[發(fā)明專(zhuān)利]具有可在對(duì)齊位置和非對(duì)齊位置之間移動(dòng)的熱交換管的熱交換器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011102037.7
• 申請(qǐng)日: 2020-10-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112747611A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐納德·威廉·貝爾利;杰弗里·弗雷德里克·麥基;詹姆斯·皮舍爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類(lèi)號(hào): F28D7/00
• 分類(lèi)號(hào): F28D7/00;F28F9/26;F02C6/18
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;金飛

本發(fā)明題“具有可在對(duì)齊位置和非對(duì)齊位置之間移動(dòng)的熱交換管的熱交換器”。本發(fā)明公開(kāi)了一種熱交換器，該熱交換器包括被布置成第一排管和第二排管的多個(gè)熱交換管。固定安裝件固定地定位第一排管，并且可移動(dòng)安裝件使第二排管能夠在對(duì)齊位置和非對(duì)齊位置之間移動(dòng)，在對(duì)齊位置，第二排中的管與第一排中的管對(duì)齊，從而形成用于流體通過(guò)管的線(xiàn)性流動(dòng)路徑，在非對(duì)齊位置，第二排中的管不與第一排中的熱管對(duì)齊，從而形成用于流體通過(guò)多個(gè)管的曲線(xiàn)流動(dòng)路徑。熱量在通過(guò)多個(gè)熱交換管的第一流體和第二流體之間交換。熱交換器可用作聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)中的HRSG，以及其他應(yīng)用。

背景技術(shù)

本公開(kāi)整體涉及熱交換器，并且更具體地，涉及包括熱交換管的熱交換器，其中成排的管能夠移動(dòng)成與另一排中的熱交換管對(duì)齊或不對(duì)齊，從而為流體通過(guò)熱交換器形成線(xiàn)性或曲線(xiàn)流動(dòng)路徑。

對(duì)流熱交換器包括多排熱交換管，這些熱交換管以交錯(cuò)或非對(duì)齊的布置方式或者以成直線(xiàn)或?qū)R的布置方式固定。管理具有固定的熱交換管布置的熱交換器的操作存在許多挑戰(zhàn)。雖然適用于任何熱交換器，但為了示出本公開(kāi)的實(shí)施方案的挑戰(zhàn)和有益效果，本公開(kāi)將考慮聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)(CCPP)中的熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)形式的熱交換器，該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)包括燃?xì)鉁u輪(GT)系統(tǒng)和蒸汽渦輪(ST)系統(tǒng)。在該設(shè)置中，HRSG的功效由于多個(gè)操作參數(shù)而變化。在CCPP示例中，熱輸入可由于操作參數(shù)而變化，該操作參數(shù)諸如但不限于：GT系統(tǒng)負(fù)載、環(huán)境溫度、GT系統(tǒng)退化、GT系統(tǒng)修改/升級(jí)、管道燃燒器負(fù)載以及預(yù)期操作和實(shí)際操作之間的偏差。類(lèi)似地，HRSG內(nèi)的熱交換效率可由于HRSG的操作參數(shù)(諸如其清潔度)而變化。

熱交換管固定布置的熱交換器無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)以解決上述變化。其次，在CCPP中，在ST系統(tǒng)啟動(dòng)期間，通常需要降低蒸汽溫度來(lái)減輕可能影響設(shè)備預(yù)期壽命的熱疲勞。固定的熱交換管布置需要通過(guò)復(fù)雜的控制來(lái)控制蒸汽溫度，例如，控制GT系統(tǒng)排氣溫度或流量輸入、蒸汽/水流等。第三，清潔HRSG中的熱交換管可能具有挑戰(zhàn)性。例如，因?yàn)楦o湊，所以交錯(cuò)的熱交換管布置在許多情況下是期望的，但是由此導(dǎo)致無(wú)法接近內(nèi)部定位的熱交換管，這使得對(duì)此類(lèi)布置的清潔非常困難。最后，固定的熱交換管布置可能由于渦旋脫落頻率諧振而導(dǎo)致多余的噪聲。

發(fā)明內(nèi)容

本公開(kāi)的第一方面提供了一種熱交換器，該熱交換器包括：殼體，該殼體被構(gòu)造成引導(dǎo)第一流體穿過(guò)其中；多個(gè)熱交換管，該多個(gè)熱交換管流體地聯(lián)接到集管并且定位在殼體內(nèi)，該多個(gè)熱交換管被布置成第一排管和第二排管；固定安裝件，該固定安裝件相對(duì)于殼體固定地定位第一排管；以及可移動(dòng)安裝件，該可移動(dòng)安裝件可操作地聯(lián)接到第二排管，該可移動(dòng)安裝件能夠在對(duì)齊位置與非對(duì)齊位置之間移動(dòng)，在該對(duì)齊位置，該第二排管中的熱交換管與第一排管中的熱交換管對(duì)齊，從而形成用于第一流體通過(guò)多個(gè)熱交換管的線(xiàn)性流動(dòng)路徑，在該非對(duì)齊位置，第二排管中的熱交換管不與第一排管中的熱交換管對(duì)齊，從而形成用于第一流體通過(guò)多個(gè)熱交換管的曲線(xiàn)流動(dòng)路徑，其中熱量在通過(guò)多個(gè)熱交換管的第一流體和第二流體之間交換。

本公開(kāi)的第二方面提供一種聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)，該聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(chǎng)包括：燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)；蒸汽渦輪系統(tǒng)；以及熱回收蒸汽發(fā)生器(HRSG)，該熱回收蒸汽發(fā)生器聯(lián)接到燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)以使用燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的排氣為蒸汽渦輪系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽，其中HRSG包括：殼體，該殼體被構(gòu)造成引導(dǎo)排氣穿過(guò)其中；多個(gè)熱交換管，該多個(gè)熱交換管流體地聯(lián)接到水/蒸汽集管并且定位在殼體內(nèi)，該多個(gè)熱交換管被布置成第一排管和第二排管；固定安裝件，該固定安裝件相對(duì)于殼體固定地定位第一排管；以及可移動(dòng)安裝件，該可移動(dòng)安裝件可操作地聯(lián)接到第二排管，可移動(dòng)安裝件能夠在對(duì)齊位置與非對(duì)齊位置之間移動(dòng)，在該對(duì)齊位置，第二排管中的熱交換管與第一排管中的熱交換管對(duì)齊，從而形成用于排氣通過(guò)多個(gè)熱交換管的線(xiàn)性流動(dòng)路徑，在該非對(duì)齊位置，第二排管中的熱交換管不與第一排管中的熱交換管對(duì)齊，從而形成用于排氣通過(guò)多個(gè)熱交換管的曲線(xiàn)流動(dòng)路徑，其中熱量在排氣和通過(guò)多個(gè)熱交換管的水/蒸汽流之間交換。