RU2176051C1

RU2176051C1 - Method of manufacture and installation of four-way air heater with v-shaped tubes

Info

Publication number: RU2176051C1
Application number: RU2000133101/06A
Authority: RU
Inventors: В.В. Виноградов; А.Н. Орберг; Е.П. Шевченко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ОРМА"
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: heat exchange engineering; applicable in process of utilization of heat of effluent gases from units with the aim of heating of air coming from compressor to combustion chamber. SUBSTANCE: two-pack bank of V-shaped tubes offered in claimed method is made from separate two-pack heat-exchange modules formed from V-shaped tubes with bypassing chambers and with covering walls whose mounting is effected on supporting frame by successive installation of it of row of modules on one another, connection of module covering walls on side of intertube space by connections, each of which is of bent angle shape, and also connection of module headers of air intake and withdrawal, and module bypassing chambers with the help of rings which are secured with their internal surfaces. EFFECT: simplified manufacture and installation of air heater at operations site in any difficult-to-reach region with no application of powerful materials-handling machines. 4 dwg

Description

Изобретение относится к теплообменной технике и может применяться в процессе утилизации тепла отходящих от агрегатов газов для подогрева воздуха, поступающего из компрессора в камеру сгорания, с целью повышения КПД, например, газотурбинных установок (ГТУ). The invention relates to a heat exchange technique and can be used in the process of heat recovery from gases emitted from the units to heat the air coming from the compressor into the combustion chamber, in order to increase the efficiency, for example, gas turbine units (GTU).

Известен способ изготовления и монтажа воздухоподогревателя, содержащего обогреваемые изнутри трубные секции, при котором их разделяют на два ряда в шахматном порядке так, что обогреваемый воздух омывает трубные секции отдельными потоками, для чего между ними монтируют фасонные перегородки [1]. A known method of manufacturing and installation of an air heater containing internally heated pipe sections, in which they are divided into two rows in a checkerboard pattern so that the heated air washes the pipe sections in separate streams, for which shaped partitions are mounted between them [1].

Недостатком известного способа является большая громоздкость изготовленной и смонтированной конструкции. The disadvantage of this method is the large bulkiness of the fabricated and mounted structure.

Известен способ изготовления и монтажа четырехходового воздухоподогревателя с V- образными трубками, преимущественно воздухоподогревателя ГТУ, наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому, включающий изготовление двухпакетного блока V-образных трубок с коллекторами подвода и отвода воздуха и перепускной камерой между двумя пакетами трубок, монтаж блока на трубной решетке с помощью развальцовки трубок и сварки, стыковку с помощью фланцевого соединения коллекторов подвода и отвода воздуха с трубопроводами подвода воздуха от компрессора и отвода нагретого воздуха и закрытия блока покрывающими стенками [2]. A known method of manufacturing and installing a four-way air heater with V-shaped tubes, mainly a gas turbine heater, the closest in technical essence and the achieved result to the claimed, including the manufacture of a two-pack block of V-shaped tubes with manifolds for supplying and discharging air and a bypass chamber between two tube bundles, installation of the unit on the tube sheet using tube expansion and welding, joining with the flange connection of the air supply and exhaust manifold collectors the gadgets for supplying air from the compressor and removing heated air and closing the unit with covering walls [2].

Недостатком известного способа являются большие габариты и вес изготовленной и смонтированной одноблочной конструкции, ограничивающие ее применение для достаточно мощных ГТУ, установленных в труднодоступных районах, что обусловлено проблемами транспортировки ее на место установки и необходимостью доставки и применения мощных подъемно-транспортных механизмов для монтажа конструкции. The disadvantage of this method is the large size and weight of the manufactured and mounted single-block structures, limiting its use for sufficiently powerful gas turbines installed in hard-to-reach areas, due to the problems of transporting it to the installation site and the need for delivery and use of powerful lifting and transport mechanisms for mounting the structure.

