SE443646B - Anordning for och sett att forverma en plattlamellvermevexlare - Google Patents

Anordning for och sett att forverma en plattlamellvermevexlare

Info

Publication number
SE443646B
SE443646B SE7908834A SE7908834A SE443646B SE 443646 B SE443646 B SE 443646B SE 7908834 A SE7908834 A SE 7908834A SE 7908834 A SE7908834 A SE 7908834A SE 443646 B SE443646 B SE 443646B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
heat exchanger
portions
passages
manifolds
air
Prior art date
Application number
SE7908834A
Other languages
English (en)
Other versions
SE7908834L (sv
Inventor
C J Morse
G Kossuth
Original Assignee
Garrett Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Garrett Corp filed Critical Garrett Corp
Publication of SE7908834L publication Critical patent/SE7908834L/sv
Publication of SE443646B publication Critical patent/SE443646B/sv

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00Reinforcing means
    • F28F2225/08Reinforcing means for header boxes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2240/00Spacing means
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/355Heat exchange having separate flow passage for two distinct fluids
    • Y10S165/356Plural plates forming a stack providing flow passages therein
    • Y10S165/359Plural plates forming a stack providing flow passages therein including means for modifying thermal stress in heat exchange plate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Description

_7908854-0 av en förstärkningsanordning av "strongback"-typ elimineras. Efter- som konstruktioner med en sådan förstärkningsanordning elimineras såsom ett resultat av att de inre tryckkrafterna balanseras, blir dimensionsändringarna för hela enheten beroende på termisk expan- sion och kontraktion betydelsefulla. Termisk tillväxt måste rymmas, och problemet förstöras av det faktum att regeneratorn måste ha förmåga att tåla en livstid omfattande tusentals uppvärmnings- och avkylningscykler under det nya arbetssättet för den därmed förbund- na turbokompressorn som startas och stoppas gång på gång.
Begränsning av de extremt höga temperaturerna överstigande 540oC till själva regeneratorkärnan, och det termiska och dimensions- mässiga âtskiljandet av kärnan från tillhörande höljes- och stödkon- struktion, varigenom behovet av mera dyrbara material minimeras för att bibehålla kostnaden för de modernt konstruerade vänmaäxkmma jäm- förbara med kostnaden för de värmeväxlare av plattyp, som tidigare använts, har visat sig oförenlig med olika infästnings-, kopplings- och stödarrangemang som tillsammans möjliggör inbyggnaden av en drag- spänningshårdlödd regeneratorkärna i en praktisk värmeväxlare av den beskrivna typen.
Värmeväxlare av den typ som i allmänna ordalag diskuterats här finns beskrivna i en av K.O. Parker författad artikel med rub- riken “Plate Regenerator Boosts Thermal och Cycling Efficiency", som publicerades i det nummer av tidskriften The Oil & Gas Journal, som utkom den 11 april 1977.
Denna uppfinning hänför sig till platt- och lamellvärmeväx- lare och, mera speciellt, till arrangemang för förbättrande av den strukturella orubbligheten hos sådana anordningar, när de utsätts för driftstillstånd eller -förhållanden av övergående slag.
Det är sedan länge känt anordningar för användning av vär- mande eller kylande fluider i ändamål att begränsa temperaturskill- nader och termiska gradienter. Det är också välkänt att inom den kända tekniken finns arrangemang eller inrättningar som reglerar flödet av en uppvärmande eller kylande fluid för att begränsa den- nas verkan under övergående driftsstadier, och för att bibehålla driftstemperaturer som ligger inom i förväg valda områden. Ett exem- pel på den sistnämnda företeelsen är det slag av termostat som van- ligen återfinns i ett motorfordons kylsystem. En sådan termostat blockerar praktiskt taget strömningen av ett kylmedium till motorn, när motorn är kall, och åstadkommer under det normala driftskedet variabel strypning eller begränsning av kylmedieströmningen i enlig- 7908834-0 het med den för motorn önskade stabila drifttemperaturen, kokpunk- ten för kylmediet eller speciella beståndsdelar av kylmediet, och de behov som gäller för tillhörande utrustning, såsom en värmare som hämtar värme från motorns kylmedium för uppvärmning av passa- gerarutrymmet.
I US-A- 2 658 728, 2 986 454, 2 615 688 och 3 504 739 ges exempel på utföranden som innebär användningen av en mellanfluid i värmeväxlare vanligen av tub- och plattyp för att åstadkomma fysiskt åtskiljande mellan, och minska de termiska gradienterna och den plötsliga temperaturändringen i respektive kamrar eller andra vär- meöverföringskonstruktiondelar som innehåller resp. värmeväxlings- medier.
