(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの蒸気ドラム内のボイラ水と熱交換させた水を、火炉からの排ガスと熱交換する給水加熱用エコノマイザに供給する経路である第１経路と、
前記ボイラ水と熱交換させる前の前記第１経路から分岐し、前記蒸気ドラムをバイパスして前記給水加熱用エコノマイザの入口側の合流点で前記第１経路と合流する第２経路と、
前記第２経路から分岐し、前記蒸気ドラムに給水する第３経路とを備える給水系統と、
前記合流点と前記給水加熱用エコノマイザとの間の水温を検出する温度検出手段と、
前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整する流量調整手段と、
前記温度検出手段で検出される前記水温が、前記給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐ所定温度以上となるように、前記流量調整手段を調整する制御手段と、
を具備するボイラ給水システム。
【請求項２】
前記第３経路は、前記第２経路から分岐し、前記給水加熱用エコノマイザで熱交換された水を前記蒸気ドラムに供給するボイラ給水経路に合流して前記蒸気ドラムに給水する請求項１に記載のボイラ給水システム。
【請求項３】
前記第１経路は、前記蒸気ドラム内の前記ボイラ水中に設けられる伝熱管に給水し、前記伝熱管内の水と前記蒸気ドラム内の前記ボイラ水とを熱交換する請求項１または請求項２に記載のボイラ給水システム。
【請求項４】
前記ボイラは、補助ボイラである請求項１から請求項３のいずれかに記載のボイラ給水システム。
【請求項５】
前記温度検出手段により検出された温度が前記所定温度より小さい場合に、
前記第２経路を閉状態とし、前記第１経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整する請求項１から請求項４のいずれかに記載のボイラ給水システム。
【請求項６】
前記温度検出手段により検出された温度が前記所定温度より所定値以上大きくなった場合に、
前記第３経路を閉状態とし、前記第１経路と前記第２経路とに流れる水の流量を調整する請求項１から請求項５のいずれかに記載のボイラ給水システム。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のボイラ給水システムを具備するボイラ。
【請求項８】
ボイラの蒸気ドラム内のボイラ水と熱交換させた水を、火炉からの排ガスと熱交換する給水加熱用エコノマイザに供給する経路である第１経路と、前記ボイラ水と熱交換させる前の前記第１経路から分岐し、前記蒸気ドラムをバイパスして前記給水加熱用エコノマイザの入口側の合流点で前記第１経路と合流する第２経路と、前記第２経路から分岐し、前記蒸気ドラムに給水する第３経路とを備える給水系統を具備するボイラ給水システムの制御方法であって、
前記合流点と前記給水加熱用エコノマイザとの間の水温を検出し、前記水温が、前記給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐ所定温度以上となるように、前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボイラ給水システム及びそれを備えたボイラ、並びにボイラ給水システムの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
給水加熱用エコノマイザをボイラの排ガス系統に設置した場合、給水加熱用エコノマイザは低温腐食が生じるおそれがあるので、給水加熱用エコノマイザに供給される給水温度が低温腐食を防ぐ温度以上（例えば１３５℃以上）となるように給水温度を上げる必要がある。例えば下記特許文献１に示すように、ＬＮＧ（Ｌｉｑｕｅｆｉｅｄ  Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ；液化天然ガス）船の主機に用いる主ボイラには、給水中の溶存酸素を除去するためにデアレータ（脱気器）が設置してあるが、デアレータには溶存酸素除去用の蒸気が投入されることにより給水が加熱されるので、給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐことができる程度に給水温度を上げることが可能となっていた。
【０００３】
