一种基于温差发电的阵列式直流电源制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于温差发电的阵列式直流电源，属于电源设备及核能应用技术领域。该温差发电阵列直流电源包括热力管道、安装套和多个阵列直流电源模块，安装套的内壁为圆形，外壁为多边形,多个阵列直流电源模块分别固定在安装套的多边形外壁上。阵列直流电源模块由多个直流电源单元纵向排列而成，并安装在发电片安装基板上，发电片安装基板与安装套的多边形外壁相对固定。直流电源单元中的单片温差发电片通过阵列组合后得到单组阵列DC电源模块，该模块可以使用于与环境温度温差25℃以上的热力表面，温差越大电源可输出功率越大、发电效率越高。本实用新型专利技术电源模块中的导热、绝热和散热设计，能够确保模块可以最大地利用热源，减少热损，提高效率。提高效率。提高效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于温差发电的阵列式直流电源


[0001]本技术涉及一种基于温差发电的阵列式直流电源，属于电源设备及核能应用


技术介绍

[0002]目前新开工核电站建设中对于事故监测的电源需求，设置了多组长时间储能的蓄电池组电源及电力转换装置以及移动柴油发电机组成套电源设备，此种配置设备造价高、运维成本大。对于采用非能动自然循环方式进行余热排出的核电站来说，在事故情况下不需要外界动力支持就能实现电站处于安全状态并导出余热，而此时核电厂事故后安全参数的监测是重点，此时需要的较小的电源容量支撑设备运行即可。
[0003]根据塞贝克效应制成温差发电片具有体积小、重量轻、无运动部件、寿命长、可靠性高以及无污染等诸多优点，通过发电片冷端和热端的温度差产生电能，可以利用各种热力，节能环保。温差发电片组成阵列后可以得到所需电压和容量的电源，其持续时间取决于管道热力续存时间。
[0004]目前我国已建成或在建核电厂事故后监测系统采用的电源为UPS与蓄电池组配合的模式，如秦山核电厂、大亚湾核电厂、田湾核电厂、山东石岛湾核电厂等。其原理为在正常电源失电时，由蓄电池组通过UPS放电来提供事故后监测系统所需要的电力供应。该种方式的缺点为事故后监测系统运行的时间完全由蓄电池组的容量决定。而核电厂事故后监测系统运行时间较长，则需要配置大容量蓄电池组，一方面带来较大资金压力，另外也对设备占地面积、安装维护带来较高要求。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提出是一种基于温差发电的阵列式直流电源，采用根据塞贝克效应制成温差发电片，利用热力管道或设备的热表面，通过发电片冷端和热端的温度差产生电能，只要热力续存就能持续得到所需电源。
[0006]本技术提出的基于温差发电的阵列式直流电源，包括热力管道或表面、安装套和多个阵列直流电源模块，所述的安装套的内壁为圆形，安装套的外壁为多边形，安装套通过安装套固定耳套装在所述的热力管道外；所述的多个阵列直流电源模块分别固定在安装套的多边形外壁上；所述的阵列直流电源模块由多个直流电源单元纵向排列而成，多个直流电源单元安装在发电片安装基板上，发电片安装基板与安装套的多边形外壁相对固定，纵向排列的各直流电源单元之间设有绝缘隔热板，纵向排列的多个直流电源单元的下部设有电源导出端子；每个直流电源单元由发电片固定板、温差发电片和冷面散热器组成，所述的发电片固定板通过螺钉与发电片安装基板相对固定，发电片固定板为方框形，多个温差发电片安装在发电片固定板上的多个方框内，所述的冷面散热器紧贴在方框形发电片固定板上，每个温差发电片分别通过导线与本直流电源单元下部的电源导出端子相连。
[0007]本技术提出的基于温差发电的阵列式直流电源，其优点是：
[0008]1、本技术的基于温差发电的阵列式直流电源，其中的单片温差发电片通过阵列组合后得到单组阵列DC电源模块，该模块可以使用于与环境温度温差25℃以上的热力表面，温差越大电源可输出功率越大、发电效率越高。
[0009]2、本技术的基于温差发电的阵列式直流电源整体电源，可以根据所需电源的电压和功率大小，将多个单组阵列DC电源模块组合，安装在模块
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管道的安装基础部件即安装套上，电源模块中的导热、绝热和散热设计，能够确保模块可以最大地利用热源，减少热损，提高效率。
