【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及换热，具体涉及一种微通道分流结构、电加热部件的换热汽化单元，及利用多个换热汽化单元阵列组合构建的高稳定性换热汽化器。该汽化器可适用于高温燃料电池及电解池等工况多变的场景。
技术介绍
1、在化工领域中，水蒸气被广泛应用于反应参与和热量传递等方面，属于常用的工质。其中，中高温烟气换热制备水蒸气在水蒸气产生中扮演着重要角色之一。然而，随着运行工况的波动和调整，中高温烟气的温度和流量难免出现变化。同时，水蒸气的流量需求也会随着工况的调整而发生变化。在此背景下，传统结构的换热汽化器难以可靠地维持所需水蒸气流量以及压力的稳定性，对设备整体运行产生不利的影响。
2、特别是在高温燃料电池及电解池系统中，由于其高温反应的特殊需求，必须提供与工况相适应的水蒸气。为了提高系统的能量利用效率，通常会利用高温尾气中的热量，对进入系统的液态水进行预热和汽化处理。然而，燃料电池及电解池系统的工况具有高度的灵活性和多样性，导致系统生产的高温尾气呈现多种不同温度和流量的组合。传统的换热汽化器难以适应这种多样化的换热情况，其运行期间常常出现蒸汽流量和压力的波动，这对系统运行的可靠性产生了显著的负面影响。因此，在设计和选择换热汽化器时，需考虑到这些特殊需求和运行条件，以确保系统能够稳定、可靠地满足水蒸气的流量要求。
3、如中国专利文献公开的“电加热汽化器”其公开号cn207880442u，提供了一种电加热汽化器，包括壳体，壳体的一端连接接线盒、另一端连接箱体，壳体内布置发热元件和换热管道，发热元件和壳体内壁之间以及换热管道和壳体
4、该专利文献提供的装置，能量利用率和转换率不高，难以维持所需介质的流量以及压力的稳定性，装置运行过程中产生的杂质会对设备整体运行产生不利的影响。该装置传热效率不高，无法应用于大型的应用环境中，适用的工作场景较狭窄，通用性不强。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为解决现有技术下在工况多变的环境中换热汽化器难以保持蒸汽稳定供给的问题提出了一种带电加热的换热汽化单元及换热汽化单元阵列的汽化器。
2、该方案基于带电加热的换热汽化单元，对其进行组合阵列构建了一种高稳定性的换热汽化器。经过详尽的实际测试验证，该换热汽化单元和汽化器展现出卓越的稳定性和可靠性，在高温燃料电池及电解池系统中具有广泛的适用性。
3、为解决上述技术问题和实现上述目的，根据专利技术实施的一个方面，提供了一种带电加热的换热汽化单元，包括电加热板，电加热板夹在导热鳍片中间，导热鳍片紧贴电加热板的一面呈平面，另一面设有若干第一鳍片，第一鳍片的面上均匀缠绕有汽化管道，汽化管道远离导热鳍片的一侧设置有换热鳍片。
4、电加热板与导热鳍片之间采用紧密连接方式，确保热量的有效传导，并使换热系统具有良好的热导性能。汽化管道均匀缠绕在导热鳍片上，并在其外侧设置了换热鳍片，进一步提高对流换热效果。换热鳍片和导热鳍片与汽化管道紧密接触，增加了与高温烟气的接触面积，提升高温烟气热利用能力。高温烟气与鳍片平行通过，水从汽化管道内通过，通过热传导和对流换热实现汽化。水的流量可通过控制来调节，以满足不同换热需求，并确保汽化过程的稳定性和高效性。当高温烟气温度偏低或烟气流量不足以完全汽化时，电加热板可通过提供额外的热量来补充不足。电加热板的温度可以通过外部控制系统进行监测和调节，以确保系统的稳定运行和所需汽化水蒸气的生成。该换热汽化单元的结构装配方式简单，同时考虑了加压和换热管道微小形变对热传导的影响。实时监测加热板温度，以确保所需热量满足汽化需求。系统能够及时补充电加热功率，以保持汽化过程的稳定性。
5、作为优选，第一鳍片之间设有第一矩形槽，第一矩形槽等间距分布；导热鳍片紧贴电加热板的一面设有若干均匀分布的第一螺栓孔；第一螺栓孔贯通到第一鳍片的面上。
6、导热鳍片具备两个关键功能：首先，它有效地传导电加热板的热量至水汽化管道；其次，其鳍片结构优化了高温烟气与水之间的对流换热。为增加导热鳍片与汽化管道的接触面积，设计中采用了高密度的鳍片结构。
7、作为优选，换热鳍片靠近汽化管道的一面设有第二鳍片；第二鳍片之间设有第二矩形槽，第二矩形槽等间距分布；换热鳍片远离汽化管道的一面呈平面；换热鳍片远离汽化管道的一面设有若干均匀分布的第二螺栓孔；第二螺栓孔和第一螺栓孔相对应。
8、第二矩形槽的间距大于第一矩形槽的间距。换热鳍片具有增加高温烟气与水之间热传导的功能。通过增加鳍片的密度和设计合理的鳍片结构此设计可以提高对流换热效率。换热鳍片的设计使其能够与高温烟气均匀接触，并将热量传递至汽化管道，从而实现高效的热传导。换热鳍片的主要功能为均匀分布高温烟气提高对流换热。
9、作为优选，第二螺栓孔内设有加压螺栓，加压螺栓依次穿过第二螺栓孔和第一螺栓孔和电加热板连接。在加压螺栓施加压力的条件下，铜质汽化管道受到导热和换热鳍片的共同压迫，从而产生一定程度的形变，进一步增强了水汽化管道与鳍片之间的接触面积，以提高热传导效率。电加热板，导热鳍片，换热鳍片通过加压螺栓进行连接，确保结构的牢固性和稳定性。
10、作为优选，电加热板面积小于导热鳍片面积，电加热板沿导热鳍片中轴线对称分布，导热鳍片面积等于换热鳍片面积，导热鳍片和换热鳍片相对应。导热鳍片面积等于换热鳍片面积相互对应有效提高换热效率，将能量限定在了两者之间防止不必要的能量损耗。
