RU2744926C1 - High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant - Google Patents
High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2744926C1 RU2744926C1 RU2020122978A RU2020122978A RU2744926C1 RU 2744926 C1 RU2744926 C1 RU 2744926C1 RU 2020122978 A RU2020122978 A RU 2020122978A RU 2020122978 A RU2020122978 A RU 2020122978A RU 2744926 C1 RU2744926 C1 RU 2744926C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat exchange
- heat
- air
- temperature
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/66—Preheating the combustion air or gas
-
- 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
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
-
- 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
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/028—Control arrangements therefor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Abstract
Description
Область применения изобретения: теплоэнергетическое машиностроение, преимущественно, для печей, их горелок и других частей теплоэнергетических установок или установок в целом, например, таких как микротурбинные электрогенераторы, в составе гибридных силовых установок для генерирования электрического тока и/или тепла. Сущность изобретения: предложена конструкция вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки и последовательность его работы для предотвращения тепловых деформаций каркаса в условиях высоких температур вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки путем изготовления ячеистой структуры каркаса подогревателя, где теплообменные ячейки выполнены в виде отдельных стаканов с внешними шестигранными поверхностями и с внутренними поверхностями каналов, в каждом из которых между указанными поверхностями выполнена кольцеобразная полость, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество, имеющее возможность изменения своего агрегатного состояния при подводе и отводе тепла, а диски подогревателя выполнены из материалов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения.The scope of the invention: heat power engineering, mainly for furnaces, their burners and other parts of heat power plants or installations in general, for example, such as microturbine power generators, as part of hybrid power plants for generating electric current and / or heat. The essence of the invention: a design of a rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant and a sequence of its operation is proposed to prevent thermal deformations of the frame at high temperatures of a rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant by manufacturing a cellular structure of the heater frame, where the heat exchange cells are made in the form of separate glasses with external hexagonal surfaces and with internal surfaces of channels, in each of which an annular cavity is made between the said surfaces, inside of which there is a thermal storage substance that can change its state of aggregation during the supply and removal of heat, and the heater disks are made of materials with different coefficients of thermal expansion ...
Известна энергетическая установка с высокотемпературным вращающимся дисковым подогревателем, который содержит корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, включающий каркас, состоящий из горячего и холодного торцевых дисков и теплообменных ячеек с внутренним каналом, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и газовых потоков и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый теплообменник выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски или и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам соответствующим радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе, причем теплообменник выполнен с возможностью дожигания изменчивых органических составов (volatile organic compounds VOCs), которые очень огнеопасны и вызывают несчастные случаи при нарушении техники безопасности, и могут запустить взрывы, и являются главным источником загрязнения воздуха (см. патент республики Корея № KR 101431189 В1 (заявка KR 20140067766 А), заявитель SEIN ENT СО LTD (KR), МПК F23C 7/06 и F23L 15/02, опубл. 05.06.2014).Known power plant with a high-temperature rotating disk heater, which contains a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed in it, including a frame consisting of hot and cold end discs and heat exchange cells with an internal channel, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and alternate communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and gas streams and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heat exchanger is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air a nozzle, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air nozzle, and the gas and air nozzles of the housing are interconnected through the corresponding disks or and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and boat discs with corresponding radial and circumferential seals located on the body, and the heat exchanger is designed to post-combustion volatile organic compounds (VOCs), which are highly flammable and cause accidents in case of safety violations, and can trigger explosions, and are the main source of pollution air (see. patent of the Republic of Korea No. KR 101431189 B1 (application KR 20140067766 A), applicant SEIN ENT CO LTD (KR), IPC
Основным недостатком известной энергетической установки является то, что высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель в ней выполнен с возможностью дожигания изменчивых органических составов, то есть имеет конструкцию, сложную из-за универсальности, выполненную с возможностью предотвращения взрывов и имеющую большой запас прочности на случай их возникновения.The main disadvantage of the known power plant is that the high-temperature rotating disk heater in it is made with the possibility of afterburning variable organic compounds, that is, it has a structure that is complex due to its versatility, made with the possibility of preventing explosions and having a large margin of safety in case of their occurrence.
Известна энергетическая установка с высокотемпературным вращающимся дисковым подогревателем, который содержит корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, включающий каркас, состоящий из горячего и холодного торцевых дисков и теплообменных ячеек с внутренним каналом, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и/или каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам соответствующим радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе, причем подогреватель выполнен с возможностью подогрева газа, содержащего повышенное количество кислорода для последующего его подачи для сжигания в среде кислорода угольной пыли (см. патент Японии № JP 6273747 В2 (заявка JP 2015072092 А), заявитель IHI CORP ( I Н I) (JP), МПК F23L 15/02, опубл. 16.04.2015).Known power plant with a high-temperature rotating disk heater, which contains a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed in it, including a frame consisting of hot and cold end discs and heat exchange cells with an internal channel, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternate communication through its heat exchange cells in counterflow, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas connections, and the disk heater is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the housing are connected to each other through the corresponding discs and / or channels of the heat exchange cells and are separated by hot and cold discs, respectively corresponding radial and circumferential seals placed on the housing, and the heater is configured to heat the gas containing an increased amount of oxygen for its subsequent supply for combustion in the oxygen atmosphere of coal dust (see. Japanese patent No. JP 6273747 B2 (application JP 2015072092 A), applicant IHI CORP ( I H I) (JP), IPC
Основным недостатком известной энергетической установки является то, что высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель выполнен с возможностью дожигания изменчивых органических составов, то есть имеет сложную конструкцию контактных уплотнений с возможностью подачи завесы из нейтральных газообразных продуктов, что значительно усложняет эту конструкцию.The main disadvantage of the known power plant is that the high-temperature rotary disk heater is made with the possibility of afterburning variable organic compounds, that is, it has a complex design of contact seals with the possibility of supplying a curtain of neutral gaseous products, which greatly complicates this design.
Известна энергетическая установка с высокотемпературным вращающимся дисковым теплообменником, который содержит корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, включающий каркас, состоящий из горячего и холодного торцевых дисков и теплообменных ячеек с внутренним каналом, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый теплообменник выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам соответствующими радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе, причем теплообменник выполнен с возможностью дожигания изменчивых органических составов (volatile organic compounds VOCs), которые очень огнеопасны и вызывают несчастные случаи при нарушении техники безопасности, и могут запустить взрывы, и являются главным источником загрязнения воздуха (см. патент республики Кореи № KR 101324203 B1 (KR 20120124091 А), заявитель ENBION INC. (KR), МПК F23D 14/66, F23G 7/06, F23L 15/02, опубл. 13.11.2012).Known power plant with a high-temperature rotating disk heat exchanger, which contains a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed in it, including a frame consisting of hot and cold end discs and heat exchange cells with an internal channel, installed in the body of the heat exchanger with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas connections, and the disk heat exchanger is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas connection and the outlet air connection, from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the body are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are divided according to the hot and cold discs, respectively radial and circumferential seals located on the casing, and the heat exchanger is designed to burn volatile organic compounds (VOCs), which are highly flammable and cause accidents if safety precautions are violated, and can trigger explosions, and are the main source of air pollution ( cm. Patent of the Republic of Korea No. KR 101324203 B1 (KR 20120124091 A), applicant ENBION INC. (KR), IPC F23D 14/66,
Основным недостатком известной энергетической установки является то, что высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель выполнен с возможностью дожигания изменчивых органических составов, то есть имеет сложную конструкцию смешивания горячих и охлажденных газов с возможностью подачи к ним от внешнего источника нейтральных газообразных продуктов, что значительно усложняет эту конструкцию при незначительном снижении нагрузки на механические уплотнения ротора.The main disadvantage of the known power plant is that the high-temperature rotating disk heater is made with the possibility of afterburning variable organic compounds, that is, it has a complex design for mixing hot and cooled gases with the possibility of supplying them from an external source of neutral gaseous products, which significantly complicates this design with insignificant reducing the load on the mechanical seals of the rotor.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый теплообменник энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый теплообменник энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. патент РФ № RU 2005960, МПК F23L 15/02 заявитель Производственное объединение «ГАЗ» (Горьковский автомобильный завод (RU)), Конвенционный приоритет 26.05.1992 RU 92 5055034.Known high-temperature rotating disk heat exchanger of a power plant containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heat exchanger of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the casing are interconnected through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and cold discs by radial and circumferential seals located on the body (see. RF patent No. RU 2005960, IPC
Основным недостатком известной конструкции является то, что для предотвращения деформации высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника при его работе используются части каркаса с разной жесткостью и теплоемкостью, при этом авторы утверждают, что это должно привести к сближению температур холодного и горячего торцовых дисков. Это утверждение спорное, так как ступенчатая конструкция корпуса и коническая форма теплопередающих элементов не может гарантировать необходимый для выравнивания температур теплообмен от газа к воздуху через промежуточный твердый теплоноситель каркаса теплопередающих элементов, потому что его теплоемкость и интенсивность передачи не может гарантировать охлаждение газа и подогрев воздуха до одинаковой или близкой по значению температуры, потому что при этом постоянно падает разность температур (тепловой напор теплопередачи) соответственно между газом или воздухом и промежуточным твердым теплоносителем, а эффективность выравнивания их температур на торцевых дисках во времени динамически быстро снижается и соответственно невозможно избежать большой разности температур и изменения формы каркаса и вследствие этого приобретения им за счет тепловых деформаций грибообразной формы.The main disadvantage of the known design is that in order to prevent deformation of the high-temperature rotating disk heat exchanger during its operation, parts of the frame with different rigidity and heat capacity are used, while the authors argue that this should bring the temperatures of the cold and hot end disks closer together. This statement is controversial, since the stepped design of the body and the conical shape of the heat transfer elements cannot guarantee the heat exchange from gas to air necessary for equalizing temperatures through the intermediate solid heat carrier of the frame of the heat transfer elements, because its heat capacity and transmission intensity cannot guarantee gas cooling and air heating up to equal or close in value to the temperature, because at the same time the temperature difference (thermal head of heat transfer) between the gas or air and the intermediate solid heat carrier, respectively, is constantly falling, and the efficiency of equalizing their temperatures on the end discs dynamically decreases in time and, accordingly, it is impossible to avoid a large temperature difference and a change in the shape of the frame and, as a result, it acquires a mushroom-like shape due to thermal deformations.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 1345015 дополнительное к а. с. СССР №580410, МПК F23L 15/02, авторы Л.Я. Еременко и В.И. Гришин, Заявитель ПРЕДПРИЯТИЕ П/Я А-3513, опубл. 15.10.87).Known high-temperature rotating disk heater of a power plant containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the casing are interconnected through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and cold discs by radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 1345015 additional to a. from. USSR No. 580410, IPC F23L 15/02, authors L.Ya. Eremenko and V.I. Grishin, Applicant P / I ENTERPRISE A-3513, publ. 10/15/87).
Основным недостатком известного подогревателя энергетической установки является то, что компенсация деформации высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя при его работе происходит путем создания возможности адаптации разделительных рабочих уплотнений к грибообразной форме каркаса вращающегося дискового регенератора вследствие возможности изменения формы радиальных уплотнений разделителя потоков газа и воздуха, что является мало эффективным даже при попытке автоматической адаптации из-за постоянного неравномерного износа уплотнений и невозможности их постоянной адаптации к грибообразно деформированной в рабочем состоянии поверхности горячего и холодного дисков, так как температура отдельных участков поверхности и соответственно величина их деформации постоянно меняется.The main disadvantage of the known power plant heater is that the compensation of deformation of the high-temperature rotating disk heater during its operation occurs by making it possible to adapt the separating working seals to the mushroom shape of the rotating disk regenerator frame due to the possibility of changing the shape of the radial seals of the separator of gas and air flows, which is not very effective even when trying to automatically adapt due to the constant uneven wear of the seals and the impossibility of their constant adaptation to the mushroom-shaped surface of the hot and cold discs deformed in the working state, since the temperature of individual surface areas and, accordingly, the magnitude of their deformation is constantly changing.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 1476253 А2, МПК F23L 15/02, Заявитель ЦЕНТРАЛЬНОЕ ПРОЕКТНО-КОНСТРУКТОРСКОЕ БЮРО "РЕМСТРОЙПРОЕКТ", опубл. 30.04.89).Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas pipes, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, moreover, the gas and air branch pipes of the housing are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and x Cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 1476253 A2, IPC
Основным недостатком известного подогревателя рабочего тела энергетической установки то что для компенсации деформации высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя при его работе создается возможность адаптации и уменьшения грибообразности формы каркаса вращающегося дискового регенеративного подогревателя и разделителя потоков газа и воздуха путем подогрева части каркаса саморазогреваемым каталитическим покрытием, что является мало эффективным из-за износа уплотнений и грибообразно деформированной в рабочем состоянии поверхности горячего и холодного дисков и износа каталитического покрытия.The main disadvantage of the known heater of the working fluid of the power plant is that to compensate for the deformation of the high-temperature rotating disk heater during its operation, it is possible to adapt and reduce the mushroom shape of the frame of the rotating disk regenerative heater and separator of gas and air flows by heating a part of the frame with a self-heating catalytic coating, which is not very effective due to wear of the seals and mushroom-like deformed surface of hot and cold discs and wear of the catalytic coating.
Известен высокотемпературный вращающийся теплообменник энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый теплообменник энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячей части со входным и выходным газовым патрубком, входным и выходным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие каналы теплообменных ячеек (см. авторское свидетельство СССР № RU 2555624 С2, МПК F24H 3/02, Заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия", опубл. 10.07.2015).Known high-temperature rotating heat exchanger of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot disks and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and communication through its heat exchange cells in the countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heat exchanger of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the hot part with the inlet and outlet gas nozzles, the inlet and outlet air nozzles, and the gas and the air nozzles of the body are interconnected through the corresponding channels of the heat exchange cells (see USSR inventor's certificate No. RU 2555624 C2, IPC F24H 3/02, Applicant Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Profession onal education "Yaroslavl State Agricultural Academy", publ. 10.07.2015).
Основным недостатком известного теплообменника энергетической установки то, что для уменьшения искажения формы каркаса вращающегося дискового регенератора разделителя потоков газа и воздуха путем полного разделения воздушного и газового каналов созданы сложные по форме тракты движения воздуха и горячих газов, что приводит к усложнению конструкции высокотемпературного вращающегося теплообменника энергетической установки и средств организации принудительного газообмена.The main disadvantage of the known heat exchanger of a power plant is that in order to reduce the distortion of the shape of the frame of the rotating disk regenerator of the separator of gas and air flows by completely separating the air and gas channels, air and hot gas paths of complex shape have been created, which leads to a complication of the design of the high-temperature rotating heat exchanger of the power plant. and means of organizing forced gas exchange.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 580410, МПК F23L 15/02, авторы изобретения В.И. Гришин, В.С. Назаренко, Т.С. Добряков, С.Я. Михайлов и Е.И. Носков, Заявитель ПРЕДПРИЯТИЕ П/Я А-3513, опубл. 03.11.77).Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas pipes, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, moreover, the gas and air branch pipes of the body are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated according to the hot and cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 580410, IPC F23L 15/02, inventors V.I. Grishin, V.S. Nazarenko, T.S. Dobryakov, S. Ya. Mikhailov and E.I. Noskov, Applicant ENTERPRISE PO Box A-3513, publ. 03.11.77).
Основным недостатком известного теплообменника является то, что для компенсации деформации высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя при его работе создается возможность адаптации разделительных рабочих уплотнений к грибообразной форме каркаса вращающегося дискового регенеративного подогревателя в части использования автоматической адаптации боковых уплотнений разделителя потоков газа и воздуха, что является мало эффективным из-за быстрого износа уплотнений и боковой поверхности каркаса, горячего и холодного дисков в их рабочем деформированном грибообразном состоянии.The main disadvantage of the known heat exchanger is that in order to compensate for the deformation of the high-temperature rotating disc regenerative heater during its operation, it becomes possible to adapt the separating working seals to the mushroom-shaped frame of the rotating disc regenerative heater in terms of the use of automatic adaptation of the side seals of the separator of gas and air flows, which is not very effective due to the rapid wear of the seals and the side surface of the frame, hot and cold discs in their working deformed mushroom-like state.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 208162 А1, МПК F23L 15/02, заявитель Подольский машиностроительный завод им. Серго Орджоникидзе, опубл. 29.12.67).Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas pipes, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, moreover, the gas and air branch pipes of the body are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated according to the hot and cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 208162 A1, IPC F23L 15/02, applicant Podolsk machine-building plant named after Sergo Ordzhonikidze, publ. 12/29/67).
