本发明专利技术涉及可移动式模块化热电器件单元、热电器件模组以及大功率温差发电装置，属于热电发电装置领域。所述热电器件单元包括：集热块，所述集热块为一侧具有弧形内凹面的方块状结构，或者由方形块与弧形凹面块两部分组装而成，其中所述弧形凹面块预先安置在热源管道上；冷媒板，所述冷媒板中设置与冷却单元连通的冷却流路；设置在集热块和冷媒板之间的多个由热电材料制成的热电器件，所述热电器件的高温端与所述集热块抵接，所述热电器件的低温端与所述冷媒板抵接；设置在所述冷媒板背离所述热电器件的一侧上的弹簧组件；以及，一对安装螺杆，所述一对安装螺杆的两端分别固定至所述集热块和所述弹簧定位板上。集热块和所述弹簧定位板上。集热块和所述弹簧定位板上。
【技术实现步骤摘要】
可移动式模块化热电器件单元、热电器件模组以及大功率温差发电装置
[0001]本专利技术涉及一种可移动式模块化热电器件单元、热电器件模组以及大功率温差发电装置，属于热电发电装置领域。
技术介绍
[0002]温差发电技术是利用半导体材料的泽贝克效应直接将热能转换成电能。由于温差发电器件和制冷器件具有无污染、无噪音、尺寸小、安全可靠等优点，在航空航天、空间技术和军事装备等高新
己经获得了普遍应用，同时在工业余、废热回收利用等方面也具有广泛的应用前景。
[0003]钢铁厂、化工厂以及其他高温设备的余、废热发电以及熔盐储热的温差热电发电利用一直受到关注，但规模化工业应用由于受到发电效率、发电成本、发电装置便利性以及通用性等限制而进展较为缓慢。目前，采用中高温流体作为传热介质的大功率温差发电装置较少，特别是缺少采用模块化设计、可快速安装、使用和维护的可移动式、通用性强的温差发电装置。
技术实现思路
[0004]针对上述问题，本专利技术旨在提供一种可移动式模块化热电器件单元、热电器件模组以及大功率温差发电装置。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种热电器件单元，包括：集热块，所述集热块为一侧具有弧形内凹面的方块状结构，或者由方形块与弧形凹面块两部分组装而成，其中所述弧形凹面块预先安置在热源管道上；冷媒板，所述冷媒板中设置与冷却单元连通的冷却流路；设置在集热块和冷媒板之间的多个由热电材料制成的热电器件，所述热电器件的高温端与所述集热块抵接，所述热电器件的低温端与所述冷媒板抵接；设置在所述冷媒板背离所述热电器件的一侧上的弹簧组件，所述弹簧组件包括一端与所述冷媒板抵接的弹簧、以及具有用于容纳所述弹簧的另一端的定位槽的弹簧定位板；以及，一对安装螺杆，所述一对安装螺杆的两端分别固定至所述集热块和所述弹簧定位板上。
[0006]本专利技术中，通过一对安装螺杆可将依次叠放的集热块、热电器件、冷媒板紧凑地集成在一起，而且通过设置弹簧组件可以使集热块、热电器件、冷媒板的安装面之间保持良好的接触，并在温度变化的过程中使集热块、热电器件、冷媒板的安装面之间依然保持良好的接触，以减少他们之间的接触热阻，从而有利于建立有效的温差，提高发电性能。与此同时，通过设置弹簧组件可以释放一部分高温下附加的热应力，减小对热电器件的影响，提高热电器件的可靠性。又，集热块具有弧形内凹面，可以用于容纳包覆管道构件。
[0007]优选地，在所述集热块上设置第一测温孔，在所述冷媒板上设置第二测温孔。从
而，可以有效监测热电器件高温端以及低温端的温度及其变化情况，同时为热源与冷源的调控提供参考。
[0008]优选地，所述弹簧为矩形弹簧。矩形弹簧有利于保证与弹簧抵接的安装面的平行，进而使各部分受力均匀。
[0009]优选地，所述弹簧组件还包括设置在所述弹簧中的弹簧导柱。弹簧导柱辅助用于将弹簧保持直线状态，弹簧导柱的长度为略小于弹簧处于完全压缩状态的长度以保证弹簧始终处于可以自由伸缩状态。弹簧导柱的外径略小于弹簧的内径以保证弹簧的直线状态以及自由伸缩。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种热电器件模组：通过一对加载螺杆将一对所述热电器件单元以所述集热块的弧形内凹面相对的方式加载在一起以形成容纳热源管道的管道通孔；或者，把集热块的弧形凹面块部分预先安置在热源管道上以形成安装平面并与集热块的方形块部分采用平面安装；所述加载螺杆的两端分别固定至一对所述热电器件单元的弹簧定位板上，所述弹簧定位板上设置撑脚。
[0011]本专利技术中，通过一对加载螺杆可将上述一对热电器件单元对置加载在一起，实现热电器件单元在热源管道外部的快速安装。本专利技术提供的为一种预装的模块化热电器件模组，可以根据发电需求，快速选择使用。
