CN114727478A - 一种适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构及其加工方法，包括若干热侧层及若干冷侧层，各热侧层及各冷侧层自上到下依次交错分布，所述冷侧层上设置有冷流体流道，所述热侧层中设置有液态金属流道，所述液态金属流道为十字云型流道或云型流道，该流道结构能够降低液体金属的堵塞概率，同时制作较为简单。
Description
技术领域
本发明属于传热技术领域，涉及一种适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构及其加工方法。
背景技术
以液态金属铅铋或钠作为反应堆冷却剂的铅冷快堆和钠冷快堆是第四代反应堆系统极具发展潜力的堆型。超临界二氧化碳布雷顿发电系统具有设备紧凑、循环效率高、灵活性强等优势，被认为是第四代反应堆系统的理想动力循环。液态金属快堆与超临界二氧化碳布雷顿循环发电系统耦合的关键部件是液态金属与超临界二氧化碳的换热器，在该换热器中液态金属将热量传递给超临界二氧化碳，该换热器适合采用高效紧凑的印刷电路板换热器。
在液态金属和超临界二氧化碳换热的印刷电路板换热器中，由于液态金属腐蚀性强，温度变化时腐蚀产物的析出容易导致流道的堵塞，因此液态金属流道尺寸需设计的足够大。但是由于蚀刻工艺的特点，当流道的深度超过1mm时，蚀刻的难度增大、精度降低、费用升高。这就导致了液态金属流道尺寸较小，增大了液态金属侧堵塞的可能性，威胁反应堆的安全稳定运行。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构及其加工方法，该流道结构能够降低液体金属的堵塞概率，同时制作过程较为简单。
为达到上述目的，本发明所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构包括若干热侧层及若干冷侧层，各热侧层及各冷侧层自上到下依次交错分布，所述冷侧层上设置有冷流体流道，所述热侧层中设置有液态金属流道，所述液态金属流道为十字云型流道或云型流道。
云型流道的深度为2mm-4mm。
云型流道的当量直径为1.5mm-3mm。
当所述液态金属流道为云型流道时，则所述热侧层为一块液态金属侧板片，冷侧层为一块冷侧板片。
当所述液态金属流道为十字云型流道时，则热侧层由两块液态金属侧板片堆叠而成，其中，所述液态金属流道位于两块液态金属侧板片的接触面上，各热侧层的两侧均设置有独立的冷侧层，其中，冷侧层为一块冷侧板片，其中，冷流体流道设置于冷侧层上与热侧层的接触面上。
本发明所述适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构的加工方法包括以下步骤：
先在液态金属侧板片上蚀刻出扁平的U型流道，再在扁平的U型流道的基础上进一步蚀刻形成云型流道，然后将液态金属侧板片与蚀刻有冷流体流道的冷侧板片根据液态金属流道结构形式进行叠加，得适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构。
相邻热侧层与冷侧层之间采用扩散焊接的方式相连接。
两块蚀刻有云型流道的液态金属侧板片相对叠加形成封闭的十字云型流道。
本发明具有以下有益效果：
本发明所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构及其加工方法在具体操作时，所述冷侧层上设置有冷流体流道，所述热侧层中设置有液态金属流道，所述液态金属流道为十字云型流道或云型流道，其中，液体金属流道的尺寸较大，因此堵塞的可能性较低。另外，在制作时，先在液态金属侧板片上蚀刻出扁平的U型流道，再在扁平的U型流道的基础上进一步蚀刻形成云型流道，最后进行组装，制作较为简单，同时由于采用分次蚀刻的方法，每次蚀刻的精度容易控制，蚀刻出流道尺寸与设计值的偏差更小。
附图说明
图1为印刷电路板换热器芯体和云型流道6结构横截面示意图；
图2为印刷电路板换热器芯体和十字云型流道4结构横截面示意图；
图3为本发明的加工方法示意图。
其中，1为冷侧板片、2为冷流体流道、3为液态金属侧板片、4为十字云型流道、5为U型流道、6为云型流道。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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一部分的实施例，不是全部的实施例，而并非要限制本发明公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本发明公开的概念。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在附图中示出了根据本发明公开实施例的结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
