(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻しライン通して前記負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレンポンプを有するドレン供給ラインを通して貯留したドレンを前記蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ポンプを有する補給水ラインを通して補給水を前記ドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクと、前記ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、前記蒸気ボイラから前記ドレンタンクへ高圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインと、前記ドレンタンク内の圧力が上昇すると開く圧力逃がし弁を有し、前記ドレンタンクから前記補給水タンクへ蒸気を逃がす圧力逃がしラインとを備えるドレン回収システムであって、
前記ドレン戻しラインに設けられる開閉可能なドレン戻し弁と、
前記ドレン戻し弁の上流側と前記補給水タンクとの間に接続されるドレン逃がしラインに設けられる開閉可能なドレン逃がし弁とを備え、
前記ドレン戻し弁および前記加圧弁は、通電停止時に閉じる弁とし、前記ドレン逃がし弁は、通電停止時に開く弁としたことを特徴とするドレン回収システム。
【請求項２】
前記補給水タンクと前記蒸気ボイラとを接続し補助ポンプを有する予備給水ラインを備え、
システムの停電時に前記ドレンポンプによる前記蒸気ボイラへの給水が正常に行われないとき、前記補助ポンプを駆動することを特徴とする請求項１に記載のドレン回収システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、負荷機器で生成した高温のドレンを密閉型ドレンタンクに回収して、回収したドレンを蒸気ボイラへ供給して利用するドレン回収システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種のドレン回収システムにおいて、蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻しラインを通して負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレンポンプを有するドレン供給ラインを通して貯留したドレンを蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ポンプを有する補給水ラインを通して補給水を前記ドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクと、ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、蒸気ボイラからドレンタンクへ高圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインとを備えるドレン回収システムは、特許文献１等で知られている。
【０００３】
この特許文献１のシステムは、クローズドレン回収システムと称され、加圧蒸気ラインにより、ドレンタンク内の圧力を高めることでドレンタンク内でのフラッシュ蒸気の発生を防止することができ、高温のドレン水をボイラへ給水することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３７０６５号公報（＊注：Ｓ社出願）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のドレン回収システムにおいては、停電時に加圧弁が開いたままとなっていると、加圧ラインより蒸気が流れ続け、圧力逃がし弁が正常に動作しないと、ドレンタンク内が異常高圧となり、ドレンタンクに備えている安全弁が吹いて（開いて）しまう。また、停電時には、ドレンポンプが停止するので、ドレンタンクにドレンが流れ続けると、ドレンタンク内水位が異常高水位となり、同じく安全弁が吹いてしまう。安全弁が吹くと、安全弁の交換が必要となり、停電が回復してもしばらくはドレン回収システムを運転停止せざるを得ない。ドレン回収システムの運転停止は、ユーザーの負荷機器の運転停止につながる。
【０００６】
この発明が解決しようとする課題は、停電が生じた場合、圧力逃がし弁が正常に作動しなくても、またドレンポンプが停止しても、安全弁を作動させることなく、ドレンタンク内が異常高圧となることを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻しラインを通して前記負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレンポンプを有するドレン供給ラインを通して貯留したドレンを前記蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ポンプを有する補給水ラインを通して補給水を前記ドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクと、前記ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、前記蒸気ボイラから前記ドレンタンクへ高圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインと、前記ドレンタンク内の圧力が上昇すると開く圧力逃がし弁を有し、前記ドレンタンクから前記補給水タンクへ蒸気を逃がす圧力逃がしラインとを備えるドレン回収システムであって、前記ドレン戻しラインに設けられる開閉可能なドレン戻し弁と、前記ドレン戻し弁の上流側と前記補給水タンクとの間に接続されるド
