JP2016080190A - Steam generation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気発生装置に関する。 The present invention relates to a steam generator.
従来、蒸気発生装置として、燃料を燃焼させて水を沸騰させ蒸気を生成するボイラが広く用いられている。一方、工場等で発生する廃熱のエネルギを有効に利用することを目的として、廃熱を熱源として蒸気を発生させる蒸気発生装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1で提案された蒸気発生装置によれば、約90℃と比較的低い温度の温水を熱源として、蒸気を取り出すことができる。 Conventionally, boilers that generate steam by burning fuel to boil water are widely used as steam generators. On the other hand, for the purpose of effectively using the energy of waste heat generated in factories or the like, a steam generator that generates steam using waste heat as a heat source has been proposed (see, for example, Patent Document 1). According to the steam generator proposed in Patent Document 1, steam can be taken out using hot water having a relatively low temperature of about 90 ° C. as a heat source.
このような、比較的低い温度の温水を熱源として蒸気を取り出すことができる蒸気発生装置として、タンクとこのタンクの内部を貫通するように配置されるチューブとを備えるシェルアンドチューブ型の熱交換器を用いた蒸気発生装置も知られている。シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いれば、工場等において発生する廃熱(例えば、約90℃の廃温水)を熱源流体としてチューブに流通させると共に、タンクの内部において、約80℃の温水をチューブに噴霧することによって、廃熱を利用して蒸気を発生させることが可能となる。 As such a steam generator capable of taking out steam using hot water having a relatively low temperature as a heat source, a shell-and-tube heat exchanger including a tank and a tube arranged to penetrate the inside of the tank. A steam generation apparatus using the above is also known. If a shell-and-tube heat exchanger is used, waste heat generated in a factory or the like (for example, about 90 ° C. waste hot water) is circulated through the tube as a heat source fluid, and hot water of about 80 ° C. is supplied inside the tank. By spraying on the tube, it is possible to generate steam using waste heat.
ところで、シェルアンドチューブ型の熱交換器を用いた蒸気発生装置の起動時には、冷却状態にある熱交換器に熱源流体が供給されることとなるため、熱源流体が流通するチューブは速やかに加温される一方、タンクは加温されるまでに所定の時間を必要とする。そのため、蒸気発生装置の起動時には、チューブとタンクとの温度差に起因する熱膨張量の違いによりこれらチューブとタンクとの接合部に負荷がかかってしまい、蒸気発生装置の耐久性を低下させる原因となっていた。 By the way, when the steam generator using the shell-and-tube heat exchanger is started, the heat source fluid is supplied to the heat exchanger in the cooled state, so that the tube through which the heat source fluid flows is quickly heated. On the other hand, the tank needs a predetermined time to be heated. Therefore, when starting up the steam generator, the difference in thermal expansion due to the temperature difference between the tube and the tank causes a load on the joint between the tube and the tank, which causes a decrease in the durability of the steam generator. It was.
このような、起動時におけるチューブとタンクとの接合部にかかる負荷の問題を解消するために、チューブとタンクとの接合部分に伸縮継手のような伸縮性を有する部材を用いることが考えられる。しかしながら、チューブとタンクとの接合部分に伸縮性を有する部材を用いた場合には、蒸気発生装置の製造にかかる部品点数が増加し、蒸気発生装置の製造コスト及び製造工数を増加させてしまう。 In order to eliminate such a problem of the load applied to the joint between the tube and the tank at the time of startup, it is conceivable to use a member having elasticity such as an expansion joint at the joint between the tube and the tank. However, when a stretchable member is used at the joint between the tube and the tank, the number of parts involved in the production of the steam generator increases, which increases the production cost and production man-hour of the steam generator.
従って、本発明は、製造コストの増加を抑制でき、かつ、耐久性に優れた蒸気発生装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a steam generator that can suppress an increase in manufacturing cost and is excellent in durability.
