MX2011005959A - Aparato de regenerador de turbina de gas y procedimiento de fabricacion. - Google Patents

Abstract

Un núcleo de regenerador para su uso en un regenerador de turbina de gas tiene aberturas de colector integrales formadas en las placas tubulares usadas para constituir el núcleo y tiene elementos de refuerzo especiales que proporcionan una contención de presión alta en partes críticas de la construcción del intercambiador de calor de placas y aletas. Los elementos de refuerzo incluyen una serie de aros de sección transversal en forma de U que se usan para conectar las líneas de juntura de colectores del intercambiador de calor. Una región de canal externa de los aros está provista de con una banda de refuerzo de material reforzante. Los aros con sus bandas de refuerzo proporcionan un refuerzo estructural en la región entre los colectores y los miembros de refuerzo de barras laterales convencionales en la sección de núcleo central.

Description

APARATO DE REGENERADOR DE TURBINA DE GAS Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a procedimientos y materiales para fabricar un tipo especializado de intercambiador de calor de tipo de placas y aletas y, en particular, a un procedimiento y materiales para fabricar un intercambiador de calor de regenerador de turbina de gas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La presente invención trata de un tipo particular de intercambiador de calor de placas y aletas conocido en la técnica pertinente como "regenerador de turbina de gas". Este tipo de intercambiador de calor se ha desarrollado para usar con turbinas de gas grandes para mejorar el rendimiento y la eficiencia de la turbina y mientras se reducen los costes de funcionamiento. Los intercambiadores de calor del tipo a debate se denominan normalmente "recuperadores" o bien "regeneradores." Una aplicación típica de tales unidades es junto con turbinas de gas empleadas en sistemas de conducción compresores de gasoductos.

En la aplicación de planta de energía de turbina de gas típica, el regenerador se usa para calentar el aire de descarga del compresor antes de su entrada en las cámaras de combustión, reduciendo de este modo la cantidad de combustible necesario para llevar los gases de combustión a las temperaturas de funcionamiento requeridas. El calor se transfiere al aire de descarga del compresor desde los gases de escape de turbina calientes que pasan a través del regenerador en la relación de transferencia de calor con el aire de descarga del compresor. El regenerador incluye canales de gas y aire apilados alternantes del tipo placas-aletas para llevar a cabo la transferencia de calor.

Los regeneradores de turbina de gas del tipo a considerar han incluido estructuras similares a cajas que tienen bancos de tubos de placas-aletas con todo el regenerador agrupado junto mediante correas de sujeción que interconectan soportes terminales estructurales. El aire de descarga del compresor, a las presiones de funcionamiento relativamente altas encontradas, tiende a pandear o arquear las estructuras de soporte terminales de estos dispositivos, presentando de este modo un punto de fallo de material potencial. Además, el diseño de las unidades de la técnica anterior se ha limitado, hasta cierto punto, en sus intervalos de temperatura de funcionamiento recomendados en virtud de los materiales empleados en su fabricación así como por las técnicas de fabricación que se emplearon.

Por ejemplo, los diseños de aletas-compresión usados previamente a veces desarrollaron fuerzas de presión-superficie internas no equilibradas en un regenerador de tamaño adecuado. Las fuerzas no equilibradas de este tipo tendieron a romper la estructura del núcleo del regenerador durante el funcionamiento. Más recientemente, la tecnología ha avanzado de modo que las fuerzas de presión interna están equilibradas más uniformemente. Sin embargo, incluso con los avances que se han hecho en los materiales y las técnicas de fabricación, los cambios en la dimensión de la unidad global debido a la expansión térmica y a la contracción se vuelven significativos y deben tenerse en cuenta en el diseño global. Estos cambios de tamaño térmicos deben tenerse en cuenta de alguna manera para prolongar la vida útil del regenerador. El problema se acentúa por el hecho de que el regenerador debe resistir un tiempo de vida de miles de ciclos de calentamiento y enfriamiento debido al modo de funcionamiento del turbocompresor asociado que a menudo se arranca y se detiene repetidamente.

