CN105579774B - 用于热回收蒸汽发生器的热交换系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热回收蒸汽发生器,包括外壳、低压蒸发器盘管、其上游的预热器增压器盘管和其下游的给水加热器盘管、具有低温路径及高温路径的水‑水热交换器;从所述预热器至所述高温路径的第一管道,和从所述给水加热器至所述预热器的第二管道。一管道可以从给水加热器延伸至低压蒸发器。一管道可以从水热交换器延伸至给水加热器。高压节热器盘管可以处于预热器的上游,具有离开给水加热器至高压节热器的一管道。附加盘管可以处于高压节热器的上游。给水加热器可以包括第一和第二部段或者第一、第二和第三部段;或更多部段。各个构件与部段之间的连通可以处于其上游面和下游面附近。

Description

用于热回收蒸汽发生器的热交换系统和方法
相关申请
本申请要求名为Daniel B.Kloeckener的发明人于2013年9月26日提出的美国临时申请No.61/882,911的优选权,该申请通过参引结合到本文中。
背景技术
天然气用作大部分目前发电的能源。为此,燃气在为发电机提供动力的燃气轮机中经历燃烧。然而,燃烧产物作为温度非常高的排气离开燃气轮机。换句话说,排气表现为能源自身。该能源在热回收蒸汽发生器(“HRSG”)中被捕获,该热回收蒸汽发生器产生为另外的发电机提供动力的过热蒸汽。
所述排气包含二氧化碳和汽相的水,而且还包含极少量二氧化硫和三氧化硫形式的硫。如果与水结合,所述硫化物产生腐蚀性很强的硫酸。只要加热表面的温度保持高于排气的酸露点温度,则S02和S03在没有有害影响的情况下穿过HRSG。但是如果任一表面跌至低于酸露点温度的温度,则硫酸将凝聚在该表面上并且腐蚀该表面。
露点温度取决于所消耗的燃料而改变。对于天然气,加热表面的温度不应降到大约140°F之下。对于大多数燃油,加热表面的温度不应降到大约235°F之下。
通常,HRSG包括具有进口及出口的外壳和一系列热交换器—即,过热器、蒸发器和给水加热器,所述过热器、蒸发器和给水加热器在进口与出口之间按所述的顺序设置在壳体中。
用于HRSG的所述热交换器可以具有多排盘管,沿气体流动方向的最后的那排盘管可以是给水加热器。易受硫酸腐蚀损坏的表面设置于给水加热器上。给水加热器接收从由蒸汽轮机所排出的低压蒸汽获得的冷凝液,并且提高了水的温度。然后,来自给水加热器的较温的水流入到将其转换成饱和蒸汽的一个或多个蒸发器中。所述饱和蒸汽流到将其转换成过热蒸汽的过热器上。过热蒸汽从过热器流到蒸汽轮机。
在该过程中,等到热气到达HRSG的后端处的给水加热器时,其温度非常低。然而,所述温度不应如此低以使得酸凝聚在给水加热器的加热表面上。
通常,在上述过程中,大多数HRSG产生处于低压(LP)、中压(IP)和高压(HP)的三种压力级的过热蒸汽。此外,HRSG可以具有所谓的LP蒸发器、HP节热器和IP节热器。给水加热器一般将一些加热过的给水直接排入LP蒸发器中。
蒸汽发生器中的给水加热器或者预热器在冷凝物离开到达LP蒸发器、HP节热器或者IP节热器之前从低温气体中提取热量来升高进入的冷凝物的温度。在冷凝物进入气体路径(例如,循环泵、外置热交换器)内部的预热器管的任一部分之前,已经使用多种方法来升高冷凝物的温度。这些方法用于防止排气温度降低到酸露点以下并且防止引起硫酸腐蚀。
先前的系统和方法在应用方面是受限的,因为给水温度不足够高来防止所有燃料的露点腐蚀。传热盘管移动到更热部位在热交换器中提供了更高的温差。
发明内容
在本公开中,外置的水-水热交换器利用热源(该热源为离开给水加热器的第一级的热水)来加热更低温度的进口冷凝物。冷凝物流首先进入外置热交换器。此后,预加热的冷凝物离开外置热交换器并且进入给水加热器。离开预热器的水能被用于预加热进入的冷凝物。本公开将预热器表面的一部段布置到气体流的LP蒸发器的上游处的较热部段,以达到升高能源的进口温度并且直接升高离开外置热交换器的预加热冷凝物的出口温度的有益效果。该配置允许使用在冷端具有更高露点设计的外置热交换器。因此,本系统和方法可以在外置的水-水热交换器中产生了更大温差。大于现有技术的该温差产生了更高的出口温度并且防止HRSG经受由于具有较高酸露点的燃料引起的冷端的凝聚腐蚀。
本发明的上述及其他特征和优点以及其目前的优选实施例从结合附图阅读以下的说明中变得更加明显了。
附图说明
图1是使用设有本发明特征的热回收蒸汽发生器(“HRSG”)的能量系统的示意图;
图2是新颖的HRSG的剖视图;
图3是新颖的HRSG的元件的示意图;
图4是新颖的HRSG的另一实施例的元件的示意图;以及
图5是新颖的HRSG的另一实施例的元件的示意图。
贯穿几个附图,相应的附图标记表示相应部分。
具体实施方式
