Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Регенератор замкнутой ГТУ мощностью 12 500 квт фирмы Джон Браун выполнен гладкотрубным, противоточного типа. Внутри трубок движется холодный воздух с давлением около 52 кГ/см2, снаружи — горячий воздух с давлением 4,6 кГ/см2. Теплообменная поверхность образована 248 отдельными трубными пучками прямоугольной формы по 100 тонкостенных трубок в каждом. Расстояние между трубками фиксируется с помощью проставок, передающих массу трубных пучков на корпус. Проставки создают незначительные сопротивления по тракту воздуха низкого давления. Трубки по концам объединены коническими мундштуками, от которых отходят изогнутые под углом 90° трубы большого диаметра. Весь
трубный пучок заключен в стальной сварной корпус, верхняя
354
Рис. 260. Регенератор ГТУ мощностью 1200 л. с. фирмы Бритиш Томпсон Хаустон
половина которого выполнена съемной для осмотра и ревизии грубок. Разность температурных расширений трубных пучков и корпуса компенсируется прогибом труб большого диаметра.
Несмотря на высокий коэффициент компактности (230 м2/м3) и относительно малый объем собственно теплообменной поверхности, регенератор получился довольно громоздким — длина около 13,5 м при диаметре корпуса 2130 мм.
Рис. 261. Регенератор с оре-бренными трубами ГТУ мощностью 50 000 квт:
1 — трубная доска; 2 — крышка; 3 — анкерный болт; 4 — трубный пучок; 5 — оребренная трубка; 6 — хомут
Вогдух
Регенератор, в котором использована компактная оребренная теплообменная поверхность, применен в газотурбинной установке мощностью 50 000 кет (рис. 261). Поверхность регенера: тора образована трубками с внешним продольным пластинчатым оребрением. Воздух проходит внутри трубок, газ — в между-грубном пространстве в противоточном направлении. Коэффициент оребрения 7,4. Ребра выполнены в виде желобков и прикреплены к трубке с помощью роликовой сварки. Ребра приваривают на специальной роликовой шовной машине (все ребра 23* 355
приваривают одновременно шестью роликами). Процессы формовки ребер, отрезки и наборки их автоматизированы. Наружный диаметр трубок 16 мм, толщина стенки трубки 1 мм, число ребер 12, высота ребра 12 мм, толщина ребра 0,4 мм, длина оребренной части трубки
7 м. Материал трубок — углеродистая сталь, материал оребрения — нержавеющая сталь 1X13.
Оребренные трубки объединяют в отдельные пучки по 19 трубок в каждом. Чтобы между трубками выдерживалось определенное расстояние и чтобы предотвратить их возможную вибрацию, на оребрение устанавливают дистанционные кольца через каждые 1200 мм по длине трубки. В зоне колец пучок стягивают хомутами, которые проходят через соответствующие прорези в ребрах. Эти элементы пучка служат промежуточными трубными досками, обеспечивающими относительно жесткую конструкцию. Регенератор установки состоит из четырех отдельных секций, набранных из 235 пучков каждая. Газ поступает в среднюю активную часть секции, идет в ней в продольном направлении, пересекая в радиальном направлении воздухоподводящие трубы большого диаметра. Для уменьшения сопротивления движению газа на этом участке и обеспечения равно-
356
мерного подвода газа ко всем трубкам концы пучков труб выполнены несимметричными и расположены в шахматном порядке. Выход газа из секции организован аналогичным образом. Секция на участке оребрения заключена в тонкостенный кожух, который служит для организации потока газа. Компоновка регенератора в помещении показана на рис. 5.
Аналогичная поверхность теплообмена использована в регенераторе ГТУ ГТН-9 мощностью 9000 квт Ленинградского металлического завода им. XXII съезда КПСС (20] (рис. 262). Трубки набирают непосредственно в трубные доски. Для свободного доступа газа в средней зоне секции предусмотрены радиальные каналы между трубками. В установке предусмотрено
Рис. 263. Труба с двусторонним оребрением фирмы Эшер — Висс
две секции регенератора. Геометрические параметры оребрения такие же, как в описанной выше установке, но ребра выполнены из углеродистой стали.
Поверхности теплообмена с двусторонним оребрением широко использует фирма Эшер — Висс в теплообменниках ГТУ, работающих по замкнутому циклу (рис. 263).
Производство подобных трубок осуществлено следующим образом: на трубку диаметром 10 мм с толщиной стенки 0,5 мм навивают по спирали гофрированную стальную ленту шириной 5 мм и толщиной 0,3 мм. Затем на вершины гофрированной ленты накладывают слой фольги из припоя, и в таком виде трубку плотно вводят в основную трубку диаметром 25 X 1 мм, на которую, в свою очередь, последовательно навивают фольгу и гофрированную ленту. После этого всю трубу в сборе пропускают через непрерывную печь. При прохождении через эту печь ленточное оребрение подвергается пайке с обеими сторонами трубы размером 25 X 1. Капли расплавленного припоя вследствие капиллярности концентрируются в местах соприкосновения ленты с трубой, обеспечивая плотный контакт между оребрением и основной поверхностью трубы. Весь процесс изготовления трубы автоматизирован.
На рис. 264 показан регенератор ГТУ мощностью 2000 квт фирмы Эшер — Висс. Его поверхность образована 71 пучком из
