热交换器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种热交换器。本发明的热交换器设有：冷却空气(AC)所流动的冷却空气管道(28)；压缩空气(A2)所流动的压缩空气分支管道(27)；多个热交换部(41、42)，在冷却空气(AC)与压缩空气(A2)之间进行热交换，并且沿冷却空气(AC)的流动方向并排设置；流量调整阀(43)，调整在多个热交换部(41、42)中位于冷却空气(AC)的流动方向的下游侧的第2热交换部(42)中流动的压缩空气(A2)的流量；温度传感器(71、72)，检测压缩空气(A2)的温度；控制部(73)，根据由温度传感器(71、72)检测出的压缩空气(A2)的温度来调整流量调整阀(43)的开度。
【专利说明】
热交换器
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种在一次流体与二次流体之间进行热交换的热交换器。
【背景技术】
[0002]有如下结构的热交换器:当通过在一次流体与二次流体之间进行热交换来冷却或加热二次流体时，用多个传热管连结入口集管和出口集管。这种热交换器中，当被供给至入口集管的二次流体通过多个传热管而向出口集管流动时，利用与传热管接触的一次流体进行冷却或加热。
[0003]例如，有下述专利文献I中所记载的结构的热交换器。该专利文献I中所记载的热交换器为将低温流体加热或气化的加热/气化装置，通过使热介质沿着热交换面板的两面流下，从而将在构成该面板的传热管内流动的低温流体加热或气化。并且，在两个集管或歧管的入口跟前设置调节阀，根据低温流体的供给量的变动来操作调节阀，以便停止向一部分热交换器面板供给低温流体，并且在剩余的热交换器面板上稳定负荷时的流量得以维持。
[0004]并且，当通过在一次流体与二次流体之间进行热交换来调整一次流体的温度时，可以考虑不对一部分一次流体进行热交换而混合在热交换后的一次流体中。例如，在一次流体流路设置热交换器，并且在一次流体流路设置迂回热交换器的旁通流路。并且，通过增加或减少在该旁通流路中流动的一次流体的流量来调整一次流体的温度。
[0005]作为这种热交换器，例如有下述专利文献2、3中所记载的热交换器。
[0006]以往技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I:日本特开2009-052724号公报
[0009]专利文献2:日本特开2005-221180号公报
[0010]专利文献3:日本特开2005-226957号公报
[0011]发明的概要
[0012]发明要解决的技术课题
[0013]用多个传热管连结入口集管和出口集管的热交换器中，使二次流体在各传热管内流动，另一方面，在各传热管的外部以与传热管正交的方式使一次流体流动，由此在一次流体与二次流体之间进行热交换。此时，若二次流体的流量降低，则向各传热管流动的二次流体的流量变少，因此，尤其在配置于一次流体的上游侧的传热管中，二次流体成为过冷却状态或过热状态。因此，在用多个传热管连结入口集管和出口集管的热交换器中，也期待如专利文献I中所记载的加热/气化装置那样构成为能够根据低温流体的供给量的变动而停止对热交换面板供给低温流体，从而能够抑制二次流体的过冷却或过热。
[0014]并且，若从一次流体流路向旁通流路流动的一次流体的流量增加，则在热交换器中流动的一次流体的流量减少。于是，热交换器的热交换量增加，在出口部一次流体会成为过热状态或过冷却状态。若在热交换器中二次流体成为过热状态或过冷却状态，则较大的热负荷作用于热交换器的构成部件(例如，传热管)，因此需要预先采取对策，会导致热交换器成本变高。并且，若一次流体成为过热状态或过冷却状态，则可能会生成副产物，该副产物有可能对热交换器带来坏影响。
【发明内容】
[0015]本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使一次流体的流量发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制二次流体的过冷却或过热的热交换器。
[0016]并且，本发明的目的在于提供一种能够高精确度调整一次流体的温度，并且能够抑制一次流体的过热或过冷却的热交换器。
[0017]用于实现上述目的的本发明的热交换器的特征在于，具有:一次流体所流动的一次流路;在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路;多个热交换器，在一次流体与二次流体之间进行热交换，并且沿一次流体的流动方向并排设置;及流量调整阀，调整向所述多个热交换部流动的一次流体的流量。
[0018]因此，在多个热交换部中流动的一次流体通过与二次流体进行热交换而被冷却或加热。若在多个热交换部中流动的一次流体的状态发生变动，则根据一次流体的状态来调整流量调整阀的开度，所以在多个热交换部中位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量得到调整。因此，二次流体对各热交换部带来的影响变少，高温化或低温化得到抑制。其结果，即使一次流体的状态发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制一次流体的过冷却或加热。
[0019]并且，本发明的热交换器的特征在于，具有:一次流体所流动的一次流路;在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路;多个热交换部，在一次流体与二次流体之间进行热交换，并且沿一次流体的流动方向并排设置;流量调整阀，调整向所述多个热交换部流动的一次流体的流量;状态检测传感器，检测一次流体的状态;及控制部，根据所述状态检测传感器检测出的一次流体的状态来调整所述流量调整阀的开度。
[0020]因此，在多个热交换部中流动的一次流体通过与二次流体进行热交换而被冷却或加热。若在多个热交换部中流动的一次流体的状态发生变动，则根据一次流体的状态来调整流量调整阀的开度，所以在多个热交换部中位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量得到调整。因此，二次流体对各热交换部带来的影响变少，高温化或低温化得到抑制。其结果，即使一次流体的状态发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制二次流体的过冷却或过热。
[0021 ]本发明的热交换器的特征在于，所述多个热交换部在一端部设有个别的入口集管，在另一端部设有共同的出口集管，所述一次流路与所述入口集管及所述出口集管连接，在与所述入口集管连接的所述一次流体流路设有所述流量调整阀。
[0022]因此，由于在与位于二次流体的流动方向下游侧的热交换部连接的一次流体流路上设有连接多个热交换部中在上游侧分支的一次流体流路的流量调整阀，因此能够高精确度调整向多个热交换部流动的一次流体的流量。
[0023]本发明的热交换器的特征在于，所述多个热交换部在一端部设有共同的入口集管，在另一端部设有个别的出口集管，所述一次流路与所述入口集管及所述出口集管连接，在与所述出口集管连接的所述一次流体流路设有所述流量调整阀。
[0024]因此，由于在与位于二次流体的流动方向下游侧的热交换部连接的一次流体流路上设有连接多个热交换部中在下游侧分支的一次流体的流量调整阀，因此能够高精确度调整向多个热交换部流动的一次流体的流量。
[0025]本发明的热交换器的特征在于，所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度的温度传感器，所述控制部在所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度差大于预先设定的规定温度差时，减小所述流量调整阀的开度。
[0026]因此，当在多个热交换部中流动的一次流体的温度差大于规定温度差时，减小流量调整阀的开度，所以在位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量减少。因此，二次流体对位于其流动方向的上游侧的热交换部带来的影响变少，能够抑制一次流体的过冷却或过热。