レン逃がしラインに設けられる開閉可能なドレン逃がし弁とを備え、前記ドレン戻し弁および前記加圧弁は、通電停止時に閉じる弁とし、前記ドレン逃がし弁は、通電停止時に開く弁としたことを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、停電が発生すると、前記ドレン戻し弁および前記加圧弁が閉じると共に、前記ドレン逃がし弁が開くので、前記加圧ラインから前記ドレンタンクへの蒸気の供給が停止されると共に、前記ドレン戻しラインから前記ドレンタンクへのドレン流入が停止される。その結果、前記圧力逃がし弁が正常に作動しなくても、またドレンポンプが停止しても、安全弁を作動させることなく、停電による前記ドレンタンク内の異常高圧を防止できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記補給水タンクと前記蒸気ボイラとを接続し補助ポンプを有する予備給水ラインを備え、システムの停電時に前記ドレンポンプによる前記蒸気ボイラへの給水が正常に行われないとき、前記補助ポンプを駆動することを特徴としている。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、システムが停電しても前記補給水タンクから前記蒸気ボイラへ給水を継続することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、停電が生じた場合、圧力逃がし弁が正常に作動しなくても、またドレンポンプが停止しても、安全弁を作動させることなく、ドレンタンク内が異常高圧となることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明を実施したドレン回収システムの実施例１の概略構成図である。
【図２】同実施例１の第一弁（ドレン戻し弁）の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図３】同実施例１の第二弁（ドレン逃がし弁）の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図４】同実施例１の補給水ポンプの制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図５】同実施例１のドレンポンプの制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図６】同実施例１の第三弁（加圧弁）の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図７】同実施例１の第四弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図８】同実施例１の第五弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【図９】この発明を実施したドレン回収システムの実施例２の概略構成図である。
【図１０】この発明を実施したドレン回収システムの実施例３の第四弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、蒸気ボイラの蒸気使用機器である負荷機器から回収したドレンを蒸気ボイラへ供給して利用するドレン回収システムに好適に実施される。
【００１４】
この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態のドレンシ回収ステムは、蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻しラインを通して負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレンポンプを有するドレン供給ラインを通して貯留したドレンを蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ポンプを有する補給水ラインを通して補給水をドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクと、ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、蒸気ボイラからドレンタンクへ高圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインと、ドレンタンク内の圧力が上昇すると開く圧力逃がし弁を有し、ドレンタンクから補給水タンクへ蒸気を逃がす圧力逃がしラインとを備えている。そして、ドレンタンクには、ドレン逃がし弁の作動圧力より高いドレンタンク内圧力で機械的に開く安全弁を備えている。
【００１５】
この実施の形態の特徴とするところは、ドレン戻しラインに設けられる開閉可能なドレン戻し弁と、ドレン戻し弁の上流側と補給水タンクとの間に接続されるドレン逃がしラインに設けられる開閉可能なドレン逃がし弁とを備え、ドレン戻し弁および加圧弁は、通電停止時に閉じる弁とし、ドレン逃がし弁は、通電停止時に開く弁とした構成にある。前記の通電停止時に閉じる弁および通電停止時に開く弁は、それぞれノーマルクローズ弁，ノーマルオープン弁と称することができ、スプリングリターン方式またはそれと同等の機能を持つ弁で構成される。スプリングリターン方式とは、供給電源が切れた際に、機械的にあるきまった方向に閉動作または開動作を行う機構のことである。
【００１６】
また、圧力逃がし弁は、特許文献１に記載のような電気的に作動するモータバルブなどの開閉弁に限定されることなく、電気的に作動するのではなく、機械的に開閉する圧力調整弁とすることができる。
【００１７】
この実施の形態においては、加圧蒸気ラインから供給される加圧蒸気によりドレンタンク内は加圧されている。加圧蒸気の供給は、加圧蒸気ラインの加圧弁の開閉により、大気圧より高い所定の圧力に保持される。そして、正常運転時には、ドレン戻し弁が開き、ドレン逃がし弁が閉じているので、負荷機器からのドレンは、ドレン戻しラインを通してドレンタンクへ導入される。
【００１８】
ここで、停電が発生すると、加圧弁が閉じるので、加圧ラインを通してドレンタンクへの加圧蒸気の供給が停止される。同時に、ドレン戻し弁が閉じ、ドレン逃がし弁が開くので、ドレン戻しラインからのドレンは、ドレンタンクへ流入することなく、補給水タンクへ導かれる。その結果、仮に圧力逃がし弁が正常に作動しなくても、また停電時にドレンポンプが停止しても、ドレンタンク内圧力が異常高圧（安全弁が作動する圧力）となることが防止される。
