RU2755759C1 - Recuperative heat exchanger and method for its operation - Google Patents
Recuperative heat exchanger and method for its operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2755759C1 RU2755759C1 RU2021104824A RU2021104824A RU2755759C1 RU 2755759 C1 RU2755759 C1 RU 2755759C1 RU 2021104824 A RU2021104824 A RU 2021104824A RU 2021104824 A RU2021104824 A RU 2021104824A RU 2755759 C1 RU2755759 C1 RU 2755759C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coolant
- channels
- heat exchanger
- heat
- inlet
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 103
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
- F28F1/025—Tubular elements of cross-section which is non-circular with variable shape, e.g. with modified tube ends, with different geometrical features
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/22—Arrangements for directing heat-exchange media into successive compartments, e.g. arrangements of guide plates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому машиностроению, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использовано в технике для подогрева/охлаждения жидких или газообразных сред.The invention relates to power engineering, namely to heat exchangers, and can be used in technology for heating / cooling liquid or gaseous media.
Известен противоточный теплообменник (патент RU 2673305 С1, опубл. 23.11.2018), выбранный в качестве наиболее близкого аналога, состоящий из передней и задней стенок, внешнего корпуса, внутри которого расположены каналы второго теплоносителя, имеющие входные и выходные окна, вход и выход первого теплоносителя, подводящих и отводящих коллекторов с патрубками и теплообменной секции, состоящей из основного и двух концевых участков, при этом каналы двух теплоносителей на основном участке расположены в шахматном порядке, каналы одного из теплоносителей, расположенные вдоль оси теплообменника, имеют прямоугольное сечение на концевых участках и ромбовидное или восьмигранное на основном, а прямоугольные каналы второго теплоносителя на концевых участках выполнены под углом к оси теплообменной секции и сопряжены с расположенными вдоль той же оси каналами основного участка, а их сечение в зоне сопряжения выполнено изменяющимся от прямоугольного сечения концевого участка к ромбовидному сечению основного участка.Known counterflow heat exchanger (patent RU 2673305 C1, publ. 11/23/2018), selected as the closest analogue, consisting of the front and rear walls, an external housing, inside which there are channels of the second coolant, having inlet and outlet windows, the inlet and outlet of the first coolant, inlet and outlet collectors with nozzles and a heat exchange section, consisting of the main and two end sections, while the channels of the two coolants in the main section are staggered, the channels of one of the coolants, located along the axis of the heat exchanger, have a rectangular cross-section at the end sections and rhomboid or octagonal on the main, and rectangular channels of the second coolant at the end sections are made at an angle to the axis of the heat exchange section and are conjugated with the channels of the main section located along the same axis, and their section in the interface zone is made varying from the rectangular section of the end section to the rhomboid section of the base ovny area.
К недостаткам приведенного наиболее близкого аналога можно отнести относительно низку эффективность теплообмена, что также выражается в повышенных гидравлических сопротивлениях в каналах теплообмена.The disadvantages of the given closest analogue can be attributed to the relatively low efficiency of heat transfer, which is also expressed in increased hydraulic resistances in the heat transfer channels.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является устранение указанных недостатков.The problem to be solved by the invention is to eliminate these disadvantages.
Технический результат заключается в повышении коэффициента теплоотдачи, а также уменьшение гидравлических потерь в теплообменнике.The technical result consists in increasing the heat transfer coefficient, as well as reducing hydraulic losses in the heat exchanger.