US-A- 2 661 200 beskriver ett arrangemang för införande av en gas i ett värmekänsligt omrâde av ett eldfast munstycke för att begränsa den maximala temperaturen för det skyddade området. Sist- nämnda patentskrift, ävensom ovannämnda US-A- 2 986 454 och 3 504 739, beskriver också användningen av de besläktade anordningarna för för- värmning av härdningsvätskan.
Såvitt bekant visar emellertid inget av de till den kända tekniken hänförbara arrangemangen användningen av en gasformig fluid för uppvärmning eller kylning av vissa valda delar av en värmeväxla- re under övergångsfaserna (igángsättning eller bortkoppling dvs stoppande) mellan stabila drifttillstånd och avstängning. Speciellt gäller att denna idé inte tidigare har tillämpats vid platt-lamell- värmeväxlares samlingsrör på det sätt som gäller för föreliggande uppfinning.
Vid en anordning enligt kravets 1 ingress uppnås nämnda än- damål enligt uppfinningen genom att anordningen uppvisar de i kra- vets 1 kännetecknande del angivna särdragen. Vidareutvecklingar av anordningen enligt uppfinningen framgår av kraven 2-8.
I korthet kan sägas att anordningar enligt uppfinningen om- fattar speciellt inrättade passager för avledande och ledande av den ena värmeväxlarfluiden till sådana partier eller delar av sam- lingsrören som på grund av sin struktuella utformning och placering annars skulle råka ut för en termisk fördröjning - och därigenom termisk spänning - i förhållande till konstruktionens övriga delar.
Speciella medel inrättas också för ledande av den andra värmeväxlar- fluiden, och för reglering av dess flöde till gränspartier av kon- struktionen, vilka också blir utsatta för termisk fördröjning. De 790883152-0 värmeväxlare som det här är fråga om omfattar en central mot- strömssektion med ändsektioner av korsströms- eller tvärströms- typ genom vilka luft leds mellan den centrala sektionen och res- pektive samlingsrör.
Uppfinningen avser vidare förfaringssätt enligt kraven 9 och 10.
Vid speciella sätt för tillverkning av värmeväxlare| och vid dessa anordnade anordningar enligt föreliggande upp- finning, innefattar rörplattorna till en platt-lamell-värme- växlare passagerna som transporterar en liten del av den komp- rimerade luften som passerar genom värmeväxlaren omkring vär- meväxlarens omkrets, speciellt de delar av värmeväxlarens sam- lingsrör som ligger på avstånd från kärnan, för att påskynda uppvärmningen eller kylningen, vilketdera det nu är fråga om, av dessa delar genom konvektion överstigande den uppvärmnings- eller kylningshastighet, som man annars skulle kunna förvänta sig. Detta har den gynnsamma effekten att temperaturen genom hela konstruktionen bibehålls mera konstant under övergångs- faserna mellansiabil drift och avstängning, varigenom värme- växlaren bortfaller som begränsande faktor i tidsvaraktigheten för det programmerade tillståndet för igångsättning eller av- ställning av det rafimenmæmförsedda turbinsystemet vari värme- växlaren används.
En bättre förståelse av föreliggande uppfinning kan er- hållas genom studium av nedanstående detaljerade beskrivning som bör studeras tillsammans med de bifogade ritningarna, på vilka fig. 1 är en schematisk perspektivvy av en värmeväxlar- kärnsektion omfattande anordningen enligt föreliggande uppfin- ning; fig. 2 är en schematisk framställning av ett parti av det i fig. 1 visade arrangemanget såsom detta används i en motsvarande beräkningsmodell; fig. 3 är ett diagram, som visar metalltemperaturen vid olika punkter i den i fig. 2 visade beräkningsmodellen, över en tidsperiod som följer på turbinens "tändning", fig. 4 är en schematisk framställning av den i fig. 1 visade kärnsektionen sedd i sidovy, och visar inre passager i enlighet med föreliggande uppfinning; fig. 5 är en snittvy Viå linjen 5-5 i fig. 4; fig. 6 är en förstorad vy, delvis bruten, av ett parti av det i fig. 4 visade arrange- manget; fig. 7 är en förstorad snittvy vid linjen 7-7 i fig. 6; 5 L 7908834-0 -a fig. 8 är en snittvy genom ett parti av det i fig. U visade arrangemanget, vid linjen 8-8 i fig. U; och fig. 9 är slutligen en förstorad snittvy för ett av de i fig. 8 visade elementen, vid linjen 9-9 i fig. 4.
Fig. 1 visar en hårdlödd regeneratorkärna av det slag som används i värmeväxlare av den ovan diskuterade typen. En- heten 10 enligt fig. 1 utgör enbart en sektion av ett flertal sektioner (exempelvis sex stycken) konstruerade och utförda att sammanfogas i en total värmeväxlarmodul. Kärnsektionen 10 om- fattar ett flertal formgivna plattor 12 interfolierade med lameller, såsom luftlamellerna lü och gaslamellerna 16, som har till uppgift att leda luften och avgasen i omväxlande när- gränsande motströmspassager för att uppnå maximal värmeöver- föring. Sidoplattor 18, som liknar de inre plattorna 12 med undantag av att sidoplattorna är framställda av tjockare plåtar, är anordnade vid de motsatta sidorna av kärnsektionen 10. När de är hopmonterade och hårdlödda så att de tillsammans bildar en integrerad enhet, så avgränsar de formgivna plattorna sam- língsrörpassager 22a och 22b som är belägna vid de motsatta ändarna av den centrala, med motströmning arbetande värme- växlingssektionen 20 och står i förbindelse med dennas luft- passager.