【００１９】
ここで、この発明の実施の形態のドレンシ回収ステムを構成する構成要素を説明する。蒸気ボイラおよび負荷機器は、特定の形式、構造のものに限定されない。
【００２０】
また、ドレンタンクは、密閉型のものであればよく、特定の構造のものに限定されない。補給水タンクは、開放型のものであればよく、特定の構造のものに限定されない。また、ドレン戻し弁およびドレン逃がし弁は、モータバルブ，電磁弁およびエア駆動弁を用いることができる。
【００２１】
加圧蒸気ラインは、ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、蒸気ボイラ（
蒸気ボイラの蒸気出口に設けられるスチームヘッダを含む）からドレンタンクへ大気圧を超える圧力の加圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインを備える。加圧弁は、機械式に圧力に応答して開閉する弁，または圧力センサにより電気的に開閉する弁とする。また、加圧弁は、供給蒸気圧を調整する弁と、蒸気を遮断する弁とから構成することができる。この加圧蒸気ラインを備えることにより、ドレンタンク内へ蒸気を供給して飽和圧力以上に保つことで、フラッシュ蒸気を発生させることなく、高温のドレンを回収することができると共に、ドレンポンプのキャビテーションの発生を防止することができる。
【実施例１】
【００２２】
ついで、この発明の実施例１のドレン回収システムを図１〜図８に従い説明する。
【００２３】
＜実施例１の構成＞
この実施例１のドレン回収システム１は、蒸気ボイラ２と、ドレン戻しライン３と、ドレンタンク４と、補給水ライン５と、ドレン供給ライン６と、補給水タンク７と、ドレン逃がしライン８と、加圧蒸気ライン９と、圧力逃がしライン（蒸気逃がしラインと称することができる。）１０と、ドレン循環ライン１１と、制御手段としての制御器１２とを主要部として備えている。蒸気ボイラ２は、蒸気を使用する負荷機器１３へ蒸気供給ライン２Ａを通して供給するものである。図１において、一点鎖線Ｙで囲む部は、ドレン回収装置として一体的に構成されている。
【００２４】
ドレン戻しライン３は、負荷機器１３から排出されるドレンを、スチームトラップ（図示省略）を介してドレンタンク４へ供給するもので、ノーマルクローズのモータバルブからなるドレン戻し弁としての第一弁Ｖ１を備えている。
【００２５】
ドレンタンク４は、密閉型に構成され、貯留したドレンを、ドレンポンプ１４を有するドレン供給ライン６を通して蒸気ボイラ２へ供給するものである。ドレンタンク４には、水面計１５が気相部同士を連通する第一連通管１６と液相部同士を連通する第二連通管１７とで接続されている。第一連通管１６には、ドレンタンク４内の圧力を検出する第一圧力検出器としての圧力センサ１８を設けている。この圧力センサ１８は、ドレンタンク４または水面計１５の液相部（または気相部）に設けても良い。
【００２６】
また、水面計１５には、水面計１５内の水位を検出する第一水位検出器としての差圧式の水位センサ１９と、水位センサ１９をバックアップするように異常水位を検出する第二水位検出器としてのフロートスイッチ２０と、圧力センサ１８をバックアップするように異常圧力を検出する第二圧力検出器としての開閉スイッチ式の圧力スイッチ２１とを備えている。この圧力スイッチ２１もドレンタンク４に設けても良い。圧力スイッチは、複数設けることができる。
【００２７】
補給水ライン５は、補給水ポンプ２２と、補給水タンク７方向の流れを阻止する第一逆止弁２３とを有し、大気開放型の補給水タンク７内に貯留された補給水をドレンタンク４へ供給するものである。補給水タンク７には、補給水補充ライン２４を備えており、図示省略の水位検出器により補給水タンク７内の水位が設定水位となるように補給水補充ライン２４の流量を調整する。
【００２８】
ドレン供給ライン６には、ドレンポンプ１４と、ドレンポンプ１４方向の流れを阻止する第二逆止弁２５とを設けている。そして、ドレン供給ライン６のドレンポンプ１４出口側とドレンタンク４との間に、ドレンタンク４内のドレンを循環させるドレン供給ライン６の一部を含むドレン循環ライン１１を設けている。ドレン循環ライン１１の循環量は、ドレンポンプ１４の冷却に必要な最低限の流量である最小流量（ミニマムフロー）以上としている。
【００２９】
ドレン循環ライン１１は、ドレンタンク４内の気相部にドレンを霧状に噴射するノズルを有する噴射部としての噴出管（噴射器と称することができる。）２６を備える第一循環ライン１１Ａと、ドレンタンク４内の液相部にドレンを戻す第二循環ライン１１Ｂとを含んで構成されている。第一循環ライン１１Ａには、モータバルブからなる第五弁Ｖ５を設け、第二循環ライン１１Ｂには、第五弁Ｖ５閉時の第二循環ライン１１Ｂの流量（ミニマムフロー）を調整する流通抵抗としてのオリフィス２７を設けている。また、第二循環ライン１１Ｂを構成する流路（ドレンタンク４内，ドレン供給ライン６を含む）の適所（実施例１では、ドレン供給ライン６のドレンタンク４とドレンポンプ１４との間）に蒸気ボイラ２へ供給するドレンの温度を検出する温度検出器２８を設けている。
【００３０】
ドレン逃がしライン８は、ノーマルクローズのモータータバルブからなるドレン戻しライン３の第一弁Ｖ１の上流側と補給水タンク７とを接続し、ノーマルオープンのモータバルブからなるドレン逃がし弁としての第二弁Ｖ２を設けている。第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２は、この実施例１ではスプリングリターン方式のものを採用している。
【００３１】
加圧蒸気ライン９は、蒸気ボイラ２の蒸気出口側である蒸気供給ライン２Ａとドレンタンク４とを接続し、加圧弁としてのノーマルクローズのモータバルブからなる第三弁Ｖ３を設けている。第三弁Ｖ３もスプリングリターン方式のものを採用している。なお、第三弁Ｖ３の一次側に必要に応じて減圧弁（図示省略）を設ける。
【００３２】
