CN117628946A - 一种换热器及换热*** - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种换热器及换热***，换热器包括管箱和换热芯体，管箱上开设有高温流体介质进口、高温流体介质出口、低温流体介质进口以及低温流体介质出口；换热芯体用于将流经高温流体介质进口、第一换热板、高温流体介质出口的高温流体介质的热量传递给流经低温流体介质进口、第二换热板、低温流体介质出口的低温流体介质；第一换热板和第二换热板上均开设换热通道以及设置有位于换热通道内的翼型翅片，翼型翅片和换热通道用于对流经换热通道内的高温流体介质或者低温流体介质进行正向导流和逆向阻流。本申请旨在通过具有逆向阻流功能的换热器代替止回阀，解决基于sCO2布雷顿循环***的换热***中设备空间布置松散、换热效率低的问题。

Description

一种换热器及换热***
技术领域
本申请涉及于热交换技术领域，尤其涉及一种换热器及换热***。
背景技术
超临界二氧化碳(Supercritical CO2，sCO2)能量转换***作为常用的换热***，其将二氧化碳与布雷顿循环相结合，采用处于超临界状态的CO2为工质，解决了蒸汽郎肯循环存在的沸腾临界现象。
目前，常见的sCO2布雷顿循环***包括有透平和压缩机，透平和压缩机的叶轮旋转方向固定。在***运行时，为防止流体介质逆流冲转叶轮，在透平和压缩机出口上均设置有止回阀。
但是，现有的止回阀体积较大，导致sCO2布雷顿循环***中的设备空间布置松散，换热效率低。
上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种换热器及换热***，旨在通过具有正向导流和逆向阻流功能的换热器代替止回阀，解决sCO2布雷顿循环***中设备空间布置松散、换热效率低的问题。
为实现上述目的，本申请提供一种换热器，所述换热器包括：管箱，开设有高温流体介质进口、高温流体介质出口、低温流体介质进口以及低温流体介质出口；换热芯体，包括第一盖板、第二盖板、第一换热板和第二换热板；所述第一换热板和第二换热板交替层叠分布形成多孔芯体，所述第一盖板和所述第二盖板对应设置于所述多孔芯体的两侧，以对所述多孔芯体进行封盖；其中，所述高温流体介质进口经由所述第一换热板连通所述高温流体介质出口以流通高温流体介质，所述低温流体介质进口经由所述第二换热板连通所述低温流体介质出口以流通低温流体介质，所述换热芯体通过所述第一换热板和所述第二换热板对通过的高温流体介质和低温流体介质进行热交换；所述第一换热板和所述第二换热板上均设置有换热通道以及位于所述换热通道内的翼型翅片，所述翼型翅片具有相对设置的钝面头部和尖端尾部，且所述翼型翅片的钝面头部位于所述尖端尾部靠近流体介质进口的一侧；所述翼型翅片在所述第一盖板所在平面上的正投影为弧形结构，所述弧形结构在对应于所述钝面头部的位置具有第一曲率、在对应于所述尖端尾部的位置具有第二曲率，且所述第一曲率小于所述第二曲率。
可选地，所述换热通道包括多个依次连接的通道部，所述通道部包括第一微流通道、第二微流通道以及第三微流通道；其中，在同一通道部中，所述第三微流通道的通道进口分别连通所述第二微流通道的通道出口和所述第一微流通道的通道出口；在相邻两个通道部中，前一通道部中所述第三微流通道的通道出口连通后一通道部中所述第二微流通道的通道进口和所述第一微流通道的通道进口。
可选地，同一通道部中，所述第三微流通道的通道进口与所述第二微流通道的通道出口之间具有第一折弯角，所述第一折弯角大于等于90°，且所述第三微流通道的通道进口与所述第一微流通道的通道出口之间的角度为180°；相邻的两个通道部中，前一通道部中的第三微流通道的通道出口与后一通道部中的第二微流通道的通道进口之间和第一微流通道的通道进口之间分别具有第二折弯角和第三折弯角，所述第二折弯角为小于等于270°的钝角，所述第三折弯角为锐角。
可选地，所述第三微流通道的通道进口靠近所述第二微流通道的通道出口处的侧壁上设置有梳齿结构。
可选地，所述翼型翅片位于所述第三微流通道和所述第二微流通道内，且所述翼型翅片在所述第三微流通道和所述第二微流通道内间隔均匀分布。
可选地，所述第二微流通道的路径长度小于所述第一微流通道的路径长度。
可选地，所述通道部还包括第四微流通道，且所述第四微流通道和所述第一微流通道分别位于第三微流通道的两侧；所述第四微流通道的通道进口分别连通同一通道部中的第三微流通道的通道进口和第二微流通道的通道出口，所述第四微流通道的通道出口分别连通同一通道部中的第三微流通道的通道出口和相邻通道部中的第二微流通道的通道进口和第一微流通道的通道进口；所述第四微流通道的通道进口与所述第三微流通道的通道进口之间具有第四折弯角，所述第四折弯角为钝角，且所述第四微流通道的通道出口与相邻通道部中的第二微流通道的通道进口之间的角度为180°。
可选地，同一通道部中，所述第一微流通道的通道进口与所述第二微流通道通道进口之间具有第一夹角，所述第一微流通道的通道出口与所述第二微流通道的通道出口之间具有第二夹角，所述第一夹角大于所述第二夹角；同一通道部中，所述第四微流通道的通道进口与所述第三微流通道的通道进口之间具有第三夹角，所述第四微流通道的通道出口与所述第三微流通道的通道出口之间具有第四夹角，所述第三夹角大于所述第四夹角。
