專(zhuān)利名稱(chēng)：以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以熱載體如導(dǎo)熱油為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置，屬 工業(yè)余熱回收領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、工業(yè)爐窯等排放的煙氣中含有大量的熱量，通常設(shè)有余熱回 收裝置如省煤器和空氣預(yù)熱器等，吸收部分煙氣余熱，但排煙溫度通常在140°C 160°C或 更高，較小容量的爐窯排煙溫度甚至更高。由于煙氣中硫化物的存在，空氣預(yù)熱器尾部受熱 面的煙氣出口溫度受到限制，排煙溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致受熱面的壁面溫度低于煙氣酸露點(diǎn)而發(fā) 生嚴(yán)重的結(jié)露腐蝕和堵灰甚至穿孔，這是繼續(xù)利用煙氣余熱、降低排煙溫度必須面對(duì)的難 題。相變換熱器可以在維持較低壁面溫度的前提下回收利用余熱、大幅度降低排煙溫 度，并將排煙溫度控制在僅比最低壁面溫度高15°C左右，通常可以控制壁溫100°C時(shí)，排煙 溫度115°C左右。但在實(shí)際應(yīng)用中也必須處理好熱平衡的限制，才有可能達(dá)到既避免結(jié)露又 降低排煙溫度的效果。實(shí)際操作中在不結(jié)露的前提下排煙溫度控制在130°C左右為宜。這 已被楊本洛教授的相變換熱器技術(shù)的成功實(shí)施所證明。ZL200710046604. X提供了一種鍋爐煙氣余熱回收的裝置流程，該技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng) 域是電站蒸汽鍋爐。該技術(shù)是一種鍋爐余熱回收的好方法。但是，該余熱回收流程產(chǎn)生的 是低品位的中低壓蒸汽，且如果產(chǎn)生的蒸汽如無(wú)法外供使用，該技術(shù)的應(yīng)用即受到很大的 限制，通常僅能通過(guò)增加空氣預(yù)熱器或給水預(yù)熱器回收部分煙氣余熱，鍋爐的排煙溫度仍 然較高，能量浪費(fèi)仍然較大，不符合節(jié)能要求。ZL200910183368. 5公開(kāi)了一種以導(dǎo)熱油為傳熱介質(zhì)的工業(yè)余熱半導(dǎo)體溫差發(fā)電 機(jī)發(fā)電技術(shù)，如圖1所示，圖中標(biāo)識(shí)為1_換熱器，2-半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)，3-儲(chǔ)油罐，4-溫控 器，5-輸油泵，6-導(dǎo)熱油管道，7-冷卻水管，8-半導(dǎo)體溫差發(fā)電芯片。該技術(shù)采用共知的導(dǎo)熱油回收工業(yè)低溫余熱技術(shù)，回收了余熱的導(dǎo)熱油作為傳熱 介質(zhì)，作為半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)的熱源，不失為一種很好的余熱利用技術(shù)。但是該技術(shù)存在一 定的缺點(diǎn)即半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)的冷源需要使用大量的冷卻水，冷卻水帶走的熱量經(jīng)冷卻 塔等散熱后才能循環(huán)使用，且冷卻水的循環(huán)需要使用一定量的電能。實(shí)際半導(dǎo)體溫差發(fā)電 機(jī)的發(fā)電效率很低，大量的熱量被冷卻水帶走白白散失在大氣中并造成熱污染；設(shè)置的儲(chǔ) 油罐，里面的導(dǎo)熱油溫度較高，儲(chǔ)油罐兼起油氣分離器的作用，導(dǎo)熱油回收余熱過(guò)程中產(chǎn)生 的氣體要通過(guò)儲(chǔ)油罐分離出去，由于溫度高，接觸氧氣時(shí)容易導(dǎo)致導(dǎo)熱油變質(zhì)；輸油泵采用 變流量調(diào)節(jié)作為保證半導(dǎo)體發(fā)電模塊入口導(dǎo)熱油溫度的措施，勢(shì)必導(dǎo)致輸油泵不能經(jīng)濟(jì)、 高效運(yùn)行，仍需配套變頻調(diào)速技術(shù)才能解決問(wèn)題；而且為保證半導(dǎo)體發(fā)電模塊入口溫度的 相對(duì)穩(wěn)定，勢(shì)必要采用大流量、低溫度的導(dǎo)熱油回收工業(yè)余熱，如通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)電模塊的導(dǎo) 熱油進(jìn)出口溫差大，會(huì)引起發(fā)電模塊的熱應(yīng)力，對(duì)其使用壽命有一定的影響；如采用通過(guò)半 導(dǎo)體發(fā)電模塊的導(dǎo)熱油進(jìn)出口溫差小、低流量的運(yùn)行方式，將導(dǎo)致導(dǎo)熱油的供回油溫度均提高，余熱回收的熱量又會(huì)減少。ZL200810172026. 9公開(kāi)了一種比較高效的用于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷卻裝置， 主要用于對(duì)內(nèi)燃機(jī)尾氣余熱回收半導(dǎo)體溫差發(fā)電系統(tǒng)頭功一種比較高效的冷卻系統(tǒng)。