圧力逃がしライン１０は、ドレンタンク４の気相部と補給水タンク７とを接続し、設定圧以上で開く圧力逃がし弁としての圧力調整弁２９と、この圧力調整弁２９と並列に接続するモータバルブからなる第四弁Ｖ４を設けている。第四弁は、圧力センサ１８により圧力調整弁の作動圧力（第一作動圧力）より高い作動圧力（第二作動圧力）で開き、第二作動圧力よりディファレンシャル分低い圧力で閉じると共に、圧力スイッチ２１により第二作動圧力より高い作動圧力（第三作動圧力）で閉じ、第三作動圧力よりディファレンシャル分低い圧力で閉じる開閉弁である。第一作動圧力，第二作動圧力ＰＨ，第三作動圧力ＰＨＨは、それぞれ例えば０．７８MPa，０．８３MPa，０．９MPaとするが、これに限定されるものではない。これらの数値は、この発明の権利範囲を限定するものではない。
【００３３】
さらに、補給水タンク７と蒸気ボイラ２との間には、ドレンポンプ１４が停止して、蒸気ボイラ２へドレンが供給できないとき、補給水タンク７の補給水を蒸気ボイラ２へ供給する予備給水ライン３０を設けている。この予備給水ライン３０には、蒸気ボイラ２に付属している補助ポンプ３１と、補助ポンプ３１方向の流れを阻止する第三逆止弁３２とを設けている。
【００３４】
また、補給水タンク７には、第一混合器３３および第二混合器３４を設けている。第一混合器３３は、圧力逃がしライン１０からの蒸気と補給水タンク７内下部の補給水とを混合させて熱交換させる機能を有する。また、第二混合器３４は、ドレン戻しライン８からのドレンから発生する蒸気と補給水タンク７内下部の補給水とを混合させて熱交換させる機能を有する。
【００３５】
第一混合器３３および第二混合器３４は、同じ構造を有し、蒸気と補給水とを混合する混合室３３Ａ，３４Ａと、混合室３３Ａ，３４Ａに連通され混合した水を補給水タンク７の液相部に導く導水パイプ３３Ｂ，３４Ｂと、導水パイプ３３Ｂ，３４Ｂの外側に間隔を存して形成される蒸気室３３Ｃ，３４Ｃとを含んで構成されている。各導水パイプ３３Ｂ，３４Ｂと、各蒸気室３３Ｃ，３４Ｃには、それぞれ蒸気孔（図示省略）が形成され、導水パイプ３３Ｂ，３４Ｂ内に存在する蒸気を蒸気孔を通して補給水タンク７の気相部に導き、気相部に微量の蒸気を存在させることで、酸素の再溶存を防止するように構成してい
る。
【００３６】
混合室３３Ａには、圧力逃がしライン１０と補給水循環ライン３５Ａとが接続され、混合室３４Ａには、ドレン戻しライン８と補給水循環ライン３５Ｂとが接続されている。各補給水循環ライン３５Ａ，３５Ｂには、循環ポンプ３６Ａ，３６Ｂを備えている。
【００３７】
この第一混合器３３および第二混合器３４の構成を備えないものでは、ドレン逃がしライン８のドレンおよび圧力逃がしライン１０の蒸気が補給水タンク７に流入すると、補給水タンク７が開放型であるので、ドレンや蒸気の保有する熱が容易に大気に逃げてしまう。これに対して、第一混合器３３および第二混合器３４の構成を備えることにより、ドレン逃がしライン８のドレンおよび圧力逃がしライン１０の蒸気の保有する熱を効果的に回収することができる。循環ポンプ３６Ａ，３６Ｂによる補給水の循環は、補給水タンク７内の液相部の温度に基づき、たとえば温度が高いとき循環量を停止または減少するなどの制御を行うように構成することができる。
【００３８】
制御器１２は、圧力センサ１８，水位センサ１９，フロートスイッチ２０，圧力スイッチ２１，温度検出器２８などからの信号を入力して、予め記憶している制御手順に基づき、第一弁Ｖ１〜第五弁Ｖ５，ドレンポンプ１４、補給水ポンプ２２などを制御する。なお、補助ポンプ３１は、蒸気ボイラ２側の制御器で制御しているが、制御器１２で制御するように構成することもできる。
【００３９】
制御器１２の制御手順には、ドレンタンク内圧力制御手順，水位・ドレン温度制御手順，ドレン循環ライン１１の循環を制御するドレン循環制御手順などが含まれている。
【００４０】
ドレンタンク内圧力制御手順は、圧力センサ１８が圧力調整弁２９の作動圧力（第一作動圧力）より高い第二作動圧力ＰＨを検出すると第四弁Ｖ４を開き、圧力スイッチ２１が第二作動圧力ＰＨより高い第三作動圧力ＰＨＨを検出すると、第四弁Ｖ４を閉じ、加圧蒸気ライン９を閉じると共に、第一弁Ｖ１を閉じ、第二弁Ｖ２を開く手順である。なお、第一作動圧力は、第二設定圧力ＰＬより高く設定される。この制御手順は、図２，図３，図７の制御手順で実現している。
【００４１】
この実施例１においては、制御器１２の圧力制御手順に加えて、ハード的な停電時の圧力安全構成を備えている。すなわち、上述のように、ドレン戻し弁Ｖ１および加圧弁Ｖ３をスプリングリターン方式の通電停止時に閉じる弁とし、ドレン逃がし弁Ｖ２は、スプリングリターン方式の通電停止時に開く弁としている。さらに、制御器１２よる停電時などにおいて圧力制御が正常に行われない場合や、ドレンポンプが停止した場合の最終的な圧力安全機構として、ドレンタンク４に安全弁３７を備えている。この安全弁３７は、ドレンタンク４内圧力が圧力スイッチ２１の作動圧力ＰＨＨより高い圧力で開くものであり、一般的にボイラ等の圧力容器に設けているものが用いられる。
【００４２】
水位・ドレン温度制御手順は、つぎの第一制御と第二制御とを含んでいる。第一制御は、温度検出器２８による検出温度が第一設定温度ＴＨ以上で補給水ポンプ２２を駆動し、第一設定温度ＴＨ未満で補給水ポンプ２２を停止し、補給水ポンプ２２の駆動時、水位センサ１９の検出水位が第一設定水位ＬＨＨ以上で補給水ポンプ２２を停止して、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすると共に、第一設定水位ＬＨＨ未満で補給水ポンプ２２を駆動して第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第一開閉状態とする制御である。第二制御は、補給水ポンプ２２の駆動時、温度検出器２８による検出温度が第一設定温度ＴＨより高い第二設定温度ＴＨＨ以上で、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすると共に、第二設定温度ＴＨＨ未満で第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第一開閉状態とする制御である。これらの第一制御および第二制御は、図２，図３および図４の制御手順で実現し
ている。
【００４３】
