集流器以及包括该集流器的热交换器

技术领域

本发明的实施例涉及热交换元件的连接技术领域，具体涉及一种集流器以及包括该集流器的热交换器。

背景技术

这里的陈述仅仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

在钠冷快堆中，钠-空气热交换器通过钠、空气两种介质的逆向流动实现换热，其用于将反应堆的热量从二回路系统传输至三回路系统，而集流器作为热交换器的重要组成部分，用于实现钠介质的传输，以将反应堆回路中的液态金属钠分配至热交换器的各换热管中。

发明内容

在下文中给出了关于本申请的简要概述，以便提供关于本申请的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本申请的穷举性概述。它并不是意图确定本申请的关键或重要部分，也不是意图限定本申请的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

第一方面，本发明的实施例提供一种集流器，其用于反应堆的热交换器，热交换器包括换热管，来自反应堆的回路中的热交换介质流入至集流器后，经集流器流至换热管，该集流器包括：流量分配管、流量分配板以及筒体。流量分配管与筒体流体连通，来自反应堆的回路中的热交换介质流入流量分配管，经流量分配管，热交换介质流入至筒体；流量分配板设置在筒体内，用于对流入至筒内的热交换介质进行分配；在筒体形成有管接头，管接头突出于筒体的表面，换热管与管接头固定连接并流体连通，热交换介质经管接头从筒体流入至换热管。

第二方面，本发明的实施例提供一种热交换器，其包括本发明的第一方面的实施例提供的集流器，还包括换热管，换热管与集流器流体连通。

本发明的实施例中的集流器，通过流量分配管流入筒体内的热交换介质，在筒体内由流量分配板进行均匀分配，以提高换热管中的热交换介质分布的均匀性，从而保证热交换器换热的均匀性。并且，管接头设置成与筒体一体化成型，与传统的通过设置于集流器上的开孔与换热管焊接的连接方式相比，降低了连接处发生断裂的可能性，提高了集流器与换热管的连接强度和质量，以避免热交换介质的泄露，从而保证反应堆的运行安全。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明的实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本发明一个实施例的集流器的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的热交换器的结构示意图。

图3是根据本发明一个实施例的流量分配板的结构示意图。

图4是根据本发明一个实施例的管接头与换热管连接的示意图。

图5是图4的局部放大图。

图6是根据本发明一个实施例的热交换器的应用示意图。

附图标记说明：

100、集流器；110、流量分配管；111、主流路；112、分支流路；120、流量分配板；121、孔；130、筒体；131、管接头；

200、热交换器；210、换热管；220、空气供给装置；230、空气排出装置；231、引风结构。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本发明的示范性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，例如，符合与系统及业务相关的那些限制条件，并且这些限制条件可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本申请内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

本发明的发明人发现，集流器与热交换器的换热管的连接一般设置成，通过设置于集流器上的开孔与换热管焊接，而由于焊接部位存在应力集中以及焊缝缺陷等问题，容易导致接口处产生疲劳裂纹甚至造成断裂，从而发生泄露事故，不利于反应堆的安全运行。

基于此，本发明的实施例提供一种集流器，如图1和图2所示，集流器100用于反应堆的热交换器200，热交换器200包括换热管210，来自反应堆的回路中的热交换介质流入至集流器100后，经集流器100流至换热管210。该集流器100包括：流量分配管110、流量分配板120以及筒体130，流量分配管110与筒体130流体连通，来自反应堆的回路中的热交换介质流入流量分配管110，经流量分配管110，热交换介质流入至筒体130；流量分配板120设置在筒体130内，用于对流入至筒内的热交换介质进行分配；在筒体130形成有管接头131，管接头131突出于筒体130的表面，换热管210与管接头131固定连接并流体连通，热交换介质经管接头131从筒体130流入至换热管210。

本发明的实施例提供的集流器100，通过流量分配管110流入筒体130内的热交换介质，在筒体130内由流量分配板120进行均匀分配，以提高换热管210中的热交换介质分布的均匀性，从而保证热交换器200换热的均匀性。并且，管接头131设置成与筒体130一体化成型，与传统的通过设置于集流器100上的开孔与换热管210焊接的连接方式相比，降低了连接处发生断裂的可能性，提高了集流器100与换热管210的连接强度和质量，以避免热交换介质的泄露，从而保证反应堆的运行安全。

在一些实施例中，管接头131与换热管210采用对接焊的方式进行固定连接。本实施例中使用对接焊的连接方式，相对于一般的集流器开孔与换热管之间的角焊缝连接强度更高，形成的焊缝接口质量更好，从而，增强管接头131与换热管210的连接的可靠性，避免产生裂纹导致热交换介质泄露。