本発明は、内部において蒸気が生成される蒸発タンク、及び該蒸発タンクの下方に設けられ、前記蒸発タンクの内部において蒸発しなかった水が貯留される水ヘッダを有するタンク部と、前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源流体が流通するチューブと、前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水ラインと、前記噴霧水ラインに設けられる噴霧水ポンプと、前記チューブに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、前記チューブを流通した熱源流体を排出する熱源流体排出ラインと、前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続するバイパスラインと、前記熱源流体供給ラインから前記チューブ側に流通する熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、噴霧水の温度を測定する噴霧水温度測定部と、前記噴霧水温度測定部により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、前記チューブ側に流通する熱源流体の流量が増加するように前記流量調整弁を制御する起動時弁制御部と、を備える蒸気発生装置に関する。 The present invention includes an evaporating tank in which steam is generated, a tank portion provided below the evaporating tank, and having a water header for storing water that has not evaporated in the evaporating tank, and the evaporating tank A tube extending in the horizontal direction in which the heat source fluid flows, a spray nozzle disposed above the tube in the evaporation tank and spraying water on the tube, and the water header A spray water line for supplying water stored in the spray nozzle to the spray nozzle, a spray water pump provided in the spray water line, a heat source fluid supply line for supplying a heat source fluid to the tube, and the tube A heat source fluid discharge line that discharges the heat source fluid that has circulated, and a bypass that connects the heat source fluid supply line and the heat source fluid discharge line A flow rate adjusting valve that adjusts the flow rate of the heat source fluid flowing from the heat source fluid supply line to the tube side, a spray water temperature measurement unit that measures the temperature of spray water, and the spray water temperature measurement unit. And a startup valve control unit that controls the flow rate adjusting valve such that the flow rate of the heat source fluid flowing to the tube side increases as the temperature of the spray water increases.
また、蒸気発生装置は、噴霧水の温度と前記流量調整弁の開度とを対応付けて記憶する記憶部を更に備え、前記起動時弁制御部は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度に対応して前記記憶部に記憶された前記流量調整弁の開度に基いて、前記流量調整弁を制御することが好ましい。 The steam generator further includes a storage unit that stores the temperature of the spray water and the opening of the flow rate adjustment valve in association with each other, and the startup valve control unit is measured by the spray water temperature measurement unit. It is preferable to control the flow rate adjusting valve based on the opening degree of the flow rate adjusting valve stored in the storage unit corresponding to the temperature of the spray water.
また、蒸気発生装置は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度が第1温度を上回った場合に前記起動時制御部による前記流量調整弁の制御を終了させる起動制御停止部を更に備えることが好ましい。 In addition, the steam generator includes an activation control stop unit that terminates the control of the flow rate adjustment valve by the activation time control unit when the temperature of the spray water measured by the spray water temperature measurement unit exceeds the first temperature. It is preferable to further provide.
本発明によれば、製造コストの増加を抑制でき、かつ、耐久性に優れた蒸気発生装置を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the increase in manufacturing cost can be suppressed and the steam generator excellent in durability can be provided.
以下、本発明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、本発明の一実施形態に係る蒸気発生装置の概略を示す図である。
本実施形態の蒸気発生装置1は、工場等において発生する廃温水等の比較的低温の熱源流体を利用して低圧の蒸気を発生させる。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a steam generator according to an embodiment of the present invention.
The steam generator 1 of this embodiment generates low-pressure steam using a relatively low-temperature heat source fluid such as waste warm water generated in a factory or the like.
