JP2000279743A - 空気系 - Google Patents

空気系

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健太郎 平林
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、除湿膜式除湿装置を発電所に適用す
る場合に発生する、負荷変動時の露点変動に対しても、
所定の除湿空気を供給できる計装用圧縮空気系を提供す
ることにある。 【解決手段】この課題を解決する一つの手法として負荷
変動に対応するため計装用圧縮空気系の除湿装置５出口
から所内用圧縮空気系の空気貯槽１３入口を結ぶタイラ
イン２１を設置し、負荷要求の小さな時には、除湿した
空気をこのタイライン２１を用いて所内用圧縮空気系へ
供給し、負荷要求が大きな時にはこのタイライン２１の
弁２２を閉止し計装用負荷へ全量供給する。これによ
り、所定の露点の空気を安定して負荷側へ供給すること
が可能と出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の属する技術分野は、
発電所の計装用空気を供給する計装用圧縮空気系の除湿
装置に関わり、除湿装置として蒸気透過係数の大きな中
空糸膜を用いて、所定の露点となった空気を供給する計
装用圧縮空気系に関する。
【０００２】
【従来の技術】計装用圧縮空気系は、空気圧縮機，空気
貯槽，除湿装置より構成されており空気圧縮機を出た空
気は、空気貯槽へ供給され、除湿装置をとおり除湿装置
出口で所定の露点とされ発電所の各負荷、例えば空気圧
駆動方式の弁等、へ供給される。
【０００３】除湿装置としては、吸着材を使用する加熱
再生方式，非加熱再生方式の除湿装置と、吸着材を使用
せず蒸気透過係数の大きな中空糸膜を組み込んだ除湿装
置（以下、除湿膜方式の除湿装置）があるが、従来の実
績としては吸着材を用いた除湿装置が多く採用されてい
る。
【０００４】除湿膜方式の除湿装置を採用した設備構成
を図５に示す。
【０００５】除湿膜方式の除湿装置では、除湿装置内の
水蒸気を透過する除湿膜の１次側を空気貯槽から除湿さ
れる空気が流れ、２次側を除湿装置出口から分岐し減圧
されたパージ用の空気が流れる。
【０００６】そして、１次側と２次側の水蒸気分圧差に
より１次側の空気中に含まれる水蒸気が除湿膜を通して
２次側へ移動することにより１次側の空気の除湿が行わ
れる。
【０００７】従って、吸着材による除湿装置のように除
湿材の再生が必要無いというメリットがあるが、一方、
除湿性能が除湿装置に供給される入口空気流量，圧力，
温度，湿度、及び出口空気（パージ用として使用され
る）の条件(湿度，圧力，温度)に左右され、所定の湿度
の空気に到達するまでの時間遅れを考慮しておく必要が
ある。
【０００８】従って、供給空気量が変動するような発電
所の計装用空気系に採用した場合、所要の露点の除湿空
気を供給するためには、この所定の湿度の空気に到達す
るまでの時間遅れが問題となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の除湿膜方式の除
湿装置では、除湿性能が除湿装置に供給される入口空気
流量，圧力，温度，湿度、及び出口空気（パージ用とし
て使用される）の条件（湿度，圧力，温度）に左右さ
れ、所定の湿度の空気に到達するまでの時間遅れを考慮
しておく必要がある。実際、発電所では、使用空気量が
変動するため負荷変動した場合にも、所定の除湿性能を
得ることが必要である。
【００１０】従来は、除湿膜方式の除湿装置では、所定
の出口露点に達するためには、数十分程度の時間遅れが
有るため、出口露点を確実に守る必要のあるシステムに
おいては、適用が難しかった。
【００１１】本発明の目的は、負荷変動時にも所定の除
湿空気を供給できる計装用圧縮空気系の除湿装置を提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】第１手段は、発電所の所