Технический результат достигается рекуперативным теплообменником (8), состоящим из передней (12) и задней (13) стенок, внешнего корпуса (7), внутри которого расположены каналы (9) второго теплоносителя, имеющие входные (10) и выходные (11) окна, вход (18) и выход (19) первого теплоносителя, при этом между внешним корпусом (7) и по меньшей мере частью внешних поверхностей каналов (9) второго теплоносителя расположена теплоизолированная разделительная стенка (14) первого теплоносителя, выполненная с возможностью разделения входящего в теплообменник (8) потока и выходящего из теплообменника (8) потока первого теплоносителя с образованием продольного кольцевого канала (16) первого теплоносителя, также содержит перегородки (15), выполненные с образованием лабиринтных каналов (17) для прохождения первого теплоносителя, через эти перегородки (15) проходят каналы (9) второго теплоносителя, кроме того перегородки (15) расположены таким образом, что проходное сечение лабиринтных каналов (17) увеличивается в направлении от задней стенки (13) к передней стенке (12), входные окна (10) каналов (9) второго теплоносителя расположены в передней стенке (12), а выходные окна (11) каналов (9) второго теплоносителя расположены в задней стенке (13), при этом проходное сечение каждого канала (9) второго теплоносителя в направлении от входного окна (10) к выходному окну (11) уменьшается.The technical result is achieved by a recuperative heat exchanger (8), consisting of the front (12) and rear (13) walls, an external housing (7), inside of which there are channels (9) of the second coolant having inlet (10) and outlet (11) windows, inlet (18) and outlet (19) of the first heat carrier, while between the outer casing (7) and at least part of the outer surfaces of the channels (9) of the second heat carrier there is a heat-insulated dividing wall (14) of the first heat carrier, made with the possibility of separating the entering into the heat exchanger (8) the flow and the flow of the first coolant leaving the heat exchanger (8) with the formation of a longitudinal annular channel (16) of the first coolant, also contains partitions (15) made with the formation of labyrinth channels (17) for the passage of the first coolant through these partitions (15 ) pass the channels (9) of the second coolant, in addition, the partitions (15) are located in such a way that the flow area of the labyrinth channels (17) increases extends in the direction from the rear wall (13) to the front wall (12), the inlet windows (10) of the channels (9) of the second coolant are located in the front wall (12), and the outlet windows (11) of the channels (9) of the second coolant are located in the rear wall (13), while the flow area of each channel (9) of the second coolant in the direction from the inlet window (10) to the outlet window (11) decreases.
Вход (18) и выход (19) первого теплоносителя располагаются на одной стороне теплообменника (8).The inlet (18) and outlet (19) of the first heat carrier are located on one side of the heat exchanger (8).
По меньшей мере часть перегородок (15) установлена перпендикулярно оси каналов (9) второго теплоносителя.At least part of the partitions (15) is installed perpendicular to the axis of the channels (9) of the second coolant.
По меньшей мере часть перегородок (15) установлена под углом, отличным от 90°, к оси каналов (9) второго теплоносителя.At least part of the baffles (15) is set at an angle other than 90 ° to the axis of the channels (9) of the second coolant.
По меньшей мере одна перегородка (15) установлена перпендикулярно к оси каналов (9) второго теплоносителя.At least one partition (15) is installed perpendicular to the axis of the channels (9) of the second coolant.
Проходное сечение каждого канала (9) второго теплоносителя в направлении от входного окна (10) к выходному окну (11) уменьшается.The flow area of each channel (9) of the second coolant decreases in the direction from the inlet window (10) to the outlet window (11).
По меньшей мере у одного канала (9) второго теплоносителя на по меньшей мере части внутренней поверхности выполнено по меньшей мере одно продольное ребро (20), кроме того на по меньшей мере части внешней поверхности по меньшей мере одного канала (9) второго теплоносителя выполнено по меньшей мере одно продольное ребро (21).At least one channel (9) of the second coolant on at least part of the inner surface has at least one longitudinal rib (20), in addition, on at least part of the outer surface of at least one channel (9) of the second coolant is made along at least one longitudinal rib (21).