可选地，所述第一夹角和所述第三夹角均为钝角，所述第二夹角和所述第四夹角均为锐角，且所述第一夹角和所述第三夹角相同，所述第二夹角与所述第四夹角相同。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种换热***，包括：本申请任意实施例所述的换热器；所述换热***还包括热源、透平、发电机、冷却器以及压缩机；其中，所述换热器的第一输出端与所述热源的输入端连接，所述热源的输出端与所述透平的输入端连接，所述透平的输出端与所述换热器的第二输入端连接，所述换热器的第二输出端与所述冷却器的输入端连接，所述冷却器的输出端与所述压缩机的输入端连接，所述压缩机的输出端与所述换热器的第一输入端连接，所述发电机与所述透平连接。
本申请实施例提出的一种换热器及换热***，一方面，通过管箱上的高温流体介质进口将高温流体介质导入换热芯体；通过管箱上的高温流体介质出口将高温流体介质导出换热芯体；通过管箱上的低温流体介质进口将低温流体介质导入换热芯体；通过管箱上的低温流体介质出口将低温流体介质导出换热芯体；使得在换热芯体中，高温流体介质通过第一换热板和第二换热板将热量传递给低温流体介质，实现换热功能；
另一方面，通过换热通道中的翼型翅片，对换热通道中正向流动的流体介质进行分流，能够有效保证换热器的换热效率；通过换热通道的侧壁与翼型翅片，对换热通道中逆向流动的流体介质进行阻流，防止倒流的流体介质流出换热芯体，如此使得换热器具有正向导流和逆向阻流的功能，取代了传统的基于sCO2布雷顿循环***的换热***中的止回阀，从而简化了***设备，提高了***设备空间布置的紧凑性，在一定程度上提高了***的换热效率。
附图说明
图1为相关技术中传统的基于超临界二氧化碳能量转换***的换热***的循环流程示意图；
图2为本申请一实施例提供的基于超临界二氧化碳能量转换***的换热***的循环流程示意图；
图3为本申请一实施例提供的换热器的整体示意图；
图4为本申请一实施例提供的换热器的***示意图；
图5为本申请一实施例提供的第一换热板的结构示意图；
图6为高温流体介质正向流经图5中A部的示意图；
图7为高温流体介质逆向流经图5中A部的示意图；
图8为高温流体介质正向流经翼型翅片的流动示意图；
图9为高温流体介质逆向流经翼型翅片的流动示意图；
图10为高温流体介质正向流经梳齿结构的流动示意图；
图11为高温流体介质逆向流经梳齿结构的流动示意图；
图12本申请另一实施例的提供的换热通道的结构示意图一；
图13本申请另一实施例的提供的换热通道的结构示意图二；
图14为本申请一实施例提供的第二换热板的结构示意图。
其中，1、热源；2、透平；3、发电机；4、回热器；5、冷却器；6、压缩机；7、第一止回阀；8、第二止回阀；9、换热器；91、管箱；911、高温流体介质进口；912、高温流体介质出口；913、低温流体介质进口；914、低温流体介质出口；92、换热芯体；921、第一换热板；922、第二换热板；923、第一盖板；924、第二盖板；93、翼型翅片；94、换热通道；941、通道部；9411、第一微流通道；9412、第二微流通道；9413、第三微流通道；9414、第四微流通道；95、梳齿结构；96、进气口；97、出气口。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
现有技术中，超临界二氧化碳(Supercritical CO2，sCO2)能量转换***作为常用的换热***，其将二氧化碳与布雷顿循环相结合，采用处于超临界状态的CO2为工质，解决了蒸汽郎肯循环存在的沸腾临界现象，提高了***安全性。
超临界二氧化碳能量转换***如图1所示，该***主要由热源1、透平2、发电机3、回热器4、冷却器5、压缩机6、第一止回阀7、第二止回阀8组成，回热器4的第一输出端与热源1的输入端连接，热源1的输出端与透平2的输入端连接，透平2连接发电机3，透平2的输出端通过第一止回阀7与回热器4的第二输入端连接，回热器4的第二输出端与冷却器5的输入端连接，冷却器5的输出端与压缩机6的输入端连接，压缩机6的输出端通过第二止回阀8与回热器4的第一输入端连接。
工作时，sCO2经过压缩机6压缩并通过回热器4后，经过热源1加热变成高温高压的sCO2，高温高压的sCO2在透平2中进行膨胀做功，膨胀后的sCO2压力降低，由透平2流出的sCO2经由回热器4进入冷却器5进行冷却，冷却后的sCO2再次进入压缩机6，实现sCO2的循环利用。
上述***中的透平2和压缩机6均为高速旋转机械，且叶轮旋转方向固定。为防止流体介质逆流反向冲转叶轮，第一止回阀7设置在透平2的出口处，第二止回阀8设置在压缩机6的出口处。
