(57)【要約】【課題】動力を用いることなくフラッシュ蒸気を好適に回収できるフラッシュ蒸気回収装置を提供すること。【解決手段】ドレン及び該ドレンから発生したフラッシュ蒸気を回収するフラッシュ蒸気回収装置１であって、給水を貯留する給水タンク１０と、上流側がドレン発生源１２０に接続され下流側が給水タンク１０の液相部分に接続されるドレン回収ラインＬ２と、上流側が給水タンク１０の液相部分におけるドレン回収ラインＬ２との接続部よりも上部に接続される循環水ラインＬ３と、ドレン回収ラインＬ２に配置されると共に循環水ラインＬ３の下流側が接続され、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレン及びフラッシュ蒸気により循環水ラインＬ３の内部の給水を吸入するエゼクタ３０と、を備える。【選択図】図１
2017058033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドレン及び該ドレンから発生したフラッシュ蒸気を回収するフラッシュ蒸気回収装置であって、
給水を貯留する給水タンクと、
上流側がドレン発生源に接続され下流側が前記給水タンクの液相部分に接続されるドレン回収ラインと、
上流側が前記給水タンクの液相部分における前記ドレン回収ラインとの接続部よりも上部に接続される循環水ラインと、
前記ドレン回収ラインに配置されると共に前記循環水ラインの下流側が接続され、前記ドレン回収ラインを流通するドレン及びフラッシュ蒸気により前記循環水ラインの内部の給水を吸入するエゼクタと、を備えるフラッシュ蒸気回収装置。
【請求項２】
前記ドレン回収ラインにおける前記エゼクタよりも上流側と前記給水タンクの気相部分とを接続するドレン逃がしラインと、
前記ドレン逃がしラインに配置されるドレン逃がし弁と、
前記ドレン逃がし弁の開閉を制御する制御部と、を更に備える請求項１に記載の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の内部の圧力を検知する圧力検知部を更に備え、
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された圧力が第１圧力を超えた場合に前記ドレン逃がし弁を開放する請求項２に記載のフラッシュ蒸気回収装置。
【請求項４】
前記給水タンクの水位を検知する水位検知部を更に備え、
前記制御部は、前記水位検知部により検知された水位が前記給水タンクと前記循環水ラインとの接続部の高さよりも高い第１水位を下回った場合に前記ドレン逃がし弁を開放する請求項２又は３に記載の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、フラッシュ蒸気回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気ボイラ等の蒸気発生装置における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が凝縮して生成されたドレン及びこのドレンから発生するフラッシュ蒸気を、蒸気発生装置に水を供給する給水タンクに回収して再度利用する技術が用いられている。
また、給水タンクに貯留された水を、給水タンクに回収されるフラッシュ蒸気に噴霧して凝縮させることで、熱の回収効率をより向上させるフラッシュ蒸気回収装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、給水タンクに貯留された水をフラッシュ蒸気に噴霧して凝縮させるフラッシュ蒸気回収装置では、給水タンクに貯留された水を汲み上げるためにポンプ等の動力を用いる必要があり、フラッシュ蒸気回収装置の設置コスト及びランニングコストが高くなってしまう。
【０００５】
従って、本発明は、動力を用いることなくフラッシュ蒸気を好適に回収できる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】
【０００６】
本発明は、ドレン及び該ドレンから発生したフラッシュ蒸気を回収するフラッシュ蒸気回収装置であって、給水を貯留する給水タンクと、上流側がドレン発生源に接続され下流側が前記給水タンクの液相部分に接続されるドレン回収ラインと、上流側が前記給水タンクの液相部分における前記ドレン回収ラインとの接続部よりも上部に接続される循環水ラインと、前記ドレン回収ラインに配置されると共に前記循環水ラインの下流側が接続され、前記ドレン回収ラインを流通するドレン及びフラッシュ蒸気により前記循環水ラインの内部の給水を吸入するエゼクタと、を備えるフラッシュ蒸気回収装置に関する。
【０００７】