Såsom angivits med respektive pilar i fig. 1, inström- mar uppvärmd avgas från en tillhörande turbin i den bortre änden av sektionen 10, strömmar omkring samlingsrörpassagen 22b,.sedan genom gasströmningspassagerna i den centrala sektionen 20 och ut från sektionen 10 på den främre sidan i fig. 1, varvid av- gasen strömmar omkring samlingsröret 22a. Samtidigt så in- strömmar komprimerad luft från inloppsluftkompressorn för tillhörande turbin i värmeväxlarsektionen 10 genom samlingsröret 22a, strömmar genom inre luftströmningspassager som står i förbindelse med samlingsrören 22a, 22b genom den centrala värme- växlíngssektionen 20, varefter luften strömmar ut från samlings- röret 22b från vilket luften leds till brännkammaren och till- hörande turbin (ej visade). I denna process avger avgasen en betydande värmemängd till den komprimerade luften som matas till tillhörande turbin, varigenom det regeneratorförsedda tur- binsystemets driftsverkningsgrad avsevärt förbättras.
Värmeväxlare sammansatta av kärnsektioner såsom enheten 10 i fig. 1, framställs i olika storlekar för 7968834-0 6 regeneratorförsedda gasturbinsystem i området 5000 till 100 000 hk. Vid drift av ett typiskt system som använder en regenerativ värmeväxlare av denna typ, inkommer omgivningsluft genom ett luftfilter och komprimeras från 690 kPa till 1030 kPa, och upp- når då en temperatur av approximativt 32000 i gasturbinens kompressorsektion. Luften leds sedan till värmeväxlarens kärna där den uppvärms till ca 48000 med hjälp av avgasen från tur- binen. Den sålunda uppvärmda luften återförs sedan till den tillhörande motorns brännkammar- och turbinsektioner via en lämplig rörledning. Avgasen från turbinen har approximativt temperaturen 59000 och ett tryck väsentligen motsvarande om- givningstrycket. Avgasens temperatur sjunker till ca 320°C under passagen genom kärnsektionen 10, och avgasen avges sedan till omgivningsatmosfären via en skorsten. Detta innebär i realiteten att värme som annars skulle gå förlorad överförs till turbininloppsluften, varigenom den bränslemängd som åtgår för drift av turbinen minskas. För en turbin med effekten 30 000 hk uppvärmer regeneratorn H500 ton luft peI'Öyå0 i normal drift.
Regeneratorn är konstruerad att arbeta under 120 000 timmar och 5000 cykler utan beräknade reparationer, vilket innebär en livslängd av mellan 15 och 20 år vid konventionell drift. Härtill krävs att utrustningen har förmåga att arbeta vid gasturbinutloppstemperaturer av 59000, och att starta lika snabbt som tillhörande gasturbin, så att det inte finns något behov av att slösa bränsle för att bringa systemet i överensstämmelse vid stabiliserade driftstemperaturer. Det är underförstått att värmeväxlarkonstruktioner tillhörande den kända tekniken är mera inriktade på kontinuerlig drift av det regenerativa turbinsystemet. Sådana system har således kunnat acceptera den extra tids- och bränsleåtgången som krävts för att bringa en sådan värmeväxlare upp till stabiliserade drifts- temperaturer i ett gradvis förlopp, och för att kyla ner en- heten vid den tidpunkten när turbinen stängs av. De nuvarande sätten att driva regeneratoförsedda turbiner på basis av ett cyklískt start-stopp-förlopp gör det emellertid överflödigt med speciella igångsättnings- och avstängningstillstånd, som tidigare krävts för anpassning efter värmeväxlarens begräns- ningar.
Vissa tillstånd måste dock följas under turbinens 7 7908854-0 .o igångsättning och avställning för att vederbörligen beakta de begränsningar för turbinkonstruktionen som gäller under dessa övergångsfaser. När en turbin startas så bringas den således först upp till approximativt 20% av driftsvarvtalet, och när detta 20%-iga varvtal uppnåtts så tänds brännaren eller bränn- kammaren (brännkamrarna). I enlighet med ett styrprogram så drifs turbinen sedan omsider upp till driftsvarvtalet. Ett liknande program följs under avställning av turbinen, dvs. när denna stannas. Ur operativ synpunkt är det för det totala re- generatorförsedda turbinsystemet väsentligt att värmeväxlaren som ingår däri klarar av påkänningarna upp till det tillstånd som bestäms av de begränsningar som gäller för turbinkonstruk- tionen. Användningen av de tunna formgivna plattorna, lamellerna och andra komponenterna som tillsammans bildar den hårdlödda regeneratorkärnsektionen, såsom den i fig. 1 visade enheten 10, bidrar verksamt till denna förmåga. Det finns emellertid vissa partier eller delar av värmeväxlarens kärnsektion där termiska spänningar kan koncentreras eller där konstruktionen kan bli svagare än vid andra ställen, och det är till dessa speciella ställen eller partier som föreliggande uppfinning hänför sig.
