JP2012202641A - Gas heating system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas heating system equipped with a gas leakage detection function where an extremely small amount of gas leakage is detected at an early stage and its availability is not limited to the specific type of a heat exchanger.SOLUTION: This gas heating system 1 heats gas by performing heat exchange between a heated liquid supplied to a heat exchanger 5 disposed in a humidification liquid circulation route 3 and a gas to be heated using the heat exchanger 5. The gas heating system 1 is characterized by including a pot 7 disposed in the humidification liquid circulation route 3, a discharge pipe 9 that discharges the circulating heated liquid toward the upper part of the pot 7, an outlet 11 arranged in the pot 7 that discharges the heated liquid stored in the pot 7 to the humidification liquid circulation route 3, a gas storage portion 12 disposed at the upper part of the pot 7, and a liquid surface detection means 13 arranged in the gas storage portion 12 that detects the liquid surface of the gas storage portion 12.

Description

熱交換器に循環する加温液体と加温の対象となるガスを熱交換器で熱交換することにより、前記ガスを加温するガス加温システムに関する。   The present invention relates to a gas heating system that heats the gas by exchanging heat between the heating liquid circulating in the heat exchanger and the gas to be heated by the heat exchanger.

各種プラントやガス導管に配置されるガバナステーションにおける配管経路には、配管経路を通流するガスの圧力調整に伴う温度変化を補正するために熱交換器を備えたガス加温システムが設けられている。
このようなガス加温システムに用いる熱交換器の一例として、例えば特許文献1には、密封容器型(シェル&チューブ型)の熱交換器を用いるものが開示されている。
この密封容器型熱交換器は、特許文献1によれば、循環する液体が充填された密封容器内にガス配管等の気体流通配管に連通する熱交換部を配備する構造を有しており、配管内ガスを加温するヒータとして用いる場合には、密封容器に対して温水を循環させる温水循環経路を形成し、密封容器内に充填された温水内に多数のチューブからなる熱交換部を配備して、このチューブの出入り口にガス配管を接続する構造を有している、とされている。
A gas heating system equipped with a heat exchanger is provided in the piping path in the governor station arranged in various plants and gas conduits in order to correct the temperature change accompanying the pressure adjustment of the gas flowing through the piping path. Yes.
As an example of a heat exchanger used in such a gas heating system, for example, Patent Document 1 discloses a heat exchanger using a sealed container type (shell and tube type) heat exchanger.
According to Patent Document 1, this sealed container type heat exchanger has a structure in which a heat exchange unit communicating with a gas flow pipe such as a gas pipe is provided in a sealed container filled with a circulating liquid, When used as a heater to heat the gas in the pipe, a hot water circulation path for circulating hot water to the sealed container is formed, and a heat exchange unit consisting of a number of tubes is provided in the hot water filled in the sealed container. And it is supposed that it has the structure which connects gas piping to the entrance and exit of this tube.

密封容器型熱交換器における熱交換部で気体の漏洩が生じて密封容器を含む液体の循環系に気体が浸入すると、熱交換効率の低下や循環系の不具合を引き起こすという問題が生じる。
そこで、気体の漏洩を検知するためのシステムとして、特許文献1には、「密封容器の頂上部に形成される気体溜まり部と、該気体溜まり部に漏洩気体が溜まることによる液面低下を検出するフロートと、該フロートの前記気体溜まり部内での位置低下を検知する検知手段とを備え、前記検知手段の検知信号によって前記密封容器内での気体漏れを検知することを特徴とする」ものが開示されている(特許文献1の請求項1参照)。
If gas leaks in the heat exchange part of the sealed container type heat exchanger and the gas enters the liquid circulation system including the sealed container, there arises a problem that the heat exchange efficiency is reduced and the circulation system malfunctions.
Therefore, as a system for detecting a gas leak, Patent Document 1 states that “a gas reservoir formed at the top of a sealed container and a decrease in liquid level due to the accumulation of leaked gas in the gas reservoir” are detected. And a detecting means for detecting a decrease in position of the float in the gas reservoir, and a gas leak in the sealed container is detected by a detection signal of the detecting means. It is disclosed (see claim 1 of Patent Document 1).