利用 液體相變潛熱較大的特點(diǎn)，可從半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷端面吸收更多的熱量，能夠進(jìn)一 步提高半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷熱端面的溫差，從而取得更好的利用余熱的發(fā)電效果。同時(shí) 冷卻液循環(huán)使用，無(wú)需動(dòng)力，無(wú)介質(zhì)耗損、泄漏，節(jié)能環(huán)保。如圖2所示，圖中標(biāo)識(shí)21_散熱 器，22-冷凝器，23-導(dǎo)液管，24-導(dǎo)氣管，25、26_薄翅片，27-半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊。但該技術(shù) 也有存在問(wèn)題的地方由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊冷端面的熱量無(wú)法回收利用，只能散失到 大氣中，因此該技術(shù)限制了冷卻液的沸點(diǎn)低于100°C ；發(fā)電模塊冷端面蒸發(fā)器內(nèi)部空腔為長(zhǎng) 方體，里面并未充滿冷卻液體，吸收發(fā)電模塊熱量的冷卻液體氣化時(shí)必然會(huì)夾帶冷卻液體， 從而與長(zhǎng)方體空腔的大氣端薄翅片接觸吸熱氣化，吸收熱量的氣化氣體又會(huì)與冷卻液進(jìn)行 熱交換而是冷卻液部分氣化，冷卻液的氣化潛熱并未被發(fā)電模塊冷端面全部利用。而且蒸 發(fā)器內(nèi)部空腔為長(zhǎng)方體，氣液并存，體積會(huì)加大。因此如何進(jìn)一步合理回收利用如何利用工業(yè)余熱，如降低排煙溫度等進(jìn)而應(yīng) 用半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)發(fā)電等成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，利用熱載體(如導(dǎo)熱油)為熱媒 的半導(dǎo)體溫差發(fā)電方法及裝置實(shí)現(xiàn)工業(yè)余熱(如電站鍋爐煙氣余熱)的高效回收利用，有 效回收了半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置冷端面的熱量，相當(dāng)于把這部分熱量幾乎全部進(jìn)行了回收利 用，不需要冷卻水，系統(tǒng)的綜合效率大大提高，系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)方便，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。本發(fā)明對(duì)目前的回收工業(yè)低溫余熱技術(shù)加以改進(jìn)，采用熱載體如導(dǎo)熱油作為循環(huán) 介質(zhì)。首先是對(duì)余熱回收部分，如對(duì)于回收煙氣余熱流程，本發(fā)明設(shè)置相變換熱器36，相變 換熱器36包括蒸發(fā)器36-1和冷凝器36-2，其中蒸發(fā)器36_1位于煙道31內(nèi)，冷凝器36_2 位于煙道外。相變換熱器36的傳熱工質(zhì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇，包括但不局限于水。蒸發(fā) 器36-1蒸發(fā)溫度的選擇根據(jù)煙氣的酸露點(diǎn)確定，總之確保蒸發(fā)器36-1的壁面溫度高于酸 露點(diǎn)溫度而不會(huì)發(fā)生低溫腐蝕。相變換熱器36根據(jù)實(shí)際情況至少設(shè)置一組。冷凝器36-2 的換熱介質(zhì)采用熱載體如導(dǎo)熱油，這是對(duì)現(xiàn)有熱載體如導(dǎo)熱油余熱回收技術(shù)的改進(jìn)。對(duì)于 鍋爐或工業(yè)爐窯，相變換熱器36采用導(dǎo)熱油為介質(zhì)，可以在維持較低壁面溫度的前提下回 收利用余熱、大幅度降低排煙溫度，并將排煙溫度控制在僅比最低壁面溫度高15°C左右，通 ?？梢钥刂票跍?00°C時(shí)，排煙溫度115°C左右。但在實(shí)際應(yīng)用中也必須處理好熱平衡的限 制，才有可能達(dá)到既避免結(jié)露又降低排煙溫度的效果。實(shí)際操作中在不結(jié)露的前提下排煙 溫度控制在130°C左右為宜。如果是清潔燃料燃燒形成的煙氣，酸露點(diǎn)更低，則可選用其他 合適的相變介質(zhì)，在維持蒸發(fā)器36-1安全的情況下盡量多的回收熱量。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置高位膨脹槽43，控制高位膨脹槽43里面的導(dǎo)熱油溫度在70°C以 內(nèi)，能避免導(dǎo)熱油氧化變質(zhì)，大大延長(zhǎng)導(dǎo)熱油的使用壽命。