一种易于拆装维修的换热器结构制造技术

本实用新型专利技术涉及航天工业技术领域，公开了一种易于拆装维修的换热器结构，包括热流体进口

【技术实现步骤摘要】
一种易于拆装维修的换热器结构


[0001]本技术涉及航天工业
，尤其涉及一种易于拆装维修的换热器结构
。

技术介绍

[0002]航空航天技术是军事发展和国防力量的重要保障，象征着国家综合实力的强弱，火箭发动机作为运载火箭推进动力的核心，其运行的高可靠性是航天发射任务顺利进行的重要保障
。
液体火箭发动机除为火箭提供推进力外，一般还设有增压系统，为火箭贮箱提供增压介质用于贮箱增压，以保证发动机正常工作所需的入口压力，进而保证火箭能够安全飞行
。
换热器作为发动机增压系统的核心部件，承担着将低温增压介质加热至规定温度和压力的功能，由于换热器在工作过程中面临高温
、
高压
、
高速
、
强振动
、
相变等恶劣条件，换热器除考虑满足性能要求外，还要充分考虑到其在飞行任务剖面中的结构可靠性以及其发动机性能和火箭运载能力的影响
。
因此，紧凑
、
轻质
、
高可靠的换热器一直是液体火箭动力持续追求的目标，对于设置在发动机燃气路的换热器，为尽量减小其对发动机性能的影响，还需要尽可能的减小换热器燃气侧的流阻
。
[0003]就目前而言国内外氧换热器形式主要有以下几种：管壳式换热器
、
螺旋管式换热器
、
板壳式换热器等，螺旋管式换热器兼具逆流换热与叉流换热的换热优势，具有较高的紧凑度，在目前液体火箭发动机中应用较为广泛，但该结构的换热器在螺旋换热管发生故障时需要整体维修和替换，维修和替换成本较高，管壳式换热器技术成熟，但该结构的换热器换热效果差且易结垢，板壳式换热器是介于管壳式换热器和板式换热器之间的一种结构形式，它兼顾了二者的优点：换热效果好
、
结构紧凑
、
不易结垢和易清洗，但这种换热器制造工艺较管壳式换热器复杂，焊接量大且要求高
。
[0004]此外，对于液体火箭发动机设计需要换热器的燃气侧压降应尽可能地低，而对冷流体压降要求不高，从能量的角度分析，液体火箭发动机中的氧换热器应具备结构紧凑
、
设备自重低和燃气侧压降小的特点，现有的螺旋管式换热器能够满足结构紧凑的设计，但螺旋管对燃气产生阻力导致热流体燃气侧压降增加，传统的板壳式换热器同样具备结构紧凑的特点，但因流体通道窄导致热流体侧压降较高，高温燃气通过以上两种既能满足换热需求且结构紧凑换热器结构时压降较大，减少了燃气动能产生反作用推力，不利于能源的合理利用
。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种易于拆装维修的换热器结构
。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：一种易于拆装维修的换热器结构，包括热流体进口
、
热流体出口
、
冷流体进口
、
冷流体出口
、
管板
、
分流腔
、
支撑柱
、
换热通道
、
分流密封板
、
壳体，所述壳体内部由密封垫板和换热板将壳体内部分隔成若干扇形区域，热流体在扇形区域内流动完成热量的交换过程，所述换热通道由在换热板加工的凹
槽和密封垫板组装完成，冷流体从冷流体进口流入分流腔，经分流腔分流使冷流体分别进入若干个换热通道内，并与壳体内扇形通道的热流体完成热量交换
。
[0007]作为上述技术方案的进一步描述：
[0008]所述分流腔在壳体的上部和下部分别设置一个，各由一个圆柱中心腔体以及若干个换热通道的分腔体组成，冷流体由冷流体进口直接进入壳体上部中心腔，在中心腔内分流至换热通道，再汇聚至壳体下部分流腔的中心腔连接管道由冷流体进口流出
。
[0009]作为上述技术方案的进一步描述：
[0010]所述换热通道由换热板和密封垫板焊接而成
。
[0011]作为上述技术方案的进一步描述：
[0012]所述热流体进口
、
热流体出口
、
冷流体进口和冷流体出口均安装有连接法兰，热流体出口安装有收缩扩张段
。
[0013]本技术具有如下有益效果：
[0014]1、
本技术中，通过加工有铣槽的换热板与带有翅片结构的密封垫板组成换热模组均布在换热器上的设计结构既能保证换热器的换热性能，还使换热器结构紧凑，降低换热设备的自重，同时模块化的设计结构的可替换性好，还便于维修
。
[0015]2、
本技术中，对于流量较大的热流体侧流道其扇形的结构设计尺寸较大，基本没有阻力构件，尽可能地减小了热流体的压降，减少热流体通过换热器时的能量损失
。
[0016]3、
本技术中，换热板上加工铣槽的结构，增加换热器的换热面积的同时提高流体换热系数，提高换热器的传热性能
。
附图说明
[0017]图1为本技术提出的一种易于拆装维修的换热器结构的内部剖视图；
[0018]图2为本技术提出的一种易于拆装维修的换热器结构壳体的俯视内部图；
[0019]图3为本技术提出的一种易于拆装维修的换热器结构中换热通道密封垫板的示意图
。
[0020]图4为本技术提出的一种易于拆装维修的换热器结构中管板的示意图
。
[0021]图5为本技术提出的一种易于拆装维修的换热器结构中分流腔底板的示意图
。
[0022]图例说明：
[0023]1、
热流体进口；
2、
管板；
3、
分流腔；
4、
换热通道；
5、
支撑柱；
6、
冷流体进口；
7、
热流体出口；
8、
冷流体出口；
9、
密封垫板；
10、
换热板；
11、
分流腔底板；
12、
壳体
。
具体实施方式
[0024]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围
。
[0025]参照图1‑5，本技术提供的一种实施例：一种易于拆装维修的换热器结构，包括壳体
12
，壳体
12
顶端通过热流体进口1与壳体
12
内部相连通，用于注入高温燃气，壳体
12
上部通过冷流体注入通道3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种易于拆装维修的换热器结构，包括热流体进口
(1)、
热流体出口
(7)、
冷流体进口
(6)、
冷流体出口
(8)、
管板
(2)、
分流腔
(3)、
支撑柱
(5)、
换热通道
(4)、
分流密封板
(11)、
壳体
(12)
，其特征在于：所述壳体
(12)
内部由密封垫板
(9)
和换热板
(10)
将壳体内部分隔成若干扇形区域，热流体在扇形区域内流动完成热量的交换过程，所述换热通道
(4)
由在换热板
(10)
加工的凹槽和密封垫板
(9)
组装完成，冷流体从冷流体进口
(6)
流入分流腔
(3)
，经分流腔
(3)
分流使冷流体分别进入若干个换热通道内，并与壳体内扇形通道的热流体完成热量交换
。2.
根据权利要求1所述的一种易于拆装维修的换热器结构，其特征在于：所述分流腔
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：高琳，王嘉乐，门嘉诚，郑宇晗，李帅齐，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：新型
国别省市：