JP2005121262A - 蒸気の質制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 湿り度検出手段を用いることなく、従って、小型で、且つ、精度良く湿り度等を制御することのできる蒸気の質制御装置を提供する。
【解決手段】 蒸気管路１に圧力制御弁２と気液分離器３と圧力センサ４と蒸気流量計５と加熱冷却手段６、及び、温度センサ７をそれぞれ取り付ける。加熱冷却手段６に高圧蒸気管１３と冷却水供給管１４を接続する。管１３，１４にそれぞれ自動制御弁１７，１６を取り付ける。
蒸気管路１を流下してきた蒸気は、気液分離器３で復水と蒸気が分離され、蒸気のみが蒸気流量計５へ流入する。蒸気流量計５での流量検出値と圧力値及び温度値から、加熱冷却手段６での必要加熱量又は必要冷却量が演算され、蒸気管路１内の蒸気へ所定の加熱又は冷却を行うことによって、蒸気を所望の湿り度又は乾き度又は過熱度とすることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度又は乾き度又は過熱度を制御する蒸気の質制御装置に関する。

蒸気の質制御装置は、蒸気の湿り度すなわち湿り飽和蒸気の単位容積当たりに含まれる液体の質量の割合を、又は、乾き度すなわち蒸気流の単位容積当たりの全質量に対する乾き飽和蒸気の占める質量の割合を、あるいは、過熱度すなわち飽和温度より高い温度にある過熱蒸気の温度と、その圧力に対する飽和温度との差を、測定するものである。

この蒸気の質制御装置においては、蒸気の湿り度又は乾き度を検出する湿り度検出手段と、蒸気の圧力を調節する弁又は蒸気中に冷却水を注入する弁及び蒸気と熱交換して蒸気を加熱する加熱器を配置して、蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度又は乾き度を任意に制御するものであるが、蒸気の湿り度又は乾き度を検出する湿り度検出手段を設けなければならず、この湿り度検出手段の構造が複雑化、大型化してしまう問題、及び、この湿り度検出手段での検出精度が悪いために精度良く湿り度等を制御することができない問題点があった。
特許第２８７３６４０号公報

解決しようとする問題点は、湿り度検出手段を用いることなく、従って、小型で、且つ、精度良く湿り度等を制御することのできる蒸気の質制御装置を提供することである。

本発明は、蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度又は乾き度又は過熱度を制御するものにおいて、蒸気管路に気液分離器と蒸気流量計と、蒸気管路内の蒸気を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、蒸気管路内の蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段及び温度検出手段と、当該圧力検出手段と温度検出手段と蒸気流量計の検出値に応じて加熱冷却手段の加熱能力又は冷却能力を制御する制御部を配置したことを特徴とする。

本発明の蒸気の質制御装置は、蒸気管路に気液分離器と蒸気流量計と加熱冷却手段と圧力検出手段及び温度検出手段を配置するとともに、この圧力検出手段と温度検出手段と蒸気流量計の検出値に応じて加熱冷却手段の加熱能力又は冷却能力を制御する制御部を配置したことにより、気液分離器で気体としての蒸気と液体としての復水が分離され、蒸気だけが蒸気流量計へ流下して正確な蒸気流量が測定され、別途検出した圧力値と温度値から、所望の湿り度又は乾き度又は過熱度とするために、加熱冷却手段での必要な加熱量又は冷却量が演算され制御されることによって、湿り度検出手段を用いることなく、蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度又は乾き度又は過熱度を正確に制御することができるという利点がある。

本発明は、湿り度検出手段を用いることなく、蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度等を任意に制御することができる。気液分離器としてはフィルター式や旋回式等の従来公知のものを、また、加熱冷却手段としては、蒸気と加熱冷却源が直接熱交換したり、あるいは、間接的に熱交換するものを用いることができる。

図１は本発明の実施例の構成図であって、蒸気が左側から右側へ向かって流下する蒸気管路１と、蒸気管路１に取り付けた圧力制御弁２と、気液分離器３と圧力検出手段としての圧力センサ４と蒸気流量計５と加熱冷却手段６、及び、温度検出手段としての温度センサ７で蒸気の質制御装置を構成する。

蒸気管路１の入口端部に蒸気管路１内の蒸気圧力を検出する圧力センサ８を取り付ける。圧力センサ８の下流側に蒸気管路１内の蒸気圧力をコントロールするための圧力制御弁２を取り付ける。圧力制御弁２としては自動調節弁とか減圧弁等を用いることができる。

圧力制御弁２に次いで気液分離器３を取り付ける。気液分離器３は、圧力制御弁２で所定値に設定された圧力の蒸気と、一部蒸気の凝縮した復水が混合して流入してくると、内部に設けた旋回羽根によって混合流体を旋回させ、遠心力により質量の大きな復水を外周へ振り出し、一方、質量の小さな蒸気は中心側から出口９へ流下させることによって、気体としての蒸気と液体としての復水を分離するものである。

