CN107923609A - 单程水平蒸发器中的管布置 - Google Patents

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Abstract

本文公开了一种单程蒸发器(200)，其包括：入口歧管(202)；与入口歧管流体连通的一个或多个入口集管(204)；一个或多个管组(210)，其中各个管组包括一个或多个倾斜的蒸发器管；该一个或多个管组与该一个或多个入口集管流体连通；其中倾斜的管向垂线倾斜小于90度或大于90度的角度；其中各个管组包括布置成多个列和多个排的多个管；其中第一列中的多个管与第二列中的多个管偏置距离d2，且其中第一排中的多个管与第二排中的多个管偏置距离d1；其中d1从0.1d2变化至1000d2；与一个或多个管组流体连通的一个或多个出口集管；以及与该一个或多个出口集管流体连通的出口歧管。

Description

单程水平蒸发器中的管布置
技术领域
本公开大体上涉及热回收蒸汽发生器(HRSG)，且更具体地涉及用于控制HRSG中的流的管布置，HRSG具有倾斜管以用于热交换。
背景技术
热回收蒸汽发生器(HRSG)是从热气流回收热量的能量回收热交换器。它产生蒸汽，蒸汽可用在过程(热电联产)中或用于驱动蒸汽涡轮(联合循环)。热回收蒸汽发生器大体上包括四个主要构件：节热器、蒸发器、过热器和水预热器。具体而言，自然循环HRSG包含蒸发器加热表面、筒，以及必要的管路来有利于蒸发器管中的适当循环比率。单程HRSG利用单程蒸发器替代自然循环构件，且这样做对较高的设备效率提供进展，且此外在没有厚壁筒的情况下帮助延长HRSG寿命。
单程蒸发器热回收蒸汽发生器(HRSG)100的示例在图1中示出。在图1中，HRSG包括竖直加热表面，其为构造成吸收所需要的热量的一系列竖直平行流路/管104和108(设置在管道壁111之间)的形式。在HRSG 100中，工作流体(例如，水)从源106输送至入口歧管105。工作流体从入口歧管105供给至入口集管112且然后至第一热交换器104，在那里其由从炉(未示出)沿水平方向流动的热气体加热。热气体加热设置在管道壁111之间的管区段104和108。加热的工作流体的一部分转变成蒸汽，且液体和汽化工作流体的混合物经由出口集管113输送至出口歧管103，其从那里输送至混合器102，在该处，蒸汽和液体再次混合且分配至第二热交换器108。蒸汽与液体工作流体的该分离是不期望的(由于它产生温度梯度)且必须努力阻止它。为了确保来自热交换器104的蒸汽和流体良好混合，它们被输送至混合器102，两相混合物(蒸汽和液体)从混合器102输送至另一第二热交换器108，在那里它们经受过热条件。第二热交换器108用于克服热力学限制。蒸汽和液体然后排放至收集容器109，它们然后在用于功率生成设备(例如，涡轮)之前从收集容器109送至分离器110。竖直加热表面的使用因此具有许多设计限制。
由于设计考虑，通常情况是，热位差限制使额外的加热回路不可避免，以便在出口处获得过热的蒸汽。时常需要额外预备来使水/蒸汽泡在再进入第二加热回路之前再混合，导致额外的设计考虑。此外，作为竖直布置的平行管的直接结果，在加热表面下游存在气体侧温度不平衡。这些额外的设计考虑使用额外的工程设计和制造，两者都是昂贵的。这些额外特征还使周期性维护不可避免，这减少用于设备的生产性功能的时间，且因此导致生产率的损失。因此期望克服这些缺点。
发明内容
本文公开了一种单程蒸发器，其包括：入口歧管；与入口歧管流体连通的一个或多个入口集管；一个或多个管组，其中各个管组包括一个或多个倾斜的蒸发器管；该一个或多个管组与该一个或多个入口集管流体连通；其中倾斜的管向垂线倾斜小于90度或大于90度的角度；其中各个管组包括布置成多个列和多个排的多个管；其中第一列中的多个管与第二列中的多个管偏置距离d2，且其中第一排中的多个管与第二排中的多个管偏置距离d1；其中d1从0.1d2变化至1000d2，以适合热混和的最优程度；与一个或多个管组流体连通的一个或多个出口集管；以及与该一个或多个出口集管流体连通的出口歧管。