La patente de los Estados Unidos N.° 3.866.674, publicada el 18 de febrero de 1975, cedida a General Electric Company, muestra un diseño de regenerador que es típico de la técnica anterior en el que los bancos tubulares de placas y aletas estaban unidos por uno cualquiera de los dos extremos opuestos a una cámara impelente de entrada y salida cilindrica, respectivamente. Las cámaras impelentes de entrada y salida de aire estaban formadas con aberturas ranuradas semicirculares dispuestas a lo largo del eje longitudinal de cada cámara. Los tubos de presión que componen los bancos tubulares también tenían regiones terminales semicirculares que estaban contenidas dentro de las aberturas en las cámaras impelentes en las que se soldaron en su lugar. Los puntos de unión entre las láminas del tubo y las cámaras impelentes cilindricas presentaban puntos de fallo potenciales en el diseño cuando se sometieron a condiciones de temperatura y presión extremas discutidas anteriormente.

La patente de los Estados Unidos N.° 4.229.868, publicada el 28 de octubre de 1980, asignada a The Garrett Corporation, fue una mejora en el diseño de lámina tubular y de cámara impelente anterior. Este regenerador estaba construido de una pluralidad de placas y aletas formadas soldadas juntas fuertemente en una unidad completa que comprende colectores y un núcleo de intercambio de calor en un dispositivo a contracorriente individual. Las respectivas partes finales de las placas de intercambio de calor están formadas con un reborde periférico que, cuando está unido con el correspondiente reborde de una placa tubular formada adyacente, proporciona un cierre delimitador para contener las vías de paso de aletas de aire proporcionadas por el par así unido de placas de intercambio de calor. Cada porción terminal de la placa tubular formada tenía una abertura rodeada por una parte de cuello, definiendo así una sección de colector a través de la placa. La parte de cuello estaba recortada a lo largo de la cara orientada hacia la parte de núcleo de forma que proporcione comunicación entre la sección de colector y las vías de paso de aletas de aire. La placa tubular formada también tenía un anillo desplazado del plano de la placa y que se extiende sobre la abertura de colector. Este anillo tenía una parte de base plana que servía para proporcionar espacio entre las placas unidas para las vías de paso de aletas de gas y para sellar las secciones de colector de las placas del intercambiador de calor unidas de las vías de paso de gas.

La subida en los costes del combustible en los últimos años ha dictado que las plantas de energía de turbina de gas funcionen con un incremento en la eficiencia térmica, y los nuevos procedimientos de funcionamiento requieren un regenerador que funcionará más eficientemente a temperaturas mayores mientras que posee la capacidad de resistir miles de ciclos de inicio y parada sin fugas ni costes de mantenimiento excesivos. Como resultado, continúa existiendo una necesidad de mejoras en los diseños de los regeneradores que se usan con turbinas de gas empleadas en sistemas de conducción compresores de gasoductos, así como en otras aplicaciones industriales.

Continúa existiendo una necesidad de mejora en el diseño del regenerador en el que se eliminen los puntos débiles potenciales que se someterían a rotura a partir de fuerzas de presión internas.

También continúa existiendo una necesidad de mejora en el diseño que ofrezca un núcleo de acero inoxidable soldado fuertemente que permita una eficiencia mayor y finalmente un ahorro en los costes mayor que otros tipos de regeneradores actualmente en el mercado.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención tiene como objetivo mejorar la integridad estructural del elemento de núcleo de un tipo particular de intercambiador de calor de placas y aletas conocido como núcleo de regenerador de turbina de gas. En el procedimiento de la invención, las placas alternantes del dispositivo están formadas con aberturas de colector integrales en cualquiera de los extremos opuestos de las mismas. Los aros de refuerzo están soldados fuertemente de forma íntegra dentro del núcleo del intercambiador de calor para proporcionar un refuerzo de las secciones de colector de las mismas. Los aros tienen aberturas de canal externas que se ajustan con una banda del material de refuerzo. Las barras laterales de refuerzo en la sección central del núcleo del intercambiador de calor colaboran con los aros de refuerzo y las aberturas de colector integrales de las placas para proporcionar una integridad estructural añadida a la unidad ensamblada.

Más específicamente, las unidades de núcleo de colector están construidas de una pluralidad de placas y aletas formadas soldadas entre sí fuertemente en una unidad completa que comprende colectores opuestos y un núcleo de intercambio de calor en un dispositivo a contracorriente individual. Las respectivas partes finales de las placas de intercambio de calor de colector están formadas con un reborde periférico que, cuando está unido con el correspondiente reborde de una placa tubular formada adyacente, proporciona un cierre delimitador para contener las vías de paso de aletas de aire proporcionadas por el par unido de placas de intercambio de calor. Los aros de refuerzo también tienen regiones de canal orientadas hacia dentro que miran a la parte del núcleo para proporcionar comunicación entre la sección de colector y las vías de paso de aletas de aire.

