RU2312241C2 - Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas - Google Patents
Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312241C2 RU2312241C2 RU2005139828/06A RU2005139828A RU2312241C2 RU 2312241 C2 RU2312241 C2 RU 2312241C2 RU 2005139828/06 A RU2005139828/06 A RU 2005139828/06A RU 2005139828 A RU2005139828 A RU 2005139828A RU 2312241 C2 RU2312241 C2 RU 2312241C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- channels
- oil
- buffer
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и теплотехники и может найти применение в газотурбинных установках газоперекачивающих агрегатов.The invention relates to the field of mechanical engineering and heat engineering and may find application in gas turbine installations of gas pumping units.
Известен газоперекачивающий агрегат, «Газоперекачивающий агрегат», а.с. СССР №844797, МПК F02C 1/00, бюл. №25, 1981 год, содержащий центробежный нагнетатель с приводным двигателем, использующим в качестве топлива транспортируемый по газопроводу газ, систему охлаждения смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ) с теплообменником, в котором топливный газ подогревается СОЖ.Known gas pumping unit, "Gas pumping unit", and.with. USSR No. 8444797, IPC F02C 1/00, bull. No. 25, 1981, containing a centrifugal supercharger with a drive engine that uses gas transported through the gas pipeline as a fuel, a cooling lubricant-coolant (coolant) system with a heat exchanger in which the fuel gas is heated by coolant.
Недостатком этого газоперекачивающего агрегата является то, что в случае повреждения трубок или их креплений в трубных решетках теплообменника появляется возможность топливному газу пройти в охлаждаемый тракт системы смазки ГТУ и центробежного нагнетателя, что ведет к аварийной остановке всего газоперекачивающего агрегата.The disadvantage of this gas pumping unit is that in case of damage to the tubes or their fasteners in the tube sheets of the heat exchanger, it becomes possible for the fuel gas to pass into the cooled path of the GTU lubrication system and centrifugal supercharger, which leads to an emergency stop of the entire gas pumping unit.
Известно устройство для охлаждения масла газовой турбины и газового нагнетателя, «Устройство для охлаждения масла газовой турбины и газового нагнетателя», патент РФ №2239099, МПК F04D 29/06, дата публикации 27.10.2004 года, которое в своем составе имеет газомасляный теплообменник, выполненный в виде двухконтурного аппарата, контуры которого между собой связаны трубопроводом буферной жидкости, причем трубопровод буферной жидкости снабжен циркуляционным насосом и баком.A device for cooling oil of a gas turbine and gas supercharger is known, “Device for cooling oil of a gas turbine and gas supercharger”, RF patent No. 2239099, IPC F04D 29/06, publication date 10.27.2004, which includes a gas-oil heat exchanger made in the form of a dual-circuit apparatus, the contours of which are interconnected by a buffer fluid pipeline, and the buffer fluid pipeline is equipped with a circulation pump and a tank.
Недостатком этого устройства является сложность конструкции и эксплуатации, что объясняется наличием двух теплообменников и трубопровода для буферной жидкости с циркуляционным насосом и баком с нагревателем.The disadvantage of this device is the complexity of the design and operation, which is explained by the presence of two heat exchangers and a pipeline for a buffer fluid with a circulation pump and a tank with a heater.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является «Способ охлаждения масла в маслосистеме газоперекачивающего агрегата и газомасляный теплообменник для его осуществления», патент РФ №2221156, МПК F02C 7/06, F28D 1/00, дата публикации 01.10.2004 года, в котором в качестве охлаждающей среды используют перекачиваемый в магистрали природный газ, а в качестве промежуточного теплоносителя используют водный раствор нейтрального по отношению к маслу и газу вещества с низкой температурой замерзания, а газомасляный теплообменник для осуществления предложенного способа содержит первый контур из пластинчатых каналов для масла и второй контур в виде трубчатых каналов для газа, причем оба контура соединены между собой промежуточным контуром для нейтрального теплоносителя.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is “A method of cooling oil in the oil system of a gas pumping unit and a gas-oil heat exchanger for its implementation”, RF patent No. 2221156, IPC
Недостатком этого способа является то, что при разгерметизации теплообменника «газ - промежуточный теплоноситель» двухконтурного газомасляного теплообменника топливный газ попадает в буферную жидкость, что приводит к нарушению безопасности обслуживания агрегата. Использование буферной жидкости в качестве промежуточного теплоносителя неизбежно усложняет эксплуатацию газомасляного теплообменника, ведет к дополнительному расходу электроэнергии. При реализации этого способа неизбежно усложняется конструкция газомасляного теплообменника.The disadvantage of this method is that during depressurization of the gas-to-intermediate heat-transfer heat exchanger of the dual-circuit gas-oil heat exchanger, the fuel gas enters the buffer liquid, which leads to a violation of the safety of the unit. The use of a buffer liquid as an intermediate heat carrier inevitably complicates the operation of a gas-oil heat exchanger and leads to an additional energy consumption. When implementing this method, the design of a gas-oil heat exchanger is inevitably complicated.