内用空気を供給する第１の圧縮機と、前記第１の圧縮機
からの空気を受け入れる第１の空気貯槽より構成される
所内用圧縮空気系と、計装用空気を供給する第２の圧縮
機と、前記第１の圧縮機からの空気を受け入れる第２の
空気貯槽と、前記第２の空気貯槽からの空気を受け入れ
て除湿する中空糸膜を組み込んだ除湿装置とより構成さ
れる計装用圧縮空気系と、前記除湿装置より下流側の前
記計装用圧縮空気系途中から前記第１の空気貯槽の上流
側の前記所内用圧縮空気系途中に開閉自在な弁を介して
連通するタイラインと、を備えた空気系であり、負荷変
動に対応するため計装用圧縮空気系の除湿装置出口から
所内用圧縮空気系の空気貯槽入口を結ぶタイラインを設
置し、負荷要求の小さな時には、除湿した空気をこのタ
イラインを用いて所内用圧縮空気系へ供給し、負荷要求
が大きな時にはこのタイラインの弁を閉止し計装用負荷
へ全量供給する。これにより除湿膜式除湿装置の除湿装
置の時間遅れを解消することが可能となる。第２手段
は、発電所の所内用空気を供給する第１の圧縮機と、前
記第１の圧縮機からの空気を受け入れる第１の空気貯槽
より構成される所内用圧縮空気系と、計装用空気を供給
する第２の圧縮機と、前記第１の圧縮機からの空気を受
け入れる第２の空気貯槽と、前記第２の空気貯槽からの
空気を受け入れて除湿する中空糸膜を組み込んだ第２の
除湿装置とより構成される計装用圧縮空気系と、前記所
内用圧縮空気系に設けられて前記第１の空気貯槽からの
空気を受け入れて除湿する第１の除湿装置と、前記所内
用圧縮空気系に設けた第１の除湿装置の出口空気の少な
くとも一部を前記計装用圧縮空気系の前記第２の除湿装
置の２次側にパージ用空気として開閉自在な弁を介して
供給するラインと、を備えた空気系であり、時間遅れの
解消のため所内用圧縮空気系に除湿膜式の除湿装置を設
置しこの除湿装置出口の除湿された空気を一部計装用圧
縮空気系の除湿装置の２次側にパージ用空気として供給
するラインを設置することにより、負荷変動時にも２次
側の空気は、所内用圧縮空気系の除湿装置からの除湿さ
れた空気とすることが可能となり、計装用圧縮空気系の
除湿装置パージ空気露点を低くすることが可能と出来る
ため、空気負荷増加変動時にも除湿空気の供給について
対応可能となる。
【００１３】第３手段は、第２手段において、前記第２
の除湿装置より下流側の前記計装用圧縮空気系途中から
前記第１の空気貯槽の上流側の前記所内用圧縮空気系途
中に開閉自在な弁を介して連通するタイラインを備えた
空気系であり、さらに、第１手段と第２手段を組み合わ
せることにより起動時から安定して露点の低い空気の供
給が可能となる。
【００１４】第４手段は、発電所の計装用空気を供給す
る圧縮機と、その圧縮機からの空気を受け入れる第１の
空気貯槽と、前記第１の空気貯槽からの空気を除湿する
中空糸膜を組み込んだ除湿装置と、前記除湿装置からの
空気を受け入れる第２の空気貯槽と、前記第２の空気貯
槽と前記除湿装置との間の空気流路に開閉自在な弁を介
して設けられた空気放出ラインとを備えた空気系であ
り、除湿装置出口に、排気ラインと空気貯槽を設置し所
定の露点に調整された空気を空気貯槽に貯えておき、負
荷変動により除湿装置出口の露点が下がらないような場
合には、排気ラインより一時排気を行い、所定の露点に
低下したら排気ラインからの排気を止め、空気貯槽に空
気を送るようにする。これにより、所定の露点の空気を
安定して供給することが可能と出来る。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１に、請求項１の本発明の第１
実施例を示す。
【００１６】計装用空気圧縮機１で昇圧された圧縮空気
は、空気貯槽３を経由して除湿膜式除湿装置５で除湿さ
れる。除湿のため除湿用パージライン７より除湿空気の
一部をパージ空気として除湿装置５の２次側へ送り除湿
装置の排気ライン８より排気する。