Также технический результат достигается способом работы рекуперативного теплообменника (8), согласно которому первый теплоноситель подают ко входу (18) первого теплоносителя и далее через продольный кольцевой канал (16) внутрь теплообменника (8), далее поток первого теплоносителя направляется в лабиринтные каналы (17), где происходит контакт первого теплоносителя с внешними поверхностями каналов (9) второго теплоносителя, при этом проходное сечение лабиринтных каналов (17) увеличивается в направлении движения потока первого теплоносителя, кроме того увеличивается и площадь контакта первого теплоносителя и внешних поверхностей каналов (9) второго теплоносителя, после чего через выход (19) первый теплоноситель подается к потребителю, второй теплоноситель через входные окна (10) каналов (9) второго теплоносителя подают в эти каналы (9) в направлении от передней стенки (12) к задней стенке (13), откуда через выходные окна (11) второй теплоноситель выводится из теплообменника (8).Also, the technical result is achieved by the method of operation of the recuperative heat exchanger (8), according to which the first heat carrier is supplied to the inlet (18) of the first heat carrier and then through the longitudinal annular channel (16) inside the heat exchanger (8), then the flow of the first heat carrier is directed to the labyrinth channels (17) , where the contact of the first coolant with the outer surfaces of the channels (9) of the second coolant occurs, while the flow area of the labyrinth channels (17) increases in the direction of the flow of the first coolant, in addition, the contact area of the first coolant and the outer surfaces of the channels (9) of the second coolant increases , after which, through the outlet (19), the first coolant is supplied to the consumer, the second coolant through the inlet windows (10) of the channels (9) of the second coolant is fed into these channels (9) in the direction from the front wall (12) to the rear wall (13), whence through the outlet windows (11) the second coolant is removed from the heat exchanger (8).
В лабиринтных каналах (17) поток первого теплоносителя разворачивают на угол 90° или на угол, отличный от 90°.In the labyrinth channels (17), the flow of the first coolant is turned at an angle of 90 ° or at an angle other than 90 °.
На представленных фигурах показано:The presented figures show:
Фиг. 1 - продольный разрез рекуперативного теплообменника в составе газотурбинного двигателя.FIG. 1 is a longitudinal section of a recuperative heat exchanger as part of a gas turbine engine.
Фиг. 2 - вид А (продольный разрез рекуперативного теплообменника с перегородками, перпендикулярными осям каналов второго теплоносителя).FIG. 2 - view A (longitudinal section of a recuperative heat exchanger with partitions perpendicular to the axes of the channels of the second coolant).
Фиг. 3 - вариант вида А (продольный разрез рекуперативного теплообменника с перегородками, под углом к осям каналов второго теплоносителя).FIG. 3 - variant of type A (longitudinal section of a recuperative heat exchanger with partitions, at an angle to the axes of the channels of the second coolant).
Фиг. 4 - вид И.FIG. 4 - view of I.
Фиг. 5 - разрез В-В.FIG. 5 - section B-B.
Фиг. 6 - разрез Д-Д.FIG. 6 - section D-D.
Фиг. 7 - разрез Г-Г.FIG. 7 - section Г-Г.
На представленных фигурах обозначены следующие элементы.In the figures shown, the following elements are indicated.
1 - генератор;1 - generator;
2 - компрессор;2 - compressor;
3 - турбина;3 - turbine;
4 - камера сгорания;4 - combustion chamber;
5 - диффузор камеры сгорания;5 - combustion chamber diffuser;
6 - диффузор-смеситель газа выхлопа;6 - exhaust gas diffuser-mixer;
7 - корпус внешний;7 - outer case;
8 - теплообменник рекуперативный;8 - recuperative heat exchanger;
9 - каналы второго теплоносителя;9 - channels of the second coolant;
10 - входные окна второго теплоносителя;10 - inlet windows of the second coolant;
11 - выходные окна второго теплоносителя;11 - outlet windows of the second coolant;
12 - стенка передняя теплообменника;12 - front wall of the heat exchanger;
13 - стенка задняя теплообменника;13 - rear wall of the heat exchanger;
14 - стенка теплоизолированная разделительная воздуха;14 - heat-insulated air separating wall;
15 - перегородки;15 - partitions;
16 - канал кольцевой продольный первого теплоносителя;16 - annular longitudinal channel of the first coolant;
17 - каналы лабиринтные;17 - labyrinth channels;
18 - вход первого теплоносителя;18 - inlet of the first coolant;
19 - выход первого теплоносителя;19 - outlet of the first coolant;
20 - продольное ребро внутри канала (9);20 - longitudinal rib inside the channel (9);
21 - продольное ребро снаружи канала (9).21 - longitudinal rib outside the channel (9).
Стрелками показано направление движения теплоносителей в теплообменнике. Штриховкой на фиг.6-7 показаны проходные площади для первого теплоносителя в лабиринтных каналах (17).The arrows show the direction of movement of the coolants in the heat exchanger. The shaded areas in Figs. 6-7 show the passage areas for the first coolant in the labyrinth channels (17).