この蒸気発生装置1は、図1〜図3に示すように、タンク部2と、タンク部2に設けられる蒸気導出部24と、タンク部2の内部に配置されるチューブ25及び噴霧ノズル23と、熱源流体供給ラインとしての温水供給ラインL1と、熱源流体排出ラインとしての温水排出ラインL2と、蒸気導出ラインL3と、噴霧水ラインL4と、連続ブローラインL5と、濃縮ブローラインL6と、補給水ラインL7と、バイパスラインL8と、給水熱交換器3と、制御装置90と、を備える。「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
As shown in FIGS. 1 to 3, the steam generator 1 includes a
タンク部2は、複数の蒸発タンク21と、1つの水ヘッダ22と、水面計27と、を備える。複数の蒸発タンク21は、それぞれ、蒸気を発生させる。
水ヘッダ22は、複数の蒸発タンク21の下方に配置される。水ヘッダ22は、蒸発タンク21の内部で蒸気にならなかった水を貯留する。
The
The
水面計27は、水ヘッダ22の内部に貯留される水の水位を検出する。より具体的には、水面計27は、筒状の本体271と、この本体271の内部に配置される複数の電極棒272と、を備える。本体271は、水ヘッダ22と同じ位の高さに配置される。本体271の下端部は、後述の噴霧水ラインL4を介して水ヘッダ22の下端部に接続される。また、本体271の上端部は、後述の蒸気導出ラインL3に接続される。これにより、水面計27(本体271)の内部の水位は、水ヘッダ22の内部の水位と等しくなる。
The
蒸気導出部24は、複数の蒸発タンク21それぞれの上部に設けられる。この蒸気導出部24は、蒸発タンク21で生成された蒸気を導出する。
チューブ25は、蒸発タンク21の内部に水平方向に延びて配置される。このチューブ25の内部には、熱源流体となる温水が流通する。
The
The
噴霧ノズル23は、蒸発タンク21の内部におけるチューブ25よりも上方に配置される。この噴霧ノズル23は、チューブ25に向けて水を噴霧する。
以上のタンク部2、蒸気導出部24、噴霧ノズル23及びチューブ25の具体的な構成については、後述する。
The
Specific configurations of the
温水供給ラインL1は、チューブ25に熱源流体としての温水を供給する。温水供給ラインL1の上流側は、温水を供給する廃熱源に接続される。温水供給ラインL1の下流側は、チューブ25の一端部(後述の第1流路251)に接続される。温水供給ラインL1には、熱源流体温度測定部としての温水温度センサ11が配置される。本実施形態では、温水温度センサ11は、温水供給ラインL1における後述の三方弁15の上流側に配置される。温水温度センサ11は、温水供給ラインL1を流通する温水の温度を測定する。
The hot water supply line L1 supplies hot water as a heat source fluid to the
温水排出ラインL2は、チューブ25の内部を流通し、熱源として利用された温水を外部に排出する。温水排出ラインL2の上流側は、チューブ25の他端部(後述の第6流路256)に接続される。温水排出ラインL2には、チューブ25を流通した温水の温度を測定する排温水温度センサ12が配置される。本実施形態では、排温水温度センサ12は、温水排出ラインL2における上流側(チューブ25との接続部分近傍)に配置される。
The hot water discharge line L2 circulates inside the
蒸気導出ラインL3は、蒸発タンク21の内部において発生した蒸気を導出する。蒸気導出ラインL3の上流側は、蒸気導出部24に接続される。蒸気導出ラインL3の下流側は、エゼクタや蒸気圧縮機等(図示せず)に接続される。
The steam lead line L3 leads the steam generated inside the
噴霧水ラインL4は、水ヘッダ22と、噴霧ノズル23とを接続し、水ヘッダ22に貯留された水を、噴霧水として噴霧ノズル23に供給する。噴霧水ラインL4には、噴霧水ポンプ7及び噴霧水温度測定部としての噴霧水温度センサ13が配置されている。本実施形態では、噴霧水温度センサ13は、噴霧水ラインL4における噴霧水ポンプ7の下流側かつ後述の噴霧水熱交換器4の上流側に配置される。
噴霧水ポンプ7は、水ヘッダ22に貯留された水を噴霧ノズル23まで汲み上げる。噴霧水温度センサ13は、噴霧水ラインL4における噴霧水ポンプ7の下流側に配置され、噴霧水ラインL4を流通する噴霧水の温度を測定する。
The spray water line L4 connects the
The
連続ブローラインL5及び濃縮ブローラインL6は、噴霧水ラインL4から分岐する。連続ブローラインL5及び濃縮ブローラインL6は、水ヘッダ22に貯留された水の一部を排水する。連続ブローラインL5及び濃縮ブローラインL6には、それぞれ開閉弁5及び開閉弁6が配置される。
