专利名称：用于燃气涡轮机排气的回热式热交换器的适应性组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及回热式热交换器，且更特别地涉及在能够回收来自公用级燃气涡轮机 的排出能量的回热式热交换器中加热加压空气。
背景技术：
从大气压力下的热气体到加压空气的热交换可在回热式热交换器中进行，回热式 热交换器有许多常规的设计可以使用。这些商业设计受限于尺寸，并且当应用于大型热回 收应用(如回收来自公用级尺寸的燃气涡轮机的排气流的废热)时有着糟糕的服务史。来 自燃气涡轮机的废热在压缩气体能量存储(CAES)设备中可用来加热用于发电目的而存储 的压缩空气，或者需要加热的压缩空气的其它过程。CAES系统在非高峰时段利用洞穴中的压缩空气存储能量。在高峰时通过允许来自 洞穴的压缩空气经由回热式热交换器到达一个或几个涡轮来产生电能。动力系包括将压缩 空气加热到适宜温度的至少一个燃烧室。为了满足高峰时的能量需求，CAES装置可能会每 周启动若干次。为了满足负载需求，动力系的快速启动能力是必需的，以满足动力供给市场 的要求。然而，在启动过程中的快速负载攀升会通过瞬态热给动力系施加热应力。这会对 动力系的寿命造成影响，因为随着增加的瞬态热，寿命消耗也随之增加。对于这些类型的应 用，已经证明热交换器的物理尺寸和启动过程中与回热式热交换器的快速加热相关的巨大 瞬间热应力超过了常规回热式热交换器设备的能力。对所有的热回收空气回热式热交换器(HRAR)相同的是，排气流的温度从热交换 器的排气进口到排气出口下降。在排气流经的各热交换器管排中，传递的热量与热交换器 管道中的排气和流体的温度差成正比。因此，对于在排气流的方向上各连续的热交换器管 排来说，传递的热量较少，而从排气到管道内的流体(如，压缩空气)的热通量随从热交换 器区域的进口到出口的每个管排下降。因此，对于气流方向上的各连续的热交换器管排来 说，管道金属的温度由跨越管壁的热通量的量和管道内的流体的平均温度两者来决定。例如，在常规的回热式热交换器中，热交换器管道金属的温度由跨越热交换器管 壁的热通量的量以及热交换器管道内的流介质的平均温度两者来决定。由于热通量从回热 式热交换器部分的进口到出口降低，因此对包括在回热式热交换器部分中的各排热交换器 管道来说，热交换器管道金属的温度是不同的。垂直于排气流延伸的水平热回收空气回热式热交换器(HRAR)的每个歧管(集管) 起着多排管道的集中点的作用。这些集管具有较大的直径和厚度以容纳多个管排。图Ia 和Ib是用于典型的热交换器装置中的此类组件100的两个视图，被称为多排集管和管道组 件。包括在组件100中的是集管101和多个管排105A-105C。如图Ia中所示，各单独管排 105A-105C包括多个管道。为了图示清楚，图Ib仅示出各管排105A-105C中的单个管道。 由于各管排105A-105C均处于不同的温度下，对各个管排105A-105C来说，因热膨胀产生的 机械力是不同的。此类不同的热膨胀在管道弯曲处和各单独管道至集管101的连接点处导 致应力。而且，也会造成在各单独管道到集管101的连接点处的热应力，与厚壁的集管101相比壁较薄的管之间在连接点处厚度上是不同的。在特定的运行条件下，这些应力可能会 导致连接点的失效，尤其是如果组件100遭受多次加热和冷却的循环。因此，存在对于用于 既能够快速加热和冷却，又能承受大量启动-停止循环的大型公用级设备应用的适应性回 热式热交换器的需求。
发明内容
根据本文阐述的多个方面，提供一种回热式热交换器，其包括加热气体导管；进口 歧管；排放歧管；和设置于加热气体导管中的直通加热区域，热气流经过此加热气体导管 被引导。此直通加热区域由多个第一单排集管和管道组件以及多个第二单排集管和管道组 件形成。包括多个第一热交换器发生器管道的多个第一单排集管和管道组件的每一个第一 单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的流介质通过，并且还包括连接到进口歧 管上的进口集管。包括多个第二热交换器发生器管道的多个第二单排集管和管道组件的每 一个第二单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的来自相应的第一热交换器发 生器管道的流介质通过，并且还包括连接到排放歧管上的排放集管。