本实用新型涉及换热装置技术领域，尤其涉及一种换热器。
背景技术：
在石油化工领域中，换热器的形式多种多样，有管壳式换热器、板式换热器、板翅式换热器、板壳式换热器、印刷电路板式换热器等等，不同的换热器，适用于不同的工况。
随着过程行业的发展，尤其是液化天然气的广泛应用，对换热器的需求越来越多，同时工况也越来越多样化。对于船用或者海上发电平台系统，用于液化天然气的传统换热器，存在换热器压降大、容易堵塞及抗高压性能差，进而导致传热效率低的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种换热器，避免热介质通道堵塞的情况，有效降低压降，提高了传热效率。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种换热器，其特征在于，包括至少一个芯体、焊接于所述芯体顶部的热介质汇集器入口、焊接于所述芯体底部的热介质汇集器出口；所述芯体的两侧分别焊接有冷介质汇集器入口和冷介质汇集器出口；所述芯体内部设置有底板、顶板、若干个冷介质板片及若干个热介质板翅片，所述冷介质板片与所述热介质板翅片均设置于所述底板和所述顶板之间，且所述冷介质板片与所述热介质板翅片交替叠加，所述冷介质板片与所述热介质板翅片通过原子扩散方式形成一体化结构；所述冷介质板片上刻蚀有若干条相互平行的冷介质挡板，相邻所述冷介质挡板之间形成冷介质通道，所述冷介质通道的两端分别连通于所述冷介质汇集器入口和所述冷介质汇集器出口；所述热介质板翅片上压制成型有若干条相互平行的热介质挡板，相邻所述热介质挡板之间形成热介质通道，所述热介质通道的两端分别连通于所述热介质汇集器入口和所述热介质汇集器出口；所述冷介质通道与所述热介质通道垂直设置，且所述热介质通道的宽度大于所述冷介质通道的宽度；所述底板和所述顶板的内侧均设置有隔板，所述隔板设置于所述热介质通道顶部，每个所述热介质板翅片包括两个封条，两个所述封条分别抵靠于外侧的所述热介质挡板。
作为优选，所述热介质挡板的结构为锯齿型结构、多孔型结构、平直型结构、波纹型结构中的一种或者至少两种的组合。
作为优选，所述冷介质挡板的横截面为矩形、半圆形或半椭圆形。
作为优选，所述热介质挡板的横截面为矩形、半圆形、半椭圆形。
作为优选，所述冷介质通道沿流向设有多个第一弯道，所述第一弯道的形状为“一”字形、“Z”字形、“L”字形、“U”字形、“S”字形中的一种或者至少两种形状的组合。
作为优选，所述热介质通道沿流向设有多个第二弯道，所述第二弯道的形状为“一”字形、“Z”字形、“L”字形、“U”字形、“S”字形中的一种或者至少两种形状的组合。
本实用新型的有益效果：
1)通过在底板和顶板的内侧均设置隔板，且隔板设置于热介质通道顶部，可以分隔开热介质板翅片，用于保证各个热介质通道的独立流动性。
2)通过设置热介质通道的宽度大于所述冷介质通道的宽度，可有效减少压降，增强了换热器的抗高压能力，避免热介质通道堵塞的情况，进而提高了传热效率。
3)通过设置冷介质板片采用光电化学刻蚀而成，热介质板翅片采用机械压制而成，且冷介质板片与热介质板翅片通过原子扩散方式形成一体化结构，无需垫片和焊接材料，可有效的减少泄露和材质热应力损坏，提高使用寿命。
4)通过热介质汇集器入口、热介质汇集器出口、冷介质汇集器入口及冷介质汇集器出口均焊接于芯体上，且冷介质板片与热介质板翅片通过原子扩散方式形成一体化结构，采用采用一体化结构，增强了抗高压的能力，满足了抗高温冲击要求。
5)通过设置冷介质通道与热介质通道相互垂直，提高了传热效率(传热效率是指换热器的实际传热量与理论上的最大传热量之比)和传热面积密度(传热面积密度是指换热器一侧的总传热面积与热交换器总体积之比)。
附图说明
图1是本实用新型换热器的主视图；
图2是本实用新型换热器的俯视图；
