[發(fā)明專利]一種帶半“half”環(huán)管式折流引流結(jié)構(gòu)的增材制造換熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110570842.0
• 申請(qǐng)日: 2021-05-25
• 公開（公告）號(hào): CN113188344B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳敬一;王槐春;向田法;向俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇新恒基特種裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): F28D7/00
• 分類號(hào): F28D7/00;F28F1/00;F28F1/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責(zé)任公司 32218
• 代理人: 瞿網(wǎng)蘭

一種帶半“half”環(huán)管式折流引流結(jié)構(gòu)的增材制造換熱器，其特征是它整體采用增材制造，一次性打印成形，它包括實(shí)心柱型體（12），在實(shí)心柱型體（12）中成型有上下貫通的直流通道（4）和間隔設(shè)置的側(cè)流通道（10），直流通道（4）的下端與直流下封頭（2）貫通，直流通道（4）的上端直流上封頭（5）相貫通，側(cè)流通道（10）的下端與半“half”引流下環(huán)管（9）相貫通，側(cè)流通道（10）的上端與半“half”引流上環(huán)管（11）相貫通，半“half”引流上環(huán)管（11）與側(cè)流出集合管道（8）相貫通；直流通道（4）和間側(cè)流通道（10）相交部分形成換熱單元（3）。本發(fā)明無漏滲，壽命長，維護(hù)方便，運(yùn)行成本低，可實(shí)現(xiàn)長期無故障工作。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種換熱器，尤其是一種利用增材技術(shù)制造的換熱器結(jié)構(gòu)，具體地說是一種帶半“half”環(huán)管式折流引流結(jié)構(gòu)的增材制造換熱器。

背景技術(shù)

核電蒸汽發(fā)生器是產(chǎn)生汽輪機(jī)所需蒸汽的換熱設(shè)備，也是核電站最為關(guān)鍵的主要設(shè)備之一，蒸汽發(fā)生器與反應(yīng)堆壓力容器相連，不僅直接影響電站的功率與效率，而且在進(jìn)行熱量交換時(shí)，還起著阻隔放射性載熱劑的作用，對(duì)核電站安全至關(guān)重要。

高溫氣冷堆核電站選用螺旋盤管式蒸發(fā)器。蒸汽發(fā)生器是聯(lián)結(jié)并隔離一回路和二回路的核心換熱設(shè)備，主要功能是將核反應(yīng)堆堆芯產(chǎn)生的熱量由一回路傳輸二回路，產(chǎn)生過熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)做功并通過發(fā)電機(jī)發(fā)電。高溫氣冷堆蒸發(fā)器采用了立式、直流逆流組件式設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，與反應(yīng)堆壓力容器成肩并肩式布置，與主氦風(fēng)機(jī)一起放置在蒸發(fā)器承壓殼體內(nèi)。因此，高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器中的換熱器結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。

管殼式換熱器作為最典型的間壁式換熱器，在工業(yè)應(yīng)用上有著悠久的歷史，至今仍在換熱器上占據(jù)主導(dǎo)地位。管殼式換熱器主要有殼體、管束、管板和封頭等部分組成，殼體多呈圓形，內(nèi)部裝有平行管束,管束兩端固定于管板上。在管殼換熱器內(nèi)進(jìn)行換熱的兩種流體，一種在管內(nèi)流動(dòng)，其行程稱為管程；一種在管外流動(dòng)，其行程稱為殼程。管束的壁面即為傳熱面。但是管殼式換熱器存在換熱效率低，焊接節(jié)點(diǎn)多等缺點(diǎn)。

現(xiàn)在市場提出采用增材制造來制造換熱器，其具有傳統(tǒng)制造技術(shù)不具備的優(yōu)勢(shì)。但目前對(duì)于增材制造成型的換熱器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)很多都不合理，尤其是目前設(shè)計(jì)的側(cè)流折流、引流結(jié)構(gòu)的不明確，不合理，占用的截面面積很大，等同于換熱單元的截面積，造成成本增加，制造周期增加的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的增材制造的換熱器結(jié)構(gòu)不合理，尤其是側(cè)流折流、引流結(jié)構(gòu)的不明確，不合理，占用的截面面積很大，等同于換熱單元的截面積，造成成本增加，制造周期增加的問題，設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)合理、換熱高的帶半“half”環(huán)管式折流引流結(jié)構(gòu)的增材制造換熱器。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

.一種帶半“half”環(huán)管式折流引流結(jié)構(gòu)的增材制造換熱器，其特征是它整體采用增材制造，一次性打印成形，它包括實(shí)心柱型體12，在實(shí)心柱型體12中成型有上下貫通的直流通道4和間隔設(shè)置的側(cè)流通道10，直流通道4的下端與直流下封頭2貫通，直流下封頭2上設(shè)有供介質(zhì)1進(jìn)入的直流入管道1、直流通道4的上端直流上封頭5相貫通，直流上封頭5上設(shè)有供介質(zhì)1流出的直流出管道6，側(cè)流通道10的下端通過下折流管13與半“half”引流下環(huán)管9相貫通，半“half”引流下環(huán)管9與供介質(zhì)2流入的側(cè)流入集合管道7相貫通，側(cè)流通道10的上端通過上折流管14與半“half”引流上環(huán)管11相貫通，半“half”引流上環(huán)管11與側(cè)流出集合管道8相貫通；直流通道4和間側(cè)流通道10相交部分形成換熱單元3。

所述的下折流管13形成下折流區(qū)域A，越接近實(shí)心柱型體12中心的下折流管13的長度越長，所述的上折流管14形成上折流區(qū)域B，越接近實(shí)心柱型體12中心的上折流管14的長度越長；下折流區(qū)域A和上折流區(qū)域B呈分層折流的結(jié)構(gòu)。

所述的直流通道4和側(cè)流通道10的截面形狀為圓形、橢圓形或腰形。

所述的直流通道4的截面積大于側(cè)流通道10的截面積，但側(cè)流通道10的數(shù)量大于直流通道4的數(shù)量。