TW201723304A

TW201723304A - 在一次通過的水平蒸發器中之管排列

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Publication number: TW201723304A
Application number: TW105120196A
Authority: TW
Inventors: 蘇雷許謝諾伊; 傑佛瑞麥基
Original assignee: 通用電氣技術公司
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2017-07-01
Also published as: US20170010053A1; EP3320261A1; JP2018524547A; KR20180030095A; WO2017005727A1; CN107923609A

Abstract

本文中揭露一種一次通過的蒸發器，其包含：一進入岐管；一個或多個進入管集箱，其與該進入岐管流體連通；一個或多個管堆疊，其中各管堆疊包含一個或多個傾斜的蒸發器管；該一個或多個管堆疊係與該一個或多個進入管集箱流體連通；其中該傾斜管以距一垂直線小於90度或大於90度的一角度來傾斜；其中各管堆疊包含以複數行與複數列排列的複數管；其中在一第一行中的複數管自一第二行中的複數管偏移一距離d2且其中在一第一列中的複數管自一第二列中的複數管偏移一距離d1；其中d1從0.1d2變化至1000d2；一個或多個排氣管集箱，其與一個或多個管堆疊流體連通；以及一排氣岐管，其與該一個或多個排氣管集箱流體連通。

Description

在一次通過的水平蒸發器中之管排列

本揭露通常關於一種熱回收蒸汽產生器(HRSG)，且更特別地，關於用來控制在具有用於熱交換之傾斜管的HRSG中之流動的一種管排列。

熱回收蒸汽產生器(HRSG)是從熱氣體蒸汽回收熱的能量回收熱交換器。它產生可使用於一製程(熱電共生)或使用以驅動蒸汽渦輪(組合循環)的蒸汽。熱回收蒸汽產生器通常包含四個主要組件-節熱器、蒸發器、過熱器及水預熱器。特別是，自然循環HRSG含有蒸發器加熱表面、鼓、以及必要的管路以促進在蒸發器管中的適當循環比率。一次通過的HRSG以一次通過的蒸發器來取代自然循環組件，其係而且當如此進行時使更高的工廠效率大有進展，且進一步在缺乏厚壁鼓之下協助延長HRSG的使用期限。

一次通過的蒸發器熱回收蒸汽產生器(HRSG)100實例係顯示於圖1中。在圖1中，HRSG包含經組態以吸收必要之熱之形式為一系列垂直平行流動路徑/管104與108(配置在通道壁111之間)的垂直加熱表面。在HRSG100中，工作流體(例如，水)從來源106被傳輸到進入岐管105。工作流體從進入岐管105被饋送到進入管集箱112且隨後到第一熱交換器104，其中其係由在水平方向中流動之來自爐子(未圖示)的熱氣體所加熱。熱氣體加熱配置在通道壁111之間的管區段104與108。一部份經加熱的工作流體被轉換成蒸汽，且液體與汽態工作流體的混合物則經由排氣管集箱113傳送到排氣岐管103，從此處，其被傳送到混合器102，其中蒸汽與液體經再一次混合且分佈到第二熱交換器108。蒸汽與液體工作流體分開是不令人期待的，因為它產生溫度梯度，且有必要盡力防止。為了確保來自熱交換器104的蒸汽與流體被充分混合，其等會被傳送到混合器102，從此處，兩相位的混合物(蒸汽與液體)被傳送到另一個第二熱交換器108，其中其等會遭受到過熱的情況。第二熱交換器108被使用來克服熱力學限制。在使用於動力產生設備(例如，渦輪機)之前，蒸汽與液體隨後被排放到收集容器109，其等隨後從該收集容器被送到分開器110。垂直加熱表面的使用因此具有一些設計限制。

由於設計考量，很多時候，熱位差限制需要額外的加熱循環，以便在排氣處得到過熱的蒸汽。時常地需要額外的設備，以在重返到第二加熱循環內之前，重新混合水/蒸汽泡泡，以造成額外的設計考量。此外，在加熱表面下游，存在有氣體側溫度失衡，其係為經垂直排列之平行管的直接結果。這些額外的設計考量利用額外的工程設計與製造，其兩者均昂貴。這些額外的特徵亦需要定期維護，其減少用於工廠之生產活動的時間，且因此導致生產率的損耗。因此，客服這些缺點是令人期待的。