この実施例１では、第一設定温度ＴＨ，第二設定温度ＴＨＨをそれぞれ１７０，１７５としているが、システムの構成や運転条件に応じて、温度は、１００〜２２０の範囲で適宜設定可能である。
【００４４】
ドレン循環制御手順は、温度検出器２８の検出温度が第一設定温度ＴＨを超過する（または以上となる）か、第一設定温度ＴＨより低い第三設定温度ＴＬ未満（または以下）のとき、第一循環路１１Ａによるドレン循環を停止する手順と、第一圧力検出器１８の検出圧力が第一設定圧力ＰＨを超過する（または以上となる）と第一循環路１１Ａによるドレン循環を行う手順とを含んでいる。このドレン循環制御手順の一例を図８に示す。
【００４５】
また、具体的な実施例１の第一弁Ｖ１の制御手順，第二弁Ｖ２の制御手順，補給水ポンプ２２の制御手順，ドレンポンプ１４の制御手順第三弁Ｖ３の制御手順，第四弁Ｖ４の制御手順，第五弁Ｖ５の制御手順は、それぞれ図２，図３，図４，図５，図６，図７，図８に示している。
【００４６】
＜実施例１の動作＞
（水位・ドレン温度制御）
ここで、実施例１の水位・ドレン温度制御手順による動作を図１〜図４に基づき説明する。図１を参照して、負荷機器１３においては、ボイラ２から供給された蒸気が液化する。液化したドレンは、ドレン戻しライン３を通して、ドレンタンク４へ流入しようとする。
【００４７】
図２および図３を参照して、システムの運転スイッチ（図示省略）がＯＮされると、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮを単にＳＮと称する。），Ｓ１１において、第一弁Ｖ１を閉じ，第二弁Ｖ２を開き（第二開閉状態）、Ｓ２へ移行して、圧力スイッチ２１がＯＮしているかどうかを判定する。水面計１５内の圧力が異常高圧設定圧力（後記第一設定圧力ＰＨより高い設定圧力）以上となると、圧力スイッチ２１がＯＮするので、Ｓ２，Ｓ１２でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。
【００４８】
こうして、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときは、負荷機器１３からのドレンはドレンタンクへ流入することが防止され、代わりに補給水タンク７へ流入する。その結果、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧であっても負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このドレンの回収は、前述のように、第二混合器３４を通して行われる。
【００４９】
このとき、図５のＳ３２においてもＹＥＳが判定されるので、ドレンポンプ１４が停止され、ドレンタンク４から蒸気ボイラ２への給水が停止される。しかしながら、蒸気ボイラ２の制御器（図示省略）は、ドレンタンク４からの給水が無いことを判定すると、補助ポンプ３１を駆動する。その結果、補給水タンク７から蒸気ボイラ２への給水が継続されるので、蒸気ボイラ２の運転も継続され、負荷機器１３での蒸気の継続使用が可能となる。
【００５０】
図２，図３に戻ってＳ２，Ｓ１２でＮＯが判定されると、Ｓ３，Ｓ１３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常高設定水位（後記第一設定水位ＬＨＨより高い設定水位）以上を検出しているかどうかを判定する。水面計１５内の水位が異常高設定水位以上となると、Ｓ３，Ｓ１３でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。なお、水位センサ１９が正常に作動しているときは、フロートスイッチ２０が作動することは無く、Ｓ３，Ｓ１３でＹＥＳが判定されることはない。
【００５１】
こうして、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときも、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときと同様に、負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このとき、ドレンポンプ１４が停止されるが、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続されるのは、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときと同様である。
【００５２】
Ｓ３，Ｓ１３でＮＯが判定されると、Ｓ４，Ｓ１４へ移行し、水位センサ１９が第一設定水位ＬＨＨの超過（ＬＨＨよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。水面計１５内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過すると、Ｓ４，Ｓ１４でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。
【００５３】
こうして、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過すると、ドレンタンク４内へのドレンの流入が阻止され、ドレンタンク４内が異常高水位となることが防止される。そして、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときと同様に、負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このとき、ドレンポンプ１４が停止されるが、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続されるのは、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときと同様である。
【００５４】