Рекуперативный теплообменник (8) состоит из передней (12) и задней (13) стенок, внешнего корпуса (7), внутри которого расположены каналы (9) второго теплоносителя, имеющие входные (10) и выходные (11) окна, вход (18) и выход (19) первого теплоносителя. Между внешним корпусом (7) и по меньшей мере частью внешних поверхностей каналов (9) второго теплоносителя расположена теплоизолированная разделительная стенка (14) первого теплоносителя, выполненная с возможностью разделения входящего в теплообменник (8) потока и выходящего из теплообменника (8) потока первого теплоносителя с образованием продольного кольцевого канала (16) первого теплоносителя. Теплообменник (8)содержит перегородки (15), выполненные с образованием лабиринтных каналов (17) для прохождения первого теплоносителя, что позволяет повысить коэффициент теплоотдачи за счет эффективного теплообмена при реализации встречно-поперечного обтекания каналов второго теплоносителя (9)первым теплоносителем в лабиринтных каналах (17). Через перегородки (15) проходят каналы (9) второго теплоносителя. Кроме того, перегородки (15) расположены таким образом, что проходное сечение лабиринтных каналов (17) увеличивается в направлении от задней стенки (13) к передней стенке (12), что обеспечивает постоянство скорости потока - интенсивность теплообмена, уменьшает гидравлическое сопротивление при повышении температуры первого теплоносителя, что повышает коэффициент теплоотдачи. Таким образом, расстояния, указанные на фиг. 2 и фиг. 3 L1>L2>L3>L4, обеспечивают увеличение проходного сечения лабиринтных каналов (17) в направлении от задней стенке (13) к передней стенке (12). Входные окна (10) каналов (9) второго теплоносителя расположены в передней стенке (12), а выходные окна (11) каналов (9) второго теплоносителя расположены в задней стенке (13), при этом проходное сечение каждого канала (9) второго теплоносителя в направлении от входного окна (10) к выходному окну (11) уменьшается, что обеспечивает подержание нужной скорости движения второго теплоносителя для эффективной теплоотдачи вторым теплоносителем при снижении его температуры. Возможен вариант исполнения постоянного проходного сечения канала (9) второго теплоносителя в направлении от входного окна (10) к выходному окну (11). Вход (18) и выход (19) первого теплоносителя располагаются на одной стороне теплообменника (8). По меньшей мере часть перегородок (15) установлена перпендикулярно оси каналов (9) второго теплоносителя или по меньшей мере часть перегородок (15) установлена под углом, отличным от 90°, к оси каналов (9) второго теплоносителя, при этом по меньшей мере одна перегородка (15) установлена перпендикулярно к оси каналов (9) второго теплоносителя. Кроме того, по меньшей мере у одного канала (9) второго теплоносителя на по меньшей мере части внутренней поверхности выполнено по меньшей мере одно продольное ребро (20), кроме того на по меньшей мере части внешней поверхности по меньшей мере одного канала (9) второго теплоносителя выполнено по меньшей мере одно продольное ребро (21), что обеспечивает увеличение площади теплообмена первого и второго теплоносителя и повышение теплопередачи, а значит и коэффициента теплоотдачи.The recuperative heat exchanger (8) consists of a front (12) and rear (13) walls, an outer casing (7), inside which are located channels (9) of the second coolant, having inlet (10) and outlet (11) windows, inlet (18) and the outlet (19) of the first coolant. Between the outer casing (7) and at least part of the outer surfaces of the channels (9) of the second heat carrier there is a heat-insulated dividing wall (14) of the first heat carrier, made with the possibility of separating the flow entering the heat exchanger (8) and the flow of the first heat carrier leaving the heat exchanger (8) with the formation of a longitudinal annular channel (16) of the first coolant. The heat exchanger (8) contains partitions (15), made with the formation of labyrinth channels (17) for the passage of the first coolant, which makes it possible to increase the heat transfer coefficient due to effective heat transfer when implementing counter-transverse flow around the channels of the second coolant (9) by the first coolant in the labyrinth channels ( 17). Channels (9) of the second coolant pass through the partitions (15). In addition, the partitions (15) are located in such a way that the flow area of the labyrinth channels (17) increases in the direction from the rear wall (13) to the front wall (12), which ensures a constant flow