11、根据专利技术实施的另一个方面，提供了一种换热汽化单元阵列的汽化器，汽化器包括支架底座，支架底座上方设有耐高温隔热密封层，耐高温隔热密封层上设置有换热器支架，换热器支架固定有若干个换热汽化单元，耐高温隔热密封层套设有密封外壳，支架底座一端设有高温烟气进口，另一端设有高温烟气出口。与换热器支架直接接触的为耐高温隔热密封层，耐高温隔热密封层可选用云母板为材料，云母板既有较好的耐高温新、隔热性和机械强度，也能产生一定的形变提供较好的密封性能。支架底座一端设有高温烟气进口，另一端设有高温烟气出口，耐高温隔热密封层和支架底座对应也是一端设有高温烟气进口，另一端设有高温烟气出口。
12、支架底座两端设有高温烟气的进出口，高温烟气在密闭腔体内通过换热汽化单元的鳍片，将余热传递给液态水。本专利技术的一种换热汽化单元阵列的汽化器具有高稳定性和高度模块化设计，多个换热汽化单元可通过串联设置实现液态水的完全汽化功能。每个单元可根据需求在不同温度区域配置，通过调整参数如汽化管道的粗细、缠绕圈数以及对应加热板的启停温度范围来满足实际需求。这种模块化设计使得装置能够根据实际需求组合和调整单元，构建高稳定性汽化器，满足不同工况下的水蒸气稳定供应要求。多个电加热换热汽化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，包括电加热板（1），所述电加热板（1）夹在导热鳍片（2）中间，所述导热鳍片（2）紧贴电加热板（1）的一面呈平面，另一面设有若干第一鳍片（203），所述第一鳍片（203）的面上均匀缠绕有汽化管道（3），所述汽化管道（3）远离导热鳍片（2）的一侧设置有换热鳍片（4）。
2.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，所述第一鳍片（203）之间设有第一矩形槽（201），所述第一矩形槽（201）等间距分布；
3.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
6.一种换热汽化单元阵列的汽化器，所述换热汽化单元为权利要求1至5任一项所述，其特征在于，所述汽化器包括支架底座（6），所述支架底座（6）上方设有耐高温隔热密封层（601），所述耐高温隔热密封层（601）上设置有换热器支架（7），所述换热器支架（7）固定有若干个换热汽
7.根据权利要求6所述的一种换热汽化单元阵列的汽化器，其特征在于，所述换热器支架（7）对称分布在耐高温隔热密封层（601）上，所述换热器支架（7）包括与耐高温隔热密封层（601）固定的支撑架（701），所述支撑架（701）之间设有支撑横条（702），所述支撑横条（702）上设有保温隔热条（12），所述保温隔热条（12）设有若干均匀分布的第一螺孔（1201）和支撑横条（702）固定，所述换热汽化单元（8）固定在对称的支撑横条（702）中间。
8.根据权利要求6所述的一种换热汽化单元阵列的汽化器，其特征在于，所述密封外壳（9）设有外翻边（901），所述外翻边（901）设有若干均匀分布的第二螺孔（902），所述第二螺孔（902）和耐高温隔热密封层（601）以及支架底座（6）螺接，所述支架底座（6）还设有均匀分布的密封接线柱（13），所述密封接线柱（13）依次穿过支架底座（6）和耐高温隔热密封层（601）与换热汽化单元（8）连接，所述支架底座（6）上还设有均匀分布的金属卡套（14）。
9.根据权利要求6所述的一种换热汽化单元阵列的汽化器，其特征在于，所述高温烟气进口（10）以及高温烟气出口（11）穿透支架底座（6）以及耐高温隔热密封层（601）；
10.根据权利要求6或8所述的一种换热汽化单元阵列的汽化器，其特征在于，所述支架底座（6）为耐高温金属板。
...【技术特征摘要】
1.一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，包括电加热板（1），所述电加热板（1）夹在导热鳍片（2）中间，所述导热鳍片（2）紧贴电加热板（1）的一面呈平面，另一面设有若干第一鳍片（203），所述第一鳍片（203）的面上均匀缠绕有汽化管道（3），所述汽化管道（3）远离导热鳍片（2）的一侧设置有换热鳍片（4）。
2.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，所述第一鳍片（203）之间设有第一矩形槽（201），所述第一矩形槽（201）等间距分布；
3.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
4.根据权利要求2或3所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的一种带电加热的换热汽化单元，其特征在于，
6.一种换热汽化单元阵列的汽化器，所述换热汽化单元为权利要求1至5任一项所述，其特征在于，所述汽化器包括支架底座（6），所述支架底座（6）上方设有耐高温隔热密封层（601），所述耐高温隔热密封层（601）上设置有换热器支架（7），所述换热器支架（7）固定有若干个换热汽化单元（8），所述耐高温隔热密封层（601）套设有密封外壳（9），所述支架底座（6）一端设有高温烟气进口（10），另一端设有高温烟气出口（11）。
7.根据权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：田彭杰，洪凌，邬荣敏，周剑武，夏天，李晓洁，蒋书涵，
申请(专利权)人：浙江省白马湖实验室有限公司，
类型：发明
国别省市：
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