JP2014114978A - High temperature water generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気ボイラを用いて高温水を生成する高温水生成装置に関する。 The present invention relates to a high-temperature water generator that generates high-temperature water using a steam boiler.
水管を加熱することにより蒸気や温水を生成するボイラが広く知られており、病院、学校、工場、銭湯等の様々な施設において利用されている。一般に100℃未満の熱源を利用する利用者に対しては温水が供給され、100℃を超える熱源を利用する利用者に対しては蒸気が供給される。 Boilers that generate steam and hot water by heating a water pipe are widely known, and are used in various facilities such as hospitals, schools, factories, and public baths. Generally, hot water is supplied to a user who uses a heat source lower than 100 ° C., and steam is supplied to a user who uses a heat source higher than 100 ° C.
ここで、熱源として利用された蒸気はドレンとして回収されるが、ドレンの保有する熱(顕熱)を有効に利用する試みも広く行われており、例えば、特許文献1には、ドレンを高温高圧の状態で回収して、回収したドレンをボイラに給水するクローズド方式のドレン回収システムが開示されている。
このようなクローズド方式のドレン回収システムでは、ボイラに対して高温での給水が可能となるため、ボイラの燃料消費量を低減でき、ボイラの運転コストを低減できる。また、ドレン回収タンクの内部の圧力を高く保つことで、ボイラとの圧力差を小さくできるので、ドレン回収タンクからボイラに給水を行う場合に用いられる給水ポンプを駆動させる動力を低減できる。
Here, the steam used as a heat source is recovered as drain, but attempts to effectively use the heat (sensible heat) held by the drain are also widely performed. A closed-type drain recovery system that recovers in a high-pressure state and supplies the recovered drain to a boiler is disclosed.
In such a closed-type drain recovery system, water can be supplied to the boiler at a high temperature, so that the fuel consumption of the boiler can be reduced and the operating cost of the boiler can be reduced. Moreover, since the pressure difference with a boiler can be made small by keeping the pressure inside a drain collection | recovery tank high, the motive power which drives the feed water pump used when supplying water to a boiler from a drain collection | recovery tank can be reduced.
ところで、利用者によっては、100℃を超える熱源として温水の供給を望む場合がある。このような100℃を超える温水は、蒸気と同様に熱源として利用された後も高い熱を有するため、回収し再利用することが好ましいが、供給した温水を回収し再利用するためには、更なる工夫が求められる。
すなわち、100℃を超える温水(以下「高温水」と呼ぶ)を生成するためには、水を加圧しつつ加熱する必要があるため、耐圧性を有する密閉可能な圧力容器を用いて高温水を生成することになる。このとき、高温水に加えられた圧力が回収システムの保有水温度の飽和蒸気圧を下回ると、回収する際に保有水全体でフラッシュ蒸気が発生し、ポンプのエア噛み等大きな障害が発生してしまう。
By the way, depending on a user, supply of warm water may be desired as a heat source exceeding 100 degreeC. Such hot water exceeding 100 ° C. has high heat even after being used as a heat source in the same manner as steam, and therefore it is preferable to collect and reuse, but in order to recover and reuse the supplied hot water, Further ingenuity is required.
That is, in order to generate hot water exceeding 100 ° C. (hereinafter referred to as “hot water”), it is necessary to heat the water while pressurizing it. Will be generated. At this time, if the pressure applied to the high-temperature water falls below the saturated vapor pressure of the retained water temperature of the recovery system, flash steam will be generated in the entire retained water during recovery, causing major obstacles such as pump air biting. End up.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、利用者に対して高温水を熱源として供給するとともに、供給した高温水を適切に回収する高温水生成装置を提供することを目的とする。 This invention is made in view of such a problem, and it aims at providing the high temperature water production | generation apparatus which collect | recovers the supplied high temperature water appropriately while supplying high temperature water as a heat source with respect to a user. To do.
本発明は、蒸気ボイラにより生成された蒸気を用いて高温水を生成し、生成された高温水を負荷機器に供給する高温水生成装置であって、温水を貯留する温水タンクと、前記蒸気ボイラと前記温水タンクとを接続し、前記温水タンクの気相部に蒸気を供給する加圧用ラインと、前記蒸気ボイラと前記温水タンクとを接続し、前記温水タンクの液相部に蒸気を供給する加熱用ラインと、前記温水タンクと前記蒸気ボイラとを接続し、前記温水タンクに貯留された温水を前記蒸気ボイラに供給する給水ラインと、を備える高温水生成装置に関する。 The present invention is a high-temperature water generating device that generates high-temperature water using steam generated by a steam boiler and supplies the generated high-temperature water to a load device, the hot-water tank storing hot water, and the steam boiler And the hot water tank are connected, a pressurization line for supplying steam to the gas phase part of the hot water tank, the steam boiler and the hot water tank are connected, and steam is supplied to the liquid phase part of the hot water tank The present invention relates to a high-temperature water generating apparatus including a heating line, a hot water tank that connects the hot water tank and the steam boiler, and a water supply line that supplies hot water stored in the hot water tank to the steam boiler.