Fig. 2 och 3 är medtagna för att visa temperaturerna Och de termiska gradienter som uppkommer i värmeväxlare av den här beskrivna typen. Fig. 2 visar ett knutpunktssystem som an- vänds i en speciell regenerator-beräkningsmodell. Denna representerar ett parti 30 av kärnsektionen 10 i fig. 1. Efter- som kärnan är symmetrisk, är endast halva kärnan föremål för modellen. Den cirkulära sektionen 32 är den varma ändens sam- lingsrör; det kalla samlingsröret är inte medtaget i modellen eftersom det inte är beläget i ett område av potentiell termisk utmattning.
Fig. 3 visar ett diagram motsvarande beräkningsenhetens eller datorns utskrift av temperaturerna längs den heldragna linjen SH i fig. 2, från det ögonblick när turbinen tänds till en tidpunkt 600 sekunder efter denna tändning. Den heldragna linjen 36 i fig. 3 visar temperaturerna längs den heldragna linjen Bü i fig. 2 för tidpunkten 200 sekunder efter tändningen, varvid ordinatorna 1, 2, 3 och U längs linjen 36 motsvarar punkterna 1, 2, 3 och N längs linjen BH i fig. 2.
På grund av konstruktionen av kärnsektionen 10 enligt fig. 1, omfattar gränspartier längs dess omkrets grövre (dvs. 7908834-0 8 tjockare) element än platt- och lamellelementen inuti kärnan.
Såsom framgår av fig. U omfattar dessa grövre element de yttre partierna H0 av samlingsrörsektionerna 22a och 22b samt sido- stängerna H2. Enligt föreliggande uppfinning är särskilda medel anordnade att leda fluiderna till dessa partier för att åstad- komma uppvärmning eller kylning under övergångsfaserna mellan stabil drift och avstängning.
Vid tillverkningen av värmeväxlarens kärnsektioner, förses varje rörplatta 12, 18 med ett ränn- eller ringparti som omger respektive samlingsrörssektionsöppningar, vilket parti är förskjutet från plattans plan. Dessa partier visas i fig. M och 5 i form av ringarna 50 som omger samlingsrörsöppningarna 22a och 22b i plattorna 12. För att ge ökad styrka eller hållfasthet är ett flertal ringformiga metallband 52 anordnade så att de omger samlingsrören 22a, 22b. På grund av den tillagda tjock- leken av dessa metallband 52, i förhållande till de tunna rör- plattorna 12, förefinns en inneboende termisk fördröjning i denna samlingsrörskonstruktion, speciellt i de yttre partierna H0 som inte angränsar till någon av luft- och gaslamellerna i den återstående delen av värmeväxlarkärnan. Detta har man kompenserat för i arrangemangen enligt uppfinningen, genom att använda vissa valda delar av ringarna 50a, 50b (fig. H), angiv- na medelst de skuggade partierna 5Ua och 5Hb, såsom luftström- ningspassager till och från vilka samlingsrörens 22a, 22b luft speciellt leds via öppningar 56a, 56b. Avslutningsänden av-de skuggade partierna Büa står i förbindelse med luftlamellerna 60a vid inloppsänden, som i sin tur står i förbindelse med luftlameller 62 längs sidorna av värmeväxlarkärnan i den centrala, värmeväxlande sektionen. Liknande lamellpassager 60b tar luften från de centrala passagerna 62 och leder densamma till ringpassagen Sflb där luften återförs till utloppssamlings- röret 22b via öppningar 56b. Pluggar 58a och 58b är monterade i ringarna 50a, 50b för att avleda luften genom de tillhörande lamellpassagerna 60 och 62.
Såsom speciellt visas i fig. 6, som är en vy som visar ett par av rörplattorna 12', 12" i området av samlingsröret 22, varvid den övre rörplattan 12" är bruten för att visa den nedre plattan 12', de tillhörande luftpassagerna 60 och vissa av luftlamellerna 14 (se fig. 1), vilka senare står i förbindelse med samlingsröret 22, visas ringen 50, som sträcker sig omkring 9 7908834-0 »u samlingsrörsöppningen 22, innefattande en plugg 58 som blockerar denna passage vid det angivna stället. Såsom visas i fig. 7, vilken visar en snittvy för pluggen 58, omfattar pluggen 58 övre och nedre tungor eller hakar 59 monterade i ringsektioner- na 50 på motsatta sidor av luftlamellen 14 och förenade därmed.
En övergångssektion 63 hos plattan 12' markerar början av öpp- ningen för lamellerna 1U som sträcker sig genom ringsektionerna 50 för att stå i förbindelse med samlingsröret 22. Ett liknande övergångsparti 6Ä anger en sida av öppningen 56. Mellan över- gångspartierna 63 och 64 är ringen 5H hos rörsektionerna som omfattar plattorna 12', 12", avtätad från samlingsröret 22.
Liknande övergångspartier 6U' och 6H" anger gränser för öpp- ningarna 56 mellan samlingsröret 22 och ringen 50.
