WO2014126249A1 - 熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラント - Google Patents

熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラント Download PDF

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一作 藤田
太一 中村
賢 平岡
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Mitsubishi Power Ltd
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    • Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger and a gas turbine plant including the heat exchanger.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-029472 for which it applied to Japan on February 18, 2013, and uses the content here.
  • a heat exchanger provided with a plurality of heat transfer tubes provided in the fuselage and a plurality of heat transfer tube support devices for supporting the heat transfer tubes has been proposed (see Patent Document 1 below).
  • heat exchange is performed between the in-pipe fluid that flows through the inside of the heat transfer tube and the out-of-tube fluid that flows through the outside of the heat transfer tube in the direction opposite to the in-pipe fluid.
  • the heat transfer tube support device is provided with an egg crate turbulent flow promotion mechanism. Therefore, since the fluid flowing outside the heat transfer tube is disturbed in the laminar flow of the fluid when flowing through the portion between the heat transfer tube and the egg crate turbulence promoting mechanism, the fluid flowing inside the heat transfer tube Heat exchange between the two.
  • the present invention provides a heat exchanger capable of efficiently exchanging heat and a gas turbine plant equipped with the heat exchanger.
  • the heat exchanger includes a body, a plurality of heat transfer tubes, and a support plate.
  • the plurality of heat transfer tubes are arranged inside the body.
  • a plurality of the support plates are arranged at intervals in the longitudinal direction of the heat transfer tube.
  • the support plate is formed with a plurality of tube insertion holes through which the plurality of heat transfer tubes are inserted.
  • the shape of the tube insertion hole for one heat transfer tube is different between the two support plates adjacent in the longitudinal direction.
  • the shape of the tube insertion hole formed in the support plate for one heat transfer tube is different between adjacent support plates, so that it is formed between the tube insertion hole of the support plate and the heat transfer tube.
  • the shape of the space portion to be formed is different between adjacent support plates.
  • the outer peripheral side of the bundle of the plurality of heat transfer tubes covers these, extends in the longitudinal direction, and is spaced from the inner peripheral surface of the body.
  • a duct is provided.
  • heat exchange is performed between a fluid that flows through the inside of the heat transfer tube (referred to as fluid in the tube) and a fluid that flows through the outside of the heat transfer tube (referred to as fluid outside the tube).
  • fluid in the tube a fluid that flows through the inside of the heat transfer tube
  • fluid outside the tube a fluid that flows through the outside of the heat transfer tube
  • the outer peripheral surface of the heat transfer tube is provided with a fin that protrudes radially outward and extends in the longitudinal direction. Also good.
  • the body is heat-exchanged with an inlet header pipe that supplies pipe fluid into the plurality of heat transfer pipes.
  • at least one of the outlet header pipe for discharging the in-pipe fluid from the heat transfer pipe may be provided.
  • the pipe fluid is supplied into the heat transfer pipe via the inlet header pipe, and the heat-exchanged pipe fluid is discharged from the heat transfer pipe.
  • a heat exchanger there are generally a heat exchanger in which a nozzle for supplying a fluid in a pipe to the body and a nozzle for discharging the heat-exchanged in-tube fluid from the body are provided on the body.
  • this heat exchanger it is necessary to provide a wall that partitions the room on the side where the nozzle on the supply side is provided and the room on the side where the nozzle on the discharge side is provided.
  • the inlet header piping is provided without providing such a wall, so that the fluid in the pipe before and after the heat exchange can be separated, so that the cost for the wall is suppressed. be able to. Even when the outlet header pipe is provided, the fluid in the pipe before and after the heat exchange can be separated, as in the case where the inlet header pipe is provided, so that the cost of the wall can be suppressed. .
  • both the inlet header pipe and the outlet header pipe may be provided.
  • the in-pipe fluid is supplied into the heat transfer pipe via the inlet header pipe, and the heat-exchanged pipe fluid is discharged from the heat transfer pipe via the outlet header pipe.
  • a heat exchanger having a tube plate for supporting an end portion of a heat transfer tube, and provided with a nozzle for supplying fluid in the tube to the body and a nozzle for discharging heat-exchanged fluid in the tube.
  • the thickness of the tube sheet is determined by conditions such as the temperature, pressure, and inner diameter of the body, it is necessary to increase the thickness of the tube sheet depending on the conditions.
  • the pipe header fluid before and after the heat exchange can be separated by providing the inlet header pipe and the outlet header pipe without having such a tube sheet. The cost of the board can be reduced.
  • a gas turbine plant includes a heat exchanger, an air compressor, a combustor according to any one of (1) to (5), A turbine.
  • the air compressor compresses outside air to generate compressed air.
  • the combustor burns fuel in compressed air to generate combustion gas.
  • the turbine is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the heat exchanger is supplied with fuel supplied to the combustor as a fluid to be heated.
  • the fuel that is the fluid to be heated can be subjected to heat exchange to be in a high temperature state. Therefore, since the fuel that has reached a high temperature is supplied to the combustor, the combustor can efficiently generate a high-temperature gas.
  • the gas turbine plant of (6) may further include an exhaust heat recovery boiler that generates heat by exchanging heat between the combustion gas exhausted from the turbine and water.
  • An in-pipe fluid flows through the heat transfer pipe.
  • An external fluid flows through the outside of the heat transfer tube and inside the body.
  • the in-pipe fluid is a fluid derived from the exhaust heat recovery boiler.
  • the extra-tube fluid is the fuel supplied to the heat exchanger, is heat-exchanged with the in-pipe fluid, is heated, and is supplied to the combustor.
  • the heat exchanger can exchange the heat between the in-pipe fluid and the out-pipe fluid to bring the fuel that is the off-pipe fluid to a high temperature state. Therefore, since the fuel that has reached a high temperature is supplied to the combustor, the combustor can efficiently generate a high-temperature combustion gas.
  • the gas turbine plant of (6) may further include an exhaust heat recovery boiler that generates steam by exchanging heat between the combustion gas exhausted from the turbine and water.
  • An in-pipe fluid flows through the heat transfer pipe.
  • An external fluid flows through the outside of the heat transfer tube and inside the body.
  • the extra-tube fluid is a fluid derived from the exhaust heat recovery boiler.
  • the in-pipe fluid is the fuel supplied to the heat exchanger, and may be heat-exchanged with the extra-tube fluid, heated, and supplied to the combustor.
  • the heat exchanger can heat the fuel that is the in-pipe fluid to a high temperature state by exchanging heat between the in-pipe fluid and the out-pipe fluid. Therefore, since the fuel that has reached a high temperature is supplied to the combustor, the combustor can efficiently generate a high-temperature combustion gas.
  • a gas turbine plant includes a heat exchanger, an air compressor, and a combustor according to any one of (1) to (5) above.
  • a turbine compresses outside air to generate compressed air.
  • the combustor is combusted in compressed air to generate combustion gas.
  • the turbine is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the heat exchanger is supplied with a cooling fluid supplied to the turbine as a fluid to be cooled.
  • the cooling fluid that is the fluid to be cooled can be subjected to heat exchange to be in a low temperature state. Therefore, since the cooling fluid having a low temperature is supplied to the turbine, the inside of the turbine can be efficiently cooled.
  • the gas turbine plant of (9) may further include an exhaust heat recovery boiler, a steam turbine, and a condenser.
  • the exhaust heat recovery boiler heats the combustion gas exhausted from the turbine and water to generate steam.
  • the steam turbine is driven by steam generated in the exhaust heat recovery boiler.
  • the condenser returns the steam that has driven the steam turbine back to water.
  • An in-pipe fluid flows through the heat transfer pipe.
  • An external fluid flows through the outside of the heat transfer tube and inside the body.
  • the in-pipe fluid is a fluid derived from the condenser.
  • the extra-tube fluid is bleed air extracted from the air compressor, is heat-exchanged with the in-pipe fluid, is cooled, and is supplied to the turbine.
  • the heat exchanger can exchange the heat between the in-pipe fluid and the out-pipe fluid to bring the extracted air that is the out-pipe fluid into a low temperature state. Therefore, since the extracted air having a low temperature is supplied to the turbine, the inside of the turbine can be efficiently cooled.
  • the gas turbine plant of (9) may further include an exhaust heat recovery boiler, a steam turbine, and a condenser.
  • the exhaust heat recovery boiler heats the combustion gas exhausted from the turbine and water to generate steam.
  • the steam turbine is driven by steam generated by the exhaust heat recovery boiler.
  • the condenser returns the steam that has driven the steam turbine back to water.
  • An in-pipe fluid flows through the heat transfer pipe.
  • An external fluid flows through the outside of the heat transfer tube and inside the body.
  • the extra-tube fluid is a fluid derived from the condenser.
  • the in-pipe fluid is bleed air extracted from the air compressor, is heat-exchanged with the external fluid, is cooled, and is supplied to the turbine.
  • the heat exchanger can exchange the heat between the in-pipe fluid and the out-pipe fluid to bring the extracted air that is the in-pipe fluid into a low temperature state. Therefore, since the extracted air having a low temperature is supplied to the turbine, the inside of the turbine can be efficiently cooled.
  • heat exchanger and the gas turbine plant equipped with the heat exchanger, heat exchange can be performed efficiently.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. It is sectional drawing of the duct part in the heat exchanger which concerns on 1st embodiment of this invention. It is sectional drawing of the one support plate part which comprises the heat exchanger which concerns on 1st embodiment of this invention. It is sectional drawing of the support plate part adjacent to the one support plate which comprises the heat exchanger which concerns on 1st embodiment of this invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
  • FIG. 5B is a longitudinal sectional view around the heat transfer tube at the position shown in FIG. 5A.
  • FIG. 9A It is the B section enlarged view of FIG. 9A. It is the C section enlarged view of FIG. 9B. It is a whole block diagram which shows the structure of the heat exchanger which concerns on 5th embodiment of this invention.
  • FIG. 12 is a DD cross-sectional view of FIG. 11. It is a whole block diagram which shows the structure of the heat exchanger which concerns on 6th embodiment of this invention. It is EE sectional drawing of FIG.
  • the heat exchanger 1 includes a body 10, a plurality of heat transfer tubes 20, and a support plate 30.
  • the plurality of heat transfer tubes 20 are disposed inside the body 10.
  • the support plate 30 supports the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the in-pipe fluid R ⁇ b> 1 circulates inside the heat transfer pipe 20.
  • the extra-tube fluid R2 circulates outside the heat transfer tube 20.
  • the temperature of the extra-fluid R2 is raised by heat exchange between the intra-pipe fluid R1 and the extra-fluid R2.
  • the body 10 is a hollow container.
  • the body 10 includes a cylindrical body 11 and a pair of body lids 12 ⁇ / b> A and 12 ⁇ / b> B that cover both ends of the body 11.
  • a tube plate 17 is provided between the trunk 11 and the trunk lid 12A.
  • a heat transfer tube 20 to be described later is fixed to the tube plate 17.
  • a first inlet nozzle A1 is provided on the upper portion of the trunk lid 12A of the trunk 10.
  • the first inlet nozzle A1 supplies the in-pipe fluid R1 into the body 10.
  • a first outlet nozzle Z1 is provided at a lower portion of the trunk lid 12A of the trunk 10. The first outlet nozzle Z1 discharges the in-pipe fluid R1 to the outside of the body 10.
  • the in-pipe fluid R1 supplied from the first inlet nozzle A1 passes through the room 13A.
  • the in-pipe fluid R1 discharged from the first outlet nozzle Z1 passes through the room 13B.
  • the trunk lid 12 ⁇ / b> A, the room 13 ⁇ / b> A and the room 13 ⁇ / b> B are partitioned by the first partition wall 14.
  • a second inlet nozzle A ⁇ b> 2 is provided at the bottom of the body 11 of the body 10.
  • the second inlet nozzle A2 supplies an extra-tube fluid R2 into the body 10.
  • a second outlet nozzle Z2 is provided on the upper portion of the body 11 of the body 10. The second outlet nozzle Z2 discharges the extra-tube fluid R2 to the outside of the body 10.
  • the extra-fluid R2 supplied from the second inlet nozzle A2 passes through the room 16A.
  • the extra-tube fluid R2 discharged from the second outlet nozzle Z2 passes through the room 16B.
  • the trunk 11 the room 16 ⁇ / b> A and the room 16 ⁇ / b> B are partitioned by the second partition wall 15.
  • the heat transfer tube 20 a portion of the body 10 on the side of the trunk lid 12 ⁇ / b> A is fixed to the tube plate 17.
  • the portion disposed on the trunk lid 12 ⁇ / b> B side is curved.
