(57)【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、
先端部が前記タンク本体の内部における液相部に配置され基端部が前記タンク本体の外部に配置されるドレン導入管と、
前記ドレン導入管の基端側において該ドレン導入管を囲むように配置されるフラッシュ蒸気回収部と、
先端部が前記フラッシュ蒸気回収部の内部に配置され該フラッシュ蒸気回収部にドレン及びフラッシュ蒸気を供給するドレン回収ラインと、
基端側が前記フラッシュ蒸気回収部に接続され先端側が外部に開放されるフラッシュ蒸気逃がしラインと、
前記フラッシュ蒸気逃がしラインに配置され、該フラッシュ蒸気逃がしラインを開閉するフラッシュ蒸気逃がし弁と、
前記タンク本体と前記フラッシュ蒸気回収部とを接続し、前記タンク本体に貯留された脱気水を前記フラッシュ蒸気回収部に循環させる循環水ラインと、
前記循環水ラインに配置される循環水ポンプと、
前記タンク本体に貯留された脱気水の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部により測定された脱気水の温度に基づいて前記フラッシュ蒸気逃がし弁及び前記循環水ポンプを制御する制御部と、を備える脱気水用フラッシュ蒸気回収装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記温度測定部により測定された脱気水の温度が第１温度以上であった場合に前記循環水ポンプを停止させて前記フラッシュ蒸気逃がし弁を開放し、
前記温度測定部により測定された脱気水の温度が前記第１温度未満であった場合に前記循環水ポンプを駆動させて前記フラッシュ蒸気逃がし弁を閉止する請求項１に記載の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置。
【請求項３】
前記ドレン回収ラインと前記フラッシュ蒸気回収部の内部とを連通させる均圧ラインを更に備える請求項１又は２に記載の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置に関する。
【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を用いて凝縮させて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、フラッシュ蒸気を凝縮させるときに、給水タンクの内部に空気が混入してしまうと、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で、フラッシュ蒸気を凝縮させる場合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、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に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、脱気水へ酸素の溶け込みをより低減できる脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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、先端部が前記タンク本体の内部における液相部に配置され基端部が前記タンク本体の外部に配置されるドレン導入管と、前記ドレン導入管の基端側において該ドレン導入管を囲むように配置されるフラッシュ蒸気回収部と、先端部が前記フラッシュ蒸気回収部の内部に配置され該フラッシュ蒸気回収部にドレン及びフラッシュ蒸気を供給するドレン回収ラインと、基端側が前記フラッシュ蒸気回収部に接続され先端側が外部に開放されるフラッシュ蒸気逃がしラインと、前記フラッシュ蒸気逃がしラインに配置され、該フラッシュ蒸気逃がしラインを開閉するフラッシュ蒸気逃がし弁と、前記タンク本体と前記フラッシュ蒸気回収部とを接続し、前記タンク本体に貯留された脱気水を前記フラッシュ蒸気回収部に循環させる循環水ラインと、前記循環水ラインに配置される循環水ポンプと、前記タンク本体に貯留された脱気水の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部により測定された脱気水の温度に基いて前記フラッシュ蒸気逃がし弁及び前記循環水ポンプを制御する制御部と、を備える脱気水用フラッシュ蒸気回収装置に関する。
【０００８】
また、前記制御部は、前記温度測定部により測定された脱気水の温度が第１温度以上であった場合に前記循環水ポンプを停止させて前記フラッシュ蒸気逃がし弁を開放し、前記温度測定部により測定された脱気水の温度が前記第１温度未満であった場合に前記循環水ポンプを駆動させて前記フラッシュ蒸気逃がし弁を閉止することが好ましい。
【０００９】
また、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置は、前記ドレン回収ラインと前記フラッシュ蒸気回収部の内部とを連通させる均圧ラインを更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置によれば、脱気水へ酸素の溶け込みをより低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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の部分拡大断面図である。
