[发明专利]包括歧管的热交换器

说明书

本申请要求2012年10月31日提交的美国临时申请No.61/720,591、2012年10月16日提交的美国临时申请No.61/714,538的优先权，该两申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及在流体之间传递热量，并且更具体地涉及利用热交换板在流体间传递热量。

背景技术

全世界的热带大洋和大海提供了独特的可再生能源资源。海洋热能转换(“OTEC”)是利用在海洋的热带区域中作为热量存储的太阳能来产生可再生能源的一种方式。OTEC过程利用表面热带海水与深层热带海水之间的温差来驱动热机以产生电能。在深度为100英尺或者更浅的海洋表面找到了OTEC热机所需的热水。在2700英尺和4200英尺之间的深度或者更深处找到了用于冷却OTEC发动机的恒定冷水来源。由于在人口中心附近乃至大陆块通常都找不到这样的深度，因此离岸电站是必须的。

已提出具有高效的、多级热交换系统的浮式的低起伏(low heave)的OTEC电站，其中热水供给管道和冷水供给管道以及热交换器在结构上与浮式平台一体化，并且被用来驱动热机。进而，热机驱动发电机，由此获得电力。

发明内容

发电站利用海洋热能转换工序作为动力源。

进一步的方面涉及具有高效、多级热交换系统的浮式的低起伏的OTEC电站，其中热水供给管道和冷水供给管道以及热交换器模块在结构上与电站的浮式平台或结构一体化。

在本发明的示例实施的一些方面，热交换器包括以如下方式堆叠配置的两个或更多个热交换器板：使得各热交换器板与相邻的热交换器板分隔开，相邻的热交换板之间的间隔限定了外部流体通路，各所述外部流体通路被构造为接收第一流体。各热交换器板包括：周缘；被构造为接收第二流体的内部流体通路；和在所述周缘处开口的进入所述内部流体通路的入口，与各热交换器板的所述入口流体连通的歧管。

在本发明的其他示例实施中，热交换器可以包括以下特征中的一个或多个：歧管包括在与由热交换板限定的平面垂直的方向上延伸的歧管室。歧管包括从各热交换板的周缘的一部分突出的突出部，其中各突出部包括与内部通路流体连通的突出部通路，各突出部包括阻止了突出部通路的开口，各突出部的开口在与由热交换板限定的平面垂直的方向上对齐并且该开口限定歧管室，歧管室的内表面包括接合部，该接合部对应于在一个突出部的突出部通路的第一表面和相邻的突出部的突出部通路的第二表面之间的连接部。各板的突出部被包封到刚性材料中。各板的突出部被包封到不透液的材料中。歧管被至少部分地包封在刚性材料中。歧管被构造为连接到第二热交换器的歧管以使得各歧管处于流体连通的状态。

在本发明的其他的示例实施中可以包括以下特征中的一个或多个：各板包括第一外部热交换表面和与第一外部热交换表面相反的第二外部热交换表面，当使用热交换器时，第一外部热交换表面与第二外部热交换表面与第一流体流体接触。热交换器包括内部流体通路的出口，该出口在周缘处开口，歧管与各热交换器板的出口流体连通，歧管包括第一歧管室和第二歧管室，第一歧管室被构造为将第二流体供应到内部流体通路的入口，第二歧管室被构造为接收来自内部流体通路的出口的第二流体，其中第一歧管室与第二歧管室隔离。第一歧管室与第二歧管室的容积不同。在热交换器板的平面状的内部表面和热交换器板的非平面状的内部表面之间限定内部通路。各热交换器板包括非平面的第一热交换表面和平面的、与第一热交换表面相反的第二热交换表面，热交换器板的堆叠配置包括以使得堆叠体的一个板的第一热交换表面面对该堆叠体的相邻的板的第二热交换表面的方式配置热交换器板。内部流体通路从板的仅一个侧向外膨胀，由此板的第一侧包括与内部流体通路的位置相对应的向外突出的区域，而板的第二侧没有变形。内部流体通路包括多个微型通道。

在一些示例实施中，两个或更多个热交换器板上下堆叠。在其他方面中，该两个或更多个热交换器板水平堆叠。热交换器板能够以满足以下条件的任何方式配置：在各单个的热交换器板之间存在间隙，以允许流体围绕并且流动经过各热交换器板。