[0010]3、本技术的基于温差发电的阵列式直流电源，其中的单组阵列DC电源模块采用模块化设计，作为电源的基本发电单元，采用可快速拆装设计，便于检修和更换。因此本技术电源可以用于核电站及其类似场所，满足长期持续的重要参数监测的要求。
附图说明
[0011]图1为本技术提出的基于温差发电的阵列式直流电源的结构示意图。
[0012]图2为图1的A
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A视图。
[0013]图3为图1所示的基于温差发电的阵列式直流电源中发电片安装板8、温差发电片9和发电片安装基板10的位置关系示意图。
[0014]图1
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图3中，1是热力管道，2是安装套固定耳，3是安装套，4是阵列直流电源模块，5是绝缘隔热板，6是电源导出端子，7是冷面散热器，8是发电片固定板，9是温差发电片，10是发电片安装基板。
具体实施方式
[0015]本技术提出的基于温差发电的阵列式直流电源，其结构如图1所示，包括热力管道1、安装套3和多个阵列直流电源模块4，所述的安装套3的内壁为圆形，安装套3的外壁为多边形，安装套3通过安装套固定耳2套装在所述的热力管道1外；所述的多个阵列直流电源模块4分别固定在安装套3的多边形外壁上。
[0016]上述基于温差发电的阵列式直流电源中的阵列直流电源模块4的结构如图2所示，由多个直流电源单元纵向排列而成，多个直流电源单元安装在发电片安装基板10上，发电片安装基板10与安装套3的多边形外壁相对固定，纵向排列的各直流电源单元之间设有绝缘隔热板5，纵向排列的多个直流电源单元的下部设有电源导出端子6；每个直流电源单元由发电片固定板8、温差发电片9和冷面散热器7组成，所述的发电片固定板8通过螺钉与发电片安装基板10通过螺钉相对固定，发电片固定板8为方框形，多个温差发电片9安装在发电片固定板8上的多个方框内，如图3所示，所述的冷面散热器7紧贴在方框形发电片固定板8上，每个温差发电片9分别通过导线(图中未示出)与本直流电源单元下部的电源导出端子6相连。
[0017]以下结合附图，详细介绍本技术基于温差发电的阵列式直流电源的工作原理如下：
[0018]本技术基于温差发电的阵列式直流电源，利用根据塞贝克效应制成的温差发电片，通过发电片冷端(即冷面散热器7)和热端(即热力管道1)的温度差产生电能，通过发电片串并联设计组合得到适合的电压和功率，热力管道1与电源的热表面贴合安装，使热量
通过温差发电片发电，只要热力续存就能持续得到所需电源。
[0019]本技术基于温差发电的阵列式直流电源的所能持续供电时间，与电源所在热力系统中的热力存续的时间有关，例如，在模块式高温气冷堆中，非能动余热排出管道内的热量，用于导出堆芯传导到水冷壁的热量，只要堆芯温度未降低到到冷停堆温度，热量就会持续导出，安装在余热导管上的温差发电阵列电源就会持续产生电力，满足所需监测系统的用电需求，直到堆芯温度降低到到冷停堆温度，不再有足够的温差，电源退出运行，此时反应堆处于安全状态也不再需要进一步监测。因此本技术电源可作为电厂其他电源的补充，即使像发生类似福岛事故导致电厂全部交直流电源丧失，本技术电源也可以持续存在。
[0020]在本技术的一个实施例中，模块式高温气冷堆的非能动余热排出管道为Φ168
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6mm碳钢管，设计压力为1.0MPa。运行压力为0.3MPa，正常工况及事故工况管道内水温在68.5℃～110℃之间，管道所在环境温度14℃～28℃之间，丧失空调通风后会缓慢达到外界地区环境温度(33.5℃夏天极端气象)，管道与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于温差发电的阵列式直流电源，其特征在于该温差发电阵列直流电源包括热力管道、安装套和多个阵列直流电源模块，所述的安装套的内壁为圆形，安装套的外壁为多边形，安装套通过安装套固定耳套装在所述的热力管道外；所述的多个阵列直流电源模块分别固定在安装套的多边形外壁上；所述的阵列直流电源模块由多个直流电源单元纵向排列而成，多个直流电源单元安装在发电片安装基板上，发电片安装基板与安装套的多边形外壁相对固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙卫东，陈凡，李铎，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：