一种换热板组件、换热器芯体、换热器及换热器制作方法技术

本发明专利技术公开了一种换热板组件、换热器芯体、换热器及换热器制作方法，换热板组件设置换热板，所述的换热板上设置热量交换区及流体口；至少围绕所述的热量交换区及流体口嵌设密封体，所述的密封体为多个金属丝或金属管并列拼接形成的流道式封闭结构。本发明专利技术的换热器组成换热器芯体的换热板之间为迷宫紧压式密封，密封效果好，能耐高温高压；换热器所有部件包括换热板之间连接均为密封连接，所有部件活动可拆，换热板通道堵塞或蚀穿后，便于维修更换；换热芯体外部存在耐压壳体，壳体与芯体之间填充保温装置，同时起到多重防护，能有效防止、监测工质泄露。

【技术实现步骤摘要】
一种换热板组件、换热器芯体、换热器及换热器制作方法
本专利技术属于印刷电路板式换热器领域，具体涉及一种换热板组件、换热器芯体、换热器及换热器制作方法。
技术介绍
超临界二氧化碳布雷顿循环是一种新型、高效、安全的能量循环系统，被认为是最有潜力的第四代高温气冷核反应堆循环系统。在超临界二氧化碳布雷顿循环中，换热器是最为重要的换热部件之一，其热工水力性能对整个循环的效率和系统尺寸有着重要的影响。目前，第二、第三代压水堆核电站中采用的换热器普遍为管壳式换热器。传统的管壳式换热器由于换热面积较小，换热效率低，体积大，耐高温、耐高压以及减震抗震效果较差，已不能满足超临界二氧化碳布雷顿循环高温气冷堆的发展要求。因此，需要一种新型高效、紧凑的高温高压换热设备。印刷电路板式换热器(PCHE)作为一种新型耐高温高压设备，其具有换热面积大，体积小，换热效率高等优点，被认为是超临界二氧化碳布雷顿循环中最为适用的换热器。印刷电路板式换热器其换热板通道采用化学刻蚀工艺形成的，换热板之间采用扩散焊连接一起组成印刷电路板式换热器芯体。但印刷电路板式换热器采用真空扩散焊的缺点也非常明显：真空扩散焊工艺长时间高温高压的焊接环境类似于材料退火，焊接后母材强度降低，流道容易变形；大平面多层换热板的真空扩散焊工艺复杂，加工难度大、加工成本高；真空扩散焊后，换热器芯体一体化，一旦发生流道堵塞或蚀穿后无法更换维修。中国专利，专利公开号CN104990434A“机械镂穿的印刷电路板式换热器实现方法”，其特征在于，采用了加工机械镂穿金属板作为加工方式，避免了电化学蚀刻工艺引起的金属板刻穿。但其问题在于机械镂穿只适用于加工连续流道的PCHE换热板，无法应用于非连续流道换热板的加工；此外，该专利换热金属板之间仍采用扩散焊的方式，一旦发生流道堵塞或蚀穿后无法更换维修。中国专利，专利公开号CN107388854A“一种基于3D打印技术的新型印刷电路板式换热器”其特征在于采用了3D打印技术，可以实现多种流道形式。但目前金属3D打印技术不成熟，强度、精度较低，不能满足高温高压PCHE结构强度、流道表面粗糙度的要求。此外，3D打印技术与真空扩散焊一致，加工的换热器芯体均为一体成型，一旦发生流道堵塞或蚀穿后无法更换维修。目前国内外均较少有公开成果和专利介绍涉及高温高压板式换热器的换热板更换维修。因此，亟需设计一种新的易于维修的印刷电路板式换热器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种换热板组件、换热器芯体、换热器及换热器制作方法，结构简单紧凑，换热效率高，密封性能好，流道形式多样，耐高温高压，加工难度较低且易于维护。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：一种换热板组件，设置换热板，所述的换热板上设置热量交换区及流体口；至少围绕所述的热量交换区及流体口嵌设密封体，所述的密封体由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构。可选的，于所述换热板的边缘嵌设密封体。可选的，所述的热量交换区为连通两个流体口的四边形结构，靠近流体口为导流区，连接导流区为换热区；换热区的流道形式为连续半圆形截面直通道、Z字形通道、正弦形通道，非连续机翼形通道、菱形通道或S形通道。可选的，对应所述的密封体，在换热板上设置密封槽。一种换热板组件，至少交替设置冷换热板和热换热板，冷换热板上设置热量交换区及流体口，热换热板上设置热量交换区及流体口；围绕热量交换区及流体口嵌设密封体，围绕冷换热板的边缘和热换热板的边缘分别嵌设密封体，所述的密封体由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构；冷换热板、密封体和热换热板平面压装密封。可选的，对应所述的密封体，在冷换热板和热换热板上分别设置密封槽。一种换热器芯体，依次叠设第一底板、换热板组件和第二底板，所述的换热板组件为本专利技术所述的换热板组件；第一底板与换热板组件间通过平面压装嵌设密封体，第二底板与换热板组件间通过平面压装嵌设密封体，所述的密封体由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构。一种换热器，所述的换热器设置换热器芯体、换热芯体压装架及换热器壳体，所述的换热器芯体为本专利技术所述的换热器芯体；换热器芯体压装架沿所述换热器芯体的上下面压设条板式压装架本体，压装架本体之间通过加固件连接。可选的，所述的换热器壳体设置矩形的外壳，矩形外壳的两端设置收口的第一封头和第二封头，第一封头上设置泄压阀，第二封头上设置压力表；矩形外壳底层内设置固定架，用于固定换热芯体压装架；矩形外壳上层设置密封盖板组件，用于密封贯穿设置冷流体进口管、热流体出口管、热流体进口管和冷流体出口管；所述的密封盖板组件由上到下依次叠设第一盖板、石墨密封板、第二盖板和密封垫片，所述的石墨密封板设置多个，第一盖板、石墨密封板、第二盖板和密封垫片通过贯穿的螺栓固定安装。一种换热器的制作方法，所述的换热器至少设置换热器芯体；换热器芯体依次叠设第一底板、换热板组件和第二底板，所述的换热板组件交替设置冷换热板和热换热板；所述的冷换热板和热换热板间平面压装嵌设密封体，第一底板与换热板组件间平面压装嵌设密封体，第二底板与换热板组件间平面压装嵌设密封体；所述的密封体由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构。本专利技术与现有技术相比，具有以下优势：本专利技术的换热组件可以灵活的设置在现有技术中的换热器中，特别是换热板与换热板、换热板与底板之间为流道式紧压密封结构，密封效果好，能耐高温高压。附图说明附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：图1为本专利技术的换热器芯体结构示意图；图2为本专利技术的金属密封圈结构示意图；图3为本专利技术的换热板结构示意图；图4为本专利技术的换热器结构示意图；图5为本专利技术的换热器结构示意图；图6为本专利技术的换热器内部结构示意图；图7为本专利技术的密封盖板组件结构示意图；图中各标号表示为：1-换热器芯体、a-换热板组件、a1-密封体、a11-边缘密封圈、a12-交换区密封圈、a13-流体口密封圈、a2-换热板、a21-导流区、a22-换热区、a23-密封槽、a231-边缘密封槽、a232-交换区密封槽、a233-流体口密封槽、a24-冷流体入口、a25-冷流体出口、a26-热流体入口、a27-热流体出口、b-第一底板、c-第二底板；2-换热芯体压装架、21-压装架本体、22-加固件；3-换热器壳体、31-密封盖板组件、311-第一盖板、312-石墨密封板、313-第二盖板、314-密封垫片、32-第一封头、33-第二封头、34-泄压阀、35-压力表、36-固定架；A-冷流体进口管、B-热流体出口管、C-热流体进口管、D-冷流体出口管。具体实施方式以下将结合本专利技术实施例中的附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换热板组件，其特征在于，设置换热板(a2)，所述的换热板(a2)上设置热量交换区及流体口；/n至少围绕所述的热量交换区及流体口嵌设密封体(a1)，所述的密封体(a1)由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种换热板组件，其特征在于，设置换热板(a2)，所述的换热板(a2)上设置热量交换区及流体口；
至少围绕所述的热量交换区及流体口嵌设密封体(a1)，所述的密封体(a1)由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构。


