(57)【要約】【課題】  内壁に付着するスケールの量を低減することができると共に、立ち上げにかかる時間を短縮することができる貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器を提供する。【解決手段】  貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを備え、アキュムレーター２に給水するための給水タンク３を給水路３０を介して接続し、貫流ボイラー１で発生した蒸気をアキュムレーター２に導く蒸気導入路４を設けると共に、アキュムレーター２から使用先の負荷５に蒸気を供給する蒸気供給路６を設け、アキュムレーター２内の貯留水を貫流ボイラー１に還流する還流路７を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫流ボイラーとアキュムレーターとを備え、アキュムレーターに給水するための給水タンクを給水路を介して接続し、貫流ボイラーで発生した蒸気をアキュムレーターに導く蒸気導入路を設けると共に、アキュムレーターから使用先の負荷に蒸気を供給する蒸気供給路を設け、アキュムレーター内の貯留水を貫流ボイラーに還流する還流路を設けて成ることを特徴とする貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器。
【請求項２】
蒸気発生運転における貫流ボイラー内の水位とアキュムレーター内の水位とを略同レベルとなるように貫流ボイラーとアキュムレーターとを設置して成ることを特徴とする請求項１記載の貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蒸気発生器として水管ボイラーや貫流ボイラーが利用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
水管ボイラー８は図３に示すように、循環する流路を形成する上昇管８１と汽水ドラム８２と降水管８３と、上昇管を加熱するバーナ等の加熱手段８４と、汽水ドラム８２に給水する給水タンク８５と、給水ポンプ８６を設けた給水路８７で構成してあり、ボイラー水は上昇管８１、汽水ドラム８２、降水管８３、再び上昇管８１の順で流路を循環している。このため循環比、すなわち循環量の蒸発量に対する比が大きく、また、汽水ドラム８２は内容積の約半分を飽和水が占めており、循環する流路の内壁に付着するスケールの量が少なくて長寿命（例えば３０〜４０年）となっている。しかしながら、上昇管８１と汽水ドラム８２と降水管８３を設置するとその上下長さが長くて大型であるため、設置場所が制限されるうえに、設置コストが高額となるものであった。そこで、これらの制約を回避する場合には貫流ボイラーを用いたものが利用されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
貫流ボイラーは、缶体内に供給された水を加熱して缶体より蒸気を出力するもので、水管ボイラーと比較して小型であると共に設置コストが低額であり、上述した制約を回避することができる。そしてこの時、貫流ボイラーから出力される蒸気をアキュムレーターを介して使用先の負荷に蒸気を供給することで、使用側の需要変動等を吸収することが可能となる。図４にこの従来の貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器の構成図を示す。
【０００５】
貫流ボイラー１には、下部に給水タンク３からの給水路３０’が接続してあり、下部より給水される。図４に示す従来例では、三つの貫流ボイラー１が設けてあり、それぞれに給水路３０を接続すると共に各給水路３０’に給水ポンプ３１’が設けてある。貫流ボイラー１からの蒸気は図示しない気水分離器を経てアキュムレーター２に導かれ、アキュムレーター２から使用先の負荷５へと供給されるようになっている。貫流ボイラー１では発生する蒸気の乾き度を上げるために缶体内の飽和水の水位は下げており、その上方の空間で蒸気の発生が行われる。アキュムレーター２には内部の飽和水が過剰となった時に排出するオーバーフロー管９が接続してあり、排出されたオーバーフロー水は給水タンク３へ戻される。
【０００６】
このような従来の蒸気発生器にあっては、貫流ボイラー１から乾き度の低い蒸気がアキュムレーター２に導かれるとアキュムレーター２からのオーバーフロー水が過剰となるため、発生する蒸気の乾き度が上がるように貫流ボイラー１内の水位を下げて循環比が小さくなっている。このため、内壁に付着するスケールの量が多くなってしまい、スケール除去・付着防止のための薬液の投入量が多くなってコストが増大してしまうものであった。
【０００７】
また、蒸気発生器の立ち上げ時にはアキュムレーター２内の貯留水を加熱する必要があるが、この従来の蒸気発生器にあっては、貫流ボイラー１からの蒸気によってアキュムレーター２内の貯留水を低温の状態から加熱するものであるため、アキュムレーター２内を飽和状態にするのに時間がかかるものであった。
【特許文献１】特開２００３−１７６９０１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができ、また、運転の立ち上げにかかる時間を短縮することができる貫流ボイラーおよびアキュムレーターを備えた蒸気発生器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に係る発明にあっては、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを備え、アキュムレーター２に給水するための給水タンク３を給水路３０を介して接続し、貫流ボイラー１で発生した蒸気をアキュムレーター２に導く蒸気導入路４を設けると共に、アキュムレーター２から使用先の負荷５に蒸気を供給する蒸気供給路６を設け、アキュムレーター２内の貯留水を貫流ボイラー１に還流する還流路７を設けて成ることを特徴とするものである。
【００１０】
このような構成とすることで、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを循環する循環経路が形成され、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー１内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、運転の立ち上げにかかる時間を短縮することが可能となる。
【００１１】
また請求項２に係る発明にあっては、請求項１において、蒸気発生運転における貫流ボイラー１内の水位とアキュムレーター２内の水位とを略同レベルとなるように貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを設置して成ることを特徴とするものである。