本文还公开了一种方法，其包括：使工作流体排放通过单程蒸发器；其中单程蒸发器包括：入口歧管；与入口歧管流体连通的一个或多个入口集管；一个或多个管组，其中各个管组包括一个或多个倾斜的蒸发器管；该一个或多个管组与该一个或多个入口集管流体连通；其中倾斜的管向垂线倾斜小于90度或大于90度的角度；其中各个管组包括布置成多个列和多个排的多个管；其中第一列中的多个管与第二列中的多个管偏置距离d2，且其中第一排中的多个管与第二排中的多个管偏置距离d1；其中d1从0.1d2变化至1000d2，以适合热混和的最优程度；与一个或多个管组流体连通的一个或多个出口集管；以及与该一个或多个出口集管流体连通的出口歧管；使热气体从炉或锅炉排放通过单程蒸发器；以及将热量从热气体传递至工作流体。
附图说明
现在参照附图，其为示例性实施例，且其中相似元件被相似地编号：
图1是具有竖直热交换器管的现有技术热回收蒸汽发生器的示意图；
图2绘出使用逆流交错布置的示例性单程蒸发器的示意图；
图3绘出单程蒸发器的示例性实施例；
图4(A)绘出单程蒸发器的管组中的管的一种示例性布置；
图4(B)绘出单程蒸发器的管组中的管的示例性布置的等距视图；
图5绘出单程蒸发器的管组中的管的逆流交错布置的端部示意图；
图6A是图4的管组的扩大端部视图；
图6B是在图5A的管组内截取的平面区段的图示且绘出了交错管考虑；
图7A绘出沿一个方向倾斜而沿另一方向水平的管的立面端部视图；管按交错方式布置；
图7B是在图6A的管组内截取的平面区段的图示且绘出了交错管构造；
图8绘出了相继的管组之间的间距可变化；以及
图9绘出了具有10个竖直对准的包含管的区或区段的单程蒸发器，热气体可经过管以将其热量传递至工作流体。
具体实施方式
本文公开的是热回收蒸汽发生器(HRSG)，其包括单个热交换器或多个热交换器(其管布置成“非竖直的”)。按照非竖直，其表示管向垂线成角度倾斜。按照“倾斜”，其表示独立管与跨过管画出的竖直线倾斜小于90度或大于90度的角度。在一个实施例中，管可在第一方向上水平且在垂直于第一方向的第二方向上倾斜。
具体而言，在热回收蒸汽发生器中，加热表面(也称为翅片管)大体上水平地设置。在本文详细描述的一个实施例中，加热表面交错，作为其结果，主要热传递模式也交错。此布置不由热负载限制，大体上不使用加热的流体的再混合，也不存在如关于竖直布置的单程热交换器绘出的温度梯度。交错可由下文在图2中所示的管中的角度变化引起。
管中的这些角度变化以及倾斜的角度在图2中示出。图2示出单程蒸发器的管组中使用的管的区段。管组示出管沿一个或多个方向向垂线倾斜。
尽管图2中的管示出为沿两个方向倾斜，但如果期望，其可仅沿一个方向倾斜。在图2中，管沿一个方向与垂线成θ1的角度倾斜，而其沿第二方向与垂线成θ2的角度倾斜。在图2中，可看到θ1和θ2可关于垂线变化高达90度。如果倾斜角度θ1和θ2等于90度，则管说成是大致水平的。如果一方面仅一个角度θ1是90度而另一个角度θ2小于90度或大于90度，则管说成是沿一个方向水平而沿另一方面倾斜。在又一实施例中，有可能两个角度θ1和θ2均小于90度或大于90度，这表示管沿两个方向倾斜。要注意的是，按照“大致水平”，其表示管定位成近似水平(即，布置成在±2度内与水平线平行)。对于倾斜的管，倾斜的角度θ1和/或θ2大体上关于垂线变化从大约55度至大约88度。在示例性实施例中，期望管沿至少一个方向向垂线倾斜。
包含水平管的区段(或多个区段)也称为“单程蒸发器”，因为当以亚临界条件操作时，工作流体(例如，水、氨等)在通过从入口集管至出口集管的区段的单次经过期间逐渐地转变成蒸汽。同样地，对于超临界操作，超临界流体在通过从入口集管至出口集管的区段的单次经过期间加热至较高温度。
单程蒸发器(在下文中“蒸发器”)包括平行管，其在与从炉或锅炉发出的加热气体的流的方向垂直的至少一个方向上非竖直地设置。
图3、图4(A)、图4(B)和图10绘出单程蒸发器的示例性实施例。图3绘出单程蒸发器200中的多个竖直管组。在一个实施例中，管组竖直地对准，使得各个叠组在另一管组直接上方、直接下方或者直接上方和/或直接下方两者。图4(A)绘出单程蒸发器的管组中的管的一个示例性布置；而图4(B)绘出单程蒸发器的管组中的管的示例性布置的等距视图；
