背景技術(shù)：

1、本文公開的主題涉及熱交換器，諸如用于產(chǎn)生蒸汽的熱交換器。

2、熱交換器用于各種應(yīng)用以在不同的流體流之間交換熱量。在某些應(yīng)用中，熱交換器用于將熱量從第一流體流(例如，熱氣體諸如排氣)傳遞到第二流體流(例如，水)以產(chǎn)生蒸汽。例如，在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠(ccpp)中，燃氣輪機系統(tǒng)產(chǎn)生排氣，該排氣被導(dǎo)引穿過熱回收蒸汽發(fā)生器(hrsg)以產(chǎn)生蒸汽。蒸汽進而被用于驅(qū)動蒸汽輪機系統(tǒng)。熱交換器，諸如hrsg中的熱交換器，可包括多個平行管，該多個平行管延伸跨越第一流體流，同時這些管承載第二流體流以用于第一流體和第二流體之間的熱交換。不幸的是，熱交換可能跨熱交換器的各個管有所不同，導(dǎo)致管中的第二流體流的溫度變化。這些溫度變化對于下游裝備通常是不期望的。因此，熱交換器可能需要使第二流體流多次穿過熱交換器的管以幫助減小溫度變化。熱交換器，諸如hrsg中的熱交換器，還可能由于使用大的管(例如，1.5英寸直徑的管)而是沉重的。大的管還可能導(dǎo)致ccpp的較慢啟動時間。因此，需要重量更小、熱傳遞更均勻且使第二流體流穿過熱交換器的管的次數(shù)更少(例如，穿過一次)的改進的熱交換器。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、下面概述了與最初要求保護的主題的范圍相當?shù)哪承嵤┓桨?。這些實施方案并非旨在限制要求保護的主題的范圍，而是這些實施方案僅旨在提供本主題的可能形式的簡要概述。實際上，本發(fā)明主題可涵蓋可與下面闡述的實施方案類似或不同的多種形式。

2、在第一實施方案中，一種系統(tǒng)包括熱交換器，該熱交換器具有多個管，該多個管布置成管束，該管束具有相反的第一側(cè)和第二側(cè)、從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第三側(cè)和第四側(cè)、以及從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第五側(cè)和第六側(cè)，其中該第五側(cè)和該第六側(cè)在該第三側(cè)和該第四側(cè)之間延伸。該熱交換器還包括多個外部流動通道，該多個外部流動通道跨該管束并且在該多個管外部在該第五側(cè)和該第六側(cè)之間延伸。該多個管中的每個管包括按序列在該第一側(cè)和該第二側(cè)之間在相反的第一方向和第二方向上延伸的多個管道部分，并且該序列中的每個或至少一個后續(xù)管道部分相對于先前管道部分在該多個外部流動通道之間切換通道。

3、在第二實施方案中，一種方法包括：將熱交換器的多個管組裝成管束，該管束具有相反的第一側(cè)和第二側(cè)、從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第三側(cè)和第四側(cè)、以及從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第五側(cè)和第六側(cè)，其中該第五側(cè)和該第六側(cè)在該第三側(cè)和該第四側(cè)之間延伸。該方法還包括：提供多個外部流動通道，該多個外部流動通道跨該管束并且在該多個管外部在該第五側(cè)和該第六側(cè)之間延伸。該多個管包括按序列在該第一側(cè)和該第二側(cè)之間在相反的第一方向和第二方向上延伸的多個管道部分，其中該序列中的該多個管道部分中的每個后續(xù)管道部分(或一個或多個后續(xù)管道部分)相對于該多個管中的先前管道部分在該多個外部流動通道之間切換通道。