本文中揭露一種一次通過的蒸發器，其包含：一進入岐管；一個或多個進入管集箱，其與該進入岐管流體連通；一個或多個管堆疊，其中各管堆疊包含一個或多個傾斜的蒸發器管；該一個或多個管堆疊係與該一個或多個進入管集箱流體連通；其中該傾斜管以距一垂直線小於90度或大於90度的一角度來傾斜；其中各管堆疊包含以複數行與複數列排列的複數管；其中在一第一行中的複數管自一第二行中的複數管偏移一距離d2且其中在一第一列中的複數管自一第二列中的複數管偏移一距離d1；其中d1從0.1d2變化至1000d2，以配合熱摻合的最佳角度；一個或多個排氣管集箱，其與一個或多個管堆疊流體連通；以及一排氣岐管，其與該一個或多個排氣管集箱流體連通。

本文中亦揭露一種方法，其包含：將一工作流體排放經過一一次通過蒸發器；其中該一次通過蒸發器包含：一進入岐管；一個或多個進入管集箱，其與該進入岐管流體連通；一個或多個管堆疊，其中各管堆疊包含一個或多個傾斜的蒸發器管；該一個或多個管堆疊係與該一個或多個進入管集箱流體連通；其中該傾斜管以距一垂直線小於90度或大於90度的一角度來傾斜；其中各管堆疊包含以複數行與複數列排列的複數管；其中在一第一行中的複數管自一第二行中的複數管偏移一距離d2且其中在一第一列中的複數管自一第二列中的複數管偏移一距離d1；其中d1從0.1d2變化至1000d2，以配合熱摻合的最佳角度；一個或多個排氣管集箱，其與一個或多個管堆疊流體連通；以及一排氣岐管，其與該一個或多個排氣管集箱流體連通；將來自一爐子或一鍋爐的一熱氣體排放經過該一次蒸發器；以及將來自該熱氣體的熱傳遞至該工作流體。