また、高温水生成装置では、前記温水タンクの下流側に配置され該温水タンクに貯留された温水が移送される調整タンクと、前記温水タンクと前記調整タンクとを接続し、前記温水タンクに貯留された温水を前記調整タンクに供給する水位調節用ラインと、前記温水タンクと前記調整タンクとを接続し、前記調整タンクに貯留された温水を前記温水タンクに供給する温水戻ラインと、を更に備えることが好ましい。 Further, in the high-temperature water generating device, an adjustment tank that is arranged downstream of the hot water tank and to which hot water stored in the hot water tank is transferred is connected to the hot water tank and the adjustment tank, and stored in the hot water tank. A water level adjustment line for supplying the heated water to the adjustment tank, and a hot water return line for connecting the hot water tank and the adjustment tank and supplying the hot water stored in the adjustment tank to the hot water tank. It is preferable to provide.
また、高温水生成装置では、前記温水タンクに貯留される温水の水位を検知する水位検知部と、前記水位調節用ラインに設けられた開閉弁と、前記水位検知部が所定以上の水位を検知することを条件に、前記開閉弁の開放する水位制御部と、を更に備えることが好ましい。 Further, in the high-temperature water generating device, a water level detection unit that detects a water level of hot water stored in the hot water tank, an on-off valve provided in the water level adjustment line, and the water level detection unit detects a water level that exceeds a predetermined level. It is preferable to further include a water level control unit that opens the on-off valve on condition that the on-off valve is opened.
この水位制御部は、前記水位検知部が所定未満の水位を検知することを条件に、前記温水戻ラインを介して前記調整タンクから前記温水タンクに温水を供給することが更に好ましい。 More preferably, the water level control unit supplies hot water from the adjustment tank to the hot water tank via the hot water return line on condition that the water level detection unit detects a water level below a predetermined level.
また、高温水生成装置では、前記温水タンクと前記負荷機器とを接続し、前記温水タンクから高温水を前記負荷機器に供給するとともに、前記負荷機器に供給した高温水を前記温水タンクに戻す負荷用循環ラインと、を更に備え、前記給水ラインの前記温水タンクとの接続部は、前記温水戻ラインの前記温水タンクとの接続部、及び/又は前記負荷用循環ラインの下流側の前記温水タンクとの接続部の近傍に配置されることが好ましい。 In the high-temperature water generator, the hot water tank is connected to the load device, and the high-temperature water is supplied from the hot water tank to the load device and the high-temperature water supplied to the load device is returned to the hot water tank. And a connection part of the water supply line to the hot water tank, a connection part of the hot water return line to the hot water tank, and / or the hot water tank downstream of the load circulation line. It is preferable to arrange | position in the vicinity of the connection part.
また、高温水生成装置では、前記負荷機器に供給する高温水の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部が検知した前記温度に基づいて前記加熱用ラインから前記温水タンクに供給される蒸気量を制御する水温制御部と、を更に備えることが好ましい。 Further, in the high-temperature water generating device, a temperature detection unit that detects the temperature of the high-temperature water supplied to the load device, and the temperature detection unit supplies the temperature to the hot water tank from the heating line based on the temperature detected by the temperature detection unit. It is preferable to further include a water temperature control unit that controls the amount of steam.
また、高温水生成装置では、前記加圧用ラインには、前記気相部に供給される蒸気が、前記高温水を生成するために必要な飽和蒸気圧を超える圧力となるように前記蒸気の圧力を調整する蒸気圧力調整部が設けられることが好ましい。 In the high-temperature water generator, the pressure of the steam is such that the steam supplied to the gas phase section has a pressure exceeding the saturation vapor pressure necessary for generating the high-temperature water in the pressurizing line. It is preferable that a steam pressure adjusting unit for adjusting the pressure is provided.
本発明によれば、利用者に対して高温水を熱源として供給するとともに、供給した高温水を適切に回収する高温水生成装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while supplying high temperature water as a heat source with respect to a user, the high temperature water production | generation apparatus which collect | recovers the supplied high temperature water appropriately can be provided.
