基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，包括：烟气管路、外部十面体结构、温差发电单元、翅片和冷板；烟气管路直径与船舶焚烧炉排气管直径相同，在船舶焚烧炉排气管中部截取一段管路并用烟气管路替换；烟气管路设置于外部十面体结构的管路内，烟气管路内壁上设置有规则排列的翅片。本实用新型专利技术所述的基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，直接将热能转化为电能、无运动部件、无污染。烟气管路内布置翅片，增强换热，使装置传热效率提高。船舶废气余热温差发电装置工作时产生的电能通过并入带有储能及功率调节单元的船舶微电网后，能够持续为船上设备供电，实现船舶能效提升。

Thermoelectric generator based on fin heat transfer for high temperature waste heat of ship incinerator

The utility model discloses a thermal difference power generation device for high temperature exhaust gas of a ship incinerator based on fin heat transfer, including the flue gas pipeline, the external ten sides structure, the temperature difference power unit, the fin and the cold plate, and the diameter of the flue gas pipeline is the same as the diameter of the exhaust pipe of the ship incinerator, and a section is intercepted in the middle of the exhaust pipe of a ship incinerator. The pipeline is replaced by a flue gas pipeline, and the flue gas pipeline is arranged in the pipeline of the external ten sides structure, and the internal wall of the flue gas pipeline is provided with regularly arranged fins. The high temperature waste heat temperature difference power generation device of a high temperature waste gas of a ship incinerator based on the heat transfer of the utility model directly converts the heat energy into electric energy, no moving part and no pollution. Fins are arranged in the flue gas pipeline to enhance heat transfer and improve the heat transfer efficiency of the unit. The electric energy generated by the thermal difference power generation unit of the waste heat of the ship's exhaust gas can be continuously supplied to the equipment on board, and the energy efficiency of the ship can be improved by incorporating the micro power grid with the energy storage and power regulation unit.

【技术实现步骤摘要】
基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置
本技术涉及船舶节能
，具体地说是一种新型船舶焚烧炉高温废气余热回收发电装置。
技术介绍