1‧‧‧水/蒸汽迴路

2‧‧‧水/蒸汽迴路

3‧‧‧水/蒸汽迴路

4‧‧‧水/蒸汽迴路

1a‧‧‧管

1b‧‧‧管

1c‧‧‧管

1d‧‧‧管

2a‧‧‧管

2b‧‧‧管

3b‧‧‧管

5b‧‧‧管

7b‧‧‧管

d1‧‧‧距離

d2‧‧‧距離

d4‧‧‧距離

d5‧‧‧距離

α‧‧‧角度

θ1‧‧‧角度

θ2‧‧‧角度

XYZ‧‧‧三角形

XZ‧‧‧線

YZ‧‧‧線

100‧‧‧熱回收蒸汽產生器

102‧‧‧混合器

103‧‧‧排氣岐管

104‧‧‧第一熱交換器

105‧‧‧進入岐管

106‧‧‧來源

108‧‧‧第二熱交換器

109‧‧‧收集容器

110‧‧‧分開器

111‧‧‧通道壁

112‧‧‧進入管集箱

113‧‧‧排氣管集箱

200‧‧‧一次通過蒸發器

202‧‧‧進入岐管

204(n)‧‧‧進入管集箱

204(n+1)‧‧‧進入管集箱

204(n+2)‧‧‧進入管集箱

204(n+n’)‧‧‧進入管集箱

206(n)‧‧‧排氣管集箱

206(n+1)‧‧‧排氣管集箱

206(n+2)‧‧‧排氣管集箱

206(n+n’)‧‧‧排氣管集箱

208‧‧‧排氣岐管

210‧‧‧管

210(n)‧‧‧管堆疊

210(n+1)‧‧‧管堆疊

210(n+2)‧‧‧管堆疊

210(n+n’)‧‧‧管堆疊

239‧‧‧通道

240‧‧‧擋板系統

250‧‧‧平板

260‧‧‧線位置

262‧‧‧管

264‧‧‧管

270‧‧‧未佔用空間

280‧‧‧通道壁

300‧‧‧框架

300‧‧‧繫桿

302‧‧‧支撐條

304‧‧‧支撐條

304‧‧‧水平桿

306‧‧‧桿

現在參考圖式，其係為例示性實施例，且其中相同的元件予以同樣地編號：圖1係具有垂直熱交換器管之先前技術熱回收蒸汽產生器的示意圖；圖2描繪使用逆流交錯排列之例示性一次通過蒸發器的示意圖；圖3描繪一次通過蒸發器的例示性實施例；圖4(A)描繪在一次通過蒸發器之管堆疊中之數管的一種例示性排列；圖4(B)描繪在一次通過蒸發器之管堆疊中之數管的例示性排列的等角視圖；圖5描繪在一次通過蒸發器之管堆疊中之數管的逆流交錯排列的示意端視圖；圖6A係圖4之管堆疊的展開端視圖；圖6B係在圖5A之管堆疊內所截取之平面區段的繪圖，其係並且描繪一交錯管考量；圖7A描繪在一方向中傾斜同時在另一方向中水平之數管的正面端視圖；該等管以交錯方式排列；圖7B係在圖6A之管堆疊內所截取之平面區段的繪圖，其係並且描繪一交錯管組態；圖8描繪在連續管堆疊之間的間隔可以變化；以及圖9描繪具有10個垂直對準區域或區段的一次通過蒸發器，該等區域或區段含有熱氣體可通過以將其等之熱傳遞到工作流體的數管。

在本文中揭露一種熱回收蒸汽產生器(HRSG)，該熱回收蒸汽產生器包含其等管被排列成「非垂直」的單一個熱交換器或複數個熱交換器。透過非垂直，這意味著，該等管以距一垂直線一角度傾斜。透過「傾斜」，這意味著，各別管以距畫過一管之一垂直線小於90度或大於90度的一角度傾斜。在一項實施例中，該等管在第一方向中為水平，且在垂直第一方向的第二方向中為傾斜。

尤其是，在熱回收蒸汽產生器中，加熱表面-亦稱為凸片管-通常經水平配置。在本文中詳述的一項實施例中，由於佔優勢的熱傳遞模式亦被交錯，所以加熱表面可被交錯。此一排列不會被熱位差所限制，經加熱流體的重新混合通常不會被使用，也不會有以垂直配置之一次通過的熱交換器來描繪的溫度梯度。交錯可起因於管的角度變化，如以下的圖2所示。

管的這些角度變化連同傾斜的角度係顯示於圖2中。圖2顯示在一次通過蒸發器之管堆疊中所應用的管的區段。管堆疊顯示該管在一個或多個方向中傾斜至垂直線。

雖然在圖2中的管被顯示在兩方向中傾斜，但是假如需要的話，其可只在一個方向中傾斜。在圖2中，該管在距垂直線角度θ1的一方向中傾斜，同時其在距垂直線角度θ2的第二方向中傾斜。在圖2中，可看見θ1與θ2可變化多到距垂直線90度。假如傾斜角θ1與θ2等於90度，那麼該管則被陳述為實質水平。假如在另一方面，僅一個角θ1是90度，而另一個角θ2則小於90度或大於90度，那麼該管則被說成在一個方向中水平而在另一個方向中是傾斜的。在仍另一實施例中，θ1與θ2兩者可能小於90度或大於90度，其意味著該管在兩方向中傾斜。值得注意的是，透過「實質水平」，這意味著該等管被定向為大約水平(亦即，經排列為平行於水平，在±2度內)。就傾斜的數管而言，傾斜角θ1及/或θ2通常從與垂直線成大約55度變化到與垂直線成大約88度。在例示性實施例中，令人期待的是，在至少一方向中，該管傾斜到垂直線。

含有水平管的區段(或複數個區段)亦稱為「一次通過蒸發器」，因為當在次臨界情況中操作時，在從進入管集箱、通過該區段而至排氣管集箱的單一通道內，工作流體(例如，水、氨、或類似物)逐漸地轉換成蒸汽。同樣地，就超臨界操作而言，在從進入管集箱、通過該區段而至排氣管集箱的單一通道內，超臨界工作流體則加熱到更高的溫度。