そして、水位センサ１９の検出水位が第一設定水位ＬＨＨ以下を検出すると、Ｓ４，Ｓ１４でＮＯが判定され、Ｓ５，Ｓ１５へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨを超過（ＴＨＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。Ｓ５，Ｓ１５でＹＥＳが判定されると、Ｓ１，Ｓ１１へ移行して、第二開閉状態を維持する。そして、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨ以下を検出すると、Ｓ５，Ｓ１５でＮＯが判定され、Ｓ６，Ｓ１６へ移行して、第一弁Ｖ１を開き、第二弁を閉じ（第一開閉状態）、負荷機器１３からのドレンがドレンタンクへ流入する。
【００５５】
こうして、Ｓ５，Ｓ１５の処理により、ドレンタンク４へは温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨを超過すると、ドレンタンク４内へ高温のドレンの流入が阻止されることで、ドレンタンク４内のドレン温度が第二設定温度ＴＨＨを超過することが阻止される。このドレン流入阻止の動作とつぎに説明する補給水ポンプ２２の制御によるドレンの冷却動作により、ドレンタンク４内のドレン温度の速やかな低下が実現される。
【００５６】
つぎに補給水ポンプ２２の動作を図４に基づき説明する。Ｓ２１で補給水ポンプ２２を停止する。ついで、Ｓ２２で、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ２１へ移行して、給水ポンプ２１を停止し、ＮＯの場合、Ｓ２３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常高設定水位を検出しているかどうかを判定する。
【００５７】
Ｓ２３で、ＹＥＳが判定されると、補給水ポンプ２２を停止する。Ｓ２３でＮＯが判定されると、Ｓ２４へ移行して、水位センサ１９が第一設定水位ＬＨＨ（＞ＬＨ）の超過を検出（ＬＨＨよりディファレンシャル分高い値を検出）しているかどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ２１へ移行して補給水ポンプ２２を停止する。
【００５８】
後記のように、ドレンポンプ１４の駆動により、ドレンタンク４内の水位が低下し、検出水位が第一設定水位ＬＨＨ以下となると、Ｓ２４でＮＯが判定され、Ｓ２５へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第一設定温度ＴＨ（＜ＴＨＨ）の超過（ＴＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。検出温度が第一設定温度ＴＨを超過し、Ｓ２５でＹＥＳが判定されると、Ｓ２２７へ移行して、補給水ポンプ２２を駆動する。この補給水ポンプ２２の駆動により、補給水タンク７から低温の補給水がドレンタンク４内へ補給される。
【００５９】
温度センサ２８の検出温度が第一設定温度ＴＨ以下となり、Ｓ２５でＮＯが判定されると、Ｓ２６へ移行して、ドレンタンク４内水位が第二設定水位ＬＨを超過（ＬＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。ＹＥＳが判定されると、Ｓ２１へ移行して、補給水ポンプ２２を停止する。後記のように、ドレンポンプ１４の駆動により、ドレンタンク４内の水位が低下し、水位が第二設定水位ＬＨ以下となり、Ｓ２６でＮＯが判定されると、Ｓ２７へ移行して、補給水ポンプ２２を駆動する。この補給水ポンプ２２の駆動により、補給水タンク７から低温の補給水がドレンタンク４内へ補給される。
【００６０】
このように、ドレンタンク４内のドレン温度が第一設定温度ＴＨを超過し、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨ以下の場合、補給水ポンプ２２が駆動されて、ドレンタンク４内のドレンの冷却制御（第一制御）が行われる。そして、前述のように、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過するか、ドレン温度が第二設定温度ＴＨＨ以上となると、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすることにより、ドレンが保有する多量の熱量をドレンタンク４内に取り込まない制御（第二制御）を行う。その結果、ドレンタンク４内の温度が第二設定温度ＴＨＨ以上となっても第一制御と第二制御とにより、特許文献１のシステムと比較して、短時間にドレンタンク４内のドレンが冷却される。これにより、補給水ポンプ２２の運転時間を短縮でき、節電が可能となる。
【００６１】
つぎに、ドレンポンプ１４の動作を図５に基づき説明する。Ｓ３１で、ドレンポンプ１４を停止する。ついで、Ｓ３２へ移行して、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。
【００６２】
Ｓ３２でＮＯが判定されると、Ｓ３３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常低設定水位水位以上かどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。Ｓ３３でＮＯが判定されると、Ｓ３４へ移行して、センサ１９が第三設定水位ＬＬＬ（＜第二設定水位ＬＨ）の超過（ＬＬＬよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。判定がＮＯの場合、Ｓ３１へ移行してポンプ１４を停止し、蒸気ボイラ２への給水を行わない。
【００６３】
ドレンタンク４内水位が第三設定水位ＬＬＬを超過すると、Ｓ３４でＹＥＳが判定され、Ｓ３５へ移行して、圧力センサ１８が第二設定圧力ＰＬより低い第三設定圧力ＰＬＬを超過（ＰＬＬよりディファレンシャル分高い値）かどうかを判定する。Ｓ３５で、第三設定圧力ＰＬＬ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。Ｓ３５でＹＥＳの場合、Ｓ３６へ移行して、ドレンポンプ１４を駆動する。
【００６４】
このように、ドレンポンプ１４は、基本的に、ドレンタンク４内の水位が第三設定水位ＬＬＬを超過で、かつ圧力が第三設定圧力ＰＬＬを超過の条件で、駆動され、ドレンタンク４から蒸気ボイラ２へドレンが供給される。なお、ドレンポンプ１４の故障停止時には、前述のように、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続される。