[0027]本发明的热交换器的特征在于，所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的入口侧的一次流体的流量的流量传感器，所述控制部在所述多个热交换部的入口侧的一次流体的流量小于预先设定的规定流量时，减小所述流量调整阀的开度。
[0028]因此，当在多个热交换部中流动的一次流体的流量小于规定流量时，减小流量调整阀的开度，所以在位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量减少。因此，二次流体对位于其流动方向的上游侧的热交换部带来的影响变少，能够抑制一次流体的过冷却或过热。
[0029]本发明的热交换器的特征在于，所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的入口侧的一次流体的压力的压力传感器，所述控制部在所述多个热交换部的入口侧的一次流体的压力大于预先设定的规定压力时，减小所述流量调整阀的开度。
[0030]因此，当在多个热交换部中流动的一次流体的压力小于规定压力时，减小流量调整阀的开度，所以在位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量减少。因此，二次流体对位于其流动方向的上游侧的热交换部带来的影响变少，能够抑制一次流体的过冷却或过热。
[0031]本发明的热交换器的特征在于，所述流量调整阀对应于所述多个热交换部而设有多个，所述控制部根据由所述状态检测传感器检测出的一次流体的状态来调整所述多个流量调整阀的开度，以使在所述多个热交换部中位于二次流体的流动方向的下游侧的所述热交换部中流动的一次流体的流量减少。
[0032]因此，通过调整在多个热交换部中流动的一次流体的流量，能够减小二次流体对各热交换部带来的影响，能够高精确度抑制一次流体的过冷却或过热。
[0033]并且，用于实现上述目的的本发明的热交换器的特征在于，具有:一次流体所流动的一次流路;在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路;多个热交换部，在一次流体与二次流体之间进行热交换;旁通流路，迂回所述多个热交换部中至少一个热交换部;流量调整阀，调整在所述旁通流路中流动的一次流体的流量;温度传感器，测量所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度;及控制部，根据由所述温度传感器检测出的一次流体的温度来调整所述流量调整阀的开度。
[0034]因此，由于根据热交换部的出口侧的一次流体的温度来调整流量调整阀的开度，因此迂回多个热交换部中至少一个热交换部的一次流体的流量得到调整。此时，一次流体迂回至少一个热交换部，因此通过了热交换部的一次流体即使其流量暂时减少，高温化或低温化也得到抑制。其结果，能够高精确度调整一次流体的温度，并且能够抑制一次流体的过热或过冷却。
[0035]本发明的热交换器的特征在于，所述多个热交换部具有串联连接的第I热交换部和第2热交换部，所述旁通流路的一端部与所述第I热交换部的入口连接，另一端部与所述第I热交换部和所述第2热交换部的连接部连接。
[0036]因此，通过旁通流路的一次流体被供给至第I热交换部与第2热交换部的连接部，从而在第I热交换部进行了热交换的一次流体与通过了旁通流路的一次流体混合，第2热交换部中的一次流体的高温化或低温化得到抑制，从而能够抑制一次流体的过热或过冷却。
[0037]本发明的热交换器的特征在于，所述第I热交换部与所述第2热交换部平行配置，在一端部配置有所述第I热交换部的入口部和所述第2热交换部的出口部，在另一端部配置有所述连接部。
[0038]因此，通过将第I热交换部与第2热交换部平行配置并构成为使一次流体有效地循环，能够将装置小型化。
[0039]本发明的热交换器的特征在于，所述连接部为供所述第I热交换部中的下游侧端部和所述第2热交换部中的上游侧端部连接的集管。
[0040]因此，通过将连接部设为集管，能够轻松地连接第I热交换部和第2热交换部，并且，能够使通过了热交换部的一次流体和通过了旁通流路的一次流体适当混合。
[0041]本发明的热交换器的特征在于，所述连接部为连接所述第I热交换部中的下游侧端部和所述第2热交换部中的上游侧端部的连接配管。
[0042]因此，通过将连接部设为连接配管，能够紧凑地连接第I热交换部和第2热交换部，从而能够简化结构。
[0043]本发明的热交换器的特征在于，所述流量调整阀设置于所述旁通流路。
[0044]因此，能够间化结构，并且能够降低制造成本。
[0045]本发明的热交换器的特征在于，所述流量调整阀为设置于所述一次流路与所述旁通流路的分支部的三通阀。
[0046]因此，能够高精确度调整向旁通流路流动的一次流体的流量。
[0047]发明效果
[0048]根据本发明的热交换器，由于根据一次流体的状态来调整在位于二次流体的流动方向的下游侧的热交换部中流动的一次流体的流量，因此即使一次流体的状态发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制一次流体的过冷却或过热。
[0049]并且，根据本发明的热交换器，设置在一次流体与二次流体之间进行热交换的多个热交换部，并且设置迂回多个热交换部中至少一个热交换部的旁通流路，并根据多个热交换部的出口侧的一次流体的温度来调整在旁通流路中流动的一次流体的流量，因此能够高精确度调整一次流体的温度，并且能够抑制一次流体的过热或过冷却。
【附图说明】
[0050]图1是表示燃气轮机的概略结构图。
[0051 ]图2是表示热交换装置的概略图。
[0052]图3是第I实施方式的热交换器的概略结构图。
[0053]图4是表示第I实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0054]图5是表示第I实施方式的热交换器的作用的概略图。
[0055]图6是第2实施方式的热交换器的概略结构图。
[0056]图7是表示第2实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0057]图8是第3实施方式的热交换器的概略结构图。
[0058]图9是表示第3实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0059]图10是第4实施方式的热交换器的概略结构图。
[0060]图11是表示燃气轮机的概略结构图。
[0061]图12是表示热交换装置的概略图。
[0062]图13是表示第5实施方式的热交换器的概略结构图。
[0063]图14是表示第5实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0064]图15是表示现有的热交换器的作用的概略图。
[0065]图16是表示第5实施方式的热交换器的作用的概略图。
[0066]图17是第6实施方式的热交换器的概略结构图。
[0067]图18是表示第6实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0068]图19是第7实施方式的热交换器的概略结构图。
【具体实施方式】
[0069]以下，参考附图对本发明所涉及的热交换器的优选实施方式进行详细说明。另外，本发明并不受该实施方式的限定，并且，有多个实施方式时，也包含将各实施方式组合而构成的实施方式。
[0070][第I实施方式]
[0071 ]图1是表示燃气轮机的概略结构图。
[0072]实施方式I中，如图1所示，燃气轮机10由压缩机11、燃烧器12及涡轮13构成。该燃气轮机10上连结有发电机14，能够进行发电。
[0073]压缩机11和涡轮13通过旋转轴21连接成能够一体旋转。压缩机11压缩从空气吸入管道22吸入的空气A。燃烧器12将从压缩机11通过压缩空气供给管道23供给的压缩空气Al和从气体燃料供给管道24供给的气体燃料L混合并进行燃烧。涡轮13利用从燃烧器12通过燃烧气体供给管道25供给的燃烧气体G进行旋转。
[0074]并且，燃气轮机10上设有在由压缩机11压缩的压缩空气Al的一部分压缩空气A2、从外部吸入的冷却空气AC及气体燃料L之间进行热交换的热交换装置26。该热交换装置26设置于气体燃料供给管道24、供给压缩空气A2的压缩空气分支管道27、以及冷却空气管道28集合的位置上。热交换装置26利用冷却空气AC冷却压缩空气A2，并且利用温度上升的加热空气AH加热气体燃料L。经冷却的压缩空气A2通过涡轮13的汽缸而被供给，作为冷却空气而冷却叶片等。