但是，第一止回阀7和第二止回阀8的体积较大，导致sCO2布雷顿循环***中的设备空间布置松散，换热效率低。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种涡流发生器及换热***，旨在通过具有正向导流和逆向阻流功能的换热器代替止回阀，解决sCO2布雷顿循环***所构成的换热***中设备空间布置松散、换热效率低的问题。
参照图2为本申请一实施例提供的基于超临界二氧化碳能量转换***的换热***的循环流程示意图，图3为本申请一实施例提供的一种换热器。
换热***包括：热源1、透平2、发电机3、冷却器5、压缩机6以及换热器9。
具体的，换热器9的第一输出端与热源1的输入端连接，热源1的输出端与透平2的输入端连接，透平2的输出端与换热器9的第二输入端连接，换热器9的第二输出端与冷却器5的输入端连接，冷却器5的输出端与压缩机6的输入端连接，压缩机6的输出端与换热器9的第一输入端连接，与透平2连接。
工作时，sCO2经过压缩机6压缩并通过换热器9后，经过热源1加热变成高温高压的sCO2，高温高压的sCO2在透平2中进行膨胀做功，膨胀后的sCO2压力降低，由透平2流出的sCO2经由换热器9进入冷却器5进行冷却，冷却后的sCO2再次进入压缩机6，实现sCO2的循环利用。
换热器9在换热***工作时，一方面可以用于将高温流体介质的热量传递给低温流体介质，实现换热功能；另一方面可以对换热器9内倒流的高温流体介质或者低温流体介质进行阻挡，使得换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，取代了传统的sCO2 布雷顿循环***中的止回阀，从而简化了***设备，提高了换热***中的设备空间布置的紧凑性，进而提高了换热***的换热效率。
上述对换热***的组成以及工作原理进行了详细的介绍，下面对换热***中的换热器9进行详细的介绍。
参考图3和图4，换热器9包括管箱91和换热芯体92。
具体的，管箱91上开设有高温流体介质进口911、高温流体介质出口912、低温流体介质进口913和低温流体介质出口914。换热芯体92包括第一盖板923、第二盖板924、第一换热板921和第二换热板922；第一换热板921和第二换热板922交替层叠分布形成多孔芯体，第一盖板923和第二盖板924对应设置于多孔芯体的两侧，以对多孔芯体进行封盖。
其中，高温流体介质进口911经由第一换热板921连通高温流体介质出口912以流通高温流体介质，低温流体介质进口913经由第二换热板922连通低温流体介质出口914以流通低温流体介质，换热芯体92通过第一换热板921和第二换热板922对通过的高温流体介质和低温流体介质进行热交换，即本申请中的高温流体介质和低温流体介质是通过隔离的第一换热板921和第二换热板922进行热交换。其中，高温流体介质的温度范围在200-500℃，低温流体介质的温度范围在30-200℃。
第一换热板921和第二换热板922上均设置有换热通道94以及位于换热通道94内的翼型翅片93，翼型翅片93具有相对设置的钝面头部和尖端尾部，且翼型翅片93的钝面头部位于尖端尾部靠近流体介质进口的一侧，即在第一换热板921中，翼型翅片93靠近高温流体介质进口911的一侧为钝面头部，翼型翅片93靠近高温流体介质出口912的一侧为尖端尾部；在第二换热板922中，翼型翅片93靠近低温流体介质进口913的一侧为钝面头部，翼型翅片93靠近低温流体介质出口914的一侧为尖端尾部，如此，在流体介质正向流动时，流体介质是经由翼型翅片93的钝面头部流入后再由尖端尾部流出。
翼型翅片93在第一盖板923所在平面上的正投影为弧形结构，弧形结构在对应于钝面头部的位置具有第一曲率、在对应于尖端尾部的位置具有第二曲率，且第一曲率小于第二曲率。其中，第一曲率小于第二曲率，表明弧形结构在钝面头部的弧度变化率要小于尖端尾部的弧度变化率，因此翼型翅片93的侧壁在钝面头部形成的夹角要大于在尖端尾部形成的夹角。如此，通过翼型翅片93和换热通道94的结构配合，可以对流经换热通道94内的高温流体介质或者低温流体介质进行正向导流和逆向阻流。
应该理解的，本申请所述的流体正向流动是指，流体从介质进口向介质出口流动的方向。例如，于第一换热板而言，高温流体从高温流体介质进口向高温流体介质出口流动即为高温流体正向流动。
作为一种可选的实施方式，参照图3，管箱91包括第一管箱91、第二管箱91、第三管箱91以及第四管箱91。第一管箱91、第二管箱91沿换热芯体92长度方向设置在换热芯体92的两端，其中，第一管箱91上开设有高温流体介质进口911、第二管箱91上开设有高温流体介质出口912。第三管箱91、第四管箱91沿换热芯体92宽度方向设置在换热芯体92的两侧，且第三管箱91靠近第一管箱91设置，第四管箱91靠近第二管箱91设置；其中，第三管箱91上开设有低温流体介质进口913，第四管箱91上开设有低温流体介质出口914。
参考图4，换热芯体92可以包括第一盖板923、第二盖板924、第一换热板921和第二换热板922。其中，第一换热板921和第二换热板922设置有若干个，若干个第一换热板921和第二换热板922交替分布，且相邻的第一换热板921和第二换热板922之间通过扩散焊接形成多孔芯体。第一盖板923扩散焊接在多孔芯体的一侧，第二盖板924扩散焊接在多孔结构芯体另一侧，以使第一盖板923和第二盖板924对多孔芯体的外侧进行封盖。
