(57)【要約】【課題】脱気水への酸素の溶け込みをより低減できる脱気水用ドレン回収タンクを提供すること。【解決手段】脱気水用ドレン回収タンク１は、脱気水を貯留するタンク本体１０と、タンク本体１０の内部において液相部Ｗを、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとに仕切る仕切部２０と、仕切部２０に設けられ、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとを連通させる連通部３０と、タンク本体１０に設けられ下部液相部ＬＷに脱気水を導入する脱気水導入口１４と、下部液相部ＬＷにドレンを回収するドレン回収管４０と、下部液相部ＬＷから気相部Ａにフラッシュ蒸気を導出する蒸気導出管５０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脱気水を貯留するタンク本体と、
前記タンク本体の内部において液相部を、上部液相部と下部液相部とに仕切る仕切部と、
前記仕切部に設けられ、前記上部液相部と前記下部液相部とを連通させる連通部と、
前記下部液相部に脱気水を導入する脱気水導入口と、
前記下部液相部にドレンを回収するドレン回収管と、
前記下部液相部から前記タンク本体の内部の気相部にフラッシュ蒸気を導出する蒸気導出管と、を備える脱気水用ドレン回収タンク。
【請求項２】
前記仕切部は少なくとも側面部を有し、
前記連通部は前記仕切部の側面部に設けられる請求項１に記載の脱気水用ドレン回収タンク。
【請求項３】
脱気水を導出する脱気水導出口を備え、
前記脱気水導出口は、前記下部液相部から脱気水を導出する請求項１又は請求項２に記載の脱気水用ドレン回収タンク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気ボイラ等の蒸気発生装置で生成され負荷機器において使用された蒸気から生じたドレンを回収する脱気水用ドレン回収タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給水を加熱することで蒸気を発生させる蒸気発生装置においては、蒸気発生装置を構成する缶体の内部の酸化による腐食を抑制するために、給水に含まれる溶存酸素を除去する脱気処理が行われる場合がある。このような蒸気発生装置では、脱気処理が行われた給水（脱気水）が給水タンクに貯留され、この給水タンクから缶体に給水が行われる。
また、蒸気発生装置の熱の利用効率を向上させるために、蒸気発生装置で生成され負荷機器において使用された蒸気から生じたドレン及びこのドレンから生じた蒸気（フラッシュ蒸気）を、給水タンクに貯留された脱気水の水温上昇のために給水タンクに回収し、再度利用する技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、脱気水を給水として用いる蒸気発生装置では、フラッシュ蒸気を含んだドレン水を給水タンクへ戻す際に、給水タンクの内部の気相部の空気を巻き込んでしまうと、脱気水中の溶存酸素量が増加してしまう。そこで、特許文献１で提案された技術では、給水タンクの気相部に蒸気を充満させて気相部の空気を蒸気でパージすること、またドレン導入管の構造改善を行うことで、フラッシュ蒸気を含んだドレン水を給水タンクへ戻す際における給水タンクの内部への空気の吸い込みを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５０６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１で提案された技術においては、直接、ドレン導入管から水中へフラッシュ蒸気を含んだドレン水が流入していたため、水面上の揺らぎが多少は発生していた。そのため、給水タンクに貯留された脱気水の温度が低下していた場合等には、低温の脱気水によりフラッシュ蒸気が急激に凝縮されることで、給水タンクの気相部の空気が吸い込まれてしまい、脱気水の溶存酸素量が増加してしまう場合があった。
【０００６】
従って、本発明は、脱気水への酸素の溶け込みをより低減でき、熱の回収を高める脱気水用ドレン回収タンクを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、脱気水を貯留するタンク本体と、前記タンク本体の内部において液相部を、上部液相部と下部液相部とに仕切る仕切部と、前記仕切部に設けられ、前記上部液相部と前記下部液相部とを連通させる連通部と、前記下部液相部に脱気水を導入する脱気水導入口と、前記下部液相部にドレンを回収するドレン回収管と、前記下部液相部から前記タンク本体の内部の気相部にフラッシュ蒸気を導出する蒸気導出管と、を備える脱気水用ドレン回収タンクに関する。
