CN103228912A - 在有机兰金循环系统中用于直接蒸发的热交换器和方法 - Google Patents

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Abstract

一种系统和方法包括在动力发生系统中使用有机兰金循环(ORC)流体的热交换器。该系统包括构造成安装在导引热的烟道气的排气烟囱内部且具有入口和出口的热交换器，热交换器构造成通过入口接收第一流体的液体流，以及产生第一流体的蒸气流，并且热交换器构造成包括双壁导管，其中，第一流体设置在双壁导管的内壁内，而第二流体设置在双壁导管的内壁和外壁之间。

Description

在有机兰金循环系统中用于直接蒸发的热交换器和方法
技术领域
本文公开的主题的实施例大体涉及动力发生系统，并且更具体而言，涉及有机兰金(rankine)循环(ORC)系统。
背景技术
兰金循环以闭合循环使用工作流体来通过产生热的气态流而从加热源或储热器收集热，该热的气态流通过涡轮而膨胀，以产生动力。经膨胀的流在冷凝器中通过将热传递给储冷器来冷凝。兰金循环中的工作流体遵从闭合环路，并且持续地被重复使用。图1中显示了使用兰金循环来产生动力的系统。用于产生动力的这些系统可基于产生的动力描述成一次动力发生系统和二次动力发生系统。另外，二次动力发生系统往往使用来自一次动力发生系统的废热(例如，热的排气)，以改进整体系统效率。使用兰金循环的动力发生器在传统上用作二次动力发生系统。
动力发生系统100包括热交换器2(或在一些情况下包括锅炉)、涡轮4、冷凝器6和泵8。始于热交换器2而走通这个闭合环路系统，外部热源10(例如，热的烟道气)加热热交换器2。这使接收到的加压液体介质12转变成加压蒸气14，加压蒸气14流到涡轮/发生器4。涡轮4接收加压蒸气流14，并且在蒸气14在涡轮4内膨胀时，可例如通过旋转机械轴(未显示)来产生动力16。经膨胀的较低压力的蒸气流18然后进入冷凝器6，冷凝器6使经膨胀的较低压力的蒸气流18冷凝成较低压力的液体流20。较低压力的液体流20然后进入泵8，泵8既产生较高压力的液体流12又使闭合环路系统保持流动。较高压力的液体流12然后被泵送到热交换器2，以继续这个过程。
可用于兰金循环中的一种工作流体是有机工作流体。这种有机工作流体称为有机兰金循环(ORC)流体。已经部署ORC系统来作为对小规模和中等规模的燃气轮机的改型，以从发动机产生的热的烟道气流中捕捉废热。这些系统可在发动机的基线输出的顶上产生另外的高达20%的动力，即，ORC系统典型地用于二次动力发生系统中。对于大气压力，这个ORC工作流体典型地为具有略微高于国际标准化组织的基线的沸腾温度的烃。因为考虑到如果直接暴露于高温(大约500摄氏度)燃气轮机排气流，这种烃流体可退化，所以需要采取措施来限制容纳ORC工作流体的蒸发器中的热交换表面的表面温度。当前用来限制容纳ORC工作流体的蒸发器中的热交换表面的表面温度的方法是将中间导热油环路引入到热交换系统中，即，避免ORC液体循环通过燃气轮机的排气烟囱。
当直接暴露于热的气体时，另一个关于ORC系统的潜在问题是它们潜在地能够燃烧。如果在使用ORC流体的系统中发生泄漏，并且ORC流体泄漏到热的排气流(例如，热的烟道气)中，则可发生燃烧和/或爆炸，这对于动力发生系统和/或动力装置可为潜在地有灾难性的。当前用来既限制容纳ORC工作流体的蒸发器中的热交换表面的表面温度又降低爆炸的风险的方法是将中间导热油环路引入到热交换系统中，这会将ORC流体与排气烟囱分隔开，如下面论述的那样。
中间导热油环路可用于热的烟道气和可蒸发的ORC流体之间。在此情况下，中间导热油环路用作中间热交换器，即，热从热的烟道气传递给在其本身的闭合环路系统中的油，并且然后使用单独的热交换器来将热从油传递给ORC流体。使ORC流体分隔而不直接暴露于热的烟道气可保护ORC流体不退化和分解。另外，在中间导热油环路中使用的油可燃时，这个油一般不如ORC工作流体可燃。但是，这个导热油系统占用了额外的物理空间，并且可代表高达ORC系统的成本的四分之一。
因此，用于降低在动力发生系统中使用ORC系统的成本且改进安全性的系统和方法是合乎需要的。