蒸发器200包括入口歧管202，其从节热器(未示出)接收工作流体，且将工作流体输送至多个入口集管204(n)，其中各个与包括大致水平的一个或多个管的竖直管组210(n)流体连通。流体从入口集管204(n)传输至多个管组210(n)。为了简化目的，在该说明书中，在附图中绘出的多个入口集管204(n)、204(n+1)和204(n+n′)共同称为204(n)。类似地，多个管组210(n)、210(n+1)、210(n+2)和210(n+n’)共同称为210(n)，且多个出口集管206(n)、206(n+1)、206(n+2)和206(n+n′)共同称为206(n)。
如图3中可见，多个管组210(n)因此分别在多个入口集管204(n)和出口集管206(n)之间竖直地对准。管组210(n)中的各个管由板250(见图4(B))支撑就位。工作流体在横穿管组210(n)之后排放至出口歧管208，其从出口歧管208排放至过热器。取决于对于单程蒸发器的空间要求，入口歧管202和出口歧管208可水平地设置或竖直地设置。从图3和图4(A)可见，当竖直对准的叠组设置在彼此上时，通道239形成于相应叠组之间。挡板系统240可放置在这些通道中以防止热气体的旁通。这将随后论述。
来自源(例如，炉、锅炉或涡轮)(未示出)的热气体垂直于或横向于管210中的工作流体的流的方向行进。参照图3，热气体远离读者行进到纸的平面中，或从纸的平面朝读者行进。在一个实施例中，热气体与管组中的工作流体的行进方向逆流行进。热量从热气体传递至工作流体以升高工作流体的温度，且可能将工作液体中的一些或全部从液体转变成蒸汽。单程蒸发器的各个构件的细节在下文提供。
如图3和/或图4(A)中可见，入口集管包括一个或多个入口集管204(n)、204(n+1)和204(n)(在下文中大体上由用语“204(n)”代表)，其中各个与入口歧管202操作连通。在一个实施例中，该一个或多个入口集管204(n)中的各个与入口歧管202流体连通。入口集管204(n)分别与多个水平管组210(n)、210(n+1)、210(n′+2)和210(n)(在下文中用语“管组”大体上由用语“210(n)”代表)流体连通。各个管组210(n)与出口集管206(n)流体连通。出口集管因此包括多个出口集管206(n)、206(n+1)、206(n+2)和206(n)，其中各个分别与管组210(n)、210(n+1)、210(n+2)和210(n)以及入口集管204(n)、204(n+1)、204(n+2)和204(n)流体连通。
用语“n”是整数值，而“n′”可为整数值或分数值。n′可因此为分数值，诸如1/2、1/3等。因此例如，为此可存在一个或多个部分入口集管、管组或出口集管。换句话说，可存在一个或多个入口集管和出口集管，其大小是其他入口集管和/或出口集管的部分。类似地，可存在包含在其他叠组中包含的管的数目的分数值的管组。要注意的是，具有参照标号n′的值和控制系统实际上不存在分数形式，但如果期望则减小来适应由部分蒸发器区段处理的较小容积。在一个实施例中，在单程蒸发器中可存在至少一个或多个部分管组。在另一个实施例中，在单程蒸发器中可存在至少两个或更多个部分管组。
在一个实施例中，单程蒸发器可包括与2个或更多个管组(其与2个或更多个出口集管流体连通)流体连通的两个或更多个入口集管。在一个实施例中，单程蒸发器可包括与3个或更多个管组(其与3个或更多个出口集管流体连通)流体连通的3个或更多个入口集管。在另一个实施例中，单程蒸发器可包括与5个或更多个管组(其与5个或更多个出口集管流体连通)流体连通的5个或更多个入口集管。在又一个实施例中，单程蒸发器可包括与10个或更多个管组(其与10个或更多个出口集管流体连通)流体连通的10个或更多个入口集管。对与彼此流体连通且与入口歧管和出口歧管流体连通的管组、入口集管和出口集管的数目没有限制。各个管组有时称为束或区。
图9绘出另一示例性组装的单程蒸发器。图9示出了具有10个竖直对准的管组210(n)的图3的单程蒸发器，管组210(n)包含管，热气体可经过其以将其热量传递至工作流体。管组安装在框架300中，其包括两个平行竖直支撑条302和两个水平支撑条304。支撑条302和304通过焊接、螺栓、铆钉、螺钉螺纹和螺母等固定地附接或可脱离地附接至彼此。
