[发明专利]一种复合式的紧凑型换热器芯体

说明书

本发明涉及一种复合式的紧凑型换热器芯体，包括端板、气体换热单元和液体换热单元；所述气体换热单元和液体换热单元交替堆叠设置在所述端板之间；所述液体换热单元的流道大于所述气体换热单元的换热通道。本发明的有益效果如下：本发明通过气体换热单元和液体换热单元交替堆叠的设置方式，增大了一侧通道的流通面积，以适用于当工质中存在颗粒杂质时，避免堵塞问题的出现，提高换热器使用寿命，同时也能降低流体的流动阻力，增加换热效果。气体换热单元能够采用多层微通道蚀刻板堆叠，满足传热性能较差的工质在该气体换热单元的通道流过时的换热需求，可使热量充分传递，在相同换热功率的情况下，使得换热器的芯体体积能够减小，提高换热效率。

技术领域

本发明属于核技术领域，具体涉及一种复合式的紧凑型换热器芯体。

背景技术

印刷电路板式换热器(Printed Circuit Heat Exchanger，PCHE)是一种高效紧凑型的换热设备，具有单位体积内传热面积大，能够在高温高压工况下安全可靠运行等优点，广泛应用于核电、石油化工、电子工业、制冷空调等各个领域。

传统PCHE换热板上的流道是通过光化学刻蚀技术形成毫米级的半圆形截面通道，冷侧和热侧的换热板交替堆叠在一起，通过扩散焊形成换热器的芯体。相同或不同种类的冷、热流体工质在半圆形通道中流动并发生换热。

现有技术中的PCHE冷、热两侧换热板上通常采用相同半圆形的微通道结构形式，并且冷、热换热板单层交替布置，堆叠成换热器芯体。但当换热工质中夹带颗粒等杂质时(如钠、钠—钾合金、铅—铋合金等液态金属以及熔盐等工质中存在氧化物或其他杂质，焚烧烟气等)，在微通道内容易结垢，造成堵塞，影响换热器性能；而另一侧工质为气体(如二氧化碳、氦气、氩气、氦—氙等)，由于其换热系数低、传热能力弱，所以需要的换热面积大，在相同换热功率下，气体侧的换热板排布方式对换热器芯体的体积影响很大。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种复合式的紧凑型换热器芯体，该技术方案换热能力较强，可适用于夹带颗粒的流体介质，避免了流体介质在紧凑型换热器流动过程中存在堵塞的问题。

本发明的技术方案如下：

一种复合式的紧凑型换热器芯体，包括端板、气体换热单元和液体换热单元；所述气体换热单元和液体换热单元交替堆叠设置在所述端板之间；所述液体换热单元的流道大于所述气体换热单元的换热通道。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述液体换热单元的流道中设置有能够提高结构强度的翅片。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述翅片为多个成机翼型或S型的独立翅片；独立翅片安装在翅片板上，所述翅片板与所述气体换热单元之间形成流道。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述翅片平行等间距分布或交错等间距分布。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述翅片为截面为“几”字型的翅片；独立翅片设置在隔板上，所述隔板与所述气体换热单元之间形成流道。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述液体换热单元的流道由分别设置在两块换热板上的通道拼合而成。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述气体换热单元的换热通道为平行设置的直通道或S型通道或Z型通道，相邻的换热通道间距相等。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述气体换热单元的换热通道的截面为圆形、半圆形、椭圆、半椭圆、三角形、矩形、和梯形中的一种。

进一步地，上述的复合式的紧凑型换热器芯体，所述气体换热单元的换热通道有多条，所述换热通道为单层并行排布或多层并行排布。