本实用新型属于废水处理及发电技术领域，具体涉及一种具有双流向交互式镶嵌结构的温差发电装置。
背景技术：
水体热污染主要来自工业冷却水。首先是动力工业，其次是冶金、化工、造纸、纺织和机械制造等工业。例如火力发电厂、核电站和钢铁厂的冷却系统排出的热水，以及石油、化工、造纸等工厂排出的生产性废水中均含有大量废热。这些废热排入地面水体之后，使水温升高，水质恶化。
一个装机100万kW的火电厂，冷却水排放量约为30～50m3/S；装机相同的核电站，排水量较火电厂约增加50％。年产30万t的合成氨厂，每小时约排出22000立方米的冷却水。在工业发达的美国，每天所排放的冷却用水达4.5亿立方米，接近全国用水量的1/3；废热水含热量约2500亿千卡，足够2.5亿立方米的水温升高10℃。
我国大部分行业(如钢铁、火力发电、铸造等)会产生低温废水(<100℃)。这类具有余热的工业废水(包括冷却水与生产废水)占到余热资源的31％～50％，所蕴含热能相当于3740万吨标准煤。据统计，我国余热回收利用率低于20％，远不及欧美的50％，且集中针对于高温余热的回收。在低温余热回收利用方面，我国目前仍处于初步发展阶段，在低温余热能源回收处理方面我国市场空缺较大。
目前国内较前沿的温差发电结构主要有两种，一种是条形对流结构，其导热性能好，利用率高，但存在占地面积大，维护及更换困难大，生产及对接成本高等问题；另一种是回形结构，其占地面积小，但存在产生的电压不稳定，不均匀，导致部分发电片损耗较快，部分发电片利用率低等问题。而且目前最新的技术研究进展，大多数专注于温差发电在汽车尾气余热和太阳能热能回收利用上，在工业低温废水预热的回收利用方面产品较少。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种具有双流向交互式镶嵌结构的温差发电装置，为高排放含热废水企业降低运行成本，为国家节能减排。
为达到上述目的，本实用新型所述一种具有双流向交互式镶嵌结构的温差发电装置包括箱体，箱体的侧壁上设置有含余热废水进水口、低温自来水出水口、含余热废水出水口和低温自来水进水口，箱体中并排设置有若干温差发电片，温差发电片通过连接板顺次连接，形成蛇形的发电装置，每个连接板中均设置有连接温差发电片的导线，发电装置将箱体分隔成两个互不相通的空间，发电装置一侧的空间为含余热废水的流通通道，另一侧形成自来水流通通道。
进一步的，温差发电片两侧固定设置有铝板。
进一步的，温差发电片外包覆有的铝板。
进一步的，铝板的厚度为2mm～3mm。
进一步的，含余热废水进水口和含余热废水出水口，以及低温自来水出水口和低温自来水进水口对角设置。
进一步的，连接板两端均设置有卡槽，温差发电片的两端均卡入卡槽中。
进一步的，还包括若干底部与箱体底面连接的导流板，导流板一端与箱体的内壁固定连接，另一端伸入发电装置围城的内凹中。
进一步的，设置在最外侧的两个温差发电片靠近箱体侧壁的一端与箱体的内壁通过卡槽固定连接。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益的技术效果，本实用新型采用双流向交互式镶嵌结构，增大了余热水与低温自来水单位体积的热交换面积，提高了余热的回收利用率和发电稳定性，降低了发电片的不均匀损耗程度。以往结构多为一体式结构，前端两侧温差较高的温差发电片产生的电压较高，温差发电片内电压较高，在连续生产过程中最容易被损耗，而末端温差发电片几乎不工作，这就导致前端温差发电片损耗后需整装置替换，更换工作量大，进而导致生产中断时间长。而采用对流结构和新型可拆卸式连接，提高了温差发电片的利用率，使得每片温差发电片的损耗程度近似相同，且单片损坏后可简单更换温差发电片即可，更换操作简单、时间短，可以连续生产。均匀指的是每片温差发电片所产生电能基本相同，不存在部分电压高，部分电压低的问题。