本發(fā)明以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置結(jié)構(gòu)示意圖(見(jiàn)附圖3、 圖4及附圖標(biāo)識(shí)說(shuō)明)做說(shuō)明利用導(dǎo)熱油作為回收利用余熱的工質(zhì)，包含鍋爐煙道31及 煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道。煙道31內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器如33、35等、至少一個(gè)相變換熱器36，以及省煤器32、空氣預(yù)熱器34，相變換熱器36包含蒸發(fā)器36_1和冷 凝器36-2，其中的冷凝器36-2位于煙道外，蒸發(fā)器36-1的工作介質(zhì)為水，產(chǎn)生的蒸汽利用 經(jīng)過(guò)冷凝器36-2的導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝。導(dǎo)熱油加熱器與鍋爐原有的省煤器32、空氣預(yù)熱器 34串聯(lián)或交錯(cuò)連接設(shè)置。其中第一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器設(shè)置在相變換熱器蒸發(fā)器36-1和空氣 預(yù)熱器34之間。煙道31外設(shè)有相變換熱器冷凝器36-2、半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60、發(fā)電模 塊相變換熱器冷凝器44、鍋爐給水預(yù)熱器50，空氣預(yù)熱器51、油氣分離器42、過(guò)濾器39、熱 油泵38、高位膨脹槽43、低溫儲(chǔ)油槽41已經(jīng)配套的管道儀表閥門(mén)等。半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置 60包括相變工質(zhì)液相匯流排49、相變工質(zhì)氣相匯流排45、發(fā)電模塊相變換熱器蒸發(fā)器46、 發(fā)電模塊熱端47以及半導(dǎo)體發(fā)電模塊48。相變換熱器36的冷凝器36-2采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)冷卻蒸 汽，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器如33、35等繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加 熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60進(jìn)行發(fā)電，出來(lái)的導(dǎo)熱油通過(guò)鍋爐給水預(yù)熱器 50、空氣預(yù)熱器51加熱鍋爐給水、空氣，鍋爐給水、熱空氣回收熱量后供系統(tǒng)利用，冷卻后 進(jìn)入發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器44，回收半導(dǎo)體發(fā)電模塊冷端面熱量后，經(jīng)油氣分離器42 分離出氣體，從高位膨脹槽43排出，液態(tài)導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)濾器39、熱油泵38、相變換熱器36的 冷凝器36-2循環(huán)使用。設(shè)有煙氣排出溫度調(diào)控裝置40，調(diào)控裝置40根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器36-1的壁溫 (如通過(guò)壁溫測(cè)試儀37測(cè)定)(或煙道出口處煙溫)的高低，通過(guò)控制相變換熱器冷凝器36-2 的旁路調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于相變換熱器36的蒸 發(fā)器壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度，在避免結(jié)露的前提下，達(dá)到最大限度利用煙氣廢熱的目的，使 鍋爐能經(jīng)濟(jì)、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。設(shè)有發(fā)電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥57，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60發(fā)生故障時(shí)，打開(kāi)發(fā) 電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥57，關(guān)閉發(fā)電模塊故障用截止閥58、59，在對(duì)故障進(jìn)行處理的同時(shí)， 系統(tǒng)仍能夠有效運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致緊急停車(chē)等事故。