La placa tubular formada y los aros de refuerzo están unidos mediante soldadura fuerte con la parte de base plana de una placa tubular adyacente en relación espalda con espalda, de modo que el espacio proporcionado entre las placas así unidas deja sitio para las vías de paso de aletas de gas y cierra las secciones de colector de las placas del intercambiador de calor unidas de las vías de paso de gas. Se da a conocer un procedimiento para proporcionar refuerzo de las secciones de colector íntegras situadas en los extremos opuestos de un núcleo de regenerador fabricado de placas y aletas formadas apiladas. En la primera etapa del procedimiento, se proporciona una serie de placas tubulares que terminan en regiones de colector dispuestas de forma opuesta que están formadas con una abertura de colector continua en ellas. Las aberturas de colector están constituidas por una parte de reborde curvado interno de la placa respectiva que se mantiene de forma circular para formar una región de anillo externa. Cada una de las regiones de colector comprende una base para unirse a la base de la región de colector de la placa adyacente siguiente para desarrollar un plano de juntura para dos placas adyacentes. El núcleo del regenerador está fabricado de una pluralidad de tales placas tubulares apiladas que definen las vías de paso de fluido entre ellas. Las placas tubulares están intercaladas respectivamente con aletas de gas y aletas de aire en las vías de paso de líquidos respectivas.

Una pluralidad de aros de refuerzo están instalados entre placas adyacentes, estando los aros posicionados respectivamente entre pares de placas adyacentes sobre las regiones de colector de las mismas. Las placas están unidas juntas en relación de cierre, estando configurado cada aro para extenderse desde una placa adyacente a la siguiente y solapar una juntura común de dichas placas, estando unidos los aros en relación de refuerzo estructural a las superficies adyacentes de dichas placas. Cada aro tiene una sección transversal, generalmente en forma de U que define una abertura de canal orientada hacia el exterior para cada aro, y en el que cada aro se extiende a través del plano de juntura de las placas y está soldado fuertemente a las placas adyacentes en ambos lados del plano de juntura y tanto a la parte de reborde como a las regiones de anillo de las placas. Preferentemente, se instala una banda de material reforzante dentro de al menos una parte de la abertura de canal de los aros seleccionados para reforzar de este modo los aros y placas adyacentes antes de soldar fuertemente el generador ensamblado.

Serán evidentes objetos, características y ventajas adicionales en la descripción escrita que sigue.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La figura 1 muestra una vista en perspectiva de un regenerador de turbina de gas que emplea los módulos de núcleo mejorados de la invención.

La figura 2 muestra un módulo de núcleo de la técnica anterior con placas tubulares soldadas a cámaras impelentes cilindricas opuestas.

La figura 2A, figura 2B y figura 3C muestran el flujo de gas de escape y aire a través del ensamblaje de placas y aletas del módulo de núcleo de la invención, estando indicados también la entrada de aire y el patrón de flujo de gas de escape a través del módulo por flechas.

La figura 4 muestra una vista en despiece del módulo de núcleo de la invención que muestra las placas tubulares alternantes y las aletas ensambladas que constituyen el módulo de núcleo.

La figura 5 muestra una vista transversal lateral, parcial, del módulo de núcleo de la invención tomada generalmente a lo largo de las líneas V-V en la figura 3.

La figura 6 muestra una vista de una parte de un aro de refuerzo usado en la fabricación del módulo de núcleo de la invención y muestra el material reforzante usado para reforzar las partes de anillo del canal del módulo de núcleo de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Las realizaciones de la invención presentadas en la siguiente descripción escrita y las distintas características y detalles ventajosos de las mismas se explican más plenamente con referencia a los ejemplos no limitantes incluidos en los dibujos adjuntos y detallados en la descripción que sigue. Se omiten las descripciones de componentes y procedimientos y técnicas de fabricación bien conocidas para no confundir innecesariamente las características principales de la invención como se describe en el presente documento. Los ejemplos usados en la descripción que sigue están destinados meramente a facilitar una comprensión de las maneras en las que se puede practicar la invención y para permitir además a los expertos en la técnica a practicar la invención. Por consiguiente, los ejemplos no deben interpretarse como limitantes del alcance de la invención reivindicada.