rate - the intensity of heat exchange, reduces hydraulic resistance with increasing temperature the first coolant, which increases the heat transfer coefficient. Thus, the distances indicated in FIG. 2 and FIG. 3 L 1 > L 2 > L 3 > L 4 , provide an increase in the flow area of the labyrinth channels (17) in the direction from the rear wall (13) to the front wall (12). The inlet windows (10) of the channels (9) of the second coolant are located in the front wall (12), and the outlet windows (11) of the channels (9) of the second coolant are located in the rear wall (13), while the flow area of each channel (9) of the second coolant is decreases in the direction from the inlet window (10) to the outlet window (11), which ensures that the required speed of movement of the second coolant is maintained for effective heat transfer by the second coolant when its temperature decreases. A variant of execution of a constant flow area of the channel (9) of the second coolant in the direction from the inlet window (10) to the outlet window (11) is possible. The inlet (18) and outlet (19) of the first heat carrier are located on one side of the heat exchanger (8). At least part of the partitions (15) is installed perpendicular to the axis of the channels (9) of the second coolant, or at least part of the partitions (15) is installed at an angle different from 90 ° to the axis of the channels (9) of the second coolant, while at least one the partition (15) is installed perpendicular to the axis of the channels (9) of the second coolant. In addition, at least one channel (9) of the second coolant has at least one longitudinal rib (20) on at least part of the inner surface, in addition, on at least part of the outer surface of at least one channel (9) of the second of the coolant, at least one longitudinal rib (21) is made, which provides an increase in the heat exchange area of the first and second coolant and an increase in heat transfer, and hence the heat transfer coefficient.
Также канал (9) второго теплоносителя может иметь в сечении форму окружности или форму многоугольника. Кроме того, по длине форма канала (9) может изменяться.Also, the channel (9) of the second coolant can have a circular or polygonal cross-section. In addition, the shape of the channel (9) can vary along its length.
Рекуперативный теплообменник (8) работает следующим образом.The recuperative heat exchanger (8) works as follows.
Первый теплоноситель подают ко входу (18) первого теплоносителя и далее через продольный кольцевой канал (16) внутрь теплообменника (8). При этом поток первого теплоносителя направляется в лабиринтные каналы (17), где происходит контакт первого теплоносителя с внешними поверхностями каналов (9) второго теплоносителя, а также в этих канал (17) поток первого теплоносителя разворачивают на заданный перегородками (15) угол, который может составлять 90° или быть отличным от 90°, что также позволяет за счет более оптимального (рационального) обтекания внешних поверхностей каналов (9) повысить коэффициент теплоотдачи. При этом проходное сечение лабиринтных каналов (17) увеличивается в направлении движения потока первого теплоносителя, что позволяет сохранить скорость движения первого теплоносителя по мере его нагревания, то есть обеспечивается уменьшение гидравлических потерь и сохранить высокую эффективность теплообмена. Кроме того, увеличивается и площадь контакта первого теплоносителя и внешних поверхностей каналов (9) второго теплоносителя, а также за счет наличия по меньшей мере у одного канала (9) второго теплоносителя на по меньшей мере части внутренней поверхности по меньшей мере одного продольного ребра (20) и на по меньшей мере части внешней поверхности по меньшей мере одного канала (9) - по меньшей мере одного продольного ребра (21), что также позволяет повысить теплоотдачу за счет увеличения площадей контакта. После чего через выход (19) первый теплоноситель подается к потребителю. Второй теплоноситель через входные окна (10) каналов (9) второго теплоносителя подают в эти каналы (9) в направлении от передней стенки (12) к задней стенке (13), при этом по мере охлаждения второго теплоносителя уменьшают проходное сечение каналов (9), что позволяет сохранить скорость движения второго теплоносителя по мере его охлаждения, то есть обеспечивается уменьшение гидравлических потерь при сохранении высокой эффективности теплообмена. Далее через выходные окна (11) второй теплоноситель выводится из теплообменника (8).The first heat carrier is fed to the inlet (18) of the first heat carrier and then through the longitudinal annular channel (16) inside the heat exchanger (8). In this case, the flow of the first coolant is directed into the labyrinth channels (17), where the first coolant contacts the outer surfaces of the channels (9) of the second coolant, and in these channels (17) the flow of the first coolant is turned at an angle set by the partitions (15), which can be 90 ° or be different from 90 °, which also makes it possible to increase the heat transfer coefficient due to more optimal (rational) flow around the outer surfaces of the channels (9). In this case, the flow area of the labyrinth channels (17) increases in the direction of the flow of the first coolant, which allows you to maintain the speed of movement of the first coolant as it heats up, that is, it provides a decrease in hydraulic losses and maintains a high heat transfer efficiency. In addition, the contact area of the first coolant and the outer surfaces of the channels (9) of the second coolant also increases, as well as due to the presence of at least one channel (9) of the second coolant on at least part of the inner surface of at least one longitudinal rib (20 ) and on at least part of the outer surface of at least one channel (9) - at least one longitudinal rib (21), which also makes it possible to increase heat transfer by increasing the contact areas. After that, through the outlet (19), the first coolant is supplied to the consumer. The second coolant through the inlet windows (10) of the channels (9) of the second coolant is fed into these channels (9) in the direction from the front wall (12) to the rear wall (13), while as the second coolant cools down, the flow area of the channels (9) is reduced , which allows you to maintain the speed of movement of the second coolant as it cools, that is, a decrease in hydraulic losses is provided while maintaining a high efficiency of heat transfer. Then, through the outlet windows (11), the second coolant is removed from the heat exchanger (8).
Заявленный рекуперативный теплообменник (8) может работать, например, в составе газотурбинного двигателя. Внешний корпус (7) теплообменника (8) соединяют с корпусом газотурбинного двигателя (на фигурах не обозначен) либо внешний корпус (7) теплообменник может быть одним целым с корпусом газотурбинного двигателя. В таком случае в качестве первого теплоносителя выступает воздух, нагнетаемый компрессором (2) газотурбинного двигателя. При этом, воздух, проходя лабиринтные каналы (17) теплообменника (8), нагревается и подается через диффузор (5) в камеру сгорания (4) двигателя. После сжигания топливовоздушной смеси в камере сгорания (4) горячий газ передает энергию турбине (3), от которой приводятся генератор (1) и компрессор (2). Далее газ выхлопа через диффузор-смеситель (6) газа выхлопа подается через входное окно (10) в каналы (9) второго теплоносителя, где он по мере охлаждения (передачи тепла воздуху) направляется через уменьшающееся проходное сечение каналов (9) и выходит из теплообменника (8) через выходные окна (11) второго теплоносителя.The claimed recuperative heat exchanger (8) can work, for example, as part of a gas turbine engine. The outer casing (7) of the heat exchanger (8) is connected to the casing of the gas turbine engine (not indicated in the figures), or the outer casing (7) of the heat exchanger can be integral with the casing of the gas turbine engine. In this case, the air pumped by the compressor (2) of the gas turbine engine acts as the first heat carrier. In this case, the air passing through the labyrinth channels (17) of the heat exchanger (8) is heated and supplied through the diffuser (5) into the combustion chamber (4) of the engine. After combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber (4), the hot gas transfers energy to the turbine (3), which drives the generator (1) and compressor (2). Further, the exhaust gas through the diffuser-mixer (6) of the exhaust gas is fed through the inlet window (10) into the channels (9) of the second coolant, where, as it cools (heat transfer to air), it is directed through the decreasing flow area of the channels (9) and leaves the heat exchanger (8) through the outlet windows (11) of the second coolant.
Таким образом, достигается повышение коэффициента теплоотдачи, а также уменьшение гидравлических потерь в теплообменнике.Thus, an increase in the heat transfer coefficient is achieved, as well as a decrease in hydraulic losses in the heat exchanger.