各进口集管经由多个 第一连接管的相应的至少其中一个第一连接管连接到进口歧管上，而各排放集管经由多个 第二连接管的至少其中一个第二连接管连接到排放歧管上。各第一和第二单排集管和管道 组件的各热交换器管道具有小于任何该多个第一和第二连接管的内径的内径。根据本文阐述的其它方面，提供了一种压缩空气能量存储系统。该压缩空气能量 存储系统包括用于存储压缩空气的洞穴；包括转子和一个或几个膨胀涡轮的动力系；以及 从洞穴给动力系提供压缩空气的系统，其包括用于在压缩空气被允许进入一个或几个膨胀 涡轮之前预热压缩空气的回热式热交换器以及控制从回热式热交换器到动力系的预热空 气流的第一阀装置。该回热式热交换器包括接纳与压缩气体的流动方向相反的加热气流 的加热气体导管；进口歧管；排放歧管；以及设置于加热气体导管中的直通加热区域，所述 加热气流通过该加热气体导管被弓I导。该直通加热区域由多个第一单排集管和管道组件以 及多个第二单排集管和管道组件形成。包括多个第一热交换器发生器管道的多个第一单排 集管和管道组件的每一个第一单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的流介质 通过，并且还包括连接到进口歧管上的进口集管。包括多个第二热交换器发生器管道的多 个第二单排集管和管道组件的每一个第二单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其 中的来自相应的第一热交换器发生器管道的流介质通过，并且还包括连接到排放歧管上的 排放集管。各进口集管经由多个第一连接管的至少其中一个第一连接管连接到进口歧管 上，而各排放集管经由多个第二连接管的至少其中一个连接到排放歧管上。各第一和第二 单排集管和管道组件的各热交换器管道具有小于任何该多个第一和第二连接管的内径的 内径。根据本文阐述的其它方面，提供一种能够回收来自公用级燃气涡轮机的排出能量 的用于加热加压空气的装置。此装置包括加热气体导管；进口歧管；排放歧管；以及设置 于加热气体导管中的直通加热区域，加热气流通过该加热气体导管被引导。该直通加热区 域由多个单排集管和管道组件形成。包括多个热交换器发生器管道的多个单排集管和管道 组件的每一个单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的流介质通过，并且还包括 连接到进口歧管上的进口集管。多个单排集管和管道组件的每一个单排集管和管道组件连
6接到排放歧管上。各进口集管经由多个连接管道的相应的至少其中一个连接管道连接到进 口歧管上。单排集管和管道组件的各热交换器管道具有小于任何该多个连接管道的内径的 内径。上述及其它特征将通过以下附图和详细描述来举例说明。
现在参考附图，附图为示例性实施例，其中相似的元件采用相似的编号图1为现有技术的热回收空气回热式热交换器中利用的多排集管和管道组件的 透视图；图Ib为图Ia中所示的多排集管和管道组件的前视图；图2为根据本发明的一个示例性实施例具有阶梯状部件厚度的用于热回收空气 回热式热交换器(HRAR)的单排集管和管道组件的前透视图；图3为图2的前视图。图4为图2的侧视图；图5为根据本发明的一个示例性实施例的HRAR模块的前透视图；图6为图5的模块的顶部部分的放大透视图；图7为根据本发明的一个示例性实施例的将图5的五个HRAR模块装配在一起且 设置于热气体导管中的示例性回热式热交换器组件的侧视图；和图8为示意图，其图示了用在压缩空气能量存储系统(CAES)中的图7的回热式热 交换器。
具体实施例方式参见图2-4，提供具有阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件200用于直通型水 平HRAR中，该单排集管和管道组件200不易遭受如上所讨论的由于热应力而引起的弯曲和 连接失效。图3和4为图2的具有阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件200的透视图的 前视图和侧视图。为了图示清楚，图2仅示出了各具有多个管道的单排管道的外侧集管。 然而，图2中所示的省略表示了各集管均包括单排管道。更具体地来说，组件200包括第一 多个单管道排201A-201F(例如，“第一管排”)，各第一管排分别附接到第一公用集管(或 进口集管)205A-205F上。