  • the heat transfer tube 20 extends linearly from the inlet portion 20 ⁇ / b> P of the heat transfer tube 20 fixed to the tube plate 17 toward the body lid 12 ⁇ / b> B of the body 10.
  • the heat transfer tube 20 is curved in a U-shape on the trunk lid 12B side.
  • the heat transfer tube 20 extends linearly again toward the trunk lid 12A.
  • the outlet 20 ⁇ / b> Q of the heat transfer tube 20 is fixed to the tube plate 17.
  • FIG. 1 An outward path of the heat transfer tube shown in FIG. 1 on the upper side of the drawing, and a return path on the lower side of the drawing.
  • An in-tube fluid R1 flows through the inside of the heat transfer tube 20.
  • the plurality of heat transfer tubes 20 are arranged in a staggered manner in cross section.
  • ducts 21A and 21B are provided on the outer periphery of the bundle of the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the ducts 21 ⁇ / b> A and 21 ⁇ / b> B extend along the longitudinal direction of the heat transfer tube 20.
  • the ducts 21 ⁇ / b> A and 21 ⁇ / b> B are spaced apart from each other in the vertical direction while being spaced apart from the inner peripheral surface of the body 10.
  • the duct 21 ⁇ / b> A extends in a direction in which the in-tube fluid R ⁇ b> 1 supplied into the heat transfer tube 20 moves away from the tube plate 17.
  • the duct 21 ⁇ / b> B extends in a direction in which the in-pipe fluid R ⁇ b> 1 flowing through the heat transfer pipe 20 approaches the tube plate 17.
  • An extra-tube fluid R2 circulates inside the ducts 21A and 21B and outside the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the ducts 21A and 21B are provided with an upper plate 22 extending downward from the upper part. Inside the ducts 21A and 21B, a lower plate 23 extending upward from the lower part is provided. Convex portions 22A and 23A are provided at portions of the end portions of the upper plate 22 and the lower plate 23 where the heat transfer tubes 20 are not disposed. That is, the convex portion 22 ⁇ / b> A is disposed between the uppermost plurality of heat transfer tubes 20. A convex portion 23 ⁇ / b> A is arranged between the lowermost plurality of heat transfer tubes 20.
  • the upper plate 22 and the lower plate 23 prevent the extra-fluid fluid R2 flowing through the ducts 21A and 21B from flowing upward and downward apart from the bundle of the plurality of heat transfer tubes 20, and the proximity of the heat transfer tubes 20 to each other. This part can be distributed. Thereby, efficient heat exchange is enabled.
  • the support plate 30 has a shape corresponding to the inner surface of the body 10.
  • a plurality of support plates 30 are arranged at intervals in the longitudinal direction of the heat transfer tube 20.
  • the support plate 30 has a plurality of tube insertion holes 40 through which the plurality of heat transfer tubes 20 are inserted.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of one support plate 30 (hereinafter referred to as a first support plate 41) among the plurality of support plates 30.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of the second support plate 42 disposed adjacent to the downstream side of the extra-fluid R2 of the first support plate 41.
  • a plurality of circular holes 40A which are substantially circular openings, are formed in the first support plate 41 at intervals in the vertical direction.
  • the inside of the circular hole 40 ⁇ / b> A is a tube insertion hole 40.
  • elliptical holes 40B whose openings are substantially horizontally long elliptical as the tube insertion holes 40 are spaced apart in the vertical direction.
  • a plurality of holes are formed by shifting the positions in the vertical direction with respect to the circular hole row L1 (hereinafter referred to as an elliptical hole row L2). As described above, the circular hole rows L1 and the elliptic hole rows L2 are alternately arranged in the horizontal direction.
  • the circular hole rows L1 and the elliptic hole rows L2 are alternately arranged on the second support plate 42 as well.
  • the second support plate 42 is arranged so as to be shifted by one row L in the horizontal direction with respect to the first support plate 41.
  • the shape of the tube insertion hole 40 for one heat transfer tube 20A among the plurality of heat transfer tubes 20 is different between the first support plate 41 and the second support plate 42. It is configured.
  • the heat transfer tube 20 inserted into the circular holes 40A constituting the circular hole row L1 by the first support plate 41 is inserted into the elliptical holes 40B constituting the elliptical hole row L2 in the second support plate 42.
  • the heat transfer tube 20 inserted into the elliptical hole 40B constituting the elliptical hole array L2 by the first support plate 41 is configured to be inserted into the circular hole 40A constituting the circular hole array L1 at the second support plate 42. Has been.
  • annular space 43A is formed between the heat transfer tube 20 and the circular hole 40A.
  • the annular space 43A is formed with substantially the same width over the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface of the inserted heat transfer tube 20 and the inner peripheral surface of the elliptical hole 40B are in contact at the upper and lower portions.
  • spaces 43B and 43B are formed on the sides of the heat transfer tube 20, respectively.
  • the heat transfer tube 20 is supported by the support plate 40 by the outer peripheral surface of the heat transfer tube 20 coming into contact with the inner peripheral surface of the elliptical hole 40B.
  • the first support plate 41 and the second support plate 42 configured as described above are alternately arranged in the longitudinal direction of the heat transfer tube 20.
  • the pipe fluid R1 flows from the first inlet nozzle A1, passes through the room 13A, and circulates inside the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the extra-fluid R2 flows from the second inlet nozzle A2, passes through the room 16A, and circulates inside the ducts 21B and 21A and outside the respective heat transfer tubes 20.
  • the direction in which the in-pipe fluid R1 flows and the direction in which the extra-tube fluid R2 flows are opposite to each other.
  • the in-tube fluid R1 and the out-of-tube fluid R2 can exchange heat through the tube wall of the heat transfer tube 20.
  • the shape of the tube insertion hole 40 formed in the support plate 30 for one heat transfer tube 20A is different between adjacent support plates 30.
  • the shape of annular space 43A and space 43B formed between the tube insertion hole 40 of the support plate 30 and the heat transfer tube 20 differs between the adjacent support plates 30. Therefore, when the extra-tube fluid R2 passes through the annular space 43A and the space 43B, the laminar flow is destroyed according to the shape of the annular space 43A and the space 43B, thereby generating a stirring flow and suppressing temperature unevenness. Therefore, heat exchange is efficiently performed across the longitudinal direction of the heat transfer tube 20 between the in-tube fluid R1 and the out-tube fluid R2.
  • the outside fluid R2 becomes high temperature due to heat exchange, the outside fluid R2 flows through the ducts 21A and 21B, so that the fluid existing between the outside of the ducts 21A and 21B and the inner peripheral surface of the body 10 Temperature rise can be suppressed. Therefore, since the temperature of the fuselage 10 itself does not rise, a healthy state as the heat exchanger 1 can be maintained.
  • the in-tube fluid R1 when the in-tube fluid R1 leaks from the heat transfer tube 20, the in-tube fluid R1 is dropped on the lower portion of the body 10 while suppressing the flow rate of the outside fluid R2. Thereby, it can prevent that the leaked pipe
  • the extra-tube fluid R2 flows through the ducts 21A and 21B, the flow along the longitudinal direction of the heat transfer tube 20 becomes the main flow, and a large contact area with the heat transfer tube 20 can be secured. Therefore, the extra-tube fluid R2 can efficiently exchange heat with the in-pipe fluid R1.
  • the heat exchanger 201 according to the present embodiment is obtained by changing the configuration of the support plate 30 included in the heat exchanger 1 according to the first embodiment described above, and other configurations are related to the first embodiment. It is the same as the heat exchanger 1.
  • the first support plate 241 constituting the support plate 230 according to the present embodiment is provided with a plurality of first holes 251 as pipe insertion holes 250 at intervals in the vertical direction.
  • the row adjacent to the horizontal direction of one row in which the first holes 251 are arranged is configured such that a plurality of the first holes 251 are formed in the vertical direction so as to be shifted in the vertical direction with respect to the one row.
  • the first support plate 241 has the first holes 251 formed in a staggered manner.
  • the first hole 251 includes a circular hole part 251A having a substantially circular center, an upper hole part 251B formed so as to protrude upward from the upper end of the circular hole part 251A, and a slant from the lower part of the circular hole part 251A.
  • the second support plate 242 has a plurality of second holes 252 in which the first hole 251 of the first support plate 241 is turned upside down.
  • the row adjacent to the horizontal direction of one row in which the second holes 252 are arranged is configured such that a plurality of the second holes 252 are formed in the vertical direction so as to be shifted in the vertical direction with respect to the one row.
  • the second support plate 242 has second holes 252 formed in a staggered pattern.
  • the second hole 252 includes a circular hole part 252A having a substantially circular center, a lower hole part 252B formed so as to protrude downward from the lower end of the circular hole part 252A, and an upper part from the upper part of the circular hole part 252A. And a pair of upper hole portions 252C formed so as to protrude toward the bottom.
  • the first support plate 241 and the second support plate 242 configured as described above are alternately arranged in the longitudinal direction of the heat transfer tube 20. In this manner, the first and second support plates 241 and 242 are configured such that the shapes of the tube insertion holes 250 for the one heat transfer tube 20A (20) are different from each other.
  • a first space 261 is formed along the outer peripheral surface of the first support plate 241 other than the lower portion of the heat transfer tube 20.
  • the space 261 includes an outer edge portion 261A formed along the heat transfer tube 20, a space portion 261B corresponding to the upper hole portion 251B formed at the upper portion of the outer edge portion 261A, and a lower hole formed at the lower portion of the outer edge portion 261A.
  • a space portion 261C corresponding to the portion 251C is formed.
  • a second space 262 is formed along the outer peripheral surface of the heat transfer tube 20 in the second support plate 242.
  • the second space 262 is formed in the outer edge portion 262A formed along the heat transfer tube 20, the space portion 262B corresponding to the lower hole portion 252B formed in the lower portion of the annular portion 262A, and the upper portion of the annular portion 262A.
  • a space 262C corresponding to the upper hole 252C is formed.
  • the tube insertion hole 250 formed in the support plate 230 for one heat transfer tube 20 is the first hole 251 in the first support plate 241 and the second support plate 242. This is the second hole 252.
  • the shape of the space 262 differs between the adjacent support plates 230. Therefore, when the extra-tube fluid R2 passes through the first space 261 and the second space 262, the laminar flow is destroyed according to the shape of the first space 261 and the second space 262, so that a stirring flow is generated. Since temperature unevenness is suppressed, heat exchange is efficiently performed across the longitudinal direction of the heat transfer tube 20 between the in-tube fluid R1 and the out-tube fluid R2.
  • FIG. 7A and 7B the same members as those used in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the heat exchanger 301 according to this embodiment is obtained by changing the configurations of the heat transfer tube 20 and the support plate 30 included in the heat exchanger 1 according to the first embodiment described above, and the other configurations are the first. It is the same as the heat exchanger 1 according to the embodiment.
  • the outer peripheral surface of the heat transfer tube 320 is provided with fins 320A that protrude outward in the radial direction and extend in the longitudinal direction.
  • a pair of fins 320 ⁇ / b> A are provided on both sides of the heat transfer tube 320 in the horizontal direction when viewed in cross section.
  • the first support plate 341 constituting the support plate 330 according to the present embodiment is provided with a plurality of first holes 351 as pipe insertion holes 350 at intervals in the vertical direction.
  • a row adjacent to the horizontal direction of one row in which the first holes 351 are arranged is configured such that a plurality of the first holes 351 are formed in the vertical direction so as to be shifted in the vertical direction with respect to the one row.
  • the first support plate 341 is provided with the first holes 351 in a staggered manner.
  • the first hole 351 is formed in a substantially rhombic shape, and is arranged so that the longer diagonal line of the pair of diagonal lines faces the horizontal direction.
  • the second support plate 342 is formed with a second hole 352 obtained by rotating the first hole 351 of the first support plate 341 by 90 degrees. A row adjacent to the horizontal direction of one row in which the second holes 352 are arranged is shifted in the vertical direction with respect to the one row, and a plurality of the second holes 352 are formed with a space in the vertical direction. . That is, the second support plate 342 has second holes 352 formed in a staggered manner.
  • the second hole 352 is formed in a substantially rhombus shape, and is arranged so that the longer diagonal line of the pair of diagonal lines faces the vertical direction.
  • the first support plate 341 and the second support plate 342 configured as described above are alternately arranged in the longitudinal direction of the heat transfer tube 320. In this way, the first and second support plates 341 and 342 are configured such that the shapes of the tube insertion holes 350 for the one heat transfer tube 320 are different from each other.
  • a first space 361 is formed between the first hole 351 and the outer peripheral surface of the heat transfer tube 320.
