一种高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置

2021-05-26

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战略性新兴产业分类: -
项目来源: 云孵
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技术领域: 航空航天

项目简介:

本发明涉及一种液氮/氦气换热装置,包括壳体及放置在壳体的芯体,换热器芯体安装至换热器壳体中,壳体中充入液氮。氦气分两路从两个氦气入口管进入换热器芯体,随后进入焊接在管板上的集气腔,再依次通过上半部分后方的换热管,连接上半部分前方的换热管、连接管下半部分前方的换热管、连接管、下半部分后方的换热管后,分别从氦气出口管引出。换热管焊接在两侧管板之间,并通过支撑板支撑。本发明采用二次降温技术,可获得比现有低温换热器更大的温降和更低的出口温度。采用集气腔结构设计,突破了现有换热器压力低的缺点,采用胀焊结合的设计工艺技术,突破了高压下氦气易泄漏的问题。

技术/产品创新性:

1、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,由换热器芯体和壳体组成,芯体中的管路分层设置,工作时,壳体中通入液氮,芯体的上部换热管在处在氮气中,通过氮气对换热管中的氦进行初步降温;芯体下部换热管浸泡在液氮中,通过液氮对换热管中的氦气进行强化降温,该换热装置降温幅度大,氦气的温度可由常温降至-150℃。芯体的高压管路系统通入氦气,通过热量交换,获得低温氦气。 2、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,壳体的两端采用椭圆形封头,液氮入口设置的壳体的一端,氦气出入口设置在壳体的另一端,提高了壳体端部的强度,使壳体能够承受较大的低温应力。 3、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,集气腔两端为球壳结构,减小了局部应力集中,防止芯体由于应力集中而产生破坏现象。 4、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,采用双流路、二次降温结构设计技术,解决氦气流量大且有多种流量组合、温降大且出口温度值低的要求。 5、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,换热管的管壁上设置有弯曲部,可防止换热管热胀冷缩、工作抖动引起焊缝失效芯体结构破坏。 6、本发明大流量、低温、液氮/氦气换热装置,位于两管板之间的支撑结构,可减小换热管的抖动,使芯体结构更加稳定。 7、本发明高压、大流量、低温、液氮/氦气换热装置,通过在横向支撑板和纵向支撑板上均匀设置多个流通孔,既起到平衡各管板之间液氮的压差的作用,又利于减轻自身重量。 8、本发明采用胀焊结合的设计工艺技术,解决氦气易泄漏问题。

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