设置在单程蒸发器的上表面上的是接触板250的杆306。各个杆306支撑板，且板从杆306悬垂(即，它们是悬置的)。板250(如上文详细描述)使用U形板锁定就位。板250可将相应管组210(n)支撑和保持就位。在该图9中，各个管组210(n)中的仅最上部的管和最下部的管示出为管组的部分。为了读者方便且为了清楚，省略了各个管组中的其他管。
由于各个杆306保持或支撑板250，因此杆306的数目等于板250的数目。在一个实施例中，整个单程蒸发器由接触水平杆304的杆306支撑和保持。在一个实施例中，杆306可为系杆，其接触平行水平杆304中的各个且支撑管组的整个重量。单程蒸发器的重量因此由杆306支撑。
各个区段安装到相应板上，且相应板然后在整个管组的外周处由系杆300保持在一起。多个竖直板支撑这些水平热交换器。这些板设计为用于模块的结构支撑且对管提供支撑以限制偏转。水平热交换器在车间组装成模块且运往场地。水平热交换器的板在现场连接至彼此。
图5绘出管组中的管的一种可能布置。图5是绘出竖直对准的两个管组的端部视图。管组210(n)和210(n+1)竖直地设置在彼此上，且通过挡板240与彼此且与其相邻管组分离。挡板240防止不均匀流分布且有利于交错和逆流热传递。在一个实施例中，挡板240不阻止热气体进入单程装置。它们有利于热气体穿过管组的分布。如图5中可见，各个管组分别与集管204(n)和204(n+1)流体连通。管由金属板250支撑，金属板250具有孔，管可穿过其来回行进。管是蛇形的，即，它们以蛇形方式在入口集管204(n)和出口集管206(n)之间来回行进。工作流体从入口集管204(n)排放至管组，在那里其从热气流接收热量，热气流垂直于管组中的管的方向。
图6A是图5的管组210(n+1)的扩大端部视图。在图6A中可见，两个管262和264从入口集管204(n+1)发出。两个管262和264在各个线路位置260处从集管204(n+1)发出。图6A中的管从入口集管204(n)倾斜至出口集管206(n)，其远离读者到纸的平面中。
管成Z形或交错布置(如在图6A的上部左手部分中可见)，其中管262在两组板250之间以蛇形方式来回横穿(出入纸的平面)，而管264在一组孔(其在比管262行进穿过的孔较低排的孔中)中在两组板250之间以蛇形方式来回横穿(出入纸的平面)。要注意的是，尽管该说明书详细描述了两组孔250，但图6A仅示出一个板250。实际上，各个管组可由两组或更多组板支撑，如之前在图4(B)中可见的那样。简而言之，管262行进穿过奇数列(1、3、5、7、…)奇数排的孔，而管264行进穿过偶数列(2、4、6、8、…)偶数排的孔。这产生看起来Z形的布置。因为金属板的偶数孔列中的孔与奇数孔列中的孔偏置，故产生该Z形布置。结果，在Z形布置中；一个排中的管与前面或相继的排中的管竖直地偏置或交错。利用交错布置，加热线路可位于两个流路中，以便避免锅炉中的低点以及随后不能排出压力部分。
特别地，下文在图6B和图7B中所示的是平行水/蒸汽线路1、2、3、4等。在图6B和图7B中所示的布置中，在设计设备时，需要考虑固有静压头差异作用。这些静压头差异可导致跨过单程区段的不最理想的流和温度分布，且因此差于最优的设计构造。然而，由于在例如翅片管4c和3d的下游的相对较冷的排气温度，在翅片管3c上存在冷却作用(见图7B)。该动态称为“热混和”。当该动态跨过整个热交换器结束时，其部分地取消静压头作用，且因此热混和的确切程度不一定最优。
图6B是在管组内截取的平面区段的图示。该平面垂直于管中的流体行进的方向，且图6B示出在该平面处的7个蛇形管的截面区域。如图可见，管(如由其截面区域看)处于竖直交错构造。由于蛇形形状，加热表面绘出成交错构造的平行管路径，其支持逆流流体流且因此逆流热传递。按照逆流热传递，其意思是在管的区段中沿一个方向的流与相同管的邻近其的另一区段中的流相反地行进。图6B中所示的标号指单个水/蒸汽线路。例如在管1中，区段1a包含远离读者流动的流体，而接近其的管1b的区段包含朝向读者流的流体。图6B中的不同管颜色指示工作流体的相反流动方向。箭头示出单个管中的流体流的方向。