また、フラッシュ蒸気回収装置は、前記ドレン回収ラインにおける前記エゼクタよりも上流側と前記給水タンクの気相部分とを接続するドレン逃がしラインと、前記ドレン逃がしラインに配置されるドレン逃がし弁と、前記ドレン逃がし弁の開閉を制御する制御部と、を更に備えることが好ましい。
【０００８】
また、フラッシュ蒸気回収装置は、前記ドレン回収ラインの内部の圧力を検知する圧力検知部を更に備え、前記制御部は、前記圧力検知部により検知された圧力が第１圧力を超えた場合に前記ドレン逃がし弁を開放することが好ましい。
【０００９】
また、フラッシュ蒸気回収装置は、前記給水タンクの水位を検知する水位検知部を更に備え、前記制御部は、前記水位検知部により検知された水位が前記給水タンクと前記循環水ラインとの接続部の高さよりも高い第１水位を下回った場合に前記ドレン逃がし弁を開放することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のフラッシュ蒸気回収装置によれば、動力を用いることなくフラッシュ蒸気を好適に回収できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の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、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、循環水ラインＬ３と、ドレン逃がしラインＬ４と、補給水ラインＬ５と、給水ラインＬ６と、を備える。
尚、これらのラインのうちの一部のラインは、後述するように、フラッシュ蒸気回収装置１の一部も構成している。
【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、後述の給水タンク１０に貯留された水（給水）が供給される。
蒸気供給ラインＬ１は、ボイラ１１０で生成された蒸気を負荷機器１２０に供給する。
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】
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。
フラッシュ蒸気回収装置１は、給水タンク１０と、ドレン回収ラインＬ２と、循環水ラインＬ３と、エゼクタ３０と、ドレン逃がしラインＬ４と、補給水ラインＬ５と、給水ラインＬ６と、制御部５０と、を備える。
給水タンク１０は、ボイラ１１０に供給する水（給水）を貯留する。給水タンク１０の上部には、給水タンク１０の内部と外部とを連通させる排気管１１が設けられる。
排気管１１は、基端側が給水タンク１０の上面に接続され、先端側が下方又は上方に向けて開口する形状に構成される。本実施形態では、排気管１１の先端側は下方に向かって開口するように湾曲した形状に構成されている。
【００１５】
また、給水タンク１０には、この給水タンク１０の内部に貯留された給水の水位を検知する水位検知部としての電極棒１３が配置される。電極棒１３は、下端部の高さが第１水位の位置に位置するように、給水タンク１０の上部から所定の高さまで下方に延びて配置される。電極棒１３は、給水タンク１０に貯留された給水の水位が第１水位を下回ったことを検知する。本実施形態では、第１水位として、後述の給水タンク１０と循環水ラインＬ３との接続部の高さよりも高い水位が設定される。
【００１６】
ドレン回収ラインＬ２は、上流側がドレン発生源としての負荷機器１２０に接続され、下流側が給水タンク１０の液相部分に接続される。ドレン回収ラインＬ２は、負荷機器１２０において蒸気が使用されて生じたドレン及びこのドレンから発生したフラッシュ蒸気をフラッシュ蒸気回収装置１（給水タンク１０）に回収する。
本実施形態では、ドレン回収ラインＬ２は、第１ドレン回収ラインＬ２１と、第２ドレン回収ラインＬ２２と、を備える。
【００１７】
第１ドレン回収ラインＬ２１は、負荷機器１２０と、後述するエゼクタ３０とを接続し、負荷機器１２０で生じたドレンをエゼクタ３０側に流通させる。第１ドレン回収ラインＬ２１には、スチームトラップ９１と、圧力検知部としての圧力センサ２１と、が配置される。
スチームトラップ９１は、第１ドレン回収ラインＬ２１における負荷機器１２０の近傍に配置され、負荷機器１２０において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気を下流側に排出するのを防ぐ。
圧力センサ２１は、第１ドレン回収ラインＬ２１の内部の圧力を測定する。
第２ドレン回収ラインＬ２２は、エゼクタ３０と給水タンク１０の液相部分である給水タンク１０の下部とを接続する。
【００１８】