Основным недостатком известного подогревателя является то, что для компенсации деформации высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника при его работе создается «возможность» адаптации к грибообразной форме каркаса вращающегося дискового регенераторативного подогревателя, деформированного под воздействием неравномерного поля температур, путем использования адаптивного механизма управления разделительными рабочими радиальными уплотнениями разделителя потоков газа и воздуха, что является мало эффективным из-за постоянного износа уплотнений и поверхности горячего и холодного дисков в деформированном грибообразном рабочем состоянии вне зависимости от формы каркаса регенеративного подогревателя и уплотнений к нему из-за их постоянно изменяющейся температуры и соответственно постоянно меняющейся величины термической деформации.The main disadvantage of the known heater is that to compensate for the deformation of the high-temperature rotating disk heat exchanger during its operation, it is possible to adapt to the mushroom-shaped frame of the rotating disk regenerative heater, deformed under the influence of an uneven temperature field, by using an adaptive control mechanism for separating working radial seals of the flow divider gas and air, which is not very effective due to constant wear of the seals and the surface of hot and cold discs in a deformed mushroom-like working state, regardless of the shape of the regenerative heater frame and seals to it due to their constantly changing temperature and, accordingly, the constantly changing value of thermal deformation ...
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный теплообменник энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый теплообменник энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. патент РФ № RU 2441188, МПК F28F 27/00, F28D 19/047, заявитель БАЛКЕ-ДЮРР ГМБХ (DE), опубл. 27.01.2012).Known high-temperature rotating disk regenerative heat exchanger of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heat exchanger of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side a cold disk - with an outlet gas and an air inlet pipe, and the gas and air pipes of the housing are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by a hot and cold disk radial and circumferential seals located on the body (see. RF patent No. RU 2441188, IPC F28F 27/00, F28D 19/047, applicant BALKE-DURR GMBH (DE), publ. 27.01.2012).
Основным недостатком известного теплообменника и компенсации его грибообразной деформации является то, что при работе высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника осуществляется сложная последовательность действий и путем использования сложного механизма управления ими при попытке создания бесконтактного уплотнения и поддержания постоянного оптимального зазора в уплотнении при помощи управляемых по температуре сложных стержневых механизмов, расположенных по всем поверхностям уплотнений, что в условиях постоянно меняющегося из-за нагрева-охлаждения отдельных элементов каркаса вследствие постоянного изменения распределения температур по поверхности каркаса.The main disadvantage of the known heat exchanger and compensation for its mushroom-like deformation is that when a high-temperature rotating disk heat exchanger operates, a complex sequence of actions is carried out and by using a complex control mechanism when trying to create a contactless seal and maintaining a constant optimal gap in the seal using complex temperature-controlled rod mechanisms located on all surfaces of the seals, which is constantly changing due to heating and cooling of individual elements of the frame due to a constant change in the temperature distribution over the surface of the frame.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе теплообменника с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство на изобретение СССР № SU 613193 А1, МПК F28D 19/04, F23L 15/02, авторы Маркман Яков Абрамович, Геращенко Борис Авксентьевич, Бородянский Моисей Евсеевич, Ушаков Иван Кириллович, Вайнштейн Леонид Петрович, Заявитель ПРЕДПРИЯТИЕ П/Я А-3513, опубл. 27.10.2011.)Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heat exchanger body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas pipes, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, moreover, the gas and air branch pipes of the body are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated according to the hot and cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR inventor's certificate No. SU 613193 A1, IPC F28D 19/04, F23L 15/02, authors Yakov Abramovich Markman, Boris Avksentievich Gerashchenko, Moisey Evseevich Borodyansky, Ivan Kirillovich Ushakov, Leonid Petrovich Vainshtein, Applicant YA-3513 P / , publ. 27.10.2011.)
Основным недостатком известного подогревателя является, то что для компенсации грибообразной деформации высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки путем использования механизма, следящего за поддержанием заданных зазоров в уплотнениях при его работе, необходима сложная последовательность действий при попытке создания почти бесконтактного уплотнения и поддержания оптимального минимального зазора по всей длине уплотнений при помощи управляемых по температуре сложных заранее настраиваемых следящих механизмов, расположенных по всем поверхностям уплотнений, возникнут сложности по синхронному управлению ими, что не позволяет достичь оптимального минимального зазора по всей длине уплотнений из-за постоянного неравномерного износа плит уплотнений при грибообразном деформированном рабочем состоянии каркаса, также износа составляющих следящий механизм роликов и кулачков вследствие воздействия постоянно меняющегося поля температур и это соответственно приведет к неконтролируемому силовому контакту уплотнений, увеличению износа сопряженных поверхностей и нарушению работы уплотнений при тепловой деформации ротора.The main disadvantage of the known heater is that to compensate for the mushroom-like deformation of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant by using a mechanism that monitors the maintenance of the specified gaps in the seals during its operation, a complex sequence of actions is required when trying to create an almost contactless seal and maintain the optimal minimum the gap along the entire length of the seals with the help of complex temperature-controlled, pre-settable follower mechanisms located on all surfaces of the seals, difficulties will arise in their synchronous control, which does not allow achieving the optimal minimum gap along the entire length of the seals due to constant uneven wear of the seal plates with deformed working condition of the frame, as well as wear of the rollers and cams that make up the follower mechanism due to the influence of a constantly changing tempera tour and this will accordingly lead to uncontrolled force contact of the seals, increased wear of the mating surfaces and disruption of the seals during thermal deformation of the rotor.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. патент на изобретение РФ № RU 2432540, МПК F28D 17/00 заявитель БАЛКЕ-ДЮРР ГМБХ (DE), опубл. 27.10.2011.)Known high-temperature rotating disk heater of a power plant containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the casing are interconnected through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and cold discs by radial and circumferential seals located on the body (see. RF patent for invention No. RU 2432540, IPC F28D 17/00 applicant BALKE-DURR GMBH (DE), publ. 27.10.2011.)
Основным недостатком известного подогревателя является то, что для компенсации деформации высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя при его работе используется сложная последовательность действий при попытке создания бесконтактного уплотнения и поддержания удаляемого расхода перетекающих составляющих перетоков воздушного и газового потоков через оптимальный зазор в уплотнении при помощи отсасывания воздуха и/или газа составляющих утечки, в зоне расположенных по всем поверхностям уплотнений, преимущественно в радиальном направлении, позволяющего стабилизировать распределение потоков воздуха и газа и их температур по поверхности каркаса, что должно уменьшить грибообразные деформации, но это не возможно, так как температуры поверхности каркаса подогревателя и уплотнений постоянно неравномерно меняются вследствие инерционности процесса теплообмена в изменяемом поле температур.The main disadvantage of the known heater is that to compensate for the deformation of the high-temperature rotary disk heater during its operation, a complex sequence of actions is used when trying to create a contactless seal and maintain the removable flow rate of the overflowing components of the air and gas flows through the optimal gap in the seal by sucking air and / or gas leakage components, in the area of seals located on all surfaces, mainly in the radial direction, which allows stabilizing the distribution of air and gas flows and their temperatures over the frame surface, which should reduce mushroom-like deformations, but this is not possible, since the surface temperatures of the heater frame and seals constantly vary unevenly due to the inertia of the heat transfer process in a variable temperature field.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый подогреватель энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. патент на изобретение РФ № RU 2119127 С1, МПК F23L 15/02, F28D 19/04 заявитель Аппаратебау Ротемоле Брандт унд Критцлер ГмбХ (DE), опубл. 20.09.1998.)Known high-temperature rotating disk heater of a power plant containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the casing are interconnected through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and cold discs by radial and circumferential seals located on the body (see. RF patent for invention No. RU 2119127 C1, IPC F23L 15/02, F28D 19/04 applicant Apparatus Rotemole Brandt und Kritzler GmbH (DE), publ. 20.09.1998.)
Основным недостатком известного подогревателя является то, что для компенсации деформации высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя при его работе используется сложная последовательность действий и регулируемых уплотнений при попытке создания бесконтактного уплотнения и поддержания разделения воздушной и газовых полостей через оптимальный зазор в уплотнении при помощи потока разделительного газа, компенсирующего и предотвращающего перетечки воздуха и газа, при этом окружные и радиальные уплотнения образуют поверхности уплотнения, расположенные в общей плоскости и беззазорно переходящие друг в друга в местах стыка и с возможностью автоматического поддержания беззазорного контакта, и подачи запорного газа в зазоры уплотнений, позволяющих по мнению автора стабилизировать распределение температур и постоянство зазоров по поверхности каркаса, что в условиях термической грибообразной деформации каркаса в условиях постоянно меняющегося поля температур и нестационарного теплообмена приведет нарушению условий контакта и быстрому износу контактирующих поверхностей уплотнений и каркаса.The main disadvantage of the known heater is that to compensate for the deformation of the high-temperature rotary disk heater during its operation, a complex sequence of actions and adjustable seals is used when trying to create a contactless seal and maintain the separation of air and gas cavities through an optimal gap in the seal using a separating gas flow, which compensates and preventing leakage of air and gas, while the circumferential and radial seals form sealing surfaces located in a common plane and gap-free passing into each other at the joints and with the possibility of automatically maintaining gap-free contact, and supplying a blocking gas to the gaps of the seals, which, according to the author, stabilize temperature distribution and constancy of gaps over the frame surface, which under conditions of thermal mushroom-like deformation of the frame under conditions of a constantly changing temperature field and unsteady heat transfer Replacement will lead to a violation of the contact conditions and rapid wear of the contacting surfaces of the seals and the frame.
Известен высокотемпературный вращающийся регенеративный дисковый подогреватель энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем регенеративный дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 881517, МПК F28D 19/04, F23L 15/02, заявитель Горьковский автомобильный завод (Производственное объединение "ГАЗ"), опубл. 15.11.1981).Known high-temperature rotating regenerative disk heater of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the regenerative disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the hot disk side with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and the sides of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, and the gas and air branch pipes of the body are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated according to the hot and cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 881517,
Основным недостатком известного подогревателя является то, что для компенсации деформации каркаса высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя при его работе и возникновении термических деформаций ротора, его грибообразное коробление устраняется по мнению заявителя строгой фиксацией ротора относительно корпуса посредством взаимодействия кольца с кольцевой канавкой через антифрикционные накладки. Таким образом по мнению заявителя устраняется перекос уплотняемых поверхностей ротора, что исключает раскрытие зазоров между этими поверхностями и уплотнениями и тем самым это уменьшает перетоки теплообменивающихся сред - воздуха и газа. Механическое выравнивание грибообразной формы теплопередающей поверхности каркаса ротора не может быть полностью компенсировано, например, вследствие наличия нерегулируемых технологических зазоров в соединениях, что приведет к перекосу и быстрому износу контактирующих поверхностей каркаса подогревателя, его уплотнений и соответственно нарушению работы уплотнений.The main disadvantage of the known heater is that in order to compensate for the deformation of the frame of the high-temperature rotating disk heater during its operation and the occurrence of thermal deformations of the rotor, its mushroom-like warpage is eliminated, according to the applicant, by strict fixation of the rotor relative to the housing by means of the interaction of the ring with the annular groove through the anti-friction linings. Thus, in the opinion of the applicant, the skew of the sealing surfaces of the rotor is eliminated, which excludes the opening of the gaps between these surfaces and the seals and thereby reduces the flow of heat exchanging media - air and gas. Mechanical alignment of the mushroom shape of the heat transfer surface of the rotor frame cannot be fully compensated, for example, due to the presence of unregulated technological gaps in the joints, which will lead to distortion and rapid wear of the contacting surfaces of the heater frame, its seals and, accordingly, disruption of the seals.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. авторское свидетельство СССР № SU 800579 А1, МПК F28D 19/00, F23L 15/02, заявитель Горьковский автомобильный завод (Производственное объединение "ГАЗ"), опубл. 30.01.1981).Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes and a rotor installed therein, containing a frame consisting of cold and hot end discs and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternating communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas pipes, and the disk heater of the power plant is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk with the inlet gas pipe and the outlet air pipe, and from the side of the cold disk - with an outlet gas and an inlet air branch pipe, moreover, the gas and air branch pipes of the housing are connected to each other through the corresponding discs and channels of the heat exchange cells and are separated by hot and x Cold discs with radial and circumferential seals located on the body (see. USSR author's certificate No. SU 800579 A1,
По утверждению заявителя выполнение на горячей стороне каркаса поперечных каналов, сообщенных входными отверстиями с воздушным подводящим патрубком, а выходными - с воздушным отводящим патрубком позволяет обеспечить охлаждение торца каркаса на горячей стороне, уменьшить коробление каркаса за счет выравнивания температуры поверхности каркаса и повысить надежность работы регенератора. Но при этом заявитель не учитывает возможность грибообразного коробления всего жесткого каркаса, состоящего из монолитных шестигранных ячеек, в которых установлены теплопередающие элементы в виде конических вставок, которые постоянно поочередно омываются с одной стороны разогреваемым ими холодным воздухом, а с другой - горячими газами, вследствие чего термические грибообразные деформации каркаса под их воздействием не смогут полностью компенсироваться меньшими деформациями охлаждаемого горячего диска. Потому что этого недостаточно для устранения грибообразной формы каркаса и это не позволит полностью устранить термическую грибообразную деформацию каркаса подогревателя энергетической установки, потому что неравномерный разогрев жесткого каркаса по длине каждого канала теплообменных ячеек с постоянно меняющейся и разной на поверхности каркаса температурой с достижением разных температур на горячем и холодном их концах создаст разные величины радиального расширения элементов жесткого каркаса, что приведет к появлению грибообразной термической деформации жесткого каркаса и также приведет к быстрому износу уплотнений и контактирующих с ним поверхностей каркаса. Охлаждение горячего диска лишь частично может уменьшить грибообразность термической деформации жесткого каркаса.According to the applicant, the execution of transverse channels on the hot side of the frame, communicated by the inlet openings with the air inlet pipe, and the outlet openings with the air outlet pipe, allows cooling the frame end on the hot side, reducing the warping of the frame by leveling the temperature of the frame surface and increasing the reliability of the regenerator. But at the same time, the applicant does not take into account the possibility of mushroom-like warping of the entire rigid frame, consisting of monolithic hexagonal cells, in which heat transfer elements are installed in the form of conical inserts, which are constantly alternately washed on one side by cold air heated by them, and on the other by hot gases, as a result of which thermal mushroom-like deformations of the frame under their influence cannot be fully compensated by smaller deformations of the cooled hot disk. Because this is not enough to eliminate the mushroom-like shape of the frame and this will not allow to completely eliminate the thermal mushroom-like deformation of the frame of the power plant heater, because the uneven heating of the rigid frame along the length of each channel of the heat exchange cells with constantly changing and different temperatures on the frame surface with the achievement of different temperatures on the hot and their cold ends will create different values of radial expansion of the elements of the rigid frame, which will lead to the appearance of mushroom-shaped thermal deformation of the rigid frame and will also lead to rapid wear of the seals and the surfaces of the frame in contact with it. Cooling the hot disk can only partially reduce the mushroom-like thermal deformation of the rigid frame.
Известен высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела малоразмерной газотурбинной энергетической установки, содержащий корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, содержащий каркас, состоящий из холодного и горячего торцевых дисков и теплообменных ячеек, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем дисковый подогреватель энергетической установки, выполненной в виде в малоразмерной газотурбинной энергетической установки, исполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска - с выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски и каналы теплообменных ячеек и разделены по горячему и холодному дискам радиальными и окружными уплотнениями, размещенными на корпусе (см. патент РФ № RU 2623133 С1, МПК F02C 7/08, заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" (RU), опубл. 27.01.2012.)Known high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a small-sized gas turbine power plant, containing a housing with inlet and outlet air pipes and inlet and outlet gas pipes and a rotor installed in it, containing a frame consisting of cold and hot end disks and heat exchange cells, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternate communication through its heat exchange cells in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the disk heater of the power plant, made in the form of a small-sized gas turbine power plant, is made with the possibility of communication in countercurrent, respectively, from the side a hot disk with an inlet gas nozzle and an outlet air nozzle, and from the side of the cold disk with an outlet gas and an inlet air nozzle, and the gas and air nozzles of the body with They are connected to each other through corresponding discs and channels of heat exchange cells and are separated by hot and cold discs by radial and circumferential seals located on the body (see. RF patent No. RU 2623133 C1,
По утверждению заявителя выполнение на горячей стороне каркаса и вокруг теплообменных ячеек поперечных охлаждающих каналов, сообщенных входными отверстиями с воздушным подводящим патрубком, а выходными - с воздушным отводящим патрубком позволяет обеспечить охлаждение торца каркаса на горячей стороне и каркаса с теплообменными ячейками, уменьшить коробление каркаса за счет выравнивания температуры поверхности диска и ячеек каркаса и повысить надежность работы регенератора. Но при этом заявитель не учитывает возможность грибообразного коробления всего жесткого каркаса, состоящего из монолитных шестигранных ячеек, в которых установлены теплопередающие элементы в виде вставок, которые постоянно омываются с одной стороны разогреваемым ими холодным воздухом, а с другой - горячими газами, а при этом теплообменные ячейки в виде теплопередающих пакетов жестко связаны со стенками каркаса и не имеют тепловой изоляции от охлаждающих каналов, вследствие чего термические деформации каркаса из-за его постоянного подогрева от теплообменных ячеек не смогут компенсироваться меньшими деформациями охлаждаемого горячего диска и внешних шестигранных стенок каждой из ячеек каркаса, а их охлаждение не сможет поддерживать каркас в недеформированном состоянии его цилиндрической формы, так как внешние стенки ячеек каркаса не теплоизолированы от их внутренних частей, то есть от стенок каналов с теплопередающими элементами в виде пакетов, и жестко механически с ними связаны, по этой причине реальное состояние и деформации каркаса определяются нагревом от тепла теплопередающих пакетов и их термического и механического деформационного воздействия на каркас и деформации каркаса из-за неравномерного реального распределения температур по несущим конструкциям каркаса, но при этом термическая деформация будет иметь более сложную форму.According to the applicant, the execution of transverse cooling channels on the hot side of the frame and around the heat exchange cells communicated by the inlet openings with the air inlet pipe, and the outlet openings with the air outlet pipe, allows to provide cooling of the frame end on the hot side and the frame with heat exchange cells, to reduce the warping of the frame due to equalizing the temperature of the surface of the disk and the cells of the frame and increase the reliability of the regenerator. But at the same time, the applicant does not take into account the possibility of mushroom-like warping of the entire rigid frame, consisting of monolithic hexagonal cells, in which heat transfer elements are installed in the form of inserts, which are constantly washed on one side by cold air heated by them, and on the other by hot gases, and at the same time heat exchange cells in the form of heat transfer packages are rigidly connected to the walls of the frame and do not have thermal insulation from the cooling channels, as a result of which thermal deformations of the frame due to its constant heating from heat exchange cells cannot be compensated for by smaller deformations of the cooled hot disk and the outer hexagonal walls of each of the cells of the frame, and their cooling will not be able to maintain the frame in an undeformed state of its cylindrical shape, since the outer walls of the frame cells are not thermally insulated from their inner parts, that is, from the channel walls with heat transfer elements in the form of packages, and are rigidly mechanically connected to them, therefore For this reason, the real state and deformations of the frame are determined by heating from the heat of the heat transfer packages and their thermal and mechanical deformation effect on the frame and deformation of the frame due to the uneven real temperature distribution over the supporting structures of the frame, but thermal deformation will have a more complex shape.