以下、本発明の高温水生成装置の好ましい各実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の高温水生成装置は、耐圧性を有する密閉型のタンクにボイラから発生した蒸気を供給することで100℃を超える温水(高温水)を生成し、熱源として負荷機器に対して供給する。また、高温水生成装置は、クローズド方式のドレン回収システムとしても機能し、負荷機器に供給した高温水を高温高圧の状態で回収し、ボイラの給水として再び利用する。 Hereinafter, preferred embodiments of the high-temperature water generator of the present invention will be described with reference to the drawings. The high-temperature water generator of this embodiment generates hot water (high-temperature water) exceeding 100 ° C. by supplying steam generated from a boiler to a sealed tank having pressure resistance, and supplies it to a load device as a heat source. To do. The high-temperature water generator also functions as a closed-type drain recovery system, recovers high-temperature water supplied to the load equipment in a high-temperature and high-pressure state, and reuses it as boiler feed water.
まず、図1を参照して、本実施形態の高温水生成装置1の全体構成について説明する。以下の説明において「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。
高温水生成装置1は、ボイラ10と、温水タンク20と、調整タンク40と、を備え、負荷機器30に対して高温水を供給する。
First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the high-temperature-water production | generation apparatus 1 of this embodiment is demonstrated. In the following description, “line” is a general term for a flow path, a path, a pipeline, and the like.
The high temperature water generator 1 includes a
また、高温水生成装置1は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通する複数のライン、及びこれら複数のラインを開閉させる複数の弁、及びこれら複数のラインにおいて水を流通させる複数のポンプ、及びこれら複数のライン等における各種状態を検知する複数の検知部、及びこれら複数の弁等の動作を制御する制御部8を備える。
Moreover, the high-temperature water generator 1 connects these devices, a plurality of lines through which steam or water flows, a plurality of valves that open and close the plurality of lines, and a plurality of lines through which water flows through the plurality of lines. A pump, a plurality of detection units for detecting various states in the plurality of lines and the like, and a
具体的には、高温水生成装置1は、ラインとして、加圧用ラインL1と、加熱用ラインL2と、負荷用循環ラインL3と、水位調節用ラインL4と、温水戻ラインL5と、給水ラインL6と、を備える。また、高温水生成装置1は、弁として、加圧蒸気供給弁51と、加熱蒸気供給弁52と、水位調整弁53と、逆止弁54と、を備える。また、高温水生成装置1は、複数のポンプとして、負荷用循環ポンプ61と、温水戻用ポンプ62と、給水ポンプ63と、を備える。また、高温水生成装置1は、検知部として、水位センサLS71と、温度センサTH72と、を備える。
Specifically, the high-temperature water generator 1 includes a pressurization line L1, a heating line L2, a load circulation line L3, a water level adjustment line L4, a hot water return line L5, and a water supply line L6. And comprising. Moreover, the high temperature water production | generation apparatus 1 is provided with the pressurized
ボイラ10は、蒸気を発生させる複数の缶体11と、これら複数の缶体11で発生した蒸気が集合される蒸気ヘッダ12と、複数の缶体11と蒸気ヘッダ12とを連結する連結管13と、を備える蒸気ボイラである。
複数の缶体11は、これらの缶体11に供給された水を加熱して蒸気を発生させる。複数の缶体11で発生した蒸気は、連結管13を通って蒸気ヘッダ12に供給される。また、ボイラ10は複数の缶体11に限らず、単体の缶体11としてもよい。
The
