本發(fā)明屬于熱能半導(dǎo)體溫差發(fā)電，具體涉及一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，熱能半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)已被廣泛研究和應(yīng)用。然而，在油井或其他井下高溫環(huán)境中進(jìn)行半導(dǎo)體溫差發(fā)電的模擬與實(shí)驗(yàn)仍面臨一些挑戰(zhàn)和困難。

2、現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)裝置往往是通用性設(shè)計(jì)，難以針對(duì)圓柱形管柱這種特殊形狀進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，限制了對(duì)該類裝置的研究和優(yōu)化。在井下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的成本高昂、難度大、耗時(shí)長(zhǎng)，需要專業(yè)團(tuán)隊(duì)和大量資源的投入，限制了實(shí)驗(yàn)的規(guī)模和頻次，以及對(duì)不同參數(shù)的測(cè)試。

3、目前國(guó)內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)針對(duì)油井或其他井下高溫環(huán)境中半導(dǎo)體溫差發(fā)電的模擬與實(shí)驗(yàn)裝置的相關(guān)文獻(xiàn)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置，缺乏對(duì)該領(lǐng)域的深入研究和探索。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述在井下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的成本高昂、難度大、耗時(shí)長(zhǎng)的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，包括多邊形油管、熱伏發(fā)電芯片、套管、頂部法蘭盤和底部法蘭盤，所述多邊形油管的每個(gè)側(cè)面排列安裝多個(gè)熱伏發(fā)電芯片，所述套管設(shè)在多邊形油管外，所述多邊形油管的頂部安裝有頂部法蘭盤，所述多邊形油管的底部安裝有底部法蘭盤。

4、所述多邊形油管的頂部和底部設(shè)有法蘭盤，所述多邊形油管的法蘭盤上均設(shè)有多個(gè)油管法蘭固定孔和一個(gè)油管法蘭通水孔。

5、所述套管的頂部和底部設(shè)有法蘭盤，所述套管的法蘭盤上有多個(gè)套管法蘭固定孔，所述套管的柱體設(shè)計(jì)為圓形，所述套管的法蘭盤內(nèi)徑大于多邊形油管的法蘭盤外徑。

6、所述頂部法蘭盤和底部法蘭盤分別設(shè)有多個(gè)內(nèi)側(cè)固定孔、多個(gè)外側(cè)固定孔、內(nèi)側(cè)水孔和外側(cè)水孔，所述頂部法蘭盤與油管、套管的頂部裝配在一起，所述底部法蘭盤與多邊形油管、套管的底部裝配在一起，所述多邊形油管上的油管法蘭固定孔與頂部法蘭盤、底部法蘭盤的內(nèi)側(cè)固定孔對(duì)應(yīng)連接，所述套管上的套管法蘭固定孔與頂部法蘭盤、底部法蘭盤的外側(cè)固定孔對(duì)應(yīng)連接。

7、所述多邊形油管上的油管法蘭通水孔與頂部法蘭盤、底部法蘭盤的外側(cè)水孔對(duì)應(yīng)連接，所述頂部法蘭盤、底部法蘭盤的內(nèi)側(cè)水孔直接通向多邊形油管內(nèi)部空間。

8、所述底部法蘭盤上安裝有空心加熱管，所述空心加熱管內(nèi)設(shè)置有加熱棒。

9、所述熱伏發(fā)電芯片通過導(dǎo)熱膠固定在多邊形油管的外側(cè)表面。

10、所述多邊形油管連接有儲(chǔ)水罐，所述儲(chǔ)水罐連接有蒸汽發(fā)生器，所述蒸汽發(fā)生器連接有儲(chǔ)汽罐，所述儲(chǔ)汽罐與多邊形油管連接。

11、所述多邊形油管連接有進(jìn)水罐，所述進(jìn)水罐連接有回水罐，所述回水罐與多邊形油管連接。

12、所述多邊形油管與儲(chǔ)水罐之間連接有第一溫度計(jì)，所述多邊形油管與進(jìn)水罐之間連接有第二溫度計(jì)，所述儲(chǔ)汽罐與多邊形油管之間分別連接有第三溫度計(jì)和第一流量計(jì)，所述回水罐與多邊形油管之間分別連接有第四溫度計(jì)和第二流量計(jì)。

13、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：

14、1、本發(fā)明提供半導(dǎo)體發(fā)電技術(shù)的模擬與實(shí)驗(yàn)研究能力，該裝置作為模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，為在地面實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行井下溫差發(fā)電的研究提供了方便和經(jīng)濟(jì)有效的手段。在地面實(shí)驗(yàn)室中，可以模擬不同的溫差條件、管柱形狀以及其他參數(shù)，以便更好地理解和優(yōu)化井下溫差發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和性能。

15、2、本發(fā)明節(jié)約成本與提高發(fā)電效率，該裝置的設(shè)計(jì)不僅可以研究提高半導(dǎo)體溫差發(fā)電效率的方法，還可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本和時(shí)間。相比于在井下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，地面實(shí)驗(yàn)室中的模擬與實(shí)驗(yàn)裝置成本較低，操作更加便捷，且不受井下環(huán)境的限制，可以更靈活地進(jìn)行不同條件下的實(shí)驗(yàn)研究，從而加快了研發(fā)周期并降低了研發(fā)成本。