また、ボイラ給水を加熱する方法としては、主ボイラのようなドラムボイラとは形式が相違する排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ；ｈｅａｔ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｓｔｅａｍ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）に関するものであるが、以下のものが提案されている。
下記特許文献２では、蒸気ドラム内の湯の一部を節炭器の給水管に戻して供給し、節炭器の給水管で、給水ポンプから送られてきた水と蒸気ドラム内の湯が混合され、湯の混合で温度上昇した水を節炭器に供給する技術が記載されている。
下記特許文献３では、節炭器に供給された給水の一部が節炭器の出口側から節炭器の入口側に戻されて、給水ポンプから送られる給水と戻された水が合流して節炭器に流入される水を温度上昇させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１７７５１９号公報
【特許文献２】特開平７−２１７８０２号公報
【特許文献３】特許第５１１７１９７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は、デアレータを用いて給水が加熱されることにより給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐことはできるが、給水を加熱するためにわざわざデアレータ等の加熱器を設置すると、コストがかかり、加熱器用の配置スペースも別途必要となるという問題があった。特に船内に設置される舶用補助ボイラの場合には、船内の設置スペースが限られているため、給水加熱のために加熱器を設置することは現実的でない。
【０００６】
また、上記特許文献２のように、蒸気ドラムの水を抜き出して排ガスエコノマイザ入口側の給水管に供給すると、蒸気ドラムの水位が変化してドラム中の蒸気圧力が変動するため好ましくない。特に、蒸気ドラムの水位が過剰に下がると空焚きとなる危険性が生じる。また、上記特許文献３のように、節炭器の出口と蒸気ドラムの間の経路から分岐させて節炭器に供給された給水の一部を給水再循環系に戻す場合では、給水再循環系に戻す流量調整弁１２を開き過ぎると蒸気ドラムに十分な給水が行えなくなり、蒸気ドラムの水位が過剰に下がる危険性がある問題は解決できない。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低温腐食を防止し、かつ、省スペースでコストを抑えるボイラ給水システム及びそれを備えたボイラ、並びに給水システムの制御方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ドラムの水位低下が抑えられるボイラ給水システム及びそれを備えたボイラ、並びに給水システムの制御方法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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、ボイラの蒸気ドラム内のボイラ水と熱交換させた水を、火炉からの排ガスと熱交換する給水加熱用エコノマイザに供給する経路である第１経路と、前記ボイラ水と熱交換させる前の前記第１経路から分岐し、前記蒸気ドラムをバイパスして前記給水加熱用エコノマイザの入口側の合流点で前記第１経路と合流する第２経路と、前記第２経路から分岐し、前記蒸気ドラムに給水する第３経路とを備える給水系統と、前記合流点と前記給水加熱用エコノマイザとの間の水温を検出する温度検出手段と、前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整する流量調整手段と、前記温度検出手段で検出される前記水温が、前記給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐ所定温度以上となるように、前記流量調整手段を調整する制御手段と、を具備するボイラ給水システムを提供する。
【０００９】
このような構成によれば、第１経路を流通する水は、蒸気ドラム内のボイラ水と熱交換されて加熱される。このように、従来から備えられるボイラの蒸気ドラム内のボイラ水の保有熱を用いて給水を加熱することにより、給水加熱用エコノマイザに流入する給水温度を、低温腐食を防ぐ所定温度以上となるように調整、維持できる。また、蒸気ドラム内のドラム水と熱交換させるので、大掛かりな別置きの給水加熱装置（例えば、デアレータ（脱気器））が不要となり、配置スペースを余分に使用することがない。