一次通過蒸發器(在下文，「蒸發器」)包含平行管，該等平行管在垂直於從爐子或鍋爐發出之加熱氣體之流動方向的至少一方向中非垂直地配置。

圖3、圖4(A)、圖4(B)及圖10描繪一次通過蒸發器的例示性實施例。圖3描繪在一次通過蒸發器200中的複數個垂直管堆疊。在一項實施例中，該等管堆疊垂直對準，使得各堆疊直接在另一管堆疊上方、直接在另一管堆疊下方、或直接在另一管堆疊上方及/或直接在另一管堆疊下方兩者。圖4(A)描繪在一次通過蒸發器之管堆疊中之該等管的一項例示性排列；而圖4(B)描繪在一次通過蒸發器之管堆疊中之該等管的例示性排列的等角視圖。

蒸發器200包含進入岐管202，其接收來自節熱器(未圖示)的工作流體，且將工作流體傳送至複數個進入管集箱204(n)，該等進入管集箱各者與包含實質水平之一管或多管的垂直管堆疊210(n)流體連通。流體係從進入管集箱204(n)傳輸至複數個管堆疊210(n)。為了簡化之目的，在本說明書中，在圖式中所描繪的複數個進入管集箱 204(n)、204(n+1)及204(n+n’)集體稱為204(n)。類似地，複數個管堆疊210(n)、210(n+1)、210(n+2)及210(n+n’)集體稱為210(n)，且複數個排氣管集箱206(n)、206(n+1)、206(n+2)及206(n+n’)集體稱為206(n)。

如在圖3中所見，多數個管堆疊210(n)因此在複數個進入管集箱204(n)與排氣管集箱206(n)之間各別地垂直地對準。管堆疊210(n)的各管係藉由平板250而被支撐於適當的位置(見圖4(B))。橫過管堆疊210(n)的工作流體被排到排氣岐管208，其從該排氣岐管被排到過熱器。進入岐管202與排氣岐管208則可依據用於一次通過蒸發器的空間需求而被水平配置或垂直配置。從圖3及圖4(A)，可看見當垂直對準的堆疊彼此配置於上時，通道239形成於各別堆疊之間。擋板系統240可位於這些通道中，以防止熱氣體的旁通。這將稍後討論。

來自源(例如，爐子、鍋爐或渦輪)(未圖示)的熱氣體垂直或橫過在管210中之工作流體的流動方向行進。關於圖3，熱氣體從讀者離開，行進到紙平面內，或從紙平面朝向讀者行進。在一項實施例中，熱氣體逆流於在管堆疊中之工作流體的行進方向而行進。熱則從熱氣體傳遞至工作流體，以增加工作流體的溫度，且可能將工作流體中的一些或全部從液體轉換成蒸汽。一次通過蒸發器之各組件的細節係提供於下文。

如在圖3及/或圖4(A)中所見，進入管集箱包含一個或多個進入管集箱204(n)、204(n+1)及204(n+2)(在下文，大致上由術語「204(n)」所代表)，其中各者係與進入岐管202可操作地連通。在一項實施例中，一個或多個進入管集箱204(n)的各者係與進入岐管202流體連通。進入管集箱204(n)與複數個水平管堆疊210(n)、210(n+1)、210(n+2)及210(n)各別地流體連通(在下文，稱為「管堆疊」，其大致上由術語「210(n)」所代表)。各管堆疊210(n)與排氣管集箱206(n)流體連通。排氣管集箱因此包含複數個排氣管集箱206(n)、206(n+1)、206(n+2)及206(n)，其各者與管堆疊210(n)、210(n+1)、210(n+2)、及210(n)以及進入管集箱204(n)、204(n+1)、204(n+2)、及204(n)各別流體連通。

術語「n」是整數值，而「n’」則可以是整數值或分數值。n’因而可以是諸如1/2、1/3、及類似物的分數值。因而例如，可因此有一個或多個分數的進入管集箱、管堆疊或排氣管集箱。換言之，可有一個或多個其尺寸是其他進入管集箱及/或排氣管集箱之分數的進入管集箱與排氣管集箱。類似地，會有含有在其他堆疊中所含有之分數值數目之管的管堆疊。值得注意的是，具有參考數字n’的值與控制系統實際上不以分數形式存在，但如果需要的話則可被小型化，以容納由分數蒸發器區段所處理的更小體積。在一項實施例中，在一次通過的蒸發器中，可有至少一個或多個分數管堆疊。在另一實施例中，在一次通過的蒸發器中，可有至少兩個或多個分數管堆疊。