以下详细说明通过实例和非限制性方式阐明了所请求保护的本发明。本说明使得本领域技术人员能够清楚地制造和使用公开内容,描述了本公开的几个实施例、改进、变化、备选方案和用途,其包含目前被认为是执行所请求保护的本发明的最佳方式。另外,应当理解,本公开在其应用方面不限于以下说明中所阐明的或者在附图中所图解的构件的详细构造和配置。本公开能够有其他实施例并且能按多种方式来实践或者实施。此外,将理解的是,本文所使用的措辞和术语是用于说明目的并且将不被认为是限制。
本发明的公开内容现在提供了一种在HRSG中使用的热交换系统和方法。一种其特征用于热回收蒸汽发生器(HRSG)中的系统的整个说明呈现在美国专利No.6,508,206B1(下文中的“'206专利”)中。因此,“'206”专利通过引用被结合到本申请中,如同在本文中充分阐明了一样。本申请的图1显示了类似于'206专利的图3中所示的布局。在本文中,图1公开了一种将热的排出气体排放到HRSG 50中的燃气轮机G,该HRSG从气体中提取热量以产生蒸汽来为蒸汽轮机S提供动力。燃气轮机G和蒸汽轮机S为能够产生电能的发电机E提供动力。蒸汽轮机S将低温和低压的蒸汽排出到冷凝器51中,蒸汽在冷凝器中被冷凝成液态水。冷凝器51与冷凝泵52流体联通,该冷凝泵将水作为给水引导回HRSG 50中。
本申请的本发明性特征的公开内容显示了一种在现有技术上提供了改进的、具有热交换器和流动通路的配置的HRSG 50。
参见本申请的图1和图2,HRSG 50具有外壳53,热交换器位于外壳内。诸如从燃气轮机排出的热气进入外壳53中并且穿过具有进口56和出口59的通道54。在所述过程中,气体穿过热交换器。
外壳53通常具有其上支承热交换器的底板61和自底板61向上延伸的侧壁。典型地,外壳53的顶部由顶板63封闭。底板61和顶板63在侧壁之间延伸,以使得底板61、侧壁和顶板63有助于形成通道54。从出口59处,气体可以流过气道(flu)67。
通常,热交换器包括具有大量管子的盘管,所述管子通常被竖直地定向并且一根接一根地横过外壳53的内部设置。盘管还被按沿由本申请的图3中的箭头所描绘的热气流的方向一根接一根成排设置。管子容纳其盘管被设计成能容纳的任何相的水。管子的长度大至80'高。
现在,注意力放在图2中所示的热交换器的配置上。将按从进口56移动至出口59或者在图2中从左向右看的定向给出图2的总体说明。通常,附图标记70表示HRSG中的所谓“上游盘管”。例如,所述上游盘管可以包括在'206专利中被称为由'206专利中的附图标记16所标示出的、将饱和蒸汽转换成过热蒸汽的过热器;后面跟有至少一个诸如在'206专利中显示为18的高压蒸发器(“HP蒸发器”)的蒸发器;从那里起后面跟有高压节热器(“HP节热器”)。HP节热器被显示为紧靠由18标示出的蒸发器的右侧的一组盘管并且在'206专利的图4中示出。因此,术语“上游盘管70”通常是指所有的过热器、HP蒸发器和HP节热器。HRSG中专用于所述构件的空间量可以取决于HRSG 50的所期望的特征和性能。
自上游盘管70的下游,新颖的配置具有预热器增压器74。如将论述的,预热器增压器74保证了使给水加热器处于HRSG的更热部位中,以便于使给水从其中返回至热交换器,该热交换器将水供给至给水加热器的其他部分。
继续从上游至下游(图2中的左侧至右侧)的说明,预热器增压器74的下游出现了低压蒸发器77(“LP蒸发器”)。由此,LP蒸发器的下游是通常被标示出的给水加热器80。
现在,更具体地参考图3的示意图,预热器增压器74包括具有上游面90和下游面93的盘管。排出气体通过盘管流入上游面90中并且由此通过下游面93离开预热器增压器74。
如图3的简图所示,LP蒸发器77具有上游面96和下游面100。排气离开预热器增压器74,由此流入LP蒸发器77的前表面96,穿过LP蒸发器77,并且穿过LP蒸发器的下游面100流向给水加热器80。
给水加热器80具有可以并排地设置在通道54中的两个部段103和106,如图3中所示。部段103和106各自分别具有上游面108和110。排气流入上游面108和110,然后分别穿过部段103和106的盘管,由此分别穿过下游面112和114离开。从那里,排气可以流过出口59并且离开气道67。
现在聚焦在配置的上述构件之间的水流,水-水热交换器125被示出成定位在通道54外部。冷凝泵52将给水排入供给管127,该供给管将所述给水输送到热交换器125的低温路径130的进口中。给水在交换器125的出口处离开交换器125中的低温路径130并且流入起管道作用的连接管132。管132将给水输送至部段106的下游面114处的管子。水在部段106的上游面110处离开部段106并且流过传输管135,该传输管起到在预热器增压器74的下游面93处与预热器增压器74的盘管的进口连接的管道的作用。水由此通过预热器增压器盘管74流向其上游,以在其上游面90处离开预热器增压器盘管74。从那里,水流入传输管138,该传输管138起到与热交换器125的高温路径140的进口连接的管道的作用。