参考图1及图2，本发明所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构包括若干热侧层及若干冷侧层，各热侧层及各冷侧层自上到下依次交错分布，所述冷侧层上设置有冷流体流道2，其中，热侧层中设置有液态金属流道，所述液态金属流道为十字云型流道4或云型流道6；
所述云型流道6的深度为2mm-4mm，云型流道6的当量直径为1.5mm-3mm。
实施例一
当所述液态金属流道为云型流道6时，所述热侧层为一块液态金属侧板片3，冷侧层为一块冷侧板片1。
实施例二
当所述液态金属流道为十字云型流道4时，则热侧层由两块液态金属侧板片3堆叠而成，其中，所述液态金属流道位于两块液态金属侧板片3的接触面上。同时各热侧层的两侧均设置有独立的冷侧层，其中，冷侧层为一块冷侧板片1，其中，冷流体流道2设置于冷侧层上与热侧层的接触面上。
参考图3，本发明所述适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构的加工方法，包括以下步骤：
先在液态金属侧板片3上蚀刻出扁平的U型流道5，然后在扁平的U型流道5的基础上进一步蚀刻形成云型流道6，其中，通过两次及以上的蚀刻，云型流道6的深度能够达到2mm-4mm，云型流道6的当量直径能够达到1.5mm-3mm，蚀刻有大尺寸流道的液态金属侧板片3再与蚀刻有冷流体流道2的冷侧板片1根据液态金属流道结构形式进行叠加，并通过扩散焊接的方式形成适用于液态金属的印刷电路板换热器芯体结构，液态金属在大尺寸流道中流动时腐蚀产物的析出不会堵塞流道，其中，两块蚀刻有云型流道6的液态金属侧板片3相对叠加形成封闭的十字云型流道4。
Claims (8)
1.一种适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构，其特征在于，包括若干热侧层及若干冷侧层，各热侧层及各冷侧层自上到下依次交错分布，所述冷侧层上设置有冷流体流道(2)，所述热侧层中设置有液态金属流道，所述液态金属流道为十字云型流道(4)或云型流道(6)。
2.根据权利要求1所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构，其特征在于，云型流道(6)的深度为2mm-4mm。
3.根据权利要求1所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构，其特征在于，云型流道(6)的当量直径为1.5mm-3mm。
4.根据权利要求1所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构，其特征在于，当所述液态金属流道为云型流道(6)时，则所述热侧层为一块液态金属侧板片(3)，冷侧层为一块冷侧板片(1)。
5.根据权利要求1所述的适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构，其特征在于，当所述液态金属流道为十字云型流道(4)时，则热侧层由两块液态金属侧板片(3)堆叠而成，其中，所述液态金属流道位于两块液态金属侧板片(3)的接触面上，各热侧层的两侧均设置有独立的冷侧层，其中，冷侧层为一块冷侧板片(1)，其中，冷流体流道(2)设置于冷侧层上与热侧层的接触面上。
6.一种权利要求1所述适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
先在液态金属侧板片(3)上蚀刻出扁平的U型流道(5)，再在扁平的U型流道(5)的基础上进一步蚀刻形成云型流道(6)，然后将液态金属侧板片(3)与蚀刻有冷流体流道(2)的冷侧板片(1)根据液态金属流道结构形式进行叠加，得适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构。
7.根据权利要求6所述适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构的加工方法，其特征在于，相邻热侧层与冷侧层之间采用扩散焊接的方式相连接。
8.根据权利要求6所述适用于液态金属的印刷电路板换热器流道结构的加工方法，其特征在于，两块蚀刻有云型流道(6)的液态金属侧板片(3)相对叠加形成封闭的十字云型流道(4)。
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