[0075]发电机14通过与压缩机11同轴上的旋转轴29连结成能够一体旋转，能够通过涡轮13的旋转进行发电。
[0076]图2是表示热交换装置的概略图。
[0077]如图2所示，热交换装置26在壳体31内配置有两个热交换器32、33。壳体31在下部设有空气吸入口 34，在空气吸入口 34设有吸入风扇35，而在上部设有空气排出口 36。
[0078]第I热交换器32在由压缩机11压缩的压缩空气A2与从外部吸入的冷却空气AC之间进行热交换。即，第I热交换器32利用常温的冷却空气AC冷却压缩空气A2。并且，第2热交换器33在冷却压缩空气A2而成为高温的加热空气AH与气体燃料L之间进行热交换。即，冷却空气AC通过冷却压缩空气A2而成为高温的加热空气AH，第2热交换器33利用该加热空气AH加热气体燃料L。
[0079]以下，对作为第I实施方式的热交换器的第I热交换器进行说明。图3是第I实施方式的热交换器的概略结构图。
[0080]如图3所示，第I实施方式的第I热交换器32具有作为一次流路的压缩空气分支管道27、作为二次流路的冷却空气管道28、多个(本实施方式中为两个)第I热交换部41及第2热交换部42、以及流量调整阀43。其中，一次流体为压缩空气A2，二次流体为冷却空气AC。[0081 ]压缩空气分支管道27和冷却空气管道28以大致正交的方式配置。并且，第I热交换部41及第2热交换部42沿压缩空气A2的流动方向并排设置，相对于第I热交换部41而言，第2热交换部42配置于压缩空气A2的流动方向的下游侧。
[0082]第I热交换部41及第2热交换部42设置于压缩空气分支管道27，是在压缩空气A2与冷却空气AC之间进行热交换的部件，其并列相邻设置，并且相互平行配置。第I热交换部41在一端部设有个别的入口集管51，第2热交换部42在一端部设有个别的入口集管52。并且，第I热交换部41及第2热交换部42在另一端部设有共同的出口集管53。压缩空气分支管道27分支成作为一次流体供给通道的第I分支流路54a和第2分支流路54b，第I分支流路54a与第I热交换部41中的入口集管51的喷嘴55连接，第2分支流路54b与第2热交换部42中的入口集管52的喷嘴56连接。并且，在压缩空气分支管道27设有作为一次流体排出通道的集合流路54c，其与出口集管53的喷嘴57连接。
[0083]流量调整阀43设置于第2分支流路54b，是调整在该第2分支流路54b中流动的压缩空气A2的流量的部件。
[0084]第I热交换器32通常将流量调整阀43的开度设为100% (全开)而运行。即，从压缩空气分支管道27经由第I分支流路54a及第2分支流路54b被供给至第I热交换部41和第2热交换部42的压缩空气A2的流量相等。压缩空气A2在第I热交换部41和第2热交换部42中流动时，通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却，并被排出。
[0085]若在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量减少，则减小流量调整阀43的开度。于是，经由第2分支流路54b被供给至第2热交换部42的压缩空气A2的流量减少，另一方面，经由第I分支流路54a被供给至第I热交换部41的压缩空气A2的流量相对增加。若第I热交换部41中的压缩空气A2的流量增加，则冷却空气AC与压缩空气A2进行热交换时，与第2热交换部42的热负荷相比，第I热交换部41的热负荷变高，过冷却得到抑制。
[0086]另外，第I热交换器32的结构并不限定于上述结构。图4是表示第I实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0087]如图4所示，表示第I实施方式的变形例的第I热交换器32A具有压缩空气分支管道
27、冷却空气管道28、第I热交换部41、第2热交换部42及流量调整阀43。
[0088]第I热交换部41及第2热交换部42在一端部设有共同的入口集管61。并且，第I热交换部41在另一端部设有个别的出口集管62，第2热交换部42在另一端部设有个别的出口集管63。压缩空气分支管道27设有作为一次流体供给通道的供给流路64a，其与入口集管61的喷嘴65连接。并且，压缩空气分支管道27分支成作为一次流体排出通道的第I分支流路64b和第2分支流路64c，第I分支流路64a与第I热交换部41的出口集管62的喷嘴66连接，第2分支流路64c与第2热交换部42的出口集管63的喷嘴67连接。
[0089]流量调整阀43设置于第2分支流路64c，是调整在该第2分支流路64c中流动的压缩空气A2的流量的部件。
[0090]第I热交换器32A通常将流量调整阀43的开度设为100% (全开)而运行。即，从压缩空气分支管道27经由供给流路64a被供给至第I热交换部41和第2热交换部42的压缩空气A2的流量相等。压缩空气A2在第I热交换部41和第2热交换部42中流动时，通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却，并被排出。
[0091]若在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量减少，则减小流量调整阀43的开度。于是，经由第2分支流路64c从第2热交换部42排出的压缩空气A2的流量减少，另一方面，经由第I分支流路64b从第I热交换部41排出的压缩空气A2的流量相对增加。若第I热交换部41中的压缩空气A2的流量增加，则冷却空气AC与压缩空气A2进行热交换时，与第2热交换部42的热负荷相比，第I热交换部41的热负荷变高，过冷却得到抑制。
[0092]在此，对第I热交换器32、32A的作用进行说明。是表示第I实施方式的热交换器的作用的概略图。
[0093]如图5所示，当流量调整阀43的开度为全开时，从各入口集管51、52被供给至各热交换部41、42的压缩空气A2的流量变相等。因此，此时，若冷却空气AC作用于各热交换部41、42，则如单点划线所示，在入口部Cl，大气温度Ta的冷却空气AC通过冷却压缩空气A2而温度上升，在出口部C3变为温度Tb而被排出。因此，压缩空气A2被冷却至规定温度。
[0094]另一方面，若在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量减少，则通过减小流量调整阀43的开度(例如，全闭)，使从入□集管52被供给至第2热交换部42的压缩空气A2的流量相对于从入口集管51被供给至第I热交换部41的压缩空气A2的流量而言增加。因此，此时，若冷却空气AC作用于各热交换部41、42，则如实线所示，在入口部Cl，大气温度Ta的冷却空气AC通过冷却压缩空气A2而温度上升，在第I热交换部41与第2热交换部42之间的C2处变为温度Tb而被排出。因此，压缩空气A2被冷却至规定温度。
[0095]即，通过将流量调整阀43设为全闭，在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的所有量被供给至第I热交换部41，因此在第I热交换部41中单位时间内流动的压缩空气A2的流量增加，压缩空气A2的流速变高。因此，压缩空气A2在通过第I热交换部41的期间利用冷却空气AC吸收很多热量，由此在第I热交换部41与第2热交换部42之间的C2处变为温度Tb。因此，第I热交换部41中的过冷却得到抑制。另一方面，第2热交换部42中没有压缩空气A2流动，但由于温度上升的压缩空气A2起作用，因此此处的过冷却也得到抑制。
[0096]如此，在第I实施方式的热交换器中，设有:作为一次流体的冷却空气AC所流动的作为一次流路的冷却空气管道28;作为二次流体的压缩空气A2所流动的作为二次流路的压缩空气分支管道27;作为多个热交换部的第I热交换部41及第2热交换部42，在冷却空气AC与压缩空气A2之间进行热交换，并且沿冷却空气AC的流动方向并排设置;及流量调整阀43，调整在多个热交换部41、42中位于冷却空气AC的流动方向的下游侧的第2热交换部42中流动的压缩空气A2的流量。
