熱交換器以及配備了該熱交換器的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種熱交換器以及配備了熱交換器的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備。
[0002]依據(jù)于2013年2月18日向日本提出專利申請的特愿2013-029472號(hào)本申請主張優(yōu)先權(quán)，并在此處援用其內(nèi)容作為參考。
【背景技術(shù)】
[0003]一般來說，作為熱交換器而被提出的技術(shù)中有，如下述專利文獻(xiàn)1，具備設(shè)置在胴體內(nèi)的多個(gè)傳熱管、支撐傳熱管的多個(gè)傳熱管支撐裝置的熱交換器。該熱交換器，在管內(nèi)流體和管外流體之間進(jìn)行熱交換，前者在傳熱管的內(nèi)部流通，后者在傳熱管的外部，朝著與管內(nèi)流體相反的方向流通。
[0004]而且，該熱交換器，在傳熱管支撐裝置上，設(shè)置了蛋架型亂流促進(jìn)機(jī)構(gòu)。由此，在傳熱管外部流通的流體，在傳熱管與蛋架型亂流促進(jìn)機(jī)構(gòu)之間的部分流通時(shí)，會(huì)擾亂流體的層流，因此，在與傳熱管內(nèi)部流通的流體之間，進(jìn)行有效的熱交換。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開昭62-166296號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]要解決的技術(shù)問題
[0009]像這樣，通過上述專利文獻(xiàn)I中提到的熱交換器，熱交換率只是稍微上升，所以，期望能提升更高的熱交換率。
[0010]本發(fā)明提供能夠有效進(jìn)行熱交換的熱交換器以及配備了這種熱交換器的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備。
[0011]技術(shù)方案
[0012](I)根據(jù)本發(fā)明的第一方式，熱交換器具備:胴體和多個(gè)傳熱管以及支撐板。所述多個(gè)傳熱管配置在所述胴體內(nèi)部。所述支撐板在該傳熱管的長邊方向上隔開間隔配置為多個(gè)。在所述支撐板形成有用來所述多個(gè)傳熱管所插通的多個(gè)管插通孔。在所述多個(gè)支撐板中，在所述長邊方向上相鄰接的兩個(gè)所述支撐板之間，相對于一個(gè)所述傳熱管的所述管插通孔的形狀相互不同。
[0013]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在相對于一個(gè)傳熱管的支撐板上形成的管插通孔形狀，在相鄰的支撐板之間相互不同。因此，在支撐板的管插通孔與傳熱管之間所形成的空間部分形狀，與相鄰的支撐板彼此不同。由此，當(dāng)傳熱管外部流通的流體，通過該空間部分時(shí)，根據(jù)空間部分的形狀，來破壞層流。據(jù)此，在傳熱管內(nèi)部流通的流體和傳熱管外部流通的流體之間，在傳熱管整個(gè)長邊方向上進(jìn)行有效的熱交換。
[0014](2)上述(I)所述的熱交換器中，在所述多個(gè)傳熱管束的外周一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)管，該導(dǎo)管在覆蓋這些多個(gè)傳熱管束的同時(shí)，在所述長邊方向上延伸，且在所述胴體的內(nèi)周面之間隔開間隔來配置。
[0015]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在傳熱管內(nèi)部流通的流體，以下稱為管內(nèi)流體，和傳熱管外部流通的流體以下稱為管外流體之間進(jìn)行熱交換。在這里，即便通過熱交換而管外流體溫度升高，因?yàn)楣芡饬黧w流過導(dǎo)管內(nèi)，所以可以抑制存在于導(dǎo)管外部與胴體內(nèi)周面之間的流體溫度上升。由此，由于胴體自身溫度不會(huì)上升，可以維持作為熱交換器的健全狀態(tài)。
[0016](3)上述(I)或(2)所述的熱交換器中，在所述傳熱管的外周面設(shè)置有翅片，該翅片在朝向徑向外側(cè)突出的同時(shí)，朝向所述長邊方向延伸而存在。
[0017]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過在傳熱管上設(shè)置了翅片，熱交換時(shí)傳熱面積增大，能有效地進(jìn)行熱交換。
[0018](4)上述⑴至(3)任一項(xiàng)所述的熱交換器中，在所述胴體上設(shè)置有將管內(nèi)流體供給至所述多個(gè)所述傳熱管內(nèi)的入口集管器配管和將熱交換之后的所述管內(nèi)流體從該傳熱管排出的出口集管器配管中的至少一個(gè)。