特開2005-134057号公報JP 2005-134057 A

特許文献1の気体漏れ検知システムにおいては、密封容器の頂上部に形成される気体溜まり部を設け、該気体溜まり部にフロート及びその位置検知手段を備えるというものである。
しかしながら、密封容器内には液体が常時循環しており、チューブから漏れ出したガスは密封容器の上部に溜まることなく循環経路に排出されて循環するものもある。実際にはガスが漏れているにそれを検知することができず、ガス漏れの発見が遅れる可能性がある。
換言すれば、特許文献1の気体漏れ検知システムでは微量なガス漏れを早期に発見することができないという問題がある。
また、特許文献1の気体漏れ検知システムは、密封容器を用いるシェル&チューブ方式に限定されているため、プレート&シェル方式のように加温液体を貯留する容器がないものには適用できないという問題もある。
In the gas leakage detection system of Patent Document 1, a gas reservoir formed at the top of a sealed container is provided, and the gas reservoir includes a float and its position detection means.
However, the liquid constantly circulates in the sealed container, and some gas leaked from the tube is discharged and circulated to the circulation path without accumulating in the upper part of the sealed container. In fact, it is not possible to detect the gas leak, but the detection of the gas leak may be delayed.
In other words, the gas leak detection system of Patent Document 1 has a problem that a very small amount of gas leak cannot be detected at an early stage.
Moreover, since the gas leak detection system of patent document 1 is limited to the shell & tube system using a sealed container, there is a problem that it cannot be applied to a device that does not have a container for storing a heated liquid as in the plate & shell system. There is also.

本発明は係る課題を解決するためになされたものであり、微量なガス漏れを早期に発見できると共に熱交換器の種類に限定されないようなガス漏洩検知機能を備えたガス加温システムを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such problems, and provides a gas heating system having a gas leakage detection function that can detect a small amount of gas leakage at an early stage and is not limited to the type of heat exchanger. The purpose is that.

(1)本発明に係るガス加温システムは、加温液体循環経路に設けられた熱交換器に供給される加温液体と加温の対象となるガスを前記熱交換器で熱交換することにより、前記ガスを加温するガス加温システムであって、前記加温液体循環経路に設けられたポットと、循環する前記加温液体を前記ポットの上部に向けて吐出する吐出管と、前記ポットに設けられてポット内の加温液体を加温液体循環経路に排出する排出口と、前記ポットの上部に設けられた気体溜り部と、該気体溜り部に設けられて該気体溜り部の液面を検出する液面検出手段とを備えたことを特徴とするものである。 (1) The gas heating system according to the present invention uses the heat exchanger to exchange heat between the heated liquid supplied to the heat exchanger provided in the heated liquid circulation path and the gas to be heated. By the gas heating system for heating the gas, a pot provided in the warming liquid circulation path, a discharge pipe for discharging the circulating warming liquid toward the upper part of the pot, A discharge port provided in the pot for discharging the heated liquid in the pot to the heated liquid circulation path; a gas reservoir provided in an upper portion of the pot; and a gas reservoir provided in the gas reservoir. The liquid level detecting means for detecting the liquid level is provided.

(2)また、上記(1)に記載のものにおいて、前記ポットの上部にガス排出弁を設け、該ガス排出弁から排出されるガスを検知するガス検出手段を設けたことを特徴とするものである。 (2) Further, in the above (1), a gas discharge valve is provided at the upper part of the pot, and gas detection means for detecting gas discharged from the gas discharge valve is provided. It is.

(3)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記熱交換器は、密封容器内にガスが通流するチューブを配置したシェル&チューブ方式のものであって、該熱交換器から排出される加温液体の排出口が前記密封容器の上端部に設けられていることを特徴とするものである。 (3) Further, in the above (1) or (2), the heat exchanger is of a shell and tube type in which a tube through which gas flows is arranged in a sealed container, and the heat exchanger A discharge port for the heated liquid discharged from the exchanger is provided at the upper end of the sealed container.

(4)また、上記(1)又は(2)に記載のものにおいて、前記熱交換器は、複数枚のプレートの隙間を前記加温液体とガスが流れるプレート&シェル方式のものであることを特徴とするものである。 (4) In the above (1) or (2), the heat exchanger is of a plate and shell type in which the heated liquid and gas flow through a gap between a plurality of plates. It is a feature.