【図３】図１の部分拡大断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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フラッシュ蒸気回収装置１を備えるボイラシステム１００の構成を示す図である。
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、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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、給水ラインＬ３と、均圧ラインＬ４と、を備える。
【００１３】
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。
【００１４】
脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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。脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１の詳細については、後述する。
【００１５】
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。
ドレン回収ラインＬ２は、負荷機器１２０と脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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を脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１に回収する。このドレン回収ラインＬ２には、スチームトラップ９１が配置される。
【００１６】
給水ラインＬ３は、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１とボイラ１１０とを接続し、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１に貯留された脱気水をボイラ１１０に供給する。給水ラインＬ３には、給水ポンプ９２が配置されている。
均圧ラインＬ４は、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１の一部を構成する。この均圧ラインＬ４については、後述する。
【００１７】
脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１は、タンク本体１０と、脱気水導入ラインＬ５と、ドレン導入管２０と、フラッシュ蒸気回収部３０と、ドレン回収ラインＬ２と、フラッシュ蒸気逃がしライン４０と、循環水ライン５０と、均圧ラインＬ４と、制御部６０と、を備える。
【００１８】
タンク本体１０は、脱気水を貯留する。タンク本体１０の上部には、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、が設けられる。
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。
【００１９】
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。
また、タンク本体１０には、このタンク本体１０の内部に貯留された脱気水の温度を測定する温度測定部としての温度センサ１３が配置される。温度センサ１３は、タンク本体１０の下部に配置される。
【００２０】
以上のタンク本体１０の下部には、給水ラインＬ３の基端側が接続され、この給水ラインＬ３を通じて脱気水がボイラ１１０に供給される。また、タンク本体１０の内部には、複数のビーズ１４が収容されている。複数のビーズ１４は、タンク本体１０の内部に脱気水が貯留された場合に、水面に浮かんで水面を覆い、タンク本体１０の内部における空気（気相）と脱気水（液相）との接触を防ぐ。
【００２１】
脱気水導入ラインＬ５は、タンク本体１０に脱気水を導入する。脱気水導入ラインＬ５の先端部は、タンク本体１０の液相部に配置される。これにより、タンク本体１０に脱気水を導入する場合に、脱気水とタンク本体１０の内部の空気とが接触して脱気水に空気（酸素）が溶解することを防げる。
【００２２】
ドレン導入管２０は、タンク本体１０の上面を貫通するように配置され鉛直方向に延びる。このドレン導入管２０は、先端部（下端部）がタンク本体１０の内部における液相部に配置され、基端部（上端部）がタンク本体１０の外部に配置される。
本実施形態では、ドレン導入管２０の下端部は、下方に向けて開口しており、ドレン導入管２０の上端部は、閉鎖されている。そして、ドレン導入管２０の上端部の近傍の周面には、ドレン導入開口２１が形成されている。
【００２３】
