Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Одна из трубных досок жестко соединена с корпусом, вторая свободно перемещается под действием температурных расширений. Между трубной доской и корпусом установлено сальниковое уплотнение. Трубки с досками соединены развальцовкой. Каждая из шести секций набрана из 2005 трубок диаметром 25,4 мм с толщиной стенки 1,63 мм. Длина трубки 6400 мм, масса секции 23 т. Расстояние между трубками зафиксировано кольцевыми проставками, расположенными на равных расстояниях по длине трубки, и при помощи волнистых лент, которые также облегчают сборку аппарата и замену трубок.
В ГТУ ЗСТ мощностью 1000 квт фирмы Рустон Хорнсби про-тивоточный регенератор (рис. 257) компонуется непосредственно в составе установки и расположен в машинном зале электростанции под рамой агрегата. Воздух движется по трубкам,, газ — в межтрубном пространстве. В теплообменнике имеется шесть трубных пучков прямоугольной формы, расположенных в общем корпусе. Каждый пучок на всем протяжении, за исключением коротких входного и выходного участков, заключен в плотно облегающий кожух. Г аз поступает в пучок на входном участке, пересекая трубки в поперечном направлении от периферии к центру. Воздух подводится и отводится через трубчатые коллекторы. Для обеспечения равномерного подвода воздуха к отдельным трубным пучкам во входном воздушном коллекторе, имеющем цилиндрическую форму, установлен направляющий щиток. Перемещение коллекторов под действием 350
Воздух
351
Рис. 257. Регенератор ГТУ ЗСТ фирмы Рустон Хорнсби
температурных расширений воспринимается компенсаторами, установленными на воздушных трубопроводах вне пределов аппарата.
Регенератор всережимной корабельной ГТУ мощностью 6500 л. с. фирмы Инглиш Электрик также имеет противоточное течение теплоносителей. Установка оборудована двумя параллельно работающими регенераторами. Оба набраны из стан-
дартных секций. Регенератор компрессорной турбины имеет 12 секций, регенератор силовой — 6. Аппараты трубчатые, про-тивоточные, воздух движется по трубкам, газ — в межтрубном пространстве. Каждая секция состоит из 1800 трубок диаметром 9,53 мм с толщиной стенки 0,71 мм. Трубки изготовлены из алюминиевой бронзы и закреплены в трубных досках индукционной пайкой тугоплавким припоем. Расстояние между трубными досками 3370 мм. Благодаря применению тесного пучка трубок малого диаметра получен очень высокий коэффициент компактности теплообменной поверхности — 160 м2/м3.
352
На рис. 258 изображен регенератор компрессорной турбины с одной установленной секцией, остальные одиннадцать демонтированы. Воздух подается в верхний коллектор, к которому прикреплены верхние воздушные камеры всех секций. Отвод воздуха снизу по конструкции своей аналогичен подводу. Газ из турбины попадает в нижнюю часть корпуса регенератора, пересекает входные участки трубок в поперечном направлении и далее проходит вдоль трубок по всей их длине. В верхней части секций газ пересекает трубки в поперечном направлении, выходя непосредственно в дымовую трубу корабля. Так как длина трубок велика, а разместить промежуточные трубные доски невозможно из-за продольного течения газа вдоль тру- ~
бок, расстояние между ними фиксируют с помощью проволоки, навивая ее вокруг каждой трубки (рис. 259).
Разность температурных расширений секций и корпуса воспринимается компенсатором, расположенным в верхней „ „„ _ , „
ґ Рис. 259. Трубный пучок регенератора
ЧаСТИ Корпуса регенера- pj-y EL 60А фирмы Инглиш Электрик тора.
Регенератор ГТУ мощностью 1200 л. с. фирмы Бритиш Томпсон Хаустон для танкера «Аурис» выполнен трубчатым с про-тивоточным течением теплоносителей (рис. 260). Воздух из компрессора поступает в верхний барабан регенератора и проходит по трубкам вниз, где трубный пучок раздваивается и присоединяется к двум нижним барабанам, в которых расположены камеры сгорания. Благодаря раздвоению трубного пучка создается плавный V-образный вход газа в регенератор. Почти на всем
протяжении регенератор имеет квадратное сечение, 22% кото-
рого составляет сечение для прохода воздуха, 9%—толщина трубок и 69% —сечение для прохода газа. Трубный пучок состоит из 576 труб диаметром 25,4 мм и толщиной стенки 2,03 мм. Степень регенерации 51%- Регенератор монтируют в дымовой трубе и несмотря на большие размеры он не требует дополнительных площадей машинного отделения. Так как по газовой стороне принято продольное обтекание трубок и в регенераторе почти нет застойных зон, вероятность отложения нагара и сажи на поверхности трубок незначительна. Тем не менее, предусмотрены специальные обдувочные устройства для очистки трубок сжатым воздухом и имеется доступ к трубкам через большие люки в боковых стенках корпуса. После весьма длительной эксплуатации установки на дистиллатном топливе и на мазуте
353
коррозии трубок не обнаружено. Регенератор систематически промывался и очищался от сажи. Кроме того, при работе имела место самоочистка, когда отложения сажи отваливались, достигнув определенной критической толщины слоя.
В своих дальнейших проектных разработках и в выполненной конструкции судового агрегата мощностью 5500 л. с. для того же танкера фирма сохранила вертикальную компоновку регенератора в шахте выпускной трубы. Конструкция регенератора этой установки аналогична предыдущему, но степень регенерации поднята до 65%. Диаметр трубок уменьшен до 19 мм, соответственно уменьшены и шаги трубок. Подобные изменения объясняются удовлетворительными результатами эксплуатации первой установки, которые показали, что опасность загрязнения регенератора не столь велика. Трубки изготовлены из углеродистой стали.
