Теплообмінні апарати ГТУ. види теплообмінників
Теплообмінні апарати служать в ГТУ для підігріву і охолодження повітря і масла. За способом передачі теплоти від одного теплоносія до іншого теплообмінні апарати діляться на рекуперативні і регенеративні. У рекуперативних теплообмінних апаратах теплоносії постійно розділені твердою стінкою, а в регенеративних одні і ті ж поверхні по черзі омиваються гарячим і холодним теплоносієм.
Регенераторами ГТУ є теплообмінні апарати, призначені для підігріву повітря після компресора теплотою газів, що йдуть з турбіни. Регенератори ГТУ можуть бути рекуперативного і регенеративного типів. В даний час найбільш часто використовують трубчасті і пластинчасті регенератори рекуперативного типу і обертові регенеративного.
У трубчастих протівоточном теплообміннику рекуперативного типу (рис.1) до циліндричного корпусу 1 кріпляться трубні дошки 3, в яких закріплені трубки 6, що утворюють трубний пучок.
Рис.1. Трубчастий регенератор рекуперативного типу:
1 - корпус, 2,8 - вхідний і вихідний патрубки газу,
3 - трубні дошки, 4 - кришки, 5 - компенсатор,
6 - трубки, 7 - роздільник
Трубні дошки закриті кришками 4. Повітря після компресора проходить всередині трубок. Назустріч йому зовні трубки омиває газ, що подається після турбіни в регенератор через патрубок 8. Охолоджений газ викидається в атмосферу через патрубок 2.
Цей регенератор одноходовой як по газу, так і по повітрю. Щоб не збільшувати гідравлічного опору за турбіною, регенератори ГТУ по газу завжди виконуються одноходовой.
По повітрю вони можуть бути двох-, трьох- і чотирьохходові. У триходовому регенераторі (рис.2) повітря робить два повороти, проходячи кожен раз через одну третину трубок. Після регенератора нагріте повітря направляється в камеру згоряння.
Рис.2. Триходовий регенератор рекуперативного типу:
1,4 - вихідний і вхідний патрубки повітря, 2 - трубний пучок, 3,6 - вихідний і вхідний патрубки газу, 5 - корпус, 7 - трубні дошки
У пластинчастих регенераторах як поверхонь, які поділяють теплоносії, використовуються тонкі пластини різної форми, які збирають в пакети, що мають місця для підведення і відведення теплоносіїв. Розташування пластин в набиванні показано на рис.3. Газ проходить по двухугольним каналах 1, а повітря - хвилеподібним каналах 2. Пакет, зібраний з пластин, показаний на рис.4. Канали між пластинами розташовані так, що газ проходить пакет безпосередньо, а повітря робить два повороти.
Рис.3. Розташування пластин в набиванні регенератора:
1 - двухугольние канали, 2 - хвилеподібні канали
Рис.4. пакет регенератора
У пластинчастому регенераторі (рис.5) пакети 1 розташовуються по три в двох вертикальних колонах, розділених камерою 3. Для підведення і відведення повітря в корпусі 2 регенератора є патрубки 4 і 6. Конструкція корпусу така, що повітря може потрапити з патрубка 4 тільки в камеру 3, де він розподіляється по всіх пакетів. Після виходу з пакетів повітря потрапляє тільки в патрубок 6.
Рис.5. Пластинчастий регенератор:
1 - пекет, 2 - корпус, 3 - повітряна камеpa,
4,6 - патрубки для входу і виходу вовдуха,
5 - перегородка, 7 - обтічник
Рис.6. Регенератор з обертовим диском:
1 - корпус, 2 - диск з набиванням, 3 - вал, 4 - підшипники, 5 - перегородка
Обертові регенератори використовуються в основному в транспортних ГТУ. Схема регенератора з обертовим диском показана на рис.6. У корпусі 1 повільно обертається диск 2, що складається з вала 3, що спирається на підшипники 4, і набивання, виготовленої з плутаною дроту.
Газ і повітря проходять паралельно один одному, розділені перегородкою 5 в корпусі 1. Проходячи потік повітря, набивка остигає, а потік газу нагрівається. Обертові теплообмінники найбільш компактні і легкі. Однак вони мають недолік: неможливо повністю уникнути витоків газу і повітря, так як невелика частина їх разом з набиванням постійно переноситься з однієї камери в іншу.
Повітроохолоджувачі призначені для охолодження повітря в процесі стиснення його в компресорі.
Маслоохладители служать для охолодження масла, що йде на мастило підшипників турбіни і компресора. Охолоджувачем служить вода, а іноді повітря. Повітряно-і маслоохолоджувачі є трубчасті теплообмінники. Зазвичай по повітрю вони виконуються одноходовой, по воді - Двоходові, а по маслу - багатоходовими.