在热交换器125的高温路径140内,水的温度降低,因为其将热量损失给低温路径130中的水。在高温路径140的出口处,水进入起到管道作用的传输管143,以在部段103的下游面112处被输送至部段103。水由此流过部段103,以在部段103的上游面108处从部段103离开(借此水的温度升高了),由此穿过排出管150。管150起到了管道的作用并且延伸以便在LP蒸发器77的下游面100处与LP蒸发器77连接。例如,水可以从LP蒸发器77的上游面96流至HP节热器。
现在,将以示例性温度来描述该系统。来自燃气轮机“G”的排气进入例如在本文中标示为高压(HP)节热器155的上游盘管70的最后盘管的上游面153。气体以大约500°F的温度进入HP节热器的上游面153。排气以大约380°F的温度离开HP节热器155的下游面,并且以大约相同温度进入预热器增压器74的上游面90。
图3显示了水以大约300°F分别离开给水加热器部段103和106的上游面108和110两者。从部段106的上游面110,水以大约300°F穿过管135进入预热器增压器74的下游面93。所述流体以大约340°F通过管138离开预热器增压器的上游面90。穿过管138,水然后以大约340°F流入热交换器125的高温路径140。
来自冷凝泵52的水排出大约120°F的水,水以大约相同温度通过管子127进入热交换器125。
现在,给出了对流入和离开给水加热器部段103和106的水的温度的回顾。图3显示了水以大约230°F从热交换器125的低温路径进给到管132。从那里,水以大约230°F在给水加热器部段106的下游面114处进入给水加热器部段106。水然后经过部段106并且在部段106上游面110处以大约300°F温度排入到管135中。
现在参照给水加热器部段103,离开热交换器的高温路径140的水温以大约230°F进入管143。从那里,水进入大约230°F的部段103的下游面112。
因此,进入部段103和106的下游面112和114两者的水温为大约230°F。
进入部段103的水以大约300°F温度在其上游面108处离开,以穿过管150而进入该温度的LP蒸发器77中。管150可以还具有将300°F的水供给至HP节热器155的下游面157的支路。另外,取决于特定的HRSG的盘管的配置,供给所述部段103的上游面108的水可以还在300°F流至定位于预热器增压器74的上游的其他盘管的下游面,例如流至中压(IP)节热器的下游面。
离开LP蒸发器77的下游面100和在给水加热器部段103和106的上游面108和110进入的热气的温度为大约335°F。在给水加热器部段103和106的相应下游面112和114处离开给水加热器部段103和106的热气的温度为大约240°F。
因此,构成给水加热器部段103和106的管子的表面维持大约240°F或者更高。该温度高于硫酸凝结的上述露点。因此,将利用本设计来抵抗硫酸在构成部段103和106的管子的表面上的凝结。
气体以大约350°F温度离开下游的预热器增压器表面93,并且以大约350°F温度进入LP蒸发器77的上游面96。气体以大约335°F离开LP蒸发器的下游面100。
来自冷凝器51的给水可以在大约120°F穿过供给管127被排出到热交换器125的低温路径130中。
离开热交换器125的水通过高温路径以230°F离开并且以大约230°F的温度在部段103的下游面112处流入部段103中。
对于本设计,标示为125的热交换器无需再循环,并且因此对于热交换器无需循环泵及其伴随的开销和费用。此外,对于本设计,无需旁通给水加热器80的任何部段。
同样,对于本配置,与进给到现有技术系统的LP蒸发器的水温的250°F相比,从给水预热器80进给到LP蒸发器77的水温以300°F的温度进入。此外,与供入现有技术设置中的HP节热器和/或IP节热器的水的进口温度250°F相比,在本系统中,从给水加热器部段103供给到HP节热器155或者定位于LP蒸发器的上游处的其他节热器的300°F的水温是有利的。
现在,注意力放在图4的改型上。图4可以包括一些与图3相同的元件。图4显示了从进口沿由箭头表示的方向、通过HP节热器155'的上游面153'、通过HP节热器155'及其下游面157'流动的HRSG的热气流,如在图3中示出的那样。由此,热气流至预热器增压器74'的上游面90',通过增压器74'及其下游面93'流向并穿过LP蒸发器77'的前表面96'。热气穿过LP蒸发器77'的盘管并且穿过其下游面100'。
代替参照图3所描绘的通常并排地配置的两个给水加热器部段103和106,图4的给水加热器80'具有按连续方式容纳从前至后或者从上游向下游设置的盘管的部段。给水加热器80'具有位于三个部段的最远的上游的部段210,并带有定位于部段210的下游的第二中部段213。然后,第二部段213的下游是最远的下游部段,即,第三部段216。部段210、213和216中的每个分别具有一对相应的上游面和下游面218和220、222和224、及226和228。