  • a second space 362 is formed between the second hole 352 and the outer peripheral surface of the heat transfer tube 320.
  • the tube insertion hole 350 formed in the support plate 330 for one heat transfer tube 320 is the first hole 351 in the first support plate 341 and the second support plate 342. This is the second hole 352.
  • the shape of the pipe insertion hole 350 differs between the adjacent support plates 330, the first space 361 and the second space formed between the pipe insertion hole 350 of the support plate 330 and the heat transfer tube 320 are the same.
  • the shape of the space 362 is different between the adjacent support plates 330. Therefore, when the extra-tube fluid R2 passes through the first space 361 and the second space 362, the laminar flow is destroyed according to the shape of the first space 361 and the second space 362, thereby generating a stirring flow. Since temperature unevenness is suppressed, heat exchange is efficiently performed across the longitudinal direction of the heat transfer tube 320 between the in-tube fluid R1 and the out-tube fluid R2.
  • the heat transfer tube 320 is provided with fins, the heat transfer area at the time of heat exchange increases, so heat exchange is performed efficiently.
  • a first hole 371 and a second hole 372 corresponding to the cross-sectional shape of the fin 320A of the heat transfer tube 320 are formed in the support plate 330 which is a modification of the third embodiment. ing.
  • the first hole 371 formed in the first support plate 341 includes a rhombus-shaped hole portion 371A having a substantially rhombus shape such that the longer diagonal line of the pair of diagonal lines faces the horizontal direction, and the horizontal direction of the rhombus hole portion 371A It is formed with a pair of lateral hole portions 371B provided at both ends.
  • the second hole 372 formed in the second support plate 342 has a shape obtained by rotating the first hole 371 by 90 degrees. That is, it is formed by a substantially rhombus rhombus hole 372A arranged so that the longer one of the pair of diagonal lines faces in the vertical direction, and upper and lower hole parts 372B provided at both ends of the rhombus hole 372A in the vertical direction. ing.
  • the tube insertion hole 350 formed in the support plate 330 for one heat transfer tube 320 is the first hole 371 in the first support plate 341 and the second support plate 342. This is the second hole 372.
  • the shape of the space part formed between the tube insertion hole 350 of the support plate 330 and the heat transfer tube 320 between the adjacent support plates 330 is between the adjacent first support plate 341 and the second support plate 342.
  • the extra-tube fluid R2 passes through the space portion formed between the tube insertion hole 350 and the heat transfer tube 320, the laminar flow is destroyed according to the shape of the space portion. Therefore, heat exchange is efficiently performed between the in-tube fluid R1 and the out-tube fluid R2 over the longitudinal direction of the heat transfer tube 320.
  • FIGS. 9A, 9B, 10A, and 10B a heat exchanger 401 according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A, 9B, 10A, and 10B.
  • the same members as those used in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • the heat exchanger 401 according to the present embodiment is obtained by changing the configuration of the support plate 30 included in the heat exchanger 1 according to the first embodiment described above, and other configurations are related to the first embodiment. It is the same as the heat exchanger 1.
  • the first support plate 441 is provided with a vertical hole 440A which is a vertically long opening.
  • the inside of the vertical hole 440A is a tube insertion hole 440.
  • a plurality of circular holes 440B having a substantially circular opening as the tube insertion holes 440 are spaced apart in the vertical direction.
  • the vertical hole rows L11 and the circular hole rows L12 are alternately arranged in the horizontal direction.
  • the vertical hole rows L11 and the circular hole rows L12 are alternately arranged on the second support plate 442 in the same manner as the first support plate 441. Further, the second support plate 442 is arranged so as to be shifted by one row in the horizontal direction with respect to the first support plate 441.
  • the first and second support plates 441 and 442 are configured such that the shapes of the tube insertion holes 440 with respect to one heat transfer tube 20 are different from each other.
  • the heat transfer tubes 20 inserted through the vertical holes 440A constituting the vertical hole row L11 by the first support plate 441 are inserted through the circular holes 440B constituting the circular hole row L12 by the second support plate 442. It is configured as follows.
  • a first space portion 461 is formed between the longitudinal hole 440 ⁇ / b> A and the heat transfer tube 20 to be inserted.
  • the first space portion 461 is formed by a space portion 461A formed between the vertically long hole and the horizontal end portion of the heat transfer tube 20, and a space portion 461B formed between adjacent heat transfer tubes 20. Has been.
  • a second space portion 462 is formed along the outer peripheral surface other than the lower portion of the heat transfer tube 52.
  • the shape of the tube insertion hole 440 formed in the support plate 430 for one heat transfer tube 20 is different between adjacent support plates 430.
  • the shape of the space (the 1st space part 461, the 2nd space part 462) formed between the pipe penetration hole 440 of the support plate 430 and the heat exchanger tube 20 mutually differs between the adjacent support plates 430. Therefore, when the extra-tube fluid R2 passes through the first space portion 461 and the second space portion 462, the laminar flow is destroyed according to the shapes of the first space portion 461 and the second space portion 462. Therefore, since a stirring flow is generated and temperature unevenness is suppressed, heat exchange is efficiently performed between the in-tube fluid R1 and the out-tube fluid R2 over the longitudinal direction of the heat transfer tube 20.
  • the heat exchanger 501 according to the present embodiment has the configuration of the first inlet nozzle A1, the first outlet nozzle Z1, the second inlet nozzle A2, and the second outlet nozzle Z2 in the heat exchanger 1 according to the first embodiment described above. It has been changed. Furthermore, in the heat exchanger 501 according to the present embodiment, the tube plate 17 is not provided on the body 11 of the body 10, but a demister 517 for removing mist is provided in the first embodiment. It differs from the heat exchanger 1 which concerns. The configuration other than the above is the same as that of the heat exchanger 1 according to the first embodiment.
  • a first inlet header pipe (inlet header pipe) A ⁇ b> 3 that supplies the in-pipe fluid R ⁇ b> 1 to the inside of the body 10 is provided on the top of the body 11 of the body 10.
  • the first inlet header pipe A3 is provided with a fixing plate (not shown) in which insertion holes corresponding to the ends of the plurality of heat transfer tubes 20 are formed. The ends of the plurality of heat transfer tubes 20 are inserted and fixed to the fixed plate.
  • the first inlet header pipe A ⁇ b> 3 supplies the in-pipe fluid R ⁇ b> 1 to the plurality of heat transfer pipes 20.
  • a first outlet header pipe (outlet header pipe) Z3 for discharging the in-pipe fluid R1 to the outside of the trunk 10 is provided at the lower portion of the trunk 11 of the trunk 10.
  • the first outlet header pipe Z3 is provided with a fixing plate (not shown) in which insertion holes corresponding to the ends of the plurality of heat transfer tubes 20 are formed. The ends of the plurality of heat transfer tubes 20 are inserted and fixed to the fixed plate.
  • the first outlet header pipe Z3 discharges the heat-exchanged in-pipe fluid R1 from the plurality of heat transfer tubes 20.
  • a second inlet nozzle A ⁇ b> 4 that supplies an extra-tube fluid R ⁇ b> 2 to the inside of the body 10 is provided at the lower part of the body 11 of the body 10. Further, a second outlet nozzle Z4 that discharges the extra-fluid fluid R2 to the outside of the body 10 is provided on the upper part of the body cover 12A of the body 10.
  • the chamber 516A through which the extra-fluid R2 supplied from the second inlet nozzle A4 passes and the chamber 516B through which the extra-fluid R2 discharged from the second outlet nozzle Z4 pass are partitioned by the second partition wall 515. Yes.
  • the operation of the heat exchanger 501 configured as described above will be described.
  • the in-pipe fluid R1 flows from the first inlet header pipe A3 and flows through the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the extra-tube fluid R2 flows from the second inlet nozzle A4, passes through the room 516A, and circulates inside the ducts 21A and 21B and outside each heat transfer pipe 20.
  • the direction in which the in-pipe fluid R1 flows and the direction in which the extra-tube fluid R2 flows are opposite to each other.
  • the in-tube fluid R1 and the out-of-tube fluid R2 can exchange heat through the tube wall of the heat transfer tube 20.
  • the temperature of the outside fluid R2 rises and the temperature of the inside fluid R1 falls and is discharged from the second outlet nozzle Z4 and the first outlet header pipe Z3, respectively.
  • the demister 517 provided between the trunk lid 12A provided with the second outlet nozzle Z4 and the trunk 11 has leaked into the pipe.
  • the fluid R1 can be absorbed. Therefore, since the pipe fluid R1 does not flow into the trunk lid 12A, there is no possibility of affecting the operation of equipment or the like provided on the trunk lid 12A.
  • the thickness of the tube plate 17 for fixing the heat transfer tube 20 is determined in accordance with conditions such as the temperature and pressure inside the body 10 and the inner diameter of the body 10. If it is necessary to increase the thickness of the tube plate 17 due to these conditions, if the heat exchanger 501 of this embodiment is employed, in this embodiment, the heat transfer tube 20 has the first inlet header pipe A3 and the first outlet. Since it is the structure fixed to the fixing plate provided in header piping Z3, and it is not necessary to provide the tube plate 17, cost can be held down.
  • the heat exchanger 601 according to the present embodiment has the configuration of the first inlet nozzle A1, the first outlet nozzle Z1, the second inlet nozzle A2, and the second outlet nozzle Z2 in the heat exchanger 1 according to the first embodiment described above. It has been changed.
  • the configuration other than the above is the same as that of the heat exchanger 1 according to the first embodiment.
  • a first inlet nozzle A5 that supplies an in-pipe fluid R1 to the inside of the body 10 is provided below the body cover 12A of the body 10.
  • a first outlet nozzle Z5 that discharges the in-pipe fluid R1 to the outside of the body 10 is provided on the upper part of the body lid 12A of the body 10.
  • the chamber 613B through which the in-pipe fluid R1 supplied from the first inlet nozzle A5 in the trunk lid 12A passes and the chamber 613A through which the in-pipe fluid R1 discharged from the first outlet nozzle Z5 pass are partitioned by the first partition wall 14. It has been.
  • a second inlet nozzle A6 for supplying an extra-tube fluid R2 to the inside of the body 10 is provided at the upper part of the body 11 of the body 10.
  • a pair of second outlet nozzles Z ⁇ b> 6 for discharging the extra-tube fluid R ⁇ b> 2 to the outside of the body 10 is provided at a substantially central portion of the body 11 in the vertical direction.
  • the second inlet nozzle A6 is provided in the body 11 of the body 10 via a thermal shield structure (not shown).
  • the chamber 616A through which the extra-fluid R2 supplied from the second inlet nozzle A6 in the cylinder 11 passes and the chamber 616B through which the extra-fluid R2 discharged from the second outlet nozzle Z6 pass are separated by the second partition wall 615. It is partitioned.
  • the in-pipe fluid R1 flows from the first inlet nozzle A5, passes through the room 613B, and flows through the plurality of heat transfer tubes 20.
  • the extra-tube fluid R2 flows from the second inlet nozzle A6, passes through the room 616A, and circulates inside the ducts 21A and 21B and outside the heat transfer tubes 20.
  • the direction in which the in-pipe fluid R1 flows and the direction in which the extra-tube fluid R2 flows are opposite to each other.
  • the in-tube fluid R1 and the out-of-tube fluid R2 can exchange heat through the tube wall of the heat transfer tube 20.
  • the temperature of the extra-tube fluid R2 decreases and is discharged from the second outlet nozzle Z6 provided below the second inlet nozzle A6, and the temperature of the in-pipe fluid R1 increases and the first inlet It discharges
  • the shape depends on the shapes of the annular spaces 43A and 43B.
  • the laminar flow is destroyed. Therefore, heat exchange is efficiently performed between the in-tube fluid R1 and the out-of-tube fluid R2 over the longitudinal direction of the heat transfer tube 20.
  • a header pipe (inlet header pipe) A7 is provided on the trunk lid 12A of the plurality of heat transfer tubes 20, and the in-pipe fluid R1 is supplied from the header pipe A7 to the plurality of heat transfer tubes.
  • the structure supplied to the inside of 20 may be sufficient.
  • the gas turbine plant 50 includes a gas turbine 60, an exhaust heat recovery device 70, and a fuel supply system 80.
  • the exhaust heat recovery device 70 recovers the heat of the combustion gas exhausted from the gas turbine 60.
  • the fuel supply system 80 supplies the fuel F to the gas turbine 60.
  • the gas turbine 60 includes an air compressor 61, a combustor 62, and a turbine 63.
  • the air compressor 61 compresses outside air to generate compressed air.