本發(fā)明的特色是可選擇沸點(diǎn)不低于100°C的、氣化潛熱大的液體作為相變換熱器 的工質(zhì)，例如選擇水，常壓100°c吸熱氣化，在保持半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)冷端溫度恒定的同時(shí)， 產(chǎn)生的蒸汽將通過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)的廢熱快速移走并在發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器44 得到回收利用，設(shè)備安全可靠。實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于犧牲從100°C到半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)冷端溫度的 溫度差所發(fā)的電量，幾乎全部回收了通過(guò)冷卻水散失在大氣中的熱量，實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一個(gè) 回?zé)嵫h(huán)，或者說(shuō)相當(dāng)于一個(gè)熱泵在運(yùn)行。半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)冷端的排放熱量得到了有效 的利用，系統(tǒng)的綜合余熱回收效率大大提高，是對(duì)現(xiàn)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電余熱回收技術(shù)的一 大改進(jìn)。本發(fā)明的有益效果是，可以根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中余熱的形式、特點(diǎn)以及設(shè)備和場(chǎng) 地情況等靈活進(jìn)行設(shè)計(jì)，不影響原來(lái)的生產(chǎn)工藝或影響很小，導(dǎo)熱油將余熱引出來(lái)后進(jìn)入 半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)將導(dǎo)熱油攜帶的部分熱量轉(zhuǎn)換成電能，大量的通過(guò)半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)冷 端之相變換熱器蒸發(fā)器高效排出的熱量又被系統(tǒng)回收利用，用于加熱爐窯助燃空氣或加熱 鍋爐給水或其他需要加熱的工藝介質(zhì)。本發(fā)明的半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置的蒸發(fā)器可采用板式、螺旋板式、波浪式等常規(guī)形 式，特征是是豎直布置，半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)冷端之相變換熱器蒸發(fā)器內(nèi)充滿飽和液體，吸熱即氣化成氣體利用密度差方便匯集到相變工質(zhì)氣相匯流排。飽和氣體經(jīng)冷凝器冷卻后靠重 力作用進(jìn)入相變工質(zhì)液相匯流排，再經(jīng)過(guò)分配進(jìn)入相變換熱器蒸發(fā)器各組片，循環(huán)使用，無(wú) 需消耗動(dòng)力，無(wú)泄漏。對(duì)于新建的電站鍋爐，可以采用本發(fā)明附圖4的流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，煙道內(nèi)的設(shè)備布 置大大簡(jiǎn)化，相當(dāng)于把原有的省煤器和空預(yù)器移至煙道外，導(dǎo)熱油回收余熱提高溫度后進(jìn) 入半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)，由于溫差增大，發(fā)電量有效增加，發(fā)電效率提高，同時(shí)設(shè)備布置簡(jiǎn)化、合理。對(duì)于老系統(tǒng)，可采用本發(fā)明附圖3的流程進(jìn)行改造，也可按本發(fā)明附圖4的流程進(jìn) 行改造。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的工業(yè)余熱半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)發(fā)電技術(shù)裝置流程圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的用于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊的冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明的以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明另一實(shí)施例的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，31—鍋爐煙道，32—省煤器，33-導(dǎo)熱油加熱器，34—空氣預(yù)熱器，35—導(dǎo)熱 油加熱器，36—相變換熱器，36-1-相變換熱器蒸發(fā)器，36-2相變換熱器冷凝器，37—壁溫 