Наиболее близким техническим решением является устройство вращающегося дискового регенератора, по патенту РФ № RU 2623133 С1, который наиболее близок предлагаемому изобретению по решаемой задаче и имеет при работе наибольшее число действий, совпадающих с действиями по предлагаемому изобретению.The closest technical solution is the device of a rotating disk regenerator, according to RF patent No. RU 2623133 C1, which is the closest to the proposed invention in terms of the problem being solved and has the greatest number of actions during operation that coincide with the actions of the proposed invention.
Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение работоспособности каркаса ротора высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки путем предотвращения деформации его цилиндрической формы под воздействием постоянно действующего и изменяющегося поля температур теплообменных ячеек, воздействующего в условиях высоких температур на вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки, путем сохранения цилиндрической формы его несущей части каркаса высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя энергетической установки за счет стабилизации температурного поля несущих конструктивных элементов каркаса и устранения возможности его деформирующего воздействия на каркас при возвратно колебательном теплообмене в теплообменных ячейках за счет повышения постоянства температур несущих конструктивных элементов путем их термофизической теплоизоляции, то есть стабилизации поля температур и сохранения равномерности поля температур на шестигранных поверхностях несущих конструктивных элементов за счет устранения знакопеременного термического колебательного воздействия на несущие шестигранные части, как при изменении режимов работы энергетической установки, так и при циклическом нагреве и охлаждении теплообменных ячеек, путем сглаживания колебаний температуры за счет поглощения термоаккумулирующим веществом при его плавлении избытка тепла от горячего газа и отдачи холодному воздуху недостающего ему тепла термоаккумулирующим веществом при его застывании.The technical objective of the present invention is to improve the performance of the rotor frame of a high-temperature rotating disc regenerative heater of the working medium of a power plant by preventing deformation of its cylindrical shape under the influence of a constantly acting and changing temperature field of heat exchange cells, acting at high temperatures on the rotating disc regenerative heater of the working medium of a power plant, by preserving the cylindrical shape of its supporting part of the frame of a high-temperature rotating disk heater of a power plant due to stabilization of the temperature field of the supporting structural elements of the frame and eliminating the possibility of its deforming effect on the frame during reciprocating vibrational heat exchange in heat exchange cells by increasing the constancy of temperatures of the supporting structural elements by their thermophysical thermal insulation , that is, stabilization of the field m temperature and maintaining the uniformity of the temperature field on the hexagonal surfaces of the bearing structural elements by eliminating the alternating thermal vibrational effect on the bearing hexagonal parts, both when changing the operating modes of the power plant, and during cyclic heating and cooling of heat exchange cells, by smoothing temperature fluctuations due to absorption by thermal storage a substance during its melting of excess heat from a hot gas and the return to cold air of the heat it lacks by a thermal storage substance when it solidifies.
При реализации последовательности действий, соответствующей работе высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки решается поставленная техническая задача и достигаются следующие, описанные ниже технические результаты.When implementing the sequence of actions corresponding to the operation of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant, the technical problem is solved and the following technical results described below are achieved.
Техническая задача решается тем, что ниже описанные технические результаты реализуются при работе высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки в следующей последовательности действий, позволяющих предотвратить деформации цилиндрической формы высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, содержащего корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками и установленный в нем ротор, включающий каркас 1, состоящий из горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков и теплообменных ячеек 4 с внутренним каналом 5, установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки 4 в противотоке соответственно входного и выходного воздушных и входного и выходного газовых патрубков, причем высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска 2 со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска 3-е выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски 2 или 3 и каналы 5 теплообменных ячеек 4 и раздельны по горячему 2 и холодному 3 дискам соответствующими радиальными 6 и окружными 7 уплотнениями, размещенными на корпусе.The technical problem is solved by the fact that the technical results described below are realized when the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working medium of the power plant is operated in the following sequence of actions to prevent deformations of the cylindrical shape of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working medium of the power plant containing a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas nozzles and a rotor installed in it, including a frame 1, consisting of hot 2 and cold 3 end disks and heat exchange cells 4 with an internal channel 5, installed in the heater body with the possibility of rotation and alternate communication through its heat exchange cells 4 in the countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air and inlet and outlet gas nozzles, and the high-temperature rotating disc regenerative heater of the working fluid energy The chemical installation is configured to communicate in counterflow, respectively, from the side of the hot disk 2 with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side of the cold disk the 3rd outlet gas and inlet air nozzles, and the gas and air nozzles of the housing are connected to each other through the corresponding disks 2 or 3 and channels 5 of heat exchange cells 4 and are separated by hot 2 and cold 3 discs by corresponding radial 6 and circumferential 7 seals located on the body.
При этом радиальное уплотнение 6 обычно бывает размещено в диаметральной плоскости сечения соответствующего диска 2 или 3 между воздушным и газовым потоками, а окружное уплотнение 7 ротора - по окружному периметру соответствующего диска 2 или 3 и при этом радиальные 6 и окружные 7 уплотнения ротора установленные на корпусе, выполнены лабиринтными, потому что у каркаса во время работы на различных режимах и при возвратно колебательном режиме регенеративного теплообмена постоянно поддерживаются цилиндрическая форма внешней боковой поверхности каркаса и плоская форма поверхности торцевых дисков 2 или 3 высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки и величины зазоров в лабиринтных уплотнениях, что позволяет создать условия для бесконтактной работы лабиринтных уплотнений. При необходимости по периметру боковой поверхности ротора могут быть установлены дополнительные уплотнения, например, для разделения агрессивных сред и предотвращения их попадания во внутренние каналы каркаса ротора. Эти признаки почти полностью повторяют совокупность, свойства и достигаемые в прототипе при его работе известные технические результаты, заключающиеся в снижении утечек и перетечек и в выравнивании поля температур по поверхностям горячего 2 и холодного 3 дисков, что может снизить экстремальные значения термических деформаций и повысить равномерность их распределения по указанным поверхностям. Повышение качества работы высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя достигается эффективной работой уплотнений 6 и 7 и высоким качеством разделения потоков воздуха и газа. В первую очередь, вне зависимости от вида и конструкции уплотнений, качество их работы характеризуется стабильностью положения уплотнений относительно ротора и отсутствием изменения формы уплотнений 6 и 7 и сопряженных с ними поверхностей уплотнения торцевых дисков 2 и 3 в этом процессе, который определяется во время эксплуатации постоянством рабочего зазора между корпусом, уплотнениями и ротором, основной предпосылкой которого является постоянство формы ротора, которая не должна зависеть от изменения распределения поля температур по поверхности холодного 3 и горячего 2 торцевых дисков и теплового состояния каркаса 1 и теплообменных ячеек 4. Повышение стабильности и равномерности распределения поля температур по поверхностям горячего 2 и холодного 3 дисков, вследствие поддержания стабильной температуры поверхности теплообменных ячеек 4 и их торцевых поверхностей стаканов 10 и дисков 2 и 3, что повышает стабильность цилиндрической формы ротора вращающегося подогревателя, причем, радиальные 6 и окружные 7 уплотнения ротора на корпусе, выполнены лабиринтными, горячий 2 и холодный 3 торцевые диски выполнены из материалов, отношение коэффициентов линейного расширения которых обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур торцевых дисков 2 и 3, теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3 и выполнены в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 с внутренними поверхностями 12 каналов 5, в каждом из которых между указанными поверхностями выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре и подводе тепла изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, таким образом каждая теплообменная ячейка 4 выполнена с возможностью возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 с возможностью за счет отбора тепла на нагрев и плавление термоаккумулирующего вещества 14 от горячего рабочего газа и соответственно его охлаждения, а при остывании и застывании термоаккумулирующего вещества за счет отдачи тепла его застывания - подогрева холодного воздуха, при этом теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3 с возможностью крепления, по меньшей мере с одной точкой 8 жесткого крепления на каждом диске 2 или 3, а, по меньшей мере, каждые две точки 8 жесткого крепления стаканов на соседних дисках 2 и 3 расположены в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к оси вращения ротора плоскости сечения дисков 2 и 3, проходящей через ось симметрии каждого стакана 10 со стороны шестигранной поверхности 11, а зазор между стаканами 10 выбран из условия достижения возможности их свободного взаимного расширения при максимальной рабочей температуре.In this case, the
Все ниже указанные технические результаты по сохранению и поддержанию постоянства цилиндрической формы каркаса высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, при его работе улучшаются под совместным действием ранее указанных факторов, термоаккумулирующего вещества и его температурно-стабилизирующего воздействия в теплообменных ячейках стаканов 10, которые выполнены с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5, в каждом из которых между указанными поверхностями выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре и подводе тепла изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, таким образом каждая теплообменная ячейка 4 выполнена с возможностью возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 с возможностью отбора тепла от рабочего газа термоаккумулирующим веществом за счет тепла плавления, и с возможностью подогрева холодного воздуха путем отдачи термоаккумулирующим веществом тепла застывания. Назовем этот процесс термофизической теплоизоляцией несущих частей каркаса 1.All the technical results indicated below for maintaining and maintaining the constancy of the cylindrical shape of the frame of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant, during its operation, are improved under the combined action of the previously mentioned factors, the thermal storage substance and its temperature-stabilizing effect in the heat exchange cells of the
Для уменьшения деформирующего воздействия перепадов температур на каркас и снижения величин его термических деформаций без необходимости создания сложных условий и конструкций для выравнивания и стабилизации поля температур по несущим элементам конструкции каркаса во время его работы обычно необходимо изменить конструкцию каркаса 1 и последовательность действий при его работе, приводящих к снижению деформаций и изменению цилиндрической формы каркаса. Это достигается в предложенной конструкции за счет использования следующих отличительных признаков предложенного высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки и получения взаимосвязанных с ними причинно-следственными связями технических результатов.To reduce the deforming effect of temperature drops on the frame and reduce the magnitude of its thermal deformations without the need to create complex conditions and structures for leveling and stabilizing the temperature field along the load-bearing elements of the frame structure during its operation, it is usually necessary to change the structure of the
1. Радиальные 6 и окружные 7 уплотнения ротора на корпусе, выполнены лабиринтными, что позволяет уменьшить возможность перетечек воздуха и газа между воздушным и газовым контурами каркаса при противоточном движении воздуха и газа и устранить их отрицательного влияние на тепловое состояние каркаса.1.
2. Холодный 3 и горячий 2 торцевые диски выполнены из материалов отношение коэффициентов линейного расширения которых обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур дисков, что позволяет устранить взаимную неравномерность теплового расширения дисков под действием разных рабочих температур, таким образом при нагреве до рабочих температур и в условиях возвратно колебательного теплообмена, воздействие которого на торцевые диски не возможно устранить, уменьшается так называемая грибообразная деформация каркаса.2.