The continuous blow line L5 and the concentration blow line L6 branch from the spray water line L4. The continuous blow line L5 and the concentrated blow line L6 drain a part of the water stored in the
補給水ラインL7は、水ヘッダ22と、水を貯留している貯留槽等(図示せず)と、を接続する。補給水ラインL7は、水ヘッダ22に補給水を供給する。この補給水ラインL7には、補給水ポンプ8、逆止弁9及び補給水温度センサ14が配置される。
補給水ポンプ8は、貯留槽等から供給された水を昇圧して水ヘッダ22の内部に供給する。逆止弁9は、補給水ラインL7の上流側への水の流通を遮断すると共に、所定の圧力以上の水圧を受けた場合に補給水ラインL7による水ヘッダ22への補給水の供給を許容する。補給水温度センサ14は、補給水ラインL7における水ヘッダ22の入口近傍に配置され、水ヘッダ22に供給される補給水の温度を測定する。
The makeup water line L7 connects the
The makeup water pump 8 pressurizes water supplied from a storage tank or the like and supplies it to the inside of the
バイパスラインL8は、温水供給ラインL1と温水排出ラインL2とを接続し、温水供給ラインL1を流通する温水を、チューブ25を介さずに温水排出ラインL2にバイパスさせる。バイパスラインL8と温水供給ラインL1との接続部分には、流量調整弁としての三方弁15が配置される。三方弁15は、温水供給ラインL1をチューブ25側に流通する温水の流量を調整する。即ち、三方弁15の開度をチューブ25側に大きく開いた場合には、温水供給ラインL1をチューブ25側に流通する温水の流量が多くなる。また、三方弁15の開度をチューブ25側に小さく閉じた場合(バイパスラインL8側に大きく開いた場合)には、温水供給ラインL1をチューブ25側に流通する温水の流量が少なくなる。
The bypass line L8 connects the warm water supply line L1 and the warm water discharge line L2, and bypasses the warm water flowing through the warm water supply line L1 to the warm water discharge line L2 without passing through the
給水熱交換器3は、温水排出ラインL2を流通する温水と補給水ラインL7を流通する水との間で熱交換を行う。これにより、水ヘッダ22に供給される水は、温水排出ラインL2を流通する温水により加熱される。
The feed water heat exchanger 3 performs heat exchange between the hot water flowing through the hot water discharge line L2 and the water flowing through the makeup water line L7. Thereby, the water supplied to the
制御装置90は、制御部80及び記憶部70を備え、各種センサにより検出された情報及び記憶部70に記憶された各種情報に基いて各種弁等を制御することで蒸気発生装置1の動作を制御する。例えば、制御装置90は、水面計27により検出された水位に基いて、噴霧水ポンプ7及び補給水ポンプ8を制御し、蒸気発生装置1の給水制御を行う。また、制御装置90は、蒸気発生装置1の起動時に、タンク部2を暖機する起動時制御を行う。制御装置90による蒸気発生装置1の制御の詳細については、後述する。
The
次に、タンク部2、蒸気導出部24、チューブ25及び噴霧ノズル23の構成につき、図2及び図3を参照しながら説明する。
図2は、本実施形態のタンク部2を示す斜視図である。図3(a)は、図2の蒸発タンク21を、奥行き方向LDと垂直であって蒸発タンク21と噴霧水ラインL4とが接続する部分を通過する面で切断し、蒸発タンク21の正面方向(X方向)から観察した断面図(1つの蒸発タンク21の断面図)である。図3(b)は、蒸発タンク21を、蒸発タンク21の幅方向WDの中央部分であって蒸発タンク21の幅方向WDと垂直な面で切断し、蒸発タンク21の側面方向(Y方向)から観察した断面図である。
Next, the structure of the
FIG. 2 is a perspective view showing the
本実施形態では、タンク部2は、4つの蒸発タンク21と、1つの水ヘッダ22と、を備える。
蒸発タンク21は、図2及び図3に示すように、高さ方向HDの長さ(高さ)H1及び幅方向WDの長さ(幅)W1が奥行き方向LDの長さ(奥行き)D1よりも短い直方体形状に形成される。複数の蒸発タンク21は、幅方向WDに連結される。
水ヘッダ22は、蒸発タンク21の奥行き方向LDの中央領域の下方に配置される。本実施形態では、水ヘッダ22は、複数の蒸発タンク21の幅方向WDに亘って延びる円筒形状に形成される。
