(57)【要約】【課題】水冷設備内の圧力の異常上昇に対して、冷却水の循環を停止させることなく、迅速に対応することを可能とし、水冷設備に重大な故障が発生することを防止できる、水冷設備及び水冷方法を提供すること。【解決手段】流路内を循環する冷却水により被冷却設備を冷却し、前記流路内の圧力発生原因の一部となる付帯設備を有する水冷設備において、前記流路内の圧力を測定する圧力計と、前記付帯設備をバイパスして冷却水を循環させるためのバイパス流路とが設置されていることを特徴とする水冷設備を用いる。バイパス流路に圧力計と連動して作動する自動弁を設置することが好ましい。また、圧力計で測定した圧力が所定の閾値を超えた場合に、バイパス流路に冷却水を供給することで付帯設備への冷却水の供給を制限して、前記水冷設備の流路内の圧力を低下させることを特徴とする水冷方法を用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を循環する冷却水により被冷却設備を冷却し、前記流路内の圧力発生原因の一部となる付帯設備を有する水冷設備において、前記流路内の圧力を測定する圧力計と、前記付帯設備をバイパスして冷却水を循環させるためのバイパス流路とが設置されていることを特徴とする水冷設備。
【請求項２】
バイパス流路に圧力計と連動して作動する自動弁を設置することを特徴とする請求項１に記載の水冷設備。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の水冷設備において、圧力計で測定した圧力が所定の閾値を超えた場合に、バイパス流路に冷却水を供給することで付帯設備への冷却水の供給を制限して、前記水冷設備の流路内の圧力を低下させることを特徴とする水冷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高温の設備等を冷却する際に用いる水冷設備及び水冷方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高温の設備の稼動時には、通常水冷を行なうことで過熱を防止している。例えば、製鉄所の精錬プロセスにおいては、高温の原料を扱うため、多くの場合に設備への損傷を防ぐために水冷が行われている。水冷設備は本来、水圧（もしくは蒸気圧）に対して十分な強度を有するように設計されているが、水冷設備の内部での閉塞の発生や、過大熱負荷により冷却水が沸騰するなどして内圧が異常に上昇した場合には、設備の変形や溶損により不具合や水漏れが発生して操業阻害の要因となることがある。圧力の上昇を防止するために特許文献１のように圧力異常から装置保護を図るため排圧用の安全弁を配設することも考えられるが、水冷設備に安全弁を設置すると、安全弁の作動時には冷却水が水冷設備外に排出されてしまうため冷却が不十分となってしまう問題が発生し、望ましくない。そのため水冷設備の内圧の異常上昇を事前に感知し、然るべき措置を行い圧力の上昇原因に対処することが必要である。
【０００３】
従来においては、水冷設備内の圧力の異常上昇に対して、以下の（ａ）、（ｂ）ような方法で対処が行なわれていた。
（ａ）冷却水の流路内の圧力を常時監視し、圧力が閾値を超えた時点で警報をならす。
（ｂ）冷却水の流路内の圧力を常時監視し、圧力が閾値を超えた時点で冷却水を流しているポンプを停止する。
【特許文献１】特開昭５４−４５４１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，上記従来の技術にはそれぞれ以下のような問題点がある。
【０００５】
（ａ）においては、警報がなった後は、人間により何らかの措置を行なうことになるため、圧力上昇に対処するのに時間がかかる。場合によっては迅速に措置が行なえない場合がある。
【０００６】
（ｂ）においては、ポンプを停止すると、被冷却設備（冷却対象の設備）が高温であるのに水冷が行なわれないことになり、熱負荷の影響が続いた場合には、結局設備の変形や溶損等の重大な設備損傷を引き起こす可能性がある。
【０００７】
以上のような問題点があるため、従来の技術では水冷設備内の圧力が異常に上昇した場合、これに対して迅速に対応して、水冷設備の破損を防止して安定操業を継続することは困難である。
【０００８】
したがって本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、水冷設備内の圧力の異常上昇に対して、冷却水の循環を停止させることなく、迅速に対応することを可能とし、水冷設備に重大な故障が発生することを防止できる、水冷設備及び水冷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）、流路内を循環する冷却水により被冷却設備を冷却し、前記流路内の圧力発生原因の一部となる付帯設備を有する水冷設備において、前記流路内の圧力を測定する圧力計と、前記付帯設備をバイパスして冷却水を循環させるためのバイパス流路とが設置されていることを特徴とする水冷設備。
（２）、バイパス流路に圧力計と連動して作動する自動弁を設置することを特徴とする（１）に記載の水冷設備。