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104824A RU2755759C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Recuperative heat exchanger and method for its operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021104824A RU2755759C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Recuperative heat exchanger and method for its operation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2755759C1 true RU2755759C1 (en) | 2021-09-21 |
Family
ID=77852029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021104824A RU2755759C1 (en) | 2021-02-26 | 2021-02-26 | Recuperative heat exchanger and method for its operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2755759C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819324C1 (en) * | 2024-01-10 | 2024-05-17 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Plate heat exchanger with helical turbulators for gas turbine plant |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2039923C1 (en) * | 1992-02-24 | 1995-07-20 | Евенко Владимир Иосифович | Shell-and-tube heat exchanger |
| RU2052757C1 (en) * | 1994-12-19 | 1996-01-20 | Алексей Иванович Худяков | Heat exchanger |
| RU2064633C1 (en) * | 1993-12-27 | 1996-07-27 | Николай Артемович Седых | Recuperative heat exchanger |
| RU2535187C1 (en) * | 2013-06-03 | 2014-12-10 | Константин Владимирович Белев | Plate heat exchanger with staggered arrangement of channels |
| RU2673305C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-11-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Counter flow heat exchanger |
| WO2021127440A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger built with additive manufacturing |
-
2021
- 2021-02-26 RU RU2021104824A patent/RU2755759C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2039923C1 (en) * | 1992-02-24 | 1995-07-20 | Евенко Владимир Иосифович | Shell-and-tube heat exchanger |
| RU2064633C1 (en) * | 1993-12-27 | 1996-07-27 | Николай Артемович Седых | Recuperative heat exchanger |
| RU2052757C1 (en) * | 1994-12-19 | 1996-01-20 | Алексей Иванович Худяков | Heat exchanger |
| RU2535187C1 (en) * | 2013-06-03 | 2014-12-10 | Константин Владимирович Белев | Plate heat exchanger with staggered arrangement of channels |
| RU2673305C1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-11-23 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по космической деятельности "РОСКОСМОС" | Counter flow heat exchanger |
| WO2021127440A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Johnson Controls Technology Company | Heat exchanger built with additive manufacturing |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2819324C1 (en) * | 2024-01-10 | 2024-05-17 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Plate heat exchanger with helical turbulators for gas turbine plant |
| RU2819325C1 (en) * | 2024-01-10 | 2024-05-17 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Самарский Национальный Исследовательский Университет Имени Академика С.П. Королева" (Самарский Университет) | Plate heat exchanger with header for separation of hot and cold heat carrier |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20110069804A (en) | Modular structure heat exchanger | |
| CN110006174B (en) | A modular extruded aluminum condensing heat exchanger and condensing boiler | |
| IT1283555B1 (en) | POWER AIR RADIATOR | |
| CN110285695A (en) | Telescopic channel heat exchanger | |
| RU2221156C1 (en) | Method of oil cooling in oil system of gas transfer set and gas-oil heat exchanger for implementing the method | |
| US20030015316A1 (en) | Heat exchange tube having increased heat transfer area | |
| RU2755759C1 (en) | Recuperative heat exchanger and method for its operation | |
| KR101183815B1 (en) | The structure of exhaust gas flow passage of engine in micro combined heat and power unit | |
| JP2986982B2 (en) | Small gas fired air heater | |
| DK0613518T3 (en) | Combined gas-steam turbine plant for the production of electrical energy | |
| CN211781967U (en) | Fin heat exchange type mold temperature controller | |
| CN108398041A (en) | A kind of UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN hot-pipe system in trapezoidal air channel | |
| RU2069779C1 (en) | Gas-turbine engine | |
| US20120305227A1 (en) | Fin and tube heat exchanger | |
| CN113530704A (en) | Thermoelectric conversion system for recovering waste heat in engine cooling water and tail gas | |
| US20120247734A1 (en) | Low Cost Long Exhaust Heat Exchanger | |
| JP2668645B2 (en) | Gas combustion equipment | |
| RU2319095C1 (en) | Heat-exchange element and plate heat exchanger | |
| CN210069808U (en) | A steam generating unit | |
| CN210952453U (en) | Original surface heat regenerator heat exchange core | |
| US4396002A (en) | Tubular air heater | |
| RU2830789C1 (en) | Device for utilization of heat of mobile power plant of drilling rig | |
| WO2004013557A1 (en) | Heat exchanger and use thereof | |
| JP4059702B2 (en) | Water tube for boiler water wall | |
| RU2304258C1 (en) | Device for water heating and/or hot water supply |