Недостатком этого газомасляного теплообменника является наличие промежуточного контура для нейтрального теплоносителя, что ведет к повышению затрат, к сложности в эксплуатации, усложняет конструкцию.The disadvantage of this gas-oil heat exchanger is the presence of an intermediate circuit for a neutral coolant, which leads to increased costs, to complexity in operation, complicates the design.
Основная техническая задача заявляемого технического решения - безопасность работы газомасляного теплообменника.The main technical task of the proposed technical solution is the safety of the gas-oil heat exchanger.
Дополнительно достигается повышение надежности и экономичности газомаслянного теплообменника, упрощение его эксплуатации.Additionally, an increase in the reliability and efficiency of the gas-oil heat exchanger, simplification of its operation is achieved.
Технический результат достигается в способе безопасного подогрева топливного газа путем охлаждения масла, поступающего из опор газотурбинного двигателя и нагнетателя газоперекачивающего агрегата и образующего с газом пожаро- или взрывоопасную смесь, при котором в газомасляном теплообменнике газоперекачивающего агрегата топливный газ используют в качестве охлаждающей среды, и в газомасляном теплообменнике организуют между чередующимися каналами для масла и каналами для газа, разделяя их, буферные каналы одновременно с буферными полостями, исключающие возникновение взрывопожароопасной ситуации в газотурбинном двигателе.The technical result is achieved in a method for safely heating fuel gas by cooling the oil coming from the supports of a gas turbine engine and a supercharger of a gas pumping unit and forming a fire or explosive mixture with gas, in which fuel gas is used as a cooling medium in a gas-oil heat exchanger of a gas-pumping unit, and in gas-oil the heat exchanger is organized between alternating channels for oil and channels for gas, separating them, buffer channels simultaneously with buffer by excluding explosive and fire hazard situations in a gas turbine engine.
Технический результат достигается также в газомасляном теплообменнике с пластинчатыми каналами для масла, содержащем также пластинчатые каналы для газа и пластинчатые буферные каналы, причем все каналы газомасляного теплообменника объединены в многослойный пакет с примыкающими к нему раздающими и собирающими коллекторами для масла и газа, причем в многослойном пакете буферные каналы расположены между чередующимися каналами для масла и каналами для газа, разделяя их, при этом все каналы содержат несущие стенки, гофрированные насадки, как оребрение каналов, и бруски, причем бруски расположены по двум противоположным краям пластинчатых каналов, параллельно друг другу, а между ними параллельно им установлены гофрированные насадки с возможностью направления истечения сред, при этом гофрированные насадки буферных каналов расположены перпендикулярно гофрированным насадкам каналов для газа и каналов для масла, а два противоположных края буферного канала открыты в атмосферу, при этом каналы для масла и каналы для газа содержат в двух противоположных перекрестных углах граничащие с распределителями входа и выхода буферные полости, ограниченные брусками и имеющие выход вдоль гофрированных насадок в атмосферу. Гофрированные насадки и бруски в каналах жестко соединены с несущими стенками каналов вакуумной пайкой. Несущие стенки каналов выполнены в виде проставочных листов с нанесенным на них припоем.The technical result is also achieved in a gas-oil heat exchanger with plate-type oil channels, also containing plate-type gas channels and plate-buffer channels, all channels of the gas-oil heat exchanger combined in a multilayer package with distributing and collecting manifolds for oil and gas adjacent to it, and in a multilayer package buffer channels are located between alternating oil channels and gas channels, separating them, while all channels contain load-bearing walls, corrugated nozzles, like ribbing of channels, and whetstones, and the whetstones are located on two opposite edges of the plate channels, parallel to each other, and between them are installed corrugated nozzles with the possibility of flow direction, while the corrugated nozzles of the buffer channels are perpendicular to the corrugated nozzles of the channels for gas and channels for oil, and two opposite edges of the buffer channel are open to the atmosphere, while the oil channels and gas channels contain in two opposite cross angles g anichaschie with inlet and outlet valves buffer cavity bounded by bars and having outlet nozzles along corrugated atmosphere. Corrugated nozzles and bars in the channels are rigidly connected to the supporting walls of the channels by vacuum soldering. The bearing walls of the channels are made in the form of spacer sheets with solder applied to them.
