专利名称：：带有凹陷的齿的翅片管结构的制作方法
技术领域：
：本发明涉及涡轮机械。更具体地，本发明涉及在联合循环动力设备中的排气的热量传导。
背景技术：
：在联合循环动力设备(CCPP)，或联合循环燃气轮机(CCGT)中，发电机，典型地，燃气轮机的输出，用于发电。由于燃气轮机产生没有在发电机中利用的额外的热量，热回收蒸汽发生器(HRSG)用于从燃气轮机传导额外的热量至蒸汽轮机，在此，发出额外的电，因此提高了CCPP的总体发电效率。包含流体，例如水的管道位于燃气轮机的排气通道中以将额外的热量转换为蒸汽轮机可用的能量。典型地，管道或翅片管具有多个从翅片管延伸以增加翅片管的热量传导能力的多个翅片。进一步地，翅片经常是齿状的以增加翅片的表面积并增加翅片管的热量传导能力。流体被蒸发为蒸汽，蒸汽驱动蒸汽轮机。具有改进的热量传导系数以改进HRSG的性能和/或减少HRSG的成本的翅片管将在本领域被广泛接受。
发明内容根据本发明的一个方面，用于涡轮机排气的热能传导的翅片管包括在涡轮机的排气流中可用的管和从管的外表面延伸的多个翅片。各翅片包括多个邻近的被齿分开的翅片段。多个翅片段的至少一个翅片辜史包括至少一个在其上的凹陷。此至少一个凹陷增加流此至少一个翅片段的排气的湍流并增加此至少一个翅片段的表面积，从而增加翅片管的热能传导能力。根据本发明的另一方面，联合循环动力设备包括燃气轮机、蒸汽轮机和多个设置在燃气轮机的排气流中的翅片管。多个翅片管与蒸汽轮机流通连接并能够将热能从排气流传导至设置在多个翅片管中的流体，从而产生蒸汽以驱动蒸汽轮机。多个翅片管的各翅片管包括管和多个从管的外表面延伸的翅片。多个翅片的各翅片包括多个邻近的被齿分开的翅片段。多个翅片段的至少一个翅片段包括至少一个在其上的凹陷。此至少一个凹陷增加流过此至少一个翅片l殳的4非气的湍流并增加此至少一个翅片段的表面积，从而增加多个翅片管的热能传导能力。根据本发明的又一方面，用于操作联合循环动力设备的方法包括通过燃气轮机的操作向主发电机提供动力和使燃气轮机的排气流过多个设置在燃气轮机的排气通道中的翅片管。多个翅片管的各翅片管包括管和多个从管的外表面延伸的翅片。多个翅片的各翅片包括多个邻近的被齿分开的翅片段。多个翅片段的至少一个翅片段包括至少一个在其上的凹陷。此至少一个凹陷增加流过此至少一个翅片|殳的排气的湍流并增加此至少一个翅片段的表面积，从而增加多个翅片管的热能传导能力。此方法还包括使包含在多个翅片管中的一定量的流体蒸发为蒸汽，通过蒸汽来驱动蒸汽轮机和通过蒸汽轮机的才喿作向副发电机提供动力。通过下面的说明并结合附图，这些和其它优点和特征将更清楚。本发明的主旨在说明书结论中的权利要求中被特别地指出并明确地要求保护。通过下文中结合附图的对本发明的详细描述，可以清楚本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中图1是联合循环动力设备的示意图；图2是翅片管的实施例的横截面图；图3是翅片管的实施例的平面图；图4是图2或图3的翅片管的横截面图；和图5是图2或图3的翅片管的备选的横截面图。经由参考附图的示例，具体介绍说明了本发明的实施例，以及优点和特征。部件列表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具体实施例方式图1显示了联合循环动力设备(CCPP)IO的示意图。CCPP10包括燃气轮机12。燃气轮机12包括压缩机14,压缩机14压缩空气并输送压缩空气到至少一个燃烧器16,在此，压缩空气与燃料混合并^L点燃。