[0097]因此，在多个热交换部41、42中流动的压缩空气A2通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却。若在多个热交换部41、42中流动的压缩空气A2的流量发生变动，则根据压缩空气A2的流量来调整流量调整阀43的开度，所以在多个热交换部41、42中位于冷却空气AC的流动方向的下游侧的第2热交换部42中流动的压缩空气A2的流量得到调整。因此，冷却空气AC对各热交换部41、42带来的影响变少，高温化或低温化得到抑制。其结果，即使压缩空气A2的流量发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制压缩空气A2的过冷却。
[0098][第2实施方式]
[0099]图6是第2实施方式的热交换器的概略结构图，图7是表示第2实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同符号，并省略详细说明。
[0100]在第2实施方式中，如图6所示，第I热交换器32B具有压缩空气分支管道27、冷却空气管道28、第I热交换部41、第2热交换部42、流量调整阀43、作为状态检测传感器的第I温度传感器71及第2温度传感器72、以及控制部73。
[0101]第I温度传感器71及第2温度传感器72设置于出口集管53。第I温度传感器71检测从第I热交换部41排出至出口集管53的压缩空气A2的温度(状态)，并向控制部73输出。第2温度传感器72检测从第2热交换部42排出至出口集管53的压缩空气A2的温度(状态)，并向控制部73输出。控制部73根据由第I温度传感器71和第2温度传感器72检测出的压缩空气A2的温度来调整流量调整阀43的开度。即，当由各温度传感器71、72检测出的压缩空气A2的温度差大于预先设定的规定温度差时，控制部73减小流量调整阀43的开度。并且，以使由第I温度传感器71和第2温度传感器检测出的压缩空气A2的温度在规定温度差内的方式调整流量调整阀43的开度。
[0102]第I热交换器32B通常将流量调整阀43的开度设为100% (全开)而运行。即，从压缩空气分支管道27经由第I分支流路54a及第2分支流路54b被供给至第I热交换部41和第2热交换部42的压缩空气A2的流量相等。压缩空气A2在第I热交换部41和第2热交换部42中流动时，通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却，并被排出。
[0103]若从第I热交换部41排出的压缩空气A2的温度与从第2热交换部42排出的压缩空气A2的温度之间的偏差大于规定温度差，则控制部73判断为在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量已减少。此时，控制部73减小流量调整阀43的开度，并以使由第I温度传感器71和第2温度传感器检测出的压缩空气A2的温度在规定温度差内的方式调整流量调整阀43的开度。于是，经由第2分支流路54b被供给至第2热交换部42的压缩空气A2的流量减少，另一方面，经由第I分支流路54a被供给至第I热交换部41的压缩空气A2的流量相对增加。若第I热交换部41中的压缩空气A2的流量增加，则冷却空气AC与压缩空气A2进行热交换时，与第2热交换部42的热负荷相比，第I热交换部41的热负荷变高，过冷却得到抑制。
[0104]另外，第I热交换器32的结构并不限定于上述结构。如图7所示，在第I热交换器32C中，第I温度传感器71设置于与第I热交换部41中的出口集管62连接的第I分支流路64b，检测从第I热交换部41排出的压缩空气A2的温度，并向控制部73输出。第2温度传感器72设置于与第2热交换部42中的出口集管63连接的第2分支流路64c，检测从第2热交换部42排出的压缩空气A2的温度，并向控制部73输出。控制部73根据由第I温度传感器71及第2温度传感器72检测出的压缩空气A2的温度来调整流量调整阀43的开度。即，当由各温度传感器71、72检测出的压缩空气A2的温度差大于预先设定的规定温度差时，控制部73减小流量调整阀43的开度。并且，以由第I温度传感器71和第2温度传感器检测出的压缩空气A2的温度在规定温度差内的方式调整流量调整阀43的开度。
[0105]如此，在第2实施方式的热交换器中，设有:冷却空气AC所流动的冷却空气管道28;压缩空气A2所流动的压缩空气分支管道27;多个热交换部41、42，在冷却空气AC与压缩空气A2之间进行热交换，并且沿冷却空气AC的流动方向并排设置;流量调整阀43，调整在多个热交换部41、42中位于冷却空气AC的流动方向的下游侧的第2热交换部42中流动的压缩空气A2的流量;温度传感器71、72，检测压缩空气A2的温度;及控制部73，根据由温度传感器71、72检测出的压缩空气A2的温度来调整流量调整阀43的开度。
[0106]因此，在多个热交换部41、42中流动的压缩空气A2通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却。若在多个热交换部41、42中流动的压缩空气A2的温度发生变动，则根据压缩空气A2的温度来调整调整流量调整阀43的开度，所以在多个热交换部41、42中位于冷却空气AC的流动方向的下游侧的第2热交换部42中流动的压缩空气A2的流量得到调整。因此，冷却空气AC对各热交换部41、42带来的影响变少，高温化或低温化得到抑制。其结果，即使压缩空气A2的流量发生变动，也能够通过适当进行热交换来抑制压缩空气A2的过冷却。
[0107]第2实施方式的热交换器中，当多个热交换部41、42的出口侧的压缩空气A2的温度差大于预先设定的规定温度差时，控制部73减小流量调整阀43的开度，并以使压缩空气A2的温度差在规定温度差内的方式调整流量调整阀43的开度。若减小流量调整阀43的开度，则在位于冷却空气AC的流动方向的下游侧的第2热交换部42中流动的压缩空气A2的流量减少。因此，压缩空气A2对位于冷却空气AC的流动方向的上游侧的第I热交换部41带来的影响变少，能够抑制压缩空气A2的过冷却。
[0108]并且，由于压缩空气A2的过冷却得到抑制，因此较大的热负荷不会作用于热交换器41、42的构成部件(例如，传热管等)，无需增加板厚等而能够抑制制造成本的增加。并且，由于压缩空气A2的过冷却得到抑制，因此第2热交换器42中的排水(drain)的产生得到抑制，能够防止因该排水而生锈。
[0109]第I热交换器32B中，在与第2热交换部42的入口集管52连接的第2分支流路54b设有流量调整阀43。并且，第I热交换器32C中，在与第2热交换部42的出口集管63连接的第2分支流路64c设有流量调整阀43。因此，能够高精确度调整向多个热交换部41、42流动的压缩空气A2的流量。
[0110][第3实施方式]
[0111]图8是第3实施方式的热交换器的概略结构图，图9是表示第3实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同符号，并省略详细说明。
[0112]在第3实施方式中，如图8所示，第I热交换器32D具有压缩空气分支管道27、冷却空气管道28、第I热交换部41、第2热交换部42、流量调整阀43、作为状态检测传感器的流量传感器81及控制部73。
[0113]流量传感器81设置于压缩空气分支管道27。流量传感器81检测在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量(状态)，并向控制部73输出。控制部73根据由流量传感器81检测出的压缩空气A2的流量来调整流量调整阀43的开度。即，当由流量传感器81检测出的压缩空气A2的流量小于预先设定的规定流量时，控制部73减小流量调整阀43的开度。
[0114]第I热交换器32通常将流量调整阀43的开度设为100% (全开)而运行。即，从压缩空气分支管道27经由第I分支流路54a及第2分支流路54b被供给至第I热交换部41和第2热交换部42的压缩空气A2的流量相等。压缩空气A2在第I热交换部41和第2热交换部42中流动时，通过与冷却空气AC进行热交换而被冷却，并被排出。
[0115]若被供给至第I热交换部41的压缩空气A2的流量小于规定流量，则控制部73减小流量调整阀43的开度。于是，经由第2分支流路54b被供给至第2热交换部42的压缩空气A2的流量减少，另一方面，经由第I分支流路54a被供给至第I热交换部41的压缩空气A2的流量相对增加。若第I热交换部41中的压缩空气A2的流量增加，则冷却空气AC与压缩空气A2进行热交换时，与第2热交换部42的热负荷相比，第I热交换部41的热负荷变高，过冷却得到抑制。