结合上述实施例，在本实施例中工作时，高温流体介质从第一管箱91的高温流体介质进口911进入换热芯体92的各个第一换热板921的换热通道94中，在流经第一换热板921的换热通道94后，从第二管箱91的高温流体介质出口912流出；低温流体介质从第三管箱91的低温流体介质进口913进入换热芯体92的各个第二换热板922的换热通道94中，流经第二换热板922的换热通道94后，从第四管箱91的低温流体介质出口914流出。其中，在换热芯体92中，在高温流体介质流经第一换热板921的换热通道94、低温流体介质流经第二换热板922的换热通道94的过程中，高温流体介质通过第一换热板921和第二换热板922将热量传递给低温流体介质，实现换热功能。
换言之，结合图2，在透平2流出的sCO2经由换热器9进入冷却器5的过程中，该sCO2为高温流体介质，高温sCO2从高温流体介质进口911进入换热芯体92中，流经第一换热板921后从高温流体介质出口912流出；在sCO2经过压缩机6压缩并通过换热器9进入透平2的过程中，该sCO2为低温流体介质，低温sCO2从低温流体介质进口913进入换热芯体92中，流经第二换热板922后从低温流体介质出口914流出，使得在换热芯体92中，高温sCO2的热量通过第一换热板921和第二换热板922传递给低温sCO2，实现换热工作。
以及，在换热芯体92中，高温sCO2和低温sCO2的流动方向呈相对逆向流动。即，参考图4，如第一换热板921上的箭头所示，高温sCO2在第一换热板921上的流动方向从右侧流向左侧；如第二换热板922上的箭头所示，低温sCO2在第二换热板922上的流动方向从左侧流向右侧。高温sCO2和低温sCO2的流动方向呈相对逆向流动，可以有效提高换热器9的换热效果。
以及，高温sCO2在换热芯体92中，开设在第一换热板921上的换热通道94的侧壁和设置在换热通道94的翼型翅片93对流经该换热通道94内的高温sCO2进行正向导流和逆向阻流，防止逆向流动的部分高温流体介质流出换热芯体92。即，在透平2流出的高温sCO2经由换热器9进入冷却器5的过程中，开设在第一换热板921上的换热通道94以及位于换热通道94内的的翼型翅片93，对换热通道94内流向冷却器5的的高温sCO2进行导流，对换热通道94内流向透平2的高温sCO2进行阻挡，使得高温sCO2不能从换热器9流向透平2，防止倒流的高温sCO2反向冲转透平2的叶轮，使得换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，实现代替第一止回阀7的目的；
以及，低温sCO2在换热芯体92中，开设在第二换热板922上的换热通道94的侧壁和设置在换热通道94的翼型翅片93对流经该换热通道94内的低温sCO2进行正向导流和逆向阻流，防止逆向流动的部分低温流体介质流出换热芯体92。即，在压缩机6流出低温sCO2经由换热器9进入热源1的过程中，开设在第二换热板922上的换热通道94以及位于换热通道94内的的翼型翅片93，对换热通道94内流向热源1的低温sCO2进行导流，对流向压缩机6的低温sCO2进行阻挡，使得低温sCO2不能从换热器9流入压缩机6，防止倒流的低温sCO2反向冲转压缩机6的叶轮，使得换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，实现代替第二止回阀8的目的。
在本实施例中，一方面，通过管箱91上的高温流体介质进口911将高温流体介质导入换热芯体92；通过管箱91上的高温流体介质出口912将高温流体介质导出换热芯体92；通过管箱91上的低温流体介质进口913将低温流体介质导入换热芯体92；通过管箱91上的低温流体介质出口914将低温流体介质导出换热芯体92；在换热芯体92中，高温流体介质通过第一换热板921和第二换热板922将热量传递给低温流体介质，实现换热功能；另一方面，通过换热通道94中的翼型翅片93，对换热通道94中正向流动的流体介质进行分流，能够有效保证换热器9的换热效率；通过换热通道94的侧壁与翼型翅片93，对换热通道94中逆向流动的流体介质进行阻流，防止倒流的流体介质流出换热芯体92，如此使得换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，取代了传统的sCO2 布雷顿循环***中的第一止回阀7和第二止回阀8，从而简化了***设备，提高了***设备空间布置的紧凑性，在一定程度上提高了***的换热效率。
作为一种可选的实施方式，本申请一实施例提供了第一换热板921的具体结构。
参考图5，第一换热板921设置有换热通道94和翼型翅片93。
换热通道94可以包括多个依次连接的通道部941，通道部941包括第一微流通道9411、第二微流通道9412以及第三微流通道9413；其中，在同一通道部941中，第三微流通道9413的通道进口分别连通第二微流通道9412的通道出口和第一微流通道9411的通道出口；在相邻两个通道部941中，前一通道部中第三微流通道9413的通道出口连通后一通道部941中第二微流通道9412的通道进口和第一微流通道9411的通道进口。
