Шварц В. А. Конструкции газотурбинных установок. Страница 271

Выполнение первых двух требований является обязательным для теплообменных поверхностей всех типов и назначений, остальными определяются характеристики и качество аппарата.

Одним из основных вопросов, возникающих при проектировании трубчатых теплообменников, является выбор теплоносителя, протекающего внутри трубок.

С точки зрения прочности и сокращения металлоемкости аппарата воздух высокого давления целесообразно направлять внутри трубок, а газ — в межтрубном пространстве. При этом воздействию высокого давления воздуха, кроме трубок и трубных досок, подвергаются только воздушные камеры подвода и отвода, а корпус аппарата, ограничивающий газовую полость, может быть выполнен тонкостенным и легким. По описанной схеме выполнено большинство регенераторов стационарных ГТУ и все без исключения регенераторы транспортных установок. Однако в ряде регенераторов газ течет по трубам, а воздух — в межтрубном пространстве; при этом корпус аппарата подвержен высокому давлению воздуха, условия теплоотдачи ухудшены, размеры и масса аппарата значительно увеличены. Основной причиной, обусловливающей выбор такой неблагоприятной схемы, является требование к отсутствию загрязнений по газовой стороне и облегчение очистки теплообменной поверхности от сажистых и смолистых отложений. При пропуске газа внутри трубок вероятность отложений на стенках значительно уменьшается благодаря отсутствию застойных зон, а чистка прямых трубок не представляет затруднений.

Форму трубного пучка и корпуса регенераторов, у которых воздух проходит в межтрубном пространстве, обычно выполняют цилиндрическими из условий обеспечения прочности корпуса.

Несколько обособленно от других аппаратов по схеме компенсации расширений стоит экспериментальный регенератор фирмы Роллс-Ройс, где применено двухкратное обтекание кольцевого трубного пучка потоком газа, проходящего в межтрубном пространстве. При этом обеспечена минимальная разность температуры трубок по внутреннему и наружному диаметрам трубного пучка, в результате трубки не перегружаются в местах заделки их в трубных досках. Весь трубный пучок расположен внутри корпуса на трех цапфах — двух боковых и одной центральной. Трубный пучок имеет возможность расширяться независимо от корпуса аппарата. Патрубки подвода и отвода воздуха проходят через корпус, причем в местах выхода из корпуса патрубков и цапф пучка установлены сальниковые уплотнения. Для свободного расширения всех элементов и устранения температурных перекосов оси патрубков и цапф пересекаются в одной точке, являющейся геометрическим фокусом расширений во всех направлениях (см. рис. 275).