本發(fā)明屬于溫差發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用溫差發(fā)電原理的熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，特指一種利用船舶柴油機(jī)余熱的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)：

眾所周知，漁業(yè)捕撈船在進(jìn)行海上作業(yè)時(shí)，會(huì)消耗大量的能源及淡水。尤其是進(jìn)行遠(yuǎn)洋生產(chǎn)的中大型漁船，要求長時(shí)間在遠(yuǎn)離陸地的海上進(jìn)行捕撈作業(yè)。因此，部分漁船為了解決自身攜帶淡水能力的不足，配備了海水淡化裝置，以提高船舶的續(xù)航能力。但是，這無形中又增加了漁船的用電負(fù)荷，消耗更多的能源。

另一方面，船舶柴油機(jī)在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)煔?，這部分煙氣會(huì)攜帶30%左右的柴油燃燒熱量排入大氣中，造成能量利用損失。為提高整個(gè)柴油機(jī)系統(tǒng)的能源利用效率，利用其高溫尾氣的余熱就顯得尤為重要。關(guān)于利用船舶柴油機(jī)余熱的設(shè)計(jì)，現(xiàn)有技術(shù)中已有相關(guān)的技術(shù)方案公開。如公開號(hào)為CN103967648A，發(fā)明名稱：一種船舶低速柴油機(jī)余熱綜合回收系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括組合余熱鍋爐系統(tǒng)、動(dòng)力渦輪發(fā)電系統(tǒng)、汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、高溫冷卻水利用換熱設(shè)備和有機(jī)工質(zhì)汽輪機(jī)發(fā)電系統(tǒng)。此方案利用動(dòng)力渦輪和汽輪機(jī)裝置實(shí)現(xiàn)了二次發(fā)電，但是考慮到船舶有限的空間和設(shè)備維護(hù)的成本，該方案更適合在大型船舶投入使用。而公開號(hào)為CN102092808A，發(fā)明名稱為一種利用柴油機(jī)尾氣余熱的海水淡化裝置。該系統(tǒng)以高溫?zé)煔鉃橹苯訜嵩醇訜岷Ｋ畞碇迫〉?，?shí)現(xiàn)了余熱的高效利用。但是直接以煙氣余熱為熱源淡化海水的方式，使得余熱的用途過于單一，限制了高溫?zé)煔獾睦每臻g。

基于以上分析，如何因地制宜、更合理地利用船舶柴油機(jī)的排氣廢熱，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)就顯得非常有必要。目前，溫差發(fā)電裝置憑借無轉(zhuǎn)動(dòng)部件、體積小、壽命長，工作時(shí)無噪聲，應(yīng)用環(huán)境和使用熱源不受限制等優(yōu)勢而倍受青睞。因此，利用遠(yuǎn)洋捕撈船舶這一特殊工作場合所具有的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電，將具有明顯優(yōu)勢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種利用船舶柴油機(jī)余熱進(jìn)行溫差發(fā)電的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，能夠根據(jù)塞貝克效應(yīng)利用船舶柴油機(jī)余熱進(jìn)行溫差發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率較大程度的提高。

本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種利用船舶柴油機(jī)余熱的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，包括船用柴油機(jī)、煙氣收集箱、冷卻器、溫差發(fā)電系統(tǒng)、蓄電池、冷庫和導(dǎo)熱硅脂；

所述船用柴油機(jī)與煙氣收集箱通過排氣管連接，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)置于煙氣收集箱和冷庫之間，所述冷卻器設(shè)置在煙氣收集箱和溫差發(fā)電系統(tǒng)的側(cè)面；所述溫差發(fā)電系統(tǒng)通過充電電路與蓄電池相連；所述熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，利用高溫?zé)煔馀c冷庫間的巨大溫差發(fā)電，產(chǎn)生電能，同時(shí)產(chǎn)生兩種溫度不同的熱水，最大限度地利用了柴油機(jī)燃燒煙氣的廢熱。

進(jìn)一步的，所述冷卻器為箱體結(jié)構(gòu)，在其通道內(nèi)部布置有鈍體。

進(jìn)一步的，所述煙氣收集箱為箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)置耐高溫且導(dǎo)熱性較好的金屬柵格，其孔隙率控制在一定合理范圍內(nèi)，金屬柵格前端與煙氣收集箱進(jìn)口之間留有一定的過渡空間，以防止影響柴油機(jī)工作時(shí)的正常排氣。

進(jìn)一步的，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)選用工作溫度為200~700℃的半導(dǎo)體材料（如PbTe-SnTe等），內(nèi)部以多塊半導(dǎo)體發(fā)電模塊串并聯(lián)的方式組成，每個(gè)模塊均有正負(fù)極電路引出。