[0116]另外，第I热交换器32D的结构并不限定于上述结构。如图9所示，在第I热交换器32E中，流量传感器81设置于压缩空气分支管道27，检测被供给至各热交换部41、42的压缩空气A2的流量，并向控制部73输出。控制部73根据由流量传感器81检测出的压缩空气A2的温度来调整流量调整阀43的开度。即，当流量传感器81检测出的压缩空气A2的流量小于预先设定的规定流量时，控制部73减小流量调整阀43的开度。
[0117]如此，在第3实施方式的热交换器中，设有:流量传感器81，检测压缩空气A2的流量;及控制部73，当由流量传感器81检测出的压缩空气A2的流量小于预先设定的规定流量时，减小流量调整阀43的开度。
[0118]因此，当在多个热交换部41、42中流动的压缩空气A2的流量小于规定流量时，减小流量调整阀43的开度，所以在第2热交换部42中流动的二次流体的流量减少。因此，冷却空气AC对第I热交换部41带来的影响变少，能够抑制压缩空气A2的过冷却。
[0119]另外，该第3实施方式中，在压缩空气分支管道27设置流量传感器81来检测在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量(状态)，但并不限定于该结构。例如，也可以在压缩空气分支管道27设置压力传感器来检测在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的压力(状态)。并且，当由压力传感器检测出的在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的压力大于预先设定的规定压力时，控制部73减小流量调整阀43的开度。该情况下，也能够抑制压缩空气A2的过冷却。
[0120][第4实施方式]
[0121]图10是第4实施方式的热交换器的概略结构图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同符号，并省略详细说明。
[0122]在第4实施方式中，如图10所示，第I热交换器90具有压缩空气分支管道27、冷却空气管道28、4个热交换部91、92、93、94、流量调整阀95、96、97、98、流量传感器(状态检测传感器)99及控制部100。
[0123]第I热交换部91在一端部设有入口集管101，第2热交换部92在一端部设有入口集管102，第3热交换部93在一端部设有入口集管103，第4热交换部94在一端部设有入口集管104，各热交换器91、92、93、94在另一端部设有出口集管105。压缩空气分支管道27分支成作为一次流体供给通道的第I分支流路105a、第2分支流路105b、第3分支流路105c及第4分支流路105d，其分别与入口集管101、102、103、104连接。并且，在压缩空气分支管道27设有作为一次流体排出通道的集合流路105e，其与出口集管105连接。
[0124]流量调整阀95、96、97、98设置于各分支流路105a、105b、105c、105d，是调整在该第2分支流路105a、105b、105c、105d中流动的压缩空气A2的流量的部件。流量传感器99设置于压缩空气分支管道27，检测在压缩空气分支管道27中流动的压缩空气A2的流量(状态)，并向控制部100输出。控制部100根据由流量传感器99检测出的压缩空气A2的流量来调整流量调整阀95、96、97、98的开度。即，当由流量传感器99检测出的压缩空气A2的流量小于预先设定的规定流量时，控制部100减小流量调整阀95、96、97、98的开度。
[0125]若被供给至第I热交换部91的压缩空气A2的流量小于规定流量，则控制部100调整流量调整阀95、96、97、98的开度，并以越靠冷却空气AC的流动方向的下游侧的热交换部91、92、93、94，流量越变少的方式进行调整。因此，冷却空气AC与压缩空气A2进行热交换时，越靠第I热交换部91侧，热负荷越高，过冷却得到抑制。
[0126]另外，该第4实施方式中，适用了流量传感器99作为状态检测器，但也可以是温度传感器或压力传感器。
[0127]如此，在第4实施方式的热交换器中，流量调整阀95、96、97、98对应于多个热交换部91、92、93、94而设有多个，控制部100根据由流量传感器99检测出的压缩空气A2的流量来调整在各热交换部91、92、93、94中流动的压缩空气々2的流量。
[0128]因此，通过调整在多个热交换部91、92、93、94中流动的压缩空气六2的流量，减小冷却空气AC对各热交换部91、92、93、94带来的影响，能够高精确度抑制压缩空气A2的过冷却。
[0129]另外，上述实施方式中，由直管的传热管构成了各热交换部41、42、91、92、93、94，但也可以由呈U字形状的传热管来构成。
[0130]并且，上述实施方式中，将本发明的热交换器适用于燃气轮机10，并设为利用冷却空气(一次流体)AC来加热压缩空气(二次流体)A2，但并不限定于该结构。即，本发明的热交换器也可以适用于燃气轮机10中的其他部分或燃气轮机10以外的领域(例如，锅炉等)。
[0131]并且，上述实施方式中，设为利用一次流体来冷却二次流体的热交换器，但也可以设为利用一次流体来加热二次流体的热交换器，此时，能够抑制由热交换器引起的过热。
[0132][第5实施方式]
[0133]图11是表示燃气轮机的概略结构图。
[0134]在第5实施方式中，如图11所示，燃气轮机10由压缩机11、燃烧器12和涡轮13构成。该燃气轮机10上连结有发电机14，能够进行发电。
[0135]压缩机11和涡轮13通过旋转轴121连结成能够一体旋转。压缩机11压缩从空气吸入管道122吸入的空气A。燃烧器12将从压缩机11通过压缩空气供给管道123供给的压缩空气Al和从气体燃料供给管道124供给的气体燃料L混合并进行燃烧。涡轮13利用从燃烧器12通过燃烧气体供给管道125供给的燃烧气体G进行旋转。
[0136]并且，燃气轮机10设有在由压缩机11压缩的压缩空气Al的一部分压缩空气A2、从外部吸入的冷却空气AC及气体燃料L之间进行热交换的热交换装置126。该热交换装置126设置于气体燃料供给管道124、供给压缩空气A2的压缩空气分支管道127及冷却空气管道128集合的位置上。热交换装置126利用冷却空气AC冷却压缩空气A2，并且利用温度上升的加热空气AH加热气体燃料L。经冷却的压缩空气A2通过涡轮13的汽缸而被供给，作为冷却空气而冷却叶片等。
[0137]发电机14通过与压缩机11同轴上的旋转轴129连结成能够一体旋转，能够通过涡轮13的旋转进行发电。
[0138]图12是表示热交换装置的概略图。
[0139]如图12所示，热交换装置126在壳体131内配置有两个热交换器1312、133。壳体131在下部设有空气吸入口 134，在空气吸入口 134没有吸入风扇135，另一方面，在上部设有空气排出口 136。
[0140]第I热交换器132在由压缩机11压缩的压缩空气A2与从外部吸入的冷却空气AC之间进行热交换。即，第I热交换器132利用常温的冷却空气AC冷却压缩空气A2。并且，第2热交换器133在冷却压缩空气A2而变为高温的加热空气AH与气体燃料L之间进行热交换。即，冷却空气AC通过冷却压缩空气A2而变为高温的加热空气AH，第2热交换器133利用该加热空气AH加热气体燃料L。
[0141]以下，对作为第5实施方式的热交换器的第2热交换器进行说明。图13是第5实施方式的热交换器的概略结构图。
[0142]如图13所示，第5实施方式的第2热交换器133具有作为一次流路的气体燃料供给管道124、作为二次流路的冷却空气管道128、作为多个(本实施方式中为两个)热交换部的第I热交换部141及作为热交换部的第2热交换部142、旁通流路143、流量调整阀144、温度传感器145及控制部146。其中，一次流体为气体燃料L，二次流体为加热空气AH。
[0143]第I热交换部141及第2热交换部142设置于气体燃料供给管道124，是在气体燃料L与加热空气AH之间进行热交换的部件，其串联连接，并且相互平行配置。第I热交换部141在一端部设有入口集管151，在入口集管151的喷嘴152连接有气体燃料供给管道124的上游侧端部。第2热交换部142在一端部设有出口集管153，在出口集管153的喷嘴154连接有气体燃料供给管道124的下游侧端部。并且，第I热交换部141的另一端部和第2热交换部142的另一端部通过连接集管155连接。另外，第I热交换部141及第2热交换部142由传热管组构成，该传热管组由多个传热管构成，各传热管的端部被支承于集管151、1513155的管板所支承。