本発明においては、加温液体循環経路に設けられたポットと、循環する前記加温液体を前記ポットの上部に向けて吐出する吐出管と、前記ポットに設けられてポット内の加温液体を加温液体循環経路に排出する排出口と、前記ポットの上部に設けられた気体溜り部と、該気体溜り部に設けられて該気体溜り部の液面を検出する液面検出手段とを備えたことにより、加温液体に漏洩したガスが微量であっても確実に検出することができる。   In the present invention, the pot provided in the warming liquid circulation path, the discharge pipe for discharging the circulating warming liquid toward the upper part of the pot, and the warming liquid in the pot provided in the pot A discharge port for discharging to the heated liquid circulation path, a gas reservoir provided at the top of the pot, and a liquid level detecting means provided at the gas reservoir for detecting the liquid level of the gas reservoir. This makes it possible to reliably detect even a small amount of gas leaked into the heated liquid.

本発明の一実施の形態に係る加温システムの説明図である。It is explanatory drawing of the heating system which concerns on one embodiment of this invention.

本発明の実施の形態を図1に基づいて説明する。
本実施の形態の加温システム1は、温水循環経路3に設けられた熱交換器5に供給される温水と加温の対象となるガスを熱交換器5で熱交換することにより、ガスを加温するガス加温システム1であって、温水循環経路3に設けられたポット7と、該ポット7の上部に向けて循環する前記温水を吐出する吐出管9と、ポット7の下部に設けられてポット7内の温水を温水循環経路3に排出する排出口11と、ポット7の上部に設けられた気体溜り部12と、気体溜り部12に設けられて気体溜り部12の液面を検出する液面検出手段13とを備えている。
以下、各構成を詳細に説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The heating system 1 according to the present embodiment exchanges heat between the hot water supplied to the heat exchanger 5 provided in the hot water circulation path 3 and the gas to be heated by the heat exchanger 5 to exchange the gas. A gas heating system 1 for heating, provided in a pot 7 provided in a hot water circulation path 3, a discharge pipe 9 for discharging the warm water circulating toward the upper part of the pot 7, and a lower part of the pot 7 The outlet 11 for discharging the hot water in the pot 7 to the hot water circulation path 3, the gas reservoir 12 provided at the top of the pot 7, and the liquid level of the gas reservoir 12 provided in the gas reservoir 12 And a liquid level detecting means 13 for detecting.
Hereinafter, each configuration will be described in detail.

<温水循環経路>
温水循環経路3には、ガスと温水の熱交換を行う熱交換器5と、熱交換器5における温水の出側に設けられたポット7と、ポット7における温水の出側に設けられた安全弁15、圧力計17、バルブ19、バイパス経路21、循環ポンプ23、温水ヒータ25、膨張タンク27などが設けられている。
<Hot water circulation route>
The hot water circulation path 3 includes a heat exchanger 5 for exchanging heat between gas and hot water, a pot 7 provided on the outlet side of the hot water in the heat exchanger 5, and a safety valve provided on the outlet side of the hot water in the pot 7. 15, a pressure gauge 17, a valve 19, a bypass passage 21, a circulation pump 23, a hot water heater 25, an expansion tank 27, and the like are provided.

熱交換器5は、特許文献1に開示されたような、密封容器内にガスが通流するチューブを配置したシェル&チューブ方式のものであってもよいし、あるいは複数枚のプレートの隙間を前記温水とガスが流れるプレート&シェル方式のものであってもよい。
なお、シェル&チューブ方式の場合には、熱交換器5から排出される温水の排出口が密封容器の上端部に設けられているようにするのが好ましい。このようにすることで、密封容器内に漏れ出したガスが容器内を上昇して必ず温水循環経路3に排出されるので、漏洩ガスの検知を確実に行えるからである。
The heat exchanger 5 may be of a shell and tube type as disclosed in Patent Document 1 in which a tube through which gas flows is arranged in a sealed container, or a gap between a plurality of plates may be provided. A plate and shell type in which the hot water and gas flow may be used.
In the case of the shell and tube method, it is preferable that a discharge port of hot water discharged from the heat exchanger 5 is provided at the upper end portion of the sealed container. By doing so, the gas leaked into the sealed container rises in the container and is surely discharged to the hot water circulation path 3, so that the leaked gas can be reliably detected.