Организация одновременно буферных каналов и буферных полостей позволяет, главное, осуществить безопасную работу газомасляного теплообменника. Повышается надежность и экономичность работы агрегата, существенно упрощается конструкция и, соответственно, его эксплуатация.The organization of both buffer channels and buffer cavities allows, most importantly, to ensure the safe operation of the gas-oil heat exchanger. The reliability and efficiency of the unit increases, the design and, accordingly, its operation are greatly simplified.
Изобретение иллюстрируется чертежами, на которых показаны:The invention is illustrated by drawings, in which are shown:
фиг.1 - общий вид газомасляного теплообменника;figure 1 - General view of the gas-oil heat exchanger;
фиг.2 - схема расположения каналов для масла, для газа и буферных каналов в многослойном пакете газомасляного теплообменника;figure 2 - arrangement of channels for oil, for gas and buffer channels in a multilayer package of a gas-oil heat exchanger;
фиг.3 - схема канала для масла газомасляного теплообменника;figure 3 - diagram of the channel for oil gas-oil heat exchanger;
фиг.4 - схема канала для газа газомасляного теплообменника;4 is a diagram of the channel for gas gas-oil heat exchanger;
фиг.5 - схема буферного канала газомасляного теплообменника.5 is a diagram of a buffer channel of a gas-oil heat exchanger.
Реализацию заявляемого способа безопасного подогрева топливного газа осуществляют в газомасляном теплообменнике, который имеет собирающий и раздающий коллекторы масла, собирающий и раздающий коллекторы газа, многослойный пакет с пластинчатыми каналами для масла и пластинчатыми каналами для газа, при этом для безопасного подогрева топливного газа в газомасляном теплообменнике одновременно организуют буферные полости в каналах для газа и в каналах для масла и дополнительные пластинчатые буферные каналы.The implementation of the proposed method for safe heating of fuel gas is carried out in a gas-oil heat exchanger, which has a collector and distributor of oil collectors, collector and distributor of gas collectors, a multilayer package with plate channels for oil and plate channels for gas, while for safe heating of fuel gas in a gas-oil heat exchanger organize buffer cavities in the channels for gas and in the channels for oil and additional lamellar buffer channels.
При реализации заявляемого способа холодный топливный газ направляют через раздающий коллектор газа в пластинчатые каналы для газа многослойного пакета газомасляного теплообменника. В этих каналах холодный топливный газ распределяют по всему поперечному сечению и насыщают теплом горячего масла, которое подают одновременно в каналы для масла этого газомасляного теплообменника. Перед этим в газомасляном теплообменнике формируют пластинчатые буферные каналы, открывают две противоположные их стороны в атмосферу и одновременно формируют в каналах для масла и для газа буферные полости с возможностью выхода в атмосферу вдоль гофрированных насадок газа, попадающего при аварийной ситуации в буферные полости и в буферные каналы.When implementing the proposed method, the cold fuel gas is directed through a gas distributing manifold into the plate channels for gas of a multilayer gas-oil heat exchanger package. In these channels, cold fuel gas is distributed over the entire cross section and saturated with heat of hot oil, which is simultaneously supplied to the oil channels of this gas-oil heat exchanger. Before that, plate-shaped buffer channels are formed in a gas-oil heat exchanger, two opposite sides are opened into the atmosphere, and simultaneously, buffer cavities are formed in the oil and gas channels with the possibility of escape into the atmosphere along the corrugated gas nozzles, which, in an emergency, enters the buffer cavities and buffer channels .