发明内容
根据一个示例性实施例，存在一种用于使用有机兰金循环(ORC)来产生动力的系统。该系统包括：热交换器，其构造成安装在导引热的烟道气的排气烟囱内部，并且具有入口和出口，热交换器构造成通过入口接收第一流体的液体流，以及产生第一流体的蒸气流，并且热交换器构造成包括双壁导管，其中，第一流体设置在双壁导管的内壁内，而第二流体设置在双壁导管的内壁和外壁之间；膨胀器，其流体地连接到热交换器的出口上，并且构造成使第一流体的蒸气流膨胀，以产生动力；冷凝器，其流体地连接到膨胀器的出口上，并且构造成接收经膨胀的蒸气流且使其冷凝；以及泵，其流体地连接到冷凝器的出口上，并且构造成接收第一流体的液体流，以对第一流体的液体流加压，以及使第一流体的液体流循环到热交换器的入口。
根据另一个示例性实施例，存在一种用于在动力发生系统中蒸发有机兰金循环(ORC)流体的方法。该方法包括：将热从排气烟囱中的烟道气通过热交换器的第一壁传递到热导管介质，这使第一阶段的热导管介质在热交换器的隔室内部从液相变成气相；以及在将热从呈气相的热导管介质通过第二壁传递给包含在排气烟囱内的热交换器内部的ORC流体时蒸发ORC流体，这使第二阶段的热导管介质从气相变成液相，其中，第二壁设置在第一壁内部。
根据另外的另一个示例性实施例，在排气烟囱中存在直接暴露于热的烟道气的热交换器。热交换器包括：第一导管，其构造成接收热导管流体，并且热交换器进一步包括第二导管，其中，第一导管和第二导管之间的容积被气密性地密封，并且分割成隔室，隔室由第一导管的内壁、第二导管的外壁和在隔室之间的分隔壁界定；第二导管，其构造成接收有机兰金循环(ORC)流体；以及分隔壁，其构造成将第一导管连结到第二导管上，热交换器构造成接收来自热的烟道气的热，并且构造成通过入口接收ORC流体的液体流，以及通过出口产生ORC流体的蒸气流。
附图说明
附图示出了示例性实施例，其中：
图1描绘了传统的兰金循环；
图2示出根据示例性实施例的、设置在排气烟囱内的使用有机流体的热交换器；
图3显示根据示例性实施例的双壁导管；
图4示出根据示例性实施例的、具有隔室的图3的双壁导管的局部横截面；
图5显示根据示例性实施例的、具有环形隔室的双壁导管的视图；
图6是根据示例性实施例的、用于进行热交换的方法的流程图；
图7示出根据示例性实施例的排气路径；以及
图8显示根据示例性实施例的用于蒸发ORC流体的方法的流程图。
具体实施方式
示例性实施例的以下详细描述参照了附图。不同图中的相同参考标号指示相同或相似的元件。另外，图未必按比例绘制。而且，以下详细描述不限制本发明。相反，本发明的范围由所附权利要求限定。
贯穿说明书，对“一个实施例”或“实施例”的参照意味着结合实施例来描述的特定的特征、结构或特性包括在公开的主题的至少一个实施例中。因而，在说明书的各处出现短语“在一个实施例中”或“在实施例中”未必指同一实施例。另外，特定的特征、结构或特性可按任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。
如背景中描述且在图1中显示的那样，兰金循环可用于二次动力发生系统中，以使用来自一次动力发生系统的热的排气的废热中的一些。一次系统产生大量的能量，同时也浪费能量。二次系统可用来捕捉来自一次系统的被浪费的能量的一部分。有机兰金循环(ORC)可用于这些动力发生系统中，这取决于动力发生系统的系统温度和其它细节。根据示例性实施例，ORC可用于小尺寸至中等尺寸燃气轮机动力发生系统，以从可直接释放到大气中的热的烟道气中捕捉额外的热/能量。
如图1的一般兰金循环中描述的那样，热可通过热交换器2或一些类似的过程(例如，蒸发器或锅炉)引入到循环中。以前的ORC系统已经使用中间导热油环路系统来将热从热的烟道气传递到ORC工作流体。在这些情况下，ORC系统在热的烟道气的路径的外部，并且位于烟囱的外部。根据示例性实施例，可使用用于热交换的较直接的方法，该方法去除了对导热油环路的需要，并且将用于ORC系统的热交换器定位在排气烟囱中而与可在电功率发生系统中出现的热的烟道气(例如，介于350摄氏度和600摄氏度之间的温度)接触。但是，根据其它示例性实施例，可使用其它温度和温度范围。
