[发明专利]一种耐高压紧凑型换热器

权利要求书

1.一种耐高压紧凑型换热器，其特征在于包括壳体、设置于壳体内部的换热管及连接于换热管两端的穿壳转接头，其中换热管是由整根高压管折弯而成，设计为多个不同弯管半径的螺旋套设结构，该换热管通过穿壳转接头密封贯穿壳体后分别与高压气体进出管道连接，壳体两端的进出液法兰分别与冷却液进出管道连接。

2.根据权利要求1所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述壳体外侧设有用于对壳体进行隔热防护的保温装置，该保温装置内置保温材料，保温材料优选为聚氨酯类发泡材料或保温棉。

3.根据权利要求1所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述壳体上安装有爆破装置，用于在高压氢气泄露情况下对壳体进行泄压保护，该爆破装置的爆破压力大于壳程流体工作压力并小于壳体设计压力。

4.根据权利要求1所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述换热管是为整根金属管，优选316L不锈钢无缝管，为不同弯管半径折弯而成的螺旋套设结构的换热管。

5.根据权利要求1所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述壳体包括筒体、内筒体、设置于筒体两端的封头、设置于封头上的进出液法兰、设置于筒体上的穿壳转接头安装座及固定于筒体和内筒体两端的进出液端板，其中封头设计为耐压强度较高的椭圆形结构，筒体直径与换热管最大外径相匹配，筒体与换热管之间留有供铸造芯体浇铸的间隙，间隙厚度不小于浇铸时所用内丝管外径尺寸，筒体由金属板卷板焊接而成或由金属无缝管加工而成，穿壳转接头安装在穿壳转接头安装座上，实现换热管贯穿筒体且能保证换热管与筒体之间的密封性，内筒体外径与换热管最小内径相匹配，内筒体与换热管之间同样留有供铸造芯体浇铸的间隙，间隙厚度不小于浇铸时所用内丝管外径尺寸，进出液端板上设有连通筒体和封头的通孔，该通孔为沿圆周方向均布的多个腰形圆孔。

6.根据权利要求5所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述进出液端板上沿圆周方向均布有连通筒体和封头的四个腰形圆孔，前后两侧的进出液端板安装时沿轴向旋转角相差45°以使得前后两侧进出液端板上的腰形圆孔错位相对，用于保证流动的均匀性避免冷却液在筒体内产生死角而影响换热效果。

7.根据权利要求5所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述筒体进液侧或两侧的封头内分别安装有叶片，当冷却液进入封头后，沿叶片流动后进入筒体，冷却液经过叶片后沿径向形成离心力，径向离心力使得冷却液在筒体内旋转轴向流通，用于增加冷却液在流动时的扰流，通过流体的扰流打破流体边界层以增强换热性能。

8.根据权利要求1所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述换热管与内筒体和筒体装配完成后通过铸铝在壳体的筒体和内筒体及换热管之间形成铸造芯体，该铸造芯体的两端分别与进出液端板之间预留有供冷却液集液和分液的腔体。

9.根据权利要求8所述的耐高压紧凑型换热器，其特征在于：所述铸造芯体包括不锈钢内丝管、铸铝和导流槽，不锈钢内丝管和导流槽在铸造前进行预埋，内丝管为直管，可按各种几何阵列式排列，优选为沿轴向列管式圆周阵列排布，内丝管贯穿整个铸造芯体，部分内丝管与换热管可能产生交错处，减小内丝管长度并采用导流槽与其他内丝管流道进行连通，内丝管和导流槽密封连接以保证铸造时铸铝不会进入不锈钢内丝管和导流槽内部，冷却液通过不锈钢内丝管和导流槽实现在筒体内的流动，不锈钢内丝管的管内加工有增加扰流和散热面的内螺纹，通过导流槽实现相邻不锈钢内丝管流道之间的连通。