Under exempelvis igångsättningsdrift införs komprimerad luft vid förhöjd temperatur till kärnan via inloppssamlingsröret 22a. Denna luft passerar längs passagerna som begränsas av lamellerna lä till kärnans centrala del, och höjer temperaturen hos kärnan i enlighet med temperaturen på luften. En del av luften avtappas automatiskt genom öppningarna 56 där den bringas att strömma omkring de yttre samlingsrörspartierna ÄO för att värma upp dessa partier och som när den centrala kärnsektionen uppvärms, för att därigenom begränsa de termiska gradienterna och den därmed förenade termiska spänningen mellan respektive partier av värmeväxlarkärnan. När turbinen har tänts, sedan kärnans temperatur har höjts på grund av värmen hos den kom- primerade luften, såsom beskrivits, åstadkommer avgaserna en ytterligare ökning av kärnans temperatur till stabila drifts- temperaturer när turbinen ökar sitt varvtal. Under denna period av igångsättning, befinner sig samlingsrörens yttre partier i avgasströmmen så att de erhåller en viss uppvärmning direkt från avgasen, men de som befinner sig vid utloppssamlingsrörets sida fortsätter också att erhålla värme från den fortsatta strömmen av luft genom passagerna SU när denna luft uppvärms i de lamellförsedda luftpassagerna 60, 62. Under avställnings- fasen av turbinens drift, minskas gaspådraget för turbinen för att minska varvtalet och luften som passerar genom värme- växlaren nedkyls också, varvid strömningen av denna luft genom passagerna SH vid omkretsen av samlingsröret 22 åstadkommer kyl- ning av samlingsröret i enlighet med temperaturen för den åter- stående delen av värmeväxlarkärnan. .1908834-0 ~o 10 Fig. 8 visar ett arrangemang enligt uppfinningen för reglering av temperaturen hos sidostängerna H2' och H2" under iövergångsfaserna av driften. I denna snittvy, sedd vid linjen 8-8 i fig. U, visas en sidoplatta 18 och ett flertal av de inre plattorna 12, tillsammans med tillhörande luftlameller lä och gaslameller 16. Sidostängerna H2' och 42" är av ihålig rörformig konstruktion och kraftigare material för att åstadkomma det önskade strukturella stödet vid kanterna av kärnsektionen 10.
Dessa sidostänger 42' och H2" är öppna för flödet av avgas från turbinen och är därigenom direktuppvärmda. Eftersom dessa sidostänger U2', H2" står i begränsad värmeväxlingsrelation med luftlamellerna lä, upptar de värme från de ökande temperatur uppvisande avgaserna under igångsättningsskedet av driften med en större hastighet, motsvarande deras större massa och strävan för termisk fördröjning. Temperaturökningshastigheten för sido- stängerna U2', Ä2" bibehålls således proportionell mot den inre konstruktionen i de inre gaslamellerna 16 och luftlamellerna lü.
I enlighet med en aspekt av uppfinningen är de motsatta änd- partierna av sidostängerna H2' reducerade till tvärsnittet för att åstadkomma begränsat reglerat flöde av avgaser genom dessa sidostänger. Detta åstadkommes företrädesvis genom ihoptryckning av ändarna, såsom visas i tvärsnitt för änden av sidostången 42' i fig. 9. Den översta sidostången H2" (fig. 8) angränsande till sidoplattan 18 är inte försedd med en sådan förträngning på grund av dess behov av ytterligare värme från avgaserna som strömmar därigenom.
Arrangemangen eller anordningarna enligt föreliggande uppfinning har alltså den gynnsamma funktionen att åstadkomma speciellt riktade fluidströmningspassager för avledning och in- ledning av värmeväxlarens fluider till valda delar av värme- växlarens kärna, vilka delar annars skulle utsättas för mycket stark termisk spänning till följd av deras placering omkring omkretsen av värmeväxlarkärnan. Detta uppnås utan några rörliga delar, såsom ledskenor, avlänkare eller liknande, och ombe- sörjer ledandet av respektive värmande eller kylande fluider till dessa omkretsdelar helt automatiskt i överensstämmelse med behovet av temperaturkompensation under övergångsskedena av driften. Så snart som systemet har bringats upp till stabila driftstemperaturer, fortsätter förvärmningspassagerna att fun- gera såsom dela av hela värmeväxlingssystemet. 11 7908834-0 Fastän ovan har beskrivits och på ritningarna har visats vissa speciella förfaringssätt och anordningar för den termiska driften av en värmeväxlares samlingsrör i enlighet med uppfin- ningen, i ändamål att illustrera det sätt.på vilket uppfinningen med fördel kan användas, skall ändock observeras att uppfin- ningen inte är begränsad till vad som beskrivits ovan och visats på ritningarna. Vilken som helst och alla tänkbara modifikationer, variationer eller ekvivalenta anordningar som kan erbjuda sig för fackmannen inom området skall följaktligen anses ligga inom skyddsomfånget för uppfinningen såsom densamma definieras i de bifogade patentkraven.