应该理解的，本申请所述的某一微流通道的通道进口是指在流体正向流动时，流体进入该微流通道的一侧端口；相应地，某一微流通道的通道出口是指在流体正向流动时，流体流出该微流通道的一侧端口。此外，某一微流通道的前一微流通道，是指流体正向流经两个连接的微流通道时，流体在先流过的微流通道即为前一微流通道，相应地，流体在后流过的即为后一微流通道。
在示例实施例中，第一换热板921上沿第一换热板921长度方向的一侧壁开设有进气口96，另一侧壁开设有出气口97。换热通道94的一端连通第一换热板921的进气口96，另一端连通第一换热板921的出气口97。其中，换热通道94包括若干组通道部941，每一组通道部941均包括第一微流通道9411、第二微流通道9412以及第三微流通道9413。具体的，第一组的第三微流通道9413与第一换热板921的进气口96连通，第一组的第二微流通道9412与第二组第三微流通道9413连通，依次类推，直至最后一组的第二微流通道9412与第一换热板921的出气口97连通。
例如，在图5中，第一换热板921沿第一换热板921的长度方向的两侧壁分别间隔均匀开设有六个进气口96、六个出气口97；第一换热板921上沿自身长度方向间隔均匀开设有六条换热通道94，六条换热通道94一一对应连通六个出气口97和六个进气口96。六条换热通道94均包括11组通道部941，每一组通道部941包括第一微流通道9411、第二微流通道9412以及第三微流通道9413，且每一组的第三微流通道9413连通第二微流通道9412，第二微流通道9412与第一微流通道9411连通。以及第一组第二微流通道9412与第二组的第三微流通道9413连通，第二组的第二微流通与第三组的第三微流通道9413连通，以此类推直至最后一组的第二微流通与第一换热板921的出气口97连通。
进一步地，翼型翅片93位于每一组第三微流通道9413和所述第二微流通道9412内，且所述翼型翅片93在所述第三微流通道9413和所述第二微流通道9412内间隔均匀分布任意。
结合上述实施例可理解的，每一组的第三微流通道9413和第二微流通道9412内分布有翼型翅片93。例如，参考图6和图7，每一组的第三微流通道9413内分布有四个翼型翅片93，四个翼型翅片93之间间隔均匀，每一组的第二微流通道9412内分布有四个翼型翅片93，四个翼型翅片93间隔均匀。
进一步地，为了使换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，沿换热通道94内的高温流体介质的正向流动方向，翼型翅片93的前缘位于翼型翅片93的后缘的后侧。
在示例实施例中，参考图6和图8，在透平2流出的高温sCO2经由换热器9进入冷却器5的过程中，高温sCO2的正向流动方向为图6中箭头所示的方向，沿该箭头所示方向，翼型翅片93的尖端尾部位于左侧、钝面头部位于右侧，在流动过程中，高温sCO2从翼型翅片93的钝面头部(靠近a处)流入；从翼形翅片的尖端尾部流出，高温sCO2与翼型翅片93壁面贴合良好，边界层不发生脱离，从而避免了回流阻滞效应的产生，实现了对正向流动的高温sCO2进行导流的功能。
参考图7和图9，在透平2流出的高温sCO2经由换热器9进入冷却器5的过程中，部分高温sCO2在换热通道94内会出现倒流，即部分高温sCO2的流动方向为图7中箭头所示的方向，此时倒流的高温sCO2从翼型翅片93的尖端尾部流入；从翼形翅片的钝面头部(靠近a处)流出。在流出的时候，高温sCO2会在翼型翅片93的钝面头部(靠近a处)发生流动边界层脱离，使得该处高温sCO2断流，之后，在逆压梯度作用下换热通道94内其他位置的高温sCO2回流至翼型翅片93的钝面头部(靠近a处)形成回流区，由于回流区存在大量旋涡，消耗了高温sCO2的动能，增大了高温sCO2的阻力，从而阻滞了高温sCO2的流动，实现了对逆向流动的高温sCO2进行阻流的功能。
进一步地，为了增加高温流体介质流经第一换热板921的路径，提高换热效果，每一组第二微流通道9412的路径长度小于第一微流通道9411的路径长度。
在示例实施例中，再次参考图6和图7所示，同一通道部941中，第三微流通道9413的通道进口与第二微流通道9412的通道出口之间具有第一折弯角，第一折弯角为钝角，且第三微流通道9413的通道进口与第一微流通道9411的通道出口之间的角度为180°，相邻的两个通道部941中，前一通道部941中的第三微流通道9413的通道出口与后一通道部941中的第二微流通道9412的通道进口之间具有第二折弯角，前一通道部941中的第三微流通道9413的通道出口和第一微流通道9411的通道进口之间分别具有第三折弯角，第二折弯角为钝角，第三折弯角为锐角。相当于在流体的正向流动方向上，流体经由第二微流通道9412和第一微流通道9411后汇聚到第三微流通道9413中，再经由第三微流通道9413流出至下一级的通道部941中，如此重复。