Como se ha mencionado previamente, la presente invención es una mejora en el diseño y la técnica de fabricación usados en la fabricación de un tipo particular de intercambiador de calor conocido en la técnica pertinente como regenerador o recuperador. El intercambiador de calor en cuestión se puede usar, por ejemplo, como parte de un regenerador de turbina de gas usado en una planta de energía de turbina de gas. El regenerador se usa para calentar el aire de descarga del compresor antes de su entrada en las cámaras de combustión de la planta de energía, reduciendo de este modo la cantidad de combustible necesario para llevar los gases de combustión a las temperaturas de funcionamiento requeridas. El calor se transfiere al aire de descarga del compresor desde los gases de escape de turbina calientes que pasan a través del regenerador en la relación de transferencia de calor con el aire de descarga del compresor. El regenerador incluye canales de gas y aire apilados alternantes del tipo placas-aletas para llevar a cabo la transferencia de calor. Estos tipos de intercambiadores de calor generalmente son bien conocidos en la técnica pertinente de intercambiadores de calor.

Con referencia en primer lugar a la figura 1 de los dibujos, un regenerador ensamblado típico de la invención se ilustra generalmente como 11. El regenerador se podría usar, por ejemplo, en una disposición típica en la que una turbina de gas está g acoplada en un extremo a un compresor de aire y en el otro extremo a una carga. El aire se lleva hacia el compresor a presión atmosférica de 14,7 psi (101 ,35 kPa) y se descarga desde el compresor a, por ejemplo, aproximadamente 130 psi (896,32 kPa) y posteriormente se canaliza al regenerador. Los gases de escape de turbina de gas, a temperatura alta, presión relativamente baja (14,7 psi (101 ,35 kPa)), se canalizan al regenerador desde la turbina. A continuación, los gases de escape y el aire de descarga del compresor pasan en relación de intercambio de calor a través del regenerador. Los gases de escape están dirigidos hacia el tubo de escape mientras el aire de descarga del compresor está canalizado, a temperatura elevada, hacia una cámara de combustión.

El regenerador de turbina de gas 11 mostrado en la figura 1 tiene flechas anchas que indican los flujos de gas de escape y flujos de aire de descarga del compresor respectivos. En el ejemplo particular ilustrado, el regenerador incluye un soporte externo 13 que incluye partes de reborde para conectar el regenerador en un conducto de escape de turbina de gas (no mostrado). Se muestra que el flujo de gas y aire es sustancialmente a contracorriente en el ejemplo, pero se considera que otras disposiciones de flujo, que podrían ser evidentes para los expertos en la técnica, están dentro del verdadero espíritu y alcance de la presente invención. El regenerador puede incluir cualquier número de módulos de núcleo, por ejemplo, los módulos 15, 17, indicados en la figura 1 de los dibujos.

En referencia breve a la figura 3, se muestra un módulo de regenerador ensamblado individual de la invención. El módulo de regenerador incluye un colector de admisión de aire 19 y un colector de salida de aire 21. Como se ilustra de una forma un tanto simplificada en las figuras 2A-2C, 3 y 4, el módulo de regenerador está constituido por una pluralidad de placas formadas (23 en la figura 4) intercaladas con aletas, tales como las aletas de aire 25 y las aletas de gas 27, que sirven para dirigir el aire y el gas de escape en las vías de paso a contracorriente adyacentes alternantes para lograr el efecto de transferencia de calor deseado. Las placas finales 29, 31 son similares a las placas interiores 23 excepto en que están formadas normalmente de láminas más gruesas, y forman los lados opuestos de un módulo de núcleo, tal como el módulo 15 en la figura 1. Cuando se ensamblan y se sueldan fuertemente para formar una unidad integral, las placas formadas definen las vías de paso de colector respectivas (19 y 21 en la figura 3) en los extremos opuestos de la sección de intercambio de calor en contracorriente central del módulo y que comunican con las vías de paso de aire de las mismas.