因此，管排201A附接到公用集管205A上，管排201B附接到公用 集管205B上，诸如此类，直至管排201F附接到公用集管205F上。组件200还包括第二多 个单管道排201G-201L (如，“第二管排”)，各第二管排分别附接到第二公用集管(或排放 集管)205G-205L上。因此，管排201G (未示出)附接到公用集管205G上，管排201H(未示 出)附接到公用集管205H上，诸如此类，直至管排201L附接到公用集管205H上。如图所 示，各公用集管205A-205L在Y轴线方向上延伸而各第一管排201A-201L在Z轴线方向上延 伸。如上所述的此类布置可被称为在后面进一步讨论的阶梯状部件单排集管和管道组件。各集管205A-205F经由至少一个第一连接管220A-220F (例如，显示了四个第一连 接管220A)连接到至少一个第一集中歧管(或进口歧管)215上。因此，集管205A经由连 接管220A连接到集中歧管215上，集管205B经由连接管220B连接到集中歧管215上，诸 如此类，直至集管205F经由连接管220F连接到第一集中歧管215上。各集中歧管215如图所示均在X轴线方向上延伸。在此结构中，单排管道201A-201F附接到相对小直径的相应的集管205A-205F上， 集管205A-205F具有比图2_4中图示的大集管205更薄的管壁。此布置可用术语“单排集 管和管道组件”描述。小的集管205A-205F又使用可被描述为连接管220A-220F的管道连 接到至少一个大集中歧管215上。管道201A-201F、小集管205A-205F，连接管220A-220F 和大集中歧管215的组合可被称为具有阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件230。以相似的方式，各集管205G-205L经由至少一个第二连接管220G-220L(例如，显 示了四个第二连接管220G)连接到至少一个第二集中歧管(或排放歧管)225 (示出两个) 上。因此，集管205G经由连接管220G连接到第二集中歧管225上，集管205H经由连接管 220H连接到第二集中歧管225上，诸如此类，直至集管205L经由连接管220L连接到第二集 中歧管225上。各集管205G-205L经由至少一个第二连接管220G-220L连接到至少一个第二集中 歧管225上。因此，集管205G经由第二连接管220G连接到第二集中歧管225上，诸如此类， 直至集管205L经由第二连接管220L连接到第二集中歧管225上。同样地，关于第二集管 205G-205L以及相关的管道201G-201L的布置被称为第二单排集管和管道组件。与上面关 于第一阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件230所述的一样，此类布置被称为第二阶梯 状部件厚度的单排集管和管道组件240。各管排201A-201L的每个管道均具有比各公用集管205-205L和各连接管 220A-220L更小的直径。各公用集管205A-205L具有比各集中歧管215更小的直径和更薄
的壁厚。作为此构造的结果，在加热和冷却的过程中不会在弯曲处和连接点处出现应力 的高度集中。更特别而言，由于各管排201A-201L的管道没有弯曲，不存在与弯曲相关的 热应力。而且，由于在加热过程中不存在由管道弯曲所施加的弯距，在各管道到各集管 205A-205L的焊接连接处不会出现弯曲应力。因此，如上所述，单排组件230和240与图1 中所描绘的多排集管和管道组件100相比可以承受多得多的加热和冷却循环。图5是HARA模块(直通加热区域)300的前透视图，该HARA模块300包括根据本 发明的一个示例性实施例的图2-4的第一阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件230以及 第二单排集管和管道组件240。HRAR模块300图示了第一阶梯状部件厚度的单排集管和管 道组件230经由模块300的顶部部分360与第二单排集管和管道组件240成流体连通。参见图6，顶部部分360包括多个第三公用集管305A-305L，该第三公用集管 305A-305L连接到对应的管排201A-201L上，并因此经由对应的管排201A-201L与相应公 用集管205A-205L成流体连通。此外，经由对应的第三连接管320AL，320BK，320CJ，320DI， 320EH和320TO，第三公用集管305A-305F分别与相应的第三公用集管305G-305L成流体连