在一項實施例中，一次通過蒸發器可包含與2或多個管堆疊流體連通的2或多個進入管集箱，該等管堆疊則與2或多個排氣管集箱流體連通。在一項實施例中，一次通過蒸發器可包含與3或多個管堆疊流體連通的3或多個進入管集箱，該等管堆疊則與3或多個排氣管集箱流體連通。在另一實施例中，一次通過蒸發器可包含與5或多個管堆疊流體連通的5或多個進入管集箱，該等管堆疊則與5或多個排氣管集箱流體連通。在仍另一實施例中，一次通過蒸發器可包含與10或多個管堆疊流體連通的10或多個進入管集箱，該等管堆疊則與10或多個排氣管集箱流體連通。沒有限制彼此流體連通以及與進入岐管及排氣岐管流體連通之管堆疊、進入管集箱與排氣管集箱的數目。各管堆疊有時稱為一束或一區。

圖9描繪另一例示性經組裝的一次通過蒸發器。圖9顯示圖3的一次通過蒸發器，其具有10個垂直對準的管堆疊210(n)，該等管堆疊含有熱氣體可通過以將其等之熱傳遞到工作流體的管。該等管堆疊係安裝在框架300中，該框架包含兩個平行的垂直支撐條302及兩個水平支撐條304。支撐條302與304係藉由焊接、螺栓、鉚釘、螺紋及螺帽、或類似物彼此固定地附著或可拆地附著。

配置在一次通過蒸發器之上表面上的是接觸平板250的桿306。各桿306支撐平板且平板自桿306懸掛(亦即，其等自桿懸置)。平板250(如上文所詳述)則使用U形鉤(clevis)平板而鎖在適當位置。平板250亦將各別管堆疊210(n)支撐且固持在適當位置。在圖9中，只有各管堆疊210(n)的最上管與最下管以管堆疊的一部份顯示。為了使讀者方便及為了明確，省略在各管堆疊中的其他管。

因為各桿306固持或支撐平板250，所以桿306的數目因此等於平板250的數目。在一項實施例中，整個一次通過蒸發器藉由接觸水平桿304的桿306而被支撐與舉起。在一項實施例中，桿306可以是接觸平行水平桿304之各者且支撐管堆疊之整個重量的繫桿。一次通過蒸發器的重量因此由桿306支撐。

各區段係安裝在各別平板上且各別平板隨後藉由在整個管堆疊週邊處的繫桿300而固持在一起。許多垂直平板支撐這些水平熱交換器。這些平板經設計作為用於模組的結構性支撐且提供支撐至該等管以限制偏斜。水平熱交換器經工廠組裝為模組且運到場址。在該場中，水平熱交換器的平板彼此連接。

圖5描繪在管堆疊中之數管的一種可能排列。圖5係為描繪經垂直對準之兩管堆疊的端視圖。管堆疊210(n)與210(n+1)係彼此垂直配置在上面且藉由擋板240彼此隔開且與其等的相鄰管堆疊隔開。擋板240防止非均勻的流動分佈且促進交錯與逆流的熱傳遞。在一項實施例中，擋板240沒有防止熱氣體進入一次通過裝置。其等促進熱氣體分佈通過管堆疊。如在圖5中所見，各管堆疊與管集箱204(n)及204(n+1)各別地流體連通。該等管係由金屬平板250支撐，該等金屬平板具有該等管前後行進通過的孔洞。該等管是盤曲的，亦即，其等以盤曲的方式在進入管集箱204(n)與排氣管集箱206(n)之間前後行進。工作流體係從進入管集箱204(n)排到管堆疊，其中，其接收來自垂直於管堆疊中之該等管方向的熱氣體流的熱。

圖6A係圖5之管堆疊210(n+1)的展開端視圖。在圖6A中，可看見，兩個管262與264從進入管集箱204(n+1)發出。在各線位置260處，兩個管262與264從管集箱204(n+1)發出。在圖6A中的管係從進入管集箱204(n)傾斜到排氣管集箱206(n)，其從讀者離開進入到紙平面內。