Como se indica por las flechas respectivas en la figura 2B, el gas de escape calentado de una turbina asociada entra por el extremo final del módulo y fluye a través de las vías de paso 33, fluyendo alrededor de la vía de paso de colector 21 A, después a través de las vías de paso de flujo de gas en la sección central 35 y fuera del módulo a la extensión opuesta 37, fluyendo alrededor de colector 19a. Al mismo tiempo, el aire comprimido del compresor de aire de entrada por la turbina asociada entra por el módulo del ¡ntercambiador de calor a través de colector 19A en la figura 2A, fluye a través de vías de paso de flujo de aire interno conectadas con los colectores 19A y 21 A y a través de la región de intercambio de calor central 37, y después fluye fuera de colector 21 A desde donde se dirige al quemador y a la turbina asociada (no mostrado). En el procedimiento descrito, el gas de escape cede calor sustancial al aire comprimido que se alimenta a la turbina asociada, mejorando considerablemente de este modo la eficiencia del funcionamiento del sistema de turbina regenerado.

El procedimiento mejorado y el aparato resultante producido por el procedimiento de la presente invención son el resultado de cambios en el procedimiento para ensamblar o proporcionar las regiones de colector de entrada y salida (19 y 21 en la figura 3) del módulo de núcleo. La figura 2 es una vista simplificada de la técnica usada para ensamblar un módulo de la técnica anterior. Las láminas o bacterias tubulares respectivas, por ejemplo, 39, 41 , están provistas de aberturas semicirculares 43, 45, que están contenidas dentro de ranuras de acoplamiento 47, 49, proporcionadas en las cámaras dispuestas de forma opuesta 51 , 53, de las regiones de colector del módulo. La juntura soldada entre las láminas tubulares y las cámaras impelantes presentaron un punto débil potencial y posible punto de fallo del módulo en el funcionamiento.

En referencia ahora a la figura 4 de los dibujos, se apreciará que tanto las placas internas como externas 23, 29 y 31 que se usan para constituir el módulo de núcleo en consideración tienen una abertura circular formada de manera integral en cualquiera de los extremos de las mismas. Esto es, las placas tubulares terminan en regiones de colector dispuestas de forma opuesta que están formadas con una abertura de colector continua en ellas, estando constituidas las aberturas de colector por una parte de reborde curvada interna (55 en la figura 4) que continúa, de forma circunferencial, formando una región de anillo externa 57. Cada una de las regiones de colector de las placas tubulares forma una base para unirse a la base de la región de colector de la siguiente placa adyacente para desarrollar un plano de juntura para dos placas adyacentes. Las placas 23, 29 y 31 están formadas, por tanto, de una pieza uniforme de material, como por estampación de una lámina de metal relativamente fina, tal como acero inoxidable.

Como también se muestra en la figura 4, una pluralidad de aros de refuerzo 59, 61 , están situados respectivamente entre pares de placas adyacentes alrededor de las regiones de colector del módulo de núcleo. Al estar unidas las placas entre sí en relación de cierre, cada aro está configurado extendiéndose desde una placa adyacente a la siguiente y solapando una juntura común de dichas placas, estando unidos dichos aros en relación de refuerzo estructural a las superficies adyacentes de dichas placas.

Como quizás se observe mejor en la figura 6, cada aro 59 tiene una sección transversal generalmente con forma de U que define una abertura de canal orientada hacia el exterior 61 para cada aro. Cada aro 59, 61 , se extiende a lo largo del plano de juntura de las placas y está soldado fuertemente a las placas adyacentes de ambos lados del plano de juntura y tanto a la parte de reborde como a las regiones de anillo de las placas. Como se puede observar en la figura 4, cada una de las aberturas sustancialmente circulares en las placas de colector tiene un aro de refuerzo asociado a ellas que está montado sobre las aberturas en las placas. Preferentemente, los aros están formados de material más grueso que al menos alguna de dichas placas para proporcionar resistencia añadida a la deformación de la placa por la presión de fluido interna. Como se muestra en la figura 6, al menos una parte de la abertura de canal 61 de al menos los aros seleccionados está reforzada con una banda continua de material reforzante 63 que está insertado dentro de la abertura de canal de los aros antes de la soldadura fuerte.

El material reforzante es preferentemente una banda de metal con un patrón ondulado cuando se ve desde el lateral. Tal como se ve desde la parte superior en la figura 6, el material reforzante forma una serie de crestas 72 y valles 74 espaciados de manera uniforme. Los bordes laterales de la banda de material reforzante están dispuestos generalmente perpendiculares a las paredes internas 76, 78, de la región de canal de los aros, como se puede observar en la figura 6.