[0019]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，比如設(shè)置了入口集管器配管的情況下，通過入口集管器配管將管內(nèi)流體供給傳熱管內(nèi)，從傳熱管排出進(jìn)行了熱交換的管內(nèi)流體。在這里，一般就熱交換器而言，有一種熱交換器，分別在胴體內(nèi)設(shè)置了將管內(nèi)流體供給胴體內(nèi)的噴嘴，以及將熱交換之后的管內(nèi)流體排出胴體的噴嘴。此熱交換器，需要設(shè)置障壁，來隔斷設(shè)置了供給一側(cè)噴嘴這一側(cè)的艙室和設(shè)置了排出一側(cè)噴嘴這一側(cè)的艙室。另一方面，上述結(jié)構(gòu)的熱交換器，通過設(shè)置入口集管器配管，不需要設(shè)置這樣的障壁，就可以分離熱交換前后的管內(nèi)流體。因此，可以削減設(shè)置該障壁產(chǎn)生的成本。并且，即便在設(shè)置了出口集管器配管的情況下，也和設(shè)置了入口集管器配管的情況一樣，可以分離熱交換前后的管內(nèi)流體。所以，可以削減設(shè)置該障壁所產(chǎn)生的成本。
[0020](5)上述(4)所述的熱交換器中，可設(shè)置有所述入口集管器配管和所述出口集管器配管。
[0021 ] 根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過入口集管器配管，將管內(nèi)流體供給傳熱管內(nèi)，通過出口加工區(qū)配管，將熱交換后的管內(nèi)流體從傳熱管中排出。在這里，一般就熱交換器而言，有的有用于支撐傳熱管端部的管板，在胴體上設(shè)置了供給管內(nèi)流體的噴嘴以及排出熱交換后管內(nèi)流體的噴嘴。這種熱交換器，根據(jù)胴體的溫度、壓力、內(nèi)徑等條件來決定管板的厚度，因此，根據(jù)條件不同，需要加厚管板的厚度。另一方面，上述結(jié)構(gòu)的熱交換器，通過設(shè)置入口集管器配管以及出口集管器配管，不需要這樣的管板，就可以分離熱交換前后的管內(nèi)流體。所以，可以削減該管板所產(chǎn)生的成本。
[0022](6)根據(jù)本發(fā)明第二方式，燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備具備上述(I)至(5)中任一項(xiàng)中所述的熱交換器、空氣壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪。空氣壓縮機(jī)壓縮外氣而生成壓縮空氣。燃燒器在壓縮空氣中燃燒燃料而生成燃?xì)?。渦輪通過高溫高壓燃?xì)鈦眚?qū)動(dòng)。所述熱交換器中供有，作為被加熱流體而供給所述燃燒器的燃料。
[0023]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以對作為被加熱流體的燃料進(jìn)行熱交換，使其處于高溫狀態(tài)。由此，將高溫燃料供給燃燒器，所以燃燒器可以有效地發(fā)生高溫燃?xì)狻?br>[0024](7)上述(6)所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，可進(jìn)一步具備廢熱回收鍋爐，其令從所述渦輪機(jī)中排出的燃?xì)夂退M(jìn)行熱交換，從而產(chǎn)生蒸氣。在所述傳熱管的內(nèi)部，流通有管內(nèi)流體。在所述傳熱管的外部且在所述胴體的內(nèi)部，管外流體流通。所述管內(nèi)流體為從所述廢熱回收鍋爐中導(dǎo)出的流體。所述管外流體為供給至所述熱交換器的所述燃料，其與所述管內(nèi)流體進(jìn)行熱交換，從而升溫，并被供給至所述燃燒器。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱交換器可以對管內(nèi)流體和管外流體進(jìn)行熱交換，使得作為管外流體的燃料處于高溫狀態(tài)。由此，將高溫狀態(tài)燃料供給燃燒器，因此燃燒器可以有效地發(fā)生高溫燃燒氣體。
[0026]上述6所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，可進(jìn)一步具備廢熱回收鍋爐，其令從所述渦輪機(jī)中排出的燃?xì)夂退M(jìn)行熱交換，從而產(chǎn)生蒸氣。在所述傳熱管的內(nèi)部，流通有管內(nèi)流體。在所述傳熱管的外部且所述胴體的內(nèi)部，流通有管外流體。所述管外流體為從所述廢熱回收鍋爐中導(dǎo)出的流體。所述管內(nèi)流體為供給所述熱交換器的所述燃料，與所述管外流體進(jìn)行熱交換，使其溫度上升，并供給所述燃燒器。
[0027]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱交換器可以對管內(nèi)流體和管外流體進(jìn)行熱交換，使得管內(nèi)流體燃料處于高溫狀態(tài)。由此，將高溫狀態(tài)燃料供給燃燒器，因此燃燒器可以有效地發(fā)生高溫燃燒氣體。
