КОЛЛЕКТОР ПОДВОДА ИЛИ КОЛЛЕКТОР ОТВОДА ВОЗДУХА ТЕПЛООБМЕННОГО БЛОКА ТЕПЛООБМЕННОГО АППАРАТА

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к конструкции коллекторов устройств для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности, для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.
Известен коллектор теплообменника, содержащий входной и выходной патрубки, пакет пластин, концевые из которых вместе с крышками образуют коллекторы (RU, №2137076, 1999 г.)
Известны коллекторы подвода -отвода воздуха регенеративного воздухоподогревателя, в которые вварена общая трубная доска (RU, №17600, 2001 г, RU №2176051, 2001 г.)
Наиболее близким к заявленному техническому решению является коллектор подвода или отвода воздуха регенеративного воздухоподогревателя (RU, №31838, 2003 г.), содержащий обечайку в виде кругового цилиндра, в проем которой вварена трубная доска.
Конструкции известных технических решений не обладают высокой технологичностью, позволяющей снизить трудо- и материалозатраты при изготовлении устройства при одновременном обеспечении высокой прочности и надежности коллектора.
Поставленная задача полезной модели решается за счет того, что коллектор подвода или коллектор отвода воздуха теплообменного блока теплообменного аппарата типа регенеративного воздухоподогревателя выполнен в виде цилиндрической обечайки с проемом, в который вварена трубная доска, причем проекция на торец трубной доски криволинейного участка обечайки, образующего торец проема, расположена в пределах толщины трубной доски, соединение обечайки с трубной доской в плоскости поперечного сечения обечайки выполнено в угловом диапазоне γ=28°-75°, а отношение площади проекции на указанную плоскость криволинейного участка обечайки, образующего торец проема, к
площади проещии на эту плоскость соответствующего торца трубной доски, составляет 0,048-0,172, причем суммарная площадь сквозных отверстий в трубной доске под концы теплообменных труб теплообменного блока составляет 56%-85% от габаритной площади трубного поля в плоскости трубной доски, ограниченной по контуру, образованному совокупностью условных прямых, касательных к внешним кромкам крайних отверстий в трубной доске, а площадь трубного поля составляет 0,75-0,94 от общей площади фронтальной проекции трубной доски.
Боковые кромки трубной доски могут быть выполнены трехгранными, при этом одна из граней выполнена с образованием в поперечном сечении контактирующего с обечайкой опорного участка, а примыкающие к ней грани могут быть выполнены - одна, примыкающая к поверхности трубной доски, обращенной в коллектор подвода или отвода воздуха, со скосом, образующим с плоскостью опорного участка угол α=(22-29)°, а другая, обращенная к внешней поверхности трубной доски, грань может быть выполнена со скосом, образующим с плоскостью опорного участка угол β=(25-35)°.
Трехгранные кромки трубной доски могут быть выполнены с шириной опорного участка, составляющей не менее 4,5% от общей толщины образующей трубную доску пластины. Грань со скосом α=(22-29)° может быть выполнена шириной, составляющей 5,9-12,5% от общей толщины пластины, а грань со скосом β=(25-35)° выполнена шириной, составляющей 79 -89,6% от общей толщины пластины.
Трубная доска выполнена со сквозными отверстиями под концы теплообменных труб теплообменного блока, которые могут быть расположены рядами по высоте заготовки с шагом в осях в ряду, составляющим (1,5-2,8)·d, шагом рядов по высоте заготовки, составляющим (0,60-0,84)·d, где d - наружный диаметр теплообменной трубы, и со смещением отверстий в смежных рядах на (0,4-0,6) величины шага в ряду.
Техническим результатом, обеспечиваемым полезной моделью, является снижение массы конструкции, обеспечение высокой ее технологичности, позволяющей снизить трудозатраты при изготовлении, при этом обеспечивается
высокая прочность коллектора и надежность его работы за счет повышения жесткости конструкции.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображено:
на фиг.1 - коллектор подвода или отвода воздуха регенеративного воздухоподогревателя, главный вид;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - узел Б на фиг.2;
на фиг.4 - узел В на фиг.3.
Коллектор подвода или коллектор отвода воздуха 1 теплообменного блока теплообменного аппарата типа регенеративного воздухоподогревателя выполнен в виде цилиндрической обечайки 2 с проемом, в который вварена трубная доска 3, причем проекция на торец трубной доски 3 криволинейного участка обечайки, образующего торец проема, расположена в пределах толщины трубной доски 3, соединение обечайки 2 с трубной доской 3 в плоскости поперечного сечения обечайки 2 выполнено в угловом диапазоне γ=28°-75°, а отношение площади проекции на указанную плоскость криволинейного участка обечайки, образующего торец проема, к площади проекции на эту плоскость соответствующего торца трубной доски, составляет 0,048-0,172.
Боковые кромки трубной доски 3 могут быть выполнены трехгранными. При этом одна из граней 4 может быть выполнена с образованием в поперечном сечении контактирующего с обечайкой опорного участка, а примыкающие к ней грани могут быть выполнены -одна 5, примыкающая к поверхности трубной доски 3, обращенной в коллектор подвода или отвода воздуха 1, со скосом, образующим с плоскостью опорного участка угол α=(22-29)°, а другая 6, обращенная к внешней поверхности трубной доски 3, грань может быть выполнена со скосом, образующим с плоскостью опорного участка угол β=(25-35)°.
Трехгранные кромки трубной доски 3 могут быть выполнены с шириной опорного участка, составляющей не менее 4,5% от общей толщины образующей трубную доску 3 пластины. Грань 5 со скосом α=(22-29)° может быть выполнена шириной, составляющей 5,9-12,5% от общей толщины пластины. Грань 6 со скосом β=(25-35)° может быть выполнена шириной, составляющей 79-89,6% от общей толщины пластины.
Трубная доска 3 может быть выполнена со сквозными отверстиями 7 под концы теплообменных труб теплообменного блока. Отверстия 7 могут быть расположены рядами по высоте заготовки с шагом в осях в ряду, составляющим (1,5-2,8)·d, шагом рядов по высоте заготовки, составляющим (0,60-0,84)·d, где d - наружный диаметр теплообменной трубы, и со смещением отверстий в смежных рядах на (0,4-0,6) величины шага в ряду.
Суммарная площадь сквозных отверстий 7 в трубной доске 3 под концы теплообменных труб теплообменного блока может составлять 56%-85% от габаритной площади трубного поля в плоскости трубной доски 3, ограниченной по контуру, образованному совокупностью условных прямых, касательных к внешним кромках крайних отверстий в трубной доске 3, а площадь трубного поля может составлять 0,75-0,94 от общей площади фронтальной проекции трубной доски.
Предлагаемая модель позволяет обеспечить высокую прочность коллектора и жесткость конструкции вследствие снижения деформаций, возникающих при работе регенеративного воздухоподогревателя под воздействием двух тепловых потоков - нагреваемой среды, проходящей через коллектор и его трубную решетку, и охлаждаемой среды, обтекающей обечайку и трубную решетку.