ο举例而言并再次参见图5，流体介质W(例如，压缩空气)经由第一连接管220A从 第一歧管215的进口 362流入第一公用集管205，并在图5和图6中箭头364所示的第一方 向上流过第一管排201A。流体介质W然后流入对应的第三集管305A并随后经由第三连接 管320AL流进第三集管305L。流体介质W然后在图5和图6中由箭头366所示的第二方向 上流进对应的第二管排201L。第二公用集管205L接收来自对应第二管排201L的流体介质
8W，并经由与第二连接管220L相连而从第二歧管225的出口 368输出流体介质W。HRAR模 块300显示为具有朝向来自(例如，但不限于此)燃气涡轮机的排气流3670的出口 368，以 及位于排气流370下游的进口 362。参见图4，将会认识到，相对于进口 362和出口 368，歧 管215和225各自在其相对端均具有罩盖372。参见图7，显示了本发明的直通型水平热回收空气回热式热交换器(HRAR)的一个 实施例，其结合了十五(15)个HRAR模块300 (例如，在五个区域内的三个宽的模块300，但 不仅限于此)，后文总体指示为回热式热交换器400。可以看出，回热式热交换器400设置于 燃气涡轮机(未示出)的下流，位于其排气侧上。回热式热交换器400具有封闭的壁402， 该壁402形成加热气体导管403，通过该导管，能够如箭头370所示在大致水平的热气方向 上发生流动并且其意图接收来自燃气涡轮机的排气。HARA模块300串联地彼此连接，并位 于加热气体导管403中。在图7的示例性实施例中，五个模块300显示为串联地连接到一 起，但还可提供一个模块300，或更大数量的模块300，而不背离本发明的本质。对图2到图5中所示的各个示例性实施例都相同的模块300分别包括多个第一管 排201A-201F以及第二管排201G-201L，这些管排一个接一个地在加热气体方向上设置。第 一管排201A-201F的每个管排又经由如上关于图5和6所述的对应的连接管320连接到第 二管排201G-201L的相应管排上，并在加热气体方向上彼此相邻设置。在图7中，在每个管 排201A-201L中仅可见到单个的垂直热交换器管道201。用于各模块300的第一管排的各个公用管排201A-201F的热交换器管道201被各 自平行连接至相应的公用第一进口集管205A-205F，形成以上讨论并显示于图2到5中的 第一单排集管和管道进口组件。并且，各模块300的第一公用管排201A-201F的热交换器 管道201各自被连接至相应的第三公用排放集管305A-305F，从而形成用于各排201A-201F 的单排集管和管道进口组件。类似地，第二直通加热区域的第二公用管排201G-201L的 热交换器管道201被各自平行连接至相应的公用进口第三集管305G-305L，形成用于各 排201G-201L的单排集管和管道排放组件，并且还各自平行地连接至相应的公用排放第 二集管205G-205L，从而形成用于各排201G-201L的第二单排集管和管道排放组件。各相 应的第三公用排放集管305A-305F经由相应的连接管道320连接到相应的公用进口集管 305G-305L 上。各模块300的各第一单排集管和管道进口组件经由第一连接管220A-220F连接到 进口歧管215上，从而形成具有第一阶梯状部件厚度的单排集管和管道进口组件230。并 且，各模块300的各第二单排集管和管道排放组件还经由第二连接管220G-220L连接到排 放歧管225上，从而形成具有第二阶梯状部件厚度的单排集管和管道排放组件240。除了连续连接的第一和最后模块300之外，一个模块300的第二歧管225的各出 口 368均经由联接器374连接到后续模块300的第一歧管215的进口 362上。进入第一模 块300的具有第一阶梯状部件厚度的单排集管和管道进口组件230的流介质W平行地流经 管排201A-201F，且通过第三连接管320A-320L离开第一模块的具有第一阶梯状部件厚度 的单排集管和管道进口组件230进入第一模块300的具有第二阶梯状部件厚度的单排集管 和管道排放组件240，并经由排放歧管225离开。流介质W随后前进至连接到第一模块300 的出口 368上的第二模块300的进口 362中。进口 362和出口 368用联接器374相连。使用以上在图7描述为“具有阶梯状部件厚度的单排集管和管道组件”的构造建
