Леонтьев — Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок
Изложены основы расчета и проектирования теплообменных аппаратов и систем охлаждения газовых турбин как элементов газотурбинного комплекса, все агрегаты которого влияют друг на друга, и их параметры взаимосвязаны.
Книга предназначена для обучение студентов высших учебных заведений энергомашиностроительных специальностей вопросам по теплообменным аппаратам и газотурбинным установкам. Может быть полезен аспирантам, инженерам и научным работникам в направлении изучения газотурбинных и комбинированных установках.
Газотурбинные двигатели и газотурбинные установки прошли за короткое время интенсивный путь развития и получают все большее распространение в различных отраслях народного хозяйства и военных технологиях — в авиации, наземном и водном транспорте, на электростанциях, работающих на органическом и ядерном топливе, в энергоустановках с альтернативными источниками энергии, в энерготехнологических и энергоутилизационных установках различного назначения. Газотурбинные установки являются также основным приводным устройством газокомпрессорных станций магистральных газопроводов.
Высокая экономичность и хорошая приспособляемость к различного рода нагрузкам, компактность и надежность в эксплуатации обеспечили возможность использования газотурбинных установок совместно с другими энергетическими установками. Комбинированным парогазовым установкам предстоит сыграть доминирующую роль в электротеплоэнергетике XXI в., особенно при реконструкции вырабатывающих свой ресурс паротурбинных теплоэлектростанций.
КПД газотурбинных установок составляет 40 %, а КПД парогазовых установок превышает 55 %. Тем не менее резервы дальнейшего совершенствования газотурбинных установок (в отличие от многих других тепловых двигателей) еще далеко не исчерпаны. Основными путями такого совершенствования являются: повышение температуры газа перед турбиной, усложнение термодинамического цикла введением промежуточного охлаждения при сжатии и промежуточного подогрева при расширении, а также глубокой утилизации теплоты уходящих газов. Эти способы опираются на использование эффективной системы тепловой защиты элементов горячего тракта и высокоэффективных теплообменных аппаратов.
Работа системы охлаждения высокотемпературной газовой турбины и теплообменной аппаратуры связана с затратами энергии на их функционирование. Поэтому важно спроектировать эти устройства таким образом, чтобы затраты энергии не “свели на нет” эффект от их введения. Этого можно достичь лишь при рассмотрении данных устройств как элементов всего газотурбинного комплекса, в котором все агрегаты взаимно влияют друг на друга. Такой подход лежит в основе конструкторско-исследовательского направления в обучении студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Основу учебника составляют материалы читаемого авторами курса лекций по теплообменным аппаратам и системам охлаждения, введенного в программу подготовки студентов газотурбинной специальности в МГТУ им. Н.Э. Баумана более 35 лет назад, сначала как единый курс, а позднее — в виде двух самостоятельных дисциплин, имеющих общие научные основы. Соответственно и настоящий учебник состоит из двух частей. Первая включает вопросы теории, расчета и проектирования теплообменных аппаратов газотурбинных и комбинированных установок, а вторая посвящена рассмотрению систем охлаждения высокотемпературных газовых турбин.