熱電聯(lián)產(chǎn)裝置利用溫差發(fā)電技術(shù)，產(chǎn)生電能。

熱電聯(lián)產(chǎn)裝置在完成發(fā)電工作的同時(shí)，產(chǎn)生不同溫度的熱水，實(shí)現(xiàn)了余熱的高效綜合利用。

柴油機(jī)的高溫?zé)煔饨?jīng)排氣管進(jìn)入內(nèi)置有金屬柵格的煙氣收集箱，煙氣流速減小，與側(cè)面布置的冷卻器內(nèi)的冷卻水發(fā)生熱交換，產(chǎn)生高溫?zé)崴?；另一方面，溫差發(fā)電系統(tǒng)置于煙氣收集箱和冷庫之間，兩個(gè)接觸面間均涂有導(dǎo)熱硅脂。因此，發(fā)電系統(tǒng)的熱端面受到高溫?zé)煔獾募訜?，而冷端面與冷庫相接觸，兩端產(chǎn)生巨大的溫差，促使內(nèi)部發(fā)電模塊發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)換成電能，達(dá)到產(chǎn)電的效果。所產(chǎn)電能可供船舶上的海水淡化裝置使用，也可供給船員的生活用電。此外，為使溫差發(fā)電系統(tǒng)熱端面的熱量及時(shí)排出，減少或避免熱量經(jīng)溫差發(fā)電系統(tǒng)流入冷庫，可采用冷水降溫的方式。而冷卻水在吸收發(fā)電系統(tǒng)的熱量后變成低溫?zé)崴部梢灾苯庸┙o船員生活使用。

采用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，與已有的公開技術(shù)相比，具有如下顯著效果：

1、本發(fā)明最大限度地利用了船舶柴油機(jī)煙氣與冷庫間的巨大溫差，并將原來對溫差發(fā)電系統(tǒng)有負(fù)面作用的能量轉(zhuǎn)化成熱能，降低了系統(tǒng)的工作溫度，提高了裝置效率；

2、本發(fā)明有效地實(shí)現(xiàn)了高溫?zé)煔饽芰康木C合利用，在實(shí)現(xiàn)溫差發(fā)電的同時(shí)，還能產(chǎn)生大量熱水，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率可得到進(jìn)一步提高。

附圖說明

圖1是改進(jìn)后的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置圖；

圖中：

1.船用柴油機(jī)； 2.高溫?zé)煔猓?/p>

3.廢氣； 4.冷卻水；

5.煙氣收集箱； 6.金屬柵格；

7.冷卻器； 8.高溫?zé)崴?/p>

9.溫差發(fā)電系統(tǒng)； 10.蓄電池；

11.低溫?zé)崴? 12.冷庫；

13.導(dǎo)熱硅脂。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

實(shí)施例：一種利用船舶柴油機(jī)余熱的熱電聯(lián)產(chǎn)裝置，如圖1所示，包括船用柴油機(jī)1、煙氣收集箱5、金屬柵格6、冷卻器7、溫差發(fā)電系統(tǒng)9、蓄電池10、冷庫12和導(dǎo)熱硅脂13。

所述船用柴油機(jī)1與煙氣收集箱5通過排氣管連接，所述溫差發(fā)電系統(tǒng)9置于煙氣收集箱5和冷庫12之間，所述冷卻器7設(shè)置在煙氣收集箱5和溫差發(fā)電系統(tǒng)9的側(cè)面。所述溫差發(fā)電系統(tǒng)9通過充電電路與蓄電池10相連。

正常工作條件下，船用柴油機(jī)1的高溫?zé)煔?（300℃以上的溫度）經(jīng)排氣管道流入煙氣收集箱5。煙氣收集箱5整體呈箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)置有耐高溫且導(dǎo)熱性較好的金屬柵格6，以達(dá)到提高蓄熱能力和延長高溫?zé)煔?滯留時(shí)間的效果。同時(shí)，為了不影響柴油機(jī)的正常排氣，金屬柵格6的孔隙率應(yīng)控制在合理范圍內(nèi)，其前端與煙氣收集箱5的進(jìn)口之間留有一定的過渡空間。此外，煙氣收集箱5開有排氣孔，以供利用后的廢氣3排出裝置。冷卻器7為箱體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在煙氣收集箱5的側(cè)面，為提高換熱效果，增強(qiáng)流體擾流，在通道內(nèi)部設(shè)置鈍體。冷卻水4經(jīng)換熱后成高溫?zé)崴?，水溫可達(dá)到60~80℃以上，供船上的正常使用。

溫差發(fā)電系統(tǒng)9置于煙氣收集箱5和冷庫12之間，兩個(gè)接觸面間涂有導(dǎo)熱硅脂13，以達(dá)到受熱均勻、減小熱阻的作用。因此，溫差發(fā)電系統(tǒng)9的熱端面受高溫?zé)煔?加熱，而冷端面與冷庫12相接觸，冷庫12內(nèi)的工作溫度通常為-18℃。即冷熱端面之間將產(chǎn)生300℃以上的溫差，溫差越大，發(fā)電效果就越顯著。另外，溫差發(fā)電系統(tǒng)9可選用工作溫度為200~700℃的半導(dǎo)體材料（如PbTe-SnTe等），其內(nèi)部由多塊發(fā)電模塊串并聯(lián)而成。發(fā)電模塊產(chǎn)生的電能通過充電電路給蓄電池10充電。為確保溫差發(fā)電系統(tǒng)9熱端面的高溫?zé)崃考皶r(shí)排出，減少或避免熱量經(jīng)溫差發(fā)電系統(tǒng)9流入冷庫12，可采用冷卻水吸熱降溫，冷卻水4的流量根據(jù)具體情況而定，而冷卻水4在吸收熱量后變成低溫?zé)崴?1，也可以直接供給船員生活使用。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。