燃烧过程的热的气体产物流至涡轮机18，其从热的气体提取功以驱动输出电力的主发电机20。热的气体或排气22在流过涡轮机18之后，流过排气管24流向烟道26以释放到大气中。CCPP10包括被至少一个蒸汽轮机30驱动的副发电机28。此至少一个蒸汽轮机30由从排气22经由热回收蒸汽发生器(HRSG)传导的能量提供动力。HSRG包括多个至少部分地设置在排气22的通道中的翅片管32。如图l中所显示的实施例，多个翅片管32设置在排气管24中。然而，在其它实施例中，多个翅片管32可设置在其它位置，例如，在烟道26中或在排气管24和烟道26两者中。在一些实施例中，如图1所示，多个翅片管32设置为线圏结构，具有设置在排气管24中的多个相互连接长度34。一定量的流体，在一些实施例中是水，设置在多个翅片管32中。当排气22流过多个翅片管32时，热量从排气22传导至多个翅片管32中包含的流体中，并将流体蒸发为蒸汽。多个翅片管32经由至少一个涡轮机管道36可操作地连接到至少一个蒸汽轮机30上。蒸汽经由至少一个涡轮机管道36流到至少一个蒸汽轮机30中，并通过至少一个蒸汽轮机30以驱动副发电机28。在一些实施例中，蒸汽从至少一个蒸汽轮机30流至将蒸汽冷凝为液体的冷凝器38。液体经由至少一个输入管道40^皮至少一个泵42驱动至多个翅片管32中。如图2所示，多个翅片管32的各翅片管32包括从多个翅片管32的各翅片管32的外表面46向外延伸的多个翅片44。多个翅片44的各翅片44包括多个齿48，或间隙，其将各翅片44分成多个翅片段50。多个齿48允许增加的通过多个翅片管32的流量，并通过增加热量传导系数增加从排气22至多个翅片管32的热量传导效率。多个翅片44构造和设置成增加翅片管32暴露给排气22的表面积。在图2的实施例中，多个翅片44布置为以螺旋状的结构围绕各翅片管32。然而，在各翅片管32的多个翅片44可以备选的结构来布置。在另一个实施例中，如图3所示，多个翅片44设置在各翅片管32上，使得翅片表面52沿基本上与翅片管轴线54平行的翅片管32纵向延伸。如图4所示，多个翅片44还包括设置在至少一个翅片44上的多个凹陷56。如图4所示的多个凹陷56通常是凹陷形状的。在备选的实施例中，如图5所示，多个凹陷56在一侧凹陷而在相反侧凸起。在一些实施例中，多个凹陷56基本上是圆形的并具有范围在大约O.Ol，，至大约0.224"的直径58，在一个实施例中范围在大约0.05"至大约0.124"。进一步地，多个凹陷56具有范围在大约O.Ol"至大约0.2"的深度60，在一个实施例中范围在大约0.02，，至大约0.1"。应该理解，在本文中列出的直径58和深度60仅是示例性的，在本公开的范围内，可构思出其它直径58和深度60的范围。多个凹陷56构造和设置成与多个齿48结合以增加通过多个翅片管32的排气22的流的湍流。增加的湍流增加了多个翅片44的热量传导系数，从而增加了多个翅片管32的热量传导能力。进一步地，包括多个凹陷56的多个翅片管32具有比不凹陷的翅片管更大的表面积。通过增加多个凹陷56而提供的表面积的增加增加了多个翅片管32的总的热量传导面积，从而进一步增加了多个翅片管32的热量传导能力。尽管已经结合有限数量的实施例对本发明进行了具体地描述，但应该容易理解，本发明不限于这些公开的实施例。而是，本发明可被改进以结合至此未介绍但与本发明的精神和范围相当的任何数量的变化、改变、代替或等效的布置。另外，尽管已经说明了本发明的不同的实施例，但应该理解，本发明的方面可仅包括介绍的实施例中的一些。因此，本发明不应看作被上文的描述所限制，而是仅被权利要求的范围所限制。权利要求1.