Se apreciará en la figura 4 que una parte de la abertura de canal 61 de cada uno de los aros también forma una abertura de canal orientada hacia el interior (generalmente el 65 en la figura 4) para cada aro, y en la que las aberturas de canal orientadas hacia el interior se dejan libres para proporcionar un espacio que permita el acceso entre el colector y las vías de paso de fluido seleccionadas del regenerador, es decir, para las aletas 67. De esta forma, las aletas 67 proporcionan por sí mismas un tipo de refuerzo para los aros a lo largo de la circunferencia interior de los aros. Como también se puede observar en la figura 4, el núcleo de regenerador también incluirá normalmente una pluralidad de barras laterales de refuerzo 69, 71 , que se extienden a lo largo de los lados opuestos de las placas ensambladas.

En referencia a las figuras 4 y 5, un módulo de núcleo de intercambiador de calor 15, 17, de la invención está ensamblado por apilado de las distintas placas internas (23 en la figura 4), aletas de aire 25 y aletas de gas 27, en una secuencia repetitiva con los aros internos 59, 61 , y barras laterales 69, 71 , entre placas externas 29, 31 , después de lo cual todo el ensamblaje se suelda fuertemente en una unidad íntegra rígida. Como se ha mencionado, cada placa externa 29,31 está formada, como por estampación, a partir de una lámina plana de metal con la abertura de colector íntegra formada en ella durante la fabricación de la lámina tubular. Las placas internas 23 están formadas a partir de láminas planas con partes de anillos que rodean las aberturas de colector y están desplazadas del plano de la placa en una primera dirección. Las partes de anillo de ambas placas interna y externa están desplazadas aproximadamente en una mitad del grosor de las aletas de gas. Las placas internas 23 también están dotadas con rebordes que se extienden a lo largo de sus extremos opuestos y sobre las partes externas de las aberturas de colector fuera de las partes de anillo. Los rebordes están desplazados inversamente de las partes de anillo (es decir, en una dirección del plano de la placa opuesta a la de las partes de anillo con forma de U) aproximadamente en una mitad del grosor de las aletas de aire. Cada segmento repetitivo del núcleo del intercambiador de calor comprende un par de placas tubulares en relación espalda con espalda (es decir, con los rebordes adyacentes entre sí y las partes de anillo opuestas) junto con las aletas de aire, aletas de gas, aros y barras laterales asociadas.

Al ensamblar los componentes del intercambiador de calor, en primer lugar se sitúa una placa externa 29 con sus partes desplazadas orientadas hacia arriba. Después, se coloca un bucle externo sobre cada abertura de colector en la placa externa y se coloca sobre él una capa de aletas de gas y barras laterales externas de la forma mostrada en la figura 4. Las barras laterales 69, 71 , se extienden a lo largo de las partes adyacentes de las aletas de gas 27. A continuación, se sitúa una placa interna 23 con la parte de anillo orientada hacia abajo, empujando contra la parte desplazada de la plaza externa, y el reborde hacia arriba. Después, se coloca una capa de aletas de aire 25 en posición, después de lo cual se deja otra placa interna (no mostrada) en la parte superior del ensamblaje, pero invertida desde la posición de la placa interna 23 colocada previamente, de modo que su reborde está contiguo a los rebordes de la placa adyacente. A continuación, se coloca una capa de aletas de gas, aros y barras laterales en posición, seguido de la siguiente placa interna del siguiente segmento, etc. Esta secuencia de ensamblaje se repite hasta que se completa el ensamblaje y los aros, barras laterales y placas externas en el lado superior se aplican para completar el ensamblaje apilado. El ensamblaje se coloca entonces en un horno de soldadura fuerte para soldar fuertemente todo el ensamblaje como una unidad completa, colocando un compuesto para soldar antes de ensamblar sobre todas las superficies adyacentes que se van a soldar fuertemente. Durante el ensamblaje, se usa una soldadura eléctrica por puntos para fijar los distintos elementos en su sitio. La figura 5 es una vista de sección parcial de una parte del módulo de núcleo ensamblado de la invención tomada generalmente a lo largo de las líneas V-V en la figura 3. Esta vista muestra una placa próxima al exterior externa 73, con las aletas laterales de escape y las aletas laterales de aire retenidas en posición por las láminas tubulares internas 75, 77, respectivamente. Se muestra una barra lateral de refuerzo 71 que está contenida dentro de la región ranurada de la lámina tubular 75. La aleación de soldadura que se usa para fundir las respectivas láminas tubulares se ilustra como 79 en la figura 5.