[0028](9)根據(jù)本發(fā)明第三方式，燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備具備:上述(I)至上述(5)中任一項(xiàng)所述的熱交換器、空氣壓縮機(jī)、燃燒器以及渦輪?？諝鈮嚎s機(jī)壓縮外氣而生成壓縮空氣。所述燃燒器在壓縮空氣中燃燒燃料而生成燃?xì)?。渦輪通過高溫高壓燃?xì)鈦眚?qū)動(dòng)。在所述熱交換器中，供給有作為被加熱流體的、供給至所述燃燒器的燃料。
[0029]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以對作為被冷卻流體的冷卻用流體進(jìn)行熱交換，使其處于低溫狀態(tài)。由此，將低溫狀態(tài)的冷卻用流體供給渦輪機(jī)，因此可以有效地冷卻渦輪機(jī)內(nèi)部。
[0030](10)上述(9)所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備可進(jìn)一步具備了廢熱回收鍋爐、蒸汽渦輪機(jī)、冷凝器。所述廢熱回收鍋爐將從所述渦輪機(jī)中排出的燃?xì)夂退M(jìn)行熱交換，從而發(fā)生蒸汽。。所述蒸汽渦輪機(jī)，其利用該廢熱回收鍋爐所生成的蒸汽來驅(qū)動(dòng)。所述冷凝器，將驅(qū)動(dòng)該蒸汽渦輪機(jī)的蒸汽變回水。在所述傳熱管的內(nèi)部，流通有管內(nèi)流體。在所述傳熱管的外部且所述胴體的內(nèi)部，流通有管外流體。所述管內(nèi)流體為從所述冷凝器中導(dǎo)出的流體。所述管外流體為從所述空氣壓縮機(jī)中抽出的抽氣空氣，其與所述管內(nèi)流體進(jìn)行熱交換，從而降溫，并被供給至所述渦輪機(jī)。
[0031]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱交換器通過對管內(nèi)流體和管外流體進(jìn)行熱交換，可以使得作為管外流體的抽氣空氣處于低溫狀態(tài)。由此，將低溫狀態(tài)的抽氣空氣供給渦輪機(jī)，因此可以有效地冷卻渦輪機(jī)內(nèi)部。
[0032](11)上述(9)所述的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，可進(jìn)一步具備廢熱回收鍋爐、蒸汽渦輪機(jī)、冷凝器。所述廢熱回收鍋爐將從所述渦輪機(jī)中排出的燃?xì)夂退M(jìn)行熱交換，從而發(fā)生蒸汽。所述蒸汽渦輪機(jī)，其利用該廢熱回收鍋爐所生成的蒸汽來驅(qū)動(dòng)。所述冷凝器，將驅(qū)動(dòng)該蒸汽渦輪機(jī)的蒸汽變回水。在所述傳熱管的內(nèi)部，流通有管內(nèi)流體。在所述傳熱管的外部且所述胴體的內(nèi)部，流通有管外流體。所述管外流體為從所述冷凝器中導(dǎo)出的流體。所述管內(nèi)流體為從所述空氣壓縮機(jī)中抽出的抽氣空氣，其與所述管外流體進(jìn)行熱交換，從而降溫，并被供給至所述渦輪機(jī)。
[0033]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，熱交換器通過對管內(nèi)流體和管外流體進(jìn)行熱交換，可以使得作為管內(nèi)流體的抽氣空氣處于低溫狀態(tài)。由此，將低溫狀態(tài)的抽氣空氣供給渦輪機(jī)，因此可以有效地冷卻渦輪機(jī)內(nèi)部。
[0034]有益效果
[0035]通過所述熱交換器以及具備了這種熱交換器的燃?xì)鉁u輪機(jī)設(shè)備，可以有效地進(jìn)行熱交換。
【附圖說明】
[0036]圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及熱交換器整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2是圖1的A-A截面圖。
[0038]圖3是本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及熱交換器上的導(dǎo)管部分截面圖。
[0039]圖4A是構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的熱交換器的一個(gè)支撐板部分截面圖。
[0040]圖4B是與構(gòu)成本發(fā)明第一實(shí)施方式所涉及的熱交換器的一個(gè)支撐板相鄰支撐板部分的截面圖。
[0041]圖5A是圖1的B-B截面圖。
[0042]圖5B是圖5A所示位置上傳熱管周邊的縱截面圖。
[0043]圖6A是構(gòu)成本發(fā)明第二實(shí)施方式所涉及的熱交換器的一個(gè)支撐板部分截面圖。
[0044]圖6B是與構(gòu)成本發(fā)明第二實(shí)施方式所涉及的熱交換器的一個(gè)支撐板相鄰的支撐板部分的截面圖。
[0045]圖7A是構(gòu)成本發(fā)明第三實(shí)施方式所涉及的熱交換器的一個(gè)支撐板部分截面圖。
[0046]圖7B