本申请涉及热回收蒸汽发生器锅炉管布置。其中，一种热回收蒸汽发生器(118)包括：壳体(120)，其具有入口(116)和出口(125)；锅炉管(202)，其安置在壳体(120)中，锅炉管(202)限定内腔(302)和外表面(208)，锅炉管具有带纵轴(301)和横轴(303)的截面形状，其中纵轴(301)的长度大于横轴(303)的长度；以及，至少一个翅片(206)，其布置在锅炉管(202)的外表面(208)上。
【技术实现步骤摘要】
本文所公开的主题涉及在热回收蒸汽发生器中的锅炉管。
技术介绍
燃气润轮联合循环动力系统(power systems)包括机械地连接到发电机 (generator)的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发出热排气，热排气被导向通过热回收蒸汽发生器(heat recovery steam generator, HRSG)。排气流经HRSG中的入口管道且流经壳体， 壳体包括多个锅炉管。锅炉水或蒸汽流经锅炉管且由排气流加热，导致可用于向蒸汽涡轮提供动力的热蒸汽。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，一种热回收蒸汽发生器包括壳体，其具有入口和出口 ’锅炉管，其安置在壳体中，锅炉管限定内腔和外表面，锅炉管具有带纵轴和横轴的截面形状， 其中纵轴的长度大于横轴的长度；以及，至少一个翅片，其布置在锅炉管的外表面上。根据本专利技术的另一方面，一种动力系统包括燃气涡轮发动机，其具有排气管道和热回收蒸汽发生器，热回收蒸汽发生器包括壳体，其具有出口和连接到排气管道的入口 ； 锅炉管，其安置在壳体中，锅炉管限定内腔和外表面，锅炉管具有带纵轴和横轴的截面形状，其中纵轴的长度大于横轴的长度；以及，至少一个翅片，其布置在锅炉管的外表面上。根据本专利技术的又一方面，一种锅炉管组件包括管，其安置在壳体中，管限定内腔和外表面，管具有带纵轴和横轴的截面形状，其中纵轴长度大于横轴长度；以及，至少一个翅片，其布置在管的外表面上。通过下文结合附图的描述，这些和其它优点和特点将变得更明显。附图说明被认为是本专利技术的主题在所附的权利要求中特别地指出且明确地主张。通过结合附图来理解下文的详细的描述，本专利技术的前述和其它特点和优点将是明显的，在附图中图I示出示例性联合循环动力系统的系统图。图2示出锅炉管组件的示例性实施例的一部分的侧视图。图3示出沿着图2的线3-3所截取的截面图。图4示出锅炉管组件的替代示例性实施例的一部分的侧视图。图5示出沿着图4的线5-5所截取的截面图。图6示出在图I的HRSG的一部分中的锅炉管组件布置的示例性实施例的截面图。图7示出千瓦输出变化与排气压力变化关系的曲线图。图8示出系统效率变化与排气压力变化关系的曲线图。图9示出在图I的HRSG的一部分中的锅炉管组件布置的替代示例性实施例的截面图。图10示出锅炉管组件的布置部件列表100动力系统101空气102燃气涡轮发动机103排气104发电机106进气室108压缩机部分110燃烧器部分112涡轮部分114排气室116入口管道118热回收蒸汽发生器120壳体122锅炉管124泵125出口管道126蒸汽涡轮128发电机130冷凝器202锅炉管组件204管206翅片208外表面301长轴(纵轴)303短轴(横轴)304内表面402锅炉管组件404管406翅片408外表面501纵轴502腔503横轴504内表面505半径510纵向区段512端部区段601间距(间隔)602行604行专利技术详述参看附图以举例说明的方式解释本专利技术的实施例，以及优点和特点。 具体实施例方式图I示出示例性联合循环动力系统100的系统图。该系统100包括机械地连接到发电机104的燃气涡轮发动机102。燃气涡轮发动机102包括进气室(air intake plenum) 106、压缩机部分108、燃烧器部分110、涡轮部分112和排气室(管道)114。排气室114连接到热回收蒸汽发生器(HRSG) 118的入口管道116。