Se ha proporcionado una invención con varias ventajas. La disposición de los aros de contención de presión de colector cuando se usan junto con las aberturas de colector incorporadas proporcionadas en las láminas tubulares, que están soldadas fuertemente de forma íntegra a lo largo de las barras laterales de sección central dentro del núcleo del intercambiador de calor permite el diseño separado de estos elementos para una resistencia óptima y otras propiedades deseables. Los materiales que se eligen para estos elementos de refuerzo del diseño se pueden dotar con un incremento en el grosor en comparación con las placas tubulares finas, proporcionando de este modo una resistencia adicional donde se necesite en el intercambiador de calor. El material reforzante que se usa para llenar las aberturas de canal externas de los aros de refuerzo ayuda a conectar esta parte entre los aros de colector y las barras laterales de sección de núcleo central y añade una integridad estructural adicional a la unidad.

Aunque se ha mostrado y descrito en el presente documento un aparato particular para el refuerzo de intercambiadores de fluido de presión alta, de placa fina de acuerdo con la invención para el propósito de ilustrar la forma en la que se puede usar la invención con ventaja, se apreciará que la invención no está limitada a ello. Por consiguiente, cualquiera y todas las modificaciones, variaciones o disposiciones equivalentes que puedan producir los expertos en la técnica deben considerarse dentro del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones adjuntas. 18 de reborde curvada interna de la placa respectiva que continúa, de forma circunferencial, formando una región de anillo externa, comprendiendo cada una de las regiones de colector una base para unirse a la base de la región de colector de la siguiente placa adyacente para desarrollar un plano de juntura para dos placas adyacentes; instalar una pluralidad de aros de refuerzo entre placas adyacentes, estando situados los aros respectivamente entra pares de placas adyacentes alrededor de las regiones de colector de las mismas, estando unidas las placas entre sí en relación de cierre, estando configurado cada aro extendiéndose desde una placa adyacente a la siguiente y solapando una juntura común de dichas placas, estando unidos dichos aros en relación de refuerzo estructural a las superficies adyacentes de dichas placas; en el que cada aro tiene una sección transversal, generalmente en forma de U, que define una abertura de canal orientada hacia el exterior para cada aro, y en el que cada aro se extiende a través del plano de juntura de las placas y está soldado fuertemente a las placas adyacentes en ambos lados del plano de juntura y tanto a la parte de reborde como a las regiones de anillo de las placas; e instalar una banda de material reforzante dentro de al menos una parte de la abertura de canal de los aros seleccionados para reforzar de este modo los aros y placas adyacentes antes de soldar fuertemente el regenerador ensamblado. 7. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque la banda de material reforzante es una banda ondulada de metal. 8. Un procedimiento de ensamblaje de un núcleo de regenerador constituido por una pluralidad de placas y aletas formadas, en el que cada placa incluye secciones de colector integrales en extremos opuestos de las mismas, dicho procedimiento caracterizado porque comprende las etapas de: tender una primera placa tubular formada con regiones de colector opuestas,