[0144]旁通流路143是迂回第I热交换部141及第2热交换部142中的第I热交换部141的部件。该旁通流路143的基端部与比第I热交换部141更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接集管155的喷嘴156连接。流量调整阀144设置于旁通流路143，是调整在该旁通流路143中流动的气体燃料L的流量的部件。
[0145]温度传感器145设置于第2热交换部142的出口侧的气体燃料供给管道124，测量气体燃料L的温度，并向控制部146输出。控制部146是根据由温度传感器145测量的气体燃料L的温度来调整流量调整阀144的开度的部件。控制部146以使气体燃料L的温度落入预先设定的规定温度区域的方式调整流量调整阀144的开度。即，若气体燃料L的温度高于规定温度区域，则控制部146加大流量调整阀144的开度，若气体燃料L的温度低于规定温度区域，则减小流量调整阀144的开度。
[0146]第2热交换器133通常将流量调整阀144的开度设为0(全闭)而运行。气体燃料L在气体燃料供给管道124中流动，被供给至第I热交换部141并流动，通过连接集管155被供给至第2热交换部142并流动。并且，气体燃料L通过与加热空气AH进行热交换而被加热，并被排出。
[0147]控制部146以使气体燃料L的温度落入规定温度区域的方式调整流量调整阀144的开度。例如，若因气温的上升而冷却空气AC的温度升高，则加热空气AH的温度也升高，第I热交换部141及第2热交换部142中的热交换量(气体燃料L的热吸收量)增加，导致气体燃料L的温度超过规定温度区域。此时，若气体燃料L的温度高于规定温度区域，则控制部146加大流量调整阀144的开度。于是，气体燃料L与流量调整阀144的开度相对应地，一部分从气体燃料供给管道124向旁通流路143流动，从连接集管155被供给至第2热交换部142。即，一部分气体燃料L迂回第I热交换部141而直接被供给至第2热交换部142。因此，在连接集管155中，迂回第I热交换部141的低温的气体燃料L与由第I热交换部141加热的高温的气体燃料L混合，因此在第2热交换部142中流动的气体燃料L的温度下降。其结果，从第2热交换部142排出的气体燃料L的温度下降，落入规定温度区域内。
[0148]另外，第2热交换器133的结构并不限定于上述结构。图14是表示第5实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。
[0149]如图14所示，第2热交换器133A具有气体燃料供给管道124、冷却空气管道128、第I热交换部141及第2热交换部142、旁通流路143、流量调整阀147、温度传感器145及控制部146。
[0150]旁通流路143是迂回第I热交换部141的部件，基端部与比第I热交换部141更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接集管155的喷嘴156连接。流量调整阀147为设置于气体燃料供给管道124与旁通流路143的分支部的三通阀。流量调整阀(三通阀)147是对于气体燃料供给管道124调整第I热交换部141侧的开度和旁通流路侧的开度的部件，调整向旁通流路143侧流动的气体燃料L的流量。
[0151]在此，关于第2热交换装置133、133A的作用，与现有的热交换装置比较而进行说明。图15是表示现有的热交换器的作用的概略图，图16是表示第5实施方式的热交换器的作用的概略图。
[0152]如图15所示，现有的热交换器001设置于气体燃料供给流路002，在气体燃料供给流路002上设有迂回热交换器001的旁通流路003，在该旁通流路003设有流量调整阀004。若将流量调整阀004仅开放规定开度，则气体燃料在位置tl上从气体燃料供给流路002流入到热交换器001而被加热，从而温度上升。另一方面，向旁通流路003流动的一部分气体燃料没有被加热，温度不会上升。并且，在位置t2上，气体燃料从热交换器001被排出，在位置t3上，高温的气体燃料与通过了旁通流路003的低温的气体燃料混合，从而温度下降而变为规定温度。以往，向热交换器001流动的气体燃料的流量减少，因此该气体燃料的热负荷增加，在热交换器001的出口超过上限温度ta。
[0153]另一方面，如图16所示，本实施方式的第2热交换器133具有第I热交换部141及第2热交换部142，旁通流路143与第I热交换部141和第2热交换部142的连接部连接。因此，若将流量调整阀144仅开放规定开度，则气体燃料在位置tl上从气体燃料供给流路143流入到第I热交换部141而被加热，从而温度上升。另一方面，向旁通流路143流动的一部分气体燃料没有被加热，温度不会上升。并且，在位置t2上被加热的气体燃料从第I热交换部141向第2热交换部142流动，并且通过了旁通流路143的低温的气体燃料向第2热交换部142流动。在此，高温的气体燃料与低温的气体燃料混合，从而温度下降。之后，所有气体燃料由第2热交换部142加热而温度上升，从而在位置t3上变为规定温度。本实施方式中，使低温的气体燃料返回到热交换部141、142的连接部，因此可防止在第2热交换器133的出口超过上限温度
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[0154]如此，在第5实施方式的热交换器中，设有:作为一次流体的气体燃料L所流动的气体燃料供给管道124;作为二次流体的加热空气AH所流动的冷却空气管道128;第I热交换部141及第2热交换部142，在气体燃料L与加热空气AH之间进行热交换;旁通流路143，迂回第I热交换部141;流量调整阀144，调整在旁通流路143中流动的气体燃料L的流量;温度传感器145，测量热交换部142的出口侧的气体燃料L的温度;及控制部146，根据由温度传感器145检测出的气体燃料L的温度来调整流量调整阀144的开度。
[0155]因此，由于根据第2热交换部142的出口侧的气体燃料L的温度来调整流量调整阀144的开度，所以迂回第I热交换部141的气体燃料L的流量得到调整。此时，由于一部分气体燃料L仅迂回第I热交换部141，因此通过第I热交换部141的气体燃料LS卩使其流量暂时减少，也可抑制极度的高温化。其结果，第I实施方式的热交换器中，能够高精确度调整气体燃料L的温度，并且能够抑制气体燃料L的过热。
[0156]并且，由于气体燃料L的过热得到抑制，因此较大的热负荷不会作用于热交换器142的构成部件(例如，传热管等)，无需增加板厚等而能够抑制制造成本增加。并且，由于气体燃料L的过热得到抑制，因此不会生成副产物(例如，硫化铁:FeS )，能够防止因该副产物而产生的对热交换器133、133A的坏影响。
[0157]第5实施方式的热交换器中，将第I热交换部141和第2热交换部142串联连接，将旁通流路143的一端部与第I热交换部141的入口侧连接，并将另一端部与第I热交换部141和第2热交换部142的连接集管155连接。因此，通过旁通流路143的气体燃料L被供给至连接集管155，由此由第I热交换部141加热的气体燃料L与通过了旁通流路143的低温的气体燃料L混合，第2热交换部142中的气体燃料L的高温化得到抑制，从而能够抑制气体燃料L的过热。
[0158]第5实施方式的热交换器中，第I热交换部141和第2热交换部142平行配置，在一端部配置有第I热交换部141的入口集管151和第2热交换部142的出口集管153，在另一端部配置有连接集管155。因此，通过平行配置第I热交换部141和第2热交换部142并构成为使气体燃料L有效地循环，能够将装置小型化。
[0159]第5实施方式的热交换器中，通过连接集管155连接第I热交换部141中的下游侧端部和第2热交换部142中的上游侧端部。因此，通过将连接部设为连接集管155，能够轻松地连接第I热交换部141和第2热交换部142，并且能够使通过了热交换部141的气体燃料L与通过了旁通流路143的气体燃料L适当混合。
[0160]第5实施方式的热交换器中，将流量调整阀144设置于旁通流路143。因此，能够简化结构，并且能够降低制造成本。
[0161]第5实施方式的热交换器中，将流量调整阀147作为设置于气体燃料供给管道124与旁通流路143的分支部的三通阀。因此，能够高精确度调整向旁通流路143流动的气体燃料L的流量。