[0012]第三方面，本专利技术提供一种模块化大功率温差发电装置，包括：具有可拆卸侧门的腔体；设置在所述腔体中的多个所述热电器件模组；冷却单元，所述冷却单元包括与外部冷源连接的冷却流体主路，以及从冷却流体主路分支并连接至各个热电器件的冷媒板的冷却流体支路；热源单元，所述热源单元包括穿过热电器件模组的管道通孔的热源管道，所述热源管道与外部热源连通；气氛单元，所述气氛单元包括设置在所述腔体的第一侧的进气阀和设置在所述腔体的第二侧的排气阀，所述进气阀选择性地与真空泵和惰性气体源连通；以及用于监测所述热电器件模组的工作状态并根据监测结果以及用电需求进行调整的电源管理单元。
[0013]本专利技术通过构建具有通用性的、模块化的由热电器件模组、冷却单元、热源单元、气氛单元以及电源管理单元组成的发电装置，可以实现多种高温流体热源的大功率温差热发电以及热流的梯度利用，弥补现有热电发电装置缺乏通用性的不足。采用惰性气氛保护，模块化热电器件组件的安装以及多系统联动控制，有利于发电装置的安全平稳运行。发电装置发电功率等输出参数的可控调节，同时模块化的结构设计有利于装置的快速组装、灵活的安装方式以及装置可移动性。
[0014]优选地，在所述热源管道上设置第一热源温度传感器，在所述集热块上设置第二热源温度传感器，以实时监测以及调控热源管道以及集热块的温度。
[0015]优选地，所述电源管理单元包括测试模块、控制模块和转换模块。
[0016]优选地，所述腔体的上侧设置有至少一对吊环。这样可以通过吊环搬运所述发电装置，快速吊装至所需位置。
[0017]优选地，所述腔体内填充有隔热材料。这样可以减少热源的热量损失、提升热电器件单元的集热块与冷媒板之间的有效温差，提高发电效率以及热源利用效率。
附图说明
[0018]图1为本专利技术示例可移动式模块化大功率温差发电装置结构示意图；图2为本专利技术示例热电器件模组结构示意图；图3为本专利技术示例可移动式模块化大功率温差发电装置主体结构示意图；图4为本专利技术示例模块化大功率温差发电装置中热电器件模组安装示意图；图5为本专利技术示例多台模块化大功率发电装置组装应用示意图；附图标记：1、气氛单元，2、热电器件模组，3、热源单元，4、冷却单元，5、电源管理单元，6、腔体，6a、腔体侧门，7、真空泵，8、安全阀，9、腔体与热源管道连接密封件，10、腔体排气电磁阀，10a、腔体进气电磁阀，11、热电器件，12、矩形弹簧，13、弹簧导柱，14、冷媒板，14a、低温端测温孔(第二测温孔)，15、弹簧定位板，16、加载螺杆，17、安装螺杆，18、热源管道，19、集热块，19a、高温端测温孔(第一测温孔)，20、器件接线，21、撑脚，22、热源管道入口，23、热源管道出口，24、热源回路，25、液体流量计，26、液压表，27、冷却流体进水管，28、冷却流体出水管，29、冷却流体进出口温度传感器，30、电动流量调节阀，31、测试模块，32、控制模块，33、转换模块，34、气密电连接器，35、高温管道温度传感器(第一热源温度传感器)，36、集热块温度传感器(第二热源温度传感器)，37、吊环，38、地脚。
具体实施方式
[0019]以下通过实施方式进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热电器件单元，其特征在于，包括：集热块，所述集热块为一侧具有弧形内凹面的方块状结构，或者由方形块与弧形凹面块两部分组装而成，其中所述弧形凹面块预先安置在热源管道上；冷媒板，所述冷媒板中设置与冷却单元连通的冷却流路；设置在集热块和冷媒板之间的多个由热电材料制成的热电器件，所述热电器件的高温端与所述集热块抵接，所述热电器件的低温端与所述冷媒板抵接；设置在所述冷媒板背离所述热电器件的一侧上的弹簧组件，所述弹簧组件包括一端与所述冷媒板抵接的弹簧、以及具有用于容纳所述弹簧的另一端的定位槽的弹簧定位板；以及，一对安装螺杆，所述一对安装螺杆的两端分别固定至所述集热块和所述弹簧定位板上。2.根据权利要求1所述的热电器件单元，其特征在于，在所述集热块上设置第一测温孔，在所述冷媒板上设置第二测温孔。3.根据权利要求1所述的热电器件单元，其特征在于，所述弹簧为矩形弹簧。4.根据权利要求1所述的热电器件单元，其特征在于，所述弹簧组件还包括设置在所述弹簧中的弹簧导柱。5.一种包括权利要求1
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4中任一项所述的热电器件单元的热电器件模组，其特征在于，通过一对加载螺杆将一对所述热电器件单元以所述集热块的弧形内凹面相对的方式加载在一起以形成容纳热源管道的管道通孔；或者，把集热块的弧形凹面块部分预先安置...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏绪贵，陈立东，柏胜强，管伟，廖锦城，宋庆峰，王超，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：
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