【０００８】
また、前記仕切部は少なくとも側面を有し、前記連通部は前記仕切部の側面に設けられることが好ましい。
【０００９】
また、脱気水用ドレン回収タンクは、脱気水を導出する脱気水導出口を備え、前記脱気水導出口は、前記下部液相部から脱気水を導出することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の脱気水用ドレン回収タンクによれば、脱気水への酸素の溶け込みをより低減でき、また、効率的な熱回収ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の脱気水用ドレン回収タンクを備えるボイラシステムの構成を示す図である。
【図２】図１の部分拡大斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の脱気水用ドレン回収タンクの好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の脱気水用ドレン回収タンク１を備えるボイラシステム１００の構成を示す図である。
本明細書において、「脱気水用ドレン回収タンク」とは、脱酸素装置から導入される脱気水及びドレン回収により戻ってくる高温のドレン水を収容する容器（タンク）を示す。
【００１３】
本実施形態のボイラシステム１００は、蒸気発生装置としてのボイラ１１０と、負荷機器１２０と、脱気水用ドレン回収タンク１と、を備える。また、ボイラシステム１００は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通するラインとして、蒸気供給ラインＬ１と、ドレン回収ラインＬ２と、脱気水導入ラインＬ３と、脱気水供給ラインＬ４と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１４】
ボイラ１１０は、内部に供給された給水を燃焼ガスにより加熱して蒸気を生成する。本実施形態では、ボイラ１１０には、後述のタンク本体１０に貯留された脱気水が給水として供給される。
負荷機器１２０は、ボイラ１１０で生成された蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
【００１５】
脱気水用ドレン回収タンク１は、図１に示すように、ボイラ１１０において生成され負荷機器１２０において使用された蒸気から生じたドレン及びこのドレンから発生した蒸気（フラッシュ蒸気）を回収し、再度ボイラ１１０に供給する。脱気水用ドレン回収タンク１の詳細については、後述する。
【００１６】
蒸気供給ラインＬ１は、ボイラ１１０と負荷機器１２０とを接続し、ボイラ１１０で生成された蒸気を負荷機器１２０に供給する。
【００１７】
ドレン回収ラインＬ２は、負荷機器１２０と脱気水用ドレン回収タンク１とを接続し、負荷機器１２０において蒸気が使用されて生じたドレン及びフラッシュ蒸気を脱気水用ドレン回収タンク１に回収する。ドレン回収ラインＬ２には、スチームトラップ９１が配置される。
【００１８】
脱気水導入ラインＬ３は、補給水の供給源（図示省略）と脱気水用ドレン回収タンク１に設けられた後述の脱気水導入口１４とを接続する。脱気水導入ラインＬ３には、上流側から下流側へ向けて、補給水ポンプ９２と脱酸素装置９３とが配置されている。脱気水導入ラインＬ３は、脱酸素装置９３で脱気された補給水即ち脱気水を、脱気水用ドレン回収タンク１に導入する。
【００１９】
脱気水供給ラインＬ４は、脱気水用ドレン回収タンク１に設けられた後述の脱気水導出口１５とボイラ１１０とを接続し、脱気水用ドレン回収タンク１に貯留された脱気水をボイラ１１０に供給する。脱気水供給ラインＬ４には、給水ポンプ９４が配置されている。
【００２０】
図２に示すように、脱気水用ドレン回収タンク１は、タンク本体１０と、仕切部２０と、連通部３０と、ドレン回収管４０と、蒸気導出管５０と、を備える。
【００２１】
タンク本体１０は、脱気水を貯留する。タンク本体１０には、タンク本体１０の内部と外部とを連通させる排気管１１と、点検用開口部１２と、オーバーフロー口１３と、脱気水導入口１４と、脱気水導出口１５と、が設けられる。
タンク本体１０には、貯留された脱気水の水面を覆うビーズ等の粒状浮遊物が収容されており、これら粒状浮遊物が脱気水の水面に浮遊されることで、気相部の空気が再溶存することが抑制される。
【００２２】
排気管１１は、基端側がタンク本体１０の上面に接続され、先端側が下方に向けて開口するように湾曲した形状に構成される。
点検用開口部１２は、タンク本体１０の上面に配置される。点検用開口部１２は、点検用開口と、この点検用開口に着脱自在に取り付けられる蓋部材と、を備える。