根据示例性实施例，热交换盘管202可以蛇形的方式盘绕通过烟囱204或等效的废热排出结构，如图2中显示的那样。最初，加压液态ORC流体12从入口侧进入热交换器200中。这个工作流体可进入热交换器200的较冷的侧，并且行进通过热交换盘管202，并且在出口侧处作为加压蒸气ORC流体14而从较热的侧(例如较靠近热源)离开热交换器200。在这个视图中，显示为较靠近箭头206的盘管较靠近热源(未显示)。箭头206表示离开烟囱的热的烟道气的行进方向，并且“g”指示这个示例性图中的重力(但是其它热交换器构造可相对于重力处于不同的定向)。用于ORC的热源包括(但不限于)来自燃烧系统(动力装置或工业过程)的排气、来自工业过程的热的液态或气态流、地热源和太阳能热源。
根据示例性实施例，双壁导管(其还可看作在导管内的导管)可用作ORC系统的热交换器200中的热交换盘管202，以保护ORC工作流体不分解和退化。ORC流体可在温度300℃的局部温度下退化和/或分解，或可能在较大容积的ORC流体中在240℃的平均温度下退化和/或分解。这个工作范围大体可应用于用作ORC流体的任何烃，除了可能能够在更高的温度下工作的芳烃，例如，噻吩。
在图3中显示了示出这个概念的示例性图示。图2的热交换盘管202可包括具有外壁302和内壁306的双壁导管300。热导管流体可在两个壁之间置于外部区段304中，并且ORC工作介质位于内部区段308中，即，由内壁306约束的容积。这个示例性布置可允许例如在350-600摄氏度的范围中的高温烟道气206通过外壁302将热传递给外部区段304中的热导管流体。热导管流体然后通过内壁306将热传递给内部区段308中的ORC流体。根据示例性实施例，在热导管流体和ORC流体之间的这个热交换可执行成使得所使用的温度和潜在的温度波动可被控制，使得ORC流体的温度保持低于退化温度，同时仍然允许ORC流体在离开热交换器200之前蒸发。作为对这一点的支持，所选择的热导管流体需要在期望的压力下能够使用来自热的烟道气的热能来使其相从液相变成蒸气相。热导管流体蒸气然后朝向内壁306循环，热导管流体蒸气在该处被冷却，例如，释放热能，并且冷凝成热导管流体液体且返回朝向外壁302而循环。照这样，热导管流体的温度保持相对恒定，因为由于从液相变成了气相，热导管流体能够从热的烟道气吸收大量的热而不升高其温度。
为了控制这个示例性热交换，可修改多种因素来实现这个效果。这些因素可包括(但不限于)排气温度、导管尺寸、热交换器大小、烟囱大小、热导管流体、ORC流体、内部导管结构和压力(一个或多个)。例如，如果排气温度为200摄氏度-500摄氏度，则可使用上面提到的因素的不同的组合来实现期望的成本有效的热交换器200。在下面的示例性实施例中描述了关于这些多种因素的更多的细节。
根据示例性实施例，热导管流体可被气密性地密封在区段304内。热导管流体可选自具有以下的一些或可能所有特性的多种介质：不如ORC流体可燃，能够在期望的温度/压力比率下经历相变以传递热，以及能够在区段304内自循环。热导管流体的实例可包括水、钠、导热油和硅基导热油。另外，根据示例性实施例，ORC流体可为烃，例如戊烷、丙烷、环己胺、环戊烷和丁烷或诸如R-245fa的氟代烃、诸如丙酮的酮，或诸如甲苯或噻吩的芳烃。
根据示例性实施例，可使用多种实现方法来在ORC系统的热交换器部分中实现双壁导管，在图4和5中显示了其中一个。图4显示外壁302和内壁306之间的双壁导管300的局部横截面。图5显示具有多个环形形状的隔室406的双壁导管300的视图。根据示例性实施例，位于外壁302和内壁306之间的外部区段304(延长外部导管的长度)可进一步划分成多个隔室406。这些隔室406容纳呈液相和气相的热导管流体，例如水或钠。该热导管流体可比内部区域308中的ORC工作流体在更高的压力下。在容纳ORC流体的管路区段和容纳热导管流体的管路区段(其可处于不同的压力)两者中使用的压力可建立成设定相应的流体的期望的沸点。另外，间隔件404可用来协助建立隔室406，以及为热交换盘管202提供结构支承。这些隔室406的形状可为例如环形，即，间隔件404可为在内部导管和外部导管之间的圆形间隔件。
