RU2010133229A

RU2010133229A - Универсальный узел рекуператора для отработавших газов газовой турбины

Info

Publication number: RU2010133229A
Application number: RU2010133229/06A
Authority: RU
Inventors: Томас П. МАСТРОНАРД (US); Томас П. МАСТРОНАРД
Original assignee: Альстом Текнолоджи Лтд (Ch); Альстом Текнолоджи Лтд
Priority date: 2008-01-07
Filing date: 2009-01-06
Publication date: 2012-02-20
Also published as: ES2461869T3; DK2229572T3; IL206561A0; RU2483265C2; CN101910778B; EP2229572B1; IL206561A; CN101910778A; KR20100105759A; AU2009204331A1; CA2710877A1; CA2710877C; EP2229572A1; KR101233761B1; US7963097B2; US20090173072A1; AU2009204331B2; WO2009089202A1

Abstract

1. Рекуператор, включающий в себя: ! канал для нагретого газа; ! впускной трубопровод; ! выпускной трубопровод; а также ! прямоточную поверхность нагрева, расположенную в канале для нагретого газа, через который проходит поток нагретого газа; причем вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева образована множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов и множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из множества первых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит множество первых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них, а также содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым впускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанного множества вторых однорядных трубно-коллекторных узлов включает множество вторых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них из соответствующих вышеупомянутых первых генераторных теплообменных труб; а также содержит выпускной коллектор, который соединен с вышеуказанным выпускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанных впускных коллекторов соединен с вышеупомянутым впускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества первых соединительных труб, а каждый из вышеуказанных выпускных коллекторов соединен с вышеупомянутым выпускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества вторых соединительных труб, причем каждая из вышеуказанных теплообменных труб каждого из вышеупомянутых первых и вторых однорядных трубно-коллек

Claims

1. Рекуператор, включающий в себя:

канал для нагретого газа;

впускной трубопровод;

выпускной трубопровод; а также

прямоточную поверхность нагрева, расположенную в канале для нагретого газа, через который проходит поток нагретого газа; причем вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева образована множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов и множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из множества первых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит множество первых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них, а также содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым впускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанного множества вторых однорядных трубно-коллекторных узлов включает множество вторых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них из соответствующих вышеупомянутых первых генераторных теплообменных труб; а также содержит выпускной коллектор, который соединен с вышеуказанным выпускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанных впускных коллекторов соединен с вышеупомянутым впускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества первых соединительных труб, а каждый из вышеуказанных выпускных коллекторов соединен с вышеупомянутым выпускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества вторых соединительных труб, причем каждая из вышеуказанных теплообменных труб каждого из вышеупомянутых первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов имеет внутренний диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр любой из вышеуказанного множества первых соединительных труб и любой из вышеуказанного множества вторых соединительных труб.

2. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что поток нагретого газа проходит в практически горизонтальном направлении.

3. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что вышеупомянутой текучей средой является сжатый воздух.

4. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна труба из вышеупомянутого множества вторых теплообменных труб, соединенных с вышеуказанным множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, нагревается сильнее, чем вышеуказанное множество первых теплообменных труб, связанных с вышеуказанным множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов.

5. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанный впускной трубопровод имеет внутренний диаметр больше, чем внутренний диаметр каждого из вышеупомянутых впускных коллекторов; а вышеуказанный выпускной трубопровод имеет внутренний диаметр больше, чем внутренний диаметр каждого из вышеупомянутых выпускных коллекторов.

6. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева является первой прямоточной поверхностью нагрева, вышеуказанный впускной трубопровод является первым впускным трубопроводом, вышеуказанный выпускной трубопровод является первым выпускным трубопроводом, а также содержащий: вторую прямоточную поверхность нагрева, расположенную в вышеупомянутом канале для нагретого газа, причем вышеуказанная вторая прямоточная поверхность нагрева образована другим множеством первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из вышеупомянутого другого множества первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов включает соответственно множество первых и вторых теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них, причем каждый из вышеупомянутого другого множества первых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым вторым впускным трубопроводом, а каждый из вышеуказанного другого множества вторых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит выпускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым вторым выпускным трубопроводом,

причем первая прямоточная поверхность нагрева находится в сообщении по текучей среде со второй прямоточной поверхностью нагрева за счет соединения первого выпускного трубопровода со вторым впускным трубопроводом.

7. Рекуператор по п.6, отличающийся тем, что вышеуказанная вторая прямоточная поверхность нагрева нагревается сильнее, чем вышеуказанная первая прямоточная поверхность нагрева.

8. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что каждая из вышеуказанного множества вторых теплообменных труб, связанных с вышеуказанным множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, находится в сообщении по текучей среде с соответствующей вышеупомянутой первой теплообменной трубой из вышеуказанного множества первых теплообменных труб, связанных с вышеуказанным множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов, за счет верхней части прямоточной поверхности нагрева.

9. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что верхняя часть прямоточной поверхности нагрева включает в себя множество первых и вторых общих коллекторов, соединенных с соответствующим рядом труб из вышеупомянутых первых и вторых генераторных теплообменных труб соответственно, причем первый общий коллектор из вышеуказанного множества первых общих коллекторов находится в сообщении по текучей среде с соответствующим вторым общим коллектором из вышеуказанного множества вторых общих коллекторов третьей соединительной трубы.

10. Рекуператор по п.1, отличающийся тем, что вышеупомянутый рекуператор является воздушным рекуператором с регенерацией тепла.

11. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха, которая включает в себя:

каверну для хранения сжатого воздуха;

силовую установку, содержащую ротор и один или несколько турбодетандеров; а также

систему, обеспечивающую вышеуказанную силовую установку вышеуказанным сжатым воздухом из вышеупомянутой каверны и включающую в себя рекуператор для предварительного нагрева вышеупомянутого сжатого воздуха перед его поступлением в вышеуказанные один или несколько турбодетандеров, и первый клапанный механизм, который управляет потоком предварительно нагретого воздуха от вышеупомянутого рекуператора к вышеуказанной силовой установке, причем вышеупомянутый рекуператор включает в себя:

канал для нагретого газа, через который поток нагретого газа проходит в направлении, противоположном потоку сжатого воздуха;

впускной трубопровод;

выпускной трубопровод; а также

прямоточную поверхность нагрева, расположенную в канале для нагретого газа, через который проходит поток нагретого газа; причем вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева образована множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов и множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из множества первых однорядных трубно-коллекторных узлов включает множество первых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них, а также содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым впускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанного множества вторых однорядных трубно-коллекторных узлов включает множество вторых генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них из соответствующих вышеупомянутых первых генераторных теплообменных труб; а также содержит выпускной коллектор, который соединен с вышеуказанным выпускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанных впускных коллекторов соединен с вышеупомянутым впускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества первых соединительных труб, а каждый из вышеуказанных выпускных коллекторов соединен с вышеупомянутым выпускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества вторых соединительных труб, причем каждая из вышеуказанных теплообменных труб каждого из вышеупомянутых первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов имеет внутренний диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр любой из вышеуказанного множества первых соединительных труб и любой из вышеуказанного множества вторых соединительных труб.

12. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что поток нагретого газа проходит в практически горизонтальном направлении.

13. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что вышеупомянутой текучей средой является сжатый воздух.

14. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна труба из вышеупомянутого множества вторых теплообменных труб, соединенных с вышеуказанным множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, нагревается сильнее, чем вышеуказанное множество первых теплообменных труб, соединенных с вышеуказанным множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов.

15. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что вышеуказанный впускной трубопровод имеет внутренний диаметр больше, чем внутренний диаметр любого из вышеупомянутых впускных коллекторов; а вышеуказанный выпускной трубопровод имеет внутренний диаметр больше, чем внутренний диаметр любого из вышеупомянутых выпускных коллекторов.

16. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева является первой прямоточной поверхностью нагрева, вышеуказанный впускной трубопровод является первым впускным трубопроводом, вышеуказанный выпускной трубопровод является первым выпускным трубопроводом, а также включающий: вторую прямоточную поверхность нагрева, расположенную в вышеупомянутом канале для нагретого газа, причем вышеуказанная вторая прямоточная поверхность нагрева образована другим множеством первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из вышеупомянутого другого множества первых и вторых однорядных трубно-коллекторных узлов включает соответственно множество первых и вторых теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды, причем каждый из вышеупомянутого другого множества первых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым вторым впускным трубопроводом, а каждый из вышеуказанного другого множества вторых однорядных трубно-коллекторных узлов содержит выпускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым вторым выпускным трубопроводом,

причем вышеупомянутая первая прямоточная поверхность нагрева находится в сообщении по текучей среде со второй прямоточной поверхностью нагрева за счет соединения первого выпускного трубопровода со вторым впускным трубопроводом.

17. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.16, отличающаяся тем, что вышеуказанная вторая прямоточная поверхность нагрева нагревается сильнее, чем вышеуказанная первая прямоточная поверхность нагрева.

18. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что каждая из вышеуказанного множества вторых теплообменных труб, связанных с вышеуказанным множеством вторых однорядных трубно-коллекторных узлов, находится в сообщении по текучей среде с соответствующей вышеупомянутой первой теплообменной трубой из вышеуказанного множества первых теплообменных труб, связанных с вышеуказанным множеством первых однорядных трубно-коллекторных узлов посредством верхней части прямоточной поверхности нагрева.

19. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что верхняя часть прямоточной поверхности нагрева включает в себя множество первых и вторых общих коллекторов, соединенных с соответствующим рядом труб из вышеупомянутых первых и вторых генераторных теплообменных труб соответственно, причем первый общий коллектор из вышеуказанного множества первых общих коллекторов находится в сообщении по текучей среде с соответствующим вторым общим коллектором из вышеуказанного множества вторых общих коллекторов третьей соединительной трубы.

20. Система накопления энергии с помощью сжатого воздуха по п.11, отличающаяся тем, что вышеупомянутый рекуператор является воздушным рекуператором с регенерацией тепла.

21. Устройство для нагрева сжатого воздуха, выполненное с возможностью рекуперации энергии отработавших газов газовой турбины широкого применения, причем данная установка включает в себя:

канал для нагретого газа;

впускной трубопровод;

выпускной трубопровод; а также

прямоточную поверхность нагрева, расположенную в канале для нагретого газа, через который проходит поток нагретого газа; причем вышеуказанная прямоточная поверхность нагрева образована множеством однорядных трубно-коллекторных узлов, причем каждый из упомянутого множества однорядных трубно-коллекторных узлов включает множество генераторных теплообменных труб, соединенных параллельно для прохождения сквозного потока текучей среды через них, а также содержит впускной коллектор, соединенный с вышеупомянутым впускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанного множества однорядных трубно-коллекторных узлов соединен с вышеупомянутым выпускным трубопроводом, причем каждый из вышеуказанных впускных коллекторов соединен с вышеупомянутым впускным трубопроводом соответствующей по меньшей мере одной трубой из множества соединительных труб, причем каждая из вышеуказанных теплообменных труб каждого из вышеупомянутых однорядных трубно-коллекторных узлов имеет внутренний диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр любой из вышеуказанного множества соединительных труб.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что данный канал для нагретого газа; данный впускной трубопровод; данный выпускной трубопровод; а также данная прямоточная поверхность нагрева образуют рекуператор.