目前，船舶排出的余热有高低品质之分，其应该遵循其品质的高低而合理利用。船舶余热回收利用主要分为两个方面，一是高品位余热，主要是废气余压能的利用；二是低品位余热，主要以废气余热回收利用。对于废气余压能主要以涡轮的方式利用回收，常见的有动力涡轮和涡轮增压技术，比如主机废气涡轮增压器。而对于废气余热能的回收，通常的做法是直接作为其他用热设备的加热热源使用，比如加热热水、为海水淡化装置提供热源、加热油舱、供暖等。随着社会对能源和环境问题的关注以及科研人员对节能技术的深入探索，船舶余热回收技术有了长足发展其中比较成熟技术包括废气锅炉、海水淡化以及有机朗肯循环，然而采用这些技术的装置相对体积较大、成本较高且需要定期维护。
技术实现思路
根据上述提出的技术问题，而提供一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，用于解决现有的船舶焚烧炉废气回收装置体积较大、成本较高且需要定期维护的缺点。本技术采用的技术手段如下：一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，包括：烟气管路、外部十面体结构、温差发电单元、翅片和冷板；所述烟气管路的输入端同焚烧炉排气管的输出端连通，所述烟气管路输出端连通的管路上依次安装有风机和热电偶；所述的烟气管路设置于所述外部十面体结构的管路内，所述的烟气管路内壁布置有规则排列的翅片；所述温差发电单元和冷板分别对应依次安装于所述外部十面体结构外壁。所述温差发电单元包括规则排列于所述外部十面体结构外壁的温差发电片；所述温差发电片包括陶瓷基板、P&N型半导体和导电材料；温差发电片的两个陶瓷面分别与外部十面体结构外壁和冷板接触，承受高温及低温，且分别作为温差发电单元热端和温差发电单元冷端，所述P&N型半导体规则排列在所述陶瓷基板之间，所述的P型半导体和N型半导体之间通过导电材料连接固定。作为优选所述翅片于所述烟气管路内以圆环状的形式布置若干列，每列所述翅片分别同外部十面体结构的一个外端面对应设置。作为优选所述的冷板内设置有规则设置的冷却水流道，所述的冷却水流道上，相对于烟气管路的进气方向一侧设置有冷却水出口，相对于烟气管路的出气方向一侧设置有冷却水进口；所述的冷却水流道为蛇形流道。作为优选所述温差发电单元热端的陶瓷基板和外部十面体结构外壁间涂有高性能耐高温导热硅脂层。作为优选所述温差发电片，通过不同的螺栓扭矩实现特定的紧固压力。作为优选所述导电材料为金属导体连接件。作为优选所述的冷却水进口连接有海水泵。作为优选所述冷板为金属铜板。与现有技术相比较，本技术所述的基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，具有以下优点：1、基于翅片换热结构的船舶焚烧炉高温废气余热利用温差发电装置提供了一种利用船舶焚烧炉排放的高温废气余热进行发电的途径。2、十面体外部结构，使各面的温差发电单元受热更加均匀3、烟气管路内布置翅片，强化换热，装置传热效率提高。4、船舶废气余热温差发电装置工作时产生的电能通过并入带有储能及功率调节单元的船舶微电网后，能够持续为船上设备供电，实现船舶能效提升。5、直接将热能转化为电能、无运动部件、无污染。6、本技术结构简单、造价低廉、便于管理和维护。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术的整体结构示意图。图2是本技术温差发电部分的主剖视图。图3是本技术温差发电部分的剖视图。图4是本技术温差发电片局部视图。其中：1a、焚烧炉，2a、紧固螺栓，3a、风机，4a、热电偶，1、冷板，2、温差发电单元，3、外部十面体结构，4、烟气管路，5、翅片，31、陶瓷基板，32、温差发电单元冷端，33、P&N型半导体，34、导电材料，35、温差发电单元热端。具体实施方式如图1到图4所示，一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，其特征在于包括：烟气管路4、外部十面体结构3、温差发电单元2、翅片6和冷板1；为实现传热效率最优，减少热损失，综合多方面考虑选用铜作为装置整体材料。所述烟气管路4直径与船舶焚烧炉1a排气管直径相同，在船舶焚烧炉1a排气管中部截取掉一段管路并用所述烟气管路4替换；所述烟气管路4的输入端同焚烧炉1a排气管的输出端连通，所述烟气管路4输出端连通的管路上依次安装有风机3a和热电偶4a；所述的烟气管路4设置于所述外部十面体结构3的管路内，所述的烟气管路4内壁布置有规则排列的翅片6；所述翅片6于所述烟气管路4内以圆环状的形式布置有若干列，每列所述翅片6分别同外部十面体结构3的一个外端面对应设置。