3. На торцевых дисках 2 и 3 и во внутреннем канале 5 каждой теплообменной ячейки 4 происходит возвратно колебательный теплообмен со знакопеременным термическим колебательным воздействием из-за попеременного взаимодействия с торцевыми дисками 2 и 3 и внутренними каналами 5 каждой теплообменной ячейки 4, то горячих газов, то холодного воздуха, которые невозможно устранить из-за свойств регенеративного процесса теплообмена. Но при этом уменьшается неравномерность деформации отдельных взаимно противолежащих частей торцевых дисков 2 и 3 под воздействием соответствующих входящих в каналы теплообменных ячеек 4 каркаса 1 соответственно попеременно то горячих газов, то холодного воздуха, в том числе до и после теплообмена, так как указанные в п. 2 свойства материалов дисков 2 и 3 уменьшают относительную деформацию их частей в условиях возвратно колебательного теплообмена, при которых начальные и конечные температуры поверхностей горячего 2 и холодного 3 дисков соответственно для нагреваемого воздушного потока и соответственно охлаждаемого газового потока, так как набегающий воздушный поток входит в ротор через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора, а выходит из него через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора в виде уходящего нагретого воздушного потока, а газовый поток входит в ротор через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора и выходит через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в виде уходящего охлажденного газового потока, так как перепады температур между горячими и холодными частями торцевых дисков 2 и 3, находящимися под воздействием соответственно охлаждаемого горячего потока газа и нагреваемого холодного воздушного потока будут соответствующим образом пропорциональны, таким образом и термические деформации указанных противолежащих частей торцевых дисков 2 и 3 будут пропорциональны, а общие величины линейных изменений размеров частей дисков 2 и 3 будут почти одинаковыми, что уменьшит общую грибообразность деформации всего каркаса 1, даже с учетом динамики теплообменного процесса.3. On the
4. Поддержание постоянства температуры (путем термического изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14) каждого стакана 10 позволяет повысить стабильность формы и размеров каждого из стаканов 10, холодного 3 и горячего 2 дисков и уменьшить их деформирующее влияние на термические деформации всего каркаса 1, так как несущие части с шестигранными поверхностями 11 теплообменных ячеек 4 будут находиться при относительно стабильной температуре.4. Maintaining a constant temperature (by thermally changing the state of aggregation of the thermoaccumulating substance 14) of each
5. Сохранение цилиндрической формы каркаса 1 путем сохранения постоянства размеров и формы его несущих основные механические нагрузки частей с шестигранными поверхностями 11 теплообменных ячеек 4 высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя энергетической установки за счет стабилизации температурного поля указанных несущих основную силовую нагрузку конструктивных элементов каркаса 1 и устранения возможности их деформирующего воздействия на каркас 1 при возвратно колебательном теплообмене в теплообменных ячейках 4 за счет повышения постоянства температур указанных несущих конструктивных элементов путем их термофизической теплоизоляции, то есть стабилизации поля температур и сохранения равномерности поля температур на частях с шестигранными поверхностями 11 несущих конструктивных элементов при возвратно колебательном теплообмене и изменении режимов работы энергетической установки за счет устранения знакопеременного термического колебательного воздействия на несущие силовые нагрузки части с шестигранными поверхностями 11 при нагреве и охлаждении теплообменных ячеек 4 путем сглаживания колебаний температуры вследствие поглощения термоаккумулирующим веществом 14 при его плавлении избытка тепла от горячего газа и отдачи холодному воздуху недостающего тому тепла термоаккумулирующим веществом 14 при его застывании.5. Preservation of the cylindrical shape of the
6. Поддержание постоянства температур торцовых поверхностей стаканов 10 приведет к повышению стабильности рабочих температур дисков 2 и 3 путем оборотного возвратно колебательного перетекания тепла от перегретой или переохлажденной поверхности дисков 2 и 3 к термоаккумулирующему веществу 14 в полости стакана 10 и обратно. Для улучшения протекания этого процесса контактирующие торцовые поверхности стаканов 10 и дисков 2 и 3 могут быть соединены, например, пайкой теплопроводящим легко деформируемым материалом, такое выполнение предпочтительно при небольшом перепаде температур регенеративного процесса, или - теплоизолированы при большой разнице температур воздушного и газового потоков, то есть крепление стаканов 10 должно осуществляться в соответствии с требованиями, предъявляемыми к конструкции каркаса 1 и условиями его работы.6. Maintaining the constancy of the temperatures of the end surfaces of the
7. На холодном 3 и горячем 2 дисках равномерность температурного поля и соответственно формы и линейных размеров дисков 2 и 3 будет поддерживаться автоматически за счет теплопередачи и попеременного нагрева - охлаждения соответствующих дисков от торцов стаканов 10 теплообменных ячеек 4 с учетом требований, предъявляемых к конструкции каркаса 1 и к условиям его работы.7. On cold 3 and hot 2 discs, the uniformity of the temperature field and, accordingly, the shape and linear dimensions of
8. При этом (см. п. 7) параллельное и синхронное изменение общих линейных размеров и поддержание формы и взаимных размеров оппозитно расположенных частей дисков 2 и 3 приведет к уменьшению изгибных деформаций стаканов 10, вследствие постоянства взаимного радиального расстояния их точек крепления от оси вращения на соответствующей части дисков 2 и 3;8. In this case (see clause 7) a parallel and synchronous change in the overall linear dimensions and the maintenance of the shape and mutual dimensions of the opposed parts of the
9. Выполнение теплообменных ячеек 4 в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5 и установка их между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере с одной точкой жесткого крепления на каждом диске, а, по меньшей мере, расположение каждых двух точек жесткого крепления стаканов 10 на соседних дисках в диаметральной плоскости сечения их оснований стаканов 10, расположение этих точек в радиальной и/или тангенциальной к оси вращения ротора плоскости сечения дисков 2 или 3, проходящей через ось симметрии каждого стакана 10 со стороны шестигранной поверхности 11 позволяет снизить деформирующее влияние изменения линейных размеров стаканов 10 за счет теплопередачи и попеременного нагрева - охлаждения дисков и стаканов 10 теплообменных ячеек 4.9. Execution of
10. Выбор зазора между стаканами 10 из условия достижения возможности их свободного расширения при максимальной рабочей температуре позволяет исключить влияние неравномерного нагрева по длине канала 5 соответствующего неравномерного линейного в радиальном направлении расширения поверхностей 11 и 12 стенок каждого стакана 10, и исключить влияние из-за этого его грибообразной формы на форму каркаса 1 подогревателя.10. The choice of the gap between the
11. В каждом из стаканов 10 между внешней шестигранной поверхностью 11 и поверхностью 12 внутреннего канала 5 выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре и при подводе тепла соответственного изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое и поглощения тепла плавления, а при отводе тепла - обратно и выделения тепла застывания, таким образом каждая теплообменная ячейка 4 выполнена с возможностью возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 с возможностью за счет тепла плавления отбора тепла от рабочего газа, а при застывании термоаккумулирующего вещества - отдачи тепла застывания для подогрева холодного воздуха, при этом теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3 с возможностью соответствующего крепления к ним. Такое выполнение теплообменных ячеек 4 позволяет повысить эффективность теплообмена, так как стабильная температура внутренней поверхности 12 канала 5 каждой теплообменной ячейки 4 позволяет увеличить разность температур между ней и газом или воздухом и повысить тепловой напор при теплопередаче. Кроме кристаллических и металлических материалов, имеющих узкий температурный интервал плавления - затвердевания возможно применение аморфных веществ с необходимым более широким интервалом температур плавления, соответствующим указанным выше требованиям интервалом температур изменения агрегатного состояния.11. In each of the
12. Кроме этого шестигранная форма внешней шестигранной поверхности 11 каждого стакана 10 позволяет повысить жесткость и устойчивость к формоизменяющей деформации каждой отдельной термоаккумулирующей теплообменной ячейки 4.12. In addition, the hexagonal shape of the outer
13. Внутренняя кольцеобразная полость 13 может быть заполнена термоаккумулирующим веществом 14 не полностью, то есть с возможностью его объемного расширения, это позволит сохранить форму внутренней поверхности 12 канала 5;13. The inner
14. Выбор величины зазора между стаканами 10 производится из условия достижения возможности их свободного расширения при максимальной рабочей температуре и позволяет исключить влияние неравномерного нагрева по длине канала 5, соответствующего неравномерного линейного в радиальном направлении расширения стенок между поверхностями 11 и 12 каждого стакана 10, и исключить влияние появляющейся из-за этого его грибообразной формы, возникающей из-за разной температуры нагрева торцевых поверхностей стакана 10, на форму каркаса 1 подогревателя. При этом учитывается повышение стабильности температуры как шестигранной 11, так и внутренней 12 поверхности канала 5, их разница формы и размеров в холодном и рабочем состоянии.14. The choice of the size of the gap between the
15. Кроме этого из-за наличия в каждом из стаканов между шестигранной поверхностью 11 и внутренней поверхностью 12 канала 5 выполненной кольцеобразной полости 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре, при подводе тепла изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, то такое выполнение каждой теплообменной ячейки 4 с теплоаккумулирующим веществом 14 в кольцеобразной полости 13 позволяет стабилизировать температуру ячейки 4 и создать непреодолимое препятствие на пути возвратно-колебательного процесса перетока тепла, то есть при этом термоаккумулирующее вещество 14 выполняет функцию термофизической теплоизоляции шестигранной поверхности 11 от возвратно-колебательного процесса перетока тепла от внутренней поверхности 12 канала 5 в пределах возможности поглощения тепла при плавлении-застывании всего количества термоаккумулирующего вещества 14 в полости 13 или отдачи тепла при его застывании, за этими пределами процесса плавления-застывания очевидно будет происходить обычный процесс теплообмена путем контактной передачи тепла.15. In addition, due to the presence in each of the glasses between the
Рассмотрим эти признаки и возникающие при работе высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки технические результаты от совместного взаимного воздействия всех описываемых признаков на термическое формоизменение каркаса при его работе.Let us consider these signs and the technical results from the joint mutual influence of all the described signs on the thermal shaping of the frame during its operation, which arise during the operation of a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant.
Путем регулирования расходов и температур потоков воздуха и газа, системой регулирования температур и расходов воздушного и газового потоков, используемой преимущественно в составе гибридных силовых установок для генерирования тепла и/или электрического тока, для условий обеспечения правильной работы высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя рабочего тела энергетической установки поддерживают близкие или с минимальным возможным перепадом температур потоки у выхода из горячего торцевого диска 2 каркаса 1 ротора уходящего нагретого воздушного потока и охлажденного газового потока, выходящего из ротора через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в зоне радиальных 6 и окружных 7 уплотнений ротора, установленных на корпусе и выполненных лабиринтными, так как это будет температура плавления - застывания термоаккумулирующего вещества и по этой причине самым эффективным будет процесс теплопередачи, при котором тепло, отданное горячим газом и полученное холодным воздухом при указанной конечной температуре или близкой к ней, не будет избыточным в горячем газе, тепловыделение при горении не будет избыточным, а тепломассообмен в энергетической установке будет оптимальным.By regulating the flow rates and temperatures of air and gas flows, the system for regulating the temperatures and flow rates of air and gas flows, used mainly in hybrid power plants for generating heat and / or electric current, for the conditions of ensuring the correct operation of the high-temperature rotary disk heater of the working fluid of the power plant support close or with the minimum possible temperature difference flows at the exit from the
На горячем 2 и холодном 3 дисках равномерность температурного поля будет так же поддерживаться автоматически за счет теплопередачи и попеременного нагрева - охлаждения дисков в том числе и за счет возвратно колебательного теплообмена, то есть попеременно направленного теплоперетока с участием стаканов 10 теплообменных ячеек 4, но без учета эффекта термофизической теплоизоляции. По этой причине диски 2 и 3 могут быть выполнены с меньшей конструктивной прочностью и материалоемкостью. Это позволяет создать более равномерное поле температур по поверхностям горячего 2 и холодного 3 дисков, что является очевидным, так эти действия аналогичны конструктивным особенностям и известным действиям при работе прототипа и являются развитием указанных известных действий, потому что при близких температурах и теплофизических свойствах теплообменных ячеек 4 поглощенное и отданное обратно ими тепло должно создать условия для создания однородного поля близких температур на поверхности горячего 2 и 3 холодного дисков. Абсолютно одинаковых температур на указанных поверхностях быть не может из-за того, что теплопередача с необходимой интенсивностью идет только при достаточном перепаде температур между воздухом или газом и теплопередающим материалом каждой теплообменной ячейки 4. Получение такого постоянства поля температур на входе и выходе высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки вероятно вследствие возможности работы установки, например, такой как выполненной в виде микрогазотурбинной гибридной установки, в одном оптимальном выбранном режиме работы турбины и работы системы регулирования расходов и температур тепловых и массовых потоков и регулирования ею температур и расходов воздушного и газового потоков.On hot 2 and cold 3 disks, the uniformity of the temperature field will also be maintained automatically due to heat transfer and alternating heating - cooling of the disks, including due to reciprocating vibrational heat transfer, that is, alternately directed heat flow with the participation of
При этом следует отметить, что равномерность распределения температур по горячему 2 и холодному 3 дискам может быть правильно организована путем выбора теплофизических характеристик теплообменных ячеек 4 и времени теплообмена (контакта), чем выше их эффективность, тем ближе будут начальные и конечные температуры поверхностей горячего 2 и холодного 3 дисков соответственно для нагреваемого воздушного потока и соответственно охлаждаемого газового потока, так как набегающий воздушный поток входит в ротор через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора, а выходит из него через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора в виде уходящего нагретого воздушного потока, а газовый поток входит в ротор через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора и выходит через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в виде уходящего охлажденного газового потока, чем больше тепла эти потоки отдают и получают от теплопередающих ячеек, тем ближе будут температуры воздуха и газа в частях потоков, проходящих через горячий 2 и холодный 3 торцевые диски каркаса 1.It should be noted that the uniformity of temperature distribution over hot 2 and cold 3 disks can be correctly organized by choosing the thermophysical characteristics of
Выполнение теплообменных ячеек 4 в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними 12 поверхностями каналов 5, в каждом из которых между внешней шестигранной поверхностью 11 и внутренней поверхностью 12 канала 5 выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, которое при рабочей температуре и подводе тепла имеет возможность изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла -обратно, то есть термоаккумулирующее вещество 14 обеспечивает возможность возвратно колебательного теплообмена, который осуществляется за счет тепла плавления или застывания термоаккумулирующего вещества 14, таким образом осуществляется возвратный колебательный теплообмен за счет тепла плавления или застывания термоаккумулирующего вещества 14 с точкой плавления при нагреве и затвердевания при остывании или другого изменения агрегатного состояния, например, аморфного термоаккумулирующего вещества 14 в диапазоне рабочих температур высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, что позволяет поддерживать максимально возможный перепад между газом или воздухом и внутренней поверхностью 12 каналов 5 в стаканах 10 теплообменных теплоаккумулирующих ячеек 4, так как ее температура не может стремительно подниматься из-за постоянного теплоотвода или тепло подвода с участием изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14. Это явление также повышает эффективность и скорость (то есть затраты времени на передачу единицы теплоты) теплообмена в обоих направлениях теплопередачи, как от охлаждаемого газа к каждой теплоаккумулирующей ячейки 4, так и к нагреваемому воздуху от теплоаккумулирующей ячейки 4. Кроме кристаллических и металлических материалов, имеющих узкий температурный интервал плавления -затвердевания возможно применение аморфных веществ с необходимым соответствующим указанным выше требованиям интервалом температур изменения агрегатного состояния. При этом следует отметить, что процесс плавления аморфного вещества имеет переменную температуру, что позволяет в начальный период цикла получить больший перепад температур на поверхности теплообмена с воздухом и рабочим газом, так как температура в начале плавления ниже, а при застывании - выше средней температуры указанного цикла теплообмена, что позволяет повысить интенсивность и скорость теплообмена на начальной стадии каждой однонаправленной части теплообмена цикла, путем увеличения перепада температур.Execution of heat exchange cells 4 in the form of glasses 10 with external hexagonal surfaces 11 and with internal 12 surfaces of channels 5, in each of which an annular cavity 13 is made between the external hexagonal surface 11 and the internal surface 12 of the channel 5, inside of which there is a thermal storage substance 14, which, when operating temperature and heat supply has the ability to change its state of aggregation from solid to liquid, and when heat is removed, back again, that is, the thermal storage substance 14 provides the possibility of reciprocating vibrational heat exchange, which is carried out due to the heat of melting or solidification of the thermal storage substance 14, thus a return vibrational heat exchange due to the heat of melting or solidification of the thermal storage substance 14 with a melting point during heating and solidification during cooling or other change in the state of aggregation, for example, an amorphous thermal storage substance 14 in the working range clear temperatures of a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, which allows maintaining the maximum possible difference between gas or air and the inner surface of 12 channels 5 in glasses 10 of heat-exchange heat-storage cells 4, since its temperature cannot rapidly rise due to constant heat removal or heat supply involving a change in the state of aggregation of the thermal storage substance 14. This phenomenon also increases the efficiency and speed (that is, the time spent on transferring a unit of heat) of heat transfer in both directions of heat transfer, both from the cooled gas to each
При этом следует отметить, что температура плавления-застывания или другого изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 подбирается из тех соображений по ее выбору, которые определяют наибольший перепад температур на внутренней поверхности 12 канала 5 с учетом термического сопротивления внутренней стенки канала 5 каждого стакана 10 в указанных выше процессах, что должно повысить интенсивность теплопередачи и ее ускорение по времени.It should be noted that the melting-freezing point or other change in the state of aggregation of the
Кроме этого внешняя шестигранная форма поверхности 11 каждого стакана 10 позволяет повысить жесткость и устойчивость к формоизменяющей деформации каждой теплоаккумулирующей теплообменной ячейки 4.In addition, the external hexagonal shape of the
Внутренняя кольцеобразная полость 13 может быть заполнена термоаккумулирующим веществом 14 не полностью, то есть с возможностью его свободного объемного расширения и сохранения формы внутренней поверхности 12 канала 5.The inner
Форма полости может быть выбрана, основываясь на различных требованиях к ней:The shape of the cavity can be chosen based on different requirements for it:
- во-первых это может определяться технологией изготовления теплообменных ячеек 4, например, в зависимости от массовости их изготовления это может быть штамповка при большой серии, тонкостенное точное литье при средней серии или точение при малой ее серии.- firstly, it can be determined by the technology of manufacturing
- во-вторых - материалом, который определяет технологию изготовления и последующую работу, так, например, алюминий, легок, дешев и технологичен при изготовлении, но не долговечен из-за своей малой прочности и низкой коррозионной стойкости при знакопеременных термомеханических воздействиях нагрева - охлаждения как от холодного воздуха и так в условиях воздействия горячих химически агрессивных выхлопных газов газовой турбины, а сталь - менее технологична, но более тяжела, прочна и стойка к указанным воздействиям и т.д.- secondly, the material that determines the manufacturing technology and subsequent work, for example, aluminum is lightweight, cheap and easy to manufacture, but not durable due to its low strength and low corrosion resistance under alternating thermomechanical effects of heating - cooling as from cold air and so on under the influence of hot chemically aggressive exhaust gases of a gas turbine, and steel is less technological, but more heavy, durable and resistant to the specified influences, etc.