<ポット>
ポット7は、温水循環経路3に設けられて、温水を一時的に貯留する容器である。ポット7の上端側は縮径しており、縮径した上端側に後述する気体溜り部12が設けられている。ポット7の上端側を縮径させたことで、ポット内にある気体が気体溜り部12側にスムーズに移動する。
<Pot>
The pot 7 is a container that is provided in the hot water circulation path 3 and temporarily stores hot water. The upper end side of the pot 7 has a reduced diameter, and a gas reservoir 12 described later is provided on the reduced upper end side. By reducing the diameter of the upper end side of the pot 7, the gas in the pot moves smoothly to the gas reservoir 12 side.

<吐出管>
吐出管9は、吐出部がポット7内に挿入されており、温水循環経路3を流れる温水をポット7の上部に向けて吐出する。吐出口の位置は、排出口11の位置よりも上方になるように配置するのが好ましい。吐出管9の吐出口をポット7の上部に向けることにより、循環する温水内に漏洩ガスが含まれていた場合、その漏洩ガスを気体溜り部12に強制的に送るためである。循環水にはある程度の勢いがあり、その勢いによって循環水内に含まれる漏洩ガスは確実にポット7の上部の気体溜り部12に送られる。これによって、微量な漏洩ガスであっても確実に検知できる。
<Discharge pipe>
The discharge pipe 9 has a discharge portion inserted into the pot 7, and discharges hot water flowing through the hot water circulation path 3 toward the top of the pot 7. The position of the discharge port is preferably arranged so as to be higher than the position of the discharge port 11. This is because when the discharge port of the discharge pipe 9 is directed to the upper portion of the pot 7 and the leaked gas is contained in the circulating hot water, the leaked gas is forcibly sent to the gas reservoir 12. The circulating water has a certain amount of momentum, and the leaked gas contained in the circulating water is surely sent to the gas reservoir 12 at the upper portion of the pot 7 by the momentum. As a result, even a small amount of leaked gas can be reliably detected.

<排出口>
排出口11は、ポット7の下部に設けられてポット7に吐出された前記温水を温水循環経路3に排出するためのものである。前述したように、排出口11のポット7における位置は、吐出口よりも下方であることが望ましい。
<Discharge port>
The discharge port 11 is provided in the lower part of the pot 7 for discharging the warm water discharged to the pot 7 to the warm water circulation path 3. As described above, the position of the discharge port 11 in the pot 7 is desirably lower than the discharge port.

<気体溜り部>
気体溜り部12は、ポット7の上端部に設けられてポット内の気体を貯める部位である。気体溜り部12は細い筒状体によって形成されており、筒状体の上部に気体が溜まり、その下方には温水の液面がくる。したがって、気体の溜り具合によって、温水の液面が上下する。
<Gas reservoir>
The gas reservoir 12 is a part that is provided at the upper end of the pot 7 and stores the gas in the pot. The gas reservoir 12 is formed of a thin cylindrical body, and gas accumulates in the upper part of the cylindrical body, and the liquid level of warm water comes below it. Therefore, the liquid level of the hot water rises and falls depending on how the gas accumulates.

<液面検出手段>
液面検出手段13は気体溜り部12に設けられて気体溜り部12の液面を検出する。
液面検出手段13は、例えばレベルスイッチによって構成される。
<Liquid level detection means>
The liquid level detection means 13 is provided in the gas reservoir 12 and detects the liquid level of the gas reservoir 12.
The liquid level detection means 13 is comprised by the level switch, for example.

なお、本実施の形態では、図1に示すように、気体溜り部12の上端側に予め定めた微量のガスを排出するガス排出弁32を設け、ガス排出弁32の上方にガス排出弁32から排出されるガスを検知するガス検知手段33を設けている。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a gas discharge valve 32 that discharges a predetermined amount of gas is provided on the upper end side of the gas reservoir 12, and the gas discharge valve 32 is provided above the gas discharge valve 32. Gas detection means 33 for detecting the gas discharged from is provided.