进一步的，温差发电片两侧固定设置有铝板，或者在温差发电片外包覆有的铝板，对温差发电片进行全方位包裹，温差发电片较薄易碎，温差发电片外包覆铝板有以下优点，一是增加温差发电片的强度，减少运输、安装、更换时对包裹其中的关键器件温差发电片的损耗；二是铝的导热性较好，当装置中的水位高度低于温差发电片高度时，两侧的铝板可将温差传导至温差发电片上部，提高了温差发电片的利用率，拓宽了装置的流量适用范围；三是对其中的温差发电片起到了保护作用，防止余热废水或循环冷却水中的成分对其造成腐蚀，增加了行业适用性；四是在流量较低或对低水位高温度静止水体进行降温处理时，铝板迅速导热可以使整块温差发电片两侧都存在温差，提高了其适应性。
进一步的，含余热废水进水口和含余热废水出水口，以及低温自来水出水口和低温自来水进水口对角设置，余热水与自来水按体对角线对向流入流出，增加了水流在装置中的滞水时间，也使每组温差发电片两侧都能保持一定的温差，进而使热交换始终保持在较高水平。
进一步的，连接板两端均设置有卡槽，温差发电片的两端均卡入卡槽中，使温差发电片之间的连接更加稳定，且为可拆卸式连接，当某一个温差发电片损坏后，更换损坏的温差发电片即可，不需要更换整个发电装置，节约了运行成本。
进一步的，箱体中设置有若干与温差发电片平行且间隔的导流板，导流板的下端面与箱体的底面固定连接，导流板一端与箱体的箱壁固定连接，在有限的体积内增长了含余热废水和低温自来水的流通通道，提高了发电效率。
附图说明
图1为本实用新型三维图；
图2为本实用新型俯视图；
图3为进出水口的位置示意图；
图4为温差发电模块的剖面图；
附图中：1、含余热废水进水口，2、低温自来水出水口，3、含余热废水出水口，4、低温自来水进水口，5、温差发电模块，51、温差发电片，52、铝板，6、导流板，7、连接板，8、卡槽，9、箱体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
参照图1至图3，一种具有双流向交互式镶嵌结构的温差发电装置包括箱体9，箱体9的一个侧壁下部设置有含余热废水进水口1，上部设置有低温自来水出水口2，与该侧壁相对的侧壁上部设置有含余热废水出水口3，下部设置有低温自来水进水口4，含余热废水进水口1和低温自来水出水口2与含余热废水出水口3和低温自来水进水口4对角设置，含余热废水进水口1、含余热废水出水口3、低温自来水进水口4和低温自来水出水口2出均设置有阀门和水泵。
参照图2，箱体9中并排设置有若干温差发电模块5，设置在最外侧的两个温差发电模块5靠近箱体9侧壁的一端与箱体9的内壁通过卡槽8固定连接且伸出有导线，温差发电装置通过导线与变压器电性连接。所有的温差发电模块5通过连接板7顺次连接，形成蛇形的发电装置，每个连接板7中均设置有连接温差发电模块5的导线，发电装置将箱体9分隔成两个互不相通的空间，发电装置一侧的空间为含余热废水的流通通道，另一侧形成的空间为低温自来水流通通道。
参照图4，温差发电模块5包括温差发电片51和设置在温差发电片51两侧的等厚度的铝板52，铝板52的厚度为2mm～3mm，温差发电模块5的温差发电片51及铝板52采用在一定压力下用耐温胶以紧密胶粘的方式制成统一的无缝整体。
优选的，温差发电片51的所有侧面均紧密包覆有厚度为2mm～3mm的铝板52。
优选的，连接板7两端均设置有卡槽8，发电模块5的两端均卡入卡槽8中。
