[发明专利]深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置

说明书

本发明提供一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，包括：冷却器；扰流结构，包括回收件、设于所述回收件内的多个磁性件以及驱动器，所述回收件的两端分别与所述第一换热腔以及所述第二换热腔连通，所述驱动器用于驱动各所述磁性件进入所述第一换热腔，各所述磁性件均具有扰流部，所述扰流部用于与二氧化碳工质接触时改变的二氧化碳工质流动方向；以及，磁性结构，包括设于所述壳体外侧的电磁铁，所述电磁铁用于在通电时吸附各所述磁性件、以使各所述磁性件附着于所述换热管道的内壁。本发明提供的深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，旨在解决传统技术中二氧化碳工质通过管壳式换热器时，换热能力较低的问题。

技术领域

本发明涉及深海装备冷却装置技术领域，尤其涉及一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置。

背景技术

在陆用发电设计中，超临界二氧化碳的冷却通常采用印刷电路板式紧凑换热器(PCHE)，但是在海洋环境中，海水存在一定的杂质，且有一定腐蚀性，PCHE特有的微细通道易发生堵塞等情况。因此从适用性出发，依然是传统的管壳式换热器较佳。但二氧化碳工质通过通过管壳式换热器时，其换热能力较低。换热能力一般用换热系数表示，其通用形式是其中λ是二氧化碳导热系数，D是当量直径，Re是雷诺数，Pr是普朗特数。A、B、C是与流体流型有关的系数。通常情况下由于二氧化碳的密度和导热系数远低于水，在层流条件下其换热系数较低。所以为了达到在动力系统中将二氧化碳充分冷却的效果，其尺寸非常大，这样与深海装备本身极为紧凑狭小的空间相矛盾。除此以外，当装备处于较低功率条件下，由于换热器本身尺寸巨大，其冷却能力对于系统的冷却需求而言过大，二氧化碳工质倍过度冷却，可能造成二氧化碳处于亚临界状态，不再符合超临界二氧化碳动力系统中压缩机对工质时刻处于超临界态的要求，对系统稳定安全运行带来极为不利的影响。

发明内容

本发明提供一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，旨在解决传统技术中二氧化碳工质通过管壳式换热器时，换热能力较低的问题。

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，包括：

冷却器，包括壳体以及设于所述壳体内的换热管道，所述壳体上开设有二氧化碳入口以及二氧化碳出口，所述壳体内具有与所述二氧化碳入口连通的第一换热腔以及与所述二氧化碳出口连通的第二换热腔，所述第一换热腔与所述第二换热腔间隔分布于所述换热管道的两端、且分别与所述换热管道连通，所述换热管道内流动有二氧化碳工质；

扰流结构，包括回收件、设于所述回收件内的多个磁性件以及驱动器，所述回收件的两端分别与所述第一换热腔以及所述第二换热腔连通，所述驱动器用于驱动各所述磁性件进入所述第一换热腔，各所述磁性件均具有扰流部，所述扰流部用于与二氧化碳工质接触时改变的二氧化碳工质流动方向；以及，

磁性结构，包括设于所述壳体外侧的电磁铁，所述电磁铁用于在通电时吸附各所述磁性件、以使各所述磁性件附着于所述换热管道的内壁。

根据本发明提供的一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，所述磁性件具有呈相互交叉设置的多个杆体，各杆体之间形成有朝向不同的多个扰流夹角，所述扰流夹角用于影响二氧化碳的流体方向；

部分所述杆体为金属设置，和/或，部分所述杆体上设有磁块。

根据本发明提供的一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，所述回收件包括回收管路以及回收箱，所述回收管路的两端分别与所述第一换热腔以及所述第二换热腔连通，所述回收箱设于所述回收管路上、且所述回收箱的容纳腔与所述回收管路连通，所述回收箱用于回收所述磁性件。

根据本发明提供的一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，所述驱动器包括高压气瓶，所述高压气瓶的出气口与所述容纳腔连通，用于向所述容纳腔内充填高压气体。

根据本发明提供的一种深海超临界二氧化碳动力系统冷却装置，所述回收管路靠近所述第一换热腔处设有阀门，所述回收管路靠近所述第二换热腔处设有止回阀。