通用电气研究公司(GE Research)正在通过美国高级研究计划局(Advanced Research Projects Agency)的材料和制造工艺领导一个250万美元的项目，开发一种采用增材制造技术的高温、高压和超紧凑热交换器。


热交换器原型的特写

通用电气正在与马里兰大学和橡树岭国家实验室合作开发一种超性能换热器，该换热器的工作温度将超过1650°F，压力为> 3600 psi。新型热交换器将使现有和下一代电厂平台的发电更加清洁、高效。

通用电气研究的首席热工、ARPA-E奖项目负责人彼得•德博克(Peter deBock)表示，该团队独特的技能组合将产生一种新的换热器设计，打破新的效率障碍。德博克说:“我们正在利用我们在金属和热管理方面的深厚知识，并通过3D打印技术将其应用到我们以前无法做到的领域。”“有了3D打印，我们现在可以实现以前不可能实现的新设计架构。这将使我们能够创造出一种‘预热’设备，它可以在比现在的热交换器高250°C(450°F)度的温度下高效运行。”

德博克指出，热交换器在人体中发挥着与肺类似的功能。“肺是终极的热交换器，让你呼吸的空气循环，让你的身体保持最佳状态，同时调节你身体的温度。”像燃气轮机这样的发电设备中的热交换器本质上执行相同的功能，但在更高的温度和压力下。通过增材制造，通用电气和马里兰大学现在将探索更复杂的生物形状和设计，以实现换热器性能的逐步改变，从而提供更高的效率和更低的排放。”

新的热交换器将利用一种独特的、耐高温、抗裂纹的镍高温合金，这种合金是通用电气研究团队专门为增材制造工艺设计的。橡树岭国家实验室将利用他们在腐蚀科学方面的著名专业知识来测试和验证材料的长期性能。完成后，换热器将提高间接加热功率循环的热效率，如超临界二氧化碳(sCO2)布雷顿发电，降低能源消耗和排放。此外，具有高温能力的热交换器为先进的航空航天应用提供了新的机遇。

这个2.5年计划的目标是开发和演示3D打印热交换器在全温度和压力下的能力。