[发明专利]以热载体为热媒的工业余热半导体发电方法及装置

权利要求书

1.一种以热载体为热媒的工业余热半导体发电装置，它包含烟道（31）、烟道内、外设备及其连接管道，其特征在于：所述烟道（31）内设有至少一个导热油加热器、至少一个相变换热器（36），相变换热器（36）包含蒸发器（36-1）和冷凝器（36-2），其中的冷凝器（36-2位于烟道外；烟道（31）外设有半导体温差发电装置（60）、发电模块相变换热器冷凝器（44）、锅炉给水预热器（50）、空气预热器（51）、油气分离器（42），以及配套的管道仪表阀门；所述半导体温差发电装置（60）包括相变工质液相汇流排（49）、发电模块相变换热器蒸发器（46）、发电模块热端（47）、相变工质气相汇流排（45）；其中，相变工质液相汇流排（49）、发电模块相变换热器蒸发器（46）、相变工质气相汇流排(45)、发电模块相变换热器冷凝器(44)、相变工质液相汇流排（49）组成小循环；相变换热器冷凝器（36-2）、导热油加热器、发电模块热端（47）、锅炉给水预热器（50）、空气预热器（51）、发电模块相变换热器冷凝器（44）、油气分离器（42）、相变换热器冷凝器（36-2）组成大循环。

2.根据权利要求1所述的以热载体为热媒的工业余热半导体发电装置，其特征在于：所述烟道（31）内还设有省煤器（32）、空气预热器（34），所述导热油加热器与省煤器（32）、空气预热器（34）串联或交错连接设置。

3.根据权利要求1所述的工业余热半导体发电装置，其特征在于：油气分离器（42）与相变换热器（36）之间还设有过滤器（39）、热油泵（38）。

4.根据权利要求3所述的工业余热半导体发电装置，其特征在于：它还设有高位膨胀槽（43）、低温储油槽（41），所述油气分离器（42）分离出的气体高位膨胀槽（43）排出，所述低温储油槽（41）通过热油泵（38）对相变换热器（36）供油。

5.根据权利要求1所述的工业余热半导体发电装置，其特征在于：它还设有烟气排出温度调控装置（40），调控装置（40）根据相变换热器蒸发器（36-1）的壁温的高低，控制相变换热器冷凝器（36-2）的旁路调节阀的开度。

6.根据权利要求1所述的工业余热半导体发电装置，其特征在于：它还设有发电模块故障旁路调节阀（57）、发电模块故障用截止阀（58、59），在半导体温差发电装置（60）发生故障时，打开发电模块故障旁路调节阀（57），关闭发电模块故障用截止阀（58、59）。

7.根据权利要求1至6任一项所述的工业余热半导体发电装置，其特征在于：所述半导体温差发电装置（60）还包括半导体发电模块（48），所述发电模块相变换热器蒸发器（46）与所述发电模块热端（47）间隔排列，多个所述半导体发电模块（48）依次设置于发电模块相变换热器蒸发器（46）与发电模块热端（47）之间。

8.一种以热载体为热媒的工业余热半导体发电方法，其特征在于：相变换热器（36）的冷凝器（36-2）采用间接换热方式利用导热油作为冷却介质冷却蒸汽，将导热油加热后送入导热油加热器继续回收烟气余热，经导热油加热器加热后的导热油进入半导体温差发电装置（60）进行发电，出来的导热油通过锅炉给水预热器（50）、空气预热器（51）加热锅炉给水、空气，锅炉给水、热空气回收热量后供系统利用，冷却后进入发电模块相变换热器冷凝器（44），回收半导体发电模块冷端面热量后，经油气分离器（42）分离出气体，从高位膨胀槽（43）排出，液态导热油经过滤器（39）、热油泵（38）、相变换热器（36）的冷凝器（36-2）循环使用。

9.根据权利要求8所述的以热载体为热媒的工业余热半导体发电方法，其特征在于：设有烟气排出温度调控装置（40），调控装置（40）根据相变换热器蒸发器（36-1）的壁温（如通过壁温测试仪37测定）（或烟道出口处烟温）的高低，通过控制相变换热器冷凝器（36-2）的旁路调节阀的开度等手段，可使烟道出口的排烟温度降低至仅高于相变换热器（36）的蒸发器壁面的烟气酸露点温度，在避免结露的前提下，达到最大限度利用烟气废热的目的，使锅炉能经济、高热效率运行，达到节能降耗的目的。

10.根据权利要求8所述的以热载体为热媒的工业余热半导体发电方法，其特征在于：设有发电模块故障旁路调节阀（57），在半导体温差发电装置（60）发生故障时，打开发电模块故障旁路调节阀（57），关闭发电模块故障用截止阀（58、59），在对故障进行处理的同时，系统仍能够有效运行，不会导致紧急停车等事故。