9造的热交换器部分或模块300的组件能达成大型回热式热交换器的适应性的显著改善。该 新组件使用遍布回热式热交换器的单排集管和管道，以形成大型回热式热交换器400所需 的以逆向流布置的流体回路，如图7中图示。相对于图7所述的大型回热式热交换器在启动过程中容纳部分气流以最小化储 存气体的排出。热交换器模块是完全可排出和可放泄的。放泄口(未示出)可置于高点 (即，使用螺塞)以用于将来的维护目的。较低的歧管215，225可装配有终止于壳体或热气 导管403外的排出管及排泄阀。热交换器模块300完全在工厂装配有翅管、集管、顶罩和顶部支撑梁。热交换器模 块300从顶部安装进钢结构。如参考图5最好地所见，管道振动通过已经在大型余热回收 蒸汽发生器(HRSG)服务中验证的管道限制系统380来控制。使用这两个概念的组合将允 许生产用于能够进行快速加热和冷却以及大量启动-停止循环的大型应用适应性回热式 热交换器。例如，图8为图示用在压缩空气能量存储系统(CAES)中具有约150-300MW容量 的图7的回热式热交换器组件的示意图。图8中示出了 CAES动力设备的基本布局。该设备包括用于存储压缩气体的洞穴 1。参考图7所述的回热式热交换器400在来自洞穴1的压缩空气被允许进入进入燃气涡轮 机3之前预热该压缩空气。回热式热交换器400经由在相反方向上流动的排气流(例如， 来自燃气涡轮机5)预热来自洞穴1的压缩空气。在热量传递给来自洞穴1的冷压缩气体 之后，废气通过烟囱7离开系统。至回热式热交换器400和燃气涡轮机3的气流由阀装置 8和9分别控制。尽管已参考各种示例性实施例详细描述了本发明，但本领域技术人员将会懂得， 在不背离本发明的范围的情况下，可做出多种改变以及用等价物替代其要件。此外，可做出 多种变更以使特定的情况或材料适于本发明的教导而不脱离其本质范围。因此，其意图在 于本发明不限于预期用于实施本发明的最佳模式而公开的特定实施例，而是本发明将包括 落入所附权利要求书范围内的所有实施例。
权利要求
一种回热式热交换器，包括加热气体导管；进口歧管；排放歧管；以及直通加热区域，其设置于所述加热气体导管中，加热气流通过所述加热气体导管被引导，所述直通加热区域由多个第一单排集管和管道组件以及多个第二单排集管和管道组件形成，包括多个第一热交换器发生器管道的各所述多个第一单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的流介质通过，并且还包括连接到所述进口歧管上的进口集管，包括多个第二热交换器发生器管道的各所述多个第二单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的来自对应的所述第一热交换器发生器管道的所述流介质通过，并且还包括连接到所述排放歧管上的排放集管，各所述进口集管经由多个第一连接管的对应的至少其中一个第一连接管连接到所述进口歧管上，而各所述排放集管经由多个第二连接管的对应的至少其中一个第二连接管连接到所述排放歧管上，且各所述第一和第二单排集管和管道组件的各所述热交换器管道具有小于任何所述多个第一连接管和任何所述多个第二连接管的内径的内径。
2.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述加热气流在大致水平的 加热气体方向上被引导。
3.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述流介质是压缩空气。
4.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，与所述多个第二单排集管和 管道组件相联的所述多个第二热交换器管道的至少其中一个被加热至大于与所述多个第 一单排集管和管道组件相关的所述多个第一热交换器管道的程度。
5.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述进口歧管具有大于各所 述进口集管的内径的内径；并且所述排放歧管具有大于各所述排放集管的内径的内径。
