[实用新型]一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束及其换热器

说明书

本实用新型公开一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束及其换热器，所述翅片板束包括一块或多块翅片基板，翅片基板为设有凹槽方板状结构，凹槽中设有若干个构成若干条相隔离的不连接波浪形交错排列的错列翅片和若干纵向涡发生器，错列翅片的两长度竖直侧面上设有若干圆形丁胞，纵向涡发生器设在相邻两个相同倾角的错列翅片的相隔离的中间位置处；凹槽下底板沿不连接波浪形方向开有若干条流道，凹槽上设有密封连接的盖板。所述换热器包括翅片板束，在所述翅片板束的流道四周密封连接有封头和喷管。本实用新型能在较少增加流动阻力的前提下，进一步提高换热性能，从而改善印刷板式换热器的热力性能和紧凑性，达到节能减排的目的。

技术领域

本实用新型涉及换热器技术领域，具体涉及一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束及其换热器。

背景技术

近年来我国LNG接收站的规模和数量急剧增大，其中浮式储存及再气化装置作为一种传统陆基LNG接收站的替代品，也可作为普通LNG船舶使用，主要功能是将从其他LNG船舶接收的LNG进行储存或加压气化后输送到管网中，其具有低造价、短工期、高灵活、土地空间占用少等一系列优势。作为再气化模块的核心设备，中间介质气化器依靠诸如丙烷、异丁烷等沸点低的中间介质进行热量传递，中间介质先吸收海水热量产生沸腾，再通过中间介质冷凝器将热量传递给LNG使之气化。而随着天然气的开采处理逐渐向深水区发展，浮式LNG接收站对中间介质气化器的换热效率、体积重量、结构材料和海上适应性等都提出了更高要求。

对比印刷板式换热器内传统的诸如Zigzag型、锯齿型、错列S型等翅片而言，由于其化学刻蚀工艺的局限性，很难在微通道内加工出更为复杂的翅片结构形式。而近年来增材制造技术快速发展，利用增材制造技术可使轻质、高效、可靠、耐低温高压的印刷板式换热器设计生产成为可能。较为有效的无源强化传热措施是在板束流道之间设置扰流结构，破坏翅片表面边界层，减少流动滞止区，从而强化翅片表面传热性能。相比于Zigzag型等间断型翅片增强轴向扰动，以及错列S型、锯齿型等非连续型翅片增强横向和轴向扰动，上述常规翅片仅仅专注于横向或轴向维度，并未对包含纵向维度在内的多维度上实现增强扰动。因此，结合增材制造工艺这一先进制造技术，能设计生产出能实现多维度导流增效的翅片，使其能在较少增加流动阻力的条件下，进一步提高中间介质气化器的换热性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术存在的问题和不足，提供一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束及其换热器。

本实用新型的包含一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束的换热器，使其能在合理压降的前提下，增强其综合换热能力，以缩小换热器的体积并减轻其重量，从而改善印刷板式换热器的热力性能和紧凑性。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于增材制造的多维度导流增效翅片板束，包括一块或多块翅片基板1，所述翅片基板1为设有凹槽方板状结构，凹槽中设置有若干个构成若干条相隔离的不连接波浪形交错排列的错列翅片2和若干纵向涡发生器4，所述错列翅片2的两长度竖直侧面上设置有若干圆形丁胞3，所述纵向涡发生器4设置在相邻两个相同倾角的错列翅片2的相隔离的中间位置处；凹槽下底板沿不连接波浪形方向开设有若干条流道5，凹槽上设有密封连接的盖板6。

进一步的优选方案，所述错列翅片2为S形构件，所述S形是由Sin基准曲线施加一对相对方向的位移矢量，两曲线相交而构成的，Sin基准曲线的倾角，即错列翅片2的倾角L1为10～60°；Sin基准曲线的两振幅极值点距离，即错列翅片2的长度L2，其中长度L2与最大厚度L3之比4～40；相邻两个相同倾角的错列翅片2之间的间距，即错列翅片2相隔离的间距L4，其中间距L4与错列翅片2的高度L8之比为0.5～5；所述两相交曲线的夹角处的圆弧半径，即刃口半径L5至少为0.1mm。