- в-третьих - последовательностью и технологичностью сборки и последующей работы, так, например, выполнением замкнутой полости для термоаккумулирующего вещества, путем крепления каждой теплообменной ячейки 4 к дискам 2 и 3 в виде отдельных элементов, закрывающих выходные технологические отверстия полости 13, или их выполнение заодно с одним из дисков и т.д.- thirdly, by the sequence and manufacturability of assembly and subsequent work, for example, by making a closed cavity for a thermal storage substance, by attaching each
При этом термоаккумулирующее вещество 14 в каждой теплообменной ячейке 4 позволяет поддерживать температуру внутренней поверхности 12 канала 5 практически постоянной для каждой теплообменной ячейки 4, так как очевидно, что с учетом создания необходимого перепада температур путем создания достаточного температурного напора при подводе-отводе тепла для изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 повышается интенсивность и скорость теплообмена. Чем тоньше будет стенка между кольцеобразной полостью 13 внутренней поверхностью 12 канала 5, тем меньше будет потребный температурный напор. Жесткость стакана 10 должна при этом поддерживаться необходимыми расчетными прочностью, жесткостью и устойчивостью внешней формы шестигранной поверхности 11 и торцевых поверхностей каждого стакана 10, которые в меньшей степени участвуют в переменном по направлению движения теплопотока в возвратно колебательном теплообмене.In this case, the
Чем выше равномерность распределения температур воздуха и газа по дискам 2 и 3, тем меньше неравномерность линейных, вдоль осей каналов стаканов изменения их длины, и меньше разность радиального удлинения дисков 2 и 3, вызывающая изгибные грибообразные деформации частей каркаса 1 и дисков 2 и 3, возникающая вследствие неравномерного нагрева на газовой и воздушной частях подогревателя. И соответственно можно поддерживать меньший зазор в лабиринтных уплотнениях и уменьшить перетечки между воздушным и газовым потоками.The higher the uniformity of the distribution of air and gas temperatures along the
При этом маленькую неравномерность размеров указанных частей каркаса 1 подогревателя дополнительно можно компенсировать изменением и/или адаптацией формы поверхности лабиринтных уплотнений 6 и 7, сделав их упруго деформируемыми, например, выполнив их из силикона с термостойким и износостойким покрытием из силицированного пирографита.In this case, a small unevenness in the dimensions of these parts of the
Выполнение горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков из материалов, отношение коэффициентов линейного расширения материалов которых обратно пропорционально отношению приростов средних рабочих температур дисков 2 и 3. Такое выполнение дисков 2 и 3 позволяет достичь расчетным или опытным путем минимизации отклонений от цилиндрической формы каркаса 1 высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки в его рабочем состоянии в условиях постоянного изменения температур поверхностей дисков во время возвратно колебательного теплообмена, а как уже указывалось, что на горячем 2 и холодном 3 дисках равномерность температурного поля будет так же поддерживаться автоматически за счет теплопередачи и попеременного нагрева - охлаждения дисков в том числе и за счет возвратно колебательного теплообмена, попеременно направленного теплоперетока с участием термостабилизирующего воздействия термоаккумулирующего вещества 14 в стаканах 10 теплообменных ячеек 4. Синхронные термические деформации частей дисков 2 и 3, находящихся под воздействием переменных по температуре газового и воздушного потоков не могут привести к чрезмерным внутренним напряжениям в дисках, та как они будут изменять свои размеры пропорционально температуре на их поверхности, то есть части дисков, находящиеся под воздействием горячего газа будут немного больше холодных частей, находящихся под действием холодного воздуха, но общая овализованная цилиндричность дисков 2 и 3 не нарушит общую работоспособность каркаса, так как при расчете и изготовлении дисков 2 и 3 - каркаса 1 радиальные зазоры между ним и корпусом обязательно должны выбираться заведомо больше возможных рабочих термических деформаций каркаса 1. По этой причине диски могут быть выполнены с меньшей конструктивной прочностью и материалоемкостью. При этом следует отметить, что плоско параллельность частей дисков, к которым примыкают радиальные и окружные уплотнения, установленные на корпусе, будет в пределах конструктивных рабочих зазоров, что не позволит нарушить их работоспособность, так как почти равное радиальное изменение размеров дисков 2 и 3 путем ранее указанного выбора коэффициентов их линейного удлинения должно обеспечивать в возвратно колебательном теплообмене цилиндрическую форму каркаса 1 при изменении температур, то есть устранение или уменьшение возможности грибообразной деформации каркаса 1.Making hot 2 and cold 3 end disks from materials, the ratio of the linear expansion coefficients of the materials of which is inversely proportional to the ratio of the increments in the average operating temperatures of
При этом теплообменные ячейки выполняют в виде стаканов с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5 и устанавливают между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере, с одной точкой 8 жесткого крепления на каждом диске 2 или 3, каждые две точки 8 жесткого крепления стаканов 10 на соседних дисках 2 и 3 располагают в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к ней плоскости сечения дисков 2 и 3, проходящей через ось симметрии каждого стакана 10, а зазор между стаканами 10 выбирают с возможностью их свободного взаимного расширения при максимальной рабочей температуре. Эти признаки позволяют при одинаковых (как в аналогах и прототипе) температурах на поверхностях горячего 2 и холодного 3 дисков получить одинаковое линейное расширение горячего диска 2 при высокой рабочей температуре за счет малого коэффициента линейного расширения его материала и относительно большое линейное расширение холодного диска 3 с более высоким коэффициентом линейного расширения материала, что при правильном выборе коэффициентов линейного расширения материалов холодного 3 и горячего 2 торцевых дисков обратно пропорциональным отношению приросту средних рабочих температур дисков приведет к тому, что их абсолютные линейные увеличения размеров при расчетных или выбранных рабочих температурах будут практически одинаковыми, а общие грибообразные деформации каркаса 1 будут минимальными. Приростом средних рабочих температур дисков выбирают разности соответствующих абсолютных рабочих температур за вычетом абсолютной начальной температуры нерабочего исходного состояния каркаса 1. Кроме ранее указанных свойств такие признаки позволяют достичь минимальных тангенциальных деформаций и радиальных смещений теплообменных ячеек 4 относительно дисков 2 и 3 при периодически меняющемся поле температур, что должно повысить вследствие этого, их устойчивость и работоспособность в рабочем диапазоне температур, а стабильный прямой и обратный переток тепла от каждого диска 2 или 3 к каждой теплообменной ячейке 4 и обратно при возвратно колебательном теплообмене позволяет повысить стабильность усредненного температурного поля каждого диска. Для этого можно улучшить тепловой контакт торцевых поверхностей стаканов 10 и дисков 2 и 3, например, путем соединения их пайкой легко деформирующимся пластичным припоем. Это справедливо для относительно небольшого перепада температур меду горячим газом и холодным воздухом.In this case, the heat exchange cells are made in the form of glasses with external
Если теплообменные ячейки выполняют в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5 и устанавливают их между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере с одной точкой 8 жесткого крепления на каждом диске 2 или 3, а, по меньшей мере, каждые две точки 8 жесткого крепления стаканов 10 на соседних дисках 2 и 3 располагают в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к ней плоскости сечения соответствующего из дисков 2 или 3, проходящей через ось симметрии каждого стакана 10, то этим достигается устранение воздействие взаимных тепловых деформаций ячеек 4 на торцевые диски 2 и 3 при весьма значительном перепаде температур по длине каждой ячейки 4, так как торцевые поверхности стаканов 10, соприкасающиеся с соответствующим диском 2 или 3 имеют возможность свободного линейного расширения и это не вызывает грибообразную деформацию указанных дисков. Расположение точек 8 жесткого крепления стаканов 10 теплообменных ячеек 4 на соседних дисках 2 или 3 со стороны шестигранной поверхности 11 в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной плоскости сечения дисков 2 или 3, то есть в плоскости, проходящей через ось их вращения в радиальном направлении, позволяет достичь минимального перепада температур между указанными точками, так как эти точки одновременно начинают подвергаться воздействию соответствующего потока воздуха или газа и будут находиться в близких температурных условиях в течение всего процесса периодического возвратно колебательного теплообмена даже если они будут находиться на одном диске.If the heat exchange cells are made in the form of
Расположение точек жесткого крепления 8 стаканов 10 теплообменных ячеек 4 на соседних дисках 2 и 3 в зоне цилиндрической поверхности стаканов позволяет снизить термические деформации стаканов 10, так как их температура поддерживается постоянной за счет изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 в кольцеобразной полости 13 каждого стакана 10, а соответствующие противолежащие части дисков 2 и 3 при этом могут синхронно изменять свои размеры при воздействии горячего газа или холодного воздуха.The location of the points of rigid attachment of 8
Не равное удлинение и овализация частей дисков 2 и 3, находящихся под воздействием горячего газа или холодного воздуха, имеет возможность компенсации синхронного смещения стаканов 10 теплообменных ячеек 4 за счет их двухточечного крепления к дискам 2 и 3. При этом возникновение усталостных трещин не будет опасным вследствие малых деформаций этих креплений, так как оппозитно и параллельно расположенные части дисков 2 и 3, находящихся под воздействием соответственно горячего газа или холодного воздуха, будут синхронно удлиняться на почти равные величины, а их деформации будут вызываться только неравномерностью поля их температур, которая будет незначительной.Unequal elongation and ovalization of the parts of the
Расположение точек 8 жесткого крепления стаканов 10 теплообменных ячеек 4 на соседних дисках 2 или 3 в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в тангенциальной к радиальной плоскости сечения дисков 2 и 3, позволяет достичь заданного перепада температур между указанными точками, так как эти точки расположены в близких или одинаковы условиях воздействия соответствующего потока воздуха или газа для выбранной внутренней поверхности 12 канала 5 каждой теплообменной ячейки 4 и будут находиться в близких по перепаду температур температурных условиях в течение всего процесса теплообмена, потому что часть потока воздуха или газа, находящаяся в указанном канале 5 теплообменной ячейки 4 будет иметь практически одинаковое распределение температур по длине канала 5, вследствие чего деформации формы каждой ячейки 4 в отдельности и всех ячеек 4 вместе не приведут к изменению формы каркаса 1, а вызовут лишь соответствующий поворот в тангенциальном направлении точек 8 жесткого крепления на одном торцевом диске относительно другого. Деформации взаимного положения дисков 2 и 3 из-за изменения длины теплообменных ячеек 4 будут не значительны, так как градиент распределения температур по длине стаканов 10 не будет менять знак, а средняя температура шестигранной поверхности 11 стаканов 10 каркаса 1 и соответственно его массивной части, примыкающей к шестигранной поверхности 11 стакана 10 за цикл будет меняться незначительно, а перепады температуры на рабочей внутренней поверхности 12 каналов 5 стаканов 10 будут приводить к прямой () или обратной) (бочкообразной форме изменения их стенок, что при достаточной массе стакана будет незначительно влиять на его рабочую длину.The location of the
Изменение объема при изменении агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 в кольцеобразной полости 13 стакана 10 может быть компенсировано за счет деформации тонкой цилиндрической стенки 12, примыкающей к поверхности 12 внутреннего канала 5 в стакане 10 путем придания ей прямой () или обратной) (бочкообразной формы изменения их цилиндрических стенок. При этом наибольшая бочкообразность может создаваться на наиболее тонкой части внутренней цилиндрической стенки, примыкающей к поверхности 12 канала 5.The change in volume with a change in the aggregate state of the
При этом движение потоков воздуха и газов с близкими температурами в зоне радиальных 6 и окружных 7 уплотнений ротора, установленных на корпусе вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, и выполнение этих уплотнений лабиринтными, при указанных выше условиях позволяет достичь минимального зазора и высокой эффективного бесконтактного уплотнения вследствие минимизации грибообразной деформации каркаса 1 и поддержания цилиндрической формы при возвратно колебательном теплообмене.At the same time, the movement of air and gas streams with close temperatures in the zone of
Выполнение зазоров между шестигранными стенками 11 стаканов 10 каркаса 1 вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, которые выбирают из условия возможности обеспечения свободного взаимного радиального расширения от оси симметрии каждого стакана 10 относительно других при его максимальной рабочей температуре без возможности их взаимного контакта и соответственно без появления возможности контактной деформации, такое выполнение исключит деформации от неравномерного нагрева поверхностей дисков 2 и 3 и массивной части стаканов 10.The execution of gaps between the
Предложение поясняется чертежами, на которых показаны:The proposal is illustrated by drawings, which show:
На Фиг. 1 показан частичный разрез каркаса высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки по близко расположенным теплообменным ячейкам;FIG. 1 shows a partial section of the frame of a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant along closely spaced heat exchange cells;
На Фиг. 2 показан в изометрии схематический вид каркаса высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки с комплексом уплотнений и частичным разрезом;FIG. 2 is a schematic perspective view of a frame of a high-temperature rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant with a complex of seals and a partial section;
На Фиг. 3 частично показана схема энергетической установки с горелочным устройством и с размещенным в нем высокотемпературным вращающимся дисковым регенеративным подогревателем рабочего тела энергетической установки, предназначенным для подогрева воздуха и испарения жидкого топлива;FIG. 3 partially shows a diagram of a power plant with a burner device and with a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant located in it, designed for heating air and evaporating liquid fuel;
На Фиг. 4 показана схема микротурбинной гибридной силовой установки для генерирования электрического тока и приблизительное распределение температур воздушного и газового потоков в ней по регенеративному подогревателю рабочего тела.FIG. 4 shows a diagram of a microturbine hybrid power plant for generating electric current and an approximate temperature distribution of air and gas flows in it over a regenerative heater of a working fluid.
На фиг. 1 и 2 показана принципиальная конструкция каркаса вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, безотносительно конструктивных особенностей ее выполнения и компоновки энергетической установки.FIG. 1 and 2 show the basic structure of the frame of the rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant, irrespective of the design features of its implementation and the layout of the power plant.
Высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки содержит корпус с входным и выходным воздушными патрубками и с входным и выходным газовыми патрубками (см. Фиг. 3) и размещенный в нем ротор, включающий (см. Фиг. 1 и 2) каркас 1, состоящий из горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков и теплообменных ячеек 4 с внутренними каналами 5, и установленный в корпусе подогревателя с возможностью вращения и попеременного сообщения через его теплообменные ячейки 4 в противотоке соответственно входного и выходного воздушных (поток воздуха условно показан белой стрелкой) и входного и выходного газовых патрубков (поток газа условно показан зачерненной стрелкой) корпуса, причем высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки выполнен с возможностью сообщения в противотоке соответственно со стороны горячего диска 2 со входным газовым патрубком и выходным воздушным патрубком, а со стороны холодного диска 3-е выходным газовым и входным воздушным патрубком, причем газовые и воздушные патрубки корпуса сообщены между собой через соответствующие диски 2 и 3 и каналы 5 теплообменных ячеек 4 и разделены по горячему 2 и холодному 3 дискам соответствующими радиальными 6 и окружными 7 уплотнениямии, размещенными на корпусе (условно не показан), причем радиальные 6 и окружные 7 уплотнения ротора размещены на корпусе и выполнены лабиринтными. Горячий 2 и холодный 3 торцевые диски выполнены из материалов, отношение коэффициентов линейного расширения которых выполнено обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур соответствующих торцевых дисков 2 и 3. Под приростом температуры надо понимать разность между соответствующей рабочей температурой каждого диска и выбранной начальной температурой холодного состояния, например, такой как комнатная температура, которая обычно принимается равной 20°С. Теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3 и выполнены в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5, в каждом из которых между поверхностями указаных частей выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, при рабочей температуре и подводе тепла меняющее свое агрегатное состояние с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, таким образом каждая теплообменная ячейка 4 выполнена с возможностью возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества с возможностью путем отбора тепла от горячего рабочего газа термоаккумулирующим веществом 14 за счет тепла его плавления, и путем отдачи тепла застывания термоаккумулирующего вещества - подогрева им холодного воздуха.The high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant contains a housing with inlet and outlet air pipes and with inlet and outlet gas pipes (see Fig. 3) and a rotor located therein, including (see Figs. 1 and 2) frame 1, consisting of hot 2 and cold 3 end disks and heat exchange cells 4 with internal channels 5, and installed in the heater body with the possibility of rotation and alternate communication through its heat exchange cells 4 in countercurrent, respectively, of the inlet and outlet air (the air flow is conventionally shown by a white arrow) and of the inlet and outlet gas nozzles (the gas flow is conventionally shown by a blackened arrow) of the housing, and the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant is made with the possibility of communicating in counterflow, respectively, from the side of the hot disk 2 with the inlet gas nozzle and the outlet air nozzle, and from the side they are of the cold disk with the 3rd outlet gas and air inlet pipes, and the gas and air connections of the body are connected to each other through the corresponding disks 2 and 3 and channels 5 of the heat exchange cells 4 and are separated by hot 2 and cold 3 disks by the corresponding radial 6 and circumferential 7 seals , placed on the body (conventionally not shown), and the radial 6 and circumferential 7 seals of the rotor are placed on the body and made labyrinthine. Hot 2 and cold 3 end disks are made of materials, the ratio of the linear expansion coefficients of which is made inversely proportional to the ratio of the increments in the average operating temperatures of the
При этом теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере с одной точкой 8 жесткого крепления на каждом диске 2 и 3, а, по меньшей мере, каждые две точки 8 жесткого крепления стаканов 10 на соседних дисках 2 и 3 расположены в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к ней плоскости сечения дисков 2 и 3, проходящей через ось симметрии каждого стакана 10, а зазор 9 между шестигранными поверхностями 11 смежных стаканов 10 теплообменных ячеек 4 выбран из условия достижения возможности их свободного взаимного расширения при максимальной рабочей температуре.In this case, the
Теплообменные ячейки 4 выполнены в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5, в каждом из которых между указанными поверхностями выполнена кольцеобразная полость 13, которая заполнена термоаккумулирующим веществом 14, которое при рабочем диапазоне температур и подводе тепла способно менять свое агрегатное состояние с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, то есть термоаккумулирующее вещество обеспечивает возможность возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества с возможностью путем передачи в прямом порядке тепла от рабочего газа в теплообменные ячейки за счет отбора тепла его плавления термоаккумулирующим веществом 14, и в обратном порядке - путем отдачи термоаккумулирующим веществом 14 тепла его застывания - для подогрева холодного воздуха, то есть возвратно колебательный процесс теплообмена, при котором термоаккумулирование происходит за счет отбора тепла его плавления от горячего газа, а возврат холодному воздуху термоаккумилированного тепла - путем отдачи тепла застывания или другого изменения агрегатного состояния, например, из кристаллического и/или аморфного в жидкое.