  • the combustor 62 burns the fuel F in compressed air to generate combustion gas.
  • the turbine 63 is driven by high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • a generator 65 that generates electric power by rotation of a turbine rotor 64 is connected to the turbine 63.
  • the exhaust heat recovery device 70 includes an exhaust line 71, a chimney 69, an exhaust heat recovery boiler 72, and a steam turbine 73.
  • the exhaust line 71 is connected to the combustion gas exhaust port of the turbine 63.
  • the chimney 69 is provided at the end of the exhaust line 71.
  • the exhaust heat recovery boiler 72 generates heat by exchanging heat between the exhaust gas passing through the exhaust line 71 and water.
  • the steam turbine 73 is driven by the steam generated in the exhaust heat recovery boiler 72.
  • the steam turbine 73 is connected to a generator 75 that generates power by rotating the rotor, for example.
  • the exhaust heat recovery device 70 has a condenser 76 and a water supply pump 77.
  • the condenser 76 returns the steam that has driven the steam turbine 73 to water.
  • the water supply pump 77 returns the water in the condenser 76 to the exhaust heat recovery boiler 72.
  • the condenser 76 and the water supply pump 77 are connected by a condensate line 78.
  • the feed water pump 77 and the exhaust heat recovery boiler 72 are connected by a feed water line 79.
  • the fuel supply system 80 includes a fuel line 81, the heat exchanger 1, a preheating fuel line 82, and a heating water line 83.
  • the fuel F from the fuel supply source flows through the fuel line 81.
  • the heat exchanger 1 is connected to the fuel line 81 and preheats the fuel F.
  • the preheating fuel line 82 introduces the fuel F preheated by the heat exchanger 1 into the combustor 62.
  • the heated water line 83 introduces the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 into the heat exchanger 1.
  • the heat exchanger 1 heats the fuel F by exchanging heat between the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 and the fuel F.
  • a heating water line 83 is connected to the first inlet nozzle A1 of the heat exchanger 1.
  • the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 is supplied to the heat exchanger 1 from the first inlet nozzle A1 as the in-pipe fluid R1.
  • a fuel line 81 is connected to the second inlet nozzle A2 of the heat exchanger 1.
  • the fuel F is supplied from the second inlet nozzle A2 to the heat exchanger 1 as an extra-tube fluid R2 (heated fluid).
  • the heat exchanger 1 in the heat exchanger 1, the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 and the fuel F are subjected to heat exchange, and the fuel F is heated and heated to increase the temperature in the combustor 62. Can be introduced. Therefore, since the combustor 62 can combust the heated fuel F in compressed air and generate
  • the gas turbine plant 150 according to the present embodiment includes a heat exchanger 601 as a part of the cooling system 86 that cools the high-temperature portion in the gas turbine 60 according to the seventh embodiment described above, and otherwise. Is the same as the gas turbine plant 50 according to the seventh embodiment.
  • the turbine 63 has a casing 66 that covers the turbine rotor 64.
  • the turbine rotor 64 includes a rotor body that rotates about a rotation center axis, and a plurality of moving blades that are fixed to the outer periphery of the rotor body.
  • a cooling air flow path through which cooling air for cooling the rotor blades is formed is formed in the rotor body and the rotor blades.
  • the cooling system 86 includes a compressed air line 87, a heat exchanger 601, a cooling air line 88, and a cooling water line 89.
  • the compressed air line 87 introduces compressed air (extracted air) extracted from the air compressor 61 of the gas turbine 60 into the heat exchanger 601.
  • the heat exchanger 601 is connected to the compressed air line 87 and cools the compressed air.
  • the cooling air line 88 introduces cooling air, which is compressed air cooled by the heat exchanger 601, into the turbine rotor 64.
  • the cooling water line 89 introduces water in the water supply line 79 of the exhaust heat recovery apparatus 70 into the heat exchanger 601.
  • the heat exchanger 601 heat-exchanges the compressed air extracted from the air compressor 61 and the water discharged from the condenser 76 of the exhaust heat recovery device 70, thereby cooling the compressed air.
  • a cooling water line 89 is connected to the first inlet nozzle A5 of the heat exchanger 601. Thereby, the water discharged from the condenser 76 is supplied from the first inlet nozzle A5 to the heat exchanger 601 as the pipe fluid R1.
  • a compressed air line 87 is connected to the second inlet nozzle A6 of the heat exchanger 601. Thereby, compressed air (cooled fluid, cooling fluid) is supplied to the heat exchanger 601 from the second inlet nozzle A6 as the extra-tube fluid R2.
  • the heat exchanger 601 exchanges heat between the water discharged from the condenser 76 and the compressed air extracted from the air compressor 61 to cool the compressed air and lower the temperature. And can be introduced into the turbine rotor 64 via the cooling air line 88. Thereby, the cooled cooling air is introduced into the cooling air flow path inside the moving blade, and the moving blade can be cooled.
  • the temperature of the in-pipe fluid R1 decreases and the temperature of the out-pipe fluid R2 increases due to heat exchange between the in-pipe fluid R1 and the out-pipe fluid R2.
  • the heat exchanger according to the sixth embodiment has a configuration in which the temperature of the pipe fluid R1 rises and the temperature of the pipe fluid R2 decreases due to heat exchange between the pipe fluid R1 and the pipe fluid R2.
  • the heat exchanger according to the first embodiment and the fifth embodiment may be configured such that the temperature of the in-tube fluid R1 increases and the temperature of the out-of-tube fluid R2 decreases.
  • the heat exchanger according to the sixth embodiment may have a configuration in which the temperature of the in-pipe fluid R1 decreases and the temperature of the extra-tube fluid R2 increases.
  • the first inlet nozzle A1 of the heat exchanger 1 is connected to the fuel line 81 in the seventh embodiment.
  • the second inlet nozzle A2 may be connected to the heating water line 83.
  • the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 is supplied to the heat exchanger 1 from the second inlet nozzle A2 as the extra-tube fluid R2.
  • the fuel F is supplied from the fuel line 81 connected to the first inlet nozzle A1 of the heat exchanger 1 to the heat exchanger 1 as the in-pipe fluid R2.
  • the heat exchanger 1 In the gas turbine plant configured as described above, in the heat exchanger 1, the water heated by the exhaust heat recovery boiler 72 and the fuel F are heat-exchanged, and the fuel F is heated to increase the temperature to the combustor 62. Can be introduced. Therefore, since the combustor 62 can combust the heated fuel F in compressed air and generate