6.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述直通加热区域为第一直 通加热区域，所述进口歧管为第一进口歧管，所述排放歧管为第一排放歧管，并且所述回热 式热交换器还包括设置于所述加热气体导管中的第二直通加热区域，所述第二直通加热 区域由另外的多个第一和第二单排集管和管道组件形成，各所述另外的多个第一和第二单 排集管和管道组件分别包括平行连接的多个第一和第二热交换器管道，用于流经其中的流 介质通过，各所述另外的多个第一单排集管和管道组件包括连接到第二进口歧管上的进口 集管，并且各所述另外的多个第二单排集管和管道组件包括连接到第二排放歧管上的排放 集管，其中所述第一直通加热区域与第二直通加热区域通过将所述第一排放歧管连接到所 述第二进口歧管上而成流体连通。
7.根据权利要求6所述的回热式热交换器，其特征在于，所述第二直通加热区域被加 热至比所述第一直通加热区域更大的程度。
8.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，与所述多个第二单排集管和 管道组件相联的各所述多个第二热交换器管道经由所述直通加热区域的顶部部分和所述 多个第一热交换器管道的相应的所述第一热交换器管道成流体连通，所述多个第一热交换 器管道与所述多个第一单排集管和管道组件相联。
9.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述直通加热区域的所述顶 部部分包括分别连接到所述第一和第二热交换器发生器管道的对应的管排上的多个第一 和第二公用集管，所述多个第一公用集管的第一公用集管经由对应的第三连接管与所述多 个第二公用集管的对应的第二公用集管成流体连通。
10.根据权利要求1所述的回热式热交换器，其特征在于，所述回热式热交换器是热回 收空气回热式热交换器。
11.一种压缩空气能量储存系统，包括用于存储压缩空气的洞穴；包括转子和一个或多个膨胀涡轮的动力系；以及给所述动力系提供来自所述洞穴的所述压缩空气的系统，所述系统包括用于在所述压 缩空气被允许进入所述一个或多个膨胀涡轮之前预热所述压缩空气的回热式热交换器，和 控制从所述回热式热交换器到所述动力系的预热空气流的第一阀装置，其中所述回热式热 交换器包括加热气体导管，加热气流通过其在与所述压缩空气的流相反的方向上被引导；进口歧管；排放歧管；和直通加热区域，其设置于所述加热气体导管中，所述加热气流通过所述加热气体导管 被引导，所述直通加热区域由多个第一单排集管和管道组件以及多个第二单排集管和管道 组件形成，包括多个第一热交换器发生器管道的各所述多个第一单排集管和管道组件被平 行地连接以便流经其中的流介质通过，并且还包括连接到所述进口歧管上的进口集管，包 括多个第二热交换器发生器管道的各所述多个第二单排集管和管道组件被平行地连接以 便流经其中的来自相应的所述第一热交换器发生器管道的所述流介质通过，并且还包括连 接到所述排放歧管上的排放集管，各所述进口集管经由多个第一连接管的相应的至少其中 一个连接到所述进口歧管上，而各所述排放集管经由多个第二连接管的相应的至少其中一 个连接到所述排放歧管上，各所述第一和第二单排集管和管道组件的各所述热交换器管道 具有小于任何所述多个第一连接管和任何所述多个第二连接管的内径的内径。
12.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述加热气流在大 致水平的加热气体方向上被引导。
13.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述流介质为压缩 空气。
14.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，与所述多个第二单 排集管和管道组件相联的所述多个第二热交换器管道的至少其中一个被加热到大于与所 述多个第一单排集管和管道组件相联的所述多个第一热交换器管道的程度。
15.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述进口歧管具有 大于各所述进口集管的内径的内径；而所述排放歧管具有大于各所述排放集管的内径的内 径。
