[发明专利]换热装置及布雷顿循环系统

说明书

本申请提供了一种换热装置及布雷顿循环系统，换热装置包括换热芯体和管件，换热芯体包括多个沿第一方向堆叠连接的换热板，换热板包括相邻的回热段和流量分配段，回热段设置有工质流道，流量分配段为凹槽结构且连通于回热段的工质进出口，流量分配段用于汇集或分配进出口处的工质；管件连通于流量分配段，管件用于输入或输出工质。通过本申请实施例能够有效简化换热装置的制作工艺流程和生产成本。

技术领域

本申请涉及换热技术领域，特别涉及一种换热装置及布雷顿循环系统。

背景技术

在经济增速换挡、资源环境约束趋紧的新常态下，推动能源革命势在必行、刻不容缓。这场能源革命对能源转换系统提出了更高的要求，一种区别于蒸汽郎肯循环方式，以超临界二氧化碳为工质的布雷顿循环被研究者们提出。通过将二氧化碳与布雷顿循环结合，控制系统压力高于临界压力，系统内的二氧化碳将以超临界态存在，不会存在由相变引起的沸腾临界现象，提高了系统安全性。相较于蒸汽郎肯循环核能转换系统，超临界二氧化碳布雷顿循环核能转换系统具有更为简单的结构、更为低廉的造价和更短的建造周期。

微通道紧凑式换热器因具有紧凑度高、换热效能好、耐高温高压能力强等优势成为了超临界二氧化碳布雷顿循环系统中的首选换热器。目前的微通道紧凑式换热器制造工艺通常遵循先制造换热芯体再焊接外部管箱的方式，存在加工工艺繁琐、生产周期长、成本高等问题。同时，为了焊接外部管箱，还必须预留足够的焊接位置，使微通道紧凑式换热器的重量体积增加。有鉴于此，需要对现有的微通道紧凑式换热器予以改进。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种换热装置及布雷顿循环系统，能够有效简化换热装置的制作工艺流程和生产成本。

第一方面，本申请实施例提供换热装置，用于布雷顿循环系统，换热装置包括换热芯体和管件，换热芯体包括多个沿第一方向堆叠连接的换热板，换热板包括沿自身长度方向相邻的回热段和流量分配段，回热段设置有工质流道，流量分配段连通于回热段的工质进口和工质出口，流量分配段沿第一方向堆叠以形成具有空腔的箱体结构，箱体结构用于分配工质进口处的工质，或者汇集工质出口处的工质。管件连通于箱体结构，管件用于输入或者输出工质。

在第一方面的一些实施例中，流量分配段设置有分流条，分流条沿换热板宽度方向延伸设置，分流条将流量分配段沿换热板长度方向上间隔为相邻的两个区域，分流条上设置有沿换热板宽度方向间隔分布的凹槽，分流条沿第一方向堆叠以在箱体结构中形成分流结构。

在第一方面的一些实施例中，凹槽沿换热板宽度方向上等间距分布。

在第一方面的一些实施例中，回热段和流量分配段的连接处设置有过渡段，回热段的工质流道具有第一宽度d1，过渡段的工质流道具有第二宽度d2，d1＜d2。

在第一方面的一些实施例中，沿流量分配段至回热段的方向上，第二宽度呈逐渐减小趋势。

在第一方面的一些实施例中，流量分配段包括发散段和汇集段，发散段连通于回热段的工质进口，汇集段连通于回热段的工质出口。

在第一方面的一些实施例中，沿发散段至回热段方向上，发散段的宽度呈逐渐增大趋势。

在第一方面的一些实施例中，回热段和流量分配段为一体成型结构。

在第一方面的一些实施例中，换热板包括热侧换热板和冷侧换热板，热侧换热板和冷侧换热板沿换热板的厚度方向依次交错堆叠设置；其中，热侧换热板的工质进口和冷侧换热板的工质出口位于换热芯体沿其长度方向上的一端，热侧换热板的工质出口和冷侧换热板的工质进口位于换热芯体沿其长度方向上的另一端。

第二方面，本申请实施例提供一种布雷顿循环系统，布雷顿循环系统包括第一方面实施例中提供的换热装置。