在图4中,定位于通道54'外部的水-水热交换器125'类似于图3的热交换器125。在图4中,冷凝泵52通过供给管227将给水排入到热交换器125'的低温路径231中。给水离开热交换器125'的低温路径231以流入连接管232中。
管232将给水输送至给水加热器部段216的下游面228。水在部段216的上游面226处离开部段216,以流过在部段210下游面220处与部段210的进口相连的传输管246。水流过部段210的盘管,以由此离开其上游面218而流入传输管252中。从管252,水在预热器增压器74'的下游面93'处流至该预热器增压器74'。水然后穿过预热加热器的增压器74',以离开预热器增压器的上游面90'进入传输管255。由此,水流过与热交换器125'的高温路径258的进口相连的管255。
在热交换器125'的高温路径258内,水的温度降低,因为其将热量损失给低温路径231中的水。在高温路径258的出口处,水进入传输管261,以在给水加热器部段213的下游面224处供给到给水加热器部段213。水流过部段213,以在部段213上游面222处从部段213离开(凭此提高了水的温度)而然后进入排出管264中。管264延伸以便在LP蒸发器77'的下游面100'处与LP蒸发器77'相连而被在其中加热。例如,从LP蒸发器77',水可以从LP蒸发器77'上游面96'流至HP节热器。
现在,如同图3的实施例一样,将以示例性温度来论述图4的实施例。穿过HP节热器155'和穿过预热器增压器74'的热气流的描述类似于对具有所述起到管道作用的各种管的图3所进行的描述。来自燃气轮机“G”的排气进入例如在本文中标示为HP节热器155的上游盘管的最后盘管的上游面153'。气体以大约500°F温度进入HP节热器的上游面153'。然后,排气以大约380°F离开HP节热器面157'而然后以大约相同温度进入预热器增压器74'的上游面90',并且以大约350°F穿过增压器74'和其下游面93'。热气然后以大约350°F流过LP蒸发器77'并且以大约335°F离开其下游面100'。
现在参照给水加热器部段的最上游,水以大约300°F的温度离开部段210的上游面218。然后,水以大约300°F穿过管252以便进入预热器增压器74'的下游面93'。所述水然后穿过预热器增压器74'至其上游面90',然后以大约340°F通过管255离开。水然后以大约340°F通过管255流入热交换器125'的高温路径258。
来自冷凝泵52的水以大约120°F的温度排放,并且以大约相同的温度通过管227排入到热交换器125'中。现在,给出对当水离开热交换器125'时其温度的回顾。来自热交换器125'的低温路径231的水以大约230°F供入管232。从那里,大约230°F的水在给水加热器部段216的下游面228处进入最下游的给水加热器部段216。水然后穿过部段216,以便以大约250°F从其上游面226进入到的排出管246中。穿过管246,水然后以大约250°F在给水部段210的下游面220处进入给水部段210。水然后流过部段210并且以大约300°F的温度通过管252在部段210上游面218处离开。
水通过热交换器125'的高温路径258离开热交换器125'而以大约230°F的温度进入管261。水流过管261以大约230°F进入给水加热器部段213的下游面224。水以大约285°F的温度在部段213的上游面222处离开部段213,以便以所述温度通过管264进入LP蒸发器77'。管285可以还具有将285°F的水供给至HP节热器155'的下游面157'的支路。
此外,取决于特定的HRSG的盘管的配置,从供给部段213的上游面222的供给的水可以还在285°F流至定位于预热器增压器74'的上游处的其他盘管的下游面,例如流至中压(IP)节热器的下游面。
离开LP蒸发器77'的下游面100'并进入给水加热器部段210的上游面218的热气的温度为大约335°F。在给水加热器部段210的下游面220处离开给水加热器部段210的热气的温度为大约295°F。在给水加热器部段213的下游面224处离开给水加热器部段213的热气的温度为大约260°F。最后,在最远的下游给水部段216的下游面228处,热气以大约240°F离开。因此,对于图4的实施例,构成给水加热器部段210、213和216的管子的表面维持大约240°F或者更高。如同图3的实施例一样,该温度高于硫酸凝结的上述露点。因此,图4的实施例抵抗硫酸在构成部段210、213和216的管子的表面上的凝结。
就图3的实施例而论,对于图4的实施例,热交换器125'无需再循环,或者带有其伴随的开销和费用的循环泵。此外,如同图3的实施例一样,图4的实施例无需给水加热器80'的任何旁路部段。
此外,对于本配置,与供入现有技术系统的LP蒸发器的水温250°F相比,从给水预热器80'供入LP蒸发器77'的水温以285°F的温度进入。此外,与供入现有技术设置中的HP节热器和/或IP节热器的水的进口温度250°F相比,对于图4的实施例,从给水加热器部段213供入HP节热器155'或者定位于LP蒸发器的上游处的其他节热器的285°F的水温是有利的。