【００１０】
そして、第１経路と第２経路と第３経路とに流れる水の流量を調整する流量調整手段と、給水加熱用エコノマイザに流入する給水温度を検出する温度検出手段を用いて、以下のように給水加熱用エコノマイザに流入する給水温度を調整することができる。すなわち、第２経路と第３経路の水の流量が調整され、第２経路に水を流通させ第３経路に水を流通させなければ、ボイラ水によって加熱された第１経路の水は、第２経路によって蒸気ドラムをバイパスされた未加熱の水と合流され、温度が下げられる。このように、給水加熱用エコノマイザに流入する給水温度を下げて所定温度に近づけることができるので、加熱媒体である燃焼排ガスとの温度差を大きく確保することにより、給水加熱用エコノマイザにおける熱回収効率を向上させることができる。
【００１１】
一方、第２経路と第３経路の水の流量が調整され、第２経路に水を流通させず第３経路に水を流通させれば、第３経路から蒸気ドラムに給水される水量が増加することによって相対的に第１経路の流量が減るので、ボイラ水によって加熱された水は高温となって温度が上げられる。また、第２経路から導かれた水で第１経路を流通した水の温度が下げられることがない。
【００１２】
上記ボイラ給水システムの前記第１経路は、前記蒸気ドラム内のボイラ水中に設けられる伝熱管に給水し、前記伝熱管内の水と前記蒸気ドラム内の前記ボイラ水とを熱交換することとしてもよい。
【００１３】
ボイラ水中に設けられた伝熱管が給水を加熱する加熱器となり、伝熱管を用いて給水を加熱するので、蒸気ドラム内のボイラ水を抜き出す従来技術に比べて水位の低下を来すことがない。これにより、安定した蒸気圧力を蒸気ドラムから出力することができ、また過剰な水位低下による空焚きを回避することができる。
【００１４】
上記ボイラ給水システムの前記ボイラは、補助ボイラとしてもよい。
本発明により、補助ボイラに設けられる給水加熱用エコノマイザに対して、低温腐食を防止することができる。特に、主ボイラに比べて蒸気圧力が低い補助ボイラでは、デアレータを設置する必要性が低いので特に有益である。
【００１５】
上記ボイラ給水システムは、前記温度検出手段により検出された温度が前記所定温度より小さい場合に、前記第２経路を閉状態とし、前記第１経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整してもよい。
【００１６】
給水加熱用エコノマイザに給水される水温が所定温度より小さい場合に、第２経路を閉状態にすることで、第１経路を流通した水の温度が下げられることがなく、かつ、第１経路に流通させる水量が調整されることで、水温を上げる方向に制御できる。
【００１７】
上記ボイラ給水システムは、前記温度検出手段により検出された温度が前記所定温度より所定値以上大きくなった場合に、前記第３経路を閉状態とし、前記第１経路と前記第２経路とに流れる水の流量を調整してもよい。
【００１８】
給水加熱用エコノマイザに給水される水温が所定温度より所定値以上大きくなった場合に、第２経路を開状態とすることで第１経路を流通した水の温度を下げることができ、水温を下げる方向に制御できる。このように、給水加熱用エコノマイザに給水される水温を下げる制御を行うときの閾値を所定温度から所定値以上大きい温度として、所定温度から一定の許容範囲を持たせることにより、流量調整手段における流量制御が頻繁に切り替えられることを防ぐことができる。
【００１９】
本発明は、上記いずれかに記載のボイラ給水システムを具備するボイラを提供する。
【００２０】
本発明は、ボイラの蒸気ドラム内のボイラ水と熱交換させた水を、火炉からの排ガスと熱交換する給水加熱用エコノマイザに供給する経路である第１経路と、前記ボイラ水と熱交換させる前の前記第１経路から分岐し、前記蒸気ドラムをバイパスして前記給水加熱用エコノマイザの入口側の合流点で前記第１経路と合流する第２経路と、前記第２経路から分岐し、前記蒸気ドラムに給水する第３経路とを備える給水系統を具備するボイラ給水システムの制御方法であって、前記合流点と前記給水加熱用エコノマイザとの間の水温を検出し、前記水温が、前記給水加熱用エコノマイザの低温腐食を防ぐ所定温度以上となるように、前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とに流れる水の流量を調整するボイラ給水システムの制御方法を提供する。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、給水加熱装置の低温腐食を防止し、かつ、省スペースでコスト低減を図ることができる。また、本発明は、ドラムの水位低下が抑えられるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る舶用排熱回収システムの概略構成図である。