热交换器中使用的管路可为不同的大小和形状，以促进期望的热交换，以及允许/协助热导管流体有期望的自循环，但是外壁302的直径大于内壁306的直径。例如，在一些示例性实施例中，最内部导管的直径可在大约12.77mm-25.4mm的范围中，外部导管的直径可在25.4mm-50.8mm的范围中。将内壁306连接/支承到外壁302上的间隔件404可具有在5mm-25.4mm的范围中的长度，在各个间隔件之间潜在地分开高达152.4mm。但是，取决于热交换器设计和使用环境，可使用其它尺寸。另外，根据示例性实施例，诸如丝网毛细结构的毛细结构可覆盖(或部分地覆盖)间隔件404和其它热交换表面，以使得液态热导管流体能够有返回流。毛细管构造成增加被促使与受热表面接触的呈其液相的热导管流体。根据示例性实施例，隔室406由间隔件404、内壁306和外壁302界定。另外，一些间隔件404可构造成允许在选定的邻近的隔室之间有流体连通。
热的排气对ORC流体的热交换可通过一系列的示例性步骤实现，如图6的流程图中显示的那样。最初在步骤602中发生从热的排气到热交换器外壁302的对流。然后在步骤604中，在外壁302的内表面上发生热导管流体的相变化，例如蒸发。在步骤606中，蒸发的热导管流体流向内壁306。在步骤608中，在内壁306的外表面上发生热导管流体的冷凝。在步骤610中，在ORC流体侧，在内壁306上或在内壁306 附近发生ORC流体的对流(如果预热或过热)或相变化(如果沸腾)。然后在步骤612中，在隔室404中发生液态热导管流体朝向外壁302 的内表面的持续的回流(部分地通过热交换表面和间隔件404上的毛细作用)。根据备选的示例性实施例，不一定发生热导管流体的蒸发和冷凝，而是可发生浮力驱动式的自循环，而没有蒸发和冷凝的驱动机制，因为隔室内的热差异可驱动自循环，这仍然导致ORC流体发生期望的热交换。
根据其它示例性实施例，双壁导管构造可改进动力发生系统中的安全性。在一个示例性实施例中，外部区段中的热导管流体比内部区段中的ORC流体处于更高的压力。在此情况下，如果在双壁导管的内部区段和外部区段之间发生泄漏，则ORC流体将不进入排气烟囱而变成火灾。可使用传感器来监测热导管流体的压力，使得在发生泄漏的情况下，将检测到泄漏，并且允许系统停机。类似地，如果发生允许热导管流体进入排气烟囱的泄漏，则可检测到压力损失，并且再次允许系统停机。另外，可选择不如ORC流体可燃或显著地不如ORC流体可燃的热导管流体。
如上面描述的那样，可对热交换器中的双壁导管使用多种示例性构造。根据其它示例性实施例，这个双壁导管可用于多种热交换器设计中，诸如例如，壳式热交换器、管式热交换器和板式热交换器。另外，可以以平行的构造使用多个双壁导管。
根据另一个示例性实施例，在较低温度的应用中，ORC系统可置于排气路径中，而不使用双壁导管。在此情况下，要小心避免允许ORC流体泄漏到排气路径中。但是，设想到可发生难以检测的低水平泄漏。当系统不运行达延长的时段时，这个低水平泄漏(ORC流体的非常低的速率的泄漏)可为成问题的。当系统不运行达延长的时段时，如果发生允许ORC流体泄漏到烟道系统中的低水平泄漏，则可在热交换器的总体区域中发生ORC流体的聚集，因为没有烟道气经过热交换器排出。当这发生时，能够积聚足够ORC流体，使得在系统再次开启时，热的烟道气与泄漏的ORC流体接触，并且燃烧或爆炸。根据示例性实施例，可将通风系统布置就位，以减少和/或去除这个风险，如图7中显示的那样。
在正常的运行下，热的排气遵从自热源经过热交换器盘管702且离开排气烟囱714的路径，如方向箭头704所显示的那样。根据示例性实施例，在此情况下，挡板706置于关闭位置A上，使得仅可用的流径是方向箭头704所显示的流径。但是，存在ORC系统将不运行的时候。在此情况下，排气遵从方向箭头708所指示的路径，并且直接流出到大气中。为了使这个发生，挡板706被置于打开位置B上，使得仅可用的流径是方向箭头708所显示的流径。如上面描述的那样，如果动力发生系统停机达延长的时段，并且在该单元在运行时发生了太小而不能检测到的ORC流体的泄漏，则随着时间的过去，可在排气烟囱内慢慢地积聚可燃浓度的ORC流体蒸气。
