[發(fā)明專利]包括歧管的熱交換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380065659.9
• 申請(qǐng)日: 2013-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104937363A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·R·科爾;L·J·夏皮羅;B·諾埃爾;H·李;Y·黃;D·L·威爾金斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 阿貝爾基金會(huì)
• 主分類號(hào): F28F3/00
• 分類號(hào): F28F3/00;F28D9/00;F28F9/00
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會(huì)華

本申請(qǐng)要求2012年10月31日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/720,591、2012年10月16日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.61/714,538的優(yōu)先權(quán)，該兩申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在流體之間傳遞熱量，并且更具體地涉及利用熱交換板在流體間傳遞熱量。

背景技術(shù)

全世界的熱帶大洋和大海提供了獨(dú)特的可再生能源資源。海洋熱能轉(zhuǎn)換(“OTEC”)是利用在海洋的熱帶區(qū)域中作為熱量存儲(chǔ)的太陽(yáng)能來(lái)產(chǎn)生可再生能源的一種方式。OTEC過(guò)程利用表面熱帶海水與深層熱帶海水之間的溫差來(lái)驅(qū)動(dòng)熱機(jī)以產(chǎn)生電能。在深度為100英尺或者更淺的海洋表面找到了OTEC熱機(jī)所需的熱水。在2700英尺和4200英尺之間的深度或者更深處找到了用于冷卻OTEC發(fā)動(dòng)機(jī)的恒定冷水來(lái)源。由于在人口中心附近乃至大陸塊通常都找不到這樣的深度，因此離岸電站是必須的。

已提出具有高效的、多級(jí)熱交換系統(tǒng)的浮式的低起伏(low?heave)的OTEC電站，其中熱水供給管道和冷水供給管道以及熱交換器在結(jié)構(gòu)上與浮式平臺(tái)一體化，并且被用來(lái)驅(qū)動(dòng)熱機(jī)。進(jìn)而，熱機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，由此獲得電力。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)電站利用海洋熱能轉(zhuǎn)換工序作為動(dòng)力源。

進(jìn)一步的方面涉及具有高效、多級(jí)熱交換系統(tǒng)的浮式的低起伏的OTEC電站，其中熱水供給管道和冷水供給管道以及熱交換器模塊在結(jié)構(gòu)上與電站的浮式平臺(tái)或結(jié)構(gòu)一體化。

在本發(fā)明的示例實(shí)施的一些方面，熱交換器包括以如下方式堆疊配置的兩個(gè)或更多個(gè)熱交換器板：使得各熱交換器板與相鄰的熱交換器板分隔開(kāi)，相鄰的熱交換板之間的間隔限定了外部流體通路，各所述外部流體通路被構(gòu)造為接收第一流體。各熱交換器板包括：周緣；被構(gòu)造為接收第二流體的內(nèi)部流體通路；和在所述周緣處開(kāi)口的進(jìn)入所述內(nèi)部流體通路的入口，與各熱交換器板的所述入口流體連通的歧管。

在本發(fā)明的其他示例實(shí)施中，熱交換器可以包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：歧管包括在與由熱交換板限定的平面垂直的方向上延伸的歧管室。歧管包括從各熱交換板的周緣的一部分突出的突出部，其中各突出部包括與內(nèi)部通路流體連通的突出部通路，各突出部包括阻止了突出部通路的開(kāi)口，各突出部的開(kāi)口在與由熱交換板限定的平面垂直的方向上對(duì)齊并且該開(kāi)口限定歧管室，歧管室的內(nèi)表面包括接合部，該接合部對(duì)應(yīng)于在一個(gè)突出部的突出部通路的第一表面和相鄰的突出部的突出部通路的第二表面之間的連接部。各板的突出部被包封到剛性材料中。各板的突出部被包封到不透液的材料中。歧管被至少部分地包封在剛性材料中。歧管被構(gòu)造為連接到第二熱交換器的歧管以使得各歧管處于流體連通的狀態(tài)。

在本發(fā)明的其他的示例實(shí)施中可以包括以下特征中的一個(gè)或多個(gè)：各板包括第一外部熱交換表面和與第一外部熱交換表面相反的第二外部熱交換表面，當(dāng)使用熱交換器時(shí)，第一外部熱交換表面與第二外部熱交換表面與第一流體流體接觸。熱交換器包括內(nèi)部流體通路的出口，該出口在周緣處開(kāi)口，歧管與各熱交換器板的出口流體連通，歧管包括第一歧管室和第二歧管室，第一歧管室被構(gòu)造為將第二流體供應(yīng)到內(nèi)部流體通路的入口，第二歧管室被構(gòu)造為接收來(lái)自內(nèi)部流體通路的出口的第二流體，其中第一歧管室與第二歧管室隔離。第一歧管室與第二歧管室的容積不同。在熱交換器板的平面狀的內(nèi)部表面和熱交換器板的非平面狀的內(nèi)部表面之間限定內(nèi)部通路。各熱交換器板包括非平面的第一熱交換表面和平面的、與第一熱交換表面相反的第二熱交換表面，熱交換器板的堆疊配置包括以使得堆疊體的一個(gè)板的第一熱交換表面面對(duì)該堆疊體的相鄰的板的第二熱交換表面的方式配置熱交換器板。內(nèi)部流體通路從板的僅一個(gè)側(cè)向外膨脹，由此板的第一側(cè)包括與內(nèi)部流體通路的位置相對(duì)應(yīng)的向外突出的區(qū)域，而板的第二側(cè)沒(méi)有變形。內(nèi)部流體通路包括多個(gè)微型通道。

在一些示例實(shí)施中，兩個(gè)或更多個(gè)熱交換器板上下堆疊。在其他方面中，該兩個(gè)或更多個(gè)熱交換器板水平堆疊。熱交換器板能夠以滿足以下條件的任何方式配置：在各單個(gè)的熱交換器板之間存在間隙，以允許流體圍繞并且流動(dòng)經(jīng)過(guò)各熱交換器板。