【００１７】除湿された空気は、露点計９で所定の露点
となっていることを確認され計装用の負荷へ供給され
る。
【００１８】一方、所内用圧縮空気系は、所内用空気圧
縮機１１で昇圧された空気は空気貯槽１３を経由して各
負荷へ供給される。
【００１９】計装用圧縮空気系の負荷の使用量が小さい
ときには、タイライン２１，タイラインの止弁２２を経
由して所内用圧縮空気系の空気貯槽へ除湿された空気を
供給する。
【００２０】一方計装用空気の使用量が増加した場合に
は流量計１０により負荷要求量増加を検知してタイライ
ンの止弁２２を閉止する。（負荷要求量の検知は、流量
計以外にも、圧力スイッチ、負荷からの信号等が適用可
能である。）これによりタイラインを経由して所内用圧
縮空気系に供給されていた所定の露点に調整された空気
が計装用空気として供給されることになり時間遅れなく
所定の露点の空気が供給される。
【００２１】図２に本発明の第２実施例を示す。（本実
施例では、所内用圧縮空気系に除湿装置を設けたことを
特徴としている。）計装用空気圧縮機１で昇圧された圧
縮空気は、空気貯槽３を経由して除湿膜式除湿装置５で
除湿される。
【００２２】除湿のため除湿用パージライン７より除湿
空気の一部をパージ空気として除湿装置５の２次側へ送
り除湿装置の排気ライン８より排気する。
【００２３】除湿された空気は、露点計９で所定の露点
となっていることを確認され計装用の負荷へ供給され
る。
【００２４】一方、所内用圧縮空気系は、所内用空気圧
縮機１１で昇圧された空気は空気貯槽１３を経由し、本
実施例では、１００％除湿膜式除湿装置１５へ供給され
る。除湿装置１５を出た空気は、所内用圧縮空気系の各
負荷へ供給されるとともに一部、所内用圧縮空気系から
計装用圧縮空気系へのパージライン３２，止弁３１を経
由して計装用圧縮空気系の除湿装置５の２次側へ供給す
る。
【００２５】これにより常時、計押すよう圧縮空気系の
２次側には、除湿された空気が供給されることになり時
間遅れなく、負荷要求が大きくなったときにも所定の露
点の空気が供給される。
【００２６】図３は、図１および図２で示した実施例を
組み合わせた第３実施例を示している。図３で、計装用
圧縮空気系から所内用圧縮空気系へタイラインを設け、
さらに所内用圧縮空気系に除湿装置を設置し、その排気
を計装用圧縮空気系の除湿装置の除湿用パージとして使
用した。
【００２７】図４の第４実施例は、計装用圧縮空気系の
除湿装置５下流に排気ライン５１，排気ライン止め弁５
２及び空気貯槽５３を設置した実施例である。
【００２８】通常運転中は、排気ライン止め弁を閉の状
態で運転しており流量計１０で監視している負荷への供
給量が増加し、かつ露点計９の指示が所定の露点より下
がった時に排気ラインの弁を開として空気貯槽に露点の
低い空気が供給されないようにし、露点が所定の露点に
低下したら排気ライン止め弁を閉とする。
【００２９】これにより、時間遅れ少なく迅速に所定の
露点の空気が空気圧駆動方式の弁などの負荷側へ供給さ
れる。
【００３０】従って、いずれの第１から第４の実施例で
も、迅速に所定の露点の空気が負荷側へ供給される。
【００３１】
【発明の効果】本発明により、計装用圧縮空気系に除湿
膜式除湿装置を適用しても、負荷変動時に所定の除湿空
気を迅速に供給できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】計装用圧縮空気系から所内用圧縮空気系へタイ
ラインを設けた本発明の第１実施例の空気系の系統図で
ある。
【図２】所内用圧縮空気系に除湿装置を設置し、その排
気を計装用圧縮空気系の除湿装置の除湿用パージとして
使用した本発明の第２実施例の空気系の系統図である。
【図３】計装用圧縮空気系から所内用圧縮空気系へタイ
ラインを設け、さらに所内用圧縮空気系に除湿装置を設
置し、その排気を計装用圧縮空気系の除湿装置の除湿用
パージとして使用した本発明の第３実施例の空気系の系