管係呈曲折或交錯排列(如在圖6A的左上方所見)，管262以盤曲方式在兩組平板250之間前後橫過(進入且離開紙平面)，而管264以盤曲方式在一組孔洞中(該組孔洞係在來自管262行進通過之孔洞的較低列孔洞中)的兩組平板250之間前後橫過(進入且離開紙平面)。值得注意的是，雖然本說明書詳述兩組平板250，但圖6A卻只顯示一平板250。事實上，如先前在圖4(B)中所見，各管堆疊可由兩組或多組平板支撐。總而言之，管262行進通過在奇數列之奇數行中(1,3,5,7,...)的孔洞，而管264行進通過在偶數列之偶數行中(2,4,6,8,...)的孔洞。這產生曲折外觀的排列。因為在金屬平板之偶數孔洞行中的孔洞自在奇數孔洞行中的孔洞偏移，所以產生此種曲折排列。由於曲折排列；在一列中的管係自在前導或後續列中的管垂直地偏移或交錯。以交錯排列，加熱電路可位於兩流動路徑中，使得能避免在鍋爐中的低點以及隨後無法排洩壓力部件。

具體地，顯示在以下圖6B與圖7B中的係為平行的水/蒸汽迴路1、2、3、4等等。當設計該設備時必須考慮的固有靜態微差高差效應係為在圖6B與圖7B中所示的排列中。這些靜態微差高差可導致橫跨一次通過區段的次最佳流動及溫度分布及因而少於最佳的設計組態。不過，由於在例如凸片管4c與3d下游之相對較冷的廢氣溫度，在凸片管3c上存在有冷卻效應(見圖7B)。此動態稱為「熱摻合」。當此動態橫跨整個熱交換器播放時，它部份地否定靜態高差效應且因此熱摻合的精確內容不一定最佳。

圖6B係在管堆疊內所截取之平面區段的繪圖。此平面垂直在管中之流體的行進方向，且圖6B顯示在該平面之7個盤曲管的截面區域。如可看見的，管(如由它們的截面區域所看見)係呈垂直交錯組態。因為盤曲形狀，加熱表面描繪在交錯組態中的平行管路徑，該交錯組態支撐逆流流體流動以及因此的逆流熱傳遞。藉由逆流的熱傳遞，意味著，在一方向中之管之一區段的流動與在與其相鄰之相同管之另一區段中的流動逆向運行。在圖6B中所示的編號指示單一水/蒸汽迴路。例如在管1中，區段1a含有遠離讀者而流動的流體，而與其相鄰之管1b的區段則含有朝讀者流動的流體。在圖6B中的不同管顏色指示工作流體的相對流動方向。箭頭顯示在單一導管中之流體流動的方向。

圖7A描繪在一方向中傾斜同時在另一方向中水平之數管的等角端視圖。在圖7A之該等管的情形中，該等管(亦即，1a、1b)在通常垂直熱氣體流的方向中是水平的，而在平行熱氣體流的方向中以角度θ1傾斜。在一項實施例中，管堆疊包含在平行熱氣體流動方向的方向中實質為水平且在垂直熱氣體流動方向的方向中傾斜的管，如圖8所示。

角度θ1可從55度變化至88度，具體地從60度變化至87度，且更具體地從80度變化至86度。該等管在一個或多個方向中的傾斜提供介於通道壁280與矩形幾何形狀之間的未佔用空間270，如果該等管一點也沒傾斜的話，該管堆疊將已經佔用該未佔用空間。此未佔用空間270可被使用來安放控制設備。此未佔用空間可位於堆疊底部、堆疊頂部或堆疊的頂部與底部處。或者，此未佔用空間可被使用來促進熱氣體在管堆疊中的逆流。

在一項實施例中，此未佔用空間270可含有一分數堆疊，亦即，矩形堆疊210(n)之分數尺寸的堆疊，如在圖4(A)與圖4(B)中所見。在另一實施例中，亦可將擋板配置於未佔用空間中，以將熱氣體偏斜至具有直線流的管堆疊內。

