ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Компрессоры из "Турбины тепловых и атомных электрических станций Издание 2 " Теплообменные аппараты в ГТУ по своему назначению выполняют роль регенераторов (подогревателей), воздухоохладителей и маслоохладителей. Основные требования к ним — обеспечить передачу заданного теплового потока от греющей среды к нагреваемой при возможно меньших массогабаритных показателях и суммарных расходах, включающих в себя все капитальные затраты и эксплуатационные расходы. При этом гидравлическое сопротивление регенераторов со стороны как греющей, так и нагреваемой среды должно быть по возможности малым, так как оно существенно влияет на КПД всей установки (см. 12.5). [c.411] Рекуперативные теплообменники, применяемые в ГТУ, по конструктивному исполнению бывают трубчатыми и пластинчатыми. Как те, так и другие выполняют прямоточными (греющая и нагреваемая среды движутся параллельно друг другу и в одном направлении), противоточными и с перекрестным током. [c.412] Трубчатые теплообменники в ГТУ выполняют с шахматным и коридорным расположениями трубок, с прямыми и гнутыми трубками. У прямых трубок гидравлическое сопротивление меньше, чем у гнутых, но зато необходимы специальные устройства для компенсации температурных деформаций. У прямых трубок значительно легче очищать внутреннюю и наружную поверхности от различных отложений. [c.412] В зависимости от компоновки и необходимой длины каналов трубчатые и пластинчатые теплообменники выполняют одно-, двух-, трех- и более ходовыми. В ГТУ применяют трубчатые теплообменники с гладкими и оребренными трубками. [c.412] Трубчатые теплообменники, в том числе и регенераторы (рис. 13.17), независимо от их конструктивных особенностей и компоновки обычно состоят из следующих основных деталей литого или сварного корпуса 1, трубных досок 2 и трубок 3, которые образуют поверхность теплообмена. Трубки 3 крепятся в трубных досках 2 в большинстве случаев развальцовкой и сравнительно реже с помощью пайки или сварки. [c.412] К недостаткам трубчатых регенераторов относятся 1) большие масса и габариты 2) меньшие ко-эффищ1енты теплопередачи по сравнению с другими типами регенераторов (табл. 13.1). [c.413] В трубчатых регенераторах воздух обычно пропускается по трубкам, а газы обтекают трубки снаружи. При этом корпус регенератора получается относительно легким, так как он рассчитывается на давление отходящих газов, которое близко к атмосферному поверхность нагрева со стороны газов проще очищать от нагара и сажи, чем в регенераторах других типов. [c.413] Для увеличения поверхности теплообмена в трубчатых регенераторах иногда делаются наружное, а также и внутреннее оребрения. [c.413] Для повышения коэффициентов теплоотдачи применяют так называемые турбулизаторы, с помощью которых искусственно создается дополнительная турбулизация потока газа. В качестве турбулиза-торов чаще всего используют проволочную спираль, вставляемую внутрь трубок и наматываемую также снаружи их, либо спиральную ленту. Применяют и другие конструктивные способы турбулизации. [c.413] Более компактными, легкими, простыми по конструкции и дешевыми по сравнению с трубчатыми являются пластинчатые теплообменники с поверхностью теплообмена, составленной из профильных листов (пластин), которые штампуются обычно из углеродистой или нержавеющей стали. Профильные листы накладываются друг на друга и образуют продольные и поперечные каналы (рис. 13.18). В местах соприкосновения листы попарно сваривают. Из полученных таким путем сварных элементов компонуют пакеты, которые соединяют последовательно по ходу движения воздуха, образуя отдельные секции регенератора. [c.413] В пластинчатых теплообменниках нет трубных досок, а благодаря продольным и поперечным волнам (гофрам) в листах обеспечивается самокомпен-сация температурных деформаций. Простота конструкции и технологии изготовления, а также сравнительно небольшое гидравлическое сопротивление позволяют выполнять пластинчатые теплообменники с малыми эквивалентными диаметрами каналов. Все это дает возможность получить коэффициент теплопередачи несколько выше, а коэффициент компактности больше, чем у трубчатых регенераторов (табл. 13.1). Основным недостатком пластинчатых регенераторов является невысокая механическая прочность, которая ограничивает область их применения в ГТУ для давлений не выше 0,6 МПа. [c.413] Ротор регенератора I (рис. 13.19) представляет собой полый барабан (или диск), заполненный набивкой, в качестве которой могут служить тонкая гофрированная стальная лента, проволочная сетка, пористый материал и т.п. Такая набивка образует множество узких каналов, что позволяет создать большую поверхность теплообмена при сравнительно небольших размерах самого регенератора. [c.414] Воздухоохладители в ГТУ, как правило, бывают трубчатыми теплообменниками с круглыми или овальными трубками, причем с овальными трубками они получаются более легкими и компактными. Расположение трубок может быть как шахматное, так и коридорное (рис. 13.20). В качестве охлаждающей среды обычно применяют воду, которую пропускают внутри трубок, а воздух омывает их снаружи. [c.414] В воздухоохладителях оребрение обычно выполняют поперечным, ребра — круглыми, а также в виде прямоугольных и фасонных пластин, которые напаиваются на трубки (рис. 13.20, б). [c.414] Трубки чаще всего применяют латунные, а ребра изготовляют из латуни или красной меди. Однако трубки и ребра могут быть стальными или же из алюминия и его сплавов. Для ГТУ, где воздухоохладители охлаждаются морской водой, трубки изготовляют из мельхиора. Скорость воды в воздухоохладителях принимают сравнительно небольшой ( 1 =0,5. .. 2,0 м/с), так как дальнейшее увеличение ее не приводит к ощутимому росту коэффициента теплопередачи, зато гидравлическое сопротивление повышается пропорционально квадрату скорости. [c.414] В ГТУ применяют осевые и реже центробежные компрессоры. Осевые компрессоры получили наибольшее распространение в установках большой и средней мощности благодаря следующим достоинствам 1) большой расход воздуха (400—500 кг/с и более) 2) высокий КПД (83—90 %) 3) обеспечение необходимых для ГТУ отношений давлений. [c.415] Основным недостатком осевых компрессоров является многоступенчатость, а отсюда сравнительная сложность их конструкции и значительная длина, поскольку отношение давлений в отдельно взятой ступени не превышает = 1,25. Поэтому, чтобы обеспечить необходимое давление, осевые компрессоры всегда выполняют многоступенчатыми. [c.415] Наиболее часто встречаются компрессоры, у которых ступени имеют степень реактивности pJJ = = 0,5 и pJJ = 1. Но бывают также и компрессоры со ступенями, имеющими любые промежуточные значения. При = 0,5 теплоперепад распределяется поровну между рабочим колесом и направляющим аппаратом. Такие ступени имеют КПД на 1—2 % больше, чем ступени с = 1, допускают более высокую окружную скорость и могут создавать большие давления. [c.416] При = 1 (в реактивных ступенях) давление создается в рабочем колесе, а направляющие лопатки служат лишь для изменения направления потока. Ступени с р = 1 обычно применяют при сравнительно малых окружных скоростях ( = = 160. .. 240 м/с для компрессоров стационарных ГТУ). Ступени с р = 1 лучше работают на нерасчетных режимах, чем ступени с PJJ =0,5. [c.416] Центробежные компрессоры уступают осевым по следующим показателям 1) обладают значительно меньшей подачей 2) имеют более низкий КПД (0,75—0,85). [c.416] Вернуться к основной статье