【図２】本発明に係るボイラ給水システムの概略構成図である。
【図３】蒸気によって駆動される蒸気駆動機器に与えられる指令が変化した場合の各パラメータの変化を示した説明図である。
【図４】第１経路と第３経路に流通させる水の流量割合を示すグラフである。
【図５】第１経路と第２経路に流通させる水の流量割合を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下に、本発明に係るボイラ給水システム及びそれを備えたボイラ、並びに給水システムの制御方法の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、実施形態の説明においては、本発明に係るボイラ給水システムは、例えば、タンカー船等の舶用補助ボイラ（以下、「補助ボイラ」という）に適用されるものとして説明するが、これに限定されない。
【００２４】
図１は、本実施形態のボイラ給水システムを備えた舶用排熱回収システム１の概略構成を示している。
図１に示されるように、本実施形態の舶用排熱回収システム１は、主機関３と、排熱回収機構４と、補助ボイラ１０と、給水加熱用エコノマイザ２とを備える。
主機関３は、船舶の推進機関であり、例えば、ディーゼルエンジンまたは主ボイラが用いられる。主機関３は図示しない駆動軸を駆動することによって、駆動軸に設けられた図示しないプロペラを回転させる。主機関３からの排ガスは排気管６を経由して排熱回収機構４に導かれる。
【００２５】
排熱回収機構４は、例えば、排ガスエコノマイザが用いられる。排熱回収機構４は、主機関３の排ガスを利用して蒸気を生成し、生成した蒸気は雑用蒸気として図示しない蒸気タービン等に供給する。排熱回収機構４において、熱交換を行った排ガスは、煙突５から系外に排出される。
【００２６】
補助ボイラ１０は、蒸気ドラム１１を備えており、燃料を燃焼することで蒸気を生成する。この補助ボイラ１０は、船舶に搭載され、船舶内の温熱需要に応えるボイラである。補助ボイラ１０は、自然循環型または強制循環型とされたボイラとされる。
【００２７】
蒸気ドラム１１は、補助ボイラ１０にて得られた蒸気を貯留するドラム（汽水ドラム）である。蒸気ドラム１１の上方空間は蒸気が占有し、その下方にはボイラ水が貯留される。また、補助ボイラ１０の蒸気圧力は、０．２ＭＰａ以上６ＭＰａ以下であり、典型的には２ＭＰａ以下とする。本実施形態における蒸気ドラム１１内の水温は、補助ボイラ１０の蒸気圧力が２ＭＰａの場合、約２１０℃となる。補助ボイラ１０は、船舶内の蒸気駆動機器７（例えば、原油荷揚げ用ポンプ（カーゴオイルポンプ）を駆動するカーゴオイルポンプタービン（ＣＯＰＴ：Ｃａｒｇｏ  Ｏｉｌ  Ｐｕｍｐ  Ｔｕｒｂｉｎｅ）等）の動力源や加熱媒体として利用される他、厨房用の温水暖房とイナートガスの生成等に利用される。
【００２８】
給水加熱用エコノマイザ２には、給水の経路である給水系統２１が接続されている。給水加熱用エコノマイザ２は、給水された水を補助ボイラ（ボイラ）１０から排出された排ガスと熱交換させて加熱し、蒸気ドラム１１に加熱した水を供給する。
【００２９】
図２に示されるように、ボイラ給水システム２０は、給水系統２１と、蒸気ドラム１１内に設けられた加熱器２３と、温度検出部（温度検出手段）２４と、流量調整部（流量調整手段）２５と、制御部（制御手段）２６と、ボイラ給水経路２７とを備えている。なお、図２は、図１と異なり、蒸気ドラム１１に対して給水加熱用エコノマイザ２が下方に位置しているが、これは給水系統２１を分かり易く示すために実際の配置の上下関係を無視して便宜的に示されたものである。したがって、一般に、給水加熱用エコノマイザ２は、蒸気ドラム１１の上方に位置する。
【００３０】
給水系統２１は、第１経路２１ａと、第２経路２１ｂと、第３経路２１ｃとを備える。
第１経路２１ａは、補助ボイラ１０の蒸気ドラム１１内のボイラ水と熱交換させた水を、火炉からの排ガスと熱交換する給水加熱用エコノマイザ２に供給する経路である。本実施形態においては、第１経路２１ａは、蒸気ドラム１１に給水する経路２１ａ１と、加熱器２３を構成する伝熱管２１ａ２と、蒸気ドラム１１から給水加熱用エコノマイザ２に給水する経路２１ａ３とを備える。