Газомасляный теплообменник, реализующий предлагаемый способ безопасного подогрева топливного газа, содержит собирающий 2 и раздающий 4 коллекторы масла, собирающий 5 и раздающий 3 коллекторы газа, многослойный пакет 1 с пластинчатыми каналами 6 для масла, пластинчатыми каналами 7 для газа, пластинчатыми буферными каналами 8. Пластинчатые каналы 6 для масла состоят из несущих стенок 9, гофрированных насадок 10 и брусков 11, 17, содержат буферные полости 12, 13, распределители входа 14, распределители выхода 15. Буферные полости 12 и 13 пластинчатых каналов 6 для масла с гофрированными насадками ограничены брусками 11 и 17. Пластинчатые каналы 7 для газа состоят из несущих стенок 18, гофрированных насадок 19 и брусков 20, 26, содержат буферные полости 21, 22, распределители входа 23, распределители выхода 24. Буферные полости 21 и 22 пластинчатых каналов 7 для газа с гофрированными насадками ограничены брусками 20 и 26. Пластинчатые буферные каналы 8 состоят из несущих стенок, которые являются одновременно несущими стенками 9 каналов для масла и несущими стенками 18 каналов для газа, гофрированных насадок 16 и брусков 25. Гофрированные насадки и бруски в каналах жестко соединены с несущими стенками каналов вакуумной пайкой, а несущие стенки каналов выполнены в виде проставочных листов с нанесенным на них припоем.Gas-oil heat exchanger that implements the proposed method for safe heating of fuel gas, contains collecting 2 and distributing 4 oil manifolds, collecting 5 and distributing 3 gas manifolds, a multilayer package 1 with
Газомасляный теплообменник работает следующим образом. Нагретое в опорах двигателя или нагнетателя (на фигурах не показаны) масло через раздающий коллектор 4 масла поступает в многослойном пакете 1 в распределители входа 14 каналов 6 для масла. Масло распределяется по всему поперечному сечению каналов 6 для масла, протекает вдоль брусков 11 каналов 6 для масла, обтекая при этом гофрированные насадки 10, припаянные к несущим стенкам 9, и отдавая в процессе конвективного теплообмена свое тепло гофрированным насадкам 10 и несущим стенкам 9 каналов 6 для масла. Далее масло поступает в распределители выхода 15, где собирается со всего поперечного сечения каналов 6 для масла и поступает в собирающий коллектор 2 масла. Далее, через маслобак и насос (на фигурах не показаны), возвращается охлажденным в опоры двигателя или нагнетателя.Gas-oil heat exchanger operates as follows. Heated in the supports of the engine or supercharger (not shown in the figures), the oil through the distributing manifold 4 of the oil enters in a multilayer package 1 in the distributors of the
Отдаваемое маслом тепло теплопроводностью передается с помощью гофрированных насадок 10 каналов 6 для масла несущим стенкам 9 каналов 6 для масла и далее вместе с теплом, воспринятым непосредственно несущими стенками 9, передается в буферные каналы 8, где также теплопроводностью через гофрированные насадки 16 буферных каналов 8 передается несущим стенкам 18 каналов 7 для газа и далее гофрированным насадкам 19 каналов 7 для газа.Heat generated by the oil is transferred to the thermal conductivity by means of
Холодный топливный газ из газопровода через систему подготовки топливного газа (на фигурах не показана) поступает в раздающий коллектор 3 газа и далее в распределители входа 23 каналов 7 для газа. Топливный газ распределяется по всему поперечному сечению каналов 7 для газа, протекает вдоль брусков 20 каналов 7 для газа, обтекая при этом гофрированные насадки 19, припаянные к несущим стенкам 18, и воспринимая тепло в процессе конвективного теплообмена от гофрированных насадок 19 и несущих стенок 18. Далее газ поступает в распределители выхода 24, где собирается со всего поперечного сечения каналов 7 для газа и поступает в собирающий коллектор 5 газа, из которого нагретый топливный газ поступает в камеру сгорания газотурбинного двигателя (на фигурах не показана).Cold fuel gas from the gas pipeline through the fuel gas preparation system (not shown in the figures) enters the gas distribution manifold 3 and then to the
При этом буферные каналы 8 и буферные полости 12, 13, 21, 22 работают следующим образом. Если произойдет аварийное разрушение одной или нескольких несущих стенок 18 каналов 7 для газа, то газ однозначно попадет в буферные каналы 8 и вдоль брусков 25 гофрированных насадок 16 выйдет в атмосферу, не попадая в каналы 6 для масла. Если под собирающим 5 или раздающим 3 коллекторами газа произойдет разгерметизация по паяному соединению брусков 17 с несущими стенками 9 каналов 6 для масла, то газ из коллекторов 5 и 3 попадет в буферные полости 12 и 13 каналов 6 для масла и оттуда вдоль гофрированных насадок этих полостей выйдет в атмосферу, не попадая в распределители входа 14 и выхода 15 каналов 6 для масла. Если в каналах 7 для газа произойдет разгерметизация по паянному соединению брусков 20 с несущими стенками 18, то газ из каналов 7 для газа попадет либо в буферные полости 21 и 22 и далее вдоль гофрированных насадок этих полостей выйдет в атмосферу, либо непосредственно в атмосферу.In this case, the
Таким образом, одновременно организуя в способе безопасного подогрева топливного газа буферные каналы и буферные полости, достигается безопасность, повышение надежности и экономичности в работе газомаслянного теплообменника, существенно упрощается конструкция и эксплуатация газомаслянного теплообменника.Thus, while organizing buffer channels and buffer cavities in the method for safe heating of fuel gas, safety, reliability and efficiency in the operation of a gas-oil heat exchanger are achieved, and the design and operation of a gas-oil heat exchanger is significantly simplified.