根据示例性实施例，为了防止这一点，打开挡板710，这允许空气在这点处进入烟囱，并且冲刷热交换器盘管702周围的区域，使得没有大量的可燃ORC流体可保留在该区域中。冲刷空气的路径由方向箭头路径712显示。注意，在正常的运行期间，挡板710在关闭位置C上。当进行冲刷时，可使用多种循环方法来将这个空气引入烟囱中，例如，风扇。而且，用于打开和关闭挡板706和710的控制器可为互连的或不如期望的那样。根据一个示例性实施例，热交换器盘管702可为上面描述的双壁导管设计。
利用上面描述的根据示例性实施例的示例性系统，在图8的流程图中显示了用于蒸发ORC流体的方法。最初，用于在动力发生系统中蒸发ORC流体的方法包括：在步骤802中，将热从排气烟囱中的烟道气通过热交换器的第一壁传递到热导管介质；在步骤804中，使第一阶段的所述热导管介质在所述热交换器的隔室内部从液相变成气相；在步骤806中，将热从呈所述气相的所述热导管介质通过第二壁传递给容纳在所述排气烟囱内的所述热交换器内部的所述ORC流体；在步骤808中，使第二阶段的所述热导管介质从所述气相变成所述液相；以及在步骤810中，蒸发所述ORC流体。
上面描述的示例性实施例意图在所有方面说明本发明而非限制本发明。因而本发明能够在详细实现中有可由本领域技术人员根据本文包含的描述得到的许多变型。所有这样的变型和修改看作在所附权利要求所限定的本发明的范围和精神内。本申请的描述中使用的元件、动作或指令不应当看作对于本发明是关键或本质的，除非清楚地进行了这样的描述。而且，如本文所用，冠词“一个”意图包括一个或多个项目。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及执行任何结合的方法。本发明的可授予专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这样的其它实例具有不异于权利要求的字面语言的结构元素，或者如果这样的其它实例包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则它们意图处于权利要求的范围之内。

Claims (20)

1. 一种用于使用有机兰金循环(ORC)来产生动力的系统，所述系统包括：
构造成安装在导引热的烟道气的排气烟囱内部且具有入口和出口的热交换器，所述热交换器构造成通过所述入口接收第一流体的液体流，以及产生所述第一流体的蒸气流，并且所述热交换器构造成包括双壁导管，其中，所述第一流体设置在所述双壁导管的内壁内，而第二流体设置在所述双壁导管的所述内壁和外壁之间；
膨胀器，其流体地连接到所述热交换器的所述出口上，并且构造成使所述第一流体的所述蒸气流膨胀，以产生动力；
冷凝器，其流体地连接到所述膨胀器的出口上，并且构造成接收经膨胀的蒸气流且使其冷凝；以及
泵，其流体地连接到所述冷凝器的出口上，并且构造成接收所述第一流体的所述液体流，以对所述第一流体的所述液体流加压，以及使所述第一流体的所述液体流循环到所述热交换器的所述入口。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二流体选自包括水、钠、导热油和硅基导热油的组。
3. 根据权利要求1或权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
多个隔室，其在所述内壁和所述外壁之间具有容积，所述多个隔室中的一些邻近彼此且彼此隔离；以及
间隔件，其构造成将所述内壁连结到所述外壁上，其中，所述多个隔室内的各个隔室由所述内壁、所述外壁和所述间隔件中的一个或多个界定。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述间隔件构造成允许在选定的隔室之间有流体连通。
5. 根据权利要求3或权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述热的烟道气使所述外壁附近的所述第二流体沸腾而所述第一流体使所述内壁附近的所述第二流体冷凝时，所述第二流体由于热流的原因而在所述隔室内自循环。