  • a compressed air line is connected to the first inlet nozzle A5 of the heat exchanger 601.
  • 87 may be connected, and a cooling water line 89 may be connected to the second inlet nozzle A6.
  • the compressed air extracted from the compressed air line 87 is supplied to the heat exchanger 601 from the first inlet nozzle A5 as the in-pipe fluid R1.
  • water is supplied from the cooling water line 89 to the heat exchanger 601 as an extra-tube fluid R2.
  • the heat exchanger 601 the water discharged from the condenser 76 and the compressed air extracted from the air compressor 61 are subjected to heat exchange, and the compressed air is cooled and cooled. It can be introduced into the turbine rotor 64 via the air line 88. Thereby, the cooled cooling air is introduced into the cooling air flow path inside the moving blade, and the moving blade can be cooled.
  • the structure of the support plate and the heat transfer tube constituting the heat exchanger according to the second to fourth embodiments can also be applied to the heat exchanger according to the fifth and sixth embodiments.
  • heat exchanger described above and the gas turbine plant including the heat exchanger, heat exchange can be performed efficiently.
  • Heat Exchanger 10 Body 20 Heat Transfer Tubes 21A, 21B Duct 30 Support Plate 40 Pipe Insertion Hole 50 Gas Turbine Plant 61 Air Compressor 62 Combustor 63 Turbine 72 Waste Heat Recovery Boiler 73 Steam Turbine 76 Condenser A3 First Inlet Header Piping (Inlet header piping) A7 Header piping (inlet header piping) Z3 First outlet header piping (exit header piping)

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Abstract

　この熱交換器は、胴体と、該胴体の内部に配される複数の伝熱管（２０）と、該伝熱管（２０）の長手方向に向かって間隔をあけて複数配され、該複数の伝熱管（２０）が挿通される複数の管挿通孔（４０）が形成された支持板（３０）とを備える。前記複数の支持板（３０）のうち、前記長手方向に隣接する二の前記支持板（３０）間で、一の前記伝熱管（２０）に対する前記管挿通孔（４０）の形状が互いに異なっている。

Description

熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラント
　本発明は、熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラントに関するものである。
　本願は、２０１３年２月１８日に、日本に出願された特願２０１３－０２９４７２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一般に、熱交換器としては、胴体内に設けられた複数の伝熱管と、伝熱管を支持する複数の伝熱管支持装置とを備える熱交換器が提案されている（下記特許文献１参照）。この熱交換器では、伝熱管の内部を流通する管内流体と、伝熱管の外部を管内流体と反対方向に向かって流通する管外流体との間で、熱交換が行われている。
　また、この熱交換器では、伝熱管支持装置には、エッグクレート乱流促進機構が設けられている。よって、伝熱管の外部を流通する流体は、伝熱管とエッグクレート乱流促進機構との間の部分を流通する際に流体の層流が乱されるため、伝熱管の内部を流通する流体との間で効率的に熱交換が行われる。
特開昭６２－１６６２９６号公報
　このように、上記の特許文献１に記載の熱交換器では、熱交換率が幾分向上するだけであったため、より高い熱交換率の向上が望まれている。
　本発明は、効率的に熱交換を行うことができる熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラントを提供するものである。
　（１）本発明の第一の態様によれば、熱交換器は、胴体と、複数の伝熱管と、支持板とを備える。前記複数の熱伝熱管は、前記胴体の内部に配されている。前記支持板は、前記伝熱管の長手方向に向かって間隔をあけて複数配されている。前記支持板には、前記複数の伝熱管が挿通される複数の管挿通孔が形成されている。前記複数の支持板のうち、前記長手方向に隣接する二の前記支持板間で、一の前記伝熱管に対する前記管挿通孔の形状が互いに異なっている。
　上記した構成によれば、一の伝熱管に対する支持板に形成された管挿通孔の形状が隣接する支持板間で互いに異なっているため、支持板の管挿通孔と伝熱管との間に形成される空間部分の形状が隣接する支持板同士で互いに異なる。これにより、伝熱管の外部を流通する流体が当該空間部分を通過する際には、空間部分の形状に応じて層流が破壊される。よって、伝熱管の内部を流通する流体と伝熱管の外部を流通する流体との間で、伝熱管の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
　（２）上記（１）の熱交換器において、前記複数の伝熱管の束の外周側には、これらを覆うとともに前記長手方向に延び、前記胴体の内周面との間に間隔をあけて配されるダクトが設けられている。
　上記した構成によれば、伝熱管の内部を流通する流体（管内流体と称する。）と、伝熱管の外部を流通する流体（管外流体と称する。）との間で熱交換が行われる。ここで、熱交換により管外流体が高温になったとしても、管外流体はダクト内を流通するため、ダクト外部と胴体の内周面との間に存在する流体の温度上昇を抑えることができる。よって、胴体自体の温度が上昇することはないため、熱交換器としての健全な状態を維持することができる。
　（３）上記（１）または（２）の熱交換器において、前記伝熱管の外周面には、径方向外側に向かって突出するとともに前記長手方向に向かって延在するフィンが設けられていても良い。
　上記した構成によれば、伝熱管にはフィンが設けられていることで熱交換の際の伝熱面積が増大するため、熱交換が効率的に行われる。
　（４）上記（１）から（３）のいずれか一つに記載の熱交換器において、前記胴体には、前記複数の前記伝熱管内に管内流体を供給する入口ヘッダー配管と、熱交換された前記管内流体を該伝熱管から排出する出口ヘッダー配管とのうち、少なくとも何れか一方が設けられていてもよい。
　上記した構成によれば、例えば入口ヘッダー配管が設けられている場合には、管内流体は入口ヘッダー配管を介して伝熱管内に供給され、熱交換された管内流体は伝熱管から排出される。ここで、一般に熱交換器として、管内流体を胴体内に供給するノズル及び熱交換された管内流体を胴体から排出するノズルをそれぞれ胴体に設けた熱交換器がある。この熱交換器では、供給側のノズルが設けられた側の部屋と排出側のノズルが設けられた側の部屋とを仕切る壁を設ける必要である。一方、上記した構成の熱交換器では、このような壁を設けることなく、入口ヘッダー配管が設けられることで、熱交換前後の管内流体を分離することができるため、当該壁分のコストを抑えることができる。なお、出口ヘッダー配管が設けられている場合も、入口ヘッダー配管が設けられている場合と同様に、熱交換前後の管内流体を分離することができるため、当該壁分のコストを抑えることができる。
　（５）上記（４）の熱交換器において、前記入口ヘッダー配管と前記出口ヘッダー配管との両方が設けられていてもよい。
　上記した構成によれば、管内流体は入口ヘッダー配管を介して伝熱管内に供給され、熱交換された管内流体は出口ヘッダー配管を介して伝熱管から排出される。ここで、一般に熱交換器として、伝熱管の端部を支持するため管板を有し、胴体に管内流体を供給するノズル及び熱交換された管内流体を排出するノズルが設けられたものがある。この熱交換器では、管板の厚さが胴体の温度、圧力、内径等の条件によって決定されるため、条件によっては管板の厚さを厚くする必要がある。一方、上記した構成の熱交換器では、このような管板を有さずに、入口ヘッダー配管及び出口ヘッダー配管を設けることで、熱交換前後の管内流体を分離することができるため、当該管板分のコストを抑えることができる。
　（６）本発明の第二の態様によれば、ガスタービンプラントは、上記（１）から（５）のいずれかに一つに記載の熱交換器と、空気圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備える。空気圧縮機は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器は、燃料を圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する。タービンは、高温高圧の燃焼ガスにより駆動する。前記熱交換器には、被加熱流体として、前記燃焼器に供給される燃料が供給される。
　上記した構成によれば、被加熱流体である燃料を熱交換して高温状態にすることができる。よって、高温になった燃料が燃焼器に供給されるため、燃焼器は高温のガスを効率的に発生することができる。
　（７）上記（６）のガスタービンプラントにおいて、前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーをさらに備えていてもよい。前記伝熱管の内部には、管内流体が流通する。前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通する。前記管内流体は、前記排熱回収ボイラーから導出された流体である。前記管外流体は、前記熱交換器に供給される前記燃料であり、前記管内流体と熱交換され、昇温されて、前記燃焼器に供給される。
　上記した構成によれば、熱交換器は、管内流体と管外流体とを熱交換して管外流体である燃料を高温状態にすることができる。よって、高温となった燃料が燃焼器に供給されるため、燃焼器は高温の燃焼ガスを効率的に発生することができる。
　（８）上記（６）のガスタービンプラントにおいて、前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーをさらに備えていてもよい。前記伝熱管の内部には、管内流体が流通する。前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通する。前記管外流体は、前記排熱回収ボイラーから導出された流体である。前記管内流体は、前記熱交換器に供給される前記燃料であり、前記管外流体と熱交換され、昇温されて、前記燃焼器に供給されてもよい。
　上記した構成によれば、熱交換器は、管内流体と管外流体とを熱交換して管内流体である燃料を高温状態にすることができる。よって、高温となった燃料が燃焼器に供給されるため、燃焼器は高温の燃焼ガスを効率的に発生することができる。
　（９）本発明の第三の態様によれば、ガスタービンプラントは、上記（１）から（５）のいずれかに一つに記載の熱交換器と、空気圧縮機と、燃焼器と、タービンとを備える。前記空気圧縮機は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する。前記燃焼器は、圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する。前記タービンは、高温高圧の燃焼ガスにより駆動する。前記熱交換器には、被冷却流体として、前記タービンに供給される冷却用流体が供給される。
　上記した構成によれば、被冷却流体である冷却用流体を熱交換して低温状態にすることができる。よって、低温となった冷却用流体がタービンに供給されるため、タービン内部を効率的に冷却することができる。
　（１０）上記（９）のガスタービンプラントにおいて、排熱回収ボイラーと、蒸気タービンと、復水器とをさらに備えていてもよい。前記排熱回収ボイラーは、前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる。前記蒸気タービンは、前記排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する。前記復水器は、前記蒸気タービンを駆動させた蒸気を水に戻す。前記伝熱管の内部には、管内流体が流通する。前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通する。前記管内流体は、前記復水器から導出された流体である。前記管外流体は、前記空気圧縮機から抽気される抽気空気であり、前記管内流体と熱交換され、降温され、前記タービンに供給される。
　上記した構成によれば、熱交換器は、管内流体と管外流体とを熱交換して管外流体である抽気空気を低温状態にすることができる。よって、低温となった抽気空気がタービンに供給されるため、タービン内部を効率的に冷却することができる。
　（１１）上記（９）のガスタービンプラントにおいて、排熱回収ボイラーと、蒸気タービンと、復水器とをさらに備えていてよい。前記排熱回収ボイラーは、前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる。前記蒸気タービンは、該排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する。前記復水器は、該蒸気タービンを駆動させた蒸気を水に戻す。前記伝熱管の内部には、管内流体が流通する。前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通する。前記管外流体は、前記復水器から導出された流体である。前記管内流体は、前記空気圧縮機から抽気される抽気空気であり、前記管外流体と熱交換され、降温され、前記タービンに供給される。