第１経路２１ａは、補助ボイラ１０の蒸気ドラム１１内のボイラ水中１２に設けられる伝熱管２１ａ２に給水し、ボイラ水と熱交換させた水を給水加熱用エコノマイザ２に供給する経路である。給水源から供給される経路２１ａ１の給水温度は、例えば、６０℃から８０℃であり、蒸気ドラム１１内の水温より低い温度の水が給水される。
【００３１】
第２経路２１ｂは、経路２１ｂ１と経路２１ｂ２と流量調整部２５とを備える。
第２経路２１ｂは、ボイラ水中１２の伝熱管２１ａ２に給水させる入口側の第１経路２１ａの経路２１ａ１から分岐し、蒸気ドラム１１をバイパスして給水加熱用エコノマイザ２の入口側の合流点Ｘで第１経路２１ａの経路２１ａ３と合流するまでの経路である。第２経路２１ｂは、第１経路２１ａの経路２１ａ１から分岐する分岐点Ｚと合流点Ｘとの間に流量調整弁２５が設けられる。経路２１ｂ１は、分岐点Ｚから流量調整弁２５までの経路であり、経路２１ｂ２は、流量調整弁２５から合流点Ｘまでの経路である。
【００３２】
第３経路２１ｃは、経路２１ｂ１と経路２１ｂ２とを接続する流量調整弁２５を介して第２経路２１ｂから分岐し、ボイラ給水経路２７との合流点Ｙで合流して、蒸気ドラム１１に給水する。
ボイラ給水経路２７は、給水加熱用エコノマイザ２で熱交換された水を蒸気ドラム１１に供給する。
なお、本実施形態において、第３経路２１ｃがボイラ給水経路２７と合流して蒸気ドラム１１に給水しているが、これに限定されず、第３経路２１ｃとボイラ給水経路２７とがそれぞれ別々の経路で蒸気ドラム１１に給水してもよい。
【００３３】
加熱器２３は、蒸気ドラム１１のボイラ水中１２に伝熱管２１ａ２を通し、伝熱管２１ａ２に流通する水を加熱する。これにより、蒸気ドラム１１内のボイラ水が保有する顕熱を用いて給水が加熱されるようになっている。
このように、蒸気ドラム１１内のボイラ水中１２の伝熱管２１ａ２内で、（伝熱管２１ａ２の外側の）蒸気ドラム１１内のボイラ水と伝熱管２１ａ２内の水とを熱交換して加熱する間接式熱交換を採用している。このため、ボイラ水を蒸気ドラムから抜き出して給水の水温度の調整に使用する従来技術とは異なり、ボイラ水の水位の変動を可及的に防止できるようになっている。
【００３４】
温度検出部２４は、合流点Ｘと給水加熱用エコノマイザ２との間の水温を検出し、検出された水温の情報を制御部２６に出力する。温度検出部２４は、例えば、熱電対等の温度センサである。
【００３５】
流量調整部２５は、第１経路２１ａと第２経路２１ｂと第３経路２１ｃとに流れる水の流量を調整する。流量調整部２５は、例えば、三方弁（制御弁）とし、第１経路２１ａから分岐された第２経路２１ｂにおいて、経路２１ｂ１から、経路２１ｂ２と第３経路２１ｃとの分岐点に設ける。また、流量調整部２５は三方弁に限られず、第２経路２１ｂと第３経路２１ｃのそれぞれに二方弁（制御弁）を設け、それぞれの二方弁を制御することにより各経路に流通する水の流量を調整してもよい。
【００３６】
制御部２６は、温度検出部２４で検出される水温が、給水加熱用エコノマイザ２の低温腐食を防ぐ所定温度（例えば、１３５℃）以上となるように、流量調整部２５を調整する。給水加熱用エコノマイザ２の低温腐食を防ぐ温度の下限値としては、燃料中の硫黄濃度等によって変化するが、例えば、１３５℃が用いられる。
制御部２６による流量調整部２５の調整では、第１経路２１ａ及び第３経路２１ｃに水を流通させた場合には、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２には水を流通させず、第１経路２１ａ及び第２経路２１ｂ（経路２１ｂ１及び経路２１ｂ２）に水を流通させた場合には、第３経路２１ｃには水を流通させない。つまり、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２と、第３経路２１ｃとに同時に水を流すことはない。
【００３７】
第１経路２１ａと経路２１ｂ１と第３経路２１ｃとに水を流通させる場合、或いは、第１経路２１ａと第２経路２１ｂ（経路２１ｂ１及び経路２１ｂ２）に水を流通させる場合における、それぞれの経路に流通させる水量の比率は、温度検出部２４で所望の温度が得られるために適宜任意に調整されるものとする。例えば、事前試験等によって、各経路に所定割合で給水された場合の蒸気ドラム１１出口の水温Ｔｏｕｔの変化の情報をテーブル等で得ておき、これに基づいて決定される。
【００３８】
