Микроканальные малогабаритные теплообменники для высоких давлений

Микроканальные теплообменники (МКТ) или малогабаритные теплообменники для высоких давлений, используемые при утилизации тепла для повышения эффективности технологических процессов за счет возврата тепловой энергии, известны и широко используются в различных отраслях промышленности, в том числе в сфере высоких технологий и ответственного машиностроения.

Существуют различные конструкции теплообменников, каждая из которых максимально эффективна для определенных технологических условий. Особое место занимают теплообменники для работы со средами под высоким давлением. Для того, чтобы конструкция выдерживала большие давления, например, от 4МПа и выше, можно применить следующие решения:

1. Толстостенные трубы или массивный корпус. К сожалению, при такой конструкции теплообменные аппараты ограничены в применении из-за больших габаритов.
2. МКТ, в которых сечение каждого канала минимально и позволяет выдержать давление проходящей по нему среды, а количество микроканалов обеспечивает прохождение заданного объема этой среды.

МКТ прекрасно зарекомендовали себя как малогабаритные, надежные устройства, позволяющие решать самые сложные задачи, например, для нужд ракетостроения (в т.ч. космоса), энергетики (получение электроэнергии из отходов нефтяной, газовой, деревообрабатывающей и другой промышленности), судостроения, криогенной техники.

Можно ожидать, что при широком освоении отечественным производством микроканальных аппаратов появится возможность приступить к промышленной реализации двигателя внешнего сгорания, работающего по циклу Роберта Стирлинга (возможности такого двигателя трудно оценить, но сегодня его применение ограничено отсутствием доступного малогабаритного ТО высокого давления).

В нашей стране на сегодняшний день мы единственные освоили промышленную технологию изготовления МКТ, остальные существующие производства используют  трудоемкую технологию с низкой производительностью. В мире промышленный выпуск МКТ освоен ограниченным кругом технологически развитых стран. Эти обстоятельства определяют чрезвычайно высокую цену и зависимость от зарубежных поставок, что накладывало ограничение на применение данного типа теплообменников и резко ограничивало круг потребителей. На сегодняшний день, в условиях действия санкций, приобретение этого оборудования за рубежом становится маловероятным.

Более 10 лет наша компания занимается разработкой и изготовлением эффективной теплообменной аппаратуры. Анализ наших технологических и конструкторских возможностей показал, что:

1. Производство и широкое применение МКТ могут стать прорывными для отечественной промышленности
2. Поставленная Задача соответствует профилю и уровню компетенции наших сотрудников, так как за годы совместной работы наши специалисты приобрели огромный опыт в разработке нестандартного оборудования, работают в тесном взаимодействии с высшими учебными заведениями и научно-исследовательскими институтами страны.
3. Возглавить разработку может кандидат технических наук, автор технологий, на основе которых происходит выпуск продукции, с характеристиками не имеющими мировых аналогов.

Для определения требований и оборудования, необходимого для создания производства МКТ, была проведена научно-исследовательская работа по изучению и физическому моделированию процесса производства методом индукционной диффузионной сварки.

На данный момент изготовлена и запущена в эксплуатацию промышленная линия диффузионной сварки, разработан и опробован процесс сборки заготовок под сварку, в разы снижающий трудоемкость изготовления оборудования и стоимость готовой продукции, проведены лабораторные и промышленные испытания образцов, в результате которых были проведены модернизации, необходимые для промышленного применения оборудования.

В 2023 уже состоялись первые коммерческие поставки промышленно освоенных МКТ для нужд промышленности.