6. 根据权利要求3至5中的任一项所述的系统，其特征在于，所述双壁导管包括：第一导管，其形成所述内壁，并且具有在12.77mm-25.4mm的范围中的内直径；以及第二导管，其形成所述外壁，并且具有在25.4mm-50.8mm的范围中的内直径，使得所述第二导管的内直径始终大于所述第一导管的内直径，进一步在其中，所述内壁和所述外壁之间的距离介于12.7mm和25.4mm之间。
7. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述第一流体是ORC流体，并且选自包括戊烷、丙烷、环己胺、环戊烷、丁烷、氟代烃、酮、芳烃和它们的组合的组。
8. 根据前述权利要求中的任一项所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
所述排气烟囱；以及
第一挡板，其设置在所述排气烟囱中，并且构造成使所述热的烟道气在所述排气烟囱中改道，使得在所述热交换器处于非运行状况下时，所述热的烟道气绕过所述热交换器而排出。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：
第二挡板，其在所述排气烟囱中，并且构造成选择性地打开，以在所述第一挡板处于关闭位置上时，允许空气进入所述排气烟囱来将气体冲离所述热交换器且冲入大气中。
10. 一种用于在动力发生系统中蒸发有机兰金循环(ORC)流体的方法，所述方法包括：
将热从排气烟囱中的烟道气通过热交换器的第一壁传递到热导管介质，这使第一阶段的所述热导管介质在所述热交换器的隔室内部从液相变成气相；以及
在将热从呈所述气相的所述热导管介质通过第二壁传递到容纳在所述排气烟囱内的所述热交换器内部的所述ORC流体时，蒸发所述ORC流体，这会使第二阶段的所述热导管介质从所述气相变成所述液相，其中，所述第二壁设置在所述第一壁内部。
11. 根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述热导管流体选自包括水、钠、导热油和硅基导热油的组。
12. 根据权利要求10或权利要求11所述的方法，其特征在于，所述ORC流体选自包括戊烷、丙烷、环己胺、环戊烷、丁烷、氟代烃、酮、芳烃和它们的组合的组。
13. 根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，其特征在于，所述烟道气的温度在350摄氏度-600摄氏度的温度范围中。
14. 根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，其特征在于，所述ORC流体的平均温度处于小于或等于240摄氏度的平均温度。
15. 根据权利要求10至14中的任一项所述的方法，其特征在于，所述热导管流体在所述隔室中自循环。
16. 根据权利要求10至15中的任一项所述的方法，其特征在于，所述热导管流体比所述ORC流体处于更高的压力下。
17. 根据权利要求10至16中的任一项所述的方法，其特征在于，所述热导管流体在被气密性地密封的容积中。
18. 一种在排气烟囱中直接暴露于热的烟道气的热交换器，所述热交换器包括：
第一导管，其构造成接收热导管流体，并且所述热交换器进一步包括第二导管，其中，所述第一导管和所述第二导管之间的容积被气密性地密封且分割成隔室，所述隔室由所述第一导管的内壁、所述第二导管的外壁和在所述隔室之间的分隔壁界定；
所述第二导管，其构造成接收有机兰金循环(ORC)流体；以及
所述分隔壁，其构造成将所述第一导管连结到所述第二导管上，所述热交换器构造成接收来自所述热的烟道气的热，并且构造成通过入口接收所述ORC流体的液体流，以及通过出口产生所述ORC流体的蒸气流。
19. 根据权利要求18所述的热交换器，其特征在于，所述第一导管的所述内壁和所述第二导管的所述外壁之间的距离介于12.7mm和25.4mm之间。
20. 根据权利要求18或权利要求19所述的热交换器，其特征在于，所述第一导管和第二导管进入和离开所述排气烟囱多次。
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