[发明专利]超临界C02

说明书

本发明公开了一种超临界C0₂管路式换热器的导流结构，包括两片呈对称设置且内部具有导流空腔的导流直管以及连接在两片所述导流直管之间的U型弯管；所述U型弯管处至少嵌装有一片呈弧形结构且与所述U型弯管形成一体式结构的导流叶片，所述导流叶片的两端具有圆弧，且所述导流叶片的弧形方向朝向所述U型弯管的弯曲方向；通过U型弯管与导流叶片的配合设置，有效的降低了流体的离心力对管道壁面产生的冲击效应，减小了流体与管道壁面之间的流动阻力，进而减小了在整个管道回路中的流动损失，并使得局部换热能力增强，且通过导流叶片能顾有效的遏制超临界在拟临界区收到的流动损失带来的剧烈物性变化，从而保持超临界在拟临界区的稳定性。

技术领域

本发明涉及换热器技术领域，具体涉及一种超临界C0₂管路式换热器的导流结构。

背景技术

随着经济的发展，社会的进步，能源节约和环保已经成为必然和社会共识。超临界C0₂由于在其拟临界区域具有高比热，高密度，流动状态如同气体，以及其环保性等诸多优点，近些年来重新受到人们的重视。超临界C0₂在布雷顿循环中的运用近些年来受到广泛关注，其中换热器的作用会影响到整个布雷顿循环效率。而目前使用大多为管式换热器，在管道弯曲部分产生的流动损失以及整个管路中的换热情况不容忽视。

通常的管式换热器中，在U型管180°弯道位置没有明显降低流动损失的装置，且局部换热与整体换热能力差异大。当考虑到超临界C0₂工质的利用时，压损对拟临界区的各个物性参数影响很大，导致其变化剧烈，由此增加超临界C0₂在拟临界区物性参数的不稳定性。这种改变会影响超临界C0₂换热器换热性能以及整个布雷顿循环效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够降低超临界C0₂在管式换热器中的压力损失的超临界C0₂管路式换热器的导流结构。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种超临界C0₂管路式换热器的导流结构，包括两片呈对称设置且内部具有导流空腔的导流直管以及连接在两片所述导流直管之间的U型弯管；

所述U型弯管处至少嵌装有一片呈弧形结构且与所述U型弯管形成一体式结构的导流叶片，所述导流叶片的两端具有圆弧，且所述导流叶片的弧形方向朝向所述U型弯管的弯曲方向。

进一步，所述导流叶片为一片，所述导流叶片的弧心位于所述U型弯管的中心线上，且所述导流叶片两端连线的中点与所述U型弯管的弧心O重合。

进一步，所述导流叶片与所述U型弯管的弧心O之间的距离为2mm-3mm，所述导流叶片的厚度为0.5mm-1mm，所述导流叶片两端的圆弧的半径为 0.25mm-0.5mm。

进一步，所述导流叶片为两片，两片所述导流叶片之间具有间距，两片所述导流叶片关于所述U型弯管的中心线对称设置，且两片所述导流叶片的弧心均位于所述U型弯管的中心线上。

进一步，所述导流叶片靠近U型管中心线的端部的圆弧端面与所述U型管的中心线之间的夹角为30°-35°，所述导流叶片的弧形半径为 2.75mm-3mm。

进一步，所述导流叶片包括第一导流叶片和第二导流叶片，所述第一导流叶片与所述第二导流叶片呈交错间隔设置；

通过所述U型弯管中心线将所述U型弯管分隔为U型弯管上半区及U型弯管下半区，所述第一导流叶片位于所述U型弯管上半区内，所述第二导流叶片位于所述U型弯管下半区内；

所述第一导流叶片靠近U型弯管中心线的端部与U型弯管弧心之间的距离大于所述第二导流叶片靠近U型弯管中心线的端部与U型弯管弧心之间的距离。