以上の蒸発タンク21と水ヘッダ22とは、複数の配管26を介して接続される。より具体的には、複数の配管26の上端部は、それぞれ、複数の蒸発タンク21の下面に接続される。また、複数の配管26の下端部は、水ヘッダ22の周面の上部に接続される。
In the present embodiment, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the evaporating
The
The
蒸気導出部24は、蒸発タンク21の幅方向WDの中央領域で、かつ、蒸発タンク21の奥行き方向LDの中央領域に設けられている。
The
チューブ25は、蒸発タンク21の奥行き方向LDに延びると共に、蒸発タンク21の幅方向WDに複数本配置され、更に、蒸発タンク21の高さ方向HDにも複数本配置されている。また、蒸発タンク21の幅方向WDの中央部に配置されるチューブ25の間隔W2は、蒸発タンク21の幅方向WDの側部に配置されるチューブ25の間隔W3よりも狭い。即ち、蒸発タンク21の幅方向WDの中央部に配置されるチューブ25の本数は、蒸発タンク21の幅方向WDの側部に配置されるチューブ25の本数よりも多くなっている。
The
本実施形態では、チューブ25は、図3に示すように、第1流路251、第2流路252、第3流路253、第4流路254、第5流路255及び第6流路256を含んで構成される。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
第1流路251は、蒸発タンク21の高さ方向HDの下側に配置される複数のチューブ25からなる。この第1流路251の上流側の端部は温水供給ラインL1に接続される。第1流路251は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の手前側から奥側に向かって(第1方向に)流通させる。
第2流路252は、第1流路251の幅方向WDに隣り合って配置される。この第2流路252の上流側の端部は、第1流路251の下流側の端部に接続される。第2流路252は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の奥側から手前側に向かって(第1方向に対向する第2方向に)流通させる。
The
The
第3流路253は、第2流路252の幅方向WDに隣り合って配置される。この第3流路253の上流側の端部は、第2流路252の下流側の端部に接続される。第3流路253は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の手前側から奥側に向かって流通させる。
第4流路254は、第3流路253の高さ方向HDの上側に配置される。この第4流路254の上流側の端部は、第3流路253の下流側の端部に接続される。第4流路254は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の奥側から手前側に向かって流通させる。
The
The
第5流路255は、第4流路254の幅方向WDに隣り合って配置される。この第5流路255の上流側の端部は、第4流路254の下流側の端部に接続される。第5流路255は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の手前側から奥側に向かって流通させる。
第6流路256は、第5流路255の幅方向WDに隣り合って配置される。この第6流路256の上流側の端部は、第5流路255の下流側の端部に接続される。第6流路256は、蒸発タンク21の内部において温水を蒸発タンク21の奥側から手前側に向かって流通させる。
The
The
以上のチューブ25によれば、温水供給ラインL1から供給された温水は、第1流路251を蒸発タンク21の奥行き方向LDの手前側から奥側に流通した後に折り返して、第2流路252を蒸発タンク21の奥側から手前側に流通する。更に、温水は、第3流路253を手前側から奥側に、第4流路254を奥側から手前側に、第5流路255を手前側から奥側に、第6流路256を奥側から手前側に流通した後、温水排出ラインL2から排出される。
According to the
噴霧ノズル23は、蒸発タンク21の幅方向WDの中央領域に、蒸発タンク21の奥行き方向LDに所定の間隔をあけて複数配置されている。本実施形態においては、噴霧ノズル23は、蒸気導出部24の奥側及び手前側に2つ配置されている。噴霧ノズル23の噴霧角は広角であり180°に近い。
A plurality of
本実施形態の蒸気発生装置1は、次のように動作する。
まず、廃熱源から熱源となる例えば90℃程度の温水が、温水供給ラインL1を通じてチューブ25に供給される。チューブ25に供給された温水は、第1流路251から第6流路256の順に蒸発タンク21の内部を流通する。
一方、蒸発タンク21の内部においては、噴霧ノズル23からチューブ25に向けて、噴霧水が噴霧される。また、蒸発タンク21の内部は、負圧(例えば、−0.043MPaG)に維持されている。これにより、チューブ25を流通する温水は、噴霧水によって熱を奪われて85℃程度まで降温し、温水排出ラインL2を通じて排出される。
The steam generator 1 of this embodiment operates as follows.
