一种加氢站用换热器板片制造技术

本实用新型专利技术提供一种加氢站用换热器板片，包括两种手性对称的板片，板片的边缘上设有冷冻水入口和氢气出口，中心设有冷冻水出口和氢气入口；板片的正面上，设有氢气微通道，呈螺旋形分布；氢气微通道外端点与氢气出口连接，内端点与氢气入口连接；板片的反面上，设有冷冻水通道，呈螺旋形分布；冷冻水通道的外端点与冷冻水入口连接，内端点与冷冻水出口连接；冷冻水出口，包括多个不同大小的椭圆形镂空孔，椭圆形镂空孔长轴呈现轮辐状分布在氢气入口周围，长轴的中心在同一个螺旋形线上，每个椭圆形镂空孔均与冷冻水通道的最内圈有交集。本实用新型专利技术将流量较大的冷冻水出入口分散为多个小孔，提高紧凑性，提高了板片中心处承受高压差能力。压差能力。压差能力。

【技术实现步骤摘要】
一种加氢站用换热器板片


[0001]本技术涉及换热器
，特别涉及一种加氢站用换热器板片。

技术介绍

[0002]换热器是能源动力系统中起到能量转换作用的关键设备。氢是一种能量密度高并且无污染的清洁能源，我国将请能源视为未来新能源的战略发展方向之一，并出台了很多政策鼓励加氢站等基础设施的建设，并因而对加氢站专用换热器有了强烈的需求。
[0003]目前国内加氢站主要采用的工艺流程是基于高压气态氢的储运方式，主要以站外长管拖车供氢为主。长管拖车将20MPa的压缩氢气从氢气生产单位运送进固定站，通过加氢站内压缩机将氢气卸载至站内高压储氢罐，车辆加氢时，长管拖车或储氢罐中输出的氢气，通过加氢机充装到燃料电池汽车的车载储氢瓶中。目前国际上应用比较广泛的车载储氢瓶压力等级主要有35MPa和70MPa两种，35MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为45MPa，70MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为90MPa。从长管拖车将20MPa的压缩氢气通过压缩机卸载至45MPa或90MPa的高压储氢罐过程中，必须用低温冷冻水对通过专用换热器对压缩氢气进行快速冷却，以提高压缩效率、增加储氢密度并确保储氢安全。
[0004]冷却压缩氢气的冷冻水通常要求达到
‑
7℃～
‑
45℃的低温，必须要添加很高比例的乙二醇，粘度比较大，并且流量大约是氢气的3倍，流动阻力会比较大，所以要求设计换热器时采用非对称流道扩大冷侧流通面积以降低冷冻水输运能耗。
[0005]印刷电路板式换热器(PCHE)是应用固相增材制造技术、采用扩散焊加工制造的一种微通道换热器，具有很好的焊接强度和承压能力，是国内外目前加氢站专用换热器的首选形式。技术专利CN201720825380.1提供了一种具有螺旋形微通道的印刷电路板式换热器，结构紧凑、换热效果好、承压能力强，具备进一步优化从而发展成为加氢站专用换热器的潜力。螺旋形微通道印刷电路板式换热器的板片外形通常接近正方形，在中心处布置冷热流体出入口各一个，在四角中的两角布置冷热流体出入口各一个，有两个角会有多余的空间和材料没有被充分利用。冷热流体流道可以改造成一宽一窄不对称形式，冷热流体出入口的尺寸也相应地增大或减小，流量大的一侧出入口占用更大的空间，导致中心和四角产生更多的冗余空间，影响了板片整体的紧凑度，特别是加氢站用换热器中冷热流体的压差很大，考虑到强度限制，冷热流体出入口尺寸的显著差异对紧凑度的影响就更加突出。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于：为了解决加氢站用换热器非对称微通道中冷流体出入口占用面积过大导致换热器板片中心和四角产生过多冗余空间的问题，本技术提供一种加氢站用换热器板片。
[0007]本技术为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
[0008]一种加氢站用换热器板片，包括两种板片，分为第一板片和第二板片，第一板片的
正面与第二板片的正面呈手性对称，第一板片的背面与第二板片的背面呈手性对称，二者组合成换热器时，正面对正面，背面对背面；
[0009]板片的边缘上设有冷冻水入口和氢气出口；板片的中心设有冷冻水出口和氢气入口；