　上記した構成によれば、熱交換器は、管内流体と管外流体とを熱交換して管内流体である抽気空気を低温状態にすることができる。よって、低温となった抽気空気がタービンに供給されるため、タービン内部を効率的に冷却することができる。
　上記した熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラントによれば、効率的に熱交換を行うことができる。
本発明の第一実施形態に係る熱交換器の構成を示す全体構成図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器におけるダクト部分の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板部分の断面図である。 本発明の第一実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板に隣接する支持板部分の断面図である。 図１のＢ－Ｂ断面図である。 図５Ａに示す位置における伝熱管まわりの縦断面図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板部分の断面図である。 本発明の第二実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板に隣接する支持板部分の断面図である。 本発明の第三実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板部分の断面図である。 本発明の第三実施形態に係る熱交換器を構成する一の支持板に隣接する支持板部分の断面図である。 本発明の第三実施形態の変形例に係る熱交換器を構成する一の支持板部分の断面図である。 本発明の第三実施形態の変形例に係る熱交換器を構成する一の支持板に隣接する支持板部分の断面図である。 本発明の第四実施形態の変形例に係る熱交換器を構成する一の支持板部分の断面図である。 本発明の第四実施形態の変形例に係る熱交換器を構成する一の支持板に隣接する支持板部分の断面図である。 図９ＡのＢ部拡大図である 図９ＢのＣ部拡大図である。 本発明の第五実施形態に係る熱交換器の構成を示す全体構成図である。 図１１のＤ－Ｄ断面図である。 本発明の第六実施形態に係る熱交換器の構成を示す全体構成図である。 図１３のＥ－Ｅ断面図である。 本発明の第六実施形態の変形例に係る熱交換器の胴体の端部の構成を示す図である。 本発明の第七実施形態に係るガスタービンの系統図である。 本発明の第八実施形態に係るガスタービンの系統図である。
（第一実施形態）
　以下、図面を参照し、本発明の第一実施形態に係る熱交換器について説明する。
　図１に示すように、熱交換器１は、胴体１０と、複数の伝熱管２０と、支持板３０とを備えている。複数の伝熱管２０は、胴体１０の内部に配設されている。支持板３０は、複数の伝熱管２０を支持する。管内流体Ｒ１は、伝熱管２０の内部を流通する。管外流体Ｒ２は、伝熱管２０の外部を流通する。熱交換器１では、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間の熱交換により、管外流体Ｒ２の温度を上昇させる。
　胴体１０は、中空状の容器である。胴体１０は、筒状の胴１１と、胴１１の両端を覆う一対の胴蓋１２Ａ，１２Ｂとを有している。この胴１１と胴蓋１２Ａとの間には管板１７が設けられている。この管板１７には、後述する伝熱管２０が固定されている。
　胴体１０の胴蓋１２Ａの上部には、第一入口ノズルＡ１が設けられている。第一入口ノズルＡ１は、管内流体Ｒ１を胴体１０の内部に供給する。また、胴体１０の胴蓋１２Ａの下部には、第一出口ノズルＺ１が設けられている。第一出口ノズルＺ１は、管内流体Ｒ１を胴体１０の外部に排出する。
　第一入口ノズルＡ１から供給された管内流体Ｒ１は、部屋１３Ａ内を通過する。第一出口ノズルＺ１から排出される管内流体Ｒ１は、部屋１３Ｂ内を通過する。胴蓋１２Ａにおいて、部屋１３Ａと部屋１３Ｂとは、第一仕切壁１４により仕切られている。
　胴体１０の胴１１の下部には、第二入口ノズルＡ２が設けられている。第二入口ノズルＡ２は、管外流体Ｒ２を胴体１０の内部に供給する。また、胴体１０の胴１１の上部には、第二出口ノズルＺ２が設けられている。第二出口ノズルＺ２は、管外流体Ｒ２を胴体１０の外部に排出する。
　第二入口ノズルＡ２から供給された管外流体Ｒ２は、部屋１６Ａ内を通過する。第二出口ノズルＺ２から排出される管外流体Ｒ２は、部屋１６Ｂ内を通過する。胴１１において、部屋１６Ａと部屋１６Ｂとは、第二仕切壁１５により仕切られている。
　伝熱管２０において、その胴体１０の胴蓋１２Ａ側の配された部分は、管板１７に固定されている。伝熱管２０において、胴蓋１２Ｂ側に配された部分は、湾曲形成されている。換言すると、伝熱管２０は、管板１７に固定された伝熱管２０の入口部２０Ｐから胴体１０の胴蓋１２Ｂに向かって直線状に延びている。これに続いて、伝熱管２０は、胴蓋１２Ｂ側においてＵ字状に湾曲している。これに続いて、伝熱管２０は、再び胴蓋１２Ａに向かって直線状に延びている。これに続いて、伝熱管２０は、出口部２０Ｑが管板１７に固定されている。これにより、伝熱管の図１に示す紙面上側の往路となり、紙面下側の復路とされている。この伝熱管２０の内部を、管内流体Ｒ１が流通する。
　図２に示すように、複数の伝熱管２０は、断面視して千鳥状に配されている。
　また、複数の伝熱管２０の束の外周部には、ダクト２１Ａ，２１Ｂが設けられている。ダクト２１Ａ，２１Ｂは、伝熱管２０の長手方向に沿って向かって延びている。ダクト２１Ａ，２１Ｂは、胴体１０の内周面との間に間隔をあけるとともに、互いに上下方向に離間して配されている。
　ダクト２１Ａは、伝熱管２０内に供給された管内流体Ｒ１が管板１７から遠ざかる方向に向かって延びている。ダクト２１Ｂは、伝熱管２０内を流通する管内流体Ｒ１が管板１７に近づく方向に向かって延びている。このダクト２１Ａ，２１Ｂの内部且つ複数の伝熱管２０の外側を、管外流体Ｒ２が流通する。
　図３に示すように、このダクト２１Ａ，２１Ｂの内部には、それぞれ上部から下方に向かって延びる上板２２が設けられている。ダクト２１Ａ，２１Ｂの内部には、下部から上方に向かって延びる下板２３が設けられている。上板２２及び下板２３の端部における伝熱管２０が配されていない部分には、凸部２２Ａ，２３Ａが設けられている。つまり、最上部の複数の伝熱管２０間に、凸部２２Ａが配されている。最下部の複数の伝熱管２０間に、凸部２３Ａが配されている。
　これら上板２２及び下板２３により、ダクト２１Ａ，２１Ｂ内を流通する管外流体Ｒ２が、複数の伝熱管２０の束から離間した上方及び下方を流通することが防止され、伝熱管２０の近接した部分を流通することが可能とされている。これにより、効率的な熱交換を可能にしている。
　図１及び図２に示すように、支持板３０は、胴体１０の内面に対応した形状である。支持板３０は、伝熱管２０の長手方向に向かって間隔をあけて複数配されている。この支持板３０には、複数の伝熱管２０が挿通される複数の管挿通孔４０が形成されている。
　図４Ａは、複数の支持板３０のうち一の支持板３０（以下、第一支持板４１と称する。）の断面拡大図である。図４Ｂは、第一支持板４１の管外流体Ｒ２の下流側に隣接して配された第二支持板４２の断面拡大図である。
　図４Ａに示すように、第一支持板４１には、略円形状の開口である円孔４０Ａが上下方向に間隔をあけて複数穿設されている。円孔４０Ａの内部は、管挿通孔４０とされている。この円孔４０Ａが複数配された列（以下、円孔列Ｌ１と称する。）の隣の列は、管挿通孔４０として開口が略横長楕円形状の楕円孔４０Ｂが上下方向に間隔をあけるとともに、円孔列Ｌ１に対して上下方向に位置をずらして複数穿設されて構成されている（以下、楕円孔列Ｌ２と称する。）。このように、円孔列Ｌ１と楕円孔列Ｌ２とが、水平方向に交互に配されている。
　第二支持板４２にも、第一支持板４１と同様に円孔列Ｌ１と楕円孔列Ｌ２とが交互に配されている。但し、第二支持板４２は、第一支持板４１に対して水平方向に一列Ｌずれて配されている。
　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、第一支持板４１と第二支持板４２との間で、複数の伝熱管２０のうち一の伝熱管２０Ａに対する管挿通孔４０の形状が互いに異なるように構成されている。
　本実施形態では、第一支持板４１で円孔列Ｌ１を構成する円孔４０Ａに挿通された伝熱管２０は、第二支持板４２では楕円孔列Ｌ２を構成する楕円孔４０Ｂに挿通されている。
　一方、第一支持板４１で楕円孔列Ｌ２を構成する楕円孔４０Ｂに挿通された伝熱管２０は、第二支持板４２では円孔列Ｌ１を構成する円孔４０Ａに挿通されるように構成されている。
　図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、円孔４０Ａにおいては、挿通される伝熱管２０との間に、環状空間４３Ａが形成される。環状空間４３Ａは、周方向にわたって略同一幅で形成されている。
　一方、楕円孔４０Ｂにおいては、挿通される伝熱管２０の外周面と楕円孔４０Ｂの内周面とが、上下部分において当接している。これにより、伝熱管２０の側方には、それぞれ空間４３Ｂ，４３Ｂが形成される。また、伝熱管２０の外周面が楕円孔４０Ｂの内周面に当接することで、伝熱管２０は支持板４０により支持されている。
　図５Ａ及び図５Ｂに示すように、このように構成された第一支持板４１と第二支持板４２とが、伝熱管２０の長手方向に向かって交互に配されている。
　次に、上記のように構成された熱交換器１の動作について説明する。
　管内流体Ｒ１は、第一入口ノズルＡ１から流入し部屋１３Ａを通過して、複数の伝熱管２０の内部を流通する。一方、管外流体Ｒ２は、第二入口ノズルＡ２から流入し部屋１６Ａを通過して、ダクト２１Ｂ，２１Ａの内部且つ各々の伝熱管２０の外部を流通する。
　管内流体Ｒ１が流通する方向と管外流体Ｒ２が流通する方向とは、反対方向となっている。管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２とは、伝熱管２０の管壁を通して熱交換可能とされている。
　ここで、管外流体Ｒ２が、伝熱管２０の外周面と支持板３０に形成された管挿通孔４０との間を通過する際には、伝熱管２０の長手方向に向かって形成された層流が、環状空間４３Ａ、空間４３Ｂの形状に対応して破壊された流れが形成される。
　すなわち、第一支持板４１において、管外流体Ｒ２が一の伝熱管２０Ａの外周面と円孔４０Ａとの間を通過する際には、一の伝熱管２０Ａの長手方向に向かって形成された層流が、環状空間４３Ａの形状に対応して破壊された流れが形成される。
　次に、第二支持板４２において、管外流体Ｒ２が一の伝熱管２０Ａの外周面と楕円孔４０Ｂとの間を通過する際には、空間４３Ｂの形状に対応して上記の流れが再び破壊されて、新たな流れが形成される。
　このようにして、管外流体Ｒ２は支持板３０に形成された管挿通孔４０と伝熱管２０の外周面との間を通過するごとに、環状空間４３Ａ、空間４３Ｂの形状に対応して層流が破壊されることにより、攪拌流が生じ温度ムラが抑制されるため、効率的に熱交換が可能とされる。
　このような熱交換により、管外流体Ｒ２は温度が上昇し、管内流体Ｒ１は温度が低下して、それぞれ第二出口ノズルＺ２、第一出口ノズルＺ１から排出される。
　このように構成された熱交換器１では、一の伝熱管２０Ａに対する支持板３０に形成された管挿通孔４０の形状が隣接する支持板３０間で互いに異なっている。これにより、支持板３０の管挿通孔４０と伝熱管２０との間に形成される環状空間４３Ａ、空間４３Ｂの形状が隣接する支持板３０間で互いに異なる。よって、管外流体Ｒ２が環状空間４３Ａ、空間４３Ｂを通過する際には、環状空間４３Ａ、空間４３Ｂの形状に応じて層流が破壊されることにより、攪拌流が生じ温度ムラが抑制されるため、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
　また、熱交換により管外流体Ｒ２が高温になっても、管外流体Ｒ２はダクト２１Ａ，２１Ｂ内を流通するため、ダクト２１Ａ，２１Ｂ外部と胴体１０の内周面との間に存在する流体の温度上昇を抑えることができる。よって、胴体１０自体の温度が上昇することはないため、熱交換器１としての健全な状態を維持することができる。
　また、例えば伝熱管２０から管内流体Ｒ１が漏出した場合には、管外流体Ｒ２の流速を抑えて管内流体Ｒ１を胴体１０の下部に滴下させる。これにより、漏出した管内流体Ｒ１が第二出口ノズルＺ２側に設けられた機器等に付着することを防止することができる。
　また、管外流体Ｒ２はダクト２１Ａ，２１Ｂ内を流通するため、伝熱管２０の長手方向に沿った流れが主流となるとともに、伝熱管２０との接触面積を大きく確保することができる。よって、管外流体Ｒ２は、管内流体Ｒ１との間で効率的に熱交換をすることができる。
（第二実施形態）
　以下、本発明の第二実施形態に係る熱交換器２０１について、図６Ａ及び図６Ｂを用いて説明する。
　この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係る熱交換器２０１は、上述した第一実施形態に係る熱交換器１が具備する支持板３０の構成を変更したものであって、それ以外の構成は第一実施形態に係る熱交換器１と同一である。
　本実施形態に係る支持板２３０を構成する第一支持板２４１には、管挿通孔２５０として第一孔２５１が上下方向に間隔をあけて複数穿設されている。第一孔２５１が列設された一の列の水平方向隣の列は、一の列に対して上下方向に位置をずらして第一孔２５１が上下方向に離間して複数穿設されて構成されている。つまり、第一支持板２４１には、第一孔２５１が千鳥状に穿設されている。
　第一孔２５１は、中心が略円形状の円孔部２５１Ａと、円孔部２５１Ａの上端から上方に向かって突出するように形成された上孔部２５１Ｂと、円孔部２５１Ａの下部から斜め下方に向かって突出するように形成された一対の下孔部２５１Ｃとで形成されている。
　一方、第二支持板２４２には、第一支持板２４１の第一孔２５１の上下を反転させた第二孔２５２が複数穿設されている。第二孔２５２が列設された一の列の水平方向隣の列は、一の列に対して上下方向に位置をずらして第二孔２５２が上下方向に離間して複数穿設されて構成されている。つまり、第二支持板２４２には、第二孔２５２が千鳥状に穿設されている。
　第二孔２５２は、中心が略円形状の円孔部２５２Ａと、円孔部２５２Ａの下端から下方に向かって突出するように形成された下孔部２５２Ｂと、円孔部２５２Ａの上部から上方に向かって突出するように形成された一対の上孔部２５２Ｃとで形成されている。
　上記のように構成された第一支持板２４１と第二支持板２４２とが、伝熱管２０の長手方向に向かって交互に配されている。
　このようにして第一支持板２４１と第二支持板２４２との間で、一の伝熱管２０Ａ（２０）に対する管挿通孔２５０の形状が互いに異なるように構成されている。
　ここで、第一支持板２４１においては、第一孔２５１の内周面と伝熱管２０の外周面とが、下部において当接している。第一支持板２４１における伝熱管２０の下部以外の外周面に沿って、第一空間２６１が形成される。空間２６１は、伝熱管２０に沿って形成された外縁部２６１Ａと、外縁部２６１Ａの上部に形成された上孔部２５１Ｂに対応する空間部２６１Ｂと、外縁部２６１Ａの下部に形成された下孔部２５１Ｃに対応する空間部２６１Ｃとによって形成されている。
　一方、第二支持板２４２においては、第二孔２５２の内周面と伝熱管２０の外周面とが、下部において当接している。第二支持板２４２における伝熱管２０の外周面に沿って、第二空間２６２が形成される。第二空間２６２は、伝熱管２０に沿って形成された外縁部２６２Ａと、環状部２６２Ａの下部に形成された下孔部２５２Ｂに対応する空間部２６２Ｂと、環状部２６２Ａの上部に形成された上孔部２５２Ｃに対応する空間部２６２Ｃとによって形成されている。