图5显示了比图3和图4的不够优选的另一实施例。在图5中,给水加热器80"包括单个部段106",而不是诸如图3中所示的两部段式给水加热器80或者图4中所示的三部段式给水加热器80'。在图5中,类似于热交换器125'和125"的水-水热交换器125"具有高温路径140",水通过高温路径140"排入管143"中。管143"不是延伸进入给水加热器中,而是延伸成连接以便供入LP蒸发器77"中或者供入HP节热器355中,或者延伸到HP节热器355上游的热交换器盘管。
在图5中,所显示和描绘的各种管起到水流的管道的作用。在图5中,来自水-水热交换器125"的低温路径330的水离开热交换器125"以大约230°F的温度供入管332中。从那里,大约230°F的水进入给水加热器80"的下游面114"附近。水然后穿过给水加热器80"进入其上游面110"并且然后以大约300°F的温度在上游面110"处通过管135"离开。
从给水加热器80"的上游面110",水以大约300°F穿过管135"进入预热器增压器74"的下游面93"。所述流体以大约340°F通过管138"离开预热器增压器的上游面90"。通过管138",水然后以大约140°F流入热交换器125"的高温路径140"。
应用本发明特征的其他设计可以以诸如图4的配置的具有三个以上部段的给水加热器实施。例如,可以按如图3中的部段103和16那样相互横向间隔开的方式或者按如图4中的部段210、213和216那样纵向间隔开的方式设置四个或者五个部段。
此外,已经以水优选在各部段的下游面处进入各种热交换器说明了实施例。然而,不够优选地,水可以在更远的上游进入热交换器中。同样地,水优选显示为在热交换器的上游面的位置处离开各种热交换器,而不够优选地,水可以从上游面进入更远的下游。
在图3、4和5中已经图解了按优选分别处于HP节热器155、155'和155"的下游的预热器增压器盘管的方案80、80'和80'。图3、4和5中的预热器增压器相对于LP蒸发器和HP节热器的所述定位被认为是优选的并且是对于预热器增压器最高效的定位。如果热交换器盘管被定位成在其中围绕盘管的气体温度更接近盘管内部的水温情况下从排气中移除热,则系统是更高效的。如果预热器增压器被定位在HP节热器上游的更上游,则预热器增压器将从气体移除能量,该能量由此不可用来通过从所述位置中的预热器增压器下游的盘管移除。因此,如此定位预热器增压器盘管将从其他潜在的上游更高温度的盘管带走能量,而在预热器增压器的下游,所述盘管需要该能量用于加热水或者蒸汽。
然而,预热器增压器的盘管还可以被定位在HP节热器的上游并且将高温水提供给诸如以125、125'和125"示出的水-水热交换器的进口。在所述情况中,围绕预热器增压器盘管的气体的温度与预热器增压器盘管内部的水温的差值高于图3、4和5中具体地图示出的系统的。因此,考虑到如果热交换器盘管被定位成在其中围绕盘管的气体温度更接近盘管内部的水温的情况下从排气移除热则系统更高效的上述解说,则该系统是不够高效的。尽管如此,对于所述定位,离开预热器增压器盘管待被通过诸如138、138'和138"的管供入到诸如以125、125'和125"示出的水-水热交换器中的水的温度将足够高,以保持相应给水加热器的盘管的表面温度高于硫酸的上述露点。
所述各种管的连接已经描述为优选处于诸如给水加热器部段、预热器增压器、LP蒸发器和HP节热器的热交换器的下游面或者上游面处。然而,各种管的不够优选的连接可以另外处于所述构件的下游面或者上游面附近。
在不背离公开范围的情况下可以在上述结构方面进行改变,意图是,应该按说明性地且非限制性地解释上述说明中所包含的或者附图中所示的所有事项。

Claims (31)

1.一种热回收蒸汽发生器,包括:
外壳,所述外壳具有进口和出口以及在进口和出口之间的气体流动路径,该气体流动路径用于气流从进口上游流向进口下游的所述出口;
热交换器管的低压蒸发器盘管,所述低压蒸发器盘管在所述进口的下游定位在所述外壳内部;
热交换器管的预热器增压器盘管,所述预热器增压器盘管在外壳的所述进口的下游且在所述低压蒸发器盘管的上游定位在所述外壳内部,使得穿过所述进口的气体能够流向下游以穿过所述预热器增压器盘管,并且穿过所述预热器增压器盘管的气体能够从所述预热器增压器盘管处流向下游;
热交换器管的给水加热器盘管,所述给水加热器盘管在所述低压蒸发器盘管的下游定位在所述外壳内部,使得穿过所述低压蒸发器盘管的气体能够从所述低压蒸发器盘管流向下游,以穿过所述给水加热器盘管;
构造成具有彼此进行热交换的低温路径和较高温路径的水-水热交换器;
第一管道,所述第一管道从与所述预热器增压器盘管的流体连通延伸至与所述水-水热交换器的较高温路径的流体连通,第一管道配置成用于水从所述预热器增压器盘管穿过该第一管道流至所述水-水热交换器的较高温路径;以及