測(cè)試儀，38—熱油泵，39—過(guò)濾器，40—調(diào)控裝置，41一低溫儲(chǔ)油槽，42—油氣分離器，43-高位膨脹槽，44一發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器，45—相變工質(zhì)氣相匯流排，46-發(fā)電模塊相 變換熱器蒸發(fā)器，47-發(fā)電模塊熱端，48-半導(dǎo)體發(fā)電模塊，49-相變工質(zhì)液相匯流排，50-鍋 爐給水預(yù)熱器，51-空氣預(yù)熱器，52-鍋爐給水，53-加熱后的鍋爐給水，54-空氣，55-加熱后 的空氣，56-熱載體，57-發(fā)電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥，58、59_發(fā)電模塊故障用截止閥，60-半 導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1。如圖3所示，本發(fā)明以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置結(jié)構(gòu)示意 圖進(jìn)行詳細(xì)描述利用導(dǎo)熱油作為回收利用余熱的工質(zhì)，包含鍋爐煙道31及煙道內(nèi)、外設(shè) 備及其連接管道。煙道31內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器如33、35等、至少一個(gè)相變換 熱器36，以及省煤器32、空氣預(yù)熱器34，相變換熱器36包含蒸發(fā)器36_1和冷凝器36_2，其 中的冷凝器36-2位于煙道外，蒸發(fā)器36-1的工作介質(zhì)為水，產(chǎn)生的蒸汽利用經(jīng)過(guò)冷凝器 36-2的導(dǎo)熱油進(jìn)行冷凝。導(dǎo)熱油加熱器與鍋爐原有的省煤器32、空氣預(yù)熱器34串聯(lián)或交 錯(cuò)連接設(shè)置。其中第一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器設(shè)置在相變換熱器蒸發(fā)器36-1和空氣預(yù)熱器34之 間。煙道31外設(shè)有相變換熱器冷凝器36-2、半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60、發(fā)電模塊相變換熱器 冷凝器44、鍋爐給水預(yù)熱器50，空氣預(yù)熱器51、油氣分離器42、過(guò)濾器39、熱油泵38、高位 膨脹槽43、低溫儲(chǔ)油槽41已經(jīng)配套的管道儀表閥門(mén)等。半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60包括相變 工質(zhì)液相匯流排49、相變工質(zhì)氣相匯流排45、發(fā)電模塊相變換熱器蒸發(fā)器46、發(fā)電模塊熱 端47以及半導(dǎo)體發(fā)電模塊48。
相變換熱器36的冷凝器36-2采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)冷卻蒸 汽，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器如33、35等繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加 熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60進(jìn)行發(fā)電，出來(lái)的導(dǎo)熱油通過(guò)鍋爐給水預(yù)熱器 50、空氣預(yù)熱器51加熱鍋爐給水、空氣，鍋爐給水、熱空氣回收熱量后供系統(tǒng)利用，冷卻后 進(jìn)入發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器44，回收半導(dǎo)體發(fā)電模塊冷端面熱量后，經(jīng)油氣分離器42 分離出氣體，從高位膨脹槽43排出，液態(tài)導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)濾器39、熱油泵38、相變換熱器36的 冷凝器36-2循環(huán)使用。設(shè)有煙氣排出溫度調(diào)控裝置40，調(diào)控裝置40根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器36-1的壁溫 (如通過(guò)壁溫測(cè)試儀37測(cè)定)(或煙道出口處煙溫)的高低，通過(guò)控制相變換熱器冷凝器36-2 的旁路調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于相變換熱器36的蒸 發(fā)器壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度，在避免結(jié)露的前提下，達(dá)到最大限度利用煙氣廢熱的目的，使 鍋爐能經(jīng)濟(jì)、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。