The plurality of can bodies 11 generate steam by heating the water supplied to these can bodies 11. Steam generated in the plurality of cans 11 is supplied to the
温水タンク20は、耐圧性を有し密閉可能な圧力容器により構成され、負荷機器に供給する温水(高温水)を貯留する。温水タンク20に貯留される温水は、ボイラ10から供給される蒸気により加圧されつつ加熱され、100℃を超える温度まで上昇する。本実施形態では、負荷機器30で130℃の高温水を使用することとしていることから、温水タンク20では、130℃の高温水が生成される。
温水タンク20には、温水タンク20に貯留される温水(高温水)の水位を検知する水位センサLS71(水位検知部)が設けられる。水位センサLS71は、制御部8と通信可能に接続され、検知した水位を制御部8に対して送信する。
The
The
負荷機器30は、温水タンク20に貯留される高温水を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
The
調整タンク40は、温水タンク20の下流に配置されたオープンタンクであり、温水タンク20に貯留される温水(高温水)が移送される。調整タンク40に温水を移送することで、温水タンク20内部の水位が調整される。
The
加圧用ラインL1は、蒸気ヘッダ12と温水タンク20とを接続し、ボイラ10で発生した蒸気を温水タンク20に供給する。ここで、図2に示すように、加圧用ラインL1は、温水タンク20の気相部21に接続され、気相部21に対して蒸気を供給する。すなわち、加圧用ラインL1から温水タンク20に供給される蒸気は、温水タンク20の気相部の圧力の上昇に用いられる。
図1に戻り、加圧用ラインL1には、蒸気圧力調整部としての加圧蒸気供給弁51が設けられる。加圧蒸気供給弁51は、温水タンク20に供給する蒸気を所定の圧力まで減圧する弁である。詳細については後述するが、本実施形態では、加圧蒸気供給弁51は、温水タンク20で生成する高温水の飽和蒸気圧を超える圧力の蒸気が温水タンク20の気相部に供給されるように、ボイラ10から発生した蒸気を減圧する。具体的には、温水タンク20で生成する高温水が130℃である場合には飽和蒸気圧がゲージ圧で1.8kg/cm2Gであるため、加圧蒸気供給弁51は1.8kg/cm2G以上の圧力までボイラ10から発生した蒸気を減圧する。
加圧用ラインL1を介して、飽和蒸気圧以上の蒸気が温水タンク20の気相部に供給されることで、温水タンク20に貯留される温水の温度が100℃を超えて上昇する。
The pressurizing line L <b> 1 connects the
Returning to FIG. 1, the pressurized line L1 is provided with a pressurized
The temperature of the hot water stored in the
加熱用ラインL2は、蒸気ヘッダ12と温水タンク20とを接続し、ボイラ10で発生した蒸気を温水タンク20に供給する。図2に示すように、加熱用ラインL2には、温水タンク20に貯留される温水中に位置するように配置された4つの蒸気ノズル91,92,93,94が設けられる。ボイラ10で発生した蒸気は、これら蒸気ノズル91〜94から温水タンク20に供給される。すなわち、加熱用ラインL2から温水タンク20に供給される蒸気は、温水タンク20の液相部に供給され、温水タンク20の温水(高温水)の加熱用に用いられる。
図1に戻り、加熱用ラインL2には、加熱蒸気供給弁52が設けられる。加熱蒸気供給弁52は、制御部8と通信可能に接続され、制御部8の制御の下、蒸気ノズル91〜94から温水タンク20に吹き込む蒸気の流量を調整する。
The heating line L <b> 2 connects the
Returning to FIG. 1, a heating
負荷用循環ラインL3は、温水タンク20と負荷機器30とを接続し、温水タンク20と負荷機器30との間で高温水(温水)を循環させる。すなわち、負荷用循環ラインL3は、温水タンク20で生成された高温水を負荷機器30に対して供給するとともに、負荷機器30で熱源として利用された高温水(温水)を温水タンク20に再び供給する。
負荷用循環ラインL3には、負荷用循環ポンプ61が配置される。負荷用循環ポンプ61は、温水タンク20に貯留される高温水を昇圧して負荷機器30に供給する。
また、負荷用循環ラインL3の負荷機器30よりも上流側には、負荷機器30に供給する高温水の温度を検知する温度センサTH72(温度検知部)が設けられる。温度センサTH72は、制御部8と通信可能に接続され、検知した温度を制御部8に対して送信する。
The load circulation line L3 connects the
A
A temperature sensor TH72 (temperature detection unit) that detects the temperature of the high-temperature water supplied to the
水位調節用ラインL4は、温水タンク20と調整タンク40とを接続し、温水タンク20に貯留された温水(高温水)を調整タンク40に供給する。水位調節用ラインL4には、水位調整弁53が設けられる。水位調整弁53は、制御部8と通信可能に接続され、制御部8の制御の下、調整タンク40に移送する温水(高温水)の流量を調整することで温水タンク20の水位を調整(低下)する。
温水戻ラインL5は、調整タンク40と温水タンク20とを接続し、調整タンク40に貯留された温水を温水タンク20供給する。温水戻ラインL5には、温水戻用ポンプ62が配置される。温水戻用ポンプ62は、制御部8と通信可能に接続され、制御部8の制御の下、調整タンク40に貯留される温水を昇圧して温水タンク20に供給する。また、温水戻ラインL5における温水戻用ポンプ62と温水タンク20との間には、逆止弁64が配置される。逆止弁64は、温水戻用ポンプ62から温水タンク20に向かう方向のみ、流体の流通を許容する弁である。
The water level adjustment line L <b> 4 connects the