[0162][第6实施方式]
[0163]图17是第6实施方式的热交换器的概略结构图，图18是表示第6实施方式的变形例的热交换器的概略结构图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同符号，并省略详细说明。
[0164]在第6实施方式中，如图17所示，第2热交换器133B具有气体燃料供给管道124、冷却空气管道128、第I热交换部141及第2热交换部142、旁通流路143、流量调整阀144、温度传感器145、以及控制部146。
[0165]第I热交换部141及第2热交换部142设置于气体燃料供给管道124，是在气体燃料L与加热空气AH之间进行热交换的部件，其串联连接，并且相互平行配置。第I热交换部141在一端部设有入口集管151，在入口集管151的喷嘴152连接有气体燃料供给管道124的上游侧端部。第2热交换部142在一端部设有出口集管153，在出口集管153的喷嘴154连接有气体燃料供给管道124的下游侧端部。并且，第I热交换部141在另一端部设有出口集管157，第2热交换部142在另一端部连接有入口集管158。并且，第I热交换部141的出口集管157和第2热交换部142的入口集管158通过作为连接部的连接配管159连接。
[0166]旁通流路143是迂回多个热交换部141、142中一个热交换部141的部件。该旁通流路143的基端部与比第I热交换部141更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接配管159连接。流量调整阀144设置于旁通流路143，是调整在该旁通流路143中流动的气体燃料L的流量的部件。
[0167]温度传感器145没置于第2热交换部142的出口侧的气体燃料供给管道124，测量气体燃料L的温度，并向控制部146输出。控制部146是根据由温度传感器145测量的气体燃料L的温度来调整流量调整阀144的开度的部件。控制部146以使气体燃料L的温度落入预先设定的规定温度区域的方式调整流量调整阀144的开度。
[0168]第2热交换装置133B的结构并不限定于上述结构。如图18所示，第2热交换器133C具有气体燃料供给管道124、冷却空气管道128、第I热交换部141及第2热交换部142、旁通流路143、流量调整阀147、温度传感器145、以及控制部146。
[0169]旁通流路143是迂回第I热交换部141的部件，基端部与比第I热交换部141更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接配管159连接。流量调整阀147为设置于气体燃料供给管道124与旁通流路143的分支部的三通阀。流量调整阀(三通阀)147是对气体燃料供给管道124调整第I热交换部141侧的开度和旁通流路143侧的开度的部件，调整向旁通流路143侧流动的气体燃料L的流量。
[0170]另外，第2热交换器133B、133C的作用与前述第5实施方式几乎相同，因此在此省略说明。
[0171]如此，在第6实施方式的热交换器中，通过作为连接部的连接配管159连接第I热交换部141的出口集管157和第2热交换部142的入口集管158。因此，通过将连接部设为连接配管159，能够紧凑地连接第I热交换部141和第2热交换部142，从而能够简化结构。
[0172][第7实施方式]
[0173]图19是第7实施方式的热交换器的概略结构图。另外，对具有与上述实施方式相同的功能的部件标注相同符号，并省略详细说明。
[0174]在第7实施方式中，如图19所示，第2热交换器160具有气体燃料供给管道124、冷却空气管道128、第I热交换部161、第2热交换部162、第3热交换部163、旁通流路1614165、流量调整阀166、167、温度传感器168及控制部169。
[0175]热交换部161、1612163设置于气体燃料供给管道124，是在气体燃料L与加热空气AH之间进行热交换的部件，其串联连接，并且相互平行配置。第I热交换部161在一端部设有入口集管171，在入口集管171的喷嘴172连接有气体燃料供给管道124的上游侧端部。并且，第I热交换部161在另一端部设有出口集管173。第2热交换部162在另一端部设有入口集管174，在一端部设有出口集管175。第3热交换部163在一端部设有入口集管176，在另一端部设有出口集管177，在出口集管177的喷嘴178连接有气体燃料供给管道124的下游侧端部。
[0176]并且，第I热交换部161的出口集管173和第2热交换部162的入口集管174通过连接配管179连接。并且，第2热交换部162的出口集管175和第3热交换部163的入口集管176通过连接配管180连接。
[0177]第I旁通流路164是迂回第I热交换部161的部件，第2旁通流路165是迂回第I热交换部161及第2热交换部162的部件。第I旁通流路164的基端部与比第I热交换部161更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接配管179连接。第2旁通流路165的基端部与比第I热交换部161更靠上游侧的气体燃料供给管道124连接，前端部与连接配管180连接。第I流量调整阀166设置于第I旁通流路164，是调整在该第I旁通流路164中流动的气体燃料L的流量的部件。第2流量调整阀167设置于第2旁通流路165，是调整在该第2旁通流路165中流动的气体燃料L的流量的部件。
[0178]温度传感器168设置于第3热交换部163的出口侧的气体燃料供给管道124，测量气体燃料L的温度，并向控制部169输出。控制部169是根据由温度传感器168测量的气体燃料L的温度来调整流量调整阀166、167的开度的部件。控制部169以使气体燃料L的温度落入预先设定的规定温度区域的方式调整流量调整阀166、167的开度。即，若气体燃料L的温度高于规定温度区域，则控制部169加大流量调整阀166、167的开度，若气体燃料L的温度低于规定温度区域，则减小流量调整阀166、167的开度。
[0179]第2热交换器160通常将流量调整阀166、167的开度设为0(全闭)而运行。气体燃料L在气体燃料供给管道124中流动，当在各热交换部161、1612163中流动时，气体燃料L通过与加热空气AH进行热交换而被加热。
[0180]控制部169以使气体燃料L的温度落入规定温度区域的方式调整流量调整阀166、167的开度。例如，若因气温的上升而冷却空气AC的温度变高，则加热空气AH的温度也变高，各热交换部161、1612163中的热交换量(气体燃料L的热吸收量)增加，导致气体燃料L的温度超过规定温度区域。此时，若气体燃料L的温度高于规定温度区域，则控制部169首先加大第2流量调整阀167的开度。于是，气体燃料L与第2流量调整阀167的开度相对应地，一部分从气体燃料供给管道124通过旁通流路165被供给至第3热交换部163。即，一部分气体燃料L迂回第I热交换部161及第2热交换部162而直接被供给至第3热交换部163。因此，在连接配管180中，迂回了第I热交换部161及第2热交换部162的低温的气体燃料L与由第I热交换部161及第2热交换部162加热的高温的气体燃料L混合，因此在第3热交换部163中流动的气体燃料L的温度下降。其结果，从第3热交换部163排出的气体燃料L的温度下降，变为低于规定温度区域。
[0181]并且，即使加大第2流量调整阀167的开度，气体燃料L的温度也没有充分下降时，控制部169接着加大第I流量调整阀166的开度。此时，可以关闭第2流量调整阀167。于是，气体燃料L与第I流量调整阀166的开度相对应地，一部分从气体燃料供给管道124通过旁通流路164被供给至第2热交换部162。即，一部分气体燃料L迂回第I热交换部161直接被供给至第2热交换部162。因此，在连接配管179中，迂回了第I热交换部161的低温的气体燃料L与由第I热交换部161加热的高温的气体燃料L混合，因此在第2热交换部162中流动的气体燃料L的温度下降。其结果，从第2热交换部162排出的气体燃料L的温度下降，落入规定温度区域内。