循環水ラインＬ３は、上流側が給水タンク１０の液相部分における第２ドレン回収ラインＬ２２と給水タンク１０との接続部よりも上部に接続される。循環水ラインＬ３の下流側は、エゼクタ３０に接続される。循環水ラインＬ３は、給水タンク１０に貯留された給水をエゼクタ３０に供給する。
【００１９】
エゼクタ３０は、ドレン回収ラインＬ２に配置されると共に、循環水ラインＬ３の下流側が接続される。そして、エゼクタ３０は、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレン及びフラッシュ蒸気により循環水ラインＬ３の内部の給水を吸入する。
本実施形態では、エゼクタ３０は、第１ドレン回収ラインＬ２１と第２ドレン回収ラインＬ２２との間に配置され、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレン及びフラッシュ蒸気を駆動流体として、循環水ラインＬ３の内部の給水を吸い込み、吸い込んだ給水を、第２ドレン回収ラインＬ２２側に送出する。
【００２０】
ドレン逃がしラインＬ４は、ドレン回収ラインＬ２におけるエゼクタ３０よりも上流側（即ち、第１ドレン回収ラインＬ２１）と、給水タンク１０の気相部分とを接続する。このドレン逃がしラインＬ４には、ドレン逃がし弁４１が配置される。ドレン逃がし弁４１は、モータバルブ等により構成され、ドレン逃がしラインＬ４を開閉する。
【００２１】
補給水ラインＬ５は、給水タンク１０に給水を導入する。補給水ラインＬ５の先端部は、給水タンク１０の液相部に配置される。
給水ラインＬ６は、給水タンク１０の下部とボイラ１１０とを接続し、給水タンク１０に貯留された給水をボイラ１１０に供給する。給水ラインＬ６には、給水ポンプ９２が配置されている。
【００２２】
以上のフラッシュ蒸気回収装置１によれば、ドレン逃がし弁４１を閉止した状態では、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、第１ドレン回収ラインＬ２１、エゼクタ３０及び第２ドレン回収ラインＬ２２を流通して、給水タンク１０に供給される。
【００２３】
ここで、第１ドレン回収ラインＬ２１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流れている。すると、エゼクタ３０においては、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレン及びフラッシュ蒸気を駆動流体として、循環水ラインＬ３の内部の給水が第２ドレン回収ラインＬ２２側に吸入される。そして、第２ドレン回収ラインＬ２２に吸引された給水によりフラッシュ蒸気が凝縮され、凝縮水となって給水タンク１０に供給される。これにより、動力を用いることなくフラッシュ蒸気を凝縮させて給水タンク１０に回収できる。
【００２４】
また、エゼクタ３０により循環水ラインＬ３の内部の給水を第２ドレン回収ラインＬ２２側に吸入させることで、給水タンク１０に貯留された給水を、循環水ラインＬ３及び第２ドレン回収ラインＬ２２を通じて循環させられる。よって、動力を用いることなく給水タンク１０に貯留された給水を循環させられるので、給水タンク１０に貯留された給水の温度を均一化でき、熱の利用効率をより向上させられる。
【００２５】
制御部５０は、ドレン逃がし弁４１の開閉を制御する。より具体的には、制御部５０は、圧力センサ２１により検知された圧力が予め設定された第１圧力を超えた場合にドレン逃がし弁４１を開放する。これにより、第１ドレン回収ラインＬ２１の内部の圧力が上がって負荷機器１２０側の圧力との差圧が小さくなった場合にドレン逃がしラインＬ４側からドレン及びフラッシュ蒸気を逃がせる。よって、例えば、負荷機器１２０側に配置されたスチームトラップ９１に不具合が生じて多量のフラッシュ蒸気が発生した場合等に、ドレン逃がしラインＬ４側から給水タンク１０の気相部を通じて外部にフラッシュ蒸気を逃がせる。その結果、第１ドレン回収ラインＬ２１の内部の圧力を低下させられるので、スチームトラップ９１に許容以上の背圧をかけることを防止でき、第１ドレン回収ラインＬ２１におけるドレンの滞留を防ぎつつドレンの回収ができる。
【００２６】
また、制御部５０は、電極棒１３により検知された水位が第１水位を下回った場合に、ドレン逃がし弁４１を開放する。ここで、本実施形態では、第１水位として、給水タンク１０と循環水ラインＬ３との接続部の高さよりも高い水位が設定されている。これにより、給水タンク１０の水位が低下した場合に、水位が給水タンク１０と循環水ラインＬ３との接続部を下回る前にドレン逃がしラインＬ４側にドレン及びフラッシュ蒸気を逃がせる。よって、給水タンク１０の水位が低下した場合に、循環水ラインＬ３からドレン回収ラインＬ２側に空気が吸入されてフラッシュ蒸気が凝縮されることなく給水タンク１０の液相部分に供給されることを防げるので、給水タンク１０に直接フラッシュ蒸気が供給されることに起因する振動の発生を防げる。