【００１２】
このような構成とすることで、循環経路を自然循環式の経路とすることができて、循環経路を循環させるための動力源のコスト削減が可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にあっては、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、薬液の投入によるコストの低減が図れ、また、貫流ボイラーとアキュムレーターとを循環する循環経路を形成して加熱効率を向上させることで、蒸気発生運転の立ち上がり時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について図１に基づいて説明する。本発明の蒸気発生器は貫流ボイラー１およびアキュムレーター２を備えたものである。
【００１５】
貫流ボイラー１は、缶体を加熱する加熱手段（図示せず）を備えており、上端部に、缶体内で発生した蒸気（水蒸気）を缶体外に導出してアキュムレーター２に導くための配管である蒸気導入路４の上流側端部が接続される。また蒸気導入路４には蒸気止弁４１が設けてあると共に、図示しないが前記蒸気導入路４の蒸気止弁４１の上流側の部分に気水分離器が設けてあり、気水分離器にて分離された水は再び貫流ボイラー１に還流させるようになっている。本実施形態では三つの貫流ボイラー１が設けてあると共に各貫流ボイラー１にそれぞれ蒸気導入路４が接続してあるが、このように複数の貫流ボイラー１を設けてボイラーの稼動数を可変とすることで、蒸気発生量を調節することができる。
【００１６】
アキュムレーター２は、前記蒸気導入路４の下流側端部が接続されて缶体内に貫流ボイラー１からの蒸気が導入される。アキュムレーター２の上端部には、蒸気を使用する使用先の負荷５に蒸気を供給するための配管である蒸気供給路６の上流側端部が接続してある。蒸気供給路６の下流側端部は負荷５に接続してあり、バルブ６１を介して負荷５に適した圧力で蒸気を供給することができる。
【００１７】
また、アキュムレーター２には途中に給水ポンプ３１を設けた給水路３０を介して給水タンク３が接続してあり、給水タンク３から缶体内への給水が可能となっている。
【００１８】
そして、アキュムレーター２内の貯留水を貫流ボイラー１に還流する還流路７が設けてある。これは、アキュムレーター２の下部には貯留水（蒸気発生運転中は飽和水）が貯留しているが、この貯留水を貫流ボイラー１へ戻すためにアキュムレーター２の下端部と貫流ボイラー１の下端部とを還流路７で連通接続したものである。
【００１９】
この蒸気発生器の蒸気発生運転について説明する。
【００２０】
貫流ボイラー１には、還流路７を還流してきた水が下端部より供給され、缶体を加熱する加熱手段により加熱されて蒸気が発生する。この時、飽和水が貫流ボイラー１の缶体内に貯留され、その水位が高いと発生する蒸気の乾き度が低くなるが、貫流ボイラー１と使用先の負荷５との間にアキュムレーター２を介在させてあって、負荷５へ供給する蒸気の実質的な蒸発面はアキュムレーター２の飽和水の水面となるため、アキュムレーター２で受容することができる飽和水量を超えない範囲において貫流ボイラー１の飽和水の水位を上げても使用先において支障はないものである。
【００２１】
貫流ボイラー１で発生した蒸気は、蒸気導入路４を介してアキュムレーター２に導かれ、乾き度の高い蒸気がアキュムレーター２から蒸気供給路６を介して使用先の負荷５に供給される。
【００２２】
そして、アキュムレーター２の飽和水は還流路７を介して貫流ボイラー１へと還流される。図４に示す従来の蒸気発生器にあっては、アキュムレーター２からのオーバーフロー水が過剰とならないように貫流ボイラー１の水位を低く抑えていたが、本発明にあっては、貫流ボイラー１からの蒸気の飽和水の単位時間当たりの受容可能な量が大きくなり、貫流ボイラー１の水位を従来の貫流ボイラー１の水位より上げることが可能となる。
【００２３】
また蒸気発生運転を立ち上げるにあたっては、従来は、アキュムレーター２の加熱は貫流ボイラー１からの乾き度の高い蒸気にてアキュムレーター２の貯留水をその水面で加熱することで行っていて、温度が上昇して定常状態となるのに時間がかかっていたのに対し、本発明においては貫流ボイラー１、蒸気導入路４、アキュムレーター２、還流路７、貫流ボイラー１、の順に流れる循環経路が形成されるため、温度上昇に寄与する熱量を大きくすることができて、運転の立ち上がり時間、すなわち、運転開始から定常状態に達するまでの時間を短縮することが可能となる。
【００２４】
以上のような構成とすることで、循環比を大きくすると共に貫流ボイラー１内の水位を上げて内壁に付着するスケールの量を低減することができて、薬液の投入によるコストの削減または低減が図れるものであり、また、貫流ボイラー１とアキュムレーター２とを循環する循環経路を形成して加熱効率を向上させることで、蒸気発生運転の立ち上がり時間を短縮することができる。
【００２５】
また本実施形態においては、図１に示すように、稼動時におけるアキュムレーター２の飽和水の水位と貫流ボイラー１の飽和水の水位とが同レベル（図１中の破線のレベル）となるように設置してある。このようにすることで、アキュムレーター２から還流路７を介して貫流ボイラー１へ水を還流するのにポンプ等の動力を必要とせず、上記循環経路を自然循環式の経路とすることができて、動力源を設置するためのコストを削減することができる。
【００２６】
また、図２に他の実施形態を示す。この実施形態においては、図１に示す上実施形態の構成に加えて還流路７の途中に還流ポンプ７１を設けてあって、アキュムレーター２と貫流ボイラー１の設置レベルを図１に示す実施形態のように同レベルにする必要があるといった制約がないため、これらの設置の自由度が増すものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の蒸気発生器の一実施形態の構成図である。
【図２】本発明の蒸気発生器の他の実施形態の構成図である。。
【図３】従来の水管ボイラからなる蒸気発生器の構成図である。
【図４】従来の貫流ボイラーからなる蒸気発生器の構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    貫流ボイラー
２    アキュムレーター
３    給水タンク
３０  給水路
３１  給水ポンプ
４    蒸気導入路
４１  蒸気止弁
５    負荷
６    蒸気供給路
６１  バルブ
７    還流路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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