オーバーフロー口１３は、タンク本体１０の側面の上部に配置される。オーバーフロー口１３は、タンク本体１０内の水位が上昇した場合にタンク本体１０内の脱気水を内部から外部へ排出する。
脱気水導入口１４及び脱気水導出口１５は、タンク本体１０の側面の下部に配置される。脱気水導入口１４及び脱気水導出口１５の詳細については、後述する。
【００２３】
仕切部２０は、上面部２１と側面部２２とを備え、側面視で略逆Ｌ字形状に構成される。仕切部２０は、タンク本体１０内の液相部Ｗを、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとに仕切ることで、下部液相部ＬＷをタンク本体１０内の気相部Ａから離隔する。
仕切部２０は、下部液相部ＬＷが常に水で満たされる位置に設けられる。
【００２４】
上面部２１は、一端側がタンク本体１０の内面に接続され、タンク本体１０の内部の一部を上下方向に区画するように水平に延びる。上面部２１は、下部液相部ＬＷの上面を構成し、下部液相部ＬＷと上部液相部ＵＷとを、上下方向に区画する。
側面部２２は、上端部が上面部２１の他端部に接続されて下方に延びる。側面部２２は、下部液相部ＬＷと上部液相部ＵＷとを、左右方向に区画する。
【００２５】
本実施形態において、下部液相部ＬＷとは、タンク本体１０の液相部のうち、仕切部２０により区画された内側（下部）の空間を示し、上部液相部ＵＷとは、タンク本体１０の液相部のうち、仕切部２０により区画された外側（上部）の空間を示す。
【００２６】
側面部２２には、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとを連通させる連通部３０が設けられる。連通部３０は、下部液相部ＬＷに導入されたフラッシュ蒸気やドレンの影響を受けない位置に設けられる開口である。連通部３０の形状は問わないが、連通部３０の大きさは、下部液相部ＬＷにフラッシュ蒸気やドレンが導入された時に下部液相部ＬＷが加圧状態にならないよう下部液相部ＬＷ内の圧力を逃がすことのできる大きさである。本実施形態では、連通部３０は、側面部２２の下端部とタンク本体１０の底面との間に所定の隙間が形成されるように、側面部２２の一部が切り欠かれて形成されている。
【００２７】
ドレン回収管４０は、上下方向に延びて配置され、上端部がタンク本体１０を貫通してドレン回収ラインＬ２に接続され、下端部が仕切部２０の上面部２１に接続される。ドレン回収管４０は、負荷機器１２０において蒸気が使用されて生じたドレン及びフラッシュ蒸気を下部液相部ＬＷに回収する。
蒸気導出管５０は、上下方向に延びて配置され、下端部が仕切部２０の上面部２１に接続され、上端部がタンク本体１０の内部の気相部Ａに開放される。蒸気導出管５０は、下部液相部ＬＷから気相部Ａにフラッシュ蒸気を導出する。蒸気導出管５０は、気相部Ａに開放される上端部が、オーバーフロー口１３の高さよりも高い位置に配置される。蒸気導出管５０の形状は問わないが、蒸気導出管５０の断面の大きさは、下部液相部ＬＷが加圧状態にならないようフラッシュ蒸気を逃がすことのでき、かつ、気相部Ａが蒸気で満たされていない場合に気相部Ａの気体の脱気水への接触面積を出来るだけ小さくする大きさである。
尚、ドレン回収管４０、蒸気導出管５０等の各管の形状は、円筒に限らず、角筒（例えば四角筒）であってもよい。また、脱気水導入口１４、脱気水導出口１５等の各口の形状も、円形に限らず、多角形（例えば四角形）であってもよい。
【００２８】
ここで、脱気水導入口１４及び脱気水導出口１５につき説明する。
脱気水導入口１４は、タンク本体１０の側面の下部における下部液相部ＬＷに対応する位置に配置される。脱気水導入口１４には、脱気水導入ラインＬ３が接続される。これにより、脱気水導入ラインＬ３を流通する脱気水は、脱気水導入口１４を通じて下部液相部ＬＷに導入される。
脱気水導出口１５は、タンク本体１０の側面の下部における下部液相部ＬＷに対応する位置に配置される。本実施形態では、脱気水導出口１５は、脱気水導入口１４よりも上方に配置される。脱気水導出口１５には、脱気水供給ラインＬ４が接続される。これにより、下部液相部ＬＷに貯留された脱気水は、脱気水導出口１５から脱気水供給ラインＬ４を通じてボイラ１１０に供給される。
【００２９】
以上の脱気水用ドレン回収タンク１によれば、ボイラ１１０で生成された蒸気が負荷機器１２０において使用されて生じたドレン及びフラッシュ蒸気は、ドレン回収ラインＬ２及びドレン回収管４０を流通してタンク本体１０の下部液相部ＬＷに回収される。
【００３０】
