Регенеративный теплообменник Советский патент 1982 года по МПК F28D19/04 F28D15/02 

(54) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК

1

Изобретение относится к теплообменным аппаратам, преимущественно для газотурбинных двигателей транспортных силовых установок.

Известны теплообменники ящичного типа содержащие размещенный в корпусе пакет тепловых труб и герметично разделяющую корпус на две зоны поперечную перегородку, а также механизм регулирования положения тепловых труб и скорости перемещения одной из сред 1.

Недостатком данной конструкции является ее громоздкость, обусловленная ящичным типом теплообменного аппарата.

Известен теплообменник, содержащий кольцевой корпус, разделенный поперечной перегородкой на две зоны, и размещенный в обеих зонах пакет тепловых труб, закрепленных в трубных рещетках 2.

Недостатками известного теплообменника являются невысокая интенсивность теплообмена и громоздкость.

Цель изобретения - интенсификация теплообмена и повыщение компактности теплообменника.

Поставленная цель достигается тем, что поперечная перегородка и трубные рещетки

составлены из секторных секций, а пакет в одной из зон разделен продольными перегородками на герметичные полости, ограниченные с торцов секторными секциями поперечной перегородки и трубных решеток.

5На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник, поперечный разрез; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - две

10 секции до сборки.

Регенеративный теплообменник содержит кольцевой корпус 1, разделенный поперечной перегородкой 2 на две зоны, и размещенный в обеих зонах пакет тепловых труб 3, закрепленных в передней 4 и задней 5 трубных рещетках. Поперечная перегородка 2 и трубные рещетки 4 и 5 составлены из секторных секций, а пакет в одной из зон разделен продольными перегородками 6 на герметичные полости, ограниченные с торцов секторными секциями поперечной перегородки 2, передней 4 и задней 5 трубных решеток.

Корпус 1 имеет сквозную полость 7 и снабжен подводящим 8 и отводящим 9 патрубками для газа. К корпусу 1 прикреплены

передний фланец 10, служащий для подвода воздуха, и фланец 11 воздухосборника. Внутри корпуса 1 установлена кольцевая матрица, состоящая из 20-ти секций. Каждая секция включает комплект оребренных тепловых труб 3, впаянных в шахматном норядке в отверстия секторов передней 4 и задней 5 трубных досок. Внутри тепловых труб 3 находится наполнитель, выбранный из группы щелочных металлов, а концы труб герметично запаяны.

Внещние 12 и внутренние 13 кромки каждого сектора поперечной перегородки 2 герметично прикреплены к внутренним поверхностям корпуса 1 и делят корпус на две зоны теплообмена. Смежные секции соединены между собой посредством сварки. Сварочный шов проходит по соприкасающимся отогнутым выступающим кромкам разделительных пластин б с внешней и внутренней стороны матрицы и по радиальным линиям контакта между соседними секторами передней трубной доски 4 и задней трубной доски 5.

Одна из зон теплообмена (газовая) ограничена корпусом 1, задней трубной доской 5, состоящей из сваренных между собой по радиальным стыкам секторов, секторами поперечной перегородки 2. Эта же зона включает полости (карманы), образовавшиеся в зазоре между смежными разделительными пластинами 6.

Другая зона теплообмена (воздушная) занимает остальную часть корпуса 1.

Теплообменник работает следующим образом.

По подводящему патрубку 8 выхлопные газы от газотурбинного двигателя (не показан) поступают в корпус 1 и поперечным потоком омывают пакет тепловых труб 3. Температура газов доходит до 1000°С и под действием высокой температуры наполнитель, находящийся в тепловых трубах 3, испаряется. Пары его перемещаются в холодную часть труб 3, находящуюся за поперечной перегородкой 2 во второй зоне теплообмена. В эту зону под давлением в несколько атмосфер от компрессора (не представлен) через кольцевую полость, образованную перед ним фланцем 10 и фланцем 11, пг-чается сжатый воздух. Поток воздуха проходит через пакет тепловых труб 3, омывая их, и нагревается. Отдавая тепло, наполнитель конденсируется и опять возвращается в первую зону.

Отдавшие часть своей тепловой энергии выхлопные газы через отвбдящий патрубок 9 подаются на выхлоп, а нагретый воздух через фланец 11 воздухосборника направляется в камеру сгорания.

Экономический эффект при использовании теплообменника достигается за счет повышения плотности установки труб в пакете при секционном выполнении конструкции, обеспечивающем повышение технологичности изготовления аппарата.

Формула изобретения

Регенеративный теплообменник, содержащий кольцевой корпус, разделенный поперечной перегородкой на две зоны, и размещенный в обеих зонах пакет тепловых труб, закрепленных в трубных рещетках, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и повышения компактности, поперечная перегородка и трубные решетки составлены из секторных секций, а пакет в одной из зон разделён продольными перегородками на герметичные полости, ограниченные с торцов секторными секциями поперечной перегородки и трубных решеток.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

ВидА

12

4

эв:

г ц.

Фиг.д

: Ч.

Фиг.1

8

в

Фиг. 2

6-6

.

3-

lEs: