Патенты автора Костюков Андрей Вениаминович (RU)
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано во вращающихся дисковых регенеративных подогревателях теплоэнергетических и силовых установок. Сущность изобретения заключается в выполнении ячеистой структуры каркаса подогревателя, в виде теплообменных ячеек, выполненных 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. Технический результат - предотвращение деформации цилиндрической формы каркаса подогревателя. 4 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в регенеративных подогревателях рабочего тела газотурбинных установок. Изобретение заключается в термофизической изоляции частей каркаса, несущих основные силовые нагрузки от переменного поля температур вследствие поддержания постоянства температуры на теплопередающей поверхности каждой теплообменной ячейки за счет изменения агрегатного состояния термоаккумулирующего вещества, размещенного в полости каждой теплообменной ячейки и вследствие этого поддержания постоянства температур теплообменных ячеек с внутренними каналами, объединенных в ячеистую структуру, и сохранения цилиндрической формы каркаса ротора дискового высокотемпературного вращающегося подогревателя рабочего тела энергетической установки. Технический результат - повышение работоспособности и эффективности высокотемпературного вращающегося дискового регенеративного подогревателя. 4 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в регенеративных вращающихся дисковых теплообменниках. Во вращающемся дисковом теплообменнике в роторе для компенсации неизбежных термических деформаций дополнительно установлены упругие силиконовые уплотнения с покрытием из силицированного пирографита, размещенные на внешней поверхности дисков по проекции зазоров между шестигранными стаканами, причем ширина в окружном направлении лабиринтных уплотнений в корпусе больше любого размера шестигранной ячейки в этом же направлении, а скорость взаимного движения уплотнений больше скорости спутного потока перетечек в зазоре между ними. Технический результат - повышение работоспособности высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника. 4 ил.
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в регенеративных вращающихся дисковых теплообменниках. В способе предотвращения тепловых деформаций каркаса вращающегося дискового теплообменника путем изготовления ячеистой структуры каркаса теплообменника, где теплообменные ячейки выполнены в виде отдельных стаканов, ячейки выполняют с внешними шестигранными поверхностями и внутренним каналом, а торцевые диски - из материалов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения, при этом соотношение коэффициентов линейного расширения материалов холодного и горячего торцевых дисков выбирают обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур дисков. Теплообменные ячейки устанавливают между торцевыми дисками, по меньшей мере, с одной точкой жесткого крепления на каждом диске, а, по меньшей мере, каждые две точки жесткого крепления стаканов на соседних дисках 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 радиального расширения при максимальной рабочей температуре. В роторе для компенсации неизбежных термических деформаций дополнительно установлены упругие силиконовые уплотнения с покрытием из силицированного пирографита, размещенные на внешней поверхности дисков по проекции зазоров между шестигранными стаканами, причем ширина в окружном направлении лабиринтных уплотнений в корпусе больше любого размера шестигранной ячейки в этом же направлении, а скорость взаимного движения уплотнений больше скорости спутного потока перетечек в зазоре между ними. Технический результат - повышение работоспособности высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника. 4 ил.
Область применения высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника: теплоэнергетическое машиностроение, преимущественно для газотурбинных установок, например микротурбин, преимущественно в составе гибридной силовой установки для генерирования электрического тока. Во вращающемся дисковом теплообменнике, для предотвращения тепловых деформаций каркаса теплообменника, теплообменные ячейки каркаса выполнены в виде отдельных стаканов с внешними шестигранными поверхностями и с внутренними каналами и установлены между торцевыми дисками, по меньшей мере с одной точкой жесткого крепления на каждом диске. Зазор между стаканами выбирают из условия достижения возможности их свободного расширения при максимальной рабочей температуре, а диски выполняют из материалов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения, при этом отношение коэффициентов их линейного расширения обратно пропорционально отношению приростов средних рабочих температур. Радиальные и окружные уплотнения ротора на корпусе выполнены лабиринтными. Технический результат - уменьшение возможности перетечек воздуха и газа между воздушным и газовым контурами при их противоточном движении и устранение их отрицательного влияния на тепловое состояние каркаса. 3 ил.
Способ предотвращения деформации высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника // 2716638
Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в регенеративных вращающихся дисковых теплообменниках. В способе предотвращения тепловых деформаций каркаса вращающегося дискового теплообменника путем изготовления ячеистой структуры каркаса теплообменника, где теплообменные ячейки выполнены в виде отдельных стаканов, ячейки выполняют с внешними шестигранными поверхностями и внутренним каналом, а торцевые диски - из материалов, имеющих разные коэффициенты температурного расширения, при этом соотношение коэффициентов линейного расширения материалов холодного и горячего торцевых дисков выбирают обратно пропорциональным отношению приростов средних рабочих температур дисков. Теплообменные ячейки устанавливают между торцевыми дисками по меньшей мере с одной точкой жесткого крепления на каждом диске, а по меньшей мере каждые две точки жесткого крепления стаканов на соседних дисках 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 радиального расширения при максимальной рабочей температуре. Технический результат - повышение работоспособности высокотемпературного вращающегося дискового теплообменника за счет предотвращения деформации его формы. 3 ил.
Изобретение относится к энергетике. Система теплообмена построена на основе регенерации тепла отработавших газов посредством вращающегося роторного теплообменника каркасного типа, установленного внутри корпуса двигателя между патрубком подвода от компрессора сжатого воздуха и патрубком отвода отработавших газов и соответствующими внутренними холодной и горячей полостями и соответственно для подвода сжатого воздуха в камеру сгорания и отвода отработавшего газа от рабочей турбины. Теплообменник в ней выполнен с возможностью комплексного охлаждения стенок каркаса и горячей щеки, причем для охлаждения последней в ее теле имеются поперечные лабиринтные каналы, которые продуваются сжатым воздухом, подаваемым от компрессора в эти каналы в обход теплообменной матрицы регенератора. Таким охлаждением каркаса достигается минимизация термического деформирования (коробления) каркаса, а выравнивание температурного градиента обеспечивается тем, что поступающие в центральную полость потоки воздуха, охлаждающего горячую щеку каркаса, собираются в единый поток, направляемый в рекуперативный теплообменник, неподвижно установленный на стороне отходящих от рабочей турбины горячих газов так, что его выход, размещенный в корпусной стойке двигателя, обращен в полость, где эта часть воздуха смешивается с основным потоком воздуха, прошедшим теплообменную матрицу регенератора. Изобретение позволяет повысить эффективность сжигания топлива и обеспечить выравнивание температурного градиента каркаса регенератора. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Способ теплообмена газообразных сред: сжатого рабочего воздуха и отработавшего горячего газа, с использованием вращающихся роторных регенеративных теплообменников каркасного типа предназначен для использования в многоцелевых малоразмерных газотурбинных установках, преимущественно автомобильных газотурбинных двигателей (микротурбин). Изобретение заключается в том, что от основного потока сжатого рабочего воздуха, подаваемого от компрессора в камеру сгорания через теплообменную матрицу регенеративного вращающегося теплообменника, отбирают часть потока, направляют его в обход теплообменной матрицы в поперечные каналы охлаждения, выполненные в теле горячей щеки теплообменника. Перед тем как смешать эту часть потока воздуха с основным потоком его подогревают до температуры, требуемой для эффективного сжигания топлива (600-700°С), за счет отбора тепла отработавших газов, посредством установленного на горячей стороне установки рекуперативного теплообменника, добиваясь одновременного с повышением температуры подаваемого в камеру сгорания рабочего воздуха снижения температуры отработавших газов до их поступления в теплообменную матрицу регенератора, что способствует выравниванию температурного градиента его каркаса и снижению гидравлических потерь, повышению степени регенерации. В результате достигается повышение энергетической эффективности микротурбины. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в турбомашинах, в теплоэнергетике, в транспортных газотурбинных двигателях, системах газотурбинного наддува двигателей внутреннего сгорания, в энергоустановках с газовой турбиной на топливных элементах