Технической задачей изобретения является создание нового способа изготовления и монтажа четырехходового воздухоподогревателя с V-образными трубками, благодаря которому обеспечивают его более простое изготовление и монтаж на месте установки в любом труднодоступном районе без применения мощных подъемно-транспортных механизмов. An object of the invention is the creation of a new method for the manufacture and installation of a four-way air heater with V-shaped tubes, due to which it is easier to manufacture and install at the installation site in any inaccessible area without the use of powerful hoisting-and-transport mechanisms.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе изготовления и монтажа четырехходового воздухоподогревателя с V-образными трубками, включающем изготовление двухпакетного блока V-образных трубок с коллекторами подвода и отвода воздуха и перепускной камерой между двумя пакетами трубок, монтаж блока на трубной решетке с помощью развальцовки трубок и сварки, стыковку с помощью фланцевого соединения коллекторов подвода и отвода воздуха с трубопроводами подвода воздуха от компрессора и отвода нагретого воздуха и закрытие блока покрывающими стенками, согласно изобретению, двухпакетный блок V-образных трубок изготавливают из отдельных двухпакетных теплообменных модулей и V-образных трубок с перепускными камерами и с покрывающими стенками, причем монтаж модулей выполняют на опорной раме путем последовательной установки на ней ряда модулей друг на друга, соединения со стороны межтрубного пространства покрывающих стенок модулей перемычками, каждая из которых имеет профиль гнутого уголка, а также соединения модульных коллекторов подвода и отвода воздуха и перепускных камер модулей с помощью колец, которые скрепляют с их внутренними поверхностями. The stated technical problem is solved by the fact that in the method of manufacturing and installation of a four-way air heater with V-shaped tubes, including the manufacture of a two-pack block of V-shaped tubes with air supply and exhaust manifolds and a bypass chamber between two tube bundles, mounting the unit on a tube sheet using flaring pipes and welding, docking with the flange connection of the air supply and exhaust manifolds with the air supply pipelines from the compressor and the heated air outlet and closing the unit covering walls, according to the invention, a two-pack block of V-shaped tubes is made of separate two-pack heat transfer modules and V-shaped tubes with bypass chambers and with covering walls, and the modules are mounted on a support frame by sequentially installing a number of modules on top of each other, connecting from the side of the annulus of the covering walls of the modules with jumpers, each of which has a profile of a bent corner, as well as connections of modular collectors for supplying and removing air and rapid chambers of the modules using rings that fasten to their inner surfaces.

С помощью такого способа изготавливают и монтируют четырехходовой воздухоподогреватель с V-образными трубками, состоящий из ряда отдельных теплообменных модулей, что предполагает возможность их поочередной доставки в любой труднодоступный район для монтажа конструкции воздухоподогревателя. Using this method, a four-way air heater with V-tubes is made and mounted, consisting of a number of separate heat-exchange modules, which suggests the possibility of their alternate delivery to any inaccessible area for mounting the air heater structure.

Модули соединяют в единый блок четырехходового воздухоподогревателя на объекте с помощью несложной технологии сборки, благодаря которой монтаж конструкции из отдельных двухпакетных теплообменных модулей из V-образных трубок с перепускными камерами и с покрывающими стенками выполняют на опорной раме путем последовательной установки на ней ряда модулей друг на друга, соединения со стороны межтрубного пространства покрывающих стенок модулей перемычками, каждая из которых имеет профиль гнутого уголка, а также соединения модульных коллекторов подвода и отвода воздуха и перепускных камер модулей с помощью колец, которые скрепляют с их внутренними поверхностями. The modules are connected into a single unit of a four-way air heater at the facility using simple assembly technology, due to which the installation of the structure from separate two-pack heat exchange modules from V-shaped tubes with bypass chambers and with covering walls is performed on the support frame by sequentially installing a number of modules on top of each other , connections from the side of the annulus of the covering walls of the modules with jumpers, each of which has a bent corner profile, as well as connections of modular collars Ktorov air inlet and outlet and overflow chambers modules via rings which are bonded to their inner surfaces.

Такой монтаж обладает легкостью и не требует доставки тяжелого подъемно-транспортного оборудования. This installation is easy and does not require the delivery of heavy lifting equipment.

Сопоставительный анализ заявляемого способа и прототипа выявляет наличие отличительных признаков у заявляемого способа по сравнению с наиболее близким аналогом, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию изобретения "новизна". A comparative analysis of the proposed method and the prototype reveals the distinctive features of the proposed method in comparison with the closest analogue, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty".

Наличие отличительных признаков дает возможность получить положительный эффект, выражающийся в создании нового способа изготовления и монтажа четырехходового воздухоподогревателя с V- образными трубками, благодаря которому обеспечивают более простое изготовление и монтаж в любом труднодоступном районе без применения мощных подъемно-транспортных механизмов. The presence of distinctive features makes it possible to obtain a positive effect, expressed in the creation of a new method for the manufacture and installation of a four-way air heater with V-shaped tubes, due to which they provide easier production and installation in any inaccessible area without the use of powerful lifting and transport mechanisms.

Поскольку при исследовании объекта изобретения по патентной и научно-технической литературе не выявлено решений, содержащих признаки заявляемого изобретения, отличных от прототипа, следует сделать вывод, что заявляемое решение соответствует критерию изобретения "существенные отличия". Since when examining the subject of the invention in patent and scientific literature, no solutions were found containing the features of the claimed invention other than the prototype, it should be concluded that the claimed solution meets the criteria of the invention "significant differences".

Использование заявляемого способа в теплообменной технике обеспечивает ему соответствие критерию изобретения "промышленная применимость". The use of the proposed method in heat transfer technology ensures that it meets the criteria of the invention "industrial applicability".

