本发明专利技术涉及一种热交换器，该热交换器包括：交换主体，该交换主体具有用于供第一流体流动的多个第一通路和用于供要与第一流体成热交换关系的第二流体流动的多个第二通路；用于将第一流体引入第一通路中的第一入口歧管；用于从第一通路排出第一流体的第一出口歧管，该交换主体具有入口表面和出口表面，第一通路在入口表面处流体连接到第一入口歧管，第一通路在出口表面处流体连接到第一出口歧管。根据本发明专利技术，所述热交换器还包括布置成面对交换主体的入口表面的入口过滤器，和/或布置成面对交换主体的出口表面的出口过滤器，入口过滤器和/或出口过滤器包括选自金属纱网、金属纤维的无纺布、烧结金属粉末或烧结金属纤维的金属片材。片材。片材。
【技术实现步骤摘要】
包括至少一个颗粒过滤器的热交换器、组装这种热交换器的方法
[0001]本专利技术涉及一种热交换器，特别是具有板和钎焊翅片的类型的热交换器，该热交换器包括至少一个过滤器，该过滤器限制不希望的颗粒进入热交换器的主体或将实现特定功能颗粒保留在热交换器的所述主体内。
[0002]本专利技术尤其应用于氢液化领域。特别地，本专利技术可以应用于将气态氢流相对于液氮流液化的催化式热交换器，以及使用所述热交换器的液化方法。
[0003]本专利技术还应用于通过低温分离气体，特别是通过低温蒸馏分离空气。特别地，本专利技术可以应用于通过与例如空气或氮气的气流进行热交换来使例如液态氧、氮和/或氩的液流蒸发的热交换器。
[0004]本专利技术还可以应用于通过与至少一种其它待液化流体(例如天然气)进行热交换来使至少一种液
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气混合物(例如碳氢化合物)流蒸发的热交换器。
技术介绍
[0005]一种通常用于热交换器的技术是钎焊板式热交换器技术，其使得可以获得非常紧凑的部件，这些部件提供大的热交换表面积和低的压力损失。这些交换器包括由一组平行板形成的一个或多个交换主体，在这些平行板之间可以插入形成翅片式热交换结构的间隔元件，例如波纹状结构或波纹件。堆叠的板在它们之间形成扁平通路的叠层，用于使不同的流体成热交换关系。交换器包括配备有用于将流体引入交换主体中和从交换主体排出流体的入口管和出口管的流体歧管。
[0006]某些热交换器可能需要使用流体过滤装置来限制或防止固体颗粒被引入交换主体中，这种引入可能会降低热交换器的热性能和液力性能。
[0007]然而，在其它热交换器中，需要将颗粒保留在热交换器的主体内。这些颗粒可以布置在交换主体的通路内，以在其中履行不同的功能。特别是在催化式热交换器中，颗粒由催化剂材料形成，该催化剂材料与在通路中循环的流体产生化学反应。
[0008]特别地，已知设计用于氢的液化的催化式热交换器，其中正氢分子在液化过程中借助于合适的催化剂转化为仲氢分子。在这些热交换器中，用于引入和排出氢的入口和出口歧管通常呈圆顶形，从而覆盖热交换器主体的流体入口和出口表面。为了限制催化剂颗粒在热交换器通路中的移动，入口和出口歧管的内部容积也充填有催化剂。
[0009]热交换器的主体和歧管在这些元件被钎焊在一起之后被充填。图8中部分示意性地描绘了配备有这种充填装置的热交换器。催化剂经位于热交换器顶部并连接到歧管的内部容积的一个或多个竖管100被分配。借助于特定的分配喷嘴，通过从竖管100通过的催化剂颗粒的重力流动进行充填。歧管还配备有横管200，在充填催化剂之前将圆柱形过滤筒插入其中。这些筒由设计成允许流体进入歧管但阻挡催化剂颗粒的多孔材料制成。流体入口导管300连接到横管，使得流体在通过过滤筒时被分配到热交换器中。
[0010]该解决方案导致复杂的架构，需要将许多管道附接到热交换器歧管。除了过滤筒
的生产和使用复杂之外，这种解决方案还毫无意义地增加了所用催化剂的体积，因为歧管也被充填了催化剂。将催化剂引入交换主体也很复杂并且需要特定工具。催化剂颗粒在交换主体的不同通路之间分布的均匀性难以控制。
技术实现思路
[0011]本专利技术的目的特别是通过提出一种配备有过滤装置的热交换器来解决上述问题的全部或一部分，其设计和使用比现有技术简单，并且还允许特别是在热交换器旨在实施催化反应时将催化剂保留在通路中并且在热交换器的生产期间更容易和更好地控制通路的充填。
[0012]因此，根据本专利技术的一种解决方案是一种热交换器，该热交换器包括：交换主体，该交换主体具有用于供第一流体流动的多个第一通路和用于供要与第一流体成热交换关系的第二流体流动的多个第二通路；用于将第一流体引入第一通路中的第一入口歧管；用于从第一通路排出第一流体的第一出口歧管，交换主体具有入口表面和出口表面，第一通路在该入口表面处流体连接到第一入口歧管，第一通路在该出口表面处流体连接到第一出口歧管，该热交换器的特征在于，该热交换器还包括布置成面对交换主体的入口表面的入口过滤器和/或布置成面对交换主体的出口表面的出口过滤器，入口过滤器和/或出口过滤器包括选自金属纱网、金属纤维非织造织物、烧结金属粉末或烧结金属纤维的金属片材。
[0013]视情况而定，根据本专利技术的交换器可以包括以下列出的特征中的一个或多个。
[0014]金属片材具有范围从15％到35％的开口表面密度或范围从75％到98％的孔容积密度。
[0015]金属片材完全或部分地由钢形成，特别是不锈钢、镍或镍合金，特别是包含按重量计在50％到75％之间的镍的合金。
[0016]金属片材的厚度为0.20mm至0.75mm。
[0017]金属片材是金属线材的编织织物，所述线材的直径为0.10mm至0.30mm，优选为0.10mm至0.25mm。
[0018]金属片材至少包括与第二系列金属线材交织以形成网格的一系列第一金属线材，每个网格都被在两根连续的第一线材和两根连续的第二线材之间被界定，所述网格具有0.07mm至0.15mm的开口。