示例性的，第三微流通道9413、第二微流通道9412可以为直线段，且第三微流通道9413和第二微流通道9412连通为折线型，从而使得第三微流通道9413的通道进口与第二微流通道9412的通道出口之间形成第一折弯角、以及第三微流通道9413的通道出口与后一通道部941中的第二微流通道9412的通道进口之间形成第二折弯角，第一折弯角可以与第二折弯角角度大小相同，并且第二微流通道9412与同一通道部中的第三微流通道9413之间的弯折方向与相邻通道部中的第三微流通道9413之间的弯折方向相反，如此使得换热通道整体上沿一直线方向进行延伸。
应该理解的，本申请所述的某一结构A与结构B之间具有折弯角，是指该结构A与结构B相连接的两个外侧壁之间形成的夹角。
第一微流通道9411可以为弧形，并且同一通道部941中，第一微流通道9411的通道进口与第二微流通道9412的通道进口之间具有第一夹角，第一微流通道9411的通道出口与第二微流通道9412的通道出口之间具有第二夹角，第一夹角大于第二夹角，如此，弧形的第一微流通道9411相当于形成偏心结构，并且是朝向前一级的通道部一侧倾斜形成偏心结构。如此，第二微流通道9412路径长度小于第一微流通道9411的路径长度。
结合上述实施例可理解，任意相邻的两组通道部941，每一组的第三微流通道9413和第二微流通道9412连通为折线型，形成有第一折弯角，靠近第一折弯角具有第一折角区域c；第一组的第二微流通道9412与相邻的第二组的第三微流通道9413连通为折线型，形成有第二折弯角，靠近第二折弯角具有第二折角区域b，第一组的第一微流通道9411一端与第一折角区域b连通，另一端与第二折角区域c连通。
参考图7，在透平2流出的高温sCO2进入换热器9的第一换热板921的过程中，换热通道94侧壁与翼型翅片93结合，对倒流流向透平2的高温sCO2进行阻流。即，在高温sCO2倒流流经第一折角区域b时，高温sCO2在翼型翅片93的钝面头部发生流体边界层脱离产生逆差，使得其他位置的倒流的高温sCO2回流，在第一折角区域b产生涡流，如此会消耗倒流的高温sCO2的动能，降低倒流的高温sCO2的流速，实现对倒流的高温sCO2进行阻流。
在高温sCO2倒流流经第二折角区域c时，因为高温sCO2在第一折角区域b内会产生涡流，使得倒流的高温sCO2一部分的流动方向发生偏转，沿着第二微流通道9412流动或者沿着第三微流通道9413正向流动；另一部分沿着第一微流通道9411流动，流动方向发生较大程度偏转，两股高温sCO2在第二折角区域c内相撞，进一步消耗高温sCO2流体动能，使得高温sCO2的流动方向发生偏转，沿第二微流通道9412正向流动或者相邻一组的第三微流通道9413流动。
需要说明的是，由于第三微通道流出的高温sCO2具有与第二微流通道9412流出的高温sCO2的流向相反的速度分量，使得第三微通道流出的高温sCO2会对第二微流通道9412流出的高温sCO2产生截留作用，削弱第二微流通道9412内倒流的高温sCO2的流速，实现逆向阻流的目的。
本申请中，所述的微流通道A与微流通道B之间形成的夹角是指，在流体的正向流动方向上，微流通道A与微流通道B之间的夹角。
进一步地，每一组第二微流通道9412和/或第一微流通道9411的横截面为半圆形或矩形。
在示例实施例中，再次参考图6或者图7，在第二微流通道9412为沿着M-M线的横截面为半圆形的通槽或者横截面为矩形的通槽。以及第一微流通道9411为沿着H-H线的横截面为半圆形的通槽或者横截面为矩形的通槽。
进一步地，为进一步对第一换热板921内倒流的高温流体介质进行阻挡，每一组第三微流通道9413的通道进口靠近第二微流通道9412的通道出口处的侧壁上设置有梳齿结构95。
结合上述实施例可理解，每一组第三微流通道9413与第二微流通道9412连接处形成有第一折角区域b，梳齿结构95设置在第三微流通道9413靠近同一通道部941中的第二微流通道9412的侧壁上，且梳齿结构95位于第一折角区域b内。
可理解的，参考图10，在透平2流出的sCO2进入换热器9时，此时的sCO2为高温流体介质，高温sCO2从高温流体介质进口911进入到第一换热板921的换热通道94中，高温sCO2先接触翼型翅片93的钝面头部，从翼型翅片93的钝面头部流入后从翼型翅片93的尖端尾部流出。高温sCO2与翼型翅片93的壁面贴合良好，高温sCO2的边界层不发生脱离，从而避免了回流阻滞效应的产生。与此同时，梳齿结构95也不会对正向流动的高温sCO2产生阻滞，保证高温sCO2顺畅通过。
参考图11，在换热器9中的高温sCO2逆向流向透平2时，高温sCO2从翼形翅片的钝面头部流入从翼形翅片的尖端尾部流出，倒流的高温sCO2在第一折角区域b内产生涡流，涡流阻滞了高温sCO2的逆向流动。与此同时，梳齿结构95在第一折角区域b内进一步阻滞高温sCO2的流动。即，当倒流的高温sCO2流经第一折角区域b内时，梳齿结构95将破坏第三微流通道9413近壁面处的边界层，使得高温sCO2与第三微流通道9413近壁面脱离，加强第一折角区域b内的涡流的流速，实现对倒流的高温sCO2进行阻滞。
进一步地，为了进一步提高换热效率，本申请实施例的通道部941还可以包括有第四微流通道9414。
