[發明專利]一種復合式的緊湊型換熱器芯體

在審

• 申請號: 202010831209.8
• 申請日: 2020-08-18
• 公開（公告）號: CN112097552A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 張東旭;趙民富;楊紅義;梁朋;李偉卿;呂玉鳳
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F9/02;F28F3/04
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明涉及一種復合式的緊湊型換熱器芯體，包括端板、氣體換熱單元和液體換熱單元；所述氣體換熱單元和液體換熱單元交替堆疊設置在所述端板之間；所述液體換熱單元的流道大于所述氣體換熱單元的換熱通道。本發明的有益效果如下：本發明通過氣體換熱單元和液體換熱單元交替堆疊的設置方式，增大了一側通道的流通面積，以適用于當工質中存在顆粒雜質時，避免堵塞問題的出現，提高換熱器使用壽命，同時也能降低流體的流動阻力，增加換熱效果。氣體換熱單元能夠采用多層微通道蝕刻板堆疊，滿足傳熱性能較差的工質在該氣體換熱單元的通道流過時的換熱需求，可使熱量充分傳遞，在相同換熱功率的情況下，使得換熱器的芯體體積能夠減小，提高換熱效率。

技術領域

本發明屬于核技術領域，具體涉及一種復合式的緊湊型換熱器芯體。

背景技術

印刷電路板式換熱器(Printed Circuit Heat Exchanger，PCHE)是一種高效緊湊型的換熱設備，具有單位體積內傳熱面積大，能夠在高溫高壓工況下安全可靠運行等優點，廣泛應用于核電、石油化工、電子工業、制冷空調等各個領域。

傳統PCHE換熱板上的流道是通過光化學刻蝕技術形成毫米級的半圓形截面通道，冷側和熱側的換熱板交替堆疊在一起，通過擴散焊形成換熱器的芯體。相同或不同種類的冷、熱流體工質在半圓形通道中流動并發生換熱。

現有技術中的PCHE冷、熱兩側換熱板上通常采用相同半圓形的微通道結構形式，并且冷、熱換熱板單層交替布置，堆疊成換熱器芯體。但當換熱工質中夾帶顆粒等雜質時(如鈉、鈉—鉀合金、鉛—鉍合金等液態金屬以及熔鹽等工質中存在氧化物或其他雜質，焚燒煙氣等)，在微通道內容易結垢，造成堵塞，影響換熱器性能；而另一側工質為氣體(如二氧化碳、氦氣、氬氣、氦—氙等)，由于其換熱系數低、傳熱能力弱，所以需要的換熱面積大，在相同換熱功率下，氣體側的換熱板排布方式對換熱器芯體的體積影響很大。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明的目的是提供一種復合式的緊湊型換熱器芯體，該技術方案換熱能力較強，可適用于夾帶顆粒的流體介質，避免了流體介質在緊湊型換熱器流動過程中存在堵塞的問題。

本發明的技術方案如下：

一種復合式的緊湊型換熱器芯體，包括端板、氣體換熱單元和液體換熱單元；所述氣體換熱單元和液體換熱單元交替堆疊設置在所述端板之間；所述液體換熱單元的流道大于所述氣體換熱單元的換熱通道。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述液體換熱單元的流道中設置有能夠提高結構強度的翅片。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述翅片為多個成機翼型或S型的獨立翅片；獨立翅片安裝在翅片板上，所述翅片板與所述氣體換熱單元之間形成流道。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述翅片平行等間距分布或交錯等間距分布。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述翅片為截面為“幾”字型的翅片；獨立翅片設置在隔板上，所述隔板與所述氣體換熱單元之間形成流道。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述液體換熱單元的流道由分別設置在兩塊換熱板上的通道拼合而成。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述氣體換熱單元的換熱通道為平行設置的直通道或S型通道或Z型通道，相鄰的換熱通道間距相等。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述氣體換熱單元的換熱通道的截面為圓形、半圓形、橢圓、半橢圓、三角形、矩形、和梯形中的一種。

進一步地，上述的復合式的緊湊型換熱器芯體，所述氣體換熱單元的換熱通道有多條，所述換熱通道為單層并行排布或多層并行排布。