图3是本实用新型冷介质板片和热介质板翅片的结构示意图；
图4是本实用新型图1中A-A处的剖视图；
图5是本实用新型图4未进行原子扩散前的结构示意图；
图6是本实用新型图2中B-B处的剖视图；
图7是本实用新型图6未进行原子扩散前的结构示意图；
图8是本实用新型冷介质通道为“一”字形弯道的结构示意图；
图9是本实用新型热介质通道为“一”字形弯道的结构示意图；
图10是本实用新型冷介质通道为“Z”字形弯道的结构示意图；
图11是本实用新型热介质通道为“一”字形弯道的结构示意图；
图12是本实用新型冷介质流道为“U”字形弯道的结构示意图；
图13是本实用新型热介质通道为“一”字形流道的结构示意图；
图中：
1、芯体；2、热介质汇集器入口；3、热介质汇集器出口；4、冷介质汇集器入口；5、冷介质汇集器出口；
11、底板；12、顶板；13、冷介质板片；14、热介质板翅片；15、隔板
131、冷介质挡板；132、冷介质通道；
141、热介质挡板；142、热介质通道；143、封条。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
本实施例提供一种换热器，如图1-2所示，该换热器包括芯体1、焊接于芯体1顶部的热介质汇集器入口2、焊接于芯体1底部的热介质汇集器出口3，芯体1的两侧分别焊接有冷介质汇集器入口4和冷介质汇集器出口5。
如图3-7所示，上述芯体1内部设置有底板11、顶板12、若干个冷介质板片13及若干个热介质板翅片14，冷介质板片13与热介质板翅片14均设置于底板11和顶板12之间，且冷介质板片13与热介质板翅片14交替叠加，冷介质板片13与热介质板翅片14通过原子扩散方式形成一体化结构。其中，原子扩散是指，高温下原子的热运动打破了晶体的位置束缚而产生的换位与移动。通常在高温发生的相变和析出过程中，铁原子和合金原子通过扩散改变相结构和成分。同时，原子扩散焊可以焊接其他方法难以焊接的材料，尤其是异种材料之间的结合，并且其接头显微组织和性能与母材接近，不存在气孔、宏观裂纹等缺陷。通过热介质汇集器入口2、热介质汇集器出口3、冷介质汇集器入口4 及冷介质汇集器出口5均焊接于芯体1上，且冷介质板片13与热介质板翅片14 通过原子扩散方式形成一体化结构，采用一体化结构，增强了抗高压的能力，满足了抗高温冲击要求。
需要特别说明的是，本实用新型中芯体1数量以一个为例，本实用新型对芯体1数量并不作限定，可以根据实际生产需要进行调整。
其中，上述冷介质板片13上刻蚀有若干条相互平行的冷介质挡板131，相邻冷介质挡板131之间形成冷介质通道132，且冷介质通道132的两端分别连通于冷介质汇集器入口4和冷介质汇集器出口5。同时，热介质板翅片14上机械压制成型有若干条相互平行的热介质挡板141，相邻热介质挡板141之间形成热介质通道142，且热介质通道142的两端分别连通于热介质汇集器入口2和所述热介质汇集器出口3。通过设置冷介质板片13采用光电化学刻蚀而成，热介质板翅片14采用机械压制而成，且冷介质板片13与热介质板翅片14通过原子扩散方式形成一体化结构，无需垫片和焊接材料，可有效的减少泄露和材质热应力损坏，提高使用寿命。
冷介质由冷介质汇集器入口4进入，并分流进入各个冷介质通道132，在经过热交换加热之后，汇聚到冷介质汇集器出口5并排出；同时，热介质由热介质汇集器入口2进入，并分流进入各个热介质通道142，在经过热交换冷却之后，汇聚到热介质汇集器出口3并排出。另外，冷介质通道132与所述热介质通道 142垂直设置，且所述热介质通道142的宽度大于所述冷介质通道132的宽度，可有效减少压降，增强了换热器的抗高压能力，避免热介质通道142堵塞的情况。通过设置冷介质通道132与热介质通道142相互垂直，提高了传热效率和传热面积密度(传热效率是指换热器的实际传热量与理论上的最大传热量之比；传热面积密度是指换热器一侧的总传热面积与热交换器总体积之比)，传热效率可以高达95％以上，传热面积密度高达1500～2000m2/m3。