次に、図３を用いて、伝熱管２１ａ２の蒸気ドラム１１の出口の水の温度である水温Ｔｏｕｔの変動について説明する。図３には、蒸気ドラム１１から供給された蒸気によって動作するプラントである蒸気駆動機器７に与えられる指令が変化した場合の各パラメータの変化が示されている。制御部２６から、蒸気駆動機器７の負荷を変化する指令が入力されると、負荷変化に対応する蒸気ドラム１１における蒸気発生量が変化する。蒸気ドラム１１内の蒸気発生量が変化すると、蒸気ドラム１１内の蒸気圧力が変化する。
水温Ｔｏｕｔが変化する要因としては、蒸気発生量の変化が挙げられる。
【００３９】
蒸気ドラム１１における蒸気発生量が変化すると、蒸気発生量の変化に見合う給水流量が変化して、結果として水温Ｔｏｕｔが変化する。具体的には、蒸気駆動機器７の負荷が増えると、負荷増大分に相当する発生蒸気量が増え、この蒸気発生量の増大分に見合うように給水流量が増大する。給水流量が増大すると、熱交換器に相当する伝熱管２１ａ２で加熱しなければならない水量が増加するので、水温Ｔｏｕｔが下がる。蒸気駆動機器７の負荷が減少した場合は、この逆の動きとなる。
【００４０】
なお、発生蒸気量が変化すると、蒸気ドラム１１内の蒸気圧力が変化し、定格圧力に復帰するように補助ボイラ１０に投入される燃料量が変化する。具体的には、蒸気駆動機器７の負荷が増えて、要求される発生蒸気量が増えると、多くの蒸気が蒸気ドラム１１内から外部の蒸気駆動機器７へと持ち出されることになるため、蒸気ドラム１１内の圧力が一時的に減少する。そして、一時的に減少した蒸気ドラム１１内の圧力を増大させて定格圧力に復帰させるため、補助ボイラ１０に投入される燃料量が増大される。蒸気駆動機器７の負荷が減少した場合は、この逆の動きとなる。
【００４１】
このように水温Ｔｏｕｔの温度変化が生じ得るので、温度検出部２４で計測される水温が、給水加熱用エコノマイザ２の低温腐食を防ぐ所定温度（例えば、１３５℃）以上となるように、給水系統２１を流通する水の流量を調整させる。
【００４２】
温度検出部２４で検出された温度が所定温度より小さい場合に、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２を閉状態とし、第２経路２１ｂの経路２１ｂ１と第３経路２１ｃとを開状態として、経路２１ｂ２と第３経路２１ｃとに流れる水の流量を調整する。これにより、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２から導かれた水で第１経路２１ａを流通した水の温度が下げられることがないので、水温を上げる方向に制御できる。
【００４３】
また、温度検出部２４により検出された温度が所定温度（例えば、１３５℃）より大きくなった場合に、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２を開状態とし、第３経路２１ｃを閉状態として、第２経路２１ｂ（経路２１ｂ１及び経路２１ｂ２）と第３経路２１ｃとに流れる水の流量を調整する。これにより、第１経路２１ａを流通した水の温度を下げる方向に制御できる。
【００４４】
図４及び図５には、温度検出部２４により検出された温度と目標温度（所定温度）である１３５℃との差に応じた流量制御が示されている。
図４（ａ）の縦軸は温度を示し、図４（ｂ）の縦軸は第１経路２１ａの流量と第２経路２１ｂの経路２１ｂ２の流量の割合を示している。
図４（ａ）のように目標温度である１３５℃に対して、破線で示した検出温度が高い場合には、これらの温度差が大きいほど（同図において右側に行くほど）、温度検出部２４により検出される温度を所定温度に近づけるために、図４（ｂ）に示すように第１経路２１ａの流量に対する第２経路２１ｂの経路２１ｂ２の流量の割合を増大させる。このように、第１経路２１ａと第２経路２１ｂの経路２１ｂ２との流量割合を検出温度と目標温度との温度差に応じて適宜調整することによって、給水加熱用エコノマイザ２に流入する給水温度を下げることができる。
【００４５】
一方、図５（ａ）のように目標温度である１３５℃に対して、破線で示した検出温度が低い場合には、これらの温度差が大きいほど（同図において右側に行くほど）、温度検出部２４により検出される温度を所定温度に近づけるために、図５（ｂ）に示すように第１経路２１ａの流量に対する経路２１ｂ１及び第３経路２１ｃの流量の割合を増大させる。このように、第１経路２１ａと第３経路２１ｃの流量割合を検出温度と目標温度との温度差に応じて適宜調整することによって、給水加熱用エコノマイザ２に流入する給水温度を上げることができる。
【００４６】