以上のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
熱交換器5には加温の対象となるガスが通流して温水と熱交換が行われる。熱交換器5には、温水ヒータ25によって加熱された温水が循環ポンプ23によって温水循環経路3に供給される。温水循環経路3に供給された温水は、熱交換器5を出てから吐出管9によってポット7内に吐出される。吐出管9は上方に向けてポット7内に挿入されているので、吐出される温水はポット7の上方に向けて突出される。ポット7内の温水は、ポット7の排出口11から温水循環経路3に排出されて循環する。
The operation of the present embodiment configured as described above will be described.
A gas to be heated flows through the heat exchanger 5 to exchange heat with warm water. In the heat exchanger 5, hot water heated by the hot water heater 25 is supplied to the hot water circulation path 3 by the circulation pump 23. The hot water supplied to the hot water circulation path 3 is discharged into the pot 7 through the discharge pipe 9 after leaving the heat exchanger 5. Since the discharge pipe 9 is inserted into the pot 7 upward, the discharged hot water protrudes upward of the pot 7. The hot water in the pot 7 is discharged from the discharge port 11 of the pot 7 to the hot water circulation path 3 and circulates.

上記のようなガス加温システムの運転中において、熱交換器5内においてガス漏れが発生した場合、漏れたガスは温水中に入り温水と共に温水循環経路3を流れる。温水中のガスは吐出管9からポット7内に温水と共に吐出される。このとき、吐出管9が上方に向いているので、温水中のガスは、ポット7上部の気体溜り部12に向けて吐出され、気体溜り部12に溜まる。気体溜り部12の上部には微量のガスを排出するガス排出弁32が設けられているので、気体溜り部12に流入した気体はガス排出弁32から排出され、ガス検知手段33によって検知される。ガス検知手段33によってガスの検知が行われることで、例えばピンホールのよう微細な孔によってガス漏れが生じていても検知することができる。   When a gas leak occurs in the heat exchanger 5 during the operation of the gas heating system as described above, the leaked gas enters the warm water and flows through the warm water circulation path 3 together with the warm water. The gas in the warm water is discharged from the discharge pipe 9 into the pot 7 together with the warm water. At this time, since the discharge pipe 9 faces upward, the gas in the hot water is discharged toward the gas reservoir 12 at the upper portion of the pot 7 and is accumulated in the gas reservoir 12. Since a gas discharge valve 32 for discharging a small amount of gas is provided above the gas reservoir 12, the gas flowing into the gas reservoir 12 is discharged from the gas discharge valve 32 and detected by the gas detection means 33. . By detecting the gas by the gas detection means 33, it is possible to detect even if a gas leak is caused by a fine hole such as a pinhole.

ガス排出弁32から排出されるガス量は微量であるため、熱交換器5内におけるガス漏れが多量であった場合には、ガス排出弁32からの排出が間に合わず、気体溜り部12にガスが溜まり気体溜り部12の液面が降下する。気体溜り部12の液面が降下すると液面検出手段13によってその旨が検知され、警報が出される。   Since the amount of gas discharged from the gas discharge valve 32 is very small, if there is a large amount of gas leakage in the heat exchanger 5, the discharge from the gas discharge valve 32 is not in time, and the gas is stored in the gas reservoir 12. And the liquid level of the gas reservoir 12 falls. When the liquid level of the gas reservoir 12 falls, the liquid level detecting means 13 detects that fact and issues an alarm.

なお、漏れた気体がさらに大量であって、温水循環経路3に設けた圧力計17による検出圧力が所定値を超えた場合には、安全弁15を開放してガスを温水循環経路3の外部に放出して温水流通配管系を保護するようにしてもよい。   In addition, when the amount of leaked gas is larger and the pressure detected by the pressure gauge 17 provided in the hot water circulation path 3 exceeds a predetermined value, the safety valve 15 is opened and the gas is moved to the outside of the hot water circulation path 3. You may make it discharge | release and protect a hot water distribution piping system.

