一种多功能轴向连接微通道换热器制造技术

本发明专利技术公开了一种多功能轴向连接微通道换热器，属于换热设备技术领域，换热器包括换热部件，由若干换热片、导流片和封头片按照封头片

【技术实现步骤摘要】
一种多功能轴向连接微通道换热器


[0001]本专利技术涉及换热设备
，具体涉及一种多功能轴向连接微通道换热器。

技术介绍

[0002]换热器是调配不同物流之间能量、完成热量输运的通用工艺设备，广泛应用于发电、化工、动力、冶金等大量行业中，尤其是在以超临界二氧化碳为工质的动力循环系统中，换热器对于传递、调配工质之间的能量有着重要作用。随着科技水平的不断提升，人们对核电站、火电站、航空发动机所涉及的动力系统的特殊应用场景越来越重视，缩小设备体积、提高效率、降低设备制造运行成本和自然资源消耗是换热器未来发展的方向之一。
[0003]目前常规工业领域在用的换热器主要包括管壳式换热器、套管式换热器、板式换热器、板翅式换热器等，它们不能同时满足换热比表面积大、焊接强度高、体积小的要求。近年来，随着工业制造水平的提升，以高精度化学蚀刻和真空扩散焊为工艺核心的印刷电路板式换热器逐渐走向应用阶段，其微通道尺寸小、紧凑程度高，焊接方式无焊渣、连接处强度接近母材强度，具有明显优势。然而，此类换热器的主要缺陷是，换热器的焊接是按照工质流动的平面，一层一层逐层焊接，无法在流体流动截面上采取扰流措施，属于层向连接而非轴向连接，导致其换热性能和应用场景均受限。