HRSG 118包括壳体120，壳体120包围锅炉管122。壳体120连接到出口管道125。锅炉管122连接到泵124和蒸汽涡轮126。蒸汽涡轮126机械地连接到发电机128。蒸汽涡轮输出蒸汽到冷凝器130，冷凝器130连接到泵124。在操作中，空气101流入到进气室106且由压缩机108加压。燃料添加到压缩空气且在燃烧器110中点燃。热膨胀气体流经涡轮112，涡轮112使得压缩机108和发电机 104旋转且驱动压缩机108和发电机104。排气103从排气室114流动且进入到入口管道 116和HRSG 118的壳体120。排气103流经HRSG 118且围绕锅炉管122，加热流经锅炉管 122的锅炉水。锅炉水转变成蒸汽，蒸汽驱动蒸汽涡轮126和机械地连接的发电机128。蒸汽离开蒸汽涡轮126且由冷凝器130冷凝为水，水由泵124加压。图2示出锅炉管组件202的示例性实施例的一部分的侧视图。锅炉管组件202包括管204和翅片206，翅片206在管204的外表面208上平行地布置。管204和翅片206由任何合适的材料制成，包括(例如)钢或另外的金属材料。翅片206可使用诸如焊接、钎焊、 粘合剂或机械链结这样的合适方法固定到管204的外表面208上。图3示出沿着锅炉管组件202的(图2的)线3_3所截取的截面图。锅炉管组件 202包括腔302，腔302由具有内表面304的管204限定。管204为椭圆形，具有长轴(纵轴)(y)301和短轴(横轴)(x)303，其中y > X。图4示出锅炉管组件402的替代示例性实施例的一部分的侧视图。锅炉管组件 402包括管404和翅片406，翅片206在管404的外表面408上平行地布置。图5示出沿着锅炉管组件402的(图4的)线5_5所截取的截面图。锅炉管组件 402包括腔502，腔302由具有内表面504的管404限定。管404为具有纵轴(a) 501和横轴(b)503的丸形(pill shaped)，其中a > b。管404包括平行纵向区段510和形成连续形状的端部区段512。锅炉管组件402的端部区段512为圆形，具有半径(r)505。图6示出在(图I的)HRSG 118的一部分中的锅炉管组件布置202的示例性实施例的截面图。示出来自燃气涡轮发动机102的排气103的流动路径。在操作中，锅炉水流经锅炉管组件202的腔204。排气103经由翅片206和管204向锅炉水传热。锅炉管组件 202的椭圆形通过使每个管组件202的表面积在排气103的流动路径方向上延长和变平而改进了排气103的流动，且降低了通过HRSG118的压力损失。管204和翅片206的椭圆形状增加了锅炉管组件202的表面积(与圆形管和翅片组件相比)且增加了每个管向锅炉水的传热。锅炉管组件202改进的传热也可允许锅炉管组件202的间距(间隔)(由箭头601指示)相对更大(大于圆形管的布置)同时维持HRSG118的所需传热规格(热交换器效果)。 锅炉管组件202增加的间距在排气流经HRSG 118时进一步减小了压力损失且改进了排气 103的流率。举例而言，参看图1，排气103在HRSG 118的入口管道114处具有压力Pl且在出口管道125处具有压力P2。压差可表达为ΛΡ = P2-P1。在图示实施例中，该ΛΡ小于具有以更小间隔而分隔的管的HRSG(例如，圆形锅炉管布置)的ΛΡ。在图示实施例中 ΔΡ通过降低涡轮112上的背压而提高了(图I的)燃气涡轮发动机102的效率。燃气涡轮发动机102的提高的效率提高了系统100的总效率。锅炉管组件202增加的传热的另一优点在于可减少在HRSG 118中锅炉管组件202 的数量；因此，减小HRSG118的总大小(和成本)同时维持所需的热交换器效果值。图7示出了类似于上文所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·R·坎贝尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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