統図である。
【図４】計装用圧縮空気系に除湿装置下流に排気ライン
及び空気貯槽を設置した本発明の第４実施例の空気系の
系統図である。
【図５】従来の計装用圧縮空気系および所内用圧縮空気
系の系統図である。
【符号の説明】
１…計装用空気圧縮機、２，４，６，１２，１４，１６
…配管、３，５３…空気貯槽、５…除湿膜式除湿装置、
７，１７…除湿用パージライン、８，１８，５１…排気
ライン、９…露点計、１０…流量計、１１…所内用空気
圧縮機、１３…空気貯槽、１５…除湿膜式除湿装置、２
１…タイライン、２２，３１…止弁、２３…計装用空気
供給遮断弁、２４…コントローラ、３２…所内用圧縮空
気系から計装用圧縮空気系へのパージライン、４１，４
２…除湿用パージライン止弁、５２…排気ライン止め
弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩沢 義博 茨城県日立市幸町三丁目２番１号 日立エ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 4D006 GA41 HA01 MA01 MB04 PB17 PB65 PC72 4D052 AA01 AA05 EA02 FA01 GA01 GA03 GB01 GB02 GB03 GB04 GB08 5H309 AA03 BB05 CC05 DD03 DD08 EE04 FF01 GG03 JJ02

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】発電所の所内用空気を供給する第１の圧縮
    機と、前記第１の圧縮機からの空気を受け入れる第１の
    空気貯槽より構成される所内用圧縮空気系と、 計装用空気を供給する第２の圧縮機と、前記第１の圧縮
    機からの空気を受け入れる第２の空気貯槽と、前記第２
    の空気貯槽からの空気を受け入れて除湿する中空糸膜を
    組み込んだ除湿装置とより構成される計装用圧縮空気系
    と、 前記除湿装置より下流側の前記計装用圧縮空気系途中か
    ら前記第１の空気貯槽の上流側の前記所内用圧縮空気系
    途中に開閉自在な弁を介して連通するタイラインと、を
    備えた空気系。
  2. 【請求項２】発電所の所内用空気を供給する第１の圧縮
    機と、前記第１の圧縮機からの空気を受け入れる第１の
    空気貯槽より構成される所内用圧縮空気系と、 計装用空気を供給する第２の圧縮機と、前記第１の圧縮
    機からの空気を受け入れる第２の空気貯槽と、前記第２
    の空気貯槽からの空気を受け入れて除湿する中空糸膜を
    組み込んだ第２の除湿装置とより構成される計装用圧縮
    空気系と、 前記所内用圧縮空気系に設けられて前記第１の空気貯槽
    からの空気を受け入れて除湿する第１の除湿装置と、 前記所内用圧縮空気系に設けた第１の除湿装置の出口空
    気の少なくとも一部を前記計装用圧縮空気系の前記第２
    の除湿装置の２次側にパージ用空気として開閉自在な弁
    を介して供給するラインと、を備えた空気系。
  3. 【請求項３】請求項２において、前記第２の除湿装置よ
    り下流側の前記計装用圧縮空気系途中から前記第１の空
    気貯槽の上流側の前記所内用圧縮空気系途中に開閉自在
    な弁を介して連通するタイラインを備えた空気系。
  4. 【請求項４】発電所の計装用空気を供給する圧縮機と、
    その圧縮機からの空気を受け入れる第１の空気貯槽と、
    前記第１の空気貯槽からの空気を除湿する中空糸膜を組
    み込んだ除湿装置と、前記除湿装置からの空気を受け入
    れる第２の空気貯槽と、前記第２の空気貯槽と前記除湿
    装置との間の空気流路に開閉自在な弁を介して設けられ
    た空気放出ラインとを備えた空気系。
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