优选的，箱体9中设置有若干与温差发电模块5平行且间隔的导流板6，导流板6的下端面与箱体9的底面固定连接，导流板6一端与箱体9的内壁固定连接，另一端伸入温差发电模块5围城的内凹中，在有限的体积内增长了含余热废水和低温自来水的流通通道，提高了发电效率。
含余热废水进水口1处通过螺纹连接的方式与对应的管道连接，箱体9采用焊接的方式加工制成，导流板6采用焊接的方式将底边和与外部箱体9接触侧边焊接固定，两边带卡槽8的连接板7下端面与箱体9焊接固定，卡槽8直接焊接固定在外箱体9上，将温差发电模块5插入相应卡槽8内，卡槽8与温差发电模块5之间注入耐高温防水胶进行防水密封即可。
工作原理：当所有管件连接好以后，打开所有的阀门，含低温余热的工业废水由含余热废水进水口1口进入箱体9中的含余热废水流通通道，并沿图中实线箭头所示路径运移至含余热废水出水口3，含低温余热的工业废水流出箱体9进行深度处理或进入工厂作为循环冷却水使用；低温自来水由低温自来水进水口4进入箱体9中的低温自来水流通通道，并沿图中虚线箭头所示路径运移至低温自来水出水口2流出装置进入工厂管道继续使用。温差发电模块5两侧由于存在温差，利用Peltier效应、Seebeck效应和Thomson效应的原理使热能直接转化为电能，然后通过变压器将电能输送至电网，转换过程中不需要机械运动部件，也无汽态或液态介质存在，并且环保无污染，不会对工业废水造成二次污染，也不会对低温自来水造成污染，达到了节能减排，环保创收的目的。
经济效益：
考虑电费、降温预处理所需费用、初装及维护费用，建立该装置经济效益模型：
ξ＝A×X+Β-Δ
其中，ξ-年化收益，A-电费单价，X-装置年产值，Β-降温预处理所需费用，Δ-初装及年维护费用。
以年产钢千万吨级钢厂为例，吨钢耗新水量1.28m3，占循环水量2％，年总含余热废水量约为64000万吨，年化收益约为1.1137亿元，可为年营业额1000亿的钢铁企业创收约0.11个百分点。计算结果表明，该装置的经济效益显著，在易产生含热废水的行业具有广阔的应用前景。
本实用新型采用双流向交互式镶嵌结构，增大了含余热废水与低温自来水单位体积的热交换面积，提高了余热的回收利用率和发电稳定性，降低了发电片的不均匀损耗程度。余热水与自来水按体对角线对向流入流出，增加了水流在装置中的滞水时间，也使每组温差发电模块5两侧都能保持一定的温差，进而使热交换始终保持在较高水平。同时余热水与自来水按体对角线对向流入流出，该结构使得含余热废水沿流程温度降低，低温自来水沿流程温度升高，而含热废水温度最高点对应低温自来水升温过程中的温度最高点，含热废水降温过程中的温度最低点对应低温自来水的温度最低点，由于含余热废水与低温自来水的比热容基本相同，故降温曲线和升温曲线的斜率基本相同，则二者温度差值基本相同，进而保证了每块温差发电模块两侧的温差稳定在一定范围内，即每个温差发电模块两侧温差基本相同，使得生产电压稳定，而以往的结构含余热废水与低温自来水的流向相同，导致了最起始处的温差发电片两侧温差高，最尾端的温差发电片两侧温差低，导致后边相当一部分温差发电片两侧处于低温差状态，基本无法产生电能，相当于闲置；再者，尾端自来水与余热废水温度基本相等，无法产生温差以发电，故整体发电片利用率低。
该装置主要是对含有较高温度的工业废水或者是循环冷却水进行处理，将废水或循环水中的余热通过该装置转化成电能，实现能源的回收利用。且拥有节约空间，易于维护与更换，单位体积可装机容量大，通用性好，性价比高，安全可靠等特点。随着工业废水中的热能转换成电能，工业废水或冷却水的热能减少，水体也随之降温。该装置实现的能源的回收利用，同时从源头上减少了工业废水直接排放造成的水体热污染，达到节约资源，保护环境的目的。