4、在第三實施方案中，一種方法包括：使第一流體流過管束中的熱交換器的多個管，該管束具有相反的第一側(cè)和第二側(cè)、從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第三側(cè)和第四側(cè)、以及從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第五側(cè)和第六側(cè)，其中該第五側(cè)和該第六側(cè)在該第三側(cè)和該第四側(cè)之間延伸。該方法還包括：使第二流體沿著多個外部流動通道流動，該多個外部流動通道跨該管束并且在該多個管外部在該第五側(cè)和該第六側(cè)之間延伸，并且經(jīng)由該多個管相對于該多個外部流動通道的通道切換布置在該第一流體和該第二流體之間傳遞熱量。該多個管包括按序列在該第一側(cè)和該第二側(cè)之間在相反的第一方向和第二方向上延伸的多個管道部分，其中該序列中的該多個管道部分中的每個或至少一個后續(xù)管道部分相對于該多個管中的先前管道部分在該多個外部流動通道之間切換通道。

技術(shù)特征：

1.一種系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述多個管道部分(132)包括面向所述管束(104)的所述第三側(cè)(110)的第一管道側(cè)(180)和面向所述管束(104)的所述第四側(cè)(112)的第二管道側(cè)(182)，其中沿著所述管束(104)的所述第三側(cè)(110)的所述多個管道部分(132)具有面向所述多個外部流動通道(170)中的一個外部流動通道的所述第二管道側(cè)(182)，其中沿著所述管束(104)的所述第四側(cè)(112)的所述多個管道部分(132)具有面向所述多個外部流動通道(170)中的一個外部流動通道的所述第一管道側(cè)(180)，其中位于所述管束(104)的所述第三側(cè)和所述第四側(cè)(110,112)之間的所述多個管道部分(132)具有面向所述多個外部流動通道(170)中的不同的相鄰?fù)ǖ?170)的所述第一管道側(cè)和所述第二管道側(cè)(180,182)兩者。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)通過以下方式相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在所述多個外部流動通道(170)之間切換通道：

4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)通過以下方式相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在所述多個外部流動通道(170)之間切換通道：

5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)相對于所述先前管道部分(133)在從所述管束(104)的所述第六側(cè)(116)到所述第五側(cè)(114)的第三方向(138)上偏移，并且其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)通過以下方式相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在所述多個外部流動通道(170)之間切換通道：

6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述多個管(102)包括在第一入口集管(120)和第一出口集管(126)之間延伸的第一多個管(128)，其中所述第一入口集管(120)在所述管束(104)的所述第六側(cè)(116)處與所述第一多個管(128)聯(lián)接，其中所述第一出口集管(126)在所述管束(104)的所述第五側(cè)(114)處與所述第一多個管(128)聯(lián)接，其中所述序列(133)中的所述第一多個管(128)的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)通過以下方式相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在所述多個外部流動通道(170)之間切換通道：在所述第三側(cè)和所述第四側(cè)(110,112)之間移位第一偏移，以及在所述第五側(cè)和所述第六側(cè)(114,116)之間移位第二偏移。

7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述多個管(102)包括在第二入口集管(122)和第二出口集管(124)之間延伸的第二多個管(130)，其中所述第二入口集管(122)在所述管束(104)的所述第六側(cè)(116)處與所述第二多個管(130)聯(lián)接，其中所述第二出口集管(124)在所述管束(104)的所述第五側(cè)(114)處與所述第二多個管(130)聯(lián)接，其中所述序列(133)中的所述第二多個管(130)的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)通過以下方式相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在所述多個外部流動通道(170)之間切換通道：在所述第三側(cè)和所述第四側(cè)(110,112)之間移位所述第一偏移，以及在所述第五側(cè)和所述第六側(cè)(114,116)之間移位所述第二偏移，其中所述第一入口集管和所述第二入口集管(120,122)設(shè)置在所述管束(104)的相反的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)(106,108)上，其中所述第一出口集管和所述第二出口集管(126,124)設(shè)置在所述管束(104)的相反的所述第一側(cè)和所述第二側(cè)(106,108)或相反的所述第二側(cè)和所述第一側(cè)(108,106)上。