[0182]如此，在第7实施方式的热交换器中，设有;气体燃料供给管道124;冷却空气管道128;各热交换部161、1612163，在气体燃料L与加热空气AH之间进行热交换；第I旁通流路164，迂回第I热交换部161;第2旁通流路165，迂回第I热交换部161及第2热交换部162;流量调整阀166、167，调整在旁通流路1614165中流动的气体燃料L的流量;温度传感器168，测量第3热交换部163的出口侧的气体燃料L的温度;及控制部169，根据由温度传感器168检测出的气体燃料L的温度来调整流量调整阀166、167的开度。
[0183]因此，由于根据配置于最下游侧的第3热交换部163的出口侧的气体燃料L的温度来调整流量调整阀166、167的开度，因此迂回各热交换部161、162的气体燃料L的流量得到调整。此时，由于一部分气体燃料L仅迂回第I热交换部161或各热交换部161、162，因此通过各热交换部162、163或第3热交换部163的气体燃料L即使其流量暂时减少，也可抑制极度的高温化。其结果，第7实施方式的热交换器中，能够高精确度调整气体燃料L的温度，并且能够抑制气体燃料L的过热。
[0184]另外，上述实施方式中，设置了两个热交换部141、142或3个热交换部161、1612163，热交换部的个数只要是多个即可，可以设置3个以上的热交换部。并且，此时，设为旁通流路1413164迂回第I热交换部141、161，旁通流路165迂回第I热交换部161、第2热交换部162的结构，但并不限定于该结构。例如，可以设为使旁通流路仅迂回第2热交换部162或者旁通流路仅迂回第3热交换部163。
[0185]并且，上述实施方式中，由直管的传热管构成了各热交换部141、142、161、162、163，但也可以由呈U字形状的传热管来构成。
[0186]并且，上述实施方式中，将本发明的热交换器适用于燃气轮机10，并设为利用加热空气(二次流体)AH加热气体燃料(一次流体)L，但并不限定于该结构。即，本发明的热交换器还可以适用于燃气轮机10中的其他部分或燃气轮机10以外的领域(例如，锅炉等)。
[0187]并且，上述实施方式中，设为利用一次流体来加热二次流体的热交换器，但也可以设为利用二次流体来冷却一次流体的热交换器，此时，能够抑制由热交换器引起的过冷却。
[0188]符号说明
[0189]10-燃气轮机，11-压缩机，12-燃烧器，13-涡轮，14-发电机，24-气体燃料供给管道，26-热交换装置，27-压缩空气分支管道(一次流路)，28_冷却空气管道(二次流路)，32、32A、32B、32C、32D、32E、90-第I热交换器，33-第2热交换器(热交换器)，41、91_第I热交换部，42、92_第2热交换部，43、95、96、97、98_流量调整阀，71、72-温度传感器(状态量检测传感器)，73、100-控制部，81、99-流量传感器(状态量检测传感器)，AC-冷却空气(二次流体)，A2-压缩空气(一次流体)，124-气体燃料供给管道(一次流路)，126-热交换装置，127-压缩空气分支管道，128-冷却空气管道(二次流路)，132-第I热交换器，133、133A、133B、133C、160-第2热交换器(热交换器)，141、161-第I热交换部，142、162-第2热交换部，143、164、165-旁通流路，144、166、167-流量调整阀，145、168-温度传感器，146、169-控制部，151、158、171、174、176-入口集管，153、157、173、175、177-出口集管，155-连接集管(连接部)，159-连接配管(连接部)，163-第3热交换部，AC-冷却空气，AH-加热空气(二次流体)，L-气体燃料(一次流体)。
【主权项】
1.一种热交换器，其特征在于，具有: 一次流体所流动的一次流路； 在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路； 多个热交换部，在一次流体与二次流体之间进行热交换，并且沿一次流体的流动方向并排设置;及 流量调整阀，调整向所述多个热交换部流动的一次流体的流量。2.一种热交换器，其特征在于，具有: 一次流体所流动的一次流路； 在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路； 多个热交换部，在一次流体与二次流体之间进行热交换，并且沿一次流体的流动方向并排设置； 流量调整阀，调整向所述多个热交换部流动的一次流体的流量； 状态检测传感器，检测一次流体的状态;及 控制部，根据由所述状态检测传感器检测出的一次流体的状态来调整所述流量调整阀的开度。3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于， 所述多个热交换部在一端部设有个别的入口集管，在另一端部设有共同的出口集管，所述一次流路与所述入口集管及所述出口集管连接，在与所述入口集管连接的所述一次流体流路设有所述流量调整阀。4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于， 所述多个热交换部在一端部设有共同的入口集管，在另一端部设有个别的出口集管，所述一次流路与所述入口集管及所述出口集管连接，在与所述出口集管连接的所述一次流体流路设有所述流量调整阀。5.根据权利要求2至4中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度的温度传感器，所述控制部在所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度差大于预先设定的规定温度差时，减小所述流量调整阀的开度。6.根据权利要求2至4中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的入口侧的一次流体的流量的流量传感器，所述控制部在所述多个热交换部的入口侧的一次流体的流量小于预先设定的规定流量时，减小所述流量调整阀的开度。7.根据权利要求2至4中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述状态检测传感器为检测所述多个热交换部的入口侧的一次流体的压力的压力传感器，所述控制部在所述多个热交换部的入口侧的一次流体的压力大于预先设定的规定压力时，减小所述流量调整阀的开度。8.根据权利要求2至7中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述流量调整阀对应于所述多个热交换部而设有多个，所述控制部根据由所述状态检测传感器检测出的一次流体的状态来调整所述多个流量调整阀的开度，以使向所述多个热交换部流动的一次流体的流量减少。9.一种热交换器，其特征在于，具有: 一次流体所流动的一次流路； 在所述一次流路内二次流体所流动的二次流路； 多个热交换部，在一次流体与二次流体之间进行热交换； 旁通流路，迂回所述多个热交换部中至少一个热交换部； 流量调整阀，调整在所述旁通流路中流动的一次流体的流量； 温度传感器，测量所述多个热交换部的出口侧的一次流体的温度;及 控制部，根据由所述温度传感器检测出的一次流体的温度来调整所述流量调整阀的开度。10.根据权利要求9所述的热交换器，其特征在于， 所述多个热交换部具有串联连接的第I热交换部和第2热交换部，所述旁通流路的一端部与所述第I热交换部的入口连接，另一端部与所述第I热交换部和所述第2热交换部的连接部连接。11.根据权利要求10所述的热交换器，其特征在于， 所述第I热交换部和所述第2热交换部平行配置，在一端部配置有所述第I热交换部的入口部和所述第2热交换部的出口部，在另一端部配置有所述连接部。12.根据权利要求10或11所述的热交换器，其特征在于， 所述连接部为供所述第I热交换部中的下游侧端部和所述第2热交换部中的上游侧端部连接的集管。13.根据权利要求10或11所述的热交换器，其特征在于， 所述连接部为连接所述第I热交换部中的下游侧端部和所述第2热交换部中的上游侧端部的连接配管。14.根据权利要求9至13中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述流量调整阀设置于所述旁通流路。15.根据权利要求9至13中任一项所述的热交换器，其特征在于， 所述流量调整阀为设置于所述一次流路与所述旁通流路的分支部的三通阀。
【文档编号】F28F9/02GK105899907SQ201580004366
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月20日
【发明人】北口佳范
【申请人】三菱日立电力系统株式会社