Термин «кольцеобразная полость» подразумевает в наиболее простом случае выполнение замкнутой полости с поверхностями в виде прямого круглого цилиндра со стороны единичного внутреннего канала и прямого шестигранного цилиндра с внешней стороны каждого стакана, то есть цилиндра общего вида с прямолинейной образующей и шестигранной направляющей, в том числе и со скругленными углами, сопряженными между собой любыми из известных поверхностей, например, плоскими или половинками торообразных. В общем случае форма кольцеобразной полости 13 может быть и любой другой, определяемой технологическими возможностями производства, например, с нескольким внутренними каналами 5 в каждом стакане. В общем случае термин «кольцеобразная полость» подразумевает только то, что она расположена вокруг каждого внутреннего канала 5 и ограничена с внешней стороны стенкой, примыкающей к шестигранной поверхности 11 соответствующего стакана 10, а с внутренней стороны стенкой с внутренней поверхностью 12 канала 5.The term "annular cavity" means, in the simplest case, the execution of a closed cavity with surfaces in the form of a straight circular cylinder on the side of a single internal channel and a straight hexagonal cylinder on the outside of each glass, that is, a cylinder of general appearance with a straight generatrix and a hexagonal guide, including and with rounded corners, mated to each other by any of the known surfaces, for example, flat or toroidal halves. In the general case, the shape of the
На Фиг. 1 показаны стаканы 10 теплообменных ячеек 4, которые жестко закреплены на дисках 2 и 3 в точках жесткого крепления 8 с возможностью образования между внешними сопряженными шестигранными поверхностями 11 стаканов 10 зазоров 9, которые в свою очередь выбираются из условия свободного радиального взаимного (возможно симметричного) расширения стаканов 10 от их осей (показаны условно штрих-пунктирными линиями), так как реальная величина смещения каждого стакана 10 относительно оси зависит от мест жесткого крепления соответствующего стакана 10. Так, например, при радиальном попарном жестком креплении стакана 10 к каждому диску 2 или 3 из-за разницы местных температур и коэффициентов теплового расширения стаканов 10 и дисков 2 или 3 будет происходить овализация формы стакана 10 и местная деформация с изменением формы каналов 5, а диски 2 и 3 свою общую форму изменят незначительно, потому что при достаточной длине стакана 10 в каркасе 1 он под действием не одинаковых температур от воздействия горячего газа и холодного воздуха синхронного формоизменения дисков по типу овализации и каждого отдельного стакана 10 теплообменной ячейки 4, то есть отдельный стакан 10 может слегка изогнуться, не значительно влияя на цилиндрическую форму всего каркаса 1. Расположение, по меньшей мере, двух точек жесткого крепления стаканов теплообменных ячеек 4 на соседних дисках 2 и 3 в диаметральной плоскости сечения оснований стаканов 10 теплообменных ячеек 4, расположенной в тангенциальной к ней плоскости сечения дисков 2 и 3, т.е. в плоскости перпендикулярной радиальной плоскости сечения, позволяет достичь минимального перепада температур между указанными точками, так как эти точки расположены в близких или одинаковы условиях воздействия воздуха или газа для выбранной рабочей внутренней поверхности 12 канала 5 каждой теплообменной ячейки 4 и будут находиться в относительно близких температурных условиях в течение всего процесса теплообмена, потому что часть потока воздуха или газа, находящаяся в указанном канале 5 стакана 10 теплообменной ячейки 4 будет иметь практически одинаковое распределение температур по длине ее внутреннего канала 5, вследствие чего термические деформации как в целом линейных размеров каркаса 1, так и формы каждой ячейки 4 в отдельности и всех ячеек вместе не приведут к изменению цилиндрической формы каркаса 1, а вызовут лишь при условии центрально симметричного их расположения относительно оси вращения каркаса 1 соответствующий поворот одного торцевого диска относительно другого или если средняя температура шестигранной поверхности 11 стаканов 10 теплообменных ячеек 4 каркаса 1 из-за массивности теплообменной части стаканов 10, стабилизации температуры их теплообмена путем плавления термоаккумулирующего вещества 14 и ограниченного времени цикла теплообмена будет меняться незначительно, а перепады температуры на рабочей внутренней поверхности 12 канала 5 и шестигранной поверхности 11 стаканов 10 будут приводить к прямой ( ) или обратной) (бочкообразной форме деформации стенки, примыкающей к внутренней поверхности 12 каналов 5, что при достаточной массе стакана 10 будет незначительно влиять на его рабочую длину. При попарно встречном расположении точек жесткого крепления стаканов, поворота не будет, а возможна лишь ранее указанная небольшая деформация стаканов 10. Наибольшая бочкообразность может создаваться на возможно наиболее тонкой стенке внутренней поверхности 12 цилиндрической стенки канала 5, так как она имеет достаточную гибкость, наименьшую жесткость и малое сопротивление к изменению формы.FIG. 1 shows the
Очевидно, что в каждом стакане 10 теплообменной ячейки 4 внутренних каналов 5 может быть несколько, это определяется только требуемой интенсивностью теплообмена, которая в первую очередь определяется суммарной требуемой площадью теплообмена, то есть суммарной площадью внутренней поверхности 12 внутренних каналов 5 каждой теплообменной ячейки 4.It is obvious that in each
На Фиг. 2 на виде со стороны горячего диска 2 условно показаны зачерненной стрелкой поток газа, а белой стрелкой поток воздуха.FIG. 2, in the view from the side of the
Очевидно, что указанный высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки может быть использован во множестве вариантов в различных конструкциях энергетических установок, в том числе в качестве подогревателя для подогрева любого рабочего тела, такого как воздух, жидкое или газообразное топливо, например, в наиболее предпочтительной конструкциях горелок, при этом он может быть там же также использован как испаритель жидкого топлива энергетической установки и т.п. При этом технические результаты высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки будут определять его соответствующие свойства и положительные качества для каждого агрегата используемого вида энергетических установок, такие как высокая теплопередача и теплоотдача возвратно колебательного теплообмена от тепла плавления - застывания термоаккумулирующего вещества 14, ускорение указанного процесса из-за увеличенного перепада температур при теплообмене с термоаккумулирующим веществом 14 соответственно горячего газа или холодного воздуха, возникающего вследствие относительного постоянства температуры каждой внутренней поверхности 12 каждого канала 5 теплообменных ячеек 4, поддерживаемой изменением агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14, увеличенный срок службы каркаса 1 вследствие уменьшения термических деформаций несущих конструкций каркаса 1, за счет повышения постоянства температур указанных несущих конструктивных элементов путем их термофизической теплоизоляции, то есть стабилизации поля температур и сохранения равномерности поля температур на частях, то есть на внешних шестигранных поверхностях 11 стенок стаканов 10 теплообменных ячеек 4, несущих основную силовую нагрузку, примыкающих к шестигранным поверхностям 11 других несущих силовые нагрузки конструктивных элементов, например, торцевых дисков 2 и 3 при возвратно колебательном теплообмене и изменении режимов работы энергетической установки за счет устранения знакопеременного термического колебательного воздействия на несущие силовые нагрузки части стаканов 10 с шестигранными поверхностями 11 при нагреве и охлаждении теплообменных ячеек 4 путем сглаживания колебаний температуры вследствие поглощения термоаккумулирующим веществом 14 при его плавлении избытка тепла от горячего газа и отдачи холодному воздуху недостающего тому тепла термоаккумулирующим веществом 14 при его застывании.It is obvious that the specified high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant can be used in many variants in various designs of power plants, including as a heater for heating any working fluid, such as air, liquid or gaseous fuel, for example, in the most preferred burner designs, whereby it can also be used there as an evaporator for liquid fuel of a power plant and the like. At the same time, the technical results of a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant will determine its corresponding properties and positive qualities for each unit of the type of power plant used, such as high heat transfer and heat transfer of reciprocating vibrational heat exchange from the heat of melting - solidification of the thermal storage substance 14, acceleration of the specified process due to the increased temperature difference during heat exchange with the thermal storage substance 14, respectively, of hot gas or cold air, arising due to the relative constancy of the temperature of each inner surface 12 of each channel 5 of the heat exchange cells 4, supported by a change in the aggregate state of the thermal storage substance 14, an increased service life of the frame 1 due to a decrease thermal deformations of the supporting structures of the frame 1, by increasing the constancy of the temperatures of the indicated supporting structures clear elements by their thermophysical thermal insulation, that is, stabilizing the temperature field and maintaining the uniformity of the temperature field on parts, that is, on the outer hexagonal surfaces 11 of the walls of the glasses 10 heat exchange cells 4 carrying the main power load, adjacent to the hexagonal surfaces 11 other bearing power loads of structural elements , for example, end disks 2 and 3 with reciprocating vibrational heat transfer and changing the operating modes of the power plant due to the elimination of the alternating thermal vibrational effect on the bearing power loads of the part of the glasses 10 with hexagonal surfaces 11 during heating and cooling of heat exchange cells 4 by smoothing temperature fluctuations due to absorption by thermal storage substance 14 during its melting of excess heat from the hot gas and return to cold air of the lack of heat by the thermal storage substance 14 when it solidifies.
На фиг. 3 показана конструкция высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки из предпочтительной области использования в составе горелочного устройства, определяемой указанными выше свойствами и техническими результатами, достигаемыми при использовании предложенного регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, например, в виде частично представленной схемы установки с горелочным устройством и с размещенным в нем высокотемпературным вращающимся дисковым регенеративным подогревателем рабочего тела энергетической установки, предназначенным для подогрева дополнительного воздуха, испарения жидкого и/или подогрева газообразного топлива. Технические результаты и данная преимущественная область использования при этом будут определяться ранее указанными свойствами и достигаемыми регенеративным подогревателем рабочего тела техническими преимуществами, заключающимися в повышенной надежности, определяемой поддержанием формы каркаса регенеративного подогревателя при изменяющихся режимах работы установки и тепловой нагрузки на него и в его высоких удельных показателях, таких как теплоотдача на единицу объема или массы каркаса вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, так как величина передачи тепла возвратно колебательного теплообмена и интенсивность теплопередачи в отдельной теплообменной ячейке при изменении агрегатного состояния вещества возвратно колебательного теплообмена намного выше, чем теплопередача нагрева - охлаждения твердого материала в теплообменной ячейке той же массы.FIG. 3 shows the design of a high-temperature rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant from the preferred area of use as part of a burner device, determined by the above properties and technical results achieved when using the proposed regenerative heater of a working fluid of a power plant, for example, in the form of a partially presented scheme of an installation with a burner a device and with a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant placed in it, designed for heating additional air, evaporating liquid and / or heating gaseous fuel. The technical results and this predominant area of use will be determined by the previously indicated properties and the technical advantages achieved by the regenerative heater of the working fluid, which consist in increased reliability, determined by maintaining the shape of the regenerative heater frame under varying operating modes of the installation and the thermal load on it and in its high specific indicators. , such as heat transfer per unit volume or mass of the frame of a rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant, since the amount of heat transfer of the reciprocating vibrational heat exchange and the intensity of heat transfer in a separate heat exchange cell when the aggregate state of the substance of the reciprocal vibrational heat transfer changes is much higher than the heat transfer of heating - cooling solid material in a heat exchange cell of the same mass.
Горелочное устройство 17 (см. фиг. 3) включает патрубок подвода первичного воздуха (на фиг. 3 условно не показан), патрубок 15 подвода холодного дополнительного воздуха с холодной стороны 18 регенеративного подогревателя рабочего тела его вход в теплообменные ячейки 4 со стороны холодного диска 3 каркаса 1 высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, внутри которого воздух подогревается от тепла теплообменных ячеек 4, при этом также может испаряться и подогреваться жидкое и/или газообразное топливо, которое в виде паров смешивается с дополнительным воздухом, выходит со стороны горячего диска 2 и через патрубок 16 подачи горячего дополнительного воздуха поступает в горелочное устройство 17, смешивается с первичным воздухом, воспламеняется, и с горячей стороны 19 поступает вновь через горячий диск 2 в теплообменные ячейки 4, нагревая их и снижая температуру рабочего тела перед основным распылителем топлива (показан условно пунктиром) горел очного устройства 17, что позволяет эффективно испарить жидкое и/или подогреть газообразное топливо и создать оптимальные условия для смешивания первичного воздуха и основного топлива, воспламенения и сгорания основной порции топливо-воздушной смеси. Регулирование расхода дополнительного воздуха и дополнительного количества топлива позволяет достичь оптимальных условий для испарения жидкой части топлива и/или подогрева газообразного (или газифицированного жидкого) топлива и последующего подогрева первичного воздуха вместе с порцией основного топлива во всем диапазоне расходов первичного воздуха. Средства указанного регулирования расходов дополнительного воздуха, дополнительного топлива, а также их соотношение с расходом первичного воздуха и величиной порции основного топлива общеизвестны, очень разнообразны, и по этой причине не могут быть целесообразно и подробно рассмотрены в объеме данного предлагаемого изобретения.The burner device 17 (see Fig. 3) includes a primary air supply pipe (not shown in Fig. 3), a
Такое предпочтительное использование, то есть в теплоэнергетической установке внутри ее горелки, выполненной с высокотемпературным вращающимся дисковым регенеративным подогревателем рабочего тела, обусловлено свойствами, присущими предложенной конструкции подогревателя и основано на таких его свойствах, как саморегулируемость теплообмена, высокие надежность, работоспособность, повышенные удельные показатели тепловой отдачи теплообменных ячеек и ускоренный теплообмен в них.Such a preferred use, that is, in a heat and power plant inside its burner, made with a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid, is due to the properties inherent in the proposed design of the heater and is based on such properties as self-regulation of heat transfer, high reliability, performance, increased specific heat recoil of heat exchange cells and accelerated heat transfer in them.
Так как в горелку трудно и не целесообразно встраивать средства регулирования системы управления подачей дополнительного воздуха и изменяющихся условий горения дополнительной порции топлива с целью дополнительного выравнивания поля температур на дисках каркаса ротора подогревателя, применяемого для предварительного подогрева первичного воздуха, так как этот процесс не требует особо точного регулирования, то будет достаточно саморегулирования процесса, достигаемого путем поддержания стабильной температуры дополнительного воздуха и дополнительной порции топлива на стадии их сгорания при изменении их расходов, путем использования большой теплопоглощающей способности термоаккумулирующего вещества. Конструкция же подогревателя должна быть при этом компактной, надежной и работоспособной в широком диапазоне расходов дополнительного воздуха и топлива. Все эти свойства и связанные с ними достигаемые технические результаты присущи предложенной конструкции каркаса высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки.Since it is difficult and unreasonable to build into the burner means for regulating the control system for the supply of additional air and the changing conditions of combustion of an additional portion of fuel in order to further equalize the temperature field on the disks of the rotor frame of the heater used for preheating the primary air, since this process does not require particularly precise regulation, then self-regulation of the process will be sufficient, achieved by maintaining a stable temperature of additional air and an additional portion of fuel at the stage of their combustion with a change in their costs, by using the large heat-absorbing capacity of the thermal storage substance. At the same time, the design of the heater must be compact, reliable and efficient in a wide range of additional air and fuel flow rates. All these properties and the associated technical results achieved are inherent in the proposed structure of the frame of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant.