图7A绘出沿一个方向倾斜而沿另一方向水平的管的等距端部视图。在图7A的管的情况下，管(即，1a、1b)沿大体上垂直于热气流的方向是水平的，而沿与热气流平行的方向成θ1的角度倾斜。在一个实施例中，管组包括在与热气体的流的方向平行的方向上大致水平且在与热气体的流的方向垂直的方向上倾斜的管，如图8中所示的那样。
角度θ1可从55度变化至88度，特别地从60度变化至87度，且更特别地从80度变化至86度。管沿一个或多个方向的倾斜在管壁280以及矩形几何形状之间提供未占用空间270(如果管完全不倾斜则管组将占用其)。该未占用空间270可用于容纳控制设备。该未占用空间可位于叠组的底部、叠组的顶部或叠组的顶部和底部两者。备选地，该未占用空间可用于有利于管组中的热气体的逆流。
在一个实施例中，该未占用空间270可包含部分叠组，即，为常规叠组210(n)的部分大小的叠组，如图4(A)和4(B)中所见。在另一个实施例中，挡板也可设置在未占用空间中以随着直列流将热气体偏转到管组中。
在图7A中可见，管还相对于排气流交错。这在图7B中绘出，其绘出在管组内截取的平面区段。该平面大体上垂直于工作流体在管中行进的方向。如在图6B的管的情况中那样，图7B中的流体流也沿逆流方向。图7B中所示的标号表示单个水/蒸汽线路。箭头示出单个管中的流体流的方向。由于管组中的管倾斜，故工作流体从右至左向上行进。尽管图5、图6B、图7A、图7B示出从左至右的热气流，但其也可沿相反方向从右至左流动。如果热气流从右至左，则单个管中的流的方向将与图6B中所示的方向相反。
交错逆流水平地布置的加热表面(图7B)与水平/倾斜布置的水/蒸汽(工作流体)线路允许来自节流装置的增加的最小流和增加的压降之间的平衡。此外，由于交错且逆流的热传递模式导致最小通风损耗和寄生功率，故加热表面最小化。然而，对于给定平衡，这可导致由于节流要求和/或分离器水排放考虑或两者而引起的高寄生功率损耗。这是因为，跨过节流装置的压降可与从分离器排放的水可以的那样显著。
在一个实施例中，管组中的管布置成多个列和排，如图6B中可见的那样。图6B的交错逆流布置的管可布置成多个列(列1、列2、列3…等)。例如，列1包含管1b、3b、5b、7b等，而排1包含管1a、1b、1c(未示出)、1d(未示出)等。第一列管与相邻第二列管分离距离d2。第一列管与第三列管分离距离d2+d5。在一个实施例中，距离d2是平均距离。在另一个实施例中，随着距离d2增加，距离d5减小，且反之亦然。换句话说，取决于设计考虑，列1中的第一管与列2中的相邻第二管之间的距离可从一对排到下一排变化。变化的d1和d2(且因此d4和d5)的目的是优化热混和的程度，以便解决所讨论的存在于设计中的一致的静压头差异作用。
以类似方式，第一排管与相邻第二排管分离距离d1。第一排管与第三排管分离距离d1+d4，第三排管与第二排管设置在相反侧的管上。换句话说，随着d1增加，d4减小，且反之亦然。管2b(相对于管1b和管3b)的位置确定接触它的排气流的温度。简而言之，d1与d4的比率确定接触管2b的排气流的平均温度。
在一个实施例中，距离d1是一排中的管和相邻排中的管之间的平均距离。在另一个实施例中，取决于设计考虑，排1中的第一管与排2中的相邻第二管之间的距离可从一对列到下一对变化。
关于图6B中所示的布置可见，管1b-1a和2b-2a可并行操作。然而，管2b经历来自管1b和3b两者的排气流和温度。换句话说，(参照图6B)列2(Col. 2)中的管可取决于其相对于列1(Col. 1)中的上游管(1b和3b)的位置而经历较低温度排气流(相比于冲击在管1b和3b上的排气流的温度)的大部分。管2b对于上游管1b和管3b的相对位置确定它(管2b)遇到的混和热流(来自管1b和3b)的温度。简而言之，位于另一管列的下游的管列可经历降低的温度。列2中的管的位置可因此关于其相对于列1中的管的位置而变化，以便调整由列2中的管吸收的热量。就列2中的管相对于列1中的管来说，在图7B中可出现相同的情况。