Опытный образец заявляемого изобретения успешно прошел испытания и готовится к поставке заказчику для испытаний в составе газотурбинного двигателя.A prototype of the claimed invention has been successfully tested and is being prepared for delivery to the customer for testing as part of a gas turbine engine.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139828/06A RU2312241C2 (en) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005139828/06A RU2312241C2 (en) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005139828A RU2005139828A (en) | 2007-06-27 |
RU2312241C2 true RU2312241C2 (en) | 2007-12-10 |
Family
ID=38315121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005139828/06A RU2312241C2 (en) | 2005-12-21 | 2005-12-21 | Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2312241C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172896U1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-07-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Газхолодтехника" | Lamellar-Ribbed Gas-Oil Heat Exchanger |
RU2689506C1 (en) * | 2018-10-18 | 2019-05-28 | Юрий Васильевич Белоусов | Integrated fuel supply and oil supply system of compressor unit gas pumping unit |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114111398A (en) * | 2021-12-08 | 2022-03-01 | 江阴市亚龙换热设备有限公司 | Pressure-resistant brazing type plate heat exchanger |
-
2005
- 2005-12-21 RU RU2005139828/06A patent/RU2312241C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU172896U1 (en) * | 2016-10-28 | 2017-07-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Газхолодтехника" | Lamellar-Ribbed Gas-Oil Heat Exchanger |
RU2689506C1 (en) * | 2018-10-18 | 2019-05-28 | Юрий Васильевич Белоусов | Integrated fuel supply and oil supply system of compressor unit gas pumping unit |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005139828A (en) | 2007-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6464343B2 (en) | Heat exchanger | |
FI106577B (en) | Device for transmitting heating and cooling power | |
US8112998B2 (en) | Apparatus and method for cooling a turbine using heat pipes | |
WO2005124139A1 (en) | Decreased hot side fin density heat exchanger | |
GB2532351A (en) | Balanced heat exchanger systems and methods | |
CA2571236A1 (en) | Heat exchanger with header tubes | |
US9939202B2 (en) | Heat exchanger | |
US20220364802A1 (en) | Heat Exchanger Tube Support | |
RU2312241C2 (en) | Method of and gas-oil heat exchanger for safe heating of fuel gas | |
CN107966048A (en) | A kind of cooler | |
RU2561799C1 (en) | Air cooling heat exchange unit | |
EP4089356B1 (en) | Heat exchanger tube support | |
US7954324B2 (en) | Gas turbine engine | |
US8590603B2 (en) | Heat exchanger insulation gap | |
JP2010065670A (en) | Intake air cooling system | |
RU172896U1 (en) | Lamellar-Ribbed Gas-Oil Heat Exchanger | |
CN213273884U (en) | High-efficiency plate heat exchanger | |
CN116839430B (en) | Deflector pump driving active liquid cooling system of carrier rocket and design method | |
RU2282807C1 (en) | Surface type heat exchanger | |
RU2328682C1 (en) | Heat exchanger | |
RU2324883C2 (en) | Heat exchanger block | |
RU2221156C1 (en) | Method of oil cooling in oil system of gas transfer set and gas-oil heat exchanger for implementing the method | |
RU2277671C2 (en) | Compressor station for gas pipeline | |
RU2177068C1 (en) | Gas-turbine plant heat exchange equipment | |
Bontemps et al. | Development of a compact heat exchanger for gas turbine heat recovery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091222 |