　このように構成された熱交換器２０１では、一の伝熱管２０に対する支持板２３０に形成された管挿通孔２５０は、第一支持板２４１では第一孔２５１であるとともに第二支持板２４２では第二孔２５２である。これにより、隣接する支持板２３０間で、管挿通孔２５０の形状が互いに異なっているため、支持板２３０の管挿通孔２５０と伝熱管２０との間に形成される第一空間２６１、第二空間２６２の形状が隣接する支持板２３０間で互いに異なる。よって、管外流体Ｒ２が第一空間２６１、第二空間２６２を通過する際には、第一空間２６１、第二空間２６２の形状に応じて層流が破壊されることにより、攪拌流が生じ温度ムラが抑制されるため、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
（第三実施形態）
　以下、本発明の第三実施形態に係る熱交換器３０１について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。
　この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係る熱交換器３０１は、上述した第一実施形態に係る熱交換器１が具備する伝熱管２０及び支持板３０の構成を変更したものであって、それ以外の構成は第一実施形態に係る熱交換器１と同一である。
　伝熱管３２０の外周面には、径方向外側に向かって突出するとともに長手方向に向かって延びるフィン３２０Ａが設けられている。フィン３２０Ａは、断面視して伝熱管３２０の水平方向両側に一対設けられている。
　本実施形態に係る支持板３３０を構成する第一支持板３４１には、管挿通孔３５０として第一孔３５１が上下方向に間隔をあけて複数穿設されている。第一孔３５１が列設された一の列の水平方向隣の列は、一の列に対して上下方向に位置をずらして第一孔３５１が上下方向に離間して複数穿設されて構成されている。つまり、第一支持板３４１には、第一孔３５１が千鳥状に穿設されている。
　第一孔３５１は、略菱形に形成され、一対の対角線のうち長い方の対角線が水平方向を向くように配されている。
　一方、第二支持板３４２には、第一支持板３４１の第一孔３５１を９０度回転させた第二孔３５２が形成されている。第二孔３５２が列設された一の列の水平方向隣の列は、一の列に対して上下方向に位置をずらして第二孔３５２が上下方向に離間して複数穿設されている。つまり、第二支持板３４２には、第二孔３５２が千鳥状に穿設されている。
　第二孔３５２は、略菱形に形成され、一対の対角線のうち長い方の対角線が上下方向を向くように配されている。
　上記のように構成された第一支持板３４１と第二支持板３４２とが、伝熱管３２０の長手方向に向かって交互に配されている。
　このようにして第一支持板３４１と第二支持板３４２との間で、一の伝熱管３２０に対する管挿通孔３５０の形状が互いに異なるように構成されている。
　ここで、第一支持板３４１においては、第一孔３５１と伝熱管３２０の外周面との間に、第一空間３６１が形成されている。一方、第二支持板３４２においては、第二孔３５２と伝熱管３２０の外周面との間に、第二空間３６２が形成される。
　このように構成された熱交換器３０１では、一の伝熱管３２０に対する支持板３３０に形成された管挿通孔３５０は、第一支持板３４１では第一孔３５１であるとともに第二支持板３４２では第二孔３５２である。これにより、隣接する支持板３３０間で、管挿通孔３５０の形状が互いに異なっているため、支持板３３０の管挿通孔３５０と伝熱管３２０との間に形成される第一空間３６１、第二空間３６２の形状が隣接する支持板３３０間で互いに異なる。よって、管外流体Ｒ２が第一空間３６１、第二空間３６２を通過する際には、第一空間３６１、第二空間３６２の形状に応じて層流が破壊されることにより、攪拌流が生じ温度ムラが抑制されるため、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管３２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
　また、伝熱管３２０にはフィンが設けられていることで熱交換の際の伝熱面積が増大するため、熱交換が効率的に行われる。
（第三実施形態の変形例）
　図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第三実施形態の変形例である支持板３３０には、伝熱管３２０のフィン３２０Ａの断面形状に対応した第一孔３７１及び第二孔３７２が穿設されている。
　第一支持板３４１に形成された第一孔３７１は、一対の対角線のうち長い方の対角線が水平方向を向くように配された略菱形の菱形孔部３７１Ａと、菱形孔部３７１Ａの水平方向両端に設けられた一対の横孔部３７１Ｂとで形成されている。
　一方、第二支持板３４２に形成された第二孔３７２は、第一孔３７１を９０度回転させた形状である。つまり、一対の対角線のうち長い方の対角線が上下方向を向くように配された略菱形の菱形孔部３７２Ａと、菱形孔部３７２Ａの上下方向両端に設けられた上下孔部３７２Ｂとで形成されている。
　このように構成された熱交換器３０１Ａでは、一の伝熱管３２０に対する支持板３３０に形成された管挿通孔３５０は、第一支持板３４１では第一孔３７１であるとともに第二支持板３４２では第二孔３７２である。これにより、隣接する支持板３３０間で、支持板３３０の管挿通孔３５０と伝熱管３２０との間に形成される空間部分の形状が、隣接する第一支持板３４１、第二支持板３４２間で互いに異なる。よって、管外流体Ｒ２が管挿通孔３５０と伝熱管３２０との間に形成される空間部分を通過する際には、空間部分の形状に応じて層流が破壊される。よって、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管３２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
（第四実施形態）
　以下、本発明の第四実施形態に係る熱交換器４０１について、図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ及び図１０Ｂを用いて説明する。
　この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係る熱交換器４０１は、上述した第一実施形態に係る熱交換器１が具備する支持板３０の構成を変更したものであって、それ以外の構成は第一実施形態に係る熱交換器１と同一である。
　図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第一支持板４４１には、縦長形状の開口である縦孔４４０Ａが穿設されている。縦孔４４０Ａの内部は、管挿通孔４４０とされている。この縦孔４４０Ａが複数配された列（以下、縦孔列Ｌ１１と称する。）の隣の列は、管挿通孔４４０として開口が略円形状の円孔４４０Ｂが上下方向に間隔をあけて複数配設されて構成されている（以下、円孔列Ｌ１２と称する。）このように、縦孔列Ｌ１１と円孔列Ｌ１２とが、水平方向に交互に配されている。
　一方、第二支持板４４２には、第一支持板４４１と同様に縦孔列Ｌ１１と円孔列Ｌ１２とが交互に配されている。また、第二支持板４４２は、第一支持板４４１に対して水平方向に一列ずれて配されている。
　このようにして第一支持板４４１と第二支持板４４２との間で、一の伝熱管２０に対する管挿通孔４４０の形状が互いに異なるように構成されている。本実施形態では、第一支持板４４１で縦孔列Ｌ１１を構成する縦孔４４０Ａに挿通された伝熱管２０は、第二支持板４４２では円孔列Ｌ１２を構成する円孔４４０Ｂに挿通されるように構成されている。
　図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、縦孔４４０Ａにおいては、挿通される伝熱管２０との間に、第一空間部４６１が形成される。第一空間部４６１は、縦長形状の孔と伝熱管２０の水平方向端部との間に形成される空間部４６１Ａと、隣接する伝熱管２０同士の間に形成される空間部４６１Ｂとによって形成されている。
　一方、円孔４４０Ｂにおいては、円孔４４０Ｂの内周面の下部と伝熱管５２の外周面の下部とが当接している。伝熱管５２の下部以外の外周面に沿って、第二空間部４６２が形成される。
　このように構成された熱交換器４０１では、一の伝熱管２０に対する支持板４３０に形成された管挿通孔４４０の形状が隣接する支持板４３０間で互いに異なっている。これにより、支持板４３０の管挿通孔４４０と伝熱管２０との間に形成される空間（第一空間部４６１、第二空間部４６２）の形状が隣接する支持板４３０間で互いに異なる。よって、管外流体Ｒ２が第一空間部４６１、第二空間部４６２を通過する際には、第一空間部４６１、第二空間部４６２の形状に応じて層流が破壊される。よって、攪拌流が生じ温度ムラが抑制されるため、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
（第五実施形態）
　以下、本発明の第五実施形態に係る熱交換器５０１について、図１１及び図１２を用いて説明する。
　この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係る熱交換器５０１は、上述した第一実施形態に係る熱交換器１における第一入口ノズルＡ１、第一出口ノズルＺ１、第二入口ノズルＡ２及び第二出口ノズルＺ２の構成を変更したものである。さらに、本実施形態に係る熱交換器５０１では、胴体１０の胴１１に管板１７が設けられておらずに、ミストを除去するデミスター５１７が設けられている点で、第一の実施形態に係る熱交換器１と相違している。上記以外の構成は第一実施形態に係る熱交換器１と同一である。
　胴体１０の胴１１の上部には、管内流体Ｒ１を胴体１０の内部に供給する第一入口ヘッダー配管（入口ヘッダー配管）Ａ３が設けられている。この第一入口ヘッダー配管Ａ３には、複数の伝熱管２０の端部に対応した挿通孔が形成された固定板（不図示）が設けられている。固定板には、複数の伝熱管２０の端部が挿通されるとともに固定されている。この第一入口ヘッダー配管Ａ３は、複数の伝熱管２０に管内流体Ｒ１を供給する。
　また、胴体１０の胴１１の下部には、管内流体Ｒ１を胴体１０の外部に排出する第一出口ヘッダー配管（出口ヘッダー配管）Ｚ３が設けられている。この第一出口ヘッダー配管Ｚ３には、複数の伝熱管２０の端部に対応した挿通孔が形成された固定板（不図示）が設けられている。固定板には、複数の伝熱管２０の端部が挿通されるとともに固定されている。この第一出口ヘッダー配管Ｚ３は、熱交換された管内流体Ｒ１を複数の伝熱管２０から排出する。
　胴体１０の胴１１の下部には、管外流体Ｒ２を胴体１０の内部に供給する第二入口ノズルＡ４が設けられている。また、胴体１０の胴蓋１２Ａの上部には、管外流体Ｒ２を胴体１０の外部に排出する第二出口ノズルＺ４が設けられている。
　第二入口ノズルＡ４から供給された管外流体Ｒ２が通過する部屋５１６Ａと、第二出口ノズルＺ４から排出される管外流体Ｒ２が通過する部屋５１６Ｂとは、第二仕切壁５１５により仕切られている。
　このように構成された熱交換器５０１の動作について説明する。
　管内流体Ｒ１は、第一入口ヘッダー配管Ａ３から流入して、複数の伝熱管２０の内部を流通する。一方、管外流体Ｒ２は、第二入口ノズルＡ４から流入し部屋５１６Ａを通過して、ダクト２１Ａ，２１Ｂの内部且つ各々の伝熱管２０の外部を流通する。
　管内流体Ｒ１が流通する方向と管外流体Ｒ２が流通する方向とは、反対方向となっている。管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２とは、伝熱管２０の管壁を通して熱交換可能とされている。この熱交換により、管外流体Ｒ２は温度が上昇し、管内流体Ｒ１は温度が低下して、それぞれ第二出口ノズルＺ４、第一出口ヘッダー配管Ｚ３から排出される。
　このように構成された熱交換器５０１では、第一実施形態の熱交換器１と同様に管外流体Ｒ２が環状空間４３Ａ，４３Ｂを通過する際には、環状空間４３Ａ，４３Ｂの形状に応じて層流が破壊される。よって、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
　また、例外的に伝熱管２０から管内流体Ｒ１が漏出した場合であっても、第二出口ノズルＺ４が設けられた胴蓋１２Ａと胴１１との間に設けられたデミスター５１７が、漏出した管内流体Ｒ１を吸収することができる。よって、管内流体Ｒ１が胴蓋１２Ａ内に流入することはないため、胴蓋１２Ａに設けられた機器等の作動に影響を及ぼす可能性がない。
　また、第一実施形態においては、伝熱管２０を固定するための管板１７の厚さは、胴体１０内部の温度、圧力、胴体１０内径等の条件に応じて決まる。これらの条件により管板１７の厚さを大きくする必要がある場合に、本実施形態の熱交換器５０１を採用すれば、本実施形態では伝熱管２０は第一入口ヘッダー配管Ａ３及び第一出口ヘッダー配管Ｚ３に設けられた固定板に固定される構成であり管板１７を設ける必要がないためコストを抑えることができる。
（第六実施形態）
　以下、本発明の第六実施形態に係る熱交換器６０１について、図１３及び図１４を用いて説明する。
　この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係る熱交換器６０１は、上述した第一実施形態に係る熱交換器１における第一入口ノズルＡ１、第一出口ノズルＺ１、第二入口ノズルＡ２および第二出口ノズルＺ２の構成を変更したものである。上記以外の構成は第一実施形態に係る熱交換器１と同一である。
　胴体１０の胴蓋１２Ａの下部には、管内流体Ｒ１を胴体１０の内部に供給する第一入口ノズルＡ５が設けられている。また、胴体１０の胴蓋１２Ａの上部には、管内流体Ｒ１を胴体１０の外部に排出する第一出口ノズルＺ５が設けられている。
　胴蓋１２Ａにおける第一入口ノズルＡ５から供給された管内流体Ｒ１が通過する部屋６１３Ｂと、第一出口ノズルＺ５から排出される管内流体Ｒ１が通過する部屋６１３Ａとは、第一仕切壁１４により仕切られている。
　また、胴体１０の胴１１の上部には、管外流体Ｒ２を胴体１０の内部に供給する第二入口ノズルＡ６が設けられている。また、胴体１０の胴１１の上下方向略中央部には、管外流体Ｒ２を胴体１０の外部に排出する一対の第二出口ノズルＺ６が設けられている。第二入口ノズルＡ６は、サーマルシールド構造（不図示）を介して胴体１０の胴１１に設けられている。
　胴１１における第二入口ノズルＡ６から供給された管外流体Ｒ２が通過する部屋６１６Ａと、第二出口ノズルＺ６から排出される管外流体Ｒ２が通過する部屋６１６Ｂとは、第二仕切壁６１５により仕切られている。
　このように構成された熱交換器６０１の動作について説明する。
　管内流体Ｒ１は、第一入口ノズルＡ５から流入して部屋６１３Ｂを通過して、複数の伝熱管２０の内部を流通する。一方、管外流体Ｒ２は、第二入口ノズルＡ６から流入し部屋６１６Ａを通過して、ダクト２１Ａ，２１Ｂの内部且つ各々の伝熱管２０の外部を流通する。
　管内流体Ｒ１が流通する方向と管外流体Ｒ２が流通する方向とは、反対方向となっている。管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２とは、伝熱管２０の管壁を通して熱交換可能とされている。この熱交換により、管外流体Ｒ２は温度が低下して第二入口ノズルＡ６よりも下方に設けられた第二出口ノズルＺ６から排出されるとともに、管内流体Ｒ１は温度が上昇して第一入口ノズルＡ５よりも上方に設けられた第一出口ノズルＺ５から排出される。
　このように構成された熱交換器６０１では、第一実施形態の熱交換器１と同様に管外流体Ｒ２が環状空間４３Ａ，４３Ｂを通過する際には、環状空間４３Ａ，４３Ｂの形状に応じて層流が破壊される。よって、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との間で、伝熱管２０の長手方向にわたって効率的に熱交換が行われる。
（第六実施形態の変形例）