第二管道,所述第二管道从所述给水加热器盘管延伸至热交换器管的所述预热器增压器盘管,第二管道配置成允许水从所述给水加热器盘管穿过该第二管道流至所述预热器增压器盘管,
其中,所述水-水热交换器的低温路径中的给水能通过从所述水-水热交换器的低温路径延伸至所述给水加热器盘管的下游面附近的一管道而流至所述给水加热器盘管。
2.根据权利要求1所述的热回收蒸汽发生器,其中所述预热器增压器盘管具有上游面,并且第一管道在所述预热器增压器盘管的上游面附近离开所述预热器增压器盘管。
3.根据权利要求1或2所述的热回收蒸汽发生器,其中所述预热器增压器盘管具有下游面,给水加热器盘管具有上游面,第二管道在所述给水加热器盘管的上游面附近离开所述给水加热器盘管,以延伸成在所述预热器增压器盘管的下游面附近与所述预热器增压器盘管流体连通。
4.根据权利要求3所述的热回收蒸汽发生器,还包括配置成延伸以用于从所述给水加热器盘管至热交换器管的所述低压蒸发器盘管的流体连通的管道。
5.根据权利要求3所述的热回收蒸汽发生器,还包括配置成从与所述水-水热交换器的流体连通延伸至与所述给水加热器盘管的流体连通的管道,用以允许从所述水-水热交换器流至给水加热器盘管。
6.根据权利要求1所述的热回收蒸汽发生器,还包括定位在所述预热器增压器盘管的上游的热交换器管的高压节热器盘管,以及包括配置成延伸以用于从所述给水加热器盘管至热交换器管的所述高压节热器盘管的流体连通的管道。
7.根据权利要求6所述的热回收蒸汽发生器,还包括热交换器管的附加上游盘管,所述附加上游盘管在所述高压节热器盘管的上游且在所述外壳的进口的下游定位在所述外壳内部,以使得来自所述进口的气体能够通过所述附加上游盘管流向下游并且此后流过所述高压节热器盘管。
8.根据权利要求1所述的热回收蒸汽发生器,其中所述给水加热器盘管包括第一部段和第二部段,并且其中第二管道从给水加热器盘管的第一部段延伸至所述预热器增压器盘管。
9.根据权利要求8所述的热回收蒸汽发生器,其中给水加热器盘管的第一部段具有上游面和下游面,并且第二管道从在所述第一部段的上游面附近流体连通延伸至与所述预热器增压器盘管流体连通;并且所述热回收蒸汽发生器还包括从与所述水-水热交换器流体连通延伸至在给水加热器盘管的第一部段的下游面附近流体连通的第三管道。
10.根据权利要求2所述的热回收蒸汽发生器,其中所述给水加热器盘管具有第一部段、第二部段和第三部段,并且其中:
给水加热器盘管的第一部段具有上游面和下游面,并且其中第二管道从所述给水加热器盘管的第一部段的上游面附近流体连通至所述预热器增压器盘管的下游面附近,
给水加热器盘管的第二部段具有上游面和下游面,以及从与所述水-水热交换器流体连通延伸至在给水加热器盘管的第二部段的下游面附近流体连通的第三管道,所述第三管道配置成用于水通过该第三管道从所述水-水热交换器流到所述给水加热器盘管的第二部段;以及
所述给水加热器盘管的第三部段具有上游面和下游面,并且其中第四管道从给水加热器盘管的第三部段的上游面附近延伸至给水加热器盘管的第一部段的下游面附近,并且该第四管道配置成用于水通过该第四管道从给水加热器盘管的第三部段流至给水加热器盘管的第一部段。
11.根据权利要求10所述的热回收蒸汽发生器,还包括从所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近延伸成与所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者流体连通的管道。
12.一种热回收蒸汽发生器,包括:
外壳,所述外壳具有进口和出口以及在进口和出口之间的气体流动路径,该气体流动路径用于气流从进口上游流向进口下游的所述出口;
热交换器管的低压蒸发器盘管,所述低压蒸发器盘管在上游盘管的下游定位在所述外壳内部;
热交换器管的预热器增压器盘管,所述预热器增压器盘管具有上游面和下游面,所述预热器增压器盘管在所述外壳的进口的下游且在所述低压蒸发器盘管的上游定位在所述外壳内部,使得穿过所述进口的气体能够流向下游以穿过所述预热器增压器盘管的前表面,并且穿过所述预热器增压器盘管而离开所述预热器增压器盘管的下游面并且流向下游;
热交换器管的给水加热器盘管,所述给水加热器盘管包括第一部段和第二部段,所述第一部段和第二部段在所述低压蒸发器盘管的下游定位在所述外壳内部,以使得穿过所述低压蒸发器盘管的气体能够从所述低压蒸发器盘管流向下游以穿过所述给水加热器盘管;
构造成具有彼此进行热交换的低温路径和较高温路径的水-水热交换器;
第一管道,所述第一管道从在所述预热器增压器盘管的上游面附近的流体连通延伸至与所述水-水热交换器的较高温路径的流体连通,第一管道配置成用于水从所述预热器增压器盘管通过该第一管道流至水-水热交换器的较高温路径;
第二管道,第二管道从给水加热器盘管的第一部段的加热器盘管的上游面附近延伸至所述预热器增压器盘管的下游面附近,第二管道被配置成允许水从给水加热器盘管的第一部段的盘管通过该第二管道流至预热器增压器盘管;