The warm water return line L5 connects the
給水ラインL6は、温水タンク20とボイラ10とを接続し、温水タンク20に貯留された温水(高温水)をボイラ10に供給する。ここで、図2に示すように、給水ラインL6の温水タンク20との接続部は、負荷用循環ラインL3の下流側の温水タンク20との接続部、及び温水戻ラインL5の温水タンク20との接続部の2つの接続部のいずれか一方又は両方の近傍に位置することが好ましい。負荷用循環ラインL3の下流側の温水タンク20との接続部からは、負荷機器30で熱源として利用された温水(高温水)が供給され、温水戻ラインL5の温水タンク20との接続部からは、調整タンク40に貯留された温水が供給されるため、これら両接続部からは、温水タンク20で生成した高温水よりも低温の温水が供給されることになる。そのため、このような低温の温水を優先してボイラ10に戻すように給水ラインL6と温水タンク20とを接続することで、温水タンク20に貯留される高温水の温度を維持することができ、加熱用の蒸気を抑えることができる。また、低温の温水が節炭器(図示省略)へ流れ込むため、ボイラ効率が向上する効果も奏する。
図1に戻り、給水ラインL6には、給水ポンプ63が配置される。給水ポンプ63は、温水タンク20に貯留される高温水を昇圧してボイラ10に供給する。
The water supply line L <b> 6 connects the
Returning to FIG. 1, the
制御部8は、ボイラ10からの信号、水位センサLS71により検知された水位、及び温度センサTH72により検知された温度に基づいて、水位調整弁53、温水戻用ポンプ62、及び加熱蒸気供給弁52の開閉等を制御する。この制御部8は、水位制御部81と、水温制御部82と、を備える。
Based on the signal from the
水位制御部81は、水位センサLS71が検知した水位に基づいて、水位調整弁53及び温水戻用ポンプ62を制御する。
ここで、調整タンク40を除く系統、すなわちボイラ10、温水タンク20及び負荷機器30により構成される系統は、密閉された系統であり、系統が保有する保有水量は、基本的に略一定になる。このような密閉された系統において、温水タンク20では、貯留する温水を加圧しつつ130℃まで加熱することとしているが、温度上昇に伴い水の体積が膨張するため、設備破損を防止すべく膨張した分を逃がす必要がある。
そこで、水位制御部81は、水位センサLS71により検知された水位が基準水位よりも高い第1水位を上回ると、水位調整弁53を開放し、温水タンク20内の温水(高温水)を調整タンク40に移送する。なお、水位調整弁53の閉鎖は任意に行うこととしてよく、水位制御部81は、水位調整弁53を一定時間開放した後に閉鎖することとしてもよく、また、水位センサLS71により検知された水位が基準水位を下回った場合に水位調整弁53を閉鎖することとしてもよい。
また、水位制御部81は、水位センサLS71により検知された水位が基準水位よりも低い第2水位を下回ると、温水戻用ポンプ62を駆動し、温水タンク20に温水を供給する。なお、温水戻用ポンプ62の駆動停止も任意に行うこととしてよく、水位制御部81は、駆動時間に応じて温水戻用ポンプ62を停止することとしてもよく、また、水位センサLS71により検知された水位が基準水位を上回った場合に温水戻用ポンプ62を停止することとしてもよい。
なお、基準水位、第1水位及び第2水位は、負荷機器30が必要とする高温水の量や温水タンク20の圧力上昇に対する耐久性等の様々な情報に基づいて任意に設定することができる。
The water
Here, the system excluding the
Therefore, when the water level detected by the water level sensor LS71 exceeds the first water level that is higher than the reference water level, the water
Further, when the water level detected by the water level sensor LS71 falls below the second water level that is lower than the reference water level, the water
The reference water level, the first water level, and the second water level can be arbitrarily set based on various information such as the amount of high-temperature water required by the
水温制御部82は、温度センサTH72により検知された温度に基づいて、加熱蒸気供給弁52を制御する。すなわち、水温制御部82は、温度センサTH72により検知された温度が予定する温度(本実施形態では130℃)となるように加熱蒸気供給弁52の開度を調整する。より具体的には、水温制御部82は、温度センサTH72により検知された温度が130℃に満たない場合には、加熱蒸気供給弁52の開度を大きくし、温水タンク20に供給する加熱用の蒸気を増大させる。また、水温制御部82は、温度センサTH72により検知された温度が130℃を超える場合には、加熱蒸気供給弁52の開度を小さくし又は閉じ、温水タンク20に供給する加熱用の蒸気を減少又は蒸気の供給を停止させる。
The water
次に、本実施形態の高温水生成装置1の具体的な動作について説明する。
高温水生成装置1では、ボイラ10から発生した蒸気を加圧用ラインL1及び加熱用ラインL2を用いて温水タンク20に供給する。すなわち、加圧用ラインL1からは温水タンク20の気相部の圧力を上昇させるための加圧用の蒸気が供給され、加熱用ラインL2からは温水タンク20に貯留される温水を加熱するための加熱用の蒸気が供給される。
Next, a specific operation of the high-temperature water generator 1 according to this embodiment will be described.