В каждом из стаканов между внешней шестигранной поверхностью и поверхностью внутреннего канала выполнена кольцеобразная полость, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре, при подводе тепла изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, таким образом каждая теплообменная ячейка 4 выполнена с возможностью возвратно колебательного теплообмена, путем изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 с возможностью за счет тепла его плавления отбора тепла от рабочего газа, а при застывании термоаккумулирующего вещества 14 - подогрева холодного воздуха, при этом теплообменные ячейки 4 установлены между торцевыми дисками 2 и 3 с возможностью жесткого крепления к дискам 2 и 3 в точках 8 жесткого крепления. Такое выполнение теплообменных ячеек 4 позволяет повысить эффективность теплообмена, так как стабильная температура внутренней поверхности 12 канала 5 каждой теплообменной ячейки 4 позволяет увеличить разность температур между ней и газом или воздухом и повысить тепловой напор при теплопередаче, что ускоряет процесс теплообмена. Кроме кристаллических и металлических материалов, имеющих узкий температурный интервал плавления - затвердевания возможно применение аморфных веществ с необходимым, соответствующим указанным выше требованиям интервалом температур изменения агрегатного состояния.In each of the glasses, between the outer hexagonal surface and the surface of the inner channel, an annular cavity is made, inside which there is a
Кроме этого из-за выполнения в каждом из стаканов 10 между шестигранной поверхностью 11 и внутренней поверхностью 12 канала 5 кольцеобразной полости 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, имеющее возможность при рабочей температуре, при подводе тепла изменения своего агрегатного состояния с твердого на жидкое, а при отводе тепла - обратно, то такое выполнение каждой теплообменной ячейки 4 с теплоаккумулирующим веществом 14 в кольцеобразной полости 13 позволяет стабилизировать температуру внешней стенки, примыкающей к шестигранной поверхности 11 и несущей основные нагрузки, каждой ячейки 4 и создать непреодолимое препятствие на пути возвратно-колебательного процесса перетока тепла, то есть при этом термоаккумулирующее вещество 14 выполняет функцию термофизической теплоизоляции шестигранной поверхности 11 от возвратно-колебательного процесса перетока тепла от внутреннего канала 5 в пределах возможности поглощения тепла при плавлении или отдачи тепла при его застывании, за этими пределами очевидно будет происходить обычный процесс теплообмена.In addition, due to the execution in each of the
Кроме этого шестигранная форма внешней поверхности 11 каждого стакана 10 позволяет повысить жесткость и устойчивость к формоизменяющей деформации каждой отдельной термоаккумулирующей теплообменной ячейки 4 и компактно расположить все теплообменные ячейки 4 с возможностью контроля их свободного теплового расширения путем создания гарантированного зазора между ними, а при необходимости и формоизменения.In addition, the hexagonal shape of the
Холодный и горячий торцевые диски 2 и 3 выполнены из материалов отношение коэффициентов линейного расширения которых обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур дисков, что позволяет устранить взаимную неравномерность теплового расширения дисков под действием разных рабочих температур, таким образом при нагреве до рабочих температур и в условиях возвратно колебательного теплообмена, воздействие которого на торцевые диски не возможно устранить, уменьшается так называемая грибообразная деформация каркаса, в широком диапазоне изменения расходов дополнительного воздуха и дополнительного топлива, особенно если необходимо для улучшения условий сгорания его полностью испарять. При этом уменьшается неравномерность деформации отдельных взаимно противолежащих частей торцевых дисков 2 и 3 под воздействием соответствующих входящих горячих газов и холодного воздуха, в том числе до и после теплообмена, так как указанные свойства материалов дисков уменьшают их относительную тепловую деформацию в условиях возвратно колебательного теплообмена, так как перепады температур между горячими и холодными частями торцевых дисков 2 и 3, находящимися под воздействием соответственно охлаждаемого горячего потока газа от сгоревшего дополнительного топлива и нагреваемого холодного потока дополнительного воздуха будут соответствующим образом пропорциональны, таким образом и термические деформации указанных противолежащих частей торцевых дисков 2 и 3 будут пропорциональны или почти равны, что уменьшит общую грибообразность деформации всего каркаса 1, даже с учетом динамики теплообменного процесса. Синхронные термические деформации частей дисков 2 и 3 под воздействием переменных по температуре газового и воздушного потоков не могут привести к чрезмерным внутренним напряжениям в этих дисках, так как они будут изменять свои размеры пропорционально температуре на их поверхности, то есть части дисков, находящиеся под воздействием горячего газа будут ненамного больше холодных частей, находящихся под действием холодного воздуха, но общая овализованная цилиндричность указанных дисков не нарушит общую работоспособность каркаса 1, так как при расчете и изготовлении дисков 2 и 3 каркаса 1 в целом радиальные зазоры между ним и корпусом обязательно должны выбираться заведомо больше возможных рабочих термических деформаций каркаса, а поверхности корпуса, сопряженные с торцевыми дисками 2 и 3 с установленными в них радиальными 6 и окружными 7 уплотнениями выполнены с необходимыми не изменяющимися зазорами. По этой причине диски 2 и 3 могут быть выполнены с меньшей конструктивной прочностью и материалоемкостью. При этом следует отметить, что плоскопараллельность горячей и холодной частей каждого из дисков 2 и 3 будет сохранена, так как эти части будут синхронно изменять свои размеры, что позволит повысить работоспособность подогревателя и его уплотнений вследствие сохранения плоской формы их поверхностей, к которым примыкают радиальные 6 и 7 окружные уплотнения, установленные на корпусе, то есть зазор между уплотнениями и дисками будет в пределах конструктивных рабочих зазоров, что не позволит нарушить их работоспособность.Cold and
Поддержание постоянства температуры (путем термического изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества) несущих основные силовые нагрузки стенок, примыкающих к внешним шестигранным поверхностям 11 каждого стакана 10 позволяет повысить стабильность формы и размеров каждого из стаканов 10, как в месте расположения холодного диска 3, так и в месте расположения горячего диска 2 и уменьшить их деформирующее влияние на термические деформации всего каркаса 1, так как несущие основные силовые нагрузки стенки, примыкающие к шестигранным поверхностям 11 теплообменных ячеек 4 будут находиться при относительно стабильной температуре в следствие термофизической теплоизоляции. Это достигается путем сохранения цилиндрической формы каркаса и сохранения постоянства размеров и формы его шестигранных частей, несущих основные механические нагрузки, высокотемпературного вращающегося дискового подогревателя энергетической установки вследствие стабилизации температурного поля несущих конструктивных элементов каркаса 1 и устранения возможности деформирующего воздействия неравномерного изменения поля распределения температур на указанный каркас 1 при возвратно колебательном теплообмене в теплообменных ячейках 4, что достигается за счет повышения постоянства температур несущих конструктивных элементов путем их термофизической теплоизоляции, то есть стабилизации поля температур и сохранения равномерности поля температур на шестигранных поверхностях несущих конструктивных элементов при изменении режимов работы энергетической установки из-за устранения знакопеременного термического колебательного воздействия на несущие шестигранные части при нагреве и охлаждении теплообменных ячеек путем сглаживания колебаний температуры вследствие поглощения термоаккумулирующим веществом при его плавлении избытка тепла от горячего газа и отдачи холодному воздуху недостающего ему тепла термоаккумулирующим веществом при его застывании. Кроме этого достаточно узкий диапазон плавления - затвердевания термоаккумулирующего вещества позволит стабилизировать температуру подогрева холодного дополнительного воздуха и испарения дополнительного жидкого топлива, вследствие чего условия сгорания образованной таким образом топливно-воздушной смеси будут предсказуемыми (штатными, полученными разными путями, как расчетными, так и опытными), постоянными и эффективными. Очевидно, что запас (масса) термоаккумулирующего вещества внутри полостей теплообменных ячеек каркаса должна быть выбрана с запасом на нагрев и испарение дополнительного топлива на всех режимах работы высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела в горелке энергетической установки.Maintaining a constant temperature (by means of a thermal change in the state of aggregation of the thermal storage substance) of the walls bearing the main force loads adjacent to the outer
Параллельное и синхронное изменение линейных размеров и поддержание формы и взаимных размеров противолежащих частей дисков приведет к уменьшению изгибных деформаций стаканов, вследствие постоянства синхронного взаимного радиального изменения расстояния их точек крепления от оси вращения на соответствующей части дисков.A parallel and synchronous change in the linear dimensions and maintenance of the shape and mutual dimensions of the opposing parts of the disks will lead to a decrease in bending deformations of the glasses, due to the constancy of the synchronous mutual radial change in the distance of their attachment points from the axis of rotation on the corresponding part of the disks.
Высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки для предотвращения деформации его каркаса при работе гибридной силовой установки реализуется при помощи выше указанного устройства высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки в следующей последовательности действий и достигает указанных технических результатов и решения поставленной технической задачи.A high-temperature rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant to prevent deformation of its frame during operation of a hybrid power plant is implemented using the above device of a high-temperature rotating disk regenerative heater of a working fluid of a power plant in the following sequence of actions and achieves the specified technical results and solutions to the technical problem.
На фиг. 2 и 4 показана типичная гибридная микротурбинная энергетическая установка с высокотемпературным вращающимся дисковым регенеративным подогревателем рабочего тела и примерное распределение температур в ней.FIG. 2 and 4 show a typical hybrid microturbine power plant with a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid and an approximate temperature distribution in it.
Высокотемпературный вращающийся дисковый регенеративный подогреватель рабочего тела энергетической установки предназначен для повышения ее эффективности путем увеличения теплоиспользования гибридной силовой установки посредством подогрева воздуха и охлаждения отходящих газов, используемого преимущественно в составе гибридных силовых установок для генерирования электрического тока, обычно включающих систему регулирования температур и расходов воздушного и газового потоков, то есть ее выходной мощности, и которая работает следующим образом.The high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant is designed to increase its efficiency by increasing the heat utilization of the hybrid power plant by heating the air and cooling the exhaust gases, which is used mainly in hybrid power plants for generating electric current, usually including a system for regulating the temperatures and flow rates of air and gas. flows, that is, its output power, and which works as follows.
После пуска и выхода на рабочий режим через воздушный фильтр воздух поступает в компрессор, где предварительно сжимается и поступает в регенератор (предпочтительно) в виде набегающего воздушного потока, который входит в ротор высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки с его холодной стороны 18 через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора, а выходит из него через горячий 2 торцевой диск каркаса 1 ротора на его горячую сторону 19 в виде уходящего нагретого воздушного потока, который поступает в микротурбинный двигатель, температура газов на его выходе регулируется системой управления, например, путем изменения подачи необходимого для соответствующего режима работы количества топлива в камеру сгорания. После этого газовый поток входит с горячей стороны 19 в ротор высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора и выходит через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в виде охлажденного газового потока, уходящего с холодной стороны 18 каркаса 1 высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки.After starting and reaching the operating mode through the air filter, the air enters the compressor, where it is pre-compressed and enters the regenerator (preferably) in the form of an incident air flow, which enters the rotor of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working medium of the power plant from its
При этом реализуется работа высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки с возможностью предотвращения грибообразной деформации формы его каркаса в гибридной силовой установке, предназначенного для использования преимущественно в составе гибридных силовых установок для производства тепла и/или генерирования электрического тока, обычно включающих систему регулирования температур и расходов воздушного и газового потоков, корпус и установленный в нем ротор, содержащий каркас 1, состоящий из горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков и закрепленных между ними теплообменных ячеек 4, выполненных в виде шестигранных стаканов 10, и установленный в корпусе регенеративного подогревателя рабочего тела с возможностью вращения и попеременного прохождения через него в противотоке, по меньшей мере, одного нагреваемого потока воздуха и, по меньшей мере, одного охлаждаемого газового потока, причем набегающий воздушный поток входит в ротор через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора, а выходит из него через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора в виде уходящего нагретого воздушного потока, а горячий газовый поток входит в ротор с горячей стороны 19 через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора и выходит через холодный торцевой диск 3 каркаса ротора с холодной стороны 18 в виде уходящего охлажденного газового потока, при этом воздушный и газовый потоки разделены на роторе с каждой внешней стороны горячего 2 и холодного 3 дисков посредством, по меньшей мере, одного радиального 6 и одного окружного 7 уплотнений ротора, размещеных на корпусе (который на фиг. 1, 2 и 3 не показан). Эти признаки полностью повторяют совокупность известных признаков, их свойства и достигаемые в прототипе известные технические результаты, заключающиеся в выравнивании поля температур и возможности поддержании плоской формы по контактным поверхностям горячего 2 и холодного 3 дисков каркаса 1 ротора, что может снизить экстремальные значения термических деформаций и повысить равномерность их распределения по указанным поверхностям.At the same time, the operation of a high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of a power plant is realized with the ability to prevent mushroom-like deformation of the shape of its frame in a hybrid power plant, intended for use mainly in hybrid power plants for producing heat and / or generating electric current, usually including a temperature control system and flow rates of air and gas flows, a housing and a rotor installed in it, containing a frame 1, consisting of hot 2 and cold 3 end disks and heat exchange cells 4 fixed between them, made in the form of hexagonal cups 10, and installed in the body of the regenerative heater of the working fluid with the possibility of rotation and alternately passing through it in countercurrent of at least one heated air flow and at least one cooled gas flow, and the incoming air flow enters the roto p through the cold end disk 3 of the rotor frame 1, and leaves it through the hot end disk 2 of the rotor frame 1 in the form of an outgoing heated air flow, and the hot gas flow enters the rotor from the hot side 19 through the hot end disk 2 of the rotor frame 1 and exits through the cold end disk 3 of the rotor frame from the cold side 18 in the form of an outgoing cooled gas flow, while the air and gas flows are separated on the rotor on each outer side of the hot 2 and cold 3 disks by at least one radial 6 and one circumferential 7 rotor seals located on the housing (which in Fig. 1, 2 and 3 not shown). These features completely repeat the set of known features, their properties and the known technical results achieved in the prototype, consisting in leveling the temperature field and the possibility of maintaining a flat shape along the contact surfaces of the hot 2 and cold 3 disks of the
Для уменьшения деформирующего воздействия перепадов температур на каркас 1 и снижения величин его термических деформаций без сложного создания структуры каналов охлаждения и других аналогичных условий для выравнивания и стабилизации поля температур по несущим элементам конструкции каркаса 1 необходимо изменить конструкцию каркаса 1 и последовательной его работы, то есть действий над ним, приводящих к снижению деформаций каркаса 1. Это достигается за счет использования следующих отличительных признаков предложенного высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки при его работе.To reduce the deforming effect of temperature drops on the
При этом путем регулирования расходов и температур потоков, системой регулирования температур и расходов воздушного и газового потоков (на фиг. 3 не показана) энергетической установки поддерживают близкие или с минимальным перепадом температур потоки у выхода уходящего нагретого воздушного потока и выходящего из ротора охлажденного газового потока через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в зоне радиальных 6 и окружных 7 уплотнений ротора, установленных на корпусе и выполненных лабиринтными, так как это будет температура плавления - застывания термоаккумулирующего вещества и по этой причине самым эффективным будет процесс теплопередачи, при котором тепло, отданное горячим газом и полученное холодным воздухом при указанной конечной температуре или близкой к ней, не будет избыточным в горячем газе, тепловыделение при горении не будет избыточным, а тепломассообмен в энергетической установке будет оптимальным.At the same time, by regulating the flow rates and temperatures of the flows, the temperature control system and the flow rates of the air and gas flows (not shown in Fig. 3) of the power plant maintain close or with a minimum temperature difference flows at the outlet of the outgoing heated air flow and the cooled gas flow leaving the rotor through
Системы регулирования температур и расходов воздушного и газового потоков, используемые преимущественно в составе гибридных силовых установок для генерирования электрического тока, разнообразны и состоят из общеизвестных устройств регулирования, что не может быть предметом предложенного изобретения. Это позволяет общеизвестными методами и помощью общедоступных технических средств создать более равномерное поле температур по поверхностям горячего 2 и холодного 3 дисков, что является очевидным, так эти действия аналогичны известным действиям в прототипе и являются развитием указанных известных действий. Это явно реализуется в промышленности вследствие возможности работы газотурбинной гибридной установки в одном оптимальном выбранном термодинамическом режиме работы микротурбинного двигателя. При этом следует отметить, что равномерность распределения температур по горячему 2 и холодному 3 дискам может быть правильно организована путем выбора теплофизических характеристик теплообменных ячеек и времени теплообмена (контакта) с потоками горячего газа и холодного воздуха, чем выше эффективность теплообмена, тем ближе будут начальные и конечные температуры поверхностей горячего 2 и холодного 3 дисков соответственно для нагреваемого потока холодного воздуха и соответственно охлаждаемого газового горячего потока, так как набегающий воздушный поток входит в ротор через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора, а выходит из него через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора в виде уходящего нагретого воздушного потока, а газовый поток входит в ротор через горячий торцевой диск 2 каркаса 1 ротора и выходит через холодный торцевой диск 3 каркаса 1 ротора в виде уходящего охлажденного газового потока, в результате чего эти потоки чем больше отдают и получают тепла от теплопередающих ячеек, тем и соответственно будут ближе температуры воздуха и газа в частях потоков, проходящих соответственно через горячий 2 и холодный 3 торцевые диски каркаса 1.Systems for regulating temperatures and flow rates of air and gas streams, used mainly as part of hybrid power plants for generating electric current, are diverse and consist of well-known control devices, which cannot be the subject of the proposed invention. This allows using well-known methods and using publicly available technical means to create a more uniform temperature field over the surfaces of hot 2 and cold 3 discs, which is obvious, since these actions are similar to known actions in the prototype and are the development of these known actions. This is clearly realized in industry due to the possibility of operating a gas turbine hybrid plant in one optimal selected thermodynamic mode of operation of a microturbine engine. It should be noted that the uniformity of temperature distribution over hot 2 and cold 3 disks can be correctly organized by choosing the thermophysical characteristics of heat exchange cells and the time of heat exchange (contact) with hot gas and cold air flows, the higher the heat exchange efficiency, the closer the initial and the final temperatures of the surfaces of the hot 2 and cold 3 disks, respectively, for the heated flow of cold air and, accordingly, the cooled gas hot flow, since the incoming air flow enters the rotor through the