（３）、（１）または（２）に記載の水冷設備において、圧力計で測定した圧力が所定の閾値を超えた場合に、バイパス流路に冷却水を供給することで付帯設備への冷却水の供給を制限して、前記水冷設備の流路内の圧力を低下させることを特徴とする水冷方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、水冷設備を用いて高温の設備の冷却を行なう際に、水冷設備内の圧力が異常上昇するようなトラブルが発生した際に、冷却水の供給を止めることなく迅速にトラブルに対応した措置を行うことが可能となる。また、水冷設備の重大な故障の発生を防止可能であり、設備稼働率も向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明では、上記の問題点を解決するために、水冷設備において冷却水の流路内の圧力を常時監視し、圧力の異常上昇を感知した場合、水冷設備の付帯設備部分をバイパスして冷却水を循環させるバイパス流路に冷却水を流すことで、流路内の圧力を低減させて、冷却水の供給を止めることなく迅速な復旧措置を行うことを可能とする。このような本発明の水冷設備は、流路内を循環する冷却水により被冷却設備を冷却し、流路内の圧力発生原因の一部となる付帯設備を有する水冷設備において、流路内の圧力を測定する圧力計と、付帯設備をバイパスして冷却水を循環させるためのバイパス流路とが設置されていることを特徴とする。
【００１２】
冷却設備の有する付帯設備としては、ストレーナー（濾過装置）、熱交換器等があげられる。本発明では、被冷却設備以外の、流路の圧力発生原因となる主な設備を付帯設備として扱うものとする。
【００１３】
バイパス流路は、通常時には冷却水が流れないようにする必要があるため、バイパス流路に弁を設置することが望ましい。バイパス流路に圧力計と連動して作動する自動弁を設置することが特に望ましい。
【００１４】
本発明の水冷方法は、上記の水冷設備を用いて好適に行なうことが可能であり、圧力計で測定した流路内の圧力が所定の閾値を超えた場合に、バイパス流路に冷却水を供給することで付帯設備への冷却水の供給を制限して、水冷設備の流路内の圧力を低下させることを特徴とするものである。圧力を常に監視することで、圧力の上昇を初期段階において検知して、圧力が所定の閾値を超えた場合に、直ちにバイパス流路の弁を閉状態から開状態として、バイパス流路に冷却水を供給する。これにより被冷却設備の水冷を継続しながら、水冷設備の流路の圧力を低下させることができるので、この状態で圧力が増加した原因を特定して補修等を行なうことで、重大な設備損傷を引き起こすことなく流路内の圧力上昇に対処することが可能となる。したがって、バイパス流路に設置した弁が圧力計と連動して自動開閉するように設定することで、特に迅速に流路の圧力を低下させることができる。
【００１５】
圧力の所定の閾値は、それまでの操業経験からあらかじめ決定しておき、圧力が閾値を超えた時点でこのままでは圧力の異常上昇が発生すると判断して、バイパス流路に冷却水を供給する。
【００１６】
次に、本発明を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施形態であり、本発明の水冷設備の基本形態を示すものである。水冷設備は、ポンプ１によってタンク２から流路３に導かれた冷却水は被冷却設備４を冷却した後、ストレーナーや熱交換器などの付帯設備５を通過してタンク２へ戻るように構成されている。一般的な水冷設備においても上記と同様の構成を有しているが、本発明では流路３内の圧力を監視する圧力計６と、付帯設備５をバイパスするようなバイパス流路７を設け、バイパス流路７に自動弁８を設置している。通常時は自動弁８を閉状態とすることでバイパス流路７を閉止状態としておき、圧力計６により圧力の異常上昇を検知した時には自動弁８が開くように設定することで、付帯設備５を通過することなく直接タンク２へ水が戻り、流路３の圧力を低減することが出来る。
【００１８】
本発明では、流路の圧力を監視して、付帯設備をバイパスして冷却水を流す方法であるため被冷却設備だけでなく、付帯設備に異常が発生した場合でも対応できる。
【００１９】
以上のように、本発明は製鉄プロセスに限らず、あらゆる水冷設備に適応可能である。またバイパス流路の設置位置は、付帯設備部分以外でも、冷却水がバイパスすることにより流路の圧力を下げることができれば、水冷設備のどの部分であってもよく、熱交換器（プレート式）、ストレーナーといった圧損要因となるものに並行してバイパス流路を設置すればよい。
【実施例１】
【００２０】
図２に示す水冷設備を用いて排ガスの冷却を行なった。図２において、排ガス通過用の水冷ダクト９に対して本発明設備を適用し、付帯設備としてオートストレーナー５ａ、熱交換器５ｂを設置し、オートストレーナー５ａに対してバイパス流路７ａを、熱交換器５ｂに対してバイパス流路７ｂを設けた。バイパス流路７ａ、７ｂには自動弁８ａ、８ｂを設置した。自動弁８ａ、８ｂを閉状態として、ポンプ１により流路に冷却水を矢印で示すように循環させて水冷ダクト９を冷却したところ、圧力計６ａは４４６ｋＰａを、圧力計６ｂは２０３ｋＰａを示していた。この状態から自動弁８ａ、８ｂを開状態とした場合を、図３に示す。冷却水は非常時回路であるバイパス流路７ａ、７ｂに点線の矢印で示すように流れて、付帯設備であるオートストレーナー５ａ、熱交換器５ｂをバイパスした。この時圧力計６ａは２８４ｋＰａを、圧力計６ｂは３０ｋＰａを示していた。
【００２１】
付帯設備をバイパスさせて、バイパス流路に冷却水を流すことで、圧力が４４６ｋＰａから２８４ｋＰａへ下がり、排ガスの冷却を継続しながら、非常時の圧力低減に大きな効果があることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態を示す水冷設備の系統図である。
【図２】本発明の実施例に用いた水冷ダクトの系統図（通常時）である。
【図３】本発明の実施例に用いた水冷ダクトの系統図（異常時）である。
【符号の説明】
【００２３】
１    ポンプ
２    タンク
３    流路
４    被冷却設備
５    付帯設備
５ａ    オートストレーナー
５ｂ    熱交換器
６（６ａ、６ｂ）    圧力計
７    バイパス流路
８    自動弁
９    水冷ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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