Claims (10)

79oßs54¿p l2 .Patentkrav
1. Anordning i en värmeväxlarkärna (10) av platt-lamell-typen med i ett stycke därmed utförda samlingsrör (22a, 22b) och vär- meväxlarpartier, vilken anordning avgränsar passager för ledan- de av delar av de värmeväxlande fluiderna luft och varmgas till särskilda partier av värmeväxlaren vid dess periferi, k ä n - n e t e c k n a d av ett flertal luftpassager (54a, 54b), som sträcker sig längs en särskild del av värmeväxlarens samlings- rör (22a, 22b) i värmeledande relation därmed; organ (60, 62) för förbindande av luftpassagerna mellan inlopps- och utlopps- samlingsrör i värmeväxlande relation med varmgaspassager i vär- meväxlaren; och organ (56a, 56b) för förbindande av passagerna med det inre av deras tillhörande samlingsrör vid särskilda ställen kring omkretsen av samlingsrören (22a, 22b), för att leda en del av den komprimerade luften, som leds av samlingsrö- ren, genom passagerna.
2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att luftpassagerna är anordnade mellan par av rörplattor (12) och om- fattar ett ringparti (50), som sträcker sig åtminstone omkring den yttre omkretsen av samlingsrören (22a, 22b) i ett område be- läget avsides från värmeväxlarkärnans värmeväxlande sektion.
3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att ringpartiet (50) omger det tillhörande samlingsröret och inne- fattar pluggorgan (58) för blockering av en del av ringpartiet för att leda luft genom särskilda, tillhörande luftlamellpassa- ger (14).
4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att pluggorganen (58) omfattar ett par motstående tungor (59), fäs- ta vid angränsande, motstâende plattor (12) i respektive ring- partier (50) därav, och en lamelldel (14), som sträcker sig mel- lan plattorna och är ansluten till respektive tungor (59).
5. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att pluggorganen omfattar ett par pluggar (59) i varje ring- parti (50), symmetriskt placerade vid motsatta sidor av samlings- 7908834-0 /3 röret för att leda luft från ringpartiet genom luftpassager (60, 62) som sträcker sig genom värmeväxlarkärnan nära dess motstående sidor.
6. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n n e t e c k n a d av att i var och en av de angränsande rörplattorna (12), som avgränsar ringpartierna, finns respektive övergångspartier (63) nära intill pluggorganen (58) för avgränsande av avtätade sek- tioner omkring de tillhörande samlingsrören (22) på utsidan av pluggorganen, vilka sektioner stänger av passagerna från de tillhörande samlingsrören, med undantag av i omrâdet av för- bindelseorganen (60, 62).
7. Anordning enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d av att förbindelseorganen omfattar formade partier av rörplattorna (12) som avgränsar öppningar till ringpartiet (50).
8. Anordning enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e t e c k - n a d av ett flertal ihåliga, rörformiga sidostänger (42), som sträcker sig längs motsatta sidor av värmeväxlaren och är inrik- tade på det hela taget i en avgasflödesriktning genom värmeväx- laren mellan dennas gasinlopps- och gasutloppskamrar, och organ för ledande av varm avgas till sidostängerna (42).
9. Sätt att förvärma särskilda omkretspartier av samlingsrö- ren (22) hos en platt-lamel1-värmeväxlarkärna med inlopps- och utloppssamlingsrör (22a resp. 22b) integrerat utformade vid mot- satta ändar av värmeväxlaren (20), k ä n n e t e c k n a t av följande förfaringssteg: utformning av värmeväxlarplattor (12) med ringpartier (50), som sträcker sig omkring deras samlings- rörsektioner; selektiv tätning av partierna (50) från förbindel- se med samlingsrören; anordnande av öppningar (56) mellan sam- lingsrören (22) och en central sektion av ringpartierna vid ut- sidan av värmeväxlarkärnan för att leda luft från samlingsrö- ren genom ringpartierna nära intill de centrala sektionerna i och för förvärmning av partierna; anordnande av särskilda lamell~ försedda luftpassager (14) förbundna med ringpartierna för att överföra luft i värmeväxlingssamband genom värmeväxlarkärnan 790883430 fi: mellan ringpartierna; och selektiv blockering (58) av ringpar- tierna för att avskilja en inre sektion från den centrala sek-V tionen.
10. - Sätt för förberedning av särskilda åtskilda partier av en värmeväxlarkärna (10) för att minska temperaturskillnaden mellan partierna och den återstående delen av kärnan under en övergångs- fas av driften, k ä n n e t e c k n a t av förfaringsstegen: att passager för en första värmeväxlande fluid anordnas i de åt- skilda partierna; att öppningar anordnas vilka ansluts mellan passagerna och respektive angränsande fluidkamrar som leder den första fluiden; och att en strömningsbana fullbordas för den förs- ta fluiden genom kärnan mellan motstâende passager för att sta- bilisera de åtskilda partiernas temperatur i förhållande till den återstående delen av kärnan.
SE7908834A 1978-10-26 1979-10-25 Anordning for och sett att forverma en plattlamellvermevexlare SE443646B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/955,114 US4291754A (en) 1978-10-26 1978-10-26 Thermal management of heat exchanger structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7908834L SE7908834L (sv) 1980-04-27
SE443646B true SE443646B (sv) 1986-03-03