2.根据权利要求1所述的换热板组件，其特征在于，于所述换热板(a2)的边缘嵌设密封体(a1)。


3.根据权利要求1或2所述的换热板组件，其特征在于，所述的热量交换区为连通两个流体口的四边形结构，靠近流体口为导流区(a21)，连接导流区为换热区(a22)；
换热区(a22)的流道形式为连续半圆形截面直通道、Z字形通道、正弦形通道，非连续机翼形通道、菱形通道或S形通道。


4.根据权利要求1或2所述的换热板组件，其特征在于，对应所述的密封体(a1)，在换热板(a2)上设置密封槽(a23)。


5.一种换热板组件，其特征在于，至少交替设置冷换热板和热换热板，冷换热板上设置热量交换区及流体口，热换热板上设置热量交换区及流体口；
围绕热量交换区及流体口嵌设密封体(a1)，围绕冷换热板的边缘和热换热板的边缘分别嵌设密封体(a1)，所述的密封体(a1)由多个金属丝和/或金属管并列形成流道式封闭结构；
冷换热板、密封体(a1)和热换热板平面压装密封。


6.根据权利要求5所述的换热板组件，其特征在于，对应所述的密封体(a1)，在冷换热板和热换热板上分别设置密封槽(a23)。


7.一种换热器芯体，其特征在于，依次叠设第一底板(b)、换热板组件(a)和第二底板(c)，所述的换热板组件(a)为权利要求1-6任一所述的换热板组件(a)；
第一底板(b)与换热板组件(a)间通过平面压装嵌设密封体(a1)，第二底板(c)与换热板组件(a)间通过平面压装嵌设...

【专利技术属性】
技术研发人员：许博，王青青，黄鑫，陈秋香，王海军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61