下部液相部ＬＷに回収されたドレンは、脱気水導入ラインＬ３及び脱気水導入口１４を通じて下部液相部ＬＷに導入された脱気水と下部液相部ＬＷにおいて混合される。また、下部液相部ＬＷに回収されたフラッシュ蒸気は、下部液相部ＬＷにおいて脱気水と熱交換を行い、フラッシュ蒸気の一部は凝縮する。凝縮しなかったフラッシュ蒸気は、蒸気導出管５０を流通して気相部Ａに導出される。
【００３１】
下部液相部ＬＷの脱気水は、脱気水導出口１５及び脱気水供給ラインＬ４を流通してボイラ１１０に供給される。タンク本体１０の水位が低下した場合には、脱酸素装置９３で脱気された補給水が脱気水導入ラインＬ３を流通して下部液相部ＬＷに導入される。
【００３２】
以上説明した本実施形態の脱気水用ドレン回収タンク１によれば、以下のような効果を奏する。
【００３３】
脱気水用ドレン回収タンク１は、脱気水を貯留するタンク本体１０と、タンク本体１０内の液相部Ｗを、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとに仕切る仕切部２０と、仕切部２０に設けられ、上部液相部ＵＷと下部液相部ＬＷとを連通させる連通部３０と、下部液相部ＬＷに脱気水を導入する脱気水導入口１４と、下部液相部ＬＷにドレンを回収するドレン回収管４０と、下部液相部ＬＷから気相部Ａにフラッシュ蒸気を導出する蒸気導出管５０と、を備える。
【００３４】
そのため、脱気水への気相部からの酸素の溶け込みをより低減できる。また、下部液相部ＬＷで熱交換を行うことで熱回収の効率を上げることができる。下部液相部ＬＷへのドレンの流入のため、液相部Ｗの水面へのゆらぎを最小限に留めることができる。下部液相部ＬＷに流入したフラッシュ蒸気は、下部液相部ＬＷでの熱として吸収できるものは吸収し、それ以外の蒸気は、蒸気導出管５０を介して気相部Ａに放出させることで、蒸気の放出に伴う水面のゆらぎの発生を抑制できる。気相部Ａを蒸気で満たすことで、液相部Ｗの水面上での再溶存が抑制できる。
【００３５】
仕切部２０は少なくとも側面部２２を有し、連通部３０は仕切部２０の側面部２２に設けられる。そのため、下部液相部ＬＷに回収されたフラッシュ蒸気やドレンの影響を受けない位置に連通部３０を設けることができる。
【００３６】
ボイラ１１０に脱気水を供給する脱気水導出口１５を備え、脱気水導出口１５は、下部液相部ＬＷから脱気水をボイラ１１０に供給する。そのため、下部液相部ＬＷの温度の高い脱気水をボイラ１１０に供給することができる。
【００３７】
脱気水導出口１５は、脱気水導入口１４よりも上方に配置される。これにより、下部液相部ＬＷのなかでもより温度の高い脱気水をボイラ１１０に供給することができる。
【００３８】
以上、本発明の脱気水用ドレン回収タンク１の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
例えば、本実施形態では、脱気水用ドレン回収タンク１を、複数台のボイラにより構成されるボイラシステムに適用してもよい。
【００３９】
また、本実施形態では、脱気水導出口１５を、下部液相部ＬＷに対応する位置に配置したが、これに限らない。即ち、脱気水導出口１５を上部液相部ＵＷに対応する位置に配置してもよい。
【００４０】
また、本実施形態では、連通部３０を、側面部２２とタンク本体１０の底面との間に隙間を設けることにより形成したが、これに限らない。即ち、連通部を、側面の一部をメッシュ状に構成することで形成してもよい。
【００４１】
また、本実施形態では、上面部２１を水平に延びる面として形成したが、これに限らない。即ち、上面部を所定の傾斜を有する面として形成してもよい。この場合、蒸気導出管を、上面部の最も高い位置に接続することが好ましい。
【００４２】
また、本実施形態では、タンク本体１０の内部の水面に浮遊させた粒状浮遊物を、蒸気導出管５０の内部には浮遊させなかったが、これに限らない。即ち、粒状浮遊物を、蒸気導出管５０の内部にも浮遊させてもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１  脱気水用ドレン回収タンク
１０  タンク本体
１１  排気管
１２  点検用開口部
１３  オーバーフロー口
１４  脱気水導入口
１５  脱気水導出口
２０  仕切部
２１  上面部
２２  側面部
３０  連通部
４０  ドレン回収管
５０  蒸気導出管
９１  スチームトラップ
９２  補給水ポンプ
９３  脱酸素装置
９４  給水ポンプ
１００  ボイラシステム
１１０  ボイラ（蒸気発生装置）
１２０  負荷機器
Ｌ１  蒸気供給ライン
Ｌ２  ドレン回収ライン
Ｌ３  脱気水導入ライン
Ｌ４  脱気水供給ライン
Ｗ  液相部
ＵＷ  上部液相部
ＬＷ  下部液相部
Ａ  気相部
【図１】
2020041788.tif 000003
【図２】
2020041788.tif 000004