In the high-temperature water generator 1, steam generated from the
ここで、温水タンク20に対して加熱用の蒸気のみを供給し温水タンク20に貯留される温水が加熱し続けた場合、貯留される温水が蒸発し気相部の圧力が上昇する結果、温水タンク20内に100℃を超える高温水を生成することができる。しかしながら、気相部の圧力は、生成される高温水の飽和蒸気圧までしか上昇することがなく、高温水に加えられる圧力が低下した場合に高温水が沸騰してしまうおそれがある。
この点、本実施形態の高温水生成装置1では、温水タンク20の気相部に対して加熱用の蒸気とは別に加圧用の蒸気を供給することで、気相部の圧力を生成すべき高温水の飽和蒸気圧とは別に制御することができる。より詳細には、高温水生成装置1では、気相部の圧力を生成すべき高温水の飽和蒸気圧以上となるように、気相部に対して加熱用の蒸気を供給することで、高温水に加えられる圧力が低下した場合であっても直ちに高温水が沸騰してしまうことを防止できる。
このとき、飽和蒸気圧以上となる圧力としては、適宜設定することができるが、制御振れ幅を考慮し設定することが好ましく、本実施形態では、生成する高温水の温度の+20℃の飽和蒸気圧を設定することとしている。具体的には、130℃の高温水を生成する場合には、気相部の圧力が150℃の高温水の飽和蒸気圧(ゲージ圧で4.0kg/cm2G)となるように設定する。
Here, when only the steam for heating is supplied to the
In this respect, in the high-temperature water generating apparatus 1 of the present embodiment, the pressure in the gas phase portion should be generated by supplying the pressure steam separately from the heating steam to the gas phase portion of the
At this time, the pressure equal to or higher than the saturated vapor pressure can be set as appropriate, but is preferably set in consideration of the control fluctuation width. In this embodiment, the saturated steam having a temperature of + 20 ° C. of the temperature of the high-temperature water to be generated The pressure is to be set. Specifically, when producing high-temperature water at 130 ° C., the pressure in the gas phase is set so that the saturated vapor pressure of high-temperature water at 150 ° C. (4.0 kg / cm 2 G in gauge pressure).
また、温水タンク20内において温水は加熱されることにより体積膨張することになるが、液体である温水は非圧縮性流体であるため、体積膨張に伴い温水タンク20内の圧力が急激に上昇してしまうおそれがある。この点、本実施形態の高温水生成装置1では、温水タンク20に対して液相部だけでなく気相部も設けることとしているため、温水の体積膨張分を気相部で吸収することができる。
加えて、本実施形態の高温水生成装置1では、気相部で吸収できないくらいまで圧力が上昇してしまった場合に設備が破損してしまうのを防止すべく、温水タンク20とは別に調整タンク40を備え、体積膨張した分の温水を調整タンク40に移送することにしている。
より具体的には、温水タンク20内の水位が上昇すると、水位調整弁53を開放し、水位上昇した分の温水(高温水)を温水タンク20から調整タンク40に逃がすこととしている。これにより、体積膨張に伴う圧力上昇を抑えることができ、設備が破損してしまうのを防止することができる。なお、高温水生成装置1では、温水タンク20内の水位が低下した場合に調整タンク40から温水タンク20に温水を戻すこととしてもよい。これにより、高温水生成装置1の保有水量を一定に保つことができ、安定的な運用を行うことができる。
もちろん、温水の体積が膨張したとしても温水タンク20内の圧力があまり上昇しないような大容量のタンクを用いた場合には、膨張した分の温水(高温水)を逃がす必要はなく、このような場合には調整タンク40を設ける必要はない。
In addition, the hot water in the
In addition, in the high-temperature water generating apparatus 1 of the present embodiment, adjustment is performed separately from the
More specifically, when the water level in the
Of course, when a large-capacity tank that does not increase the pressure in the
また、高温水生成装置1では、ボイラ10に給水するための給水ラインL6の温水タンク20との接続部を、負荷用循環ラインL3の下流側の温水タンク20との接続部、及び温水戻ラインL5の温水タンク20との接続部の2つの接続部のいずれか一方又は両方の近傍に配置し、これら両接続部から供給される低温の温水から優先してボイラ10の給水に利用する。これにより、温水タンク20に貯留される高温水の温度を維持することができ、加熱用の蒸気を抑えることができる。また、低温の温水が節炭器(図示省略)へ流れ込むため、ボイラ効率が向上する効果も奏する。
Moreover, in the high temperature water production | generation apparatus 1, the connection part with the
また、高温水生成装置1では、負荷機器30に供給する高温水の温度に基づいて、加熱蒸気供給弁52の開度を調整し、温水タンク20に供給する加熱用の蒸気を調整することとしている。具体的には、高温水の温度が高すぎる場合には蒸気を減少させ、高温水の温度が低すぎる場合には蒸気を増大させる。これにより、適切な温度の高温水を負荷機器30に供給することができるとともに、気相部の圧力まで温度が上昇してしまうことを防止でき、安全性を高めることができる。もちろん、高温水の温度が高すぎる場合に、加熱蒸気供給弁52を閉じて、温水タンク20に対する加熱用の蒸気の供給を停止することとしてもよい。
Moreover, in the high temperature water production | generation apparatus 1, based on the temperature of the high temperature water supplied to the
以上、本発明の高温水生成装置の好ましい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。 As mentioned above, although preferable embodiment of the high-temperature-water production | generation apparatus of this invention was described, this invention is not restrict | limited to embodiment mentioned above and can change suitably.