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES 1. Un núcleo de regenerador para su uso en un regenerador de turbina de gas, estando fabricado el núcleo de regenerador de una pluralidad de placas tubulares apiladas definiendo vías de paso de fluido entre ellas, estando intercaladas las placas tubulares respectivamente con aletas de gas y aletas de aire en las respectivas vías de paso de líquido, terminando las placas tubulares en regiones de colector dispuestas de forma opuesta, caracterizado porque el núcleo la mejora comprende: una serie de placas tubulares que terminan en regiones de colector dispuestas de forma opuesta que están formadas con una abertura de colector continua en ellas, estando constituidas las aberturas de colector por una parte de reborde curvada interna de la placa respectiva que continúa, de forma circunferencial, formando una región de anillo externa, comprendiendo cada una de las regiones de colector una base para unirse a la base de la región de colector de la siguiente placa adyacente para desarrollar un plano de juntura para dos placas adyacentes; una pluralidad de aros posicionados respectivamente entre pares de placas adyacentes alrededor de las regiones de colector de las mismas, estando unidas las placas entre sí en relación de cierre, estando configurado cada aro para extenderse desde una placa adyacente a la siguiente y solapando una juntura común de dichas placas, estando unidos dichos aros en relación de refuerzo estructural a las superficies adyacentes de dichas placas; en el que cada aro tiene una sección transversal, generalmente en forma de U, que define una abertura de canal orientada hacia el exterior para cada aro, y en el que cada aro se extiende a través del plano de juntura de las placas y está soldado fuertemente a las placas adyacentes en ambos lados del plano de juntura y tanto a la parte de reborde como a las regiones de anillo de las placas; y en el que al menos una parte de la abertura de canal de los aros seleccionados está reforzada con una banda continua de material reforzante que está insertado dentro de la abertura de canal de los aros antes de la soldadura fuerte. 2. El núcleo de regenerador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque las secciones de colector incluyen aberturas sustancialmente circulares en las placas y en el que los aros están montados alrededor de dichas aberturas. 3. El núcleo de regenerador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque los aros están formados de material más grueso que al menos alguna de dichas placas para proporcionar resistencia añadida a la deformación de la placa por la presión de fluido interna. 4. El núcleo de regenerador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la sección transversal en forma de U de cada aro también forma una abertura de canal orientada hacia el interior para cada aro, y en el que las aberturas de canal orientadas hacia el interior se dejan libres para proporcionar un espacio que permita el acceso entre el colector y vías de paso de fluido seleccionadas del regenerador. 5. El núcleo de regenerador de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el regenerador incluye una pluralidad de barras laterales de refuerzo que se extienden a lo largo de los lados opuestos de las placas ensambladas. 6. Un procedimiento para proporcionar refuerzo para las secciones de colector íntegras situadas en los extremos opuestos de un núcleo de regenerador fabricado de placas y aletas formadas apiladas, dicho procedimiento caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar una serie de placas tubulares que terminan en regiones de colector dispuestas de forma opuesta que están formadas con una abertura de colector continua en ellas, estando constituidas las aberturas de colector por una parte cada una de las cuales incluye una abertura de colector continua en ella, estando constituidas las aberturas de colector por una parte de reborde curvada interna de la placa respectiva que continúa, de forma circunferencial, formando una región de anillo externa, comprendiendo cada una de las regiones de colector una base para unirse a la base de la región de colector de la siguiente placa adyacente para desarrollar un plano de juntura para dos placas adyacentes; colocar una pluralidad de aletas de aire sobre dicha placa en posiciones para definir vías de paso de flujo de aire entre secciones de colector opuestas; colocar una segunda placa tubular invertida en relación con la primera placa tubular sobre la primera placa tubular y las aletas de aire; colocar una pluralidad de aros de refuerzo y aletas de gas sobre la segunda placa tubular, estando situándose las aletas de gas para definir vías de paso de flujo de gas desde un extremo del núcleo de regenerador al otro, situándose los aros para rodear las respectivas aberturas de colector y en contacto superficial con las superficies de la región de anillo y de la parte de reborde adyacente; en el que cada aro tiene una sección transversal generalmente con forma de U que define una abertura de canal orientada hacia el exterior para cada aro, y en el que cada aro está soldado fuertemente a las placas adyacentes sobre ambos lados de las mismas y tanto a la parte de reborde como a las regiones de anillo de las placas; instalar una banda de material reforzante dentro de al menos una parte de la abertura de canal de los aros seleccionados para reforzar de este modo los aros y placas adyacentes antes de soldar fuertemente el regenerador ensamblado; repetir el ciclo de etapas para desarrollar un ensamblaje apilado de elementos de núcleo de regenerador; y soldar fuertemente todo el ensamblaje para formar una unidad integral. 9. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las aberturas de colector que están formadas en cada una de las placas del ensamblaje están formadas integralmente en las placas en cualquiera de los extremos opuestos de las mismas del mismo material que las placas, y en el que los aros están montados alrededor de dichas aberturas. 10. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los aros están formados de material más grueso que al menos alguna de dichas placas para proporcionar resistencia añadida a la deformación de la placa por la presión de fluido interna. 11. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la sección transversal en forma de U de cada aro también forma una abertura de canal orientada hacia el interior para cada aro, y en el que las aberturas de canal orientadas hacia el interior se dejan libres para proporcionar un espacio que permita el acceso entre el colector y vías de paso de fluido seleccionadas del regenerador. 12. El procedimiento de conformidad con la reivindicación 11 , caracterizado porque el regenerador incluye una pluralidad de barras laterales de refuerzo que se extienden a lo largo de los lados opuestos de las placas ensambladas.