[发明专利]联合循环动力装置

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及联合循环动力装置，且更具体地，涉及具有提高的热传递表面面积的热回收锅炉，以改进联合循环性能和经济性。本主题可应用于单轴联合循环动力装置、多轴联合循环动力装置和共同发电(cogeneration)动力装置。此外，本主题还可应用于构造成带有水平和/或竖直热传递管且燃气轮机排气沿水平方向或竖直方向流动的自然循环式、强制循环式和直流式热回收锅炉。热回收锅炉管布置可为直列式或交错排列式，且热回收锅炉可为非燃烧型或补充燃烧型。

背景技术

联合循环动力装置将至少一个燃气轮机、至少一个蒸汽轮机和热回收锅炉结合使用来发电和/或生产用蒸汽。动力装置布置成使得燃气轮机通过诸如热回收蒸汽发生器(“HRSG”)的热回收锅炉来热连接到蒸汽轮机和/或生产用蒸汽系统上。HRSG实质上是在其中插入有装满水/蒸汽的热交换器管束的大型管道。给水进入节约器，且通过管束循环，从而使得水在燃气轮机废气通过管道且经过管束时转化成蒸汽。联合循环动力装置通过将从燃气轮机中排出的热用作蒸汽底循环(蒸汽轮机和/或生产用蒸汽)能量源来获得热效率。HRSG的性能和经济性与燃气轮机废气(热侧)和管束(冷侧)中的水/蒸汽之间的热传递效率直接相关。HRSG通常使用翅片类型管(实心的和锯齿状的)来提高从燃气轮机废气传递到管束中的水/蒸汽的热传递率，但是，总的热传递受到位于HRSG的管道内的热传递表面面积和保持合理的流动特性和燃气轮机废气的压降的需要的限制。

因此，期望提供构造成通过改进HRSG中的热传递而具有提高的性能和经济性的联合循环动力装置。

发明内容

一种联合循环动力装置包括由热回收蒸汽发生器热连接的燃气轮机和蒸汽轮机。热回收蒸汽发生器包括用于接收和限制来自燃气轮机的燃气轮机废气的管道。热传递管设置在管道内，且热传递管具有与燃气轮机废气流体连通的外表面，以及与水和蒸汽循环流体连通的内表面。多孔材料附连到热传递管的外表面上，且起提高从燃气轮机废气到水和/或蒸汽的热传递的作用。

一种构造联合循环动力装置热回收蒸汽发生器的方法可包括将管道构造成接收和限制燃气轮机废气的步骤。将构造成容纳水和/或蒸汽的一系列热传递管设置在管道中，且将多孔材料施加于热传递管的外表面。

附图说明

结合附图的以下详细描述中对根据优选的和示例性的实施例的本发明及其另外的优点进行了更加具体的描述，其中：

图1是体现本发明的单轴联合循环动力装置的示意图；

图2是图1的联合循环动力装置HRSG的热传递管的一部分的说明图；

图3是图2中示出的热传递管之一的放大视图；

图4是图2中示出的金属泡沫段的放大视图；

图5示出了图4的金属泡沫段的孔隙率对背压的关系；以及

图6是沿图3中的线6-6得到的截面图，该图示出了金属泡沫段的流动性能。

部件列表

10-联合循环动力装置

12-燃气轮机系统

14-蒸汽轮机

15-冷凝器

16-发电机

18-压缩机

20-燃烧器

22-多级涡轮

24-HRSG

28-管道

30-热燃烧废气

32-热传递管

34-给水

35-水和/或蒸汽

36-给水泵

38-蒸汽导管

40-多孔延伸表面

42-金属泡沫段

44-内表面，金属泡沫翅片(fin)

45-轴向开口

46-外表面，金属泡沫翅片

52-外部表面，热传递管

54-尾流区域，金属泡沫翅片

具体实施方式