例えば、上記実施形態では、加圧蒸気供給弁51として機械的に自力で圧力制御可能な減圧弁を用いることとしているが、これに限るものではなく、制御部8の制御の下、開度を調整するモータバルブ(制御弁)を用いることとしてもよい。この場合、温水タンク20には、気相部の圧力を検知する圧力センサを設けることが好ましい。そして、制御部8は、圧力センサにより検知された圧力と目標圧力とを比較し、モータバルブの開閉を制御する。なお、制御部8によるモータバルブの制御は、モータバルブを開閉の2値で制御することとしてもよく(開閉制御)、また、モータバルブの開度を調整することとしてもよい(開度調整制御)。好ましくは、開閉制御よりも気相部の圧力のブレが小さい開度調整制御を用いる。
開閉制御によりモータバルブを制御する場合、図3(1)に示すように、気相部の圧力が目標圧力帯の上側に設定された目標圧力P1に達するまでモータバルブを全開にして加圧用蒸気を供給し、その後、目標圧力P1に達すると制御部8はモータバルブを全閉にして加圧用蒸気の供給を停止する。そして、この加圧用蒸気の供給停止により気相部の圧力が低下し目標圧力帯の下側に設定された目標圧力P2を下回ると、制御部8はモータバルブを全開にして加圧用蒸気の供給を開始する。
また、開度調整制御によりモータバルブを制御する場合、図3(2)に示すように、気相部の圧力に基づいてモータバルブの開度を調整する。すなわち、気相部の圧力が目標圧力より上昇している状態では、制御部8はモータバルブの開度を徐々に小さくしていく。一方で、気相部の圧力が目標圧力より低下している状態では、制御部8はモータバルブの開度を徐々に大きくしていく。気相部の圧力が目標圧力になるように常時バルブ開度を調整し、目標圧力と気相部の圧力とのズレが小さくなるように制御する。また、バルブ開度を調整できる範囲は全閉から全開の範囲ならば適宜変更可能である。
For example, in the above embodiment, a pressure reducing valve that can be mechanically pressure controlled by itself is used as the pressurized
When the motor valve is controlled by the open / close control, as shown in FIG. 3A, the motor valve is fully opened until the pressure in the gas phase reaches the target pressure P1 set on the upper side of the target pressure zone. After that, when the target pressure P1 is reached, the
Further, when the motor valve is controlled by the opening adjustment control, the opening of the motor valve is adjusted based on the pressure in the gas phase section as shown in FIG. That is, in a state where the pressure in the gas phase part is higher than the target pressure, the
また、上記実施形態では、気相部の圧力が低下した場合の動作を省略しているが、気相部の圧力が低下した場合には設備安全上必要となる動作を適宜行うこととしてもよい。具体的には、温水タンク20に圧力センサを設け、この圧力センサが目標圧力よりも低い第1圧力(ゲージ圧で3.5kg/cm2G)を検知した場合には、制御部8(水温制御部82)は、加熱蒸気供給弁52を閉じることとしてもよい。これにより、温水タンク20に貯留される温水(高温水)の温度が上昇しなくなるため、温水タンク20に貯留される温水(高温水)の飽和蒸気圧が気相部の圧力に近づくことを防止できる。すなわち、気相部の圧力を温水(高温水)の飽和蒸気圧以上に保つことができ、高温水が沸騰してしまうことを防止できる。
Moreover, in the said embodiment, although the operation | movement when the pressure of a gaseous-phase part falls is abbreviate | omitted, when the pressure of a gaseous-phase part falls, it is good also as performing operation | movement required for equipment safety suitably. . Specifically, when a pressure sensor is provided in the
1…高温水生成装置、10…ボイラ、11…缶体、12…蒸気ヘッダ、20…温水タンク、30…負荷機器、40…調整タンク、51…加圧蒸気供給弁、52…加熱蒸気供給弁、53…水位調整弁、54…逆止弁、61…負荷用循環ポンプ、62…温水戻用ポンプ、63…給水ポンプ、71…水位センサLS、72…温度センサTH、L1…加圧用ライン、L2…加熱用ライン、L3…負荷用循環ライン、L4…水位調節用ライン、L5…温水戻ライン、L6…給水ライン、8…制御部、81…水位制御部、82…水温制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... High temperature water production | generation apparatus, 10 ... Boiler, 11 ... Can body, 12 ... Steam header, 20 ... Hot water tank, 30 ... Load equipment, 40 ... Adjustment tank, 51 ... Pressurized steam supply valve, 52 ... Heating
Claims (7)
温水を貯留する温水タンクと、
前記蒸気ボイラと前記温水タンクとを接続し、前記温水タンクの気相部に蒸気を供給する加圧用ラインと、
前記蒸気ボイラと前記温水タンクとを接続し、前記温水タンクの液相部に蒸気を供給する加熱用ラインと、
前記温水タンクと前記蒸気ボイラとを接続し、前記温水タンクに貯留された温水を前記蒸気ボイラに供給する給水ラインと、
を備える高温水生成装置。 A high-temperature water generating device that generates high-temperature water using steam generated by a steam boiler and supplies the generated high-temperature water to a load device,
A hot water tank for storing hot water;
A line for pressurization that connects the steam boiler and the hot water tank, and supplies steam to the gas phase part of the hot water tank;
A heating line that connects the steam boiler and the hot water tank, and supplies steam to the liquid phase of the hot water tank;
