热交换过程期间经由传递至工作流体而被重新捕获。
[0018]图4公开了图2和图3的热交换元件30中的一个热交换元件及注入布置60的示例性实施例的特写视图。注入布置可以包括注入器48，其具有一个或多个注入歧管62、例如导管通道等，各歧管具有一个或多个出口 64(即，孔)。稀释流体50可以沿纵向68行进通过注入歧管62并从出口 64离开。出口 64可以被形成为使得稀释流体50的流70快速合并以使体积46均匀。在示出的示例性实施例中，注入歧管62可以相对于烟气20流的行进方向布置在热交换元件30的上游侧72。出口 64将稀释流体50基本上与外部侧38相切地注入。在该配置中，体积46包括覆盖外部侧38的膜74。这样的注入配置不会干扰热交换率。在该体积46内，可以是空气的稀释流体将气态硫酸的浓度稀释。这使体积内的硫酸露点降低。与外部侧38相邻的体积46中露点较低，工作流体的入口温度可以被减小至处于或稍微高于体积46中的气态硫酸的被稀释的浓度的露点的温度。使工作流体的入口温度降低允许了从烟气20流传递更多的热。因此，HRSG更加高效地操作。
[0019]可以在图5中以更细节看出上游排32和下游排34。在该示例性实施例中，稀释流体在围绕各热交换元件30的多个出口 80处被注入。出口 80形成上游体积82，在该示例性实施例中，该上游体积82包括在具有诸如气态硫酸等的腐蚀物的未稀释的浓度的烟气20流与上游排32 (即第一热交换元件)的因为可能处于相对冷的温度而需要被保护的一部分54之间的第一膜84。下游排34 (即第二热交换元件)可以具有通过其多个出口 80被注入的它自己的稀释流体以形成下游体积86，在该示例性实施例中，该下游体积86包括在具有诸如气态硫酸等的腐蚀物的未稀释的浓度的烟气20流与下游排34的需要被保护的一部分52之间的第二膜88。
[0020]在示例性实施例中，上游排32和下游排34可以在烟气20流中被排列成使得注入上游体积82 (即第一体积)内的稀释流体与烟气20流一起行进以对下游体积86 (即第二体积)有贡献。与上游排32相关联的注入器48和出口 80 (即第一注入器和第一出口)可以注入和与下游排34相关联的注入器及出口 80 (即第二注入器和第二出口)相比相同量的稀释流体、更多的稀释流体或者较少的稀释流体。当设计期望的布置时可以考虑很多因素。例如，随着烟气20流从上游排32行进至下游排34，烟气20流冷却，同样使工作流体的温度冷却。因此，在下游体积86中可能需要较大量的稀释。这可以通过例如使更多的稀释流体流过下游排34以创建较大的下游体积86 (和较厚的第二膜88)来实现。可选地或另外地，较厚的第二膜88可以通过具有如所示出的的布置来造成，其中用来形成上游体积82的稀释流体被允许对下游体积86有贡献。这可以准许使下游排34处注入的稀释空气的流减少的选项。具有从一个热交换元件30到下一个都相同的注入器48可以使制造简化。另一方面，具有变化的注入器可以准许可以期望的微调的自由度。另外，可以有注入空气控制系统90以准许被注入的稀释空气的量的主动控制。
[0021]含有这里所公开的概念的模型已经被预测使气态硫酸的浓度降低多达25%。这将使得通向凝结物预加热器的工作流体的入口温度能够被降低差不多20摄氏度。虽然到底多少取决于很多因素，但该降低的入口温度可以产生显著超过实施并维持稀释布置的成本的大量节约。结果，这里所公开的HRSG代表现有技术中的改进。
[0022]虽然在这里已经示出并公开了本发明的各种实施例，但显而易见的是，这样的实施例仅以示例的方式提供。可以在不脱离这里的发明的情况下做出改变和替换。于是，意在发明仅由随附权利要求的精神和范围限制。
【主权项】
1.一种HRSG，包括: 被配置成通过从烟气流中提取热来加热工作流体的节热器，所述节热器包括稀释流体注入器布置，所述稀释流体注入器布置被配置成注入稀释流体用以有效创建在所述烟气流内的被稀释的体积，所述被稀释的体积包括当与所述烟气流中的气态腐蚀物的未稀释的浓度相比时气态腐蚀物被稀释的浓度；和 被配置成在注入之前将所述稀释流体预加热的预加热器。2.根据权利要求1所述的HRSG，所述节热器进一步包括热交换器管，所述热交换器管包括以低于所述烟气中的未稀释的气态腐蚀物的露点的温度为特征的表面部分，所述表面部分通过所述被稀释的体积与包括所述未稀释的气态腐蚀物的所述烟气流至少部分地分开，其中所述被稀释的体积的所述气态腐蚀物以露点低于所述表面部分的温度为特征。3.根据权利要求1所述的HRSG，其中所述预加热器包括布置在所述烟气流中且用于将热从所述烟气流传递至所述稀释流体的烟气空气热交换器。4.根据权利要求1所述的HRSG，其中所述节热器包括: 上游热交换管的至少一部分，通过包括所述被稀释的气态腐蚀物的被稀释的上游体积与包括所述未稀释的气态腐蚀物的所述烟气流分开，和 下游热交换管的至少一部分，通过包括所述被稀释的气态腐蚀物的被稀释的下游体积与包括所述未稀释的气态腐蚀物的所述烟气流分开， 其中所述上游热交换管与所述下游热交换管对齐排列在所述烟气流内。5.一种联合循环发电设备，包括根据权利要求1所述的HRSG。6.