　第六実施形態の変形例として、図１５に示すように、複数の伝熱管２０の胴蓋１２Ａにヘッダー配管（入口ヘッダー配管）Ａ７が設けられ、ヘッダー配管Ａ７から管内流体Ｒ１を複数の伝熱管２０の内部に供給する構成であってもよい。
　この場合には、第六実施形態のように管内流体Ｒ１が通過する部屋６１３Ａ及び６１３Ｂを仕切るための第一仕切壁１４を設ける必要がないため、コストを抑えて簡易な構成とすることができる。
（第七実施形態）
　次に、本発明の第七実施形態として、上記のように構成された熱交換器１を備えたガスタービンプラント５０について、図１６を用いて説明する。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　図１６に示すように、ガスタービンプラント５０は、ガスタービン６０と、排熱回収装置７０と、燃料供給系統８０とを備えている。排熱回収装置７０は、ガスタービン６０から排気された燃焼ガスの熱を回収する。燃料供給系統８０は、ガスタービン６０に燃料Ｆを供給する。
　ガスタービン６０は、空気圧縮機６１と、燃焼器６２と、タービン６３とを有している。空気圧縮機６１は、外気を圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器６２は、燃料Ｆを圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する。タービン６３は、高温高圧の燃焼ガスにより駆動する。このタービン６３には、例えばタービンロータ６４の回転で発電する発電機６５が接続されている。
　排熱回収装置７０は、排気ライン７１と、煙突６９と、排熱回収ボイラー７２と、蒸気タービン７３とを有している。排気ライン７１は、タービン６３の燃焼ガスの排気口に接続されている。煙突６９は、排気ライン７１の端部に設けられている。排熱回収ボイラー７２は、排気ライン７１を通る排気ガスと水とを熱交換させて蒸気を発生させる。蒸気タービン７３は、排熱回収ボイラー７２で発生した蒸気で駆動する。
　この蒸気タービン７３には、例えばロータの回転で発電する発電機７５が接続されている。
　さらに、排熱回収装置７０は、復水器７６と、給水ポンプ７７とを有している。復水器７６は、蒸気タービン７３を駆動させた蒸気を水に戻す。給水ポンプ７７は、復水器７６中の水を排熱回収ボイラー７２に戻す。
　復水器７６と給水ポンプ７７とは復水ライン７８で接続されている。また、給水ポンプ７７と排熱回収ボイラー７２とは給水ライン７９で接続されている。
　燃料供給系統８０は、燃料ライン８１と、熱交換器１と、予熱燃料ライン８２と、加熱水ライン８３とを有している。燃料ライン８１には、燃料供給源からの燃料Ｆが流れる。熱交換器１は、燃料ライン８１に接続され燃料Ｆを予熱する。予熱燃料ライン８２は、熱交換器１で予熱された燃料Ｆを燃焼器６２に導入する。加熱水ライン８３は、排熱回収ボイラー７２で加熱された水を熱交換器１に導入する。
　熱交換器１は、排熱回収ボイラー７２で加熱された水と燃料Ｆとを熱交換させて、燃料Ｆを加熱する。
　ここで、熱交換器１の第一入口ノズルＡ１には加熱水ライン８３が接続されている。これにより、排熱回収ボイラー７２で加熱された水が管内流体Ｒ１として、第一入口ノズルＡ１から熱交換器１に供給される。また、熱交換器１の第二入口ノズルＡ２には燃料ライン８１が接続されている。これにより、燃料Ｆが管外流体Ｒ２（被加熱流体）として、第二入口ノズルＡ２から熱交換器１に供給される。
　このように構成されたガスタービンプラント５０では、熱交換器１において、排熱回収ボイラー７２で加熱された水と燃料Ｆとを熱交換させて、燃料Ｆを加熱し昇温させて燃焼器６２に導入することができる。よって、燃焼器６２は、加熱された燃料Ｆを圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを効率的に生成することができるため、ガスタービンプラント５０としての熱効率を高めることができる。
（第八実施形態）
　次に、第八実施形態に係る熱交換器６０１を備えたガスタービンプラント１５０について、図１７を用いて説明する。この実施形態において、前述した実施形態で用いた部材と同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
　本実施形態に係るガスタービンプラント１５０は、上述した第七実施形態に係るガスタービン６０中の高温部を冷却する冷却系統８６の一部として熱交換器６０１を具備したものであって、それ以外の構成は第七実施形態に係るガスタービンプラント５０と同一である。
　図１７に示すように、タービン６３は、タービンロータ６４を覆うケーシング６６を有している。
　タービンロータ６４は、詳細は図示しないが、回転中心軸を中心として回転するロータ本体と、このロータ本体の外周に固定されている複数の動翼とを有している。ロータ本体の内部及び動翼の内部には、動翼を冷却するための冷却空気が通る冷却空気流路が形成されている。
　冷却系統８６は、圧縮空気ライン８７と、熱交換器６０１と、冷却空気ライン８８と、冷却水ライン８９とを有している。圧縮空気ライン８７は、ガスタービン６０の空気圧縮機６１から抽気した圧縮空気（抽気空気）を熱交換器６０１に導入する。熱交換器６０１は、圧縮空気ライン８７に接続され圧縮空気を冷却する。冷却空気ライン８８は、熱交換器６０１で冷却された圧縮空気である冷却空気をタービンロータ６４に導入する。冷却水ライン８９は、排熱回収装置７０の給水ライン７９中の水を熱交換器６０１に導入する。
　熱交換器６０１は、空気圧縮機６１から抽気した圧縮空気と排熱回収装置７０の復水器７６から排出された水とを熱交換させて、圧縮空気を冷却する。
　ここで、熱交換器６０１の第一入口ノズルＡ５には冷却水ライン８９が接続されている。これにより、復水器７６から排出された水が管内流体Ｒ１として、第一入口ノズルＡ５から熱交換器６０１に供給される。また、熱交換器６０１の第二入口ノズルＡ６には圧縮空気ライン８７が接続されている。これにより、圧縮空気（被冷却流体、冷却用流体）が管外流体Ｒ２として、第二入口ノズルＡ６から熱交換器６０１に供給される。
　このように構成されたガスタービンプラント１５０では、熱交換器６０１において、復水器７６から排出された水と空気圧縮機６１から抽気した圧縮空気とを熱交換させて、圧縮空気を冷却させ降温させて冷却空気ライン８８を介してタービンロータ６４に導入することができる。これにより、冷却された冷却空気は動翼の内部の冷却空気流路に導入されて、動翼を冷却することができる。
　なお、上述した実施の形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　例えば、第一実施形態及び第五実施形態に係る熱交換器では、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との熱交換により、管内流体Ｒ１の温度が低下するとともに管外流体Ｒ２の温度が上昇する構成であった。一方、第六実施形態に係る熱交換器では、管内流体Ｒ１と管外流体Ｒ２との熱交換により、管内流体Ｒ１の温度が上昇するとともに管外流体Ｒ２の温度が低下する構成であった。これらを逆にして、第一実施形態及び第五実施形態に係る熱交換器では、管内流体Ｒ１の温度が上昇するとともに管外流体Ｒ２の温度が低下する構成であってもよい。また、第六実施形態に係る熱交換器では、管内流体Ｒ１の温度が低下するとともに管外流体Ｒ２の温度が上昇する構成であってもよい。
　また、熱交換により管内流体Ｒ１の温度が上昇するとともに管外流体Ｒ２の温度が低下する構成の場合には、第七実施形態において、熱交換器１の第一入口ノズルＡ１が燃料ライン８１に接続され、第二入口ノズルＡ２が加熱水ライン８３に接続されていてもよい。これにより、排熱回収ボイラー７２で加熱された水が管外流体Ｒ２として、第二入口ノズルＡ２から熱交換器１に供給される。また、熱交換器１の第一入口ノズルＡ１に接続された燃料ライン８１から燃料Ｆが、管内流体Ｒ２として熱交換器１に供給される。
　このように構成されたガスタービンプラントでは、熱交換器１において、排熱回収ボイラー７２で加熱された水と燃料Ｆとを熱交換させて、燃料Ｆを加熱し昇温させて燃焼器６２に導入することができる。よって、燃焼器６２は、加熱された燃料Ｆを圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを効率的に生成することができるため、ガスタービンプラント５０としての熱効率を高めることができる。
　また、熱交換により管内流体Ｒ１の温度が低下するとともに管外流体Ｒ２の温度が上昇する構成の場合には、第八実施形態において、熱交換器６０１の第一入口ノズルＡ５には圧縮空気ライン８７が接続され、第二入口ノズルＡ６には冷却水ライン８９が接続されていてもよい。これにより、圧縮空気ライン８７から抽気された圧縮空気が管内流体Ｒ１として、第一入口ノズルＡ５から熱交換器６０１に供給される。また、冷却水ライン８９から水が管外流体Ｒ２として、熱交換器６０１に供給される。
　このように構成されたガスタービンプラントでは、熱交換器６０１において、復水器７６から排出された水と空気圧縮機６１から抽気した圧縮空気とを熱交換させて、圧縮空気を冷却させて冷却空気ライン８８を介してタービンロータ６４に導入することができる。
これにより、冷却された冷却空気は動翼の内部の冷却空気流路に導入されて、動翼を冷却することができる。
　また、第二実施形態から第四実施形態に係る熱交換器を構成する支持板及び伝熱管の構成は、第五実施形態及び第六実施形態に係る熱交換器にも適用することができる。
上記した熱交換器及びこれを備えたガスタービンプラントによれば、効率的に熱交換を行うことができる。
１　熱交換器
１０　胴体
２０　伝熱管
２１Ａ，２１Ｂ　ダクト
３０　支持板
４０　管挿通孔
５０　ガスタービンプラント
６１　空気圧縮機
６２　燃焼器
６３　タービン
７２　排熱回収ボイラー
７３　蒸気タービン
７６　復水器
Ａ３　第一入口ヘッダー配管（入口ヘッダー配管）
Ａ７　ヘッダー配管（入口ヘッダー配管）
Ｚ３　第一出口ヘッダー配管（出口ヘッダー配管）

Claims (11)

  1. 　胴体と、
    　該胴体の内部に配される複数の伝熱管と、
    　該伝熱管の長手方向に向かって間隔をあけて複数配され、該複数の伝熱管が挿通される複数の管挿通孔が形成された支持板とを備え、
    　前記複数の支持板のうち、前記長手方向に隣接する二の前記支持板間で、一の前記伝熱管に対する前記管挿通孔の形状が互いに異なっている熱交換器。
  2. 　請求項１に記載の熱交換器において、
    　前記複数の伝熱管の束の外周側には、これらを覆うとともに前記長手方向に延び、前記胴体の内周面との間に間隔をあけて配されるダクトが設けられている熱交換器。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の熱交換器において、
    　前記伝熱管の外周面には、径方向外側に向かって突出するとともに前記長手方向に向かって延在するフィンが設けられている熱交換器。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱交換器において、
    　前記胴体には、前記複数の前記伝熱管内に管内流体を供給する入口ヘッダー配管と、熱交換された前記管内流体を該伝熱管から排出する出口ヘッダー配管とのうち、少なくとも何れか一方が設けられている熱交換器。
  5. 　請求項４に記載の熱交換器において、
    　前記胴体には、前記入口ヘッダー配管と前記出口ヘッダー配管との両方が設けられている熱交換器。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器と、
    　外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、
    　燃料を圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
    　高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービンとを備え、
    　前記熱交換器には、被加熱流体として、前記燃焼器に供給される燃料が供給されるガスタービンプラント。
  7. 　請求項６に記載のガスタービンプラントにおいて、
    　前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーをさらに備え、
    　前記伝熱管の内部には、管内流体が流通し、
    　前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通し、
    　前記管内流体は、前記排熱回収ボイラーから導出された流体であり、
    　前記管外流体は、前記熱交換器に供給される前記燃料であり、前記管内流体と熱交換され、昇温されて、前記燃焼器に供給されるガスタービンプラント。
  8. 　請求項６に記載のガスタービンプラントにおいて、
    　前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーをさらに備え、
    　前記伝熱管の内部には、管内流体が流通し、
    　前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通し、
    　前記管外流体は、前記排熱回収ボイラーから導出された流体であり、
    　前記管内流体は、前記熱交換器に供給される前記燃料であり、前記管外流体と熱交換され、昇温されて、前記燃焼器に供給されるガスタービンプラント。
  9. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱交換器と、
    　外気を圧縮して圧縮空気を生成する空気圧縮機と、
    　燃料を圧縮空気中で燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、
    　高温高圧の燃焼ガスにより駆動するタービンとを備え、
    　前記熱交換器には、被冷却流体として、前記タービンに供給される冷却用流体が供給されるガスタービンプラント。
  10. 　請求項９に記載のガスタービンプラントにおいて、
    　前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、
    　該排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、
    　該蒸気タービンを駆動させた蒸気を水に戻す復水器とをさらに備え、
    　前記伝熱管の内部には、管内流体が流通し、
    　前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通し、
    　前記管内流体は、前記復水器から導出された流体であり、
    　前記管外流体は、前記空気圧縮機から抽気される抽気空気であり、前記管内流体と熱交換され、降温されて、前記タービンに供給されるガスタービンプラント。
  11. 　請求項９に記載のガスタービンプラントにおいて、
    　前記タービンから排気された燃焼ガスと水とを熱交換させて、蒸気を発生させる排熱回収ボイラーと、
    　該排熱回収ボイラーで発生した蒸気で駆動する蒸気タービンと、
    　該蒸気タービンを駆動させた蒸気を水に戻す復水器とをさらに備え、
    　前記伝熱管の内部には、管内流体が流通し、
    　前記伝熱管の外部且つ前記胴体の内部には、管外流体が流通し、
    　前記管外流体は、前記復水器から導出された流体であり、
    　前記管内流体は、前記空気圧縮機から抽気される抽気空気であり、前記管外流体と熱交換され、降温されて、前記タービンに供給されるガスタービンプラント。
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