列2中的管的相对位置可相对于列1中的管调整，以适合给定应用。再次参照图6B，可见在第1列中的两个相邻管之间的距离是d1，而第一列和第二列中的相邻管之间的距离是d2。接触第一列和第二列中的管的三角形由XYZ代表。线XZ和YZ之间的角度α可取决于d1和d2的长度而变化。在实施例中，线XZ和YZ之间的角度α可从2度变化至88度，且d1可从0.1d2变化至1000d2，优选从0.5d2变化至500d2，且更优选从d2变化至100d2。该分析也适用于图7B中所示的管构造。
在图8中绘出的另一实施例中，参照图4A、图4B、图5和图7A，两个相邻区段210(n)和210(n+1)之间的距离d3(由挡板214占据的区域)可调整成增加或减少从一个区段210(n)冲击在另一区段210(n+1)上的入射排气流的量。在实施例中，距离d3可从d1变化至1000d1。
“最大连续负载”指功率设备的额定完全负载条件。
锅炉的“单程蒸发器区段”用于在各种百分比的最大连续负载(MCR)下将水转变成蒸汽。
“近似水平的管”是实际上水平定向的管。“倾斜管”是既不处于水平位置也不处于竖直位置的管，但相对于如所示的入口集管和出口集管以其间的角度设置。
将理解的是，尽管用语“第一”、“第二”和“第三”等可在本文中用于描述各种元件、构件、区域、层和/或区段，但这些元件、构件、区域、层和/或区段不应当由这些用语限制。这些用语仅用于将一个元件、构件、区域、层和/或区段与另一元件、构件、区域、层和/或区段区分开。因此，在不脱离本文的教导的情况下，下文论述的“第一元件”、“构件”、“区域”、“层”或“区段”可称为第二元件、构件、区域、层和/或区段。
本文使用的术语仅为了描述具体实施例的目的且不意在限制。如本文使用的像“一个”、“一种”和“该”的单数形式意在也包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。将进一步理解的是，用语“包括”和/或“包括了”或“包含”和/或“包含了”在本说明中使用时说明指出的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或构件的存在，但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、构件和/或其组的存在或添加。
此外，诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对用语在本文中可用于描述一个元件与另一元件的关系，如附图中所示的那样。将理解的是，相对用语意在包含除了附图中所绘的定向之外的装置的不同定向。例如，如果其中一个附图的装置翻转，则描述为处于其他元件的“下”侧的元件将定向在其他元件的“上”侧。示例性用语“下”可因此取决于附图的具体定向而包含“下”和“上”的定向。类似地，如果其中一个附图的装置翻转，则描述为处于其他元件“下方”或“下面”的元件将定向在其他元件“上方”。示例性用语“下方”或“下面”可因此包含上方和下方的定向。
除非另外限定，本文使用的所有用语(包括技术和科学用语)具有与本公开所属的领域的普通技术人员通常理解的相同的意思。将进一步理解的是，诸如在通常使用的词典中限定的那些用语应当解释为具有与其在相关领域和本公开的上下文中的意思一致的意思，且将不以理想化或过于形式意义来解释，除非在本文中直接如此限定。
示例性实施例参照为理想化实施例的示意图示的截面图示而描述。因而，将预料到由于例如制造技术和/或公差而改变图示的形状。因此，本文描述的实施例不应当解释为限于本文所示的区域的具体形状，而是包括由于例如制造引起的形状偏差。例如，示出或描述为平坦的区域可典型地具有粗糙和/非线性特征。此外，所示的尖锐角度可圆化。因此，附图中所示的区域实际上是示意性的，且其形状不意在示出区域的精确形状且不意在限制提出的权利要求的范围。
用语和/或在本文中用于表示“和”以及“或”。例如，“A和/或B”理解为表示A、B或者A和B。
过渡用语“包括”包括过渡用语“基本上由…构成”和“由…构成”且可与“包括”互换。
尽管本公开描述了示例性实施例，但将由本领域技术人员理解的是，在不脱离公开的实施例的范围的情况下，可进行许多改变且等同方案可替代其元件。此外，可进行许多修改，以使具体情形或材料适于本公开的教导，而不脱离其基本范围。因此，意在本公开不限于如用于执行本公开构想的最佳模式而公开的具体实施例。