在一些实施例中，管接头131通过模具冷拔的方式形成，以实现管接头131与筒体130一体化成型，并且，本实施例中通过对集流器100筒体130进行模具冷拔，将管接头131冲压成型，能够使管接头131的尺寸精度更高，表面光洁度更好，从而，使其与换热管210的固定连接的强度和稳定性更高。

如图1所示，在一些实施例中，管接头131设置为多个，具体地，管接头131的数量可以根据换热管210的数量确定。

在一些实施例中，管接头131可以为多孔管接头，以保证管接头131的抗压能力，增强管接头131与换热管210连接的稳固性。

如图3所示，在一些实施例中，流量分配板120上形成有多个孔121，孔隙的大小从中间向两侧逐渐增大，以使热交换介质能够通过孔隙被均匀分配至各个换热管210中，避免由于热交换介质的流量增大而导致大部分热交换介质由流量分配管110流入筒体130后，直接由距离流量分配管110较近的管接头131流至对应的换热管210中，从而产生流量分配不均的问题。

在一些实施例中，流量分配板120的材质可以为金属材料，例如，钢材等。

如图1所示，在一些实施例中，流量分配管110包括主流路111以及两个分支流路112，主流路111与两个分支流路112流体连通，来自反应堆的回路中的热交换介质流入主流路111，经主流路111，热交换介质流入至两个分支流路112，经分支流路112流至筒体130。本实施例中通过将流量分配管110设置成分支结构，以使热交换介质被均匀分配至筒体130的两端。

如图1所示，在一些实施例中，流量分配板120可以为两个，两个流量分配板120的中部分别与两个分支流路112对应设置。来自反应堆回路中的热交换介质由主流路111流入两个分支流路112，再由两个分支流路112流至筒体130，通过两个流量分配板120的孔隙被均匀分配，并经管接头131流入换热管210中。

如图4和图5所示，在一些实施例中，管接头131的端部以及换热管210的端部形成凸面，通过焊接使用的熔化物质形成的结构连接凸面，在进行焊接时，结构被熔化，以使管接头131以及换热管210对中焊接。其中，焊接使用的熔化物质形成的结构为配对结构，配对结构分别设置于管接头131的端部以及换热管210的端部，以实现管接头131与换热管210对中。

本实施例中利用焊接使用的熔化物质形成的结构对管接头131与换热管210形成的凸面进行连接，能够实现管接头131与换热管210的自动对接，从而提高两者的连接质量和稳固性，同时，提高焊接效率，降低作业难度。

本发明的实施例还提供一种热交换器200，如图2所示，其包括本发明第一方面的任一实施例的集流器100，还包括换热管210，换热管210与集流器100流体连通。

本发明的实施例提供的热交换器200，通过将本发明第一方面的任一实施例的集流器100与换热管210流体连通，使来自反应堆的回路中的热交换介质由集流器100被均匀分配至各换热管210，以提高换热管210中的热交换介质分布的均匀性，从而保证热交换器200换热的均匀性以及换热效率。

在一些实施例中，集流器100可以设置成圆形、圆柱形等不同结构，以满足热交换器200的工艺要求。

如图2所示，在一些实施例中，集流器100分别设置于换热管210的进口以及出口，以对换热前后的热交换介质进行分配。本实施例中，通过设置于换热管210进口的集流器100将热交换介质分配至各换热管210中，并在热交换介质通过换热管210与空气进行换热后，通过设置于换热管210出口的集流器100传输回反应堆的回路中。

如图2和图6所示，在一些实施例中，热交换器200包括空气供给装置220以及空气排出装置230，空气供给装置220设置在换热管210的底部，空气排出装置230设置在热交换器200的顶部，空气供给装置220提供的空气从换热管210的底部流经换热管210布置的区域，从换热管210的顶部进入空气排出装置230，经空气排出装置230排出。在本实施例中，空气供给装置220提供的空气由换热管210底部流入，吸收换热管210内的热交换介质的热量后，上升至热交换器200顶部，经空气排出装置230排出，从而实现换热。

如图6所示，在一些实施例中，空气排出装置230包括引风结构231，以使其提高空气流动的效率，加快热交换器200内热空气的排出以及冷空气的流入，从而提高热交换器200的换热效率。

在一些实施例中，引风结构231设置于热交换器200的顶部，以在空气吸收热交换介质的热量而上升后，将其从热交换器200顶部快速引出。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。