[發明專利]采用鋯合金板制作的熱交換器、鋯合金板制造工藝及冷卻方法

有效

• 申請號: 201810011859.0
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108088303B
• 公開（公告）日: 2023-10-03
• 發明（設計）人: 馬輝;李書學
• 申請（專利權）人: 河北愛節能源科技有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 賈巍超

1.一種鋯板合金的熱交換器，包括外箱體(1)、設置在外箱體(1)上的上蓋板(4)與下蓋板、交錯設置在外箱體(1)內的酸液熱交換腔(2)與冷卻液熱交換腔(3)、設置在相鄰酸液熱交換腔(2)與冷卻液熱交換腔(3)之間的隔板、分別與酸液熱交換腔(2)連通的酸液進口(7)與酸液出口(8)、以及分別與冷卻液熱交換腔(3)連通的冷卻液進口(5)與冷卻液出口(6)；相鄰的酸液熱交換腔(2)通過管路連通，相鄰的冷卻液熱交換腔(3)通過管路連通；

其特征在于：在酸液熱交換腔(2)內插裝有位于上蓋板(4)與下蓋板之間的熱交換風套(9)，在熱交換風套(9)內設置有射流冷區高壓風嘴(10)；

射流冷區高壓風嘴(10)通過管路外接風源（15）。

2.根據權利要求1所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于: 熱交換風套(9)為進口小出口大的錐套結構。

3.根據權利要求1所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于: 在酸液熱交換腔(2)內插裝有位于上蓋板(4)與下蓋板之間的熱交換金屬液套(11)，在熱交換金屬液套(11)內流動有液態金屬。

4.根據權利要求3所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于: 液態金屬為水銀或鎵銦合金，熱交換金屬液套(11)外接有散熱器。

5.根據權利要求4所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于:在熱交換金屬液套(11)內設置有金屬液紊流攪拌器(12)，在金屬液紊流攪拌器(12)的攪拌軸上設置有金屬液紊流葉片(13)。

6.根據權利要求5所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于:在冷卻液熱交換腔(3)內側壁上設置有冷卻液紊流擋板(14)。

7.根據權利要求6所述的鋯板合金的熱交換器，其特征在于:外箱體(1)、上蓋板(4)與下蓋板、均為鋯板合金板；

熱交換金屬液套（11）通過管路外接有循環泵（16），在熱交換金屬液套（11）外接回路管路通過散熱器（17）與循環泵（16）連接。

8.一種鋯板制造工藝，其特征在于:其制作方法，

步驟一、制備原材料，配比各材料重量份，Zr為60.0-70.0；Ti 為1.2-1.5；Cr 為 1.5-1.8 ；Mo 為1.2-1.5；Fe為 1.5-2.0；Ni 為0.5-0.8 ； W為0.1-0.2； C 為 0.005-0.01；Mn為0.5-0.1； Si 為 0.05-0.08；Cu為 0.2-0.5； Co為 0.1-0.3；P為不高于0.08；S為不高于0.01；

步驟二，對加熱爐的氣體環境要求為中性環境，并且不可以在氧化性和還原性之間波動，爐中的火焰間接沖擊原材料；

首先，將加熱爐加熱到原材料熔融溫度，然后將原材料投入到爐中熔煉為液體；

然后，倒料到板材模具內，以10℃/h的速度在惰性氣體保護下冷卻至室溫，保溫10h-20h，鑄造成鋯合金板材；

再次，對鑄造成鋯合金板材進行固溶熱處理，其溫度要控制在1060~1080℃之間；

下一步，在惰性氣體中對鑄造成鋯合金板材空冷淬火；

步驟三，熱加工，900~1160℃范圍內對鑄造成鋯合金板材熱加工，用液壓剪切機按圖紙裁剪尺寸，去刺修棱，熱加工過后進行退火處理；

步驟四，壓制成型，在惰性氣體保護中，首先，將矩形波狀的定型模具放置到壓機工作臺面上；然后，將鋯合金板材放置到定型模具上，加熱至200℃-300℃并保溫；其次，該鋯合金板通過壓機壓制一次成型；當在壓機的壓力作用下，時效處理；

當出現裂紋后，通過TIG焊補焊；

步驟五，酸洗磷化處理。

9.一種鋯板合金的熱交換器的冷卻工藝，其特征在于:

其采用的板材為權利要求8鋯板制造工藝制作的板材；

包括以下步驟，

步驟一，對于進入熱交換器的酸液，液態金屬通過熱交換金屬液套對其進行初次傳導降溫冷卻；

步驟二，對于液態金屬冷卻后的酸液，射流冷區高壓風嘴對其進行射流冷卻；

步驟三，對于射流冷卻后的酸液，冷卻液對其進行射流冷卻；其中冷卻液從酸液低溫區流向酸液的高溫區。