以上説明してきたように、本実施形態に係るボイラ給水システム２０及びそれを備えた補助ボイラ１０、並びに給水システムの制御方法によれば、第１経路２１ａを流通する水は、蒸気ドラム１１内のボイラ水中１２に設けられる伝熱管２１ａ２で、蒸気ドラム１１内の水と熱交換されて加熱される。すなわち、ボイラ水中１２に設けられた伝熱管２１ａ２が給水を加熱する加熱器２３となる。このように、従来から備えられるボイラの蒸気ドラム１１内のボイラ水の保有熱を用いて給水を加熱することにより、給水加熱用エコノマイザ２に流入する給水を、低温腐食を防ぐ所定温度以上に維持することができる。また、伝熱管２１ａ２を用いて給水を加熱することとしたので、蒸気ドラム１１内のボイラ水を抜き出す従来技術に比べて、水位の低下を来すことがない。これにより、安定した蒸気圧力でボイラを運転することができ、また過剰な水位低下による空焚きを回避することができる。
【００４７】
そして、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２と第３経路２１ｃの水の流量が調整され、第２経路２１ｂの経路２１ｂ１及び経路２１ｂ２に水を流通させ第３経路２１ｃに水を流通させなければ、伝熱管２１ａ２で加熱された第１経路２１ａの水は、第２経路２１ｂによって蒸気ドラム１１をバイパスされた未加熱の水と合流され、温度が下げられる。このように、給水加熱用エコノマイザ２に流入する給水温度を下げて所定温度に近づけることができるので、加熱媒体である燃焼排ガスとの温度差を大きく確保することにより、給水加熱用エコノマイザ２における熱回収効率を向上させることができる。
【００４８】
一方、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２と第３経路２１ｃの水の流量が調整され、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２に水を流通させず、経路２１ｂ１及び第３経路２１ｃに水を流通させれば、第３経路２１ｃから蒸気ドラム１１に給水される水量が増加することによって相対的に第１経路２１ａの流量が減るので、伝熱管２１ａ２によって加熱された水は高温となって温度が上げられる。また、第２経路２１ｂの経路２１ｂ２から導かれた水で第１経路２１ａを流通した水の温度が下げられることがない。
このように、蒸気ドラム１１内の伝熱管２１ａ２によって給水を加熱するだけでなく、給水加熱用エコノマイザ２に流入する給水温度を、低温腐食を防ぐ所定温度以上の所望温度に調整できる。また、デアレータ（脱気器）等の大掛かりな給水加熱装置が不要となり、かつ、配置スペースを余分に使用することがない。
【００４９】
また、蒸気ドラム１１内のボイラ水中１２の伝熱管２１ａ２内で、（伝熱管２１ａ２の外側の）蒸気ドラム１１内の水と伝熱管２１ａ２内の水とを熱交換して加熱する間接式熱交換を採用している。つまり、本実施形態は、ボイラ水を蒸気ドラムから抜き出して給水の水温度の調整に使用する従来技術とは異なり、ボイラ水の水位の変動を可及的に防止できるようになっている。
【００５０】
また、給水加熱用エコノマイザ２の入口側の給水温度を制御することができ、給水温度が低温腐食を防止する所定温度（例えば、１３５℃）近くまで下げることができるので、給水加熱用エコノマイザ２における加熱媒体である燃焼排ガスとの温度差を大きく確保することにより、給水加熱用エコノマイザ２における熱回収効率を向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施が可能である。
例えば、本実施形態では、例えば１３５℃とされた所定温度を目標値として流量調整部２５を制御することとしていたが、目標温度に対して所定の温度幅を持たせてもよい。例えば、所定温度は、１３５℃から、プラス５℃の１４０℃までの範囲として５℃の許容範囲を持たせ、流量調整部２５における流量制御が頻繁に切り替えられることを防ぐことができる。
【符号の説明】
【００５２】
１  舶用排熱回収システム
２  給水加熱用エコノマイザ
１０  補助ボイラ（ボイラ）
１１  蒸気ドラム
２０  ボイラ給水システム
２１  給水系統
２１ａ  第１経路
２１ａ２  伝熱管
２１ｂ  第２経路
２１ｃ  第３経路
２３  加熱器
２４  温度検出部（温度検出手段）
２５  流量調整部（流量調整手段）
２６  制御部（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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