以上のように、本実施の形態では、ポット7を温水循環経路3の途中に設け、ポット7に設けた気体溜り部12に向けて吐出管9から温水を吐出するようにしたので、温水に侵入したガスが少量であってもその少量のガスを気体溜り部12に誘導でき、ガス漏洩を確実に検出することができる。
また、本実施の形態では、気体溜り部12の上方に微量のガスを排出するガス排出弁32を設け、微量のガスが排出されたときにガス検知手段33で検出できるようにしているので、熱交換器5内での例えばピンホールのような微量なガスの温水への混入であっても検出でき、また、多量のガス漏れの予兆を知ることもできる。
As described above, in the present embodiment, the pot 7 is provided in the middle of the hot water circulation path 3 and the hot water is discharged from the discharge pipe 9 toward the gas reservoir 12 provided in the pot 7. Even if a small amount of gas has entered, the small amount of gas can be guided to the gas reservoir 12, and gas leakage can be reliably detected.
In the present embodiment, a gas discharge valve 32 for discharging a small amount of gas is provided above the gas reservoir 12 so that the gas detection means 33 can detect when a small amount of gas is discharged. Even a small amount of gas such as pinholes in the heat exchanger 5 can be detected, and a sign of a large amount of gas leakage can be obtained.

1 加温システム
3 温水循環経路
5 熱交換器
7 ポット
9 吐出管
11 排出口
12 気体溜り部
13 液面検出手段
15 安全弁
17 圧力計
19 バルブ
21 バイパス経路
23 循環ポンプ
25 温水ヒータ
27 膨張タンク
32 ガス排出弁
33 ガス検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Warming system 3 Hot water circulation path 5 Heat exchanger 7 Pot 9 Discharge pipe 11 Discharge port 12 Gas reservoir 13 Liquid level detection means 15 Safety valve 17 Pressure gauge 19 Valve 21 Bypass path 23 Circulation pump 25 Hot water heater 27 Expansion tank 32 Gas Discharge valve 33 Gas detection means

Claims (4)

加温液体循環経路に設けられた熱交換器に供給される加温液体と加温の対象となるガスを前記熱交換器で熱交換することにより、前記ガスを加温するガス加温システムであって、
前記加温液体循環経路に設けられたポットと、循環する前記加温液体を前記ポットの上部に向けて吐出する吐出管と、前記ポットに設けられてポット内の加温液体を加温液体循環経路に排出する排出口と、前記ポットの上部に設けられた気体溜り部と、該気体溜り部に設けられて該気体溜り部の液面を検出する液面検出手段とを備えたことを特徴とするガス加温システム。
A gas heating system that heats the gas by exchanging heat between the heating liquid supplied to the heat exchanger provided in the heating liquid circulation path and the gas to be heated by the heat exchanger. There,
A pot provided in the warming liquid circulation path, a discharge pipe for discharging the circulating warming liquid toward the upper part of the pot, and a warming liquid circulating in the warming liquid provided in the pot A discharge port for discharging to the path, a gas reservoir provided in an upper portion of the pot, and a liquid level detecting means provided in the gas reservoir for detecting the liquid level of the gas reservoir. Gas heating system.
前記ポットの上部にガス排出弁を設け、該ガス排出弁から排出されるガスを検知するガス検出手段を設けたことを特徴とする請求項1記載のガス加温システム。   The gas heating system according to claim 1, wherein a gas discharge valve is provided at an upper portion of the pot, and gas detection means for detecting gas discharged from the gas discharge valve is provided. 前記熱交換器は、密封容器内にガスが通流するチューブを配置したシェル&チューブ方式のものであって、該熱交換器から排出される加温液体の排出口が前記密封容器の上端部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のガス加温システム。   The heat exchanger is of a shell and tube type in which a tube through which a gas flows is arranged in a sealed container, and a discharge port of the heated liquid discharged from the heat exchanger is an upper end portion of the sealed container The gas heating system according to claim 1, wherein the gas warming system is provided in the gas heating system. 前記熱交換器は、複数枚のプレートの隙間を前記加温液体とガスが流れるプレート&シェル方式のものであることを特徴とする請求項1又は2記載のガス加温システム。   The gas heating system according to claim 1 or 2, wherein the heat exchanger is of a plate and shell type in which the heating liquid and gas flow through a gap between a plurality of plates.
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