Конструкции газотурбинных установок - Шварц В.А.
Скачать (прямая ссылка):
357
358
Рис. 264. Регенератор ҐТУ мощностью 2000 квт фирмы Эшер — Висс:
1 — оребренная труба; 2 — пучок оребренных труб
19 оребренных трубок в каждом пучке. Воздух под высоким давлением проходит в кольцевом пространстве между трубкой диаметром 25 мм и трубкой диаметром 10 мм. Внутренняя полость трубки диаметром 10 мм закрыта заглушками и в теплообмене не участвует (эта трубка является только основой для крепления ленты). Воздух низкого давления движется в проти-воточном направлении снаружи трубок. Свободные полости между вершинами гофрированных лент заполнены алюминиевыми проставками треугольного сечения. Благодаря двустороннему оребрению теплообменная поверхность имеет очень высокий коэффициент теплопередачи.
Воздух в. д.
Рис. 265. Регенератор ГТУ мощностью 6370 квт фирмы Эшер — Висс
В установках большой мощности несколько дешевле оказывается регенератор, в котором воздух низкого давления течет внутри трубок, а воздух высокого давления — в межтрубном пространстве (рис. 265). Трубки такого регенератора закреплены непосредственно в трубных досках. Такая конструкция была применена для установок мощностью 6370 и 6600 квт в Западной Германии и мощностью 12 000 квт в Японии. По фирменным данным регенераторы хорошо зарекомендовали себя в работе.
Теплообменники с двусторонним оребрением имеют малую длину труб и относительно большие поперечные размеры. Поэтому в установках большой мощности (более 10 000—12 000 квт) фирма Эшер — Висс использует аппараты с гладкими трубками малого диаметра и многократным перекрестным током воздуха низкого давления.
Трубчатые регенераторы с перекрестным током
Примером аппарата с поперечным обтеканием трубок, где воздух движется внутри трубок, а газ — в междутрубном пространстве, является регенератор фирмы Броун — Бовери <рис. 266). Регенератор имеет один ход по тракту газа н четыре
359
хода по воздуху. Воздух из трубного пучка перепускается в последующий через специальный рессивер, снабженный двумя рядами лопаток в коленах. Для компенсации разности термических расширений горячего корпуса аппарата и относительно холодных рессиверов последние снабжены компенсаторами, работающими совместно со стяжками. Трубные пучки отстоят один от другого на значительное расстояние, поэтому объем всего аппарата в несколько раз превышает объем собственно теп-
Рис. 267. Регенератор ГТУ мощностью 1000 кат фирмы Аллен
лообменной поверхности. Масса его и габаритные размеры весьма велики. Для обеспечения прочности корпуса предусмотрены стяжки, соединяющие плоские боковые стенки.
ГТУ мощностью 1000 кет фирмы Аллен (рис. 267) предназначена для привода вспомогательного генератора.
Конструкция регенератора предопределена компоновкой узлов установки, обеспечивающей осесимметричность всех элементов. Регенератор имеет форму восьмигранника и состоит из восьми отдельных одинаковых секций, расположенных в выпускном патрубке турбины.
Теплообменная поверхность выполнена в виде пучка гладких тонкостенных труб малого диаметра, с перекрестным обтекани-
361
ем, одноходовым по газу, двухходовым по воздуху. Воздух движется по трубкам, газ — в междутрубном пространстве в радиальном направлении от центра к периферии. Для обеспечения равномерного обтекания трубок в выпускном патрубке турбины перед регенератором установлены перфорированные козырьки. Воздух к каждой секции подводится от компрессора по двум отдельным трубопроводам, а отводится к камерам горения по одному трубопроводу большого диаметра.
Трубки изготовлены из алюминиевой бронзы, трубные доски— стальные. Вследствие малого диаметра трубок (7,94 мм) и малой толщины стенки трубки (0,51 мм) крепление их в трубных досках представляет серьезные затруднения. В регенераторе
Рис. 268. Крепление трубок в трубной доске регенератора ГТУ мощностью 1000 квт фирмы Аллен:
а — состояние до развальцовки; б — после развальцовки; I — втулка; 2 — трубная доска; 3 — трубка; 4 — вальцовка
фирмы Аллен трубки закреплены вальцовкой с помощью уплотнительных втулок (рис. 268).
Так как регенератор предназначен для работы на военном корабле, конструкция его предусматривает нормальную работу при ударных нагрузках силой 15—40 земных ускорений в различных направлениях.
Аналогичная схема движения теплоносителей применена в кольцевом регенераторе компактного газотурбинного двигателя CS-600-2 мощностью 680 л. с. фирмы Центракс (рис. 269). Аппарат имеет два хода по воздуху и один ход по газу. Газ проходит между трубками в радиальном направлении. Регенератор состоит из 12 сегментов, прикрепленных болтами к задней половине воздушного корпуса двигателя. Трубки прямые, из не-ржавеющей стали, приварены к трубным доскам. Благодаря применению регенератора экономичность двигателя возросла на 18% [70].
Регенератор с аналогичной схемой движения теплоносителей выполнен для всережимной корабельной газотурбинной установки RM-60 мощностью 5400 л. с. фирмой Роллс-Ройс. Аппарат состоит из двух трубных пучков U-образной формы (рис. 270), между которыми расположена поворотная заслонка. Степень