【００６５】
（ドレンタンク内圧力制御）
つぎに、ドレンタンク４内の圧力制御を説明する。まず、第三弁Ｖ３の動作を図６に基づき説明する。Ｓ４１で、第三弁Ｖ３を閉じる。ついで、Ｓ４２へ移行して、圧力スイッチ２１（第三作動圧力ＰＨＨの超過でＯＮし、ディファレンシャル分低下するとＯＦＦする）がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じ、ドレンタンク４内が異常高設定圧力を超えないようにする。
【００６６】
Ｓ４２でＮＯが判定されると、Ｓ４３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常低設定
水位以下かどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じる。Ｓ４３でＮＯが判定されると、Ｓ４４へ移行して、水位センサ１９が第三設定水位ＬＬＬの超過（ＬＬＬよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。水位が第三設定水位ＬＬＬ以下で、ＮＯの場合、第三弁Ｖ３を閉じる。
【００６７】
Ｓ４４でＹＥＳが判定されると、Ｓ４５へ移行して、圧力センサ１８が異常高設定圧力より低く第三設定圧力ＰＬＬより高い第二設定圧力ＰＬを超過か（ＰＬよりディファレンシャル分高い値）どうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じる。Ｓ４５で、第二設定圧力ＰＬ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ４６へ移行して、第三弁Ｖ３を開く。
【００６８】
このように、第三弁Ｖ３は、基本的に、ドレンタンク４内の水位が第三設定水位ＬＬ以上で、圧力が第二設定圧力ＰＬ未満の条件で開き、加圧蒸気ライン９を通して、ドレンタンク４内へ蒸気を供給して、ドレンタンク４内の圧力をほぼ第二設定圧力ＰＬに保持する。
【００６９】
つぎに、第四弁Ｖ４の動作を図７に基づき説明する。Ｓ５１では第四弁Ｖ４を閉じる。図１を参照して、圧力調整弁２９は、ドレンタンク４内の圧力が設定圧力（異常高設定圧力より低く第二設定圧力ＰＬより高い値）以上になると開くので、ドレンタンク４内の圧力は、圧力調整弁２９の設定圧力未満に制御されている。しかしながら、圧力調整弁２９が故障するなどの理由により、圧力が上昇し、圧力センサ１８のよる検出圧力が第一設定圧力ＰＨ（異常高設定圧力より低く、第二設定圧力ＰＬより高い値）を超過（ＰＨよりディファレンシャル分高い値）すると、Ｓ５２で、ＹＥＳが判定され、Ｓ５３のＮＯの判定を経て、Ｓ５４で第四弁Ｖ４を開く。
【００７０】
第四弁Ｖ４の故障などにより、さらに圧力が上昇して、圧力スイッチ２１が異常高圧を検出すると、圧力スイッチ２１がＯＮし、Ｓ５３でＮＯが判定されて、第四弁Ｖ４を閉じる。この圧力スイッチ２１が異常高圧を検出したときは、システム１をインターロック状態に停止する動作を行う。第四弁Ｖ４を閉じるのは、インターロック動作の一環である。なお、インターロック状態としない場合は、Ｓ５３でＹＥＳが判定されると、第四弁Ｖ４を開くように構成することができる。
【００７１】
Ｓ５２で、第一設定圧力ＰＨ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ５１へ移行して、第四弁Ｖ４を閉じる。
【００７２】
このように、第四弁Ｖ４は、基本的に、ドレンタンク４内の圧力が第一設定圧力ＰＨの超過の条件で開くので、圧力調整弁２９が故障しても蒸気逃がしライン１０を通して、ドレンタンク４内の高圧蒸気を補給水タンク７内へ逃がし、ドレンタンク４内の異常高圧を防止する。
【００７３】
（フラッシュ蒸気からの熱回収制御）
つぎに、フラッシュ蒸気からの熱回収制御について説明する。まず、第五弁Ｖ５の動作を図８に基づき説明する。Ｓ６１では第五弁Ｖ５を閉じる。今、ドレンポンプ１４が駆動されているとすると、ドレンタンク４内のドレンは第二循環ライン１１Ｂを通して循環し、ドレンポンプ１４のミニマムフローが確保されるともに、ドレンタンク４内のドレン温度が均一化される。
【００７４】
ついで、Ｓ６２では、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、第一循環ライン１１Ａを通してドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。
【００７５】
ＮＯの場合、Ｓ６３へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨ以上かどうかを判定する。Ｓ３３でＹＥＳが判定されると、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。
【００７６】
Ｓ６３でＮＯが判定されると、Ｓ６４へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第三設定温度ＴＬ未満かどうかを判定する。Ｓ６４でＹＥＳが判定されると、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。その理由は、つぎの通りである。ドレンタンク４内のドレン温度が低い状態でドレンを噴射すると、ドレンタンク４内の圧力が低下し、第三弁Ｖ３が開き、加圧蒸気ライン９から蒸気が供給されることを防止するためである。
【００７７】
Ｓ６４で、第三設定温度ＴＬを超える値（ＴＬよりディファレンシャル分高い値）が検出され、ＮＯが判定されると、Ｓ６５へ移行して、ドレンタンク４内圧力が、第一設定圧力ＰＨを超過（ＰＨよりディファレンシャル分高い値）かどうかを判定する。第一設定圧力ＰＨ以下が検出されると、Ｓ６５で、ＮＯが判定さ、Ｓ６１で第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。その理由は、つぎの通りである。ドレンタンク４内の圧力が低い状態でドレンを噴射すると、ドレンタンク４内の圧力がさらに低下し、第三弁Ｖ３が開き、加圧蒸気ライン９から蒸気が供給されることを防止するためである。
