热管堆中分段式温差发电器的仿真分析

作者：张胤; 郭凯伦; 王成龙^*; 戴春辉; 宋苹; 张大林; 秋穗正; 田文喜; 苏光辉

来源：原子能科学技术, 2022, 56(10): 2051-2060.

• 热管堆
• 分段式温差发电器
• 数值模拟

温差发电器(TEG)是一种能够直接将热能转化为电能的器件设备，因此可在热管堆中将TEG作为能量转换系统。但当热管堆堆芯的平均或最高温度超过1 000 K后，TEG的缺陷就会暴露出来。分段式温差发电器(STEG)可解决这一问题。本文在COMSOL软件中搭建了STEG模型，确定了数值模拟方法，并对STEG的几何形状和热电性能进行了优化设计，将热管与STEG组合成单通道模型来进行仿真计算。对STEG进行了稳态的仿真计算，得到STEG的几何优化设计，并探究了热电和热力性能，热电转换效率最高可达15.75%,最大应力约为270 MPa。在单通道模型中，结合STEG的最优几何设计，热电转换效率最高可达15.63%。本文工作可为STEG与热管堆结合的数值模拟提供相应的基础。

• 单位
  西安交通大学; 武汉第二船舶设计研究所