用于涡轮机排气(22)的热能传导的翅片管(32)，包括在涡轮机的排气(22)流中可用的管；和多个从所述管的外表面(46)延伸的翅片(44)，所述多个翅片(44)的各翅片(44)包括多个翅片段(50)，所述多个翅片段(50)的邻近的翅片段(50)被齿(48)分开，所述多个翅片段(50)的至少一个翅片段(50)包括在其上的至少一个凹陷(56)，所述至少一个凹陷(56)增加流过所述至少一个翅片段(50)的排气(22)的湍流并增加所述至少一个翅片段(50)的表面积(52)，从而增加所述翅片管(32)的热能传导能力。2.权利要求1所述的翅片管(32)，其特征在于，所述多个翅片(44)布置为以基本上螺旋状的方式围绕所述翅片管(32)的周边。3.权利要求1所述的翅片管(32),其特征在于，所述多个翅片(44)沿所述翅片管(32)基本上纵向延伸。4.权利要求1所述的翅片管(32)，其特征在于，所述多个凹陷(56)的至少一个凹陷(56)基本上是圆形的。5.联合循环动力设备(IO),包括燃气轮机C12);蒸汽轮机(30);和多个设置在所述燃气轮机(12)的排气(22)流中的翅片管(32),所述多个翅片管(32)与所述蒸汽轮机(30)流通连接并能够将热能从所述排气(22)流传导至设置在所述多个翅片管(32)中的流体中，从而产生蒸汽以驱动所述蒸汽轮机(30),所述多个翅片管(32)的各翅片管包括管；和多个从所述管的外表面(46)延伸的翅片(44),所述多个翅片(44)的各翅片(44)包括多个翅片段(50)，所述多个翅片段(50)的邻近的翅片段(50)被齿(48)分开，所述多个翅片段(50)的至少一个翅片段(50)包括在其上的至少一个凹陷(56)，所述至少一个凹陷(56)增加流过所述至少一个翅片段(50)的排气(22)的湍流并增加所述至少一个翅片段(50)的表面积(52)，从而增加所述多个翅片管(32)的热能传导能力。6.权利要求5所述的联合循环动力设备(IO)，其特征在于，所述多个翅片管(32)布置为线圈结构。7.权利要求5所述的联合循环动力设备(10)，其特征在于，所述多个翅片(44)布置为以基本上螺旋状的方式围绕所述多个翅片管(32)的至少一个翅片管32)的周边。8.权利要求5所述的联合循环动力设备(10)，其特征在于，所述多个翅片(44)沿所述多个翅片管(32)的至少一个翅片管(32)基本上纵向延伸。9.权利要求5所述的联合循环动力设备(10)，其特征在于，所述多个凹陷(56)的至少一个凹陷基本上是圓形的。10.权利要求5所述的联合循环动力设备(IO),其特征在于，所述燃气轮机(12)的输出驱动主发电机(20)。全文摘要本发明涉及带有凹陷的齿的翅片管结构。具体而言，提供了一种用于涡轮机排气(22)的热能传导的翅片管(32)，其包括在涡轮机的排气(22)气流中可用的管和从管的外表面(46)延伸的多个翅片(44)。各翅片(44)包括多个邻近的被齿(48)分开的翅片段(50)。多个翅片段(50)中的至少一个翅片段(50)包括至少一个在其上的凹陷(56)。此至少一个凹陷(56)增加流过此至少一个翅片段(50)的排气(22)的湍流并增加此至少一个翅片段(50)的表面积(52)，从而增加翅片管(32)的热能传导能力。进一步公开的是利用翅片管(32)的联合循环动力设备(10)和用于操作联合循环动力设备(10)的方法。文档编号F02C7/00GK101655035SQ20091016353公开日2010年2月24日申请日期2009年8月19日优先权日2008年8月19日发明者S·A·莱昂内,T·F·泰勒,华张申请人:通用电气公司