A water supply line that connects the hot water tank and the steam boiler, and supplies hot water stored in the hot water tank to the steam boiler;
A high-temperature water generator comprising:
前記温水タンクと前記調整タンクとを接続し、前記温水タンクに貯留された温水を前記調整タンクに供給する水位調節用ラインと、
前記温水タンクと前記調整タンクとを接続し、前記調整タンクに貯留された温水を前記温水タンクに供給する温水戻ラインと、
を備える請求項1に記載の高温水生成装置。 An adjustment tank that is arranged downstream of the hot water tank and in which hot water stored in the hot water tank is transferred;
A water level adjusting line that connects the hot water tank and the adjustment tank, and supplies the adjustment tank with hot water stored in the hot water tank;
A hot water return line for connecting the hot water tank and the adjustment tank, and supplying hot water stored in the adjustment tank to the hot water tank;
A high-temperature water generator according to claim 1.
前記水位調節用ラインに設けられた開閉弁と、
前記水位検知部が所定以上の水位を検知することを条件に、前記開閉弁の開放する水位制御部と、
を備える請求項2に記載の高温水生成装置。 A water level detector for detecting the level of hot water stored in the hot water tank;
An on-off valve provided in the water level adjusting line;
On condition that the water level detection unit detects a water level above a predetermined level, a water level control unit that opens the on-off valve; and
A high-temperature water generator according to claim 2.
前記水位検知部が所定未満の水位を検知することを条件に、前記温水戻ラインを介して前記調整タンクから前記温水タンクに温水を供給する水位制御部と、
を備える請求項2又は3のいずれかに記載の高温水生成装置。 A water level detector for detecting the level of hot water stored in the hot water tank;
A water level control unit that supplies hot water from the adjustment tank to the hot water tank via the hot water return line on condition that the water level detection unit detects a water level lower than a predetermined level,
A high-temperature water generator according to any one of claims 2 and 3.
を更に備え、
前記給水ラインの前記温水タンクとの接続部は、前記温水戻ラインの前記温水タンクとの接続部、及び/又は前記負荷用循環ラインの下流側の前記温水タンクとの接続部の近傍に配置される、
請求項2から4のいずれかに記載の高温水生成装置。 Connecting the hot water tank and the load device, supplying high temperature water from the hot water tank to the load device, and a load circulation line for returning the high temperature water supplied to the load device to the hot water tank;
Further comprising
The connection portion of the water supply line with the hot water tank is disposed in the vicinity of the connection portion of the hot water return line with the hot water tank and / or the connection portion with the hot water tank on the downstream side of the load circulation line. The
The high temperature water production | generation apparatus in any one of Claim 2 to 4.
前記温度検知部が検知した前記温度に基づいて前記加熱用ラインから前記温水タンクに供給される蒸気量を制御する水温制御部と、
を更に備える請求項1〜5のいずれかに記載の高温水生成装置。 A temperature detector for detecting the temperature of the high-temperature water supplied to the load device;
A water temperature controller for controlling the amount of steam supplied from the heating line to the hot water tank based on the temperature detected by the temperature detector;
The high-temperature water generator according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
請求項1〜6のいずれかに記載の高温水生成装置。 In the pressurizing line, there is a steam pressure adjusting unit that adjusts the pressure of the steam so that the steam supplied to the gas phase part becomes a pressure exceeding a saturated steam pressure necessary for generating the high-temperature water. Provided,
The high temperature water production | generation apparatus in any one of Claims 1-6.
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