Family

ID=25496402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7908834A SE443646B (sv) 1978-10-26 1979-10-25 Anordning for och sett att forverma en plattlamellvermevexlare

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4291754A (sv)
JP (1) JPS5560186A (sv)
CA (1) CA1119584A (sv)
CH (1) CH633880A5 (sv)
GB (1) GB2034871B (sv)
NL (1) NL187931C (sv)
SE (1) SE443646B (sv)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4407359A (en) * 1980-07-25 1983-10-04 Commissariat A L'energie Atomique Plate heat exchanger
FR2519421B1 (fr) * 1981-12-31 1987-10-02 Chausson Usines Sa Echangeur de chaleur a plaques du type comportant des barrettes disposees en sandwich entre des plaques
BR8904798A (pt) * 1988-05-25 1990-08-21 Alfa Laval Thermal Trocador de calor em placas
US4880055A (en) * 1988-12-07 1989-11-14 Sundstrand Corporation Impingement plate type heat exchanger
JPH0292486U (sv) * 1988-12-28 1990-07-23
US5050668A (en) * 1989-09-11 1991-09-24 Allied-Signal Inc. Stress relief for an annular recuperator
US5497615A (en) * 1994-03-21 1996-03-12 Noe; James C. Gas turbine generator set
CA2153528C (en) * 1995-07-10 2006-12-05 Bruce Laurance Evans Plate heat exchanger with reinforced input/output manifolds
US5911273A (en) * 1995-08-01 1999-06-15 Behr Gmbh & Co. Heat transfer device of a stacked plate construction
US6460613B2 (en) * 1996-02-01 2002-10-08 Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation Dual-density header fin for unit-cell plate-fin heat exchanger
US6427764B2 (en) * 1996-02-01 2002-08-06 Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation Heat exchanger having selectively compliant end sheet
US6174454B1 (en) 1999-01-29 2001-01-16 National Science Council Slurry formulation for selective CMP of organic spin-on-glass insulating layer with low dielectric constant
JP2000514541A (ja) * 1996-02-01 2000-10-31 ノーザン リサーチ アンド エンジニアリング カンパニー 個別式プレートフィン熱交換器
US6338383B1 (en) * 1999-12-22 2002-01-15 Visteon Global Technologies, Inc. Heat exchanger and method of making same
NO321668B1 (no) * 2003-04-11 2006-06-19 Norsk Hydro As Enhet for a fordele to fluider inn og ut av kanalene i en monolittisk struktur samt fremgangsmate og utstyr for a overfore masse og/eller varme mellom to fluider
US6958915B2 (en) * 2003-10-07 2005-10-25 Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. Heat dissipating device for electronic component
US6967845B2 (en) * 2003-11-05 2005-11-22 Cpumate Inc. Integrated heat dissipating device with curved fins
US6991026B2 (en) * 2004-06-21 2006-01-31 Ingersoll-Rand Energy Systems Heat exchanger with header tubes
US7447027B2 (en) * 2005-12-19 2008-11-04 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Hybrid heat dissipation device
FR2902183A1 (fr) * 2006-06-13 2007-12-14 Technologies De L Echange Ther Echangeurs thermiques a ailettes metalliques creuses
US8371365B2 (en) * 2007-05-03 2013-02-12 Brayton Energy, Llc Heat exchange device and method for manufacture
US8028410B2 (en) * 2008-12-08 2011-10-04 Randy Thompson Gas turbine regenerator apparatus and method of manufacture
US9631876B2 (en) * 2013-03-19 2017-04-25 Mahle International Gmbh Heat exchanger
RU168647U1 (ru) * 2016-02-16 2017-02-13 Андрей Вячеславович Колчанов Пакет пластинчатого тепловлагообменника
US11536521B2 (en) 2018-02-23 2022-12-27 Unison Industries, Llc Heat exchanger assembly with a manifold additively manufactured onto a core and method of forming
FR3088418B1 (fr) 2018-11-09 2020-11-20 Commissariat Energie Atomique Collecteur de fluide a coques multiples pour echangeur de chaleur avec circulation entre les coques d'un fluide distinct de celui de collecte
FR3088417B1 (fr) 2018-11-09 2020-11-13 Commissariat Energie Atomique Collecteur de fluide a coques multiples pour echangeur de chaleur avec circulation du fluide collecte entre les coques
FR3099564B1 (fr) 2019-07-29 2021-07-02 Commissariat Energie Atomique Module d’échangeur de chaleur à deux circuits de fluides, notamment échangeur de chaleur de réacteur nucléaire