Выполнение же теплообменных ячеек в виде стаканов с внешними шестигранными поверхностями 11 и с внутренними поверхностями 12 каналов 5, в каждом из которых между внешней шестигранной поверхностью 11 и цилиндрической внутренней поверхностью 12 канала 5 выполнена кольцеобразная полость 13, заполненная термоаккумулирующим веществом 14, которое при рабочей температуре и подводе тепла меняет свое агрегатное состояние с твердого на жидкое, а при отводе тепла -обратно, то есть с точкой плавления - затвердевания в диапазоне рабочих температур высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, это позволяет поддерживать максимально возможный перепад температур между газом или воздухом и внутренней поверхностью 12 каналов 5 стаканов 10 теплообменных ячеек 4, так как ее температура не будет стремительно подниматься из-за постоянного теплоотвода или теплоподвода вследствие участия термоаккумулирующего вещества 14 и его термостабилизирующего действия как при прямом, так и при обратном процессе изменения его агрегатного состояния. Это явление также повышает эффективность и скорость теплообмена в обоих направлениях теплопередачи, как от охлаждаемого газа к каждой теплообменной ячейке, так и к нагреваемому воздуху от каждой теплообменной ячейки 4, вследствие этого поддерживается максимально возможный перепад температур между внутренней поверхностью 12 канала 5 и воздухом или газом, потому что в отличие от прототипа температура внутренней поверхности 12 канала 5 практически остается постоянной, а разность температур (тепловой напор) между всей внутренней поверхностью 12 канала 5 и соответственно горячим газом на протяжении всего внутреннего канала 5 каждой теплообменной ячейки 4 при всем процессе его охлаждения или также между внутренней поверхностью 12 канала 5 и холодным воздухом при его нагреве будет максимальной, вследствие чего изменение агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14 позволяет поддержать максимальный тепловой напор теплового потока и передать максимальное количество тепла, как за цикл возвратно колебательного теплообмена, то есть иметь высокие удельные показатели на единицу массы, так и в единицу времени в обе стороны возвратно колебательного теплообмена, то есть при этом получается максимальная скорость теплообмена. Эти технические эффекты могут достигаться вследствие радиального распространения от оси канала 5 процесса плавления - застывания термоаккумулирующего вещества 14. При этом не полностью расплавленное в цикле возвратно колебательного теплообмена термоаккумулирующее вещество 14 возможно в виде кольца будет располагаться на максимальном расстоянии от оси канала 5, это будет также дополнительно стабилизировать температуру на поверхности стенки кольцеобразной полости 13, примыкающей к внешней шестигранной поверхности 11, увеличивая эффект термофизической теплоизоляции.The execution of the heat exchange cells in the form of glasses with external
При правильном выборе соотношения коэффициентов линейного расширения материалов горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков, которое выбирают обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур дисков, а приэтом теплообменные ячейки выполняют в виде стаканов 10 с внешними шестигранными поверхностями 11, и с внутренними поверхностями 12 каналов 5, между которыми выполнена кольцеобразная полость 13, внутри которой размещено термоаккумулирующее вещество 14, и устанавливают их между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере с одной точкой жесткого крепления на каждом диске, а, по меньшей мере, каждые две точки жесткого крепления стаканов 10 на соседних дисках 2 и 3 располагают в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к ней плоскости сечения дисков, проходящей через ось симметрии каждого стакана, а зазор между стаканами выбирают с возможностью их свободного взаимного расширения при максимальной рабочей температуре. Эти признаки позволяют при одинаковых (как в аналогах и прототипе) температурах на отдельных поверхностях горячего 2 и холодного 3 дисков получить одинаковые линейные расширения (изменения размеров) частей дисков имеющих разные рабочие температуры, соответственно малое для рабочей температуры горячего диска, то есть при высокой рабочей температуре за счет малого коэффициента линейного расширения его материала и при меньшей рабочей температуре относительно большое линейное расширение холодного диска с более высоким коэффициентом линейного расширения материала создает условие равных линейных расширений (изменения размеров) частей дисков, которые в результате воздействия разного значения температур приведет почти к одинаковому линейному расширению частей горячего и холодного дисков соответственно для их выбранных или рассчитанных рабочих температур. При правильном выборе коэффициентов линейного расширения материалов горячего 2 и холодного 3 торцевых дисков обратно пропорциональным отношению приростов рабочих температур дисков их абсолютные линейные увеличения размеров при расчетных или рабочих температурах, подобранных опытным путем, будут практически одинаковыми, а общие грибообразные деформации каркаса 1 будут минимальными.With the correct choice of the ratio of the linear expansion coefficients of the materials of the hot 2 and cold 3 end disks, which is chosen inversely proportional to the ratio of the increments in the average operating temperatures of the disks, and at the same time, the heat exchange cells are made in the form of
При этом следует разъяснить, что в холодном состоянии форма каркаса 1 может быть деформирована, так как ее оптимальные размеры и форма рассчитаны на рабочее распределение температур по поверхностям каркаса 1, а именно соответственно горячего диска 2, холодного диска 3 и канала 5 теплообменных ячеек 4. И только после выхода на рабочий режим форма каркаса 1 должна быть близка к цилиндрической.It should be clarified that in the cold state the shape of the
Поддержание постоянства температуры (путем термического изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества 14) каждого стакана 10 позволяет повысить стабильность формы и размеров каждого из стаканов 10, горячего 2 и холодного 3 дисков и уменьшить их деформирующее влияние на термические деформации всего каркаса 1, так как несущие основные силовые нагрузки стенки, примыкающие к шестигранным поверхностям теплообменных ячеек 4, будут находиться при относительно стабильной температуре. Путем сохранения цилиндрической формы каркаса, торцевых дисков и сохранения постоянства размеров и формы его шестигранных частей стаканов 10, несущих основные механические нагрузки, высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя энергетической установки за счет стабилизации температурного поля несущих конструктивных элементов каркаса и устранения возможности его деформирующего воздействия на каркас при возвратно колебательном теплообмене в теплообменных ячейках за счет повышения постоянства температур несущих конструктивных элементов путем их термофизической теплоизоляции, то есть стабилизации поля температур и сохранения равномерности поля температур на шестигранных поверхностях несущих конструктивных элементов при изменении режимов работы энергетической установки из-за устранения знакопеременного термического колебательного воздействия на несущие шестигранные части при нагреве и охлаждении теплообменных ячеек путем сглаживания колебаний температуры за счет поглощения термоаккумулирующим веществом при его плавлении избытка тепла от горячего газа и отдачи холодному воздуху недостающего ему тепла термоаккумулирующим веществом при его застывании.Maintaining a constant temperature (by thermally changing the state of aggregation of the thermal storage substance 14) of each
Если теплообменные ячейки 4 выполняют в виде стаканов 10 с шестигранными поверхностями 11 и внутренней поверхностью 12 каждого канала 5 теплообменных ячеек 4 и устанавливают между торцевыми дисками 2 и 3, по меньшей мере с одной точкой жесткого крепления 8 на каждом диске, а, по меньшей мере, каждые две точки жесткого крепления 8 стаканов 10 на соседних дисках 2 и 3 располагают в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной и/или тангенциальной к оси вращения ротора плоскости сечения соответствующих дисков, и проходящей через ось симметрии каждого стакана 10, то этим достигается устранение воздействие тепловых деформаций теплообменных ячеек 4, выполненных в виде стаканов 10, на торцевые диски 2 и 3 при весьма значительном перепаде температур по длине стакана 10 каждой теплообменной ячейки 4, так как торцевые поверхности, соприкасающиеся с соответствующим диском имеют возможность свободного линейного расширения и это не вызывает деформацию дисков. Расположение точек 8 жесткого крепления стаканов 10 теплообменных ячеек 4 на соседних дисках 2 и 3 в диаметральной плоскости сечения их оснований, расположенной в радиальной плоскости сечения дисков 2 и 3, т.е. в плоскости, проходящей через ось вращения ротора и диска в радиальном направлении, позволяет достичь минимального перепада температур между указанными точками, так как эти точки одновременно начинают подвергаться воздействию холодного воздуха или горячего газа и будут находиться в близких температурных условиях в течение всего процесса теплообмена даже если они будут находиться на одном диске. Расположение точек 8 жесткого крепления стаканов теплообменных ячеек 4 на соседних дисках в диаметральной плоскости сечения их оснований теплообменных ячеек 4, расположенной в тангенциальной к ней плоскости сечения дисков, т.е. в плоскости перпендикулярной радиальной плоскости его сечения в одном направлении, позволяет достичь минимального перепада температур между указанными точками, так как эти точки расположены в близких или одинаковых условиях воздействия воздуха или газа для выбранной внутренней поверхности каждой теплообменной ячейки 4 и будут находиться в относительно близких температурных условиях в течение всего процесса теплообмена, потому что часть потока воздуха или газа, находящаяся в указанном канале 5 теплообменной ячейки 4 будет иметь практически одинаковое распределение температур по длине внутренней поверхности 12 канала 5, вследствие чего термические деформации линейных размеров и формы каждой ячейки 4 в отдельности и всех ячеек вместе не приведут к изменению цилиндрической формы каркаса и не приведут к получению грибообразной деформации, а вызовут лишь соответствующий поворот одного торцевого диска относительно другого.If the
Шестигранная форма внешней поверхности 11 стаканов 10 выбрана для упрощения выбора и контроля зазоров между внешними шестигранными стенками и их «плотной упаковки» (распределения с минимальными технологическими зазорами по сечению торцевых дисков каркаса). При этом форма внешней шестигранной поверхности 11 стаканов 10 позволяет достичь повышения их жесткости и устойчивости формы стаканов 10, особенно при выполнении стакана 10 составным и установке внутри внутреннего канала 5 тонкостенной теплопередающей гильзы.The hexagonal shape of the
При этом будет интенсивное движение и минимальное перетекание через уплотнения потоков воздуха и газов с близкими температурами в зоне радиальных 6 и окружных 7 уплотнений ротора высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки, установленных на корпусе, вследствие выполнения этих уплотнений лабиринтными, что при указанных выше условиях позволяет достичь минимального зазора, его стабильности и эффективного бесконтактного уплотнения, это происходит вследствие уменьшения термических деформаций каркаса и стабилизации по этой причине величины зазора в уплотнениях.In this case, there will be intensive movement and minimal overflow through the seals of air and gas streams with close temperatures in the zone of the
Выполнение всех зазоров 9 между стаканами 10 каркаса 1 вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки по каждой из шести внешних граней каждого стакана 10 достаточной величины, которую выбирают из условия возможности обеспечения свободного взаимного радиального расширения каждого стакана 10 в направлении выбранной грани и возможного ее поворота вокруг оси стакана 10, относительно других стаканов 10 каркаса 1 при его максимальной рабочей температуре без возможности их взаимного контакта и появления возможности деформации каркаса.The implementation of all
Для снижения возможных перетечек воздуха и газа технологические установочные зазоры между стаканами и дисками могут быть уплотнены любым известным способом при помощи известных средств и известных термостойких герметизирующих составов, позволяющих осуществить взаимные линейные нормальные и тангенциальные смещения указанных деталей в пределах выбранных или рассчитанных зазоров.To reduce possible air and gas leakage, the technological installation gaps between the nozzles and discs can be sealed in any known way using known means and known heat-resistant sealing compounds that allow mutual linear normal and tangential displacements of these parts within the selected or calculated gaps.
На основании изложенного можно утверждать следующее:Based on the foregoing, the following can be argued:
Поставленная техническая задача решается техническими средствами, которые могут быть использованы в предложенном виде в народном хозяйстве, следовательно, предложение соответствует критерию охраноспособности изобретения «промышленная применимость».The technical problem posed is solved by technical means that can be used in the proposed form in the national economy, therefore, the proposal meets the criterion of the patentability of the invention "industrial applicability".
Предложение имеет отличия от известной конструкции, а при его использовании достигаются новые технические результаты, которые не могут быть получены при работе известного регенеративного подогревателя рабочего тела и энергетической установки, следовательно, соответствует критерию охраноспособности изобретения «новизна».The proposal differs from the known design, and when using it, new technical results are achieved that cannot be obtained with the operation of the known regenerative heater of the working fluid and the power plant, therefore, it meets the criterion of protection of the invention "novelty".
Предложение при использовании всех известных и новых конструктивных особенностей и последовательности действий при осуществлении работы высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя рабочего тела энергетической установки позволяет достичь новых ранее неизвестных технических результатов, следовательно, это позволяет утверждать, что предложение соответствует критерию охраноспособности изобретения «изобретательский уровень».The proposal, using all known and new design features and the sequence of actions in the implementation of the operation of the high-temperature rotating disk regenerative heater of the working fluid of the power plant, allows to achieve new previously unknown technical results, therefore, this allows us to assert that the proposal meets the criterion of protection of the invention "inventive step".
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122978A RU2744926C1 (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020122978A RU2744926C1 (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2744926C1 true RU2744926C1 (en) | 2021-03-17 |
Family
ID=74874375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020122978A RU2744926C1 (en) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2744926C1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2146034C1 (en) * | 1994-08-11 | 2000-02-27 | Стор Хит энд Продьюс Энерджи, Инк. | Heat accumulating device for motor vehicle interior |
RU2296930C1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" | Method for cooling of frame of rotary plate heat exchanger and device for its realization |
RU2388982C2 (en) * | 2005-10-10 | 2010-05-10 | Эмджи Инновейшнз Корп. | Heat exchange device (versions) |
RU2441188C1 (en) * | 2009-05-28 | 2012-01-27 | Балке-Дюрр Гмбх | Method to adjust sealing gap in regenerative heat exchanger depending on temperature, heat-controlled adjustment device for its realisation and regenerative heat exchanger |
RU2623133C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" | System of heat exchange in small-sized gas-turbine energy installations (microturbines) with rotating rotary regenerative heat exchanger |
CN206903768U (en) * | 2017-04-28 | 2018-01-19 | 西安交通大学 | A kind of residual heat of tail gas of automobile recycle device |
CN208764939U (en) * | 2018-03-30 | 2019-04-19 | 苏州巨联环保有限公司 | A kind of rotary heat storage burner and three-box type heat storage burner |
-
2020
- 2020-07-06 RU RU2020122978A patent/RU2744926C1/en active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2146034C1 (en) * | 1994-08-11 | 2000-02-27 | Стор Хит энд Продьюс Энерджи, Инк. | Heat accumulating device for motor vehicle interior |
RU2296930C1 (en) * | 2005-07-22 | 2007-04-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный технический университет "МАМИ" | Method for cooling of frame of rotary plate heat exchanger and device for its realization |
RU2388982C2 (en) * | 2005-10-10 | 2010-05-10 | Эмджи Инновейшнз Корп. | Heat exchange device (versions) |
RU2441188C1 (en) * | 2009-05-28 | 2012-01-27 | Балке-Дюрр Гмбх | Method to adjust sealing gap in regenerative heat exchanger depending on temperature, heat-controlled adjustment device for its realisation and regenerative heat exchanger |
RU2623133C1 (en) * | 2016-06-07 | 2017-06-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский политехнический университет" | System of heat exchange in small-sized gas-turbine energy installations (microturbines) with rotating rotary regenerative heat exchanger |
CN206903768U (en) * | 2017-04-28 | 2018-01-19 | 西安交通大学 | A kind of residual heat of tail gas of automobile recycle device |
CN208764939U (en) * | 2018-03-30 | 2019-04-19 | 苏州巨联环保有限公司 | A kind of rotary heat storage burner and three-box type heat storage burner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20120145120A1 (en) | Axial-piston engine, method for operating an axial-piston engine, and method for producing a heat exchanger of an axial-piston engine | |
US5549449A (en) | Turbomachinery incorporating heat transfer reduction features | |
CA2737118C (en) | Oil cooled runner | |
JP2016196881A (en) | Heat pipe temperature management system for turbomachine | |
CA1049360A (en) | Energy conserving process furnace system and components thereof | |
JP2008249322A (en) | Fluid heating apparatus | |
CN111520760A (en) | Combustion chamber flame tube wall surface structure adopting impact/gas film double-wall composite cooling mode | |
US4029465A (en) | Energy conserving process furnace system and components thereof | |
RU2744926C1 (en) | High-temperature rotating disc regenerative heater of working fluid of power plant | |
RU2548839C2 (en) | Axial piston engine and mode of operation of axial piston engine | |
RU2698539C2 (en) | Internal combustion engine with oil circuit and support bearings with oil lubricant (embodiments) | |
CA2954079C (en) | Pressure wave supercharger and method for operating a pressure wave supercharger | |
WO2021082523A1 (en) | Heat exchange method, and heat exchange mechanism and heat exchanger using same | |
RU2744588C1 (en) | Method for preventing thermal deformations of rotor frame of disc high-temperature rotating regenerative heater of working fluid of power plant | |
RU2716638C1 (en) | Method of preventing deformation of high-temperature rotary disc heat exchanger | |
JP5742062B2 (en) | Axial piston engine, method of operating axial piston engine, and method of manufacturing heat exchanger for axial piston engine | |
RU2716639C1 (en) | High-temperature rotary disc heat exchanger | |
RU2716640C1 (en) | Silicone seals of high-temperature rotary disc heat exchanger | |
CN1131976C (en) | High temp. regenerator | |
RU2716636C1 (en) | Method of compensation of deformation of high-temperature rotary disc heat exchanger | |
Wilson | Low-leakage and high-flow regenerators for gas turbine engines | |
RU2173819C2 (en) | Gas-turbine engine combustion chamber | |
US8047000B2 (en) | Gas turbine combustion chamber | |
RU2730776C1 (en) | Complex heating-utilization-recuperation installation | |
CN220818613U (en) | Heat accumulating and temperature regulating device |