技术实现思路

[0004]为了解决现有采用层向连接的换热器存在换热性能和应用场景受限的问题，本专利技术提供了一种多功能轴向连接微通道换热器，本专利技术通过设置一种轴向连接的微通道换热器结构，可实现增大换热能力、扩大应用场景等多功能特性。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种多功能轴向连接微通道换热器，包括：换热部件，由若干换热片、导流片和封头片按照封头片
‑
导流片
‑
换热片
‑
导流片
‑
封头片的整体顺序沿换热器轴向堆叠而成，用于完成换热器两侧流体工质沿换热器轴向流动换热；导引部件，设置在所述换热部件的端部，用于连接外部管道，输运流体工质至所述换热部件内部。
[0006]作为优选实施方式，本专利技术的换热片用于换热器两侧流体工质之间换热，所述导流片用于引导由所述导引部件进入所述换热部件的两侧流体工质，所述封头片用于连接导引部件；所述换热片、导流片和封头片上沿其长度方向平行设置有流道，沿宽度方向平行设置有多个流道，且不同侧流体的流道隔层布置；所述换热片上的流道由若干流道孔构成；与所述换热片相邻的导流片上的流道覆盖换热片上一层流道孔，用于将换热片流道孔流出的流体汇集；与所述封头片相邻的导流片上的不同侧流体的流道分隔开，用于不同侧流体分流输出或输入。
[0007]本专利技术提出的这种流道水平布置的换热结构，通过切分流动方向流道形成大量换热片，提高了换热性能，同时其能够实现流体的均匀分布，进一步提高换热性能。
[0008]作为优选实施方式，本专利技术的换热片上同一流体的相邻换热层之间可设置一层、两层或多层的另一种流体换热层。
[0009]作为优选实施方式，本专利技术的换热器截面为矩形，适合多台堆叠并联，紧凑程度高，适用于发电、化工常规应用场景。作为优选实施方式，本专利技术的换热片用于换热器两侧流体工质之间换热，所述导流片用于引导由所述导引部件进入所述换热部件的两侧流体工质，所述封头片用于连接导引部件；所述换热片、导流片和封头片上沿其周向设置有环形流道，沿径向方向同心设置有多个流道，且不同侧流体的流道间隔布置；所述换热片上的环形流道由若干均匀设置的流道孔构成；与所述换热片相邻的导流片上的环形流道覆盖换热片上整个周向上的流道孔，用于将换热片上流出的流体汇集；与所述封头片相邻的导流片上的不同侧流体的环形流道分隔开，用于不同侧流体分流输出或输入。
[0010]作为优选实施方式，本专利技术的换热片上沿径向同心设置的多个环形流道的流道孔由内至外依次增大，可以使得同侧工质的流道孔由内向外依此增大，异侧工质的流通面积不相同，适用于比热容等物性相差较大的两种工质。
[0011]作为优选实施方式，本专利技术的换热器截面为圆形，采用圆柱体结构，不容易应力集中，力学强度高，容易堆叠，适用于地下、深海特殊应用场景。
[0012]作为优选实施方式，本专利技术的换热器还包括固定组件，所述固定组件包括固定杆和压紧螺母；所述换热片、导流片和封头片上设置有相对应的定位孔；所述固定杆依次穿过堆叠的换热片、导流片和封头片上的定位孔之后，在两端封头片外侧通过所述压紧螺母紧固连接。本专利技术通过采用可拆卸式连接方式，便于安装和拆卸，利于清理运行产生的污垢，防止堵塞，并可根据实际工况增减结构片数量，随意更改换热面积，降低了维护成本。
[0013]作为优选实施方式，本专利技术的换热片和导流片上还加工有放置密封条的凹槽，所述密封条通过过盈配合安装在换热片或导流片的凹槽内。
[0014]本专利技术通过在换热片上设置凹槽，以安装密封条，以实现换热部件内的流体密封，提高密封性能。
[0015]作为优选实施方式，本专利技术的若干换热片、导流片和封头片按照封头片
‑
导流片
‑
换热片
‑
导流片
‑
封头片的顺序沿换热器轴向堆叠之后，采用焊接方式一体化成型。本专利技术采用不可拆卸式连接方式，一体成型，减少加工时间，无需固定辅助配件，提高换热器紧凑程度。
[0016]作为优选实施方式，本专利技术的换热片一侧设置有凹陷槽，用于安装扰流片，所述扰流片厚度与所述凹陷槽的深度相同。本专利技术还可进一步在换热片间增设扰流片，其能够扰动流道孔内所有流体，能够更好的提高强化传热效果，进一步提高换热性能。
[0017]作为优选实施方式，本专利技术的扰流片可采用丝网或带有若干扰流孔的微小孔板。
[0018]作为优选实施方式，本专利技术的换热片的流道孔内增设有扰流结构。本专利技术通过在流道孔壁上设置扰流凸起，提高流体扰动性，从而提高传热性能。
[0019]作为优选实施方式，本专利技术的流道孔为半圆形、圆形或矩形；所述扰流结构为弧形凸起、矩形凸起、水平凸起或三角凸起。
[0020]作为优选实施方式，本专利技术的导引部件包括封头和接管；所述封头焊接在所述换热部件的流体进出口位置，且能够覆盖所述换热部件两侧的流道孔；所述接管焊接在所述封头上。
[0021]作为优选实施方式，本专利技术的换热器能够供两种或两种以上的流体工质进行流动换热。
[0022]本专利技术具有如下的优点和有益效果：（1）相较于现有层向连接的换热器结构，本专利技术提出了一种轴向连接换热器结构，其可采用平行布置或环形布置，根据实际需要可进行组合实现多种功能特性，其中，采用平行布置可使得同侧工质的流道孔大小相同，异侧工质的流通面积完全相同，适用于比热容等物性相近的两种工质，同时平行布置的换热器截面可优选为矩形，其适合多台堆叠并联，紧凑程度高，适用于发电、化工等常规应用场景；相较于平行布置结构，还可采用环形布置结构，环形布置使得同侧工质的流道孔大小不相同，异侧工质的流通面积不相同，适用于比热容等物性相差较大的两种工质；同时环形布置的换热器截面可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，包括：换热部件，由若干换热片、导流片和封头片按照封头片
‑
导流片
‑
换热片
‑
导流片
‑
封头片的整体顺序沿换热器轴向堆叠而成，用于完成换热器两侧流体工质沿换热器轴向流动换热；导引部件，设置在所述换热部件的端部，用于连接外部管道，输运流体工质至所述换热部件内部。2.根据权利要求1所述的一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，所述换热片用于换热器两侧流体工质之间换热，所述导流片用于引导由所述导引部件进入所述换热部件的两侧流体工质，所述封头片用于连接导引部件；所述换热片、导流片和封头片上沿其长度方向平行设置有流道，沿宽度方向平行设置有多个流道，且不同侧流体的流道隔层布置；所述换热片上的流道由若干流道孔构成；与所述换热片相邻的导流片上的流道覆盖换热片上一层流道孔，用于将换热片流道孔流出的流体汇集；与所述封头片相邻的导流片上的不同侧流体的流道分隔开，用于不同侧流体分流输出或输入。3.根据权利要求2所述的一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，所述换热片上同一流体的相邻换热层之间可设置一层、两层或多层的另一种流体换热层。4.根据权利要求2所述的一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，所述换热器截面为矩形。5.根据权利要求1所述的一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，所述换热片用于换热器两侧流体工质之间换热，所述导流片用于引导由所述导引部件进入所述换热部件的两侧流体工质，所述封头片用于连接导引部件；所述换热片、导流片和封头片上沿其周向设置有环形流道，沿径向方向同心设置有多个流道，且不同侧流体的流道间隔布置；所述换热片上的环形流道由若干均匀设置的流道孔构成；与所述换热片相邻的导流片上的环形流道覆盖换热片上整个周向上的流道孔，用于将换热片上流出的流体汇集；与所述封头片相邻的导流片上的不同侧流体的环形流道分隔开，用于不同侧流体分流输出或输入。6.根据权利要求5所述的一种多功能轴向连接微通道换热器，其特征在于，所述换热片上沿径向同心设置的多个环形流道的流道孔由内至外依次增大。7.根据权利要求5所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘睿龙，黄彦平，刘光旭，臧金光，唐佳，卓文彬，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：