一种HRSG，包括: 烟道； 热交换器，布置在所述烟道中并包括第一热交换元件，所述第一热交换元件配置成提供在所述烟道中且在所述第一热交换元件的壳侧上流动的第一流体与在所述第一热交换元件的第二侧上流动的第二流体之间的热连通；和 第一注入器布置，被配置成将稀释流体与所述第一热交换元件的所述壳侧相邻地注入烟道内。7.根据权利要求6所述的HRSG，进一步包括被配置成在将所述稀释流体注入所述烟道内之前加热所述稀释流体的稀释流体预加热器。8.根据权利要求7所述的HRSG，其中所述稀释流体预加热器包括用于将热从所述第一流体传递至所述稀释流体的烟气空气热交换器。9.根据权利要求6所述的HRSG，其中所述第一注入器布置被配置成将所述稀释流体跨越所述第一热交换元件的所述壳侧注入，用于有效形成包括所述第一流体和在所述壳侧与所述第一流体之间的所述稀释流体的第一膜。10.根据权利要求9所述的HRSG，其中所述第一热交换元件包括管，并且其中所述第一注入器布置包括导管，所述导管包括出口，其中所述导管布置在所述管的所述壳侧并且所述出口配置成将所述稀释流体跨越所述管的所述壳侧注入。11.根据权利要求6所述的HRSG，进一步包括: 第二热交换元件，相对于所述第一流体布置在所述第一热交换元件的下游，并且被配置成提供在所述第二热交换元件的壳侧上的所述第一流体与在所述第二热交换元件的第二侧上流动的所述第二流体之间的热连通； 第二注入器布置，被配置成将所述稀释流体与所述第二热交换元件的所述壳侧相邻地注入所述烟道内； 其中所述第一热交换元件和所述第二热交换元件被定位成使得与所述第一热交换元件的所述第一侧相邻地被注入的所述稀释流体与所述第一流体一起流动，接着与所述第二热交换元件的所述壳侧相邻地流动。12.一种操作HRSG的方法，包括: 使包括未稀释的气态腐蚀物的烟气流动通过管道； 使工作流体流动通过所述管道中的热交换器，所述热交换器用于准许所述烟气与所述工作流体之间的热传递；和 将所述未稀释的气态腐蚀物稀释以形成在包括被稀释的气态腐蚀物的所述烟气内的第一体积，其中所述第一体积使所述热交换器的表面的第一部分至少部分地与包括所述未稀释的气态腐蚀物的所述烟气分开，所述第一部分以温度低于所述未稀释的气态腐蚀物的露点为特征。13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括注入稀释空气以形成第一体积。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述稀释空气与所述未稀释的气态腐蚀物混合以形成所述第一体积，所述第一体积包括布置在所述热交换器的所述表面的所述第一部分上的第一保护膜。15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括将所述稀释空气在所述烟气流的方向上以与所述热交换器的所述表面的所述第一部分相切的方向上注入。16.根据权利要求14所述的方法，其中所述热交换器包括包含所述第一部分的第一管，并且其中所述方法进一步包括从相对于所述烟气的行进的方向布置在所述第一管的上游侧的稀释空气通道注入所述稀释空气。17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括: 将所述未稀释的气态腐蚀物稀释以形成在包括被稀释的气态腐蚀物的所述烟气内的下游体积，其中所述下游体积使所述热交换器的所述表面的下游部分与包括所述未稀释的气态腐蚀物的所述烟气至少部分地分开，所述下游部分以温度低于所述未稀释的气态腐蚀物的腐蚀性酸的露点为特征， 其中所述稀释用于有效减小所述管道的所述下游体积中的腐蚀物露点。18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括: 注入所述稀释空气以在所述热交换器的所述表面的所述第一部分上形成包括所述被稀释的气态腐蚀物的第一保护膜的所述第一体积； 注入稀释空气以在所述热交换器的所述表面的所述下游部分上形成包括了被稀释的气态腐蚀物的下游保护膜； 其中所述表面的所述下游部分相对于所述烟气的行进的方向位于所述热交换器的所述表面的所述第一部分的下游，和 其中所述第一体积对所述下游保护膜有贡献。19.根据权利要求12所述的方法，其中所述腐蚀物是硫酸。
【专利摘要】一种热回收蒸汽发生器(HRSG)(10)，包括：配置成通过从烟气(20)流中提取热来加热工作流体的节热器(12)。HRSG包括配置成注入用于当与烟气流中的气态腐蚀物的未稀释浓度相比时稀释气态腐蚀物的浓度的稀释流体(50)的稀释流体注入器布置(60)。HRSG还包括配置成在注入之前对稀释流体预加热的预加热器(18)。
【IPC分类】F01K23/10, F22D1/02, F22D1/12
【公开号】CN105051456
【申请号】CN201480014538
【发明人】Z·埃尔扎哈布, G·J·费勒
【申请人】西门子股份公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月11日
【公告号】US20140260286, WO2014159380A2, WO2014159380A3