【００７８】
Ｓ６５で、第一設定圧力ＰＨの超過が検出されると、ＹＥＳが判定され、Ｓ６６へ移行して、第五弁Ｖ５を開く。すると、ドレンタンク４内のドレンは、第一循環ライン１１Ａを通して噴出管２６からドレンタンク４の気相部へ噴出され、この噴出によりドレンタンク４内の気相部の熱を効率よく回収して高温のドレンを得ることができる。この第二循環ライン１１Ａからのドレン噴出時にも第二循環ライン１１Ｂを通してドレンが循環している。
【００７９】
このように、第五弁Ｖ５は、基本的に、ドレンタンク４内のドレン温度が第二設定温度ＴＨＨ以下で、かつ第三設定温度ＴＬ以上で、かつドレンタンク４内圧力が第一設定圧力ＰＨを超過の条件で開いて、噴出管２６からドレンを噴出する。その結果、ドレン温度を必要以上に高くすることなく、ドレンタンク４内の気相部の熱を効率よく回収して高温のドレンを得ることができる。
【００８０】
（停電時の動作）
ここでシステム１の電源が停止したときの動作を説明する。図１を参照して、停電すると、第一弁Ｖ１，第三弁Ｖ３が閉じ、第二弁Ｖ２が開く。第三弁Ｖ３が閉じるので、加圧ライン９を通してドレンタンク４への加圧蒸気の供給が停止される。同時に、第一弁Ｖ１が閉じ、第二弁Ｖ２が開くので、ドレン戻しライン３からのドレンは、ドレンタンク４へ流入することなく、補給水タンク７へ流入する。
【００８１】
仮に、圧力逃がし弁２９および第四弁Ｖ４が正常に作動しないとすると、ドレンタンク４内圧力は、安全弁３７の作動圧力まで上昇し、最終的には、安全弁３７が作動することで、安全が担保される。しかしながら、この実施例１によれば、第三弁Ｖ３が閉じると共に、第一弁Ｖ１が閉じ、第二弁Ｖ２が開くので、安全弁３７を作動させることなく、戻りドレンおよび加圧蒸気によるドレンタンク４の圧力上昇が停止される。
【００８２】
また、停電時にはドレンポンプ１４が停止することになり、この状態で、ドレン戻しライン３を通して多量のドレンがドレンタンク４内へ流入すると、ドレンタンク４の水位が上昇して、安全弁３７が作動してしまう。しかしながら、この実施例１によれば、第一弁Ｖ１の閉によりドレンのドレンタンク４への流入が阻止されるので、ドレンタンク４の水
位が異常に上昇することが防止される。
【実施例２】
【００８３】
この発明は、前記実施例１に限定されるものではなく、図９の実施例２を含むものである。この実施例２において、実施例１と異なるのは、第二循環ライン１１Ａ，第一混合器３３，第二混合器３４を削除した点であり、その他の構成は実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【実施例３】
【００８４】
また、この発明は、前記実施例１，２に限定されるものではなく、実施例１の図７に示す第四弁Ｖ４の制御を図１０のように変更したものを含む。その他のハード的およびソフト的構成は実施例１と同様であるので、実施例１と同じ構成は、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００８５】
この実施例３のドレンタンク内圧力制御手順は、圧力センサ１８が圧力調整弁２９の第一作動圧力より高い第二作動圧力ＰＨを検出すると第四弁Ｖ４を開き、圧力スイッチ２１が第二作動圧力ＰＨより高い第三作動圧力ＰＨＨを検出すると、第四弁Ｖ４を開く制御手順である。
【００８６】
この実施例３における第四弁Ｖ４の動作を図１０に基づき説明する。Ｓ７１では第四弁Ｖ４を開く。図１を参照して、圧力調整弁２９は、ドレンタンク４内の圧力がその第一作動圧力を超えると開くので、ドレンタンク４内の圧力は、圧力調整弁２９の第一作動圧力以下に制御されている。しかしながら、圧力調整弁２９が故障するなどの理由により、第一作動圧力を越えて圧力が上昇すると、圧力センサ１８が第一作動圧力より高い第二作動圧力ＰＨを検出して、Ｓ７２で第四弁Ｖ４を開く。
【００８７】
圧力センサ１８の故障により、さらに圧力が上昇すると、圧力スイッチ２１が第三作動圧力ＰＨＨで閉じ、Ｓ７３でＹＥＳが判定され、第四弁Ｖ４を開く。なお、圧力スイッチ２１の圧力が上昇すると閉じ、下降すると開くという開閉特性は、逆であっても良い。
【００８８】
Ｓ７３で、第一設定圧力ＰＨ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ７４へ移行して、第四弁Ｖ４を閉じる。
【００８９】
このように、第四弁Ｖ４は、基本的に、ドレンタンク４内の圧力が第一設定圧力ＰＨの超過の条件で開くので、圧力調整弁２９が故障しても圧力逃がしライン１０を通して、ドレンタンク４内の高圧蒸気を補給水タンク７内へ逃がし、ドレンタンク４内の異常高圧を防止する。また、圧力センサ１８が故障しても圧力スイッチ２１により、第四弁Ｖ４を開くので、ドレンタンク４内の異常高圧が防止される。
【符号の説明】
【００９０】
１                    ドレン回収システム
２                    蒸気ボイラ
３                    ドレン戻しライン
４                    ドレンタンク
５                    補給水ライン
６                    ドレン供給ライン
７                    補給水タンク
８                    ドレン逃がしライン
１２                    制御器（制御手段）
１３                    負荷機器
１４                    ドレンポンプ
２８                    圧力調整弁（圧力逃がし弁）
Ｖ１                    第一弁（ドレン戻り弁）
Ｖ２                    第二弁（ドレン逃がし弁）
Ｖ３                    第三弁（加圧弁）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005794171.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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