在圖7A中，可看見，對於廢氣流，多數管亦是交錯的。這描繪於圖7B中，其描繪在管堆疊內所截取的平面區段。該平面通常垂直在管中之工作流體的行進方向。如在圖6B之管的情形中，在圖7B中的流體流動亦在逆流方向中。在圖7B中所示的標號指示單一水/蒸汽迴路。箭頭顯示在單一管中之流體流動的方向。因為在管堆疊中之該等管傾斜，所以工作流體則從右至左向上行進。雖然圖5、圖6B、圖7A、圖7B顯示熱氣體從左流至右，但是其亦可在從右至左的相反方向中流動。假如熱氣體流從右至左，在單一管中的流動方向將與在圖6B中所示的流動方向相反。

具有水平/傾斜排列水/蒸汽(工作流體)迴路的交錯逆流水平排列加熱表面(圖7B)，允許介於增加的最小流動與來自阻塞裝置的增加壓力降之間的平衡。更者，加熱表面由於交錯與逆流熱傳遞模式而被最小化，而導致最小的通風損失與寄生功率。不過，就已知的平衡而言，這可導致起因於流動阻塞需求及/或分離器排水考量或兩者的高寄生功率損耗。這是因為橫跨流動阻塞裝置的壓力降明顯，如從分離器排放的水。

在一項實施例中，在管堆疊中之該等管係以複數行與列來排列，如在圖6B中所見。圖6B之交錯逆流排列之管可以複數行排列(行1、行2、行3...等等)。例如，行1含有管1b、3b、5b、7b、等等，而列1含有管1a、1b、1c(未圖示)、1d(未圖示)等等。第一行的管與相鄰第二行的管隔開距離d2。第一行的管與第三行的管隔開距離d2+d5。在一項實施例中，距離d2係平均距離。在另一項實施例中，當距離d2增加時，距離d5則減少，反之亦然。換言之，依據設計考量，介於行1中的第一管與行2中的相鄰第二管之間的距離可一對列接著下一對列地變化。變化d1與d2(以及因此d4與d5)之目的係用以將熱摻合的內容最佳化，以便滿足存在於所討論設計中的重合靜態微差高差效應。

以類似的方式，第一列的管與相鄰第二列的管隔開距離d1。第一列的管與第三列的管(配置在來自第二列之管的管的相反側上)隔開距離d1+d4。換言之，當d1增加時，d4減少，且反之亦然。管2b的位置(相對於管1b與3b)判定與其接觸之廢氣流的溫度。總而言之，d1對d4的比率判定接觸管2b之廢氣流的平均溫度。

在一項實施例中，距離d1係為一列中的管與相鄰列中的管之間的平均距離。在另一項實施例中，依據設計考量，介於列1中的第一管與列2中的相鄰第二管之間的距離可一對行接著下一對行地變化。

相關於在圖6B中所示的排列，可看見，管1b-1a與2b-2a可平行操作。不過，管2b看見來自管1b與來自3b兩者的廢氣流與溫度。換言之，(參考圖6B)，依據在行1(Col.1)中其相對於上游管(1b與3b)的位置，在行2(Col.2)中的管可看見大部分較低溫的廢氣流(比起撞擊於管1b與3b上之廢氣流的溫度)。下游管2b對上游管1b與3b的相對位置判定其(管2b)所遭遇之摻合熱流(來自管1b與3b)的溫度。總而言之，位於另一行之管之下游的該行的管可看見降低的溫度。行2中之管的位置可因此針對其等相關於行1中之管的位置的關係而變化，以便調整由行2中之管所吸收的熱量。相同的情況可發生在圖7B中之行2之管相對於行1之管的情形中。

在行2中之管的相對位置可相對於在行1中之管的位置來調整，以適合特定的應用。再一次參考圖6B，可看見，在第1行中之兩相鄰管之間的距離係為d1，而在第一行與第二行中之相鄰管之間的距離係為d2。接觸在第一行與第二行中之管的三角形係由XYZ代表。介於線XZ與YZ之間的角度α可依據d1與d2的長度而變化。在一實施例中，介於線XZ與YZ之間的角度α可從2度變化至88度，且d1可從0.1d2變化至1000d2，較佳地從0.5d2變化至500d2，且更佳地從d2變化至100d2。此分析亦應用於在圖7B中所示的管組態。

