[发明专利]一种带半“half”环管式折流引流结构的增材制造换热器

说明书

一种带半“half”环管式折流引流结构的增材制造换热器，其特征是它整体采用增材制造，一次性打印成形，它包括实心柱型体（12），在实心柱型体（12）中成型有上下贯通的直流通道（4）和间隔设置的侧流通道（10），直流通道（4）的下端与直流下封头（2）贯通，直流通道（4）的上端直流上封头（5）相贯通，侧流通道（10）的下端与半“half”引流下环管（9）相贯通，侧流通道（10）的上端与半“half”引流上环管（11）相贯通，半“half”引流上环管（11）与侧流出集合管道（8）相贯通；直流通道（4）和间侧流通道（10）相交部分形成换热单元（3）。本发明无漏渗，寿命长，维护方便，运行成本低，可实现长期无故障工作。

技术领域

本发明涉及一种换热器，尤其是一种利用增材技术制造的换热器结构，具体地说是一种带半“half”环管式折流引流结构的增材制造换热器。

背景技术

核电蒸汽发生器是产生汽轮机所需蒸汽的换热设备，也是核电站最为关键的主要设备之一，蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，不仅直接影响电站的功率与效率，而且在进行热量交换时，还起着阻隔放射性载热剂的作用，对核电站安全至关重要。

高温气冷堆核电站选用螺旋盘管式蒸发器。蒸汽发生器是联结并隔离一回路和二回路的核心换热设备，主要功能是将核反应堆堆芯产生的热量由一回路传输二回路，产生过热蒸汽推动汽轮机做功并通过发电机发电。高温气冷堆蒸发器采用了立式、直流逆流组件式设计结构，与反应堆压力容器成肩并肩式布置，与主氦风机一起放置在蒸发器承压壳体内。因此，高温气冷堆蒸汽发生器中的换热器结构至关重要。

管壳式换热器作为最典型的间壁式换热器，在工业应用上有着悠久的历史，至今仍在换热器上占据主导地位。管壳式换热器主要有壳体、管束、管板和封头等部分组成，壳体多呈圆形，内部装有平行管束,管束两端固定于管板上。在管壳换热器内进行换热的两种流体，一种在管内流动，其行程称为管程；一种在管外流动，其行程称为壳程。管束的壁面即为传热面。但是管壳式换热器存在换热效率低，焊接节点多等缺点。

现在市场提出采用增材制造来制造换热器，其具有传统制造技术不具备的优势。但目前对于增材制造成型的换热器的结构设计很多都不合理，尤其是目前设计的侧流折流、引流结构的不明确，不合理，占用的截面面积很大，等同于换热单元的截面积，造成成本增加，制造周期增加的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的增材制造的换热器结构不合理，尤其是侧流折流、引流结构的不明确，不合理，占用的截面面积很大，等同于换热单元的截面积，造成成本增加，制造周期增加的问题，设计一种结构合理、换热高的带半“half”环管式折流引流结构的增材制造换热器。

本发明的技术方案是：

.一种带半“half”环管式折流引流结构的增材制造换热器，其特征是它整体采用增材制造，一次性打印成形，它包括实心柱型体12，在实心柱型体12中成型有上下贯通的直流通道4和间隔设置的侧流通道10，直流通道4的下端与直流下封头2贯通，直流下封头2上设有供介质1进入的直流入管道1、直流通道4的上端直流上封头5相贯通，直流上封头5上设有供介质1流出的直流出管道6，侧流通道10的下端通过下折流管13与半“half”引流下环管9相贯通，半“half”引流下环管9与供介质2流入的侧流入集合管道7相贯通，侧流通道10的上端通过上折流管14与半“half”引流上环管11相贯通，半“half”引流上环管11与侧流出集合管道8相贯通；直流通道4和间侧流通道10相交部分形成换热单元3。

所述的下折流管13形成下折流区域A，越接近实心柱型体12中心的下折流管13的长度越长，所述的上折流管14形成上折流区域B，越接近实心柱型体12中心的上折流管14的长度越长；下折流区域A和上折流区域B呈分层折流的结构。

所述的直流通道4和侧流通道10的截面形状为圆形、椭圆形或腰形。

所述的直流通道4的截面积大于侧流通道10的截面积，但侧流通道10的数量大于直流通道4的数量。