船用燃气轮机回热器设计的数值研究

郑春兵

海军驻青岛造船厂军事代表室，山东青岛 266002

0 引 言

船用燃气轮机回热器通常是一种间壁式换热器，其功能是回收动力涡轮出口燃气的部分热量，预热压气机出口的空气，从而提高燃气轮机的热效率。与船用燃气轮机的设计要求相同，人们总是希望设计的回热器在满足主要热力性能指标的前提下质量尽可能轻、结构尽可能紧凑和换热效果尽可能佳［1-6］。以往开展该项研究时，往往侧重于单纯的回热器设计，没有考虑回热器换热器两侧气体（一侧为空气，一侧为燃气）的不同热力性质，且气体在回热器通道中流动时产生的压力损失通常也被视为定值，这些简化计算措施明显会造成计算结果的误差，并不能完全反映工程实际。本文将回热器作为船用燃气轮机的一个关键部件，在考虑回热器冷热两侧的实际工质热力性质和气体在回热器通道中的压力损失变化的基础上，进行了船用回热器的设计并分析了其对燃气轮机性能的影响。

1 回热器的选型

回热器主要有3种设计方案［7］：固定管板式、螺旋板式和板翅式。通常，采用传热效率、流体阻力、结构紧凑程度以及制造成本等特征量指标来描述回热器设计方案的优劣程度。每个设计方案中特征值的权重（权重表示在评价过程中是被评价对象的不同侧面的重要程度的定量分配，对各评价因子在总体评价中的作用进行区别对待）和隶属度（每个方案的所有指标分别隶属于优等方案中的程度，即隶属度，在区间［0，1］内）如表1所示。……