在圖8中所描繪的另一實施例中，參考圖4A、圖4B、圖5、及圖7A，可將介於兩個相鄰區段210(n)與210(n+1)(由擋板214所佔用的區域)之間的距離d3調整，以增加或以減少從一區段210(n)撞擊在另一區段210(n+1)上之入射廢氣流的數量。在一項實施例中，距離d3可從d1變化至1000d1。

「最大連續負荷」指示發電廠的額定滿載(rated full load)情況。

鍋爐的「一次通過蒸發器區段」使用來以大百分比的最大連續負荷(MCR)將水轉換成蒸汽。

「大約水平管」係本質上水平定向的管。「傾斜管」係在水平位置或在垂直位置中的管，但卻以相對於如圖示的進入管集箱與排氣管集箱之間的角度配置。

將令人理解的是，雖然術語「第一」、「第二」、「第三」等等在本文中被使用來描述各種元件、組件、區域、層及/或區段，但是這些元件、組件、區域、層及/或區段應該不受限於這些術語。這些術語僅僅被使用來區別一個元件、組件、區域、層或區段與另一個元件、組件、區域、層或區段。因而，在以下所討論的「第一元件」、「組件」、「區域」、「層」或「區段」可在不脫離本文中的教示之下被稱為第二元件、組件、區域、層或區段。

在本文中所使用的專門名詞係僅僅為了描述特定實施例，且不打算限制。如本文中所使用，單數形式，像「一(a或an)」及「該(the)」亦打算包括複數形式，除非上下文有另外明確的指示。將進一步理解的是，術語「包含(comprises及/或comprising)」、或「包括(includes及/或including)」當被使用於本說明書中時，其詳細說明所陳述之特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但卻沒有避免一個或多個其他特徵、區域、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在或添加。

更者，相對術語，諸如「下」或「底部」及「上」或「頂部」，其係在本文中可使用來描述如圖式所繪示之一個元件與另一個元件的關係。將理解的是，相對術語打算涵蓋除了在圖式中所描繪的定向以外之裝置的不同定向。例如，假如將在其中一圖式中的裝置翻轉，描述為在其他元件之「下」側上的元件隨後將被定向為在其他元件的「上」側上。依據圖式的特定定向，例示性術語「下」因此可涵蓋「下」與「上」之定向兩者。類似地，假如將在其中一圖式中的裝置翻轉，描述為在其他元件「下方」或「下面」的元件隨後將被定向為在其他元件「上方」。例示性術語「下方」或「下面」因此可涵蓋上方與下方之定向兩者。

除非另外定義，否則在本文中所使用的全部術語(包括技術性與科學性術語)均具有與本揭露所屬技術領域中具有通常知識者通俗易懂的相同意義。進一步將理解的是，術語(諸如在常用字典中定義的那些)應該被詮釋為具有與在相關技術與本揭露前後文中之其等意義一致的意義，其係並且將不會以理想化或過度正式的觀念來詮釋，除非在本文中明確如此定義。

例示性實施例在本文中參考是理想化實施例之示意繪示的截面繪示來描述。就其本身而言，例如由於製造技術及/或公差之來自繪示形狀的變化令人期待。因此，在本文中所描述的實施例不應該被詮釋為限制於在本文中所繪示之區域的特別形狀，但卻用以包括例如起因於製造之形狀的偏差。例如，繪示或描述為平坦的區域一般而言具有粗糙及/或非線性特徵。更者，所繪示的銳角可能是磨圓的。因此，在圖式中所繪示的區域本質上是示意的，且其等形狀不打算繪示一區域的精確形狀，且不打算限制本申請專利範圍的範圍。

術語「及/或」在本文中使用來意指「及」以及「或」兩者。例如，「A及/或B」被詮釋為意指A、B或A及B。

轉折語「包含(comprising)」包括轉折語「基本上由....組成」及「由....組成」且可互換用於「包含(comprising)」。

雖然本揭露描述例示性實施例，但是所屬技術領域中具有通常知識者將理解，在不脫離所揭露實施例的範圍之下，可進行多種變化且可以等同物取代其元件。此外，在不脫離其基本範圍之下，可進行許多修改，以使特定情況或材料適合本揭露之教示。因此，本揭露打算不受限於以考慮用來實行本揭露之最佳模式所揭露的特定實施例。