気液分離器３内で蒸気と分離された復水は、気液分離器３の下部に一体に取り付けた蒸気トラップ１０を介して排出管１１から系外へ排出される。蒸気トラップ１０は、復水は排出するが蒸気は排出することのない自動弁の一種である。

気液分離器３の出口９に圧力センサ４を介在して蒸気流量計５を接続する。蒸気流量計５には気液分離器３で復水を分離された蒸気のみが流入することにより、流下する蒸気の量を正確に測定することができる。蒸気流量計５としては、カルマン渦を利用した渦式流量計や電磁流量計等従来公知のものを用いることができる。蒸気流量計５の上部には検出値から流量を演算しまた発信するための発信器１２を取り付ける。

蒸気流量計５の下流側に加熱冷却手段６を配置する。加熱冷却手段６には、加熱源としての高圧高温蒸気を供給する高圧蒸気管１３と、冷却源としての冷却水を供給する冷却水供給管１４をそれぞれ接続するとともに、蒸気管路１内へ両流体を混合して噴射する２流体スプレーチップを内蔵する。

冷却水供給管１４には、供給する冷却水量を検出するための冷却水流量計１５と、冷却水量をコントロールするための自動制御弁１６を取り付ける。また、図示はしていないが、冷却水供給管１４から供給される冷却水の温度が変動する場合は、冷却水供給管１４内の流体温度を検出するための温度センサを取り付ける。各センサや流量計や自動弁は図示しない制御部と電気的に接続する。

蒸気管路１内を左側から流下してきた蒸気が圧力制御弁２で所定の圧力まで減圧されて気液分離器３へ供給されることによって、蒸気中に混入していた復水は分離され、蒸気トラップ１０と排出管１１から系外へ排出される。従って、下流側の蒸気流量計５へは復水の分離された飽和蒸気のみが流下して蒸気流量が正確に検出される。この検出された飽和蒸気の流量と、圧力センサ４及び温度センサ７からの検出値が、図示しない制御部へ送られて所定の熱量計算を行うことによって、蒸気管路１内を流下する蒸気を所望の湿り度又は乾き度又は過熱度とするために必要な加熱量又は冷却量が演算され、制御部から加熱冷却手段６へ加熱能力又は冷却能力を制御する信号が発せられ、加熱冷却手段で蒸気管路１内の蒸気に所定の加熱又は冷却を行うことによって、任意の湿り度又は乾き度又は過熱度の蒸気とすることができる。この場合、蒸気流量計５で飽和蒸気の流量を正確に検出することができるために、流下する蒸気の熱量を精度良く算出することができ、蒸気の質、すなわち、湿り度や乾き度や過熱度を高精度に制御することができる。

加熱冷却手段６へ加熱能力又は冷却能力を制御する信号は、制御部から高圧蒸気管１３に取り付けた自動制御弁１７及び冷却水供給管１４に取り付けた自動制御弁１６へ送られて、それぞれの弁開度を制御することによって、高圧蒸気量と冷却水量がコントロールされて所定の加熱量又は冷却量を加熱冷却手段６から蒸気へ供給することができる。

冷却水供給管１４に冷却水流量計１５を取り付けたことにより、自動制御弁１６から加熱冷却手段６へ供給される冷却水量をより正確にコントロールすることができ、精度良く冷却能力を制御することができる。

蒸気管路を流下する蒸気量を正確に検出して、必要とする加熱量又は冷却量をコントロールすることによって、管路を流下する蒸気の質、すなわち、蒸気の湿り度又は乾き度又は過熱度を正確に制御することができる。

本発明の蒸気の質制御装置の実施例を示す構成図。

符号の説明

１ 蒸気管路
２ 圧力制御弁
３ 気液分離器
４ 圧力センサ
５ 蒸気流量計
６ 加熱冷却手段
７ 温度センサ
１０ 蒸気トラップ
１３ 高圧蒸気管
１４ 冷却水供給管
１５ 冷却水流量計
１６ 自動制御弁
１７ 自動制御弁

Claims (1)

1. 蒸気管路内を流下する蒸気の湿り度又は乾き度又は過熱度を制御するものにおいて、蒸気管路に気液分離器と蒸気流量計と、蒸気管路内の蒸気を加熱又は冷却する加熱冷却手段と、蒸気管路内の蒸気の圧力と温度を検出する圧力検出手段及び温度検出手段と、当該圧力検出手段と温度検出手段と蒸気流量計の検出値に応じて加熱冷却手段の加熱能力又は冷却能力を制御する制御部を配置したことを特徴とする蒸気の質制御装置。
   

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