8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的至少一個后續(xù)管道部分(132)相對于所述多個管道部分(132)中的所述先前管道部分(132)在第三方向(138)上間隔開并且在相反的第四方向和第五方向(140,142)中的一者上間隔開以沿著所述多個外部流動通道(170)切換位置，其中所述第三方向、所述第四方向和所述第五方向(138,140,142)橫向于所述第一方向和所述第二方向(134,136)，其中所述第四方向和所述第五方向(140,142)彼此平行，其中所述第三方向(138)橫向于所述第四方向和所述第五方向(140,142)，其中所述第一方向、所述第二方向、所述第四方向和所述第五方向(134,136,140,142)是水平的，并且其中所述第三方向(138)和所述多個外部流動通道(170)是豎直的。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述多個外部流動通道(170)設(shè)置在第一平面和第二平面(172)之間，其中所述第一平面和所述第二平面(172)沿著所述多個管(102)的不同管道部分(132)的中心線(174)延伸。

10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述多個管道部分(132)包括側(cè)向延伸到所述多個外部流動通道(170)中的至少一個相鄰?fù)ǖ乐械亩鄠€翅片(190)，其中所述多個翅片(190)包括從所述多個管道部分(132)的環(huán)形外表面(184)徑向向外延伸的多個環(huán)形翅片(190)，并且所述多個環(huán)形翅片(190)沿著所述多個管道部分(132)的中心線(174)縱向串聯(lián)布置。

11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述序列(133)中的所述多個管道部分(132)中的后續(xù)管道部分(132)在所述第一側(cè)或所述第二側(cè)(106,108)處經(jīng)由管道彎曲部分(200)聯(lián)接到所述多個管道部分(132)中的先前管道部分(132)。

12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中當所述多個管道部分(132)中的所述后續(xù)管道部分或所述先前管道部分(132)沿著所述第三側(cè)或所述第四側(cè)(110,112)設(shè)置時，一個或多個管道彎曲部分(200)跨所述多個外部流動通道(170)中的至少一個通道延伸，其中當所述多個管道部分(132)中的所述后續(xù)管道部分和所述先前管道部分(132)不沿著所述第三側(cè)和所述第四側(cè)(110,112)設(shè)置時，一個或多個附加管道彎曲部分(200)跨所述多個外部流動通道(170)中的至少兩個通道延伸。

13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項所述的系統(tǒng)，其中所述熱交換器(100)是與第一壓力部段(90)相關(guān)聯(lián)的第一熱交換器(100)，所述系統(tǒng)包括與第二壓力部段(70)相關(guān)聯(lián)的具有第二多個管(102)的第二熱交換器(100)，并且其中與所述第一壓力部段(90)相關(guān)聯(lián)的所述第一熱交換器(100)的所述多個管(102)的至少一部分駐留在所述第二壓力部段(70)中。

14.一種方法，所述方法包括：

15.一種方法，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
一種系統(tǒng)，包括熱交換器，該熱交換器包括多個管，該多個管布置成管束，該管束具有相反的第一側(cè)和第二側(cè)、從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第三側(cè)和第四側(cè)以及從該第一側(cè)延伸到該第二側(cè)的相反的第五側(cè)和第六側(cè)，其中該第五側(cè)和該第六側(cè)在該第三側(cè)和該第四側(cè)之間延伸。該熱交換器還包括多個外部流動通道，該多個外部流動通道跨該管束并且在該多個管外部在該第五側(cè)和該第六側(cè)之間延伸。該多個管中的每個管包括按序列在該第一側(cè)和該第二側(cè)之間在相反的第一方向和第二方向上延伸的多個管道部分，并且該序列中的每個或至少一個后續(xù)管道部分相對于先前管道部分在該多個外部流動通道之間切換通道。

技術(shù)研發(fā)人員：C·魯赫蒂,K·迪茲曼,A·斯甘巴蒂
受保護的技術(shù)使用者：通用電氣技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10