【００２７】
以上説明した本実施形態の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。
【００２８】
（１）フラッシュ蒸気回収装置１を、下流側が給水タンク１０の液相部分に接続されるドレン回収ラインＬ２と、上流側が給水タンク１０の液相部分におけるドレン回収ラインＬ２との接続部よりも上部に接続される循環水ラインＬ３と、ドレン回収ラインＬ２に配置されると共に循環水ラインＬ３の下流側が接続され、ドレン回収ラインＬ２を流通するフラッシュ蒸気により循環水ラインＬ３の内部の給水を吸入するエゼクタ３０と、を含んで構成した。これにより、ドレン回収ラインＬ２を流通するフラッシュ蒸気を駆動流体として、循環水ラインＬ３の内部の給水を吸入することで、循環水ラインＬ３の内部の給水を、ドレン回収ラインＬ２側に吸引できる。よって、ドレン回収ラインＬ２側に吸引された給水によりフラッシュ蒸気を凝縮させて給水タンク１０に供給できるので、動力を用いることなくフラッシュ蒸気を好適に回収できる。また、動力を用いることなく給水タンク１０に貯留された給水を循環させられるので、給水タンク１０に貯留された給水の温度を均一化でき、熱の利用効率をより向上させられる。
【００２９】
（２）フラッシュ蒸気回収装置１を、ドレン逃がしラインＬ４と、このドレン逃がしラインＬ４に配置されるドレン逃がし弁４１と、このドレン逃がし弁４１の開閉を制御する制御部５０と、を含んで構成した。これにより、エゼクタ３０側にドレン及びフラッシュ蒸気を供給すべきでない状況になった場合には、ドレン逃がし弁４１を開放することで、ドレン及びフラッシュ蒸気を給水タンク１０の気相部分を通じて外部に逃がせる。よって、フラッシュ蒸気回収装置１の安全性を向上させられる。
【００３０】
（３）制御部５０に、第１ドレン回収ラインＬ２１の内部の圧力が第１圧力を超えた場合にドレン逃がし弁４１を開放させた。これにより、第１ドレン回収ラインＬ２１の内部の圧力が上がって負荷機器１２０側の圧力との差圧が小さくなった場合にドレン逃がしラインＬ４側からドレン及びフラッシュ蒸気を逃がせる。よって、例えば、負荷機器１２０側に配置されたスチームトラップ９１に不具合が生じて多量のフラッシュ蒸気が発生した場合等に、ドレン逃がしラインＬ４側から給水タンク１０の気相部を通じて外部にフラッシュ蒸気を逃がせる。その結果、スチームトラップ９１に許容以上の背圧をかけることを防止できるので、第１ドレン回収ラインＬ２１におけるドレンの滞留を防ぎつつドレンの回収ができる。
【００３１】
（４）制御部５０に、給水タンク１０の水位が給水タンク１０と循環水ラインＬ３との接続部の高さよりも高い第１水位を下回った場合にドレン逃がし弁４１を開放させた。これにより、給水タンク１０の水位が低下した場合に、水位が給水タンク１０と循環水ラインＬ３との接続部を下回る前にドレン逃がしラインＬ４側にドレン及びフラッシュ蒸気を逃がせる。よって、給水タンク１０の水位が低下した場合に、循環水ラインＬ３からドレン回収ラインＬ２側に空気が吸入されてフラッシュ蒸気が凝縮されることなく給水タンク１０の液相部分に供給されることを防げるので、給水タンク１０に直接フラッシュ蒸気が供給されることに起因する振動の発生を防げる。
【００３２】
以上、本発明の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、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、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。
また、本実施形態では、フラッシュ蒸気回収装置１を、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、フラッシュ蒸気回収装置１を、ボイラとは異なる他の蒸気発生装置を含んで構成されるシステムに適用してもよい。
また、本実施形態では、水位検知部として電極棒１３を用いたが、これに限らない。即ち、水位検知部として、水位センサ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  フラッシュ蒸気回収装置
１０  給水タンク
１３  電極棒（水位検知部）
２１  圧力センサ（圧力検知部）
３０  エゼクタ
４１  ドレン逃がし弁
５０  制御部
Ｌ２  ドレン回収ライン
Ｌ３  循環水ライン
Ｌ４  ドレン逃がしライン
【図１】
2017058033.tif 000003