設(shè)有發(fā)電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥57，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置60發(fā)生故障時(shí)，打開(kāi)發(fā) 電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥57，關(guān)閉發(fā)電模塊故障用截止閥58、59，在對(duì)故障進(jìn)行處理的同時(shí)， 系統(tǒng)仍能夠有效運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致緊急停車(chē)等事故。實(shí)施例2。與實(shí)施例1基本相同，對(duì)于新建的電站鍋爐，可以采用本發(fā)明附圖4的流程進(jìn)行設(shè) 計(jì)，煙道內(nèi)的設(shè)備布置大大簡(jiǎn)化，相當(dāng)于把原有的省煤器和空預(yù)器移至煙道外，導(dǎo)熱油回收 余熱提高溫度后進(jìn)入半導(dǎo)體溫差發(fā)電機(jī)，由于溫差增大，發(fā)電量有效增加，發(fā)電效率提高， 同時(shí)設(shè)備布置簡(jiǎn)化、合理。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但它們并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何熟悉 此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可作各種變化或潤(rùn)飾，同樣屬于本發(fā)明之 保護(hù)范圍。例如，本發(fā)明的相變換熱器的流程同樣也適用于工業(yè)窖爐及其他余熱回收?qǐng)龊稀?因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，它包含煙道(31)、煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道，其特征在于所述煙道(31)內(nèi)設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器、至少一個(gè)相變換熱器(36)，相變換熱器(36)包含蒸發(fā)器(36 1)和冷凝器(36 2)，其中的冷凝器(36 2位于煙道外；煙道(31)外設(shè)有半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置(60)、發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器(44)、鍋爐給水預(yù)熱器(50)、空氣預(yù)熱器(51)、油氣分離器(42)，以及配套的管道儀表閥門(mén)；所述半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置(60)包括相變工質(zhì)液相匯流排(49)、發(fā)電模塊相變換熱器蒸發(fā)器(46)、發(fā)電模塊熱端(47)、相變工質(zhì)氣相匯流排(45)；其中，相變工質(zhì)液相匯流排(49)、發(fā)電模塊相變換熱器蒸發(fā)器(46)、相變工質(zhì)氣相匯流排(45)、發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器(44)、相變工質(zhì)液相匯流排(49)組成小循環(huán)；相變換熱器冷凝器(36 2)、導(dǎo)熱油加熱器、發(fā)電模塊熱端(47)、鍋爐給水預(yù)熱器(50)、空氣預(yù)熱器(51)、發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器(44)、油氣分離器(42)、相變換熱器冷凝器(36 2)組成大循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于 所述煙道(31)內(nèi)還設(shè)有省煤器(32)、空氣預(yù)熱器(34)，所述導(dǎo)熱油加熱器與省煤器(32)、 空氣預(yù)熱器(34)串聯(lián)或交錯(cuò)連接設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于油氣分離器(42)與 相變換熱器(36)之間還設(shè)有過(guò)濾器(39)、熱油泵(38)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于它還設(shè)有高位膨脹 槽(43)、低溫儲(chǔ)油槽(41)，所述油氣分離器(42)分離出的氣體高位膨脹槽(43)排出，所述 低溫儲(chǔ)油槽(41)通過(guò)熱油泵(38)對(duì)相變換熱器(36)供油。