(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211230154.0 (22)申请日 2022.10.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115292855 A (43)申请公布日 2022.11.04 (73)专利权人 中国核动力研究设计院 地址 610213 四川省成 都市双流区怡心街 道长顺大道一段328号 (72)发明人 刘旻昀　黄彦平　唐佳　刘睿龙　 费俊杰　席大鹏　臧金光　刘光旭　 卓文彬　 (74)专利代理 机构 北京东方亿 思知识产权代理 有限责任公司 1 1258 专利代理师 王运佳 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01)(56)对比文件 CN 111814351 A,2020.10.23 CN 108872309 A,2018.1 1.23 CN 114595590 A,202 2.06.07 CN 104596 343 A,2015.0 5.06 CN 111625967 A,2020.09.04 US 202020 0490 A1,2020.0 6.25 姚彦贵等.压水堆蒸 汽发生器三维两相热工 水力分析程序开发与验证. 《压力容器》 .2020,第 37卷(第01期),48- 55+67. 胡训尧.航空发动机 外涵空气换 热器性能研 究. 《中国优秀硕士学位 论文全文数据库 工程科 技Ⅱ辑》 .2013,(第02期),C 031-115. Yanping Huang等.A review o n the thermal- hydraulic performance and optimizati on of pri nted circuit heat exchangers for supercritical CO2 i n advanced nuclear po wer system s. 《Renewable and Sustai nable Energy Reviews》 .2020,第 133卷1-16. (续) 审查员 田娜 (54)发明名称 一种换热器的设计方法及换 热器 (57)摘要 本申请涉及换热器技术领域， 提供一种换热 器的设计方法及换热器， 在该换热器的设计方法 中， 将换热器离散为多个换热单元， 利用使换热 单元密度达到最小化的流道几何参数来确定质 量流密度， 再利用质量流密度和换热控制方程确 定换热单元的长度， 以确定换热器的长度和换热 器的压降。 该换热器的设计方法通过换热控制方 程进行设计， 而不是依据经验和试验进行， 不仅 有利于简化换热器的设计过程， 还有助于提高换 热器的换热效能， 而且由于该换热器的设计方法 中的换热单元密度满足预设条件， 该换热器的设 计方法还 有利于对换 热器进行质量优化。 [转续页] 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 CN 115292855 B 2022.12.02 CN 115292855 B (56)对比文件 高云峰等.板翅式换 热器内流体流动特性数 值模拟. 《建 筑技术开发 》 .2016,第43卷(第4 期),69-71.刘旻昀等.蚀刻后折角圆弧对折线微 通道内 流动换热特性的影响分析. 《原子能科 学技术》 .2022,第56卷(第6期),1 171-1179.2/2 页 2[接上页] CN 115292855 B1.一种换 热器的设计方法， 其特 征在于， 所述换 热器的设计方法包括： 将换热器沿流动方向离散为多个换热单元， 根据边界条件对所述换热单元建立换热控 制方程； 根据所述边界条件， 以所述换热单元密度最小化为目标确定所述换热器的流道几何参 数； 判断所述换热单元密度 是否达到预设条件， 若是则根据 所述换热单元密度对应的所述 流道几何参数确定质量流密度， 若否则 返回调整所述流道几何参数， 并根据调整后的所述 流道几何参数和所述边界条件重新确定所述换热单元密度， 直至所述换热单元密度达到所 述预设条件； 根据所述质量流密度和所述换热控制方程， 确定多个所述换热单元的长度， 并根据多 个所述换 热单元的长度确定所述换 热器的长度以及所述换 热器的压降。 2.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 在所述根据所述边界条件， 以所述换 热单元密度最小化 为目标确定所述换 热器的流道几何参数之前， 还 包括： 对预设的所述换 热器流道几何参数进行调整， 使所述 流道几何参数通过力学 校核。 3.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 将所述换热器按照等换热量 的方式离 散为传热 热流量相等的多个所述换 热单元。 4.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述换热器的流道几何参数 由所述换 热器的整体几何参数确定 。 5.根据权利要求4所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 在确定所述换热器的长度以 及所述换 热器的压降后， 该 换热器的设计方法还 包括： 判断所述换热器的长度和所述换热器的压降是否满足设计要求， 若是则设计结束， 若 否则返回调整 所述整体几何参数， 直至所述换热器的长度和所述换热器的压降满足设计要 求。 6.根据权利要求4所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述整体几何参数包括流道 的直径、 换 热器的高度和换 热器的宽度。 7.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述边界条件包括所述换热 器的流体的工质类型、 流体的进出口状态、 流体的质量流量、 流道的类型、 换热器的几何尺 寸、 换热器的材 料、 换热器的设计压力、 换 热器的设计温度、 换 热器的允许压降。 8.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述换热单元密度定义为所 述换热单元横截面积的固体区域密度的加权平均。 9.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述预设条件为所述换热单 元密度取 得极小值。 10.根据权利要求1所述的换热器的设计方法， 其特征在于， 所述换热控制方程根据所 述换热单元的焓值变化确定 。 11.一种换热器， 其特征在于， 所述换热器的长度和压降采用 如权利要求1至10任一项 所述换热器的设计方法确定 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115292855 B 3