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658728A (en) * 1948-06-25 1953-11-10 Lummus Co Method of detecting leakage between heat transfer fluids
US2661200A (en) * 1948-09-16 1953-12-01 Industrikemiska Ab Device in heat exchanger
US2615688A (en) * 1950-03-28 1952-10-28 Diamond Alkali Co Heat exchange method
US2986454A (en) * 1957-07-23 1961-05-30 American Cyanamid Co Tubular catalytic converter
GB1212526A (en) * 1967-06-15 1970-11-18 Foster Wheeler Brown Boilers Improvements in shell and tube heat exchangers
US3757855A (en) * 1971-10-15 1973-09-11 Union Carbide Corp Primary surface heat exchanger
CA996923A (en) * 1973-04-16 1976-09-14 Kenneth O. Parker Formed plate heat exchanger and method of fabricating
US3894581A (en) * 1973-04-16 1975-07-15 Garrett Corp Method of manifold construction for formed tube-sheet heat exchanger and structure formed thereby
US3945434A (en) * 1974-09-30 1976-03-23 The Garrett Corporation Gas turbine heat exchanger apparatus
JPS5622679Y2 (sv) * 1975-08-30 1981-05-28
JPS5948197B2 (ja) * 1976-08-13 1984-11-24 極東マツクグレゴ−株式会社 舶用ラムプ

Also Published As

Publication number Publication date
GB2034871A (en) 1980-06-11
CA1119584A (en) 1982-03-09
NL187931B (nl) 1991-09-16
CH633880A5 (fr) 1982-12-31
SE7908834L (sv) 1980-04-27
JPS5560186A (en) 1980-05-07
GB2034871B (en) 1983-03-23
NL7907840A (nl) 1980-04-29
US4291754A (en) 1981-09-29
NL187931C (nl) 1992-02-17
JPS6161033B2 (sv) 1986-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE443646B (sv) Anordning for och sett att forverma en plattlamellvermevexlare
US11143106B2 (en) Combustion section heat transfer system for a propulsion system
EP1305512B1 (en) Exhaust gas cooler with bypass tube and exhaust gas recirculation valve
US9624832B2 (en) Heat exchange arrangement
EP1621742B1 (en) Gas turbine heat exchanger assembly and method for fabricating same
EP0891483B1 (en) Closed-loop air cooling system for a turbine engine
US20190170455A1 (en) Heat exchanger bell mouth inlet
CN100416063C (zh) 燃料喷射器的层状燃料带
US7017656B2 (en) Heat exchanger with manifold tubes for stiffening and load bearing
CN203730137U (zh) 用于控制来自燃气涡轮机的压缩器部段的冷却流动的***
US7775031B2 (en) Recuperator for aircraft turbine engines
US9068506B2 (en) Turbine engine heat recuperator system
EP3354865B1 (en) Steam turbine preheating system with a steam generator
CN107438707A (zh) 设置有叶片扇区和冷却回路的涡轮发动机
SE449399B (sv) Anordning for forsterkning av vermevexlare med tunna plattor och hogt tryck samt sett att astadkomma forsterkning for samlingsrorsektioner vid vermevexlare
GB2041090A (en) By-pass gas turbine engines
SE449133B (sv) Ringformig kopplingsanordning for vermevexlare
JP2001027496A (ja) 給気式クーラー及びその作製方法
JPH08284688A (ja) ガスタービンおよびガスタービン燃焼装置
JPS61138804A (ja) 蒸気タ−ビンの冷却装置
US2973623A (en) Elastic fluid power plant with matrices of solid material for heat transfer and regeneration
US20040237525A1 (en) Assembly of gas expansion elements and method of operating said assembly
SU950957A1 (ru) Газоперекачивающий агрегат
EP3056709B1 (en) Cooling system for an internal combustion engine
CN107514306A (zh) 发动机、温度控制***及其换热组件

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7908834-0

Effective date: 19930510

Format of ref document f/p: F