板翅式回熱器

板翅形回熱器是用一次傳熱表面的板作隔壁，另以二次傳熱表面的弓形或齒形翅片與板形成流道的回熱器。它由隔板、翅片和封條三種元件組成，一般燃氣流道與空氣流道相間積疊成單元體，燃氣的熱量通過隔板和翅片傳給空氣。

基本介紹

• 中文名：板翅式回熱器
• 外文名：plate-fin recuperator
• 套用：微型燃氣機輪
• 組成部件：隔板、翅片、封條
• 學科：熱力工程
• 優點：傳熱係數高、結構緊湊

套用背景

近年來，微型燃氣輪機得到了迅猛的發展，其中回熱器的技術進步起了關鍵性的作用。空氣在壓縮機中被壓縮後進入回熱器，在回熱器中吸收做功後燃氣的部分廢氣的熱量，然後進入燃燒室，與燃料混合燃燒後進入渦輪機，在渦輪機中做功後排除；排除的燃氣的溫度比較高，進入回熱器，加熱壓縮機出來的空氣；從回熱器排除的廢氣(200℃以上)，再經過一個餘熱回收裝置，使系統效率進一步提高。顯然，微型燃氣輪機回熱器的作用，是利用燃氣輪機排氣中的廢熱來加熱壓縮空氣，以代替部分燃料，使排氣溫度降低，從而提高微型燃氣輪機的發電效率。現有的微型燃氣輪機的發電功率為25～500kW，無回熱器時發電效率為17%～20%，有回熱器時的發電效率為25%~30%。

回熱器基本上可分表面式和再生式兩類。表面式回熱器中又有管殼式、板式及原表面式(新型板式)幾種不同的結構。可以用於微型燃氣輪機的主要是迴轉再生式回熱器、板翅式回熱器及原表面式回熱器三種結構。

結構

板翅形回熱器是用一次傳熱表面的板作隔壁，另以二次傳熱表面的弓形或齒形翅片與板形成流道的回熱器。它由隔板(厚約0．5mm)、翅片(厚為0．1～0．2mm)和封條三種元件組成，一般燃氣流道與空氣流道相間積疊成單元體，燃氣的熱量通過隔板和翅片傳給空氣。板翅式回熱器芯體見圖。

作用

板翅式回熱器的作用一是使節流前得高壓液體過冷，以免在節流前汽化，同時提高壓縮機吸氣溫度，以減輕有害過熱和改善壓縮機工作條件；二是對R12、R502等製冷劑可提高其製冷裝置的製冷係數；三是抵消氣體中夾帶的液體汽化，既可回收冷量又可確保壓縮機正常回油。

特點

其優點是傳熱係數高，結構緊湊，單位體積傳熱面積大，可達1500～2500m2/m 3，相當於管殼式的十幾倍；重量輕、強度高、工作溫度和壓力的範圍大，特別適合高壓循環。其缺點是結構較複雜，要求加工工藝和單元體組焊技術高，流道小、壓損較大。但近年來由於設計和工藝水平的不斷提高，它的套用最為廣泛，國內也已基本具備了研製條件。根據板翅式回熱器的形狀不同，可分為矩形、三角形、波紋形、交錯板翅形、孔板形，以及百葉形等。

傳熱特性

（1）板式換熱器隨燃氣側板間距的上升，存在一最佳板間距點，在該點總體積最小；

（2）板翅式回熱器隨通道數的增加，緊湊度和總體積上升，流動阻力下降；

（3）在回熱效率相同的情況下，使用板翅式回熱器能大幅度減小體積，板翅式回熱器的緊湊度較高，且摩擦阻力略有上升。