第三管道,所述第三管道被配置成延伸以用于从所述水-水热交换器的低温路径至给水加热器盘管的第一部段的下游面附近的流体连通,以与所述给水加热器盘管流体连通,以便允许从所述水-水热交换器的低温路径至所述给水加热器盘管的流动;以及
第四管道,所述第四管道被配置成延伸以用于从所述水-水热交换器的较高温路径至给水加热器盘管的第二部段的下游面附近的流体连通,以允许从所述水-水热交换器的较高温路径至给水加热器盘管的第二部段的流动。
13.根据权利要求12所述的热回收蒸汽发生器,还包括被配置成从在所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近的流体连通延伸成与所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者流体连通的管道。
14.根据权利要求13所述的热回收蒸汽发生器,还包括热交换器管的附加上游盘管,所述附加上游盘管在所述高压节热器盘管的上游且在所述外壳的进口的下游定位在所述外壳内部,以使得来自所述进口的气体能够通过所述附加上游盘管流向下游并且此后流过所述高压节热器盘管。
15.根据权利要求10所述的热回收蒸汽发生器,其中给水加热器盘管的第一部段位于给水加热器盘管的第二部段上游,给水加热器盘管的第二部段位于所述给水加热器盘管的第三部段上游。
16.根据权利要求15所述的热回收蒸汽发生器,还包括第五管道,
所述第五管道被配置成延伸以用于从所述水-水热交换器至给水加热器盘管的第三部段的下游面附近的流体连通,以便与给水加热器盘管的第三部段的流体连通,从而允许从所述水-水热交换器至给水加热器盘管的第三部段的流动。
17.根据权利要求16所述的热回收蒸汽发生器,还包括第六管道,所述第六管道被配置成用于从与所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近的流体连通延伸至与所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者流体连通。
18.根据权利要求13所述的热回收蒸汽发生器,还包括热交换器管的附加上游盘管,所述附加上游盘管在所述高压节热器盘管的上游且在所述外壳的进口的下游定位在所述外壳内部,以使得来自所述进口的气体能够通过所述附加上游盘管流向下游并且此后流过所述高压节热器盘管。
19.一种用来加热用于热回收蒸汽发生器(HRSG)的给水的方法,所述热回收蒸汽发生器具有:
外壳,所述外壳具有进口和出口以及在进口和出口之间的内部的气体排出流动路径;
水-水热交换器,所述水-水热交换器定位在热回收蒸汽发生器的所述内部的气体排出流动路径的外部,外部的所述水-水热交换器具有彼此进行热交换的低温路径和较高温路径;
热交换器管的低压蒸发器盘管,所述低压蒸发器盘管在所述进口的下游定位在所述外壳内部;
热交换器管的预热器增压器盘管,所述预热器增压器盘管在外壳的所述进口的下游且在所述低压蒸发器盘管的上游定位在所述外壳内部,使得穿过所述进口的气体能够流向下游以穿过所述预热器增压器盘管,并且穿过所述预热器增压器盘管的气体能够从所述预热器增压器盘管处流向下游;
热交换器管的给水加热器盘管,所述给水加热器盘管在所述低压蒸发器盘管的下游定位在所述外壳内部,使得穿过所述低压蒸发器盘管的气体能够从所述低压蒸发器盘管流向下游,以穿过所述给水加热器盘管;
第一管道,所述第一管道从与所述预热器增压器盘管的流体连通延伸至与所述水-水热交换器的较高温路径的流体连通;和
第二管道,所述第二管道从所述给水加热器盘管延伸至热交换器管的所述预热器增压器盘管;
其中,所述水-水热交换器的低温路径中的给水能通过从所述水-水热交换器的低温路径延伸至所述给水加热器盘管的下游面附近的一管道而流至所述给水加热器盘管,
所述方法包括以下步骤:
引导水通过第一管道从预热器增压器盘管流至水-水热交换器的较高温度路径;以及
引导水通过第二管道从所述给水加热器盘管流至热交换器管的所述预热器增压器盘管。
20.根据权利要求19所述的方法,其中所述预热器增压器盘管具有上游面和下游面;所述给水加热器盘管具有上游面;第三管道从所述水-水热交换器延伸至所述给水加热器盘管;
所述方法还包括以下步骤:
引导水通过第一管道在所述预热器增压器盘管的上游面附近离开所述预热器增压器盘管,以便流入水-水热交换器的较高温度路径;
引导水通过第二管道在所述给水加热器盘管的上游面附近从所述给水加热器盘管流出,以便在所述预热器增压器盘管的下游面附近与所述预热器增压器盘管流体连通;以及
引导水通过第三管道从水-水热交换器流到所述给水加热器盘管。
21.根据权利要求20所述的方法,其中所述热回收蒸汽发生器具有:从所述给水加热器盘管延伸至热交换器管的所述低压蒸发器盘管的管道;定位在所述预热器增压器盘管的上游的热交换器管的高压节热器盘管;以及从所述给水加热器盘管延伸至高压节热器盘管的管道;