フラッシュ蒸気回収部３０は、鉛直方向に延びる円筒状に構成され、ドレン導入管２０の基端側であるタンク本体１０の外部に配置された部分の外側を囲むように配置される。より具体的には、図２及び図３に示すように、フラッシュ蒸気回収部３０の下端面には、ドレン導入管２０の上端部が貫通している。そして、フラッシュ蒸気回収部３０の下端部は、ドレン導入管２０のドレン導入開口２１の下端部と略一致している。
フラッシュ蒸気回収部３０の長手方向の中央部には、複数の貫通穴３１１が形成された板部材としてのパンチングプレート３１が配置されている。パンチングプレート３１は、フラッシュ蒸気回収部３０の内部を、流体の流通が可能な状態で上下に区画する。
【００２４】
ドレン回収ラインＬ２は、上述のように、負荷機器１２０において蒸気が使用されて発生したドレンを脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１に回収する。本実施形態では、ドレン回収ラインＬ２の先端部は、フラッシュ蒸気回収部３０の内部におけるパンチングプレート３１よりも下方に配置される。ドレン回収ラインＬ２の先端部は、下方に向かって開口しており、これにより、ドレン回収ラインＬ２を流通したドレン及びこのドレンから発生したフラッシュ蒸気は、フラッシュ蒸気回収部３０の内部において、下方に向かって導出（噴出）される。
【００２５】
フラッシュ蒸気逃がしライン４０は、基端側がフラッシュ蒸気回収部３０の上部に接続され先端側が外部に開放されている。このフラッシュ蒸気逃がしライン４０には、フラッシュ蒸気逃がし弁４１が配置される。フラッシュ蒸気逃がし弁４１は、電磁弁等により構成され、フラッシュ蒸気逃がしライン４０を開閉する。
【００２６】
循環水ライン５０は、タンク本体１０の下部とフラッシュ蒸気回収部３０の上部とを接続する。この循環水ライン５０は、タンク本体１０に貯留された脱気水をフラッシュ蒸気回収部３０に循環させる。循環水ライン５０には、循環水ポンプ５１及び噴霧装置５２が配置される。
循環水ポンプ５１は、タンク本体１０の内部に貯留された脱気水を昇圧してフラッシュ蒸気回収部３０側に送出する。
噴霧装置５２は、フラッシュ蒸気回収部３０の内部におけるパンチングプレート３１よりも上部に配置され循環水ライン５０の先端部に接続される。噴霧装置５２は、循環水ライン５０を流通する脱気水をフラッシュ蒸気回収部３０の内部に噴霧する。
【００２７】
均圧ラインＬ４は、ドレン回収ラインＬ２とフラッシュ蒸気回収部３０の内部とを連通させる。本実施形態では、均圧ラインＬ４は、ドレン回収ラインＬ２とドレン逃がしライン４０におけるフラッシュ蒸気逃がし弁４１よりも上流側とを接続する。
【００２８】
制御部６０は、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１の動作を制御する。制御部６０は、温度センサ１３により測定された脱気水の温度に基いて、フラッシュ蒸気逃がし弁４１及び循環水ポンプ５１の動作を制御する。
本実施形態では、制御部６０は、温度センサ１３により測定された脱気水の温度が予め設定された第１温度（例えば、９０度）以上であった場合に、循環水ポンプ５１を停止させてフラッシュ蒸気逃がし弁４１を開放する。
また、制御部６０は、温度センサ１３により測定された脱気水の温度が第１温度未満であった場合に、循環水ポンプ５１を駆動させてフラッシュ蒸気逃がし弁４１を閉止する。
【００２９】
以上の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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は、ドレン回収ラインＬ２を流通してフラッシュ蒸気回収部３０に導入される。ここで、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンの多く（例えば９０％）は、圧力の低下に伴い気化してフラッシュ蒸気の状態でフラッシュ蒸気回収部３０に導入される。
【００３０】
ここで、タンク本体１０に貯留された脱気水の温度が第１温度未満であった場合には、フラッシュ蒸気回収部３０においては、循環水ポンプ５１が駆動されることでタンク本体１０に貯留された脱気水が循環水ライン５０を循環し噴霧装置５２から噴霧される。また、フラッシュ蒸気逃がし弁４１は閉止されている。これにより、フラッシュ蒸気回収部３０に導入されたフラッシュ蒸気は、噴霧装置５２から噴霧される脱気水（噴霧水）により冷却され、凝縮される。フラッシュ蒸気回収部３０において凝縮されたフラッシュ蒸気は、凝縮水となってフラッシュ蒸気回収部３０の下部に集められる。フラッシュ蒸気回収部３０の下部に集められた凝縮水は、ドレン導入管２０のドレン導入開口２１からドレン導入管２０に導入され、タンク本体１０に回収される。
【００３１】
また、本実施形態では、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１を、ドレン回収ラインＬ２とフラッシュ蒸気回収部３０の内部とを連通させる均圧ラインＬ４を含んで構成した。これにより、フラッシュ蒸気回収部３０においてフラッシュ蒸気が凝縮した場合におけるドレン回収ラインＬ２の内部の圧力とフラッシュ蒸気回収部３０の内部の圧力とを均等化できる。よって、フラッシュ蒸気回収部３０で負圧発生が無くなり、ドレンに起因するウォータハンマ等の騒音や振動の発生を抑制できる。
【００３２】
