[实用新型]用于变物性流体冷却的毛细管换热器

说明书

本实用新型公开了一种用于变物性流体冷却的毛细管换热器，包括：壳体，在其两端设第一流体入口和第一流体输出口；管箱，设于壳体之内，并在管箱的两端设第二流体入口和第二流体输出口；多个传热管束，设于管箱之内，并与第一流体入口和第一流体输出口相连通；多个折流板，具有与多个传热管束的排列方式相适配的通孔，各个折流板通过该通孔穿设于传热管束上；其中，沿着毛细管换热器内流体流动的方向，折流板与管箱壁之间的距离和相邻两个折流板之间的距离呈逐渐减小的变化，和/或，折流板的高度呈逐渐增加的变化。本实用新型提供的该用于变物性流体冷却的毛细管换热器，通过对折流板的参数设计，提高了整个换热器的性能和传热能力。

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种用于变物性流体冷却的毛细管换热器。

背景技术

换热器是一种用来实现高低温流体之间换热的通用设备，在电力、石油、化工等领域具有广泛的应用，优化换热器的结构，提高换热器的性能，对于节约能源、减少能耗、降低成本具有很大的帮助。管壳式换热器具有结构简单、可适用各种复杂工况等优点，在上述领域中具有广泛的应用。目前针对常规流体的管壳式换热器的设计规范标准、生产加工方法都已经较为成熟，使用范围也比较广泛。现有设计理论认为，工质沿管壳式换热器的管程和壳程的物性变化不大，可按照常物性作为设计参数，这种设计理论对于大多数流体具有比较好的适用性。

随着能源动力技术的发展，管壳式换热器的使用也越来广泛，在一些特殊的应用场合，如超临界二氧化碳发电领域，管壳式换热器作为冷却器具有工艺简单、紧凑度高、成本低的优势。其中，高温流体超临界二氧化碳在管侧流动，低温流体冷却水在壳侧流动，实现冷热流体之间的高效传热。但是由于超临界二氧化碳的比热、焓值、粘度、密度等相关物性参数会随温度的变化而生改变，尤其是在临界点附近，其物性变化尤为剧烈，因此带来管壳式换热器的沿程换热系数也会发生变化。根据相关的换热器设计理论，管壳式换热器的总传热系数取决于超临界二氧化碳侧及水侧换热系数的数值，任何一侧数值的变化都会带来总传热系数的改变。因此如何设计管壳式换热器的结构，使其两侧换热系数相匹配，提高换热器的性能，成为换热器设计的关键技术。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型公开了一种用于变物性流体冷却的毛细管换热器，以至少部分解决以上技术问题。

(二)技术方案

本实用新型提供了一种用于变物性流体冷却的毛细管换热器，包括：壳体，在其两端设第一流体入口和第一流体输出口；

管箱，设于壳体之内，并在管箱的两端设第二流体入口和第二流体输出口；

多个传热管束，设于管箱之内，并与第一流体入口和第一流体输出口相连通；

多个折流板，具有与多个传热管束的排列方式相适配的通孔，各个折流板通过该通孔穿设于传热管束上；

其中，沿着毛细管换热器内流体流动的方向，折流板与管箱壁之间的距离和相邻两个折流板之间的距离呈逐渐减小的变化，和/或，折流板的高度呈逐渐增加的变化。

一些实施例中，折流板的高度的变化范围为占整个折流板长度的50％～80％之间。

一些实施例中，折流板的形状包括弓形折流板、盘环形折流板、孔式折流板和折流圈。

一些实施例中，折流板非垂直穿设于传热管束。

一些实施例中，沿着毛细管换热器内流体流动的方向，折流板与管箱壁之间形成的空间的体积和相邻两个折流板之间形成的空间的体积呈逐渐减小的变化。

一些实施例中，相邻两个传热管束之间的间距为1mm-6mm。

一些实施例中，传热管束采用金属材料。

一些实施例中，传热管束的内径为0.5mm-3mm。