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором на фиг. 1 показан общий вид изготовляемого и монтируемого четырехходового воздухоподогревателя с V-образными трубками, на фиг. 2 показан общий вид отдельного теплообменного модуля, являющегося основой для монтажа блока монтируемого воздухоподогревателя, на фиг. 3 показаны элементы, закрывающие межмодульные пространства при монтаже воздухоподогревателя на объекте установки, на фиг. 4 показаны элементы, соединяющие коллекторы подвода и отвода теплоносителя в единые коллекторы, а также перепускные камеры в единую камеру при монтаже воздухоподогревателя на объекте установки. The invention is illustrated in the drawing, in which FIG. 1 shows a general view of a manufactured and mounted four-way air heater with V-shaped tubes, FIG. 2 shows a general view of a separate heat exchanger module, which is the basis for mounting the mounted air heater block, in FIG. 3 shows the elements covering the intermodular spaces when mounting the air heater at the installation site, FIG. Figure 4 shows the elements connecting the collectors of the inlet and outlet of the coolant in a single collector, as well as the bypass chambers in a single chamber when installing the air heater at the installation site.

Способ изготовления и монтажа четырехходового воздухоподогревателя с V-образными трубками 1, включающий изготовление двухпакетного блока V-образных трубок с коллекторами 2 подвода и отвода воздуха и с перепускной камерой 3 между двумя пакетами 4 трубок, монтаж блока на трубной решетке 5 с помощью развальцовки трубок 1 и сварки, стыковку с помощью фланцевого соединения 6 коллекторов 2 подвода и отвода воздуха с трубопроводами подвода воздуха от компрессора и отвода нагретого воздуха (не показаны) и закрытия блока покрывающими стенками, причем двухпакетный блок V-образных трубок изготавливают из отдельных двухпакетных теплообменных модулей 7 из V-образных трубок 1 с перепускными камерами 3 и с покрывающими стенками 8, монтаж которых выполняют на опорной раме 9 путем последовательной установки на ней ряда модулей 7 друг на друга, соединения со стороны межтрубного пространства покрывающих стенок 8 модулей 7 перемычками 10, каждая из которых имеет профиль гнутого уголка, а также соединения модульных коллекторов 2 подвода и отвода воздуха, и перепускных камер 3 модулей 7, с помощью колец 11, которые скрепляют с их внутренними поверхностями 12. A method of manufacturing and mounting a four-way air heater with V-shaped tubes 1, including the manufacture of a two-pack block of V-shaped tubes with headers 2 for supplying and discharging air and with a bypass chamber 3 between two packages of 4 tubes, mounting the unit on a tube sheet 5 using tube expansion 1 and welding, docking with a flange connection 6 manifolds 2 for supplying and discharging air with pipelines for supplying air from the compressor and for discharging heated air (not shown) and closing the unit with covering walls, comb a two-pack block of V-shaped tubes is made of separate two-pack heat transfer modules 7 of V-shaped tubes 1 with bypass chambers 3 and with covering walls 8, the installation of which is performed on the support frame 9 by sequentially installing a number of modules 7 on it, connected to each other sides of the annulus of the covering walls of 8 modules 7 with jumpers 10, each of which has a bent corner profile, as well as connections of modular manifolds 2 for supplying and discharging air, and bypass chambers 3 of module 7, using rings 11, which are bonded to their inner surfaces 12.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 266991, кл. F 23 L 15/04, 1970 г.Sources of information
1. Auth. St. USSR N 266991, class F 23 L 15/04, 1970

2. В. М. Антуфьев, Ю.А. Ламм. Теплообменные аппараты новой конструкции для газотурбинных установок , 8, Техническая информация. Невский машиностроительный завод им. В.И. Ленина.- Машиз, 1956, с. 6, фиг. 2 (прототип). 2. V. M. Antufiev, Yu.A. Lamm. Newly Designed Heat Exchangers for Gas Turbine Units, 8, Technical Information. Nevsky Engineering Plant named after IN AND. Lenin .-- Mashiz, 1956, p. 6, FIG. 2 (prototype).

Claims

A method of manufacturing and mounting a four-way air heater with V-shaped tubes, including the manufacture of a two-pack block of V-shaped tubes with manifolds for supplying and discharging air and with a bypass chamber between two tube bundles, mounting the unit on a tube sheet using tube expansion and welding, docking using flange connection of the manifolds for supplying and discharging air with pipelines for supplying air from the compressor and for discharging heated air and closing the unit with covering walls, characterized in that the V-shaped tube block is made of separate two-pack heat exchange modules from V-shaped tubes with bypass chambers and with covering walls, and the modules are mounted on the support frame by sequentially installing a number of modules on it, connecting from the side of the annular space of the covering walls modules with jumpers, each of which has a bent corner profile, as well as connecting modular air supply and exhaust manifolds and module bypass chambers using rings that fasten pour with their internal surfaces.