一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体的制作方法

本技术属于换热器制造，具体涉及一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体。

背景技术：

1、印刷电路板式换热器是一种高效紧凑式换热器，具有换热效率高、耐高温高压的特点，在超临界二氧化碳发电、海洋油气平台、核电等领域都拥有极大的应用前景。传统的印刷电路板式换热器冷热两侧均为直径0.1mm-2mm的蚀刻半圆形通道，适合于洁净的气体或液体工质。在核电、光热发电、烟气回收等领域，换热器一侧工质可能为液态金属、熔盐、烟气等，需要采用大尺寸通道以防止堵塞，而由于蚀刻工艺的限制无法将流道尺寸做大，因此现有技术中设计了混合式换热器，一侧为翅片大通道，一侧为蚀刻微通道。但是，由于混合式换热器翅片侧尺寸相对微通道一侧较大，由此造成扩散焊焊接难度大，极易产生焊接缺陷，且焊后翅片变形严重；同时由于翅片侧特殊结构，该侧承压能力较低，设计压力一般要求低于10mpa，无法适用于压力更高的工况。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，实现两种或者多种流体的高效换热，特别适合一侧为大通道或两侧均为大通道的工质换热。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，包括第一流体板片、多层第二流体板片和多层中间板片。

3、其中，第一流体板片布置于芯体结构的最上层和最下层，多层第二流体板片布置于最上层第一流体板片和最下层第一流体板片之间，中间板片布置于相邻的第二流体板片之间。

4、第一流体板片上设置有间隔布置的第一流体孔洞，第二流体板片上设置有间隔布置的第一流体孔洞和第二流体孔洞，侧面设置有开口，中间板片上设置有间隔布置的第一流体孔洞和第二流体孔洞。

5、第一流体板片、第二流体板片和中间板片的孔洞完全对应。

6、其中，位于最上层的第一流体板片上的第一流体孔洞为第一流体通道的入口，用于引导第一流体流入中间板片，位于最下层的第一流体板片上的第一流体孔洞为第一流体通道的出口，用于引导第一流体流出中间板片。

7、位于最上层第一流体板片之下的第二流体板片上的第二流体孔洞为第二流体通道的入口，用于引导第二流体流入中间板片；位于最下层第一流体板片之上的第二流体板片上的第二流体孔洞为第二流体通道的出口，用于引导第二流体流出中间板片。

8、第一流体板片、第二流体板片和中间板片上的第一流体孔洞共同构成芯体结构的第一流体通道。

9、第二流体板片和中间板片上的第二流体孔洞，以及第二流体板片侧面的开口，共同构成芯体结构的第二流体通道。

10、中间板片上的第一流体孔洞和第二流体孔洞为换热器芯体结构第一流体通道和第二流体通道的主要换热段。

11、第一流体通道和第二流体通道主要换热段中轴线相互平行，垂直于板片所在平面。

12、优选的，第一流体板片、第二流体板片和中间板片按次序堆叠后，通过扩散焊接形成散热器芯体结构。

13、优选的，第一流体板片、第二流体板片和中间板片上的孔洞形状包括但不限于圆形、矩形、三角形和菱形。

14、优选的，不同层的中间板片上的同一流道对应的孔洞尺寸可设计为渐变形式，以形成尺寸渐变的流道。

15、优选的，在芯体结构中，中间板片的结构尺寸全部一致。

16、优选的，芯体结构中部分或全部中间板片设置有强化结构。

17、优选的，第一流体通道和第二流体通道内部设置有肋片，以强化传热，肋片的形状包括但不限于三角形、矩形和梯形。

18、优选的，第一流体板片、第二流体板片和中间板片上的孔洞可采用包括机加工、冲压、蚀刻、激光切割、水切割在内的一种或多种方法进行加工。＝

19、优选的，第一流道和第二流道的尺寸、数量及位置根据产品的实际应用工况经热工计算后确定。

20、与现有技术相比，本实用新型具备以下优点：

21、本实用新型提供的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，由于上下层板片之间的孔洞完全对应，在扩散焊接时芯体不同位置承受的压力比较均匀，焊接质量高，同时焊后通道尺寸变形小，提高了芯体扩散焊接质量。

22、本实用新型中大通道的流道外形可以采用冲压、激光切割、机加工等方法进行加工，避免了蚀刻尺寸的限制，尺寸大小可完全按照实际需求确定，降低了流道堵塞的风险。

23、本实用新型中各板片在其所在平面内进行加工，无论加工、蚀刻或切割，均可以便捷的在流道内部加工强化肋片，从而提高对流换热系数和设备紧凑度，可强化通道内传热。

24、本实用新型通过将大通道侧设计为圆形等结构，提高大通道侧的承压能力，扩大设备的应用范围。

25、本实用新型中大部分板片及结构均可采用经济快捷且环境污染小的机加工或切割等手段进行加工，避免了光化学蚀刻所面临的加工周期长、环境污染严重等问题，制造成本减小，具有较好的经济性能。

技术特征：

1.一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：所述换热器芯体包括第一流体板片(1)、多层第二流体板片(3)和多层中间板片(5)；

2.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：所述第一流体板片(1)、第二流体板片(3)和中间板片(5)按次序堆叠后，通过扩散焊接形成散热器芯体结构。

3.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：所述第一流体板片(1)、第二流体板片(3)和中间板片(5)上的孔洞形状包括但不限于圆形、矩形、三角形和菱形。

4.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：不同层的所述中间板片(5)上的同一流道对应的孔洞尺寸可设计为渐变形式。

5.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：在所述芯体结构中，所述中间板片(5)的结构尺寸全部一致。

6.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：芯体结构中部分或全部中间板片设置有强化结构(11)。

7.如权利要求1所述的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，其特征在于：所述第一流体通道(7)和第二流体通道(8)内部设置有肋片(12)，所述肋片(12)的形状包括但不限于三角形、矩形和梯形。

技术总结
本技术公开了一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体，包括第一流体板片、多层第二流体板片和多层中间板片，第一流体板片、第二流体板片和中间板片按次序堆叠后，通过扩散焊接形成散热器芯体结构，其中，上下层板片之间的孔洞完全对应，在扩散焊接时芯体不同位置承受的压力比较均匀，焊接质量高，同时焊后通道尺寸变形小，提高了芯体扩散焊接质量。本技术提供的一种高效紧凑式扩散焊接换热器芯体能够实现两种或者多种流体的高效换热，特别适合一侧为大通道或两侧均为大通道的工质换热，具有较好的经济性能。

技术研发人员：徐哲,张毅,付文,李培跃,李秋龙,刘营,刘向前,李彦默,李演楷,王志华,姜俊生
受保护的技术使用者：中国船舶集团有限公司
技术研发日：20230227
技术公布日：2024/1/14