在示例实施例中，第一换热板921上的换热通道94可以包括第三微流通道9413、第二微流通道9412、第一微流通道9411以及第四微流通道9414，且第四微流通道9414和第一微流通道9411分别位于第三微流通道9413的两侧；其中，第四微流通道9414的通道进口分别连通同一通道部941中的第三微流通道9413的通道进口和第二微流通道9412的通道出口，第四微流通道9414的通道出口分别连通同一通道部941中的第三微流通道9413的通道出口和相邻通道部941中的第二微流通道9412的通道进口和第一微流通道9411的通道进口；第四微流通道9414的通道进口与第三微流通道9413的通道进口之间具有第四折弯角，第四折弯角为钝角，且第四微流通道9414的通道出口与相邻通道部941中的第二微流通道9412的通道进口之间的角度为180°。
可理解的，例如，参考图12和图13所示，该图中第一组的第三微流通道9413与进气口96、第二微流通道9412连通，第二微流通道9412与第一微流通道9411连通；第二组的第三微流通道9413与第一组的第二微流通道9412、第二组的第二微流通道9412、第二组的第四微流通道9414连通，第二组的第二微流通道9412与第二组的第一微流通道9411；以此类推，实现若干组连通的第三微流通道9413、第二微流通道9412连通、第一微流通道9411以及第四微流通道9414连通第一换热板921的进气口96和出气口97。在此连接方式下，第一微流通道9411位于第二微流通道9412的一侧，第四微流通道9414位于第二微流通道9412的另一侧，如此分布能够有效提高换热器9的换热效率。以及与第四微流通道9414连通的第三微流通道9413可以为第一组通道部941后的所有通道部941。
需要说明的是，图12所示的箭头为高温sCO2在通道部941内的正向流动方向，图13所示的箭头为高温sCO2在通道部941内的逆向流动方向。
在示例性实施例中，同一通道部941中，第四微流通道9414的通道进口与第三微流通道9413的通道进口之间具有第三夹角，第四微流通道9414的通道出口与第三微流通道9413的通道出口之间具有第四夹角，第三夹角大于第四夹角。如此，第四微流通道9414也形成偏心结构，并且是朝向前一级的通道部一侧倾斜形成偏心结构。
在上述实施例的基础上，第一夹角和第三夹角均为钝角，第二夹角和第四夹角均为锐角，且第一夹角和第三夹角相同，第二夹角与第四夹角相同。
作为一种可选的实施方式，本申请一实施例提供了第二换热板922的具体结构。
参考图14，与第一换热板921不同的是，第二换热板922上的进气口96位于第二换热板922沿自身长度方向的一端，第二换热板922上的出气口97位于第二换热板922沿自身长度方向的另一端。以及第二换热板922上的换热通道94靠近进气口96和出气口97的两端，沿第二换热板922的宽度方向分布。
例如，在图14中，沿第二换热板922自身宽度方向的上侧璧开设有六个进气口96，沿第二换热板922自身宽度方向的下侧璧开设有六个出气口97，沿第二换热板922宽度方向开设有六条换热通道94，六条换热通道94分别一一对应连通六个出气口97和六个进气口96。靠近进气口96和出气口97两端的换热通道94沿第二换热板922的宽度方向分布；位于第二换热板922中间区域的换热通道94沿第二换热板922的长度方向分布。
进一步地，第二换热板922上的换热通道94可以包括若干组通道部941，每一组换热通道94可以包括第三微流通道9413、第二微流通道9412以及第一微流通道9411。其中，第三微流通道9413与第二微流通道9412，第一微流通道9411与第三微流通道9413连通。
进一步地，第二连接板上的换热通道94还可以包括第四微流通道9414，第一组第三微流通道9413与第二微流通道9412、第一微流通道9411连通，第二组的第三微流通道9413与第一组第二微流通道9412、第二组的第二微流通道9412、第二组的第一微流通道9411连通，第二组的第二微流通道9412与第四微流通道9414连通，以此类推直至最后一组的第二微流通道9412与第二换热板922的出气口97连通。以及第一微流通道9411位于第二微流通道9412的一侧，第四微流通道9414位于第二微流通道9412的另一侧。
需要说明的是，第二换热板922上的第三微流通道9413与第二微流通道9412连通为折线型，第一微流通道9411为弧形；以及每一组第二微流通道9412和/或第一微流通道9411的横截面为半圆形或矩形，均与上述第一换热板921的原理一致，具体请参见上述实施例。
进一步地，第二换热板922上的翼型翅片93位于换热通道94内第三微流通道9413和第二微流通道9412内，其中，翼型翅片93与换热通道94的侧壁结合，对正向流向透平2的低温sCO2进行导流，对逆向流向压缩机6的低温sCO2进行阻挡，使得低温sCO2不能从换热器9流入压缩机6，防止倒流的低温sCO2反向冲转压缩机6的叶轮，使得换热器9具有正向导流和逆向阻流的功能，代替第二止回阀8。