また、本実施形態では、フラッシュ蒸気回収部３０を、複数の貫通穴が形成された板部材を含んで構成し、このパンチングプレート３１よりも上部に噴霧装置５２を配置した。これにより、ドレン回収ラインＬ２からフラッシュ蒸気回収部３０に導入されたフラッシュ蒸気と噴霧装置５２から噴霧される脱気水とをより効果的に接触させられる。よって、フラッシュ蒸気の回収率をより向上させられる。
【００３３】
また、本実施形態では、ドレン導入開口２１をドレン導入管２０の周面に形成した。これにより、ドレン導入管２０に導入される凝縮水をドレン導入管２０の内面を伝わせて好適にタンク本体１０に回収できる。
【００３４】
一方、タンク本体１０に貯留された脱気水の温度が第１温度以上であった場合には、循環水ポンプ５１が停止されるため、噴霧装置５２からは脱気水は噴霧されない。また、フラッシュ蒸気逃がし弁４１が開放される。そして、フラッシュ蒸気回収部３０はフラッシュ蒸気逃がしライン４０を介して外部と連通している。これにより、フラッシュ蒸気回収部３０に導入されたフラッシュ蒸気は、フラッシュ蒸気逃がしライン４０から外部に放出される。よって、フラッシュ蒸気がドレン導入管２０を通じてタンク本体１０の内部に導入されることが原因となって発生するドレン配管やタンク本体１０の振動や騒音を抑制できる。
【００３５】
以上説明した本実施形態の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１によれば、以下のような効果を奏する。
【００３６】
（１）脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１を、先端部がタンク本体１０の液相部に配置されるドレン導入管２０と、このドレン導入管２０の基端側を囲むように配置されるフラッシュ蒸気回収部３０と、このフラッシュ蒸気回収部３０に接続されるフラッシュ蒸気逃がしライン４０と、このフラッシュ蒸気逃がしライン４０を開閉するフラッシュ蒸気逃がし弁４１と、脱気水をフラッシュ蒸気回収部３０に循環させる循環水ライン５０と、循環水ポンプ５１と、タンク本体１０の内部の温度に基いてフラッシュ蒸気逃がし弁４１及び循環水ポンプ５１を制御する制御部６０と、を含んで構成した。これにより、循環水の温度がフラッシュ蒸気の凝縮が好適になされる温度範囲である場合には、フラッシュ蒸気逃がし弁４１を閉止して循環水ポンプ５１を駆動させることで、フラッシュ蒸気回収部３０に供給されたフラッシュ蒸気を循環水により好適に凝縮させられる。ここで、本実施形態では、フラッシュ蒸気回収部３０がタンク本体１０の気相部に連通していないため、フラッシュ蒸気が凝縮されるときにタンク本体１０の気相部に空気が吸い込まれない。よって、タンク本体１０に貯留された脱気水へ酸素の溶け込みをより低減できる。また、フラッシュ蒸気回収部３０がタンク本体１０の気相部に連通していないため、タンク本体１０の気相部の温度を考慮することなくフラッシュ蒸気の回収を行える。尚、タンク本体１０の内部の温度が循環水ポンプ５１を好適に運転できない程度に高い温度の場合には、循環水ポンプ５１を停止させてフラッシュ蒸気逃がし弁４１を開放することで、フラッシュ蒸気を、タンク本体１０の気相部に供給することなく外部に放出できる。
【００３７】
（２）制御部６０に、脱気水の温度が第１温度以上であった場合に循環水ポンプ５１を停止させてフラッシュ蒸気逃がし弁４１を開放させ、脱気水の温度が第１温度未満であった場合に循環水ポンプ５１を駆動させてフラッシュ蒸気逃がし弁４１を閉止させた。これにより、フラッシュ蒸気を好適に回収できる。
【００３８】
（３）脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１を、ドレン回収ラインＬ２とフラッシュ蒸気回収部３０の内部とを連通させる均圧ラインＬ４を含んで構成した。これにより、フラッシュ蒸気回収部３０においてフラッシュ蒸気が凝縮した場合におけるドレン回収ラインＬ２の内部の圧力とフラッシュ蒸気回収部３０の内部の圧力とを均等化できる。よって、フラッシュ蒸気回収部３０における負圧発生を抑制でき、ドレンに起因するウォータハンマ等の騒音や振動の発生を抑制できる。
【００３９】
以上、本発明の脱気水用フラッシュ蒸気回収装置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、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置１を、一台のボイラ１１０により構成されるボイラシステム１００に適用したが、これに限らない。即ち、脱気水用フラッシュ蒸気回収装置を、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。
【符号の説明】
【００４０】
１  脱気水用フラッシュ蒸気回収装置
１０  タンク本体
１３  温度センサ（温度測定部）
２０  ドレン導入管
３０  フラッシュ蒸気回収部
４０  フラッシュ蒸気逃がしライン
４１  フラッシュ蒸気逃がし弁
５０  循環水ライン
５１  循環水ポンプ
６０  制御部
Ｌ２  ドレン回収ライン
Ｌ４  均圧ライン
【図１】
0006488937.tif 000002
【図２】
0006488937.tif 000003
【図３】
0006488937.tif 000004