所述方法还包括以下步骤:
引导水从给水加热器盘管流至低压蒸发器盘管或高压节热器盘管中的一者。
22.根据权利要求19所述的方法,其中所述给水加热器盘管包括第一部段和第二部段,给水加热器盘管的第一部段具有上游面和下游面,其中给水加热器盘管的所述第二管道从在给水加热器盘管的第一部段的上游面附近流体连通延伸至与所述预热器增压器盘管流体连通;第三管道从与所述水-水热交换器流体连通延伸至在给水加热器盘管的第一部段的下游面附近流体连通;
所述方法还包括以下步骤:
引导水通过第二管道从所述给水加热器盘管的第一部段的上游面附近流入预热器增压器盘管;和
引导水通过第三管道从水-水热交换器在给水加热器盘管的第一部段的下游面附近流入给水加热器盘管的第一部段。
23.根据权利要求22所述的方法,其中所述预热器增压器盘管具有上游面和下游面,所述方法还包括以下步骤:
引导水通过第一管道从所述预热器增压器盘管的上游面附近流至所述水-水热交换器的较高温路径。
24.根据权利要求23所述的方法,包括从所述水-水热交换器延伸至给水加热器盘管的第二部段的下游面附近的第四管道,
所述方法还包括以下步骤:
引导水从水-水热交换器在给水加热器盘管的第二部段的下游面附近流入给水加热器盘管的第二部段。
25.根据权利要求24所述的方法,包括从所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近的流体连通延伸成与所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者流体连通的管道;
所述方法还包括以下步骤:
引导水从所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近流到所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者。
26.根据权利要求19所述的方法,所述给水加热器盘管具有第一部段、第二部段和第三部段,并且其中:
给水加热器盘管的第一部段具有上游面和下游面,并且其中第二管道从所述给水加热器盘管的第一部段的上游面附近流体连通至所述预热器增压器盘管的下游面附近,
给水加热器盘管的第二部段具有上游面和下游面,第三管道从所述水-水热交换器延伸成在给水加热器盘管的第二部段的下游面附近连接;和
所述给水加热器盘管的第三部段具有上游面和下游面,并且第四管道从给水加热器盘管的第三部段的上游面附近延伸至给水加热器盘管的第一部段的下游面附近;
所述方法还包括以下步骤:
引导水从给水加热器盘管的第一部段的上游面附近流至所述预热器增压器盘管的下游面附近,
引导水从所述水-水热交换器流至给水加热器盘管的第二部段的下游面附近,和
引导水从所述给水加热器盘管的第三部段的上游面附近流至给水加热器盘管的第一部段的下游面附近。
27.根据权利要求26所述的方法,其中给水加热器盘管的第一部段位于给水加热器盘管的第二部段的上游,给水加热器盘管的第二部段位于给水加热器盘管的第三部段的上游;第五管道从所述水-水热交换器延伸成在给水加热器盘管的第三部段的下游面附近连接;
所述方法还包括以下步骤:
引导水从水-水热交换器在给水加热器盘管的第三部段的下游面附近流至给水加热器盘管的第三部段。
28.根据权利要求27所述的方法,其中设有第六管道,所述第六管道延伸以用于从所述给水加热器盘管的第二部段的上游面附近至所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者的流体连通;
所述方法还包括以下步骤:
引导水从给水加热器盘管的第二部段的上游面附近流至所述低压蒸发器盘管或者高压节热器盘管中的一者。
29.根据权利要求20所述的方法,其中进入水-水热交换器的低温路径的给水的温度最初低于排放的气体中硫酸的露点温度,从水-水热交换器流向给水加热器盘管的第三管道中的给水以230°F或高于230°F的温度进入给水加热器盘管。
30.根据权利要求24所述的方法,其中进入水-水热交换器的低温路径的给水的温度最初低于排放的气体中硫酸的露点温度,从外部的水-水热交换器流向给水加热器盘管的第一部段的第三管道中的给水以230°F或高于230°F的温度进入给水加热器盘管的第一部段的入口,并且从水-水热交换器流向给水加热器盘管的第二部段的第四管道中的给水以230°F或高于230°F的温度进入给水加热器盘管的第二部段。
31.根据权利要求27所述的方法,其中进入水-水热交换器的低温路径的给水的温度最初低于排放的气体中硫酸的露点温度,从水-水热交换器流向给水加热器盘管的第三部段的第五管道中的给水以230°F或高于230°F的温度进入给水加热器盘管的第三部段,并且从水-水热交换器流向给水加热器盘管的第二部段的第三管道中的给水以230°F或高于230°F的温度进入给水加热器盘管的第二部段。
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