16.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述直通加热区域 为第一直通加热区域，所述进口歧管为第一进口歧管，所述排放歧管为第一排放歧管，所述 压缩空气能量储存系统还包括设置于所述加热气体导管中的第二直通加热区域，所述第二直通加热区域由另外的多个第一和第二单排集管和管道组件形成，各所述另外的多个第 一和第二单排集管和管道组件分别包括平行连接的多个第一和第二热交换器管道，用于流 经其中的流介质通过，各所述另外的多个第一单排集管和管道组件包括连接到第二进口歧 管上的进口集管，而各所述另外的多个第二单排集管和管道组件包括连接到第二排放歧管 上的排放集管，其中，所述第一直通加热区域与第二直通加热区域通过将所述第一排放歧管连接到所 述第二进口歧管上而成流体连通。
17.根据权利要求16所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述第二直通加热 区域被加热至比所述第一直通加热区域更大的程度。
18.根据权利要求11所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，与所述多个第二单 排集管和管道组件相联的各所述多个第二热交换器管道经由所述直通加热区域的顶部部 分和所述多个第一热交换器管道的相应的所述第一热交换器管道成流体连通，所述多个第 一热交换器管道与所述多个第一单排集管和管道组件相联。
19.根据权利要求1所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述直通加热区域的 所述顶部部分包括，分别连接到所述第一和第二热交换器发生器管道的对应的管排上的多 个第一和第二公用集管，该多个公用集管的第一公用集管经由对应的第三连接管与所述多 个第二公用集管的对应的第二公用集管成流体连通。
20.根据权利要求1所述的压缩空气能量储存系统，其特征在于，所述回热式热交换器 是热回收空气回热式热交换器。
21.一种能够回收来自公用级燃气涡轮机的排出能量的用于加热加压空气的装置，所 述装置包括加热气体导管；进口歧管；排放歧管；以及直通加热区域，其设置于所述加热气体导管内，加热气流通过所述加热气体导管被引 导，所述直通加热区域由多个单排集管和管道组件形成，各所述多个单排集管和管道组件 包括被平行地连接以便流经其中的流介质通过的多个热交换器发生器管道，并且还包括连 接到所述进口歧管上的进口集管，所述各所述多个单排集管和管道组件连接到所述排放歧 管上，各所述进口集管经由多个连接管的相应的至少其中一个连接到所述进口歧管上，并 且各所述单排集管和管道组件的各所述热交换器管道具有小于任何所述多个连接管的内 径的内径。
22.根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述加热气体导管、所述进口歧管、所 述排放歧管和所述直通加热区域限定回热式热交换器。
全文摘要
一种回热式热交换器包括加热气体导管(403)；进口歧管(215)；排放歧管(225)；以及设置于加热气体导管中并由多个第一单排集管和管道组件以及多个第二单排集管和管道组件形成的直通加热区域。包括多个第一热交换器发生器管道(201)的各多个第一单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的流介质通过，并且还包括连接到进口歧管(215)上的进口集管(205)。包括多个第二热交换器发生器管道(201)的各多个第二单排集管和管道组件被平行地连接以便流经其中的来自相应的第一热交换器发生器管道的流介质通过，并且还包括连接到排放歧管(225)上的排放集管(305)。各进口集管(205)经由多个第一连接管(220)的相应的至少其中一个连接到进口歧管(215)上，而各排放集管(305)经由多个第二连接管(220)的相应的至少其中一个连接到排放歧管(225)上。
文档编号F28F9/02GK101910778SQ200980102095
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月6日 优先权日2008年1月7日
发明者T·P·马斯特罗纳德 申请人:阿尔斯托姆科技有限公司