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于它還設(shè)有煙氣排出 溫度調(diào)控裝置(40 )，調(diào)控裝置(40 )根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器(36-1)的壁溫的高低，控制相變 換熱器冷凝器(36-2)的旁路調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于它還設(shè)有發(fā)電模塊 故障旁路調(diào)節(jié)閥(57)、發(fā)電模塊故障用截止閥(58、59)，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置(60)發(fā)生 故障時(shí)，打開(kāi)發(fā)電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥(57)，關(guān)閉發(fā)電模塊故障用截止閥(58、59)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電裝置，其特征在于所述 半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置(60)還包括半導(dǎo)體發(fā)電模塊(48)，所述發(fā)電模塊相變換熱器蒸發(fā)器 (46)與所述發(fā)電模塊熱端(47)間隔排列，多個(gè)所述半導(dǎo)體發(fā)電模塊(48)依次設(shè)置于發(fā)電 模塊相變換熱器蒸發(fā)器(46)與發(fā)電模塊熱端(47)之間。
8.一種以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法，其特征在于相變換熱器(36)的 冷凝器(36-2)采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)冷卻蒸汽，將導(dǎo)熱油加熱后送 入導(dǎo)熱油加熱器繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入半導(dǎo)體溫差發(fā)電 裝置(60)進(jìn)行發(fā)電，出來(lái)的導(dǎo)熱油通過(guò)鍋爐給水預(yù)熱器(50)、空氣預(yù)熱器(51)加熱鍋爐給 水、空氣，鍋爐給水、熱空氣回收熱量后供系統(tǒng)利用，冷卻后進(jìn)入發(fā)電模塊相變換熱器冷凝 器(44)，回收半導(dǎo)體發(fā)電模塊冷端面熱量后，經(jīng)油氣分離器(42)分離出氣體，從高位膨脹 槽(43)排出，液態(tài)導(dǎo)熱油經(jīng)過(guò)濾器(39)、熱油泵(38)、相變換熱器(36)的冷凝器(36-2)循 環(huán)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法，其特征在于 設(shè)有煙氣排出溫度調(diào)控裝置(40 )，調(diào)控裝置(40 )根據(jù)相變換熱器蒸發(fā)器(36-1)的壁溫(如通過(guò)壁溫測(cè)試儀37測(cè)定)(或煙道出口處煙溫)的高低，通過(guò)控制相變換熱器冷凝器(36-2) 的旁路調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度等手段，可使煙道出口的排煙溫度降低至僅高于相變換熱器(36)的蒸 發(fā)器壁面的煙氣酸露點(diǎn)溫度，在避免結(jié)露的前提下，達(dá)到最大限度利用煙氣廢熱的目的，使 鍋爐能經(jīng)濟(jì)、高熱效率運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法，其特征在于 設(shè)有發(fā)電模塊故障旁路調(diào)節(jié)閥(57)，在半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置(60)發(fā)生故障時(shí)，打開(kāi)發(fā)電模 塊故障旁路調(diào)節(jié)閥(57)，關(guān)閉發(fā)電模塊故障用截止閥(58、59)，在對(duì)故障進(jìn)行處理的同時(shí)， 系統(tǒng)仍能夠有效運(yùn)行，不會(huì)導(dǎo)致緊急停車(chē)等事故。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種以熱載體為熱媒的工業(yè)余熱半導(dǎo)體發(fā)電方法及裝置，利用導(dǎo)熱油作為回收利用余熱的工質(zhì)，包含鍋爐煙道及煙道內(nèi)、外設(shè)備及其連接管道，煙道內(nèi)依次設(shè)有至少一個(gè)導(dǎo)熱油加熱器、至少一個(gè)相變換熱器，相變換熱器包含蒸發(fā)器和冷凝器，其中冷凝器采用間接換熱方式利用導(dǎo)熱油作為冷卻介質(zhì)冷卻蒸汽，將導(dǎo)熱油加熱后送入導(dǎo)熱油加熱器繼續(xù)回收煙氣余熱，經(jīng)導(dǎo)熱油加熱器加熱后的導(dǎo)熱油進(jìn)入半導(dǎo)體溫差發(fā)電裝置進(jìn)行發(fā)電，出來(lái)的導(dǎo)熱油加熱鍋爐給水、空氣，鍋爐給水、熱空氣回收熱量后供系統(tǒng)利用，冷卻后進(jìn)入發(fā)電模塊相變換熱器冷凝器，回收半導(dǎo)體發(fā)電模塊冷端面熱量后，經(jīng)油氣分離器分離出氣體，從高位膨脹槽排出，液態(tài)導(dǎo)熱油可循環(huán)使用。
文檔編號(hào)H02N11/00GK101976987SQ201010511700
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月20日
發(fā)明者王海軍, 王海波 申請(qǐng)人:王海波