烟气管路4内以圆环状的形式布置有若干列翅片6，在烟气管路4内布置翅片6结构以强化换热，使传递到温差发电单元热端35的热量最大化。所述温差发电单元2和冷板1分别对应依次安装于所述外部十面体结构3外壁；所述温差发电单元包括规则排列于所述外部十面体结构外壁的温差发电片；所述温差发电片包括陶瓷基板31、P&N型半导体33、导电材料34；每一面的温差发电片的两个陶瓷面分别与外部十面体结构3外壁和冷板1接触，承受高温及低温，分别作为温差发电单元热端35和温差发电单元冷端32，所述P&N型半导体规则排列在所述陶瓷基板之间。装置依靠温差发电技术进行发电，其主要的工作单元为温差发电片，十面体每一面的温差发电片串联连接，组成温差发电单元2；每面的温差发电单元2并联，共同构成一个整体的热电转换装置；由于船舶焚烧炉排气温度在350℃到850℃之间，装置采用的温差发电片为高温温差发电片。所述温差发电单元热端35的陶瓷基板31和外部十面体结构3外壁间涂有导热硅脂层，以增强热量的传递。外部十面体结构3外壁与温差发电单元热端35之间涂有高性能耐高温导热硅脂，使接触面之间间隙尽量减小，避免空气传热造成热量的损失，高性能耐高温导热硅脂具有高导热性，增强了热量的传递。所述温差发电单元2固定在所述外部十面体结构3与所述冷板1之间，所述冷板1与所述外部十面体结构3外壁间通过螺栓及多层垫片(弹簧垫片、隔热垫片等)连接，为了保证性能最优，针对不同种类的温差发电片，通过不同的螺栓扭矩实现特定的紧固压力。外形采用十面体结构，采用此结构使各面温差发电单元热端35的温度分布更加均匀，避免热端温度过高烧毁温差发电单元2。所述P&N型半导体33包括间隔设置的P型半导体和N型半导体，所述的P型半导体和N型半导体之间通过导电材料34连接固定。所述导电材料34为金属导体连接件，优选的，所述导电材料34为铜或铝。所述的冷板1内设置有规则设置的冷却水流道，所述的冷却水流道上，相对于烟气管路的进气方向一侧设置有冷却水出口，相对于烟气管路的出气方向一侧设置有冷却水进口；冷却水流向与烟气流向相反，即冷却水进口在烟气出口端，冷却水出口在烟气进口端。所述的冷却水进口连接有海水泵。所述冷板1为金属铜板。所述的冷却水流道为蛇形流道。工作时，当船舶焚烧炉1a高温废气通过烟气管路4时，高温烟气通过翅片6，与翅片6进行对流换热，大量的热量传递至外部十面体结构3外壁，外壁与温差发电单元热端35之间涂有高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，其特征在于包括：烟气管路、外部十面体结构、温差发电单元、翅片和冷板；所述烟气管路的输入端同焚烧炉排气管的输出端连通，所述烟气管路输出端连通的管路上依次安装有风机和热电偶；所述的烟气管路设置于所述外部十面体结构的管路内，所述的烟气管路内壁布置有规则排列的翅片；所述温差发电单元和冷板分别对应依次安装于所述外部十面体结构外壁；所述温差发电单元包括规则排列于所述外部十面体结构外壁的温差发电片；所述温差发电片包括陶瓷基板、P&N型半导体和导电材料；每一面的温差发电片的两个陶瓷面分别与外部十面体结构外壁和冷板接触，且分别作为温差发电单元热端和温差发电单元冷端，所述P&N型半导体规则排列在所述陶瓷基板之间；所述P&N型半导体包括间隔设置的P型半导体和N型半导体，所述的P型半导体和N型半导体之间通过导电材料连接固定。

【技术特征摘要】
1.一种基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，其特征在于包括：烟气管路、外部十面体结构、温差发电单元、翅片和冷板；所述烟气管路的输入端同焚烧炉排气管的输出端连通，所述烟气管路输出端连通的管路上依次安装有风机和热电偶；所述的烟气管路设置于所述外部十面体结构的管路内，所述的烟气管路内壁布置有规则排列的翅片；所述温差发电单元和冷板分别对应依次安装于所述外部十面体结构外壁；所述温差发电单元包括规则排列于所述外部十面体结构外壁的温差发电片；所述温差发电片包括陶瓷基板、P&N型半导体和导电材料；每一面的温差发电片的两个陶瓷面分别与外部十面体结构外壁和冷板接触，且分别作为温差发电单元热端和温差发电单元冷端，所述P&N型半导体规则排列在所述陶瓷基板之间；所述P&N型半导体包括间隔设置的P型半导体和N型半导体，所述的P型半导体和N型半导体之间通过导电材料连接固定。2.根据权利要求1所述的基于翅片换热的船舶焚烧炉高温废气余热温差发电装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳长昕，王慧斌，潘新祥，隋雨鑫，徐敏义，吕延枫，高云飞，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21