Claims (16)

1.一种单程蒸发器，包括：
入口歧管；
与所述入口歧管流体连通的一个或多个入口集管；
一个或多个管组，其中各个管组包括一个或多个倾斜的蒸发器管；所述一个或多个管组与所述一个或多个入口集管流体连通；其中所述倾斜的管向垂线倾斜小于90度或大于90度的角度；其中各个管组包括布置成多个列和多个排的多个管；其中第一列中的多个管与第二列中的多个管偏置距离d2，且其中第一排中的多个管与第二排中的多个管偏置距离d1；其中d1从0.1d2变化至1000d2，
与一个或多个管组流体连通的一个或多个出口集管；以及
与所述一个或多个出口集管流体连通的出口歧管。
2.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述距离d1和d2是平均距离。
3.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，相继的列之间的距离可变化。
4.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，相继的排之间的距离可变化。
5.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述一个或多个管组之间的距离可变化。
6.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述管组包括在与热气体的流的方向垂直的方向上大致水平且在与所述热气体的流的方向平行的方向上倾斜的管。
7.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述管组中的管成交错布置；其中一个排中的管与前面或相继的排中的管偏置。
8.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述管组中的管成交错布置，其中一个排中的管位于相继的排中的管的直接上方且在前面的排中的管的直接下方。
9.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述单程蒸发器还包括由倾斜蒸发器管组和水平蒸发器管组的几何上的差异产生的未占用空间。
10.根据权利要求9所述的单程蒸发器，其特征在于，所述未占用空间填充有部分管组。
11.根据权利要求9所述的单程蒸发器，其特征在于，所述未占用空间包含用于调节穿过所述管的工作流体的流的控制设备。
12.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述单程蒸发器还包括设置在管组之间的挡板。
13.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，管组跨越挡板。
14.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述管组包括在与热气体的流的方向平行的方向上大致水平且在与所述热气体的流的方向垂直的方向上倾斜的管。
15.根据权利要求1所述的单程蒸发器，其特征在于，所述管组中的管处于直列布置，其中一个排中的管位于相继的排中的管的直接上方且在前面的排中的管的直接下方。
16.一种方法，包括：
使工作流体排放通过单程蒸发器；其中所述单程蒸发器包括：
入口歧管；
与所述入口歧管流体连通的一个或多个入口集管；
一个或多个管组，其中各个管组包括一个或多个倾斜的蒸发器管；所述一个或多个管组与所述一个或多个入口集管流体连通；其中所述倾斜的管向垂线倾斜小于90度或大于90度的角度；其中各个管组包括布置成多个列和多个排的多个管；其中第一列中的多个管与第二列中的多个管偏置距离d2，且其中第一排中的多个管与第二排中的多个管偏置距离d1；其中d1从0.1d2变化至1000d2；
与一个或多个管组流体连通的一个或多个出口集管；以及
与所述一个或多个出口集管流体连通的出口歧管；
使热气体从炉或锅炉排放通过所述单程蒸发器；以及
将热量从所述热气体传递至所述工作流体。
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