需要说明的是，第二换热板922上的翼型翅片93对于低温sCO2的正向导流和逆向阻流的原理与第一换热板921上的翼型翅片93对于高温sCO2的正向导流和逆向阻流的原理一致。具体请参见上述第一换热板921的实施例，本实施例中不做赘述。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种换热器，其特征在于，所述换热器包括：
管箱，开设有高温流体介质进口、高温流体介质出口、低温流体介质进口以及低温流体介质出口；
换热芯体，包括第一盖板、第二盖板、第一换热板和第二换热板；所述第一换热板和第二换热板交替层叠分布形成多孔芯体，所述第一盖板和所述第二盖板对应设置于所述多孔芯体的两侧，以对所述多孔芯体进行封盖；
其中，所述高温流体介质进口经由所述第一换热板连通所述高温流体介质出口以流通高温流体介质，所述低温流体介质进口经由所述第二换热板连通所述低温流体介质出口以流通低温流体介质，所述换热芯体通过所述第一换热板和所述第二换热板对通过的高温流体介质和低温流体介质进行热交换；
所述第一换热板和所述第二换热板上均设置有换热通道以及位于所述换热通道内的翼型翅片，所述翼型翅片具有相对设置的钝面头部和尖端尾部，且所述翼型翅片的钝面头部位于所述尖端尾部靠近流体介质进口的一侧；
所述翼型翅片在所述第一盖板所在平面上的正投影为弧形结构，所述弧形结构在对应于所述钝面头部的位置具有第一曲率、在对应于所述尖端尾部的位置具有第二曲率，且所述第一曲率小于所述第二曲率。
2.如权利要求1所述的换热器，其特征在于，所述换热通道包括多个依次连接的通道部，所述通道部包括第一微流通道、第二微流通道以及第三微流通道；
其中，在同一通道部中，所述第三微流通道的通道进口分别连通所述第二微流通道的通道出口和所述第一微流通道的通道出口；
在相邻两个通道部中，前一通道部中所述第三微流通道的通道出口连通后一通道部中所述第二微流通道的通道进口和所述第一微流通道的通道进口。
3.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，同一通道部中，所述第三微流通道的通道进口与所述第二微流通道的通道出口之间具有第一折弯角，所述第一折弯角大于等于90°，且所述第三微流通道的通道进口与所述第一微流通道的通道出口之间的角度为180°；
相邻的两个通道部中，前一通道部中的第三微流通道的通道出口与后一通道部中的第二微流通道的通道进口之间和第一微流通道的通道进口之间分别具有第二折弯角和第三折弯角，所述第二折弯角为小于等于270°的钝角，所述第三折弯角为锐角。
4.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第三微流通道的通道进口靠近所述第二微流通道的通道出口处的侧壁上设置有梳齿结构。
5.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述翼型翅片位于所述第三微流通道和所述第二微流通道内，且所述翼型翅片在所述第三微流通道和所述第二微流通道内间隔均匀分布。
6.如权利要求2所述的换热器，其特征在于，所述第二微流通道的路径长度小于所述第一微流通道的路径长度。
7.如权利要求3所述的换热器，其特征在于，所述通道部还包括第四微流通道，且所述第四微流通道和所述第一微流通道分别位于第三微流通道的两侧；
所述第四微流通道的通道进口分别连通同一通道部中的第三微流通道的通道进口和第二微流通道的通道出口，所述第四微流通道的通道出口分别连通同一通道部中的第三微流通道的通道出口和相邻通道部中的第二微流通道的通道进口和第一微流通道的通道进口；
所述第四微流通道的通道进口与所述第三微流通道的通道进口之间具有第四折弯角，所述第四折弯角为钝角，且所述第四微流通道的通道出口与相邻通道部中的第二微流通道的通道进口之间的角度为180°。
8.如权利要求7所述的换热器，其特征在于，同一通道部中，所述第一微流通道的通道进口与所述第二微流通道通道进口之间具有第一夹角，所述第一微流通道的通道出口与所述第二微流通道的通道出口之间具有第二夹角，所述第一夹角大于所述第二夹角；
同一通道部中，所述第四微流通道的通道进口与所述第三微流通道的通道进口之间具有第三夹角，所述第四微流通道的通道出口与所述第三微流通道的通道出口之间具有第四夹角，所述第三夹角大于所述第四夹角。
9.如权利要求8所述的换热器，其特征在于，所述第一夹角和所述第三夹角均为钝角，所述第二夹角和所述第四夹角均为锐角，且所述第一夹角和所述第三夹角相同，所述第二夹角与所述第四夹角相同。
10.一种换热***，其特征在于，包括：
权利要求1-9任一项所述的换热器；
所述换热***还包括热源、透平、发电机、冷却器以及压缩机；
其中，所述换热器的第一输出端与所述热源的输入端连接，所述热源的输出端与所述透平的输入端连接，所述透平的输出端与所述换热器的第二输入端连接，所述换热器的第二输出端与所述冷却器的输入端连接，所述冷却器的输出端与所述压缩机的输入端连接，所述压缩机的输出端与所述换热器的第一输入端连接，所述发电机与所述透平连接。
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