通過增加流道層數提高功率，勢必迅速增加煙氣阻力以及裝置體積。圓柱型溫差發電系統外部橫截面為正多邊形，內部流道為圓柱面，煙氣在管道內均勻流動，沿圓周布置溫差發電片，若要提高發電功率只能通過延長煙道長度來完成，使裝置體積迅速增加，煙氣阻力增大。

但是以上兩種基于溫差發電的尾氣余熱利用裝置中，溫差發電片布置數量受排煙管長度及表面積限制，較適用于小規模尾氣利用溫差發電系統的安裝使用。如若要提取大功率熱負荷時，則會出現裝置體積過大，煙氣阻力迅速升高的問題，不適于船舶尾氣余熱利用的使用。

發明內容

為解決現有技術中存在的上述缺陷，本發明提出以下技術方案：

一種基于溫差發電以及脈動熱管技術的尾氣余熱利用方法，其特征在于，使脈動熱管單元的加熱端與尾氣接觸，尾氣余熱加熱脈動熱管單元的冷卻端，使升溫的脈動熱管單元的冷卻端作為溫差發電裝置的熱源，進而將尾氣余熱轉換為電能。

進一步地，所述脈動熱管單元包括至少一個脈動熱管組；所述脈動熱管組包括至少一個脈動熱管和一個熱擴散板，所述熱擴散板的雙面具有供所述脈動熱管的冷卻端嵌入其內的溝槽。

進一步地，所述脈動熱管豎直放置。

進一步地，所述溫差發電裝置包括熱源、冷源和溫差發電器件，所述溫差發電器件的一端與熱源連接，另一端與冷源連接，形成溫差，將熱能轉化為電能。

進一步地，所述冷源為矩形冷卻水箱，且其兩外平面設有對稱分布的凹槽，其側壁設有冷卻水出入口。

進一步地，所述溫差發電器件包括用導線依次串聯的多個溫差發電片，所述溫差發電片嵌裝于所述矩形冷卻水箱的兩外平面的凹槽內。

進一步地，所述脈動熱管組與所述矩形冷卻水箱交替堆疊。

進一步地，所述熱擴散板上的溝槽與所述脈動熱管的上部之間設有導熱硅脂層。

進一步地，所述矩形冷卻水箱兩外平面的凹槽的形狀與所述溫差發電片的形狀一致；所述凹槽的形狀為方形，深度為0.1m。