16、3、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)不同環(huán)境與條件下的高效發(fā)電，該模擬與實(shí)驗(yàn)裝置利用多邊形油管、熱伏發(fā)電芯片和套管的結(jié)合設(shè)計(jì)，有效地利用井下溫差環(huán)境，實(shí)現(xiàn)高效發(fā)電。多邊形油管的設(shè)計(jì)增加了表面積，提高了熱交換效率，而熱伏發(fā)電芯片則將溫差直接轉(zhuǎn)換為電能，使得裝置在井下環(huán)境中能夠穩(wěn)定地產(chǎn)生電力。

技術(shù)特征：

1.一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：包括多邊形油管(1)、熱伏發(fā)電芯片(2)、套管(3)、頂部法蘭盤(4)和底部法蘭盤(5)，所述多邊形油管(1)的每個(gè)側(cè)面排列安裝多個(gè)熱伏發(fā)電芯片(2)，所述套管(3)設(shè)在多邊形油管(1)外，所述多邊形油管(1)的頂部安裝有頂部法蘭盤(4)，所述多邊形油管(1)的底部安裝有底部法蘭盤(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述多邊形油管(1)的頂部和底部設(shè)有法蘭盤，所述多邊形油管(1)的法蘭盤上均設(shè)有多個(gè)油管法蘭固定孔(6)和一個(gè)油管法蘭通水孔(7)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述套管(3)的頂部和底部設(shè)有法蘭盤，所述套管(3)的法蘭盤上有多個(gè)套管法蘭固定孔(8)，所述套管(3)的柱體設(shè)計(jì)為圓形，所述套管(3)的法蘭盤內(nèi)徑大于多邊形油管(1)的法蘭盤外徑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述頂部法蘭盤(4)和底部法蘭盤(5)分別設(shè)有多個(gè)內(nèi)側(cè)固定孔(9)、多個(gè)外側(cè)固定孔(10)、內(nèi)側(cè)水孔(11)和外側(cè)水孔(12)，所述頂部法蘭盤(4)與油管(1)、套管(3)的頂部裝配在一起，所述底部法蘭盤(5)與多邊形油管(1)、套管(3)的底部裝配在一起，所述多邊形油管(1)上的油管法蘭固定孔(6)與頂部法蘭盤(4)、底部法蘭盤(5)的內(nèi)側(cè)固定孔(9)對(duì)應(yīng)連接，所述套管(3)上的套管法蘭固定孔(8)與頂部法蘭盤(4)、底部法蘭盤(5)的外側(cè)固定孔(10)對(duì)應(yīng)連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述多邊形油管(1)上的油管法蘭通水孔(7)與頂部法蘭盤(4)、底部法蘭盤(5)的外側(cè)水孔(12)對(duì)應(yīng)連接，所述頂部法蘭盤(4)、底部法蘭盤(5)的內(nèi)側(cè)水孔(11)直接通向多邊形油管(1)內(nèi)部空間。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述底部法蘭盤(5)上安裝有空心加熱管(13)，所述空心加熱管(13)內(nèi)設(shè)置有加熱棒。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述熱伏發(fā)電芯片(2)通過導(dǎo)熱膠(14)固定在多邊形油管(1)的外側(cè)表面。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述多邊形油管(1)連接有儲(chǔ)水罐(15)，所述儲(chǔ)水罐(15)連接有蒸汽發(fā)生器(18)，所述蒸汽發(fā)生器(18)連接有儲(chǔ)汽罐(19)，所述儲(chǔ)汽罐(19)與多邊形油管(1)連接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述多邊形油管(1)連接有進(jìn)水罐(16)，所述進(jìn)水罐(16)連接有回水罐(17)，所述回水罐(17)與多邊形油管(1)連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：所述多邊形油管(1)與儲(chǔ)水罐(15)之間連接有第一溫度計(jì)(20)，所述多邊形油管(1)與進(jìn)水罐(16)之間連接有第二溫度計(jì)(21)，所述儲(chǔ)汽罐(19)與多邊形油管(1)之間分別連接有第三溫度計(jì)(22)和第一流量計(jì)(23)，所述回水罐(17)與多邊形油管(1)之間分別連接有第四溫度計(jì)(24)和第二流量計(jì)(25)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于熱能半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種管道半導(dǎo)體溫差發(fā)電模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，包括多邊形油管、熱伏發(fā)電芯片、套管、頂部法蘭盤和底部法蘭盤，所述多邊形油管的每個(gè)側(cè)面排列安裝多個(gè)熱伏發(fā)電芯片，所述套管套設(shè)在多邊形油管外，所述多邊形油管的頂部安裝有頂部法蘭盤，所述多邊形油管的底部安裝有底部法蘭盤。本發(fā)明提供半導(dǎo)體發(fā)電技術(shù)的模擬與實(shí)驗(yàn)研究能力，該裝置作為模擬與實(shí)驗(yàn)裝置，為在地面實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行井下溫差發(fā)電的研究提供了方便和經(jīng)濟(jì)有效的手段。在地面實(shí)驗(yàn)室中，可以模擬不同的溫差條件、管柱形狀以及其他參數(shù)，以便更好地理解和優(yōu)化井下溫差發(fā)電裝置的設(shè)計(jì)和性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李克文
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/12