[0019]入口过滤器和/或出口过滤器包括沿着金属片材的轮廓的至少一部分延伸的周边框架，特别地，入口过滤器和/或出口过滤器被附接在所述周边框架的上部和下部之间。
[0020]该热交换器包括附接到所述第一入口歧管的入口过滤器，和/或附接到所述第一出口歧管的出口过滤器，其中在平行于交换主体的入口表面或出口表面的截面平面中，入口过滤器和/或出口过滤器具有在所述截面平面中与第一入口歧管或第一出口歧管的内部形式大致互补的外部形式。
[0021]热交换器包括在入口表面处附接到交换主体的入口过滤器，和/或在出口表面处附接到交换主体的出口过滤器，特别地，入口过滤器经由中间件在入口表面处附接到交换主体。
[0022]中间件是具有多个具有L形横截面的侧面的角型件，每个侧面都包括平行于入口表面或出口表面延伸的第一翼部和与入口表面或出口表面正交地延伸的第二翼部，入口过
滤器和/或出口过滤器附接到第一翼部，而第二翼部附接到交换主体。
[0023]该热交换器属于钎焊板类型，所述交换主体包括多个彼此平行且与纵向方向平行布置的板，所述板相隔一定间距地堆叠，从而在它们之间限定出多个第一通路和多个第二通路。
[0024]该热交换器是构造成实现第一流体和至少一种催化剂材料之间的催化反应的交换器
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反应器，交换主体的第一通路包含所述至少一种催化剂材料的颗粒。
[0025]催化剂材料包括具有范围为从最小直径到最大直径的等效直径的颗粒，金属片材是金属线材的机织织物，其网格开口的范围为颗粒的所述最小直径的10％到85％。
[0026]热交换器构造成用于作为第一流体的氢的液化，催化剂材料构造成用于将正氢转化为仲氢，特别地，催化剂材料是氧化铁(Fe2O3)。
[0027]根据另一方面，本专利技术涉及一种用于组装根据本专利技术的热交换器的方法，所述方法包括以下步骤：
[0028]a本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种热交换器，包括：
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交换主体(1)，所述交换主体(1)具有用于供第一流体(F1)流动的多个第一通路(10)和用于供要与所述第一流体(F1)成热交换关系的第二流体(F2)流动的多个第二通路(20)，
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用于将所述第一流体(F1)引入所述第一通路(10)中的第一入口歧管(21)，
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用于从所述第一通路(10)排出所述第一流体(F1)的第一出口歧管(22)，所述交换主体(1)具有入口表面(11)和出口表面(12)，所述第一通路(10)在所述入口表面(11)处流体连接到所述第一入口歧管(21)，所述第一通路(10)在所述出口表面(12)处流体连接到所述第一出口歧管(22)，其特征在于，所述热交换器还包括布置成面对所述交换主体(1)的入口表面(11)的入口过滤器(31)，和/或布置成面对所述交换主体(1)的出口表面(12)的出口过滤器(32)，所述入口过滤器(31)和/或所述出口过滤器(32)包括选自金属纱网、金属纤维的非织造织物、烧结金属粉末或烧结金属纤维的金属片材(30)。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述金属片材(30)具有范围为15％至35％的开口表面密度或范围为75％至98％的孔体积密度。3.根据权利要求1或2中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述金属片材(30)全部或部分地由钢形成，特别是不锈钢、镍或镍合金，特别是包含按重量计在50％到75％之间的镍的合金。4.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述金属片材(30)具有0.20mm至0.75mm的厚度。5.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述金属片材(30)是金属线材(301，302)的编织织物，所述线材(301，302)具有0.10mm至0.30mm、优选地0.10mm至0.25mm的直径。6.根据权利要求5所述的热交换器，其特征在于，所述金属片材(30)包括与第二系列金属线材(302)交织以形成网格(33)的至少一系列第一金属线材(301)，每个网格(33)均在两根连续的第一线材(301)和两根连续的第二线材(302)之间被界定，网格(33)具有0.07mm至0.15mm的开口。7.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述入口过滤器(31)和/或所述出口过滤器(32)包括沿着所述金属片材(30)的轮廓的至少一部分延伸的周边框架(40)，特别地，所述入口过滤器(31)和/或所述出口过滤器(32)被附接在所述周边框架(40)的上部(401)和下部(402)之间。8.根据前述权利要求中任一项所述的热交换器，其特征在于，它包括附接到所述第一入口歧管(21)的入口过滤器(31)，和/或附接到所述第一出口歧管(22)的出口过滤器(32)，其中在平行于所述交换主体(1)的入口表面或出口表面的截面平面中，所述入口过滤器(31)和/或出口过滤器(32)具有在所述截...
【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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