技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種回轉(zhuǎn)體布局的燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞鳎瑢儆趽Q熱器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燃?xì)廨啓C(jī)動力裝置作為艦船主動力裝置,具有體積小、重量輕、啟動快、運(yùn)行維護(hù)方便、輔機(jī)和系統(tǒng)簡單等優(yōu)點(diǎn)。隨著造船界對于艦船高速推進(jìn)系統(tǒng)主動力裝置要求的不斷提高,燃?xì)廨啓C(jī)所具有的單機(jī)比功率大、尺寸小、重量輕、變速性能好、操作簡單、維護(hù)方便、滑油消耗量少以及水下噪音小等一系列優(yōu)點(diǎn)顯得日益突出。

間冷回?zé)嵫h(huán)（ICR-?IntercoolingRecuperated）?燃?xì)廨啓C(jī)是在簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)基礎(chǔ)上增加了壓縮空氣中間冷卻器、排氣回?zé)崞鞯炔考娜細(xì)廨啓C(jī)，其突出優(yōu)點(diǎn)是在設(shè)計(jì)工況及低工況下均具有較高的熱效率，彌補(bǔ)了簡單循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)在低工況下熱效率低的缺點(diǎn)，從而為軍民用艦船采用全燃動力裝置創(chuàng)造了條件。采用ICR燃?xì)廨啓C(jī)可使總運(yùn)行油耗下降23?%～25?%，功率輸出增加25%～30%。

回?zé)崞鳎鳛镮CR循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)的關(guān)鍵部件，其工作條件，比較復(fù)雜：燃?xì)饩哂懈g性，需要承受950K以上的高溫，400K的溫差，其內(nèi)部承受十幾個(gè)大氣的壓力。燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞鲗儆跉??氣熱交換器，氣體的換熱系數(shù)比較小，為達(dá)到一定的換熱效率，回?zé)崞鞯捏w積有可能變得很龐大。因此，對燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞鞯慕Y(jié)構(gòu)布局，變得非常重要。

燃?xì)廨啓C(jī)的回?zé)崞髟O(shè)計(jì)與制造，有三大難點(diǎn)：1.散熱量較大，特別是大型船舶用燃?xì)廨啓C(jī)，回?zé)崞鞯纳崃窟_(dá)到2-3萬千瓦，甚至更高；2.燃?xì)夂蛪嚎s空氣的流動阻力小，一般只有自身壓力的5%左右，特別是燃?xì)鈧?cè)的流動阻力，緊緊只容許在5kPa左右；3.熱負(fù)荷、熱膨脹、熱沖擊大，回?zé)崞鞯目煽啃砸蟾摺Ｍ瑫r(shí)，回?zé)崞饕灿幸粋€(gè)特點(diǎn)，燃?xì)獾倪M(jìn)口壓力小，接近于正常大氣壓，密封要求不高，容許少量泄漏。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對上述缺陷，目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、換熱性能好的一種回轉(zhuǎn)體布局的燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞骷捌鋼Q熱過程。

為此本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：本實(shí)用新型包括殼體（1），殼體（1）內(nèi)設(shè)有熱交換器（2）；所述熱交換器（2）由一組呈扇形狀的換熱芯體組成（21），各換熱芯體（21）環(huán)向布置形成一環(huán)形體，各換熱芯體（21）相互獨(dú)立，在換熱芯體（21）兩側(cè)設(shè)固定支撐臂（22）和浮動支撐臂（23）；熱交換器（2）形成高溫燃?xì)狻⒏邏簹怏w形成逆流向的通道。

所述熱交換器（2）一端連接擴(kuò)壓管（3）、整流罩（4），擴(kuò)壓管（3）和整流罩（4）之間形成燃?xì)膺M(jìn)氣腔（5），該進(jìn)氣腔（5）設(shè)置在所述熱交換器（2）外圓周外側(cè)，熱交換器（2）內(nèi)圓周延伸形成一燃?xì)獬鰵馇唬?），燃?xì)鈴臒峤粨Q器（2）外部徑向的沿燃?xì)膺M(jìn)氣腔（5）流向燃?xì)獬鰵馇唬?）。

所述熱交換器的另一端設(shè)置高壓氣體進(jìn)氣管（7）、高壓進(jìn)氣出氣管（8），高壓氣體進(jìn)氣管（7）上沿其圓周方向均布有若干環(huán)形設(shè)置的和所述換熱芯體換熱進(jìn)口（8）連通的壓縮空氣進(jìn)氣歧管（9），高壓氣體出氣管（8）上沿其圓周方向均布有若干環(huán)形設(shè)置的和所述換熱芯體換熱出口（9）連通的壓縮空氣出氣歧管（10）：所述壓縮空氣出氣歧管（10）設(shè)置在壓縮空氣進(jìn)氣歧管（9）內(nèi)側(cè)，使壓縮空氣和高溫燃?xì)饬飨蚰嫦颉?/p>

所述固定支撐臂(22)設(shè)置在高壓氣體一側(cè)，浮動支撐臂（23）設(shè)置在高溫燃?xì)獾囊粋?cè)；固定支撐臂（22）暴露在空氣之中，浮動支撐臂（23）設(shè)置在整流罩（4）內(nèi)部。

一種回轉(zhuǎn)體布局的燃?xì)廨啓C(jī)回?zé)崞鞯膿Q熱過程，按照以下步驟進(jìn)行：

高溫燃?xì)鈴臄U(kuò)壓管（3）、整流罩（4）進(jìn)入燃?xì)膺M(jìn)氣腔（5），高壓氣體從高壓氣體進(jìn)氣管（7）、壓縮空氣進(jìn)氣歧管（9）進(jìn)入換熱芯體換熱進(jìn)口（8），換熱過程中，高溫燃?xì)鈴臒峤粨Q器（2）外部的間隙中從熱交換器（2）的外圓周流向熱交換器（2）內(nèi)圓周形成的燃?xì)獬鰵馇唬?）；高壓氣體從熱交換器（2）內(nèi)部形成的通道從熱交換器（2）內(nèi)端流向外端形成和高溫燃?xì)獾哪媪飨颍纬蔁峤粨Q；

在進(jìn)行熱交換前，通過高溫燃?xì)鈧?cè)的擴(kuò)壓管（3）、整流罩（4）和燃?xì)膺M(jìn)氣腔（5），以及燃?xì)獬鰵馇唬?）的直徑選擇，將高溫燃?xì)獾牧魉倏刂圃?5-35m/s；

對壓縮空氣進(jìn)氣和出氣，使其流速亦控制在25-35m/s。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：針對回?zé)崞魃崃繂栴}，我們選用了結(jié)構(gòu)緊湊、承壓能力和剛度較大的板翅式熱交換器，并通過回轉(zhuǎn)體布局，集成了十多個(gè)回?zé)崞餍倔w，以增大散熱能力；采用逆流方式布置燃?xì)夂蛪嚎s空氣的流道，使得散熱效率達(dá)到最高；并根據(jù)燃?xì)鈧?cè)和壓縮空氣側(cè)溫度、壓力、密度的不同，采用不同高度的翅片結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，提高回?zé)崞鞯木C合散熱能力。