[發明專利]一種高溫高壓緊湊式換熱器

有效

• 申請號: 201810700499.5
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108917438B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 陳永東;于改革;吳曉紅;劉孝根;姚志燕
• 申請（專利權）人: 合肥通用機械研究院有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/08
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明涉及發電領域內應用的換熱器，具體涉及一種高溫高壓緊湊式換熱器。本發明包括冷流體進口接管、冷流體出口接管、熱流體進口接管、熱流體出口接管以及換熱芯體，所述換熱芯體包括多個冷流體通道板、多個熱流體通道板、兩個端板，所述換熱芯體由冷流體通道板、熱流體通道板以及端板通過擴散焊堆疊連接而成；每個冷流體通道板以及熱流體通道板上均設有第一異形孔、第二異形孔，所有的第一異形孔彼此連通，所有的第二異形孔彼此連通，所述冷流體進口接管、冷流體出口接管分別連通第一異形孔、第二異形孔。本發明能夠適用于高溫高壓高緊湊度要求的苛刻環境，生產制作難度低，能夠有效減少換熱器結構上的不安全因素，從而提高換熱器的安全性能。

技術領域

本發明涉及核電、光熱發電、煤基發電等領域內應用的換熱器，具體是涉及一種高溫高壓緊湊式換熱器。

背景技術

在核電、太陽能、化石燃料發電領域的熱電轉化單元中，超臨界二氧化碳布雷頓循環系統具有更高的熱效率和更好特性。高溫高壓換熱器作為超臨界二氧化碳布雷頓循環系統中的核心部件，其工作溫度通常能達到550℃，工作壓力在20MPa以上。在此高溫高壓環境下，傳統的高溫高壓換熱器中用作連接換熱芯體與流體進、出口接管的管箱壁厚非常厚，而在管箱與換熱芯體的連接處，管箱壁厚越厚，管箱與換熱芯體之間的焊接難度也就越高。實際上為了滿足管箱上接管的開孔補強要求，管箱壁厚可能會進一步增大，尤其是與冷流體接管相連接的管箱，其厚度通常要達到70mm，這不僅增加了管箱自身的制造難度，也提高了換熱器的整體成型難度，同時也為后續的無損檢測帶來極大不便，以致于換熱器的安全性能偏低。

發明內容

為了避免和克服現有技術中出現的問題，本發明提供了一種高溫高壓緊湊式換熱器。本發明能夠適用于高溫高壓高緊湊度要求的苛刻環境，生產制作難度低，能夠有效減少換熱器結構上的不安全因素，從而提高換熱器的安全性能。

為了實現本發明的目的，本發明采用了以下技術方案：

一種高溫高壓緊湊式換熱器，包括換熱芯體以及與所述換熱芯體相連通的冷流體進口接管、冷流體出口接管、熱流體進口接管、熱流體出口接管，所述冷流體進口接管、冷流體出口接管至少設有一組，所述熱流體進口接管、熱流體出口接管至少設有一組，所述熱流體進口接管、熱流體出口接管分別與所述換熱芯體固連；所述換熱芯體包括多個冷流體通道板、多個熱流體通道板以及兩個端板，所述冷流體通道板上設有冷流體通道，所述熱流體通道板上設有熱流體通道，所述換熱芯體由冷流體通道板、熱流體通道板以及端板通過擴散焊接技術堆疊連接而成，所述換熱芯體中的冷流體通道板與熱流體通道板交替重疊布置，兩個所述端板分別處于所述換熱芯體的兩端；每個所述冷流體通道板以及熱流體通道板上均設有第一異形孔、第二異形孔，所述第一異形孔、第二異形孔分別靠近各冷流體通道板以及熱流體通道板的兩端設置，所有的第一異形孔彼此連通且重疊布置，所有的第二異形孔彼此連通且重疊布置；所述換熱芯體中用作與所述冷流體進口接管連接的冷流體通道板以及熱流體通道板上設有進料口，所述冷流體進口接管通過所述進料口連通所述第一異形孔，所述換熱芯體中用作與所述冷流體出口接管連接的冷流體通道板以及熱流體通道板上設有出料口，所述冷流體出口接管通過所述出料口連通第二異形孔；所述冷流體通道的兩端分別連通冷流體通道板上的第一異形孔和第二異形孔，所述熱流體通道板上的第一異形孔、第二異形孔與熱流體通道間均設有分隔區。

優選的，所述第一異形孔、第二異形孔的形狀均呈“D”型。

進一步優選的，所述第一異形孔和其對應所在側部的冷流體通道板或熱流體通道板的板邊的間距為70mm；所述第二異形孔和其對應所在側部的冷流體通道板或熱流體通道板的板邊的間距為70mm。

優選的，所述熱流體進口接管通過熱流體進口管箱與所述換熱芯體固連，熱流體出口接管通過熱流體出口管箱與所述換熱芯體固連。