[0010]板片的正面上，设有氢气微通道，氢气微通道的横截面为在正面上刻出的半圆形凹槽，氢气微通道呈螺旋形分布；氢气微通道外端点与氢气出口连接，内端点与氢气入口连接；氢气微通道相邻的螺旋线之间的留有氢气间隔区域；
[0011]板片的反面上，设有冷冻水通道，冷冻水通道的横截面为在反面刻出的半椭圆形凹槽，冷冻水通道呈螺旋形分布；冷冻水通道的外端点与冷冻水入口连接，内端点与冷冻水出口连接；冷冻水通道相邻的螺旋线之间的留有冷冻水间隔区域；
[0012]所述的冷冻水出口，包括多个不同大小的椭圆形镂空孔，椭圆形镂空孔按照长轴由小到大依次排列，并且长轴呈现轮辐状分布在氢气入口周围，所有的长轴的中心在同一个螺旋形线上，每个椭圆形镂空孔均与冷冻水通道的最内圈有交集。
[0013]冷冻水通道的宽度是氢气微通道的2n+1倍。
[0014]氢气微通道的背面对应的是冷冻水间隔区域；氢气间隔区域的背面对应的是冷冻水通道。
[0015]板片上设有四个通孔，分别位于板片的四个角上，其中三个为冷冻水入口，另外一个为氢气出口；冷冻水通道的外圈设有三个支路，三个支路的外端点分别与三个冷冻水入口连接。
[0016]有益效果是：
[0017]将流量较大的冷冻水出入口分散为多个小孔，利用板片多余的空间，提高紧凑性，特别是提高了板片中心处冷冻水出口通道的承受高压差能力。
附图说明
[0018]图1是本技术的板片正面结构示意图；
[0019]图2是本技术的板片反面结构示意图。
具体实施方式
[0020]结合附图说明本技术的技术方案。
[0021]如图1和图2所示，一种加氢站用换热器板片，包括两种板片，分为第一板片和第二板片，第一板片的正面与第二板片的正面呈手性对称，第一板片的背面与第二板片的背面呈手性对称，二者组合成换热器时，正面对正面，背面对背面；
[0022]本技术优先的，板片上设有四个通孔，分别位于板片的四个角上，其中三个为冷冻水入口1，另外一个为氢气出口9；板片的中心设有冷冻水出口7和氢气入口8；
[0023]板片的正面21上，设有氢气微通道3，氢气微通道3的横截面为在正面21上刻出的半圆形凹槽，氢气微通道3呈螺旋形分布；氢气微通道3外端点与氢气出口9连接，内端点与氢气入口8连接；氢气微通道3相邻的螺旋线之间的留有氢气间隔区域4；
[0024]板片的反面22上，设有冷冻水通道5，冷冻水通道5的横截面为在反面22刻出的半椭圆形凹槽，冷冻水通道5呈螺旋形分布；冷冻水通道5的外圈设有三个外端点分别与三个
冷冻水入口1连接，内端点与冷冻水出口7连接；冷冻水通道5相邻的螺旋线之间的留有冷冻水间隔区域6；
[0025]冷冻水通道5的宽度是氢气微通道3的2n+1倍；
[0026]氢气微通道3的背面对应的是冷冻水间隔区域6
[0027]氢气间隔区域4的背面对应的是冷冻水通道5；
[0028]冷冻水出口7，包括多个不同大小的椭圆形镂空孔，椭圆形镂空孔按照长轴由小到大依次排列，并且长轴呈现轮辐状分布在氢气入口8周围，所有的长轴的中心在同一个螺旋形线上，每个椭圆形镂空孔均与冷冻水通道5的最内圈有交集。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加氢站用换热器板片，其特征在于，包括两种板片，分为第一板片和第二板片，第一板片的正面与第二板片的正面呈手性对称，第一板片的背面与第二板片的背面呈手性对称，二者组合成换热器时，正面对正面，背面对背面；板片的边缘上设有冷冻水入口(1)和氢气出口(9)；板片的中心设有冷冻水出口(7)和氢气入口(8)；板片的正面(21)上，设有氢气微通道(3)，氢气微通道(3)的横截面为在正面(21)上刻出的半圆形凹槽，氢气微通道(3)呈螺旋形分布；氢气微通道(3)外端点与氢气出口(9)连接，内端点与氢气入口(8)连接；氢气微通道(3)相邻的螺旋线之间的留有氢气间隔区域(4)；板片的反面(22)上，设有冷冻水通道(5)，冷冻水通道(5)的横截面为在反面(22)刻出的半椭圆形凹槽，冷冻水通道(5)呈螺旋形分布；冷冻水通道(5)的外端点与冷冻水入口(1)连接，内端点与冷冻水出口(7)连接；冷冻水通道(5)相邻的螺旋线...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩宁峰，储诚仲，聂连升，
申请(专利权)人：北京海德利森科技有限公司，
类型：新型
国别省市：