如图3-7所示，底板11和顶板12的内侧均设置有隔板15，隔板15设置于热介质通道142顶部，每个热介质板翅片14包括两个封条143，两个封条143 分别抵靠于每个热介质板翅片14外侧的热介质挡板141。通过在底板11和顶板 12的内侧均设置隔板15，且隔板15设置于热介质通道142的顶部，可以分隔开各个热介质板翅片14，用于保证各个热介质通道142的独立流动性。同时，通过设置封条143分别抵靠于设置于热介质板翅片14的两端的热介质挡板141，保证了每个热介质板翅片14的密封性，进而提高了传热效率和传热面积密度。
上述冷介质挡板131的横截面可以为矩形、半圆形、半椭圆形等形状。相对应地，上述热介质挡板141的横截面同样也可以为矩形、半圆形、半椭圆形等形状。如图3所示，冷介质挡板131的横截面为半圆形。如图4所示，热介质挡板141的横截面为矩形。换由于芯体1的横剖面图显示了热介质通道142 的横截面，芯体1的纵剖面图显示了冷介质通道132的横截面，如图5-7所示，隔板15、热介质板翅片14及冷介质板片13依次叠加，其中热介质板翅片14的外侧设置有封条143。
上述热介质挡板141可以为锯齿型结构、多孔型结构、平直型结构、波纹型结构等。根据待换热物质的形态，选择热介质挡板141的结构，一般情况下，锯齿型翅片用于待换热物质的形态均为气相；多孔型翅片用于待换热物质的形有相变或者是待换热物质的形态均为液相；平直型翅片，由于传热效率低，用于阻力要求严格的流体换热；波纹型翅片用于粘度系数较大的流体。
需要特别说明的是，热介质挡板141优先选用锯齿型、多孔型、平直型和波纹型等形式的中的一种，也可以根据实际待换热物质的形态和换热情况，进行多种形式的组合优化。如热介质挡板141可采用锯齿型和波纹型组合，打破了特定类型的热介质挡板141只能用于特定种类换热物质的约束，从而提高了复合式换热器的换热效率。
如图8-13所示，冷介质通道132沿流向设有第一弯道，第一弯道的形状可以为“一”字形、“Z”字形、“L”字形、“U”字形、“S”字中的一种或者至少两种形状的组合。相应地，热介质通道142沿流向设有第二弯道，第二弯道的形状可以为“一”字形、“Z”字形、“L”字形、“U”字形、“S”字中的一种或者至少两种形状的组合。通过设置第一弯道和第二弯道，增加了冷介质通道132 和热介质通道142的整体长度，进而增加了冷介质板片13和热介质板翅片14 的换热面积。
如图8-13所示，冷介质通道132和热介质通道142可以有多种弯道形状和多种介质流动方向。如图8-9所示，冷介质通道132和热介质通道142均为“一”字形弯道，且冷介质通道132和热介质通道142的介质流动方向为相互垂直的交错流动；如图10-11所示，冷介质通道132为“Z”字形弯道，且热介质通道 142为“一”字形弯道；如图12-13所示，冷介质流道为“U”字形弯道、热介质通道142为“一”字形流道。
需要特别说明的是，图8-13仅为本实施例中热介质通道142和冷介质通道 132的流道形状的部分示意，热介质通道142和冷介质通道132的弯道形式可以分别为其他的形状，如“一”字形、“Z”字形、“L”字形、“U”字形中任意一种或至少两种形状组合。由于热介质通道142和冷介质通道132的折流次数越多，越接近于逆流换热，其换热效率也越高，但压力降也越大。因此，换热介质的热介质通道142和冷介质通道132的选择，需要根据换热效率、流体压力降和介质板片尺寸和数量等因素综合考虑确定。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。