First, hot water of about 90 ° C., for example, serving as a heat source from the waste heat source is supplied to the
On the other hand, spray water is sprayed from the
また、温水が流通するチューブ25には、噴霧ノズル23から80℃程度の水が噴霧されることで、表面に薄い液膜が形成される。このように、負圧に維持された状態において、チューブ25の表面に薄い液膜が形成されることによって、チューブ25内を流通する温水と、噴霧ノズル23によって噴霧される水との温度差が比較的小さい場合(例えば、約9℃)であっても効率的に蒸気を発生させることが可能になる。
In addition, a thin liquid film is formed on the surface of the
蒸発タンク21の内部で発生した蒸気は、蒸気導出部24から導出され、蒸気導出ラインL3を通じてエゼクタや蒸気圧縮機等に供給される。
蒸発タンク21の内部で蒸気にならなかった水は、水ヘッダ22に貯留される。水ヘッダ22に貯留された水は、噴霧水ラインL4を通じて、噴霧水ポンプ7によって噴霧ノズル23まで汲み上げられ、再びチューブ25に噴霧される。
The steam generated inside the
Water that has not become steam inside the
連続ブローラインL5及び濃縮ブローラインL6は、水ヘッダ22に貯留された水を排水する。連続ブローラインL5は、開閉弁5を開放することによって、常に一定量の水を排出、あるいは、一定時間ごとに一定量の水を排出する。濃縮ブローラインL6は、タンク部2に貯留された水の塩化物イオン等の濃度の値を監視し、その値が一定の基準を超えた場合に開閉弁6を開放し一定量の水を排出する。
The continuous blow line L5 and the concentrated blow line L6 drain the water stored in the
噴霧水ラインL4とタンク部2との間を循環する水が少なくなった場合(水面計27で検出される水位が所定の水位を下回った場合)には、補給水ラインL7から水ヘッダ22に補給水が補給される。補給水ラインL7によって補給される水は、約20℃である。補給水ラインL7によって補給される水は、給水熱交換器3によって、温水排出ラインL2を流通する温水と熱交換を行う。補給水ラインL7によって補給される水は、温水排出ラインL2を流通する温水と熱交換を行うことによって、例えば、約40℃へ昇温される。
When the amount of water circulating between the spray water line L4 and the
以上説明したようなシェルアンドチューブ型の蒸気発生装置は、起動時には、冷却状態にある蒸発タンク21に温水が供給されることとなるため、温水が流通するチューブ25は速やかに加温される一方、蒸発タンク21は加温されるまでに所定の時間を必要とする。そのため、蒸気発生装置の起動時には、チューブ25と蒸発タンク21との温度差に起因する熱膨張量の違いによりこれらチューブ25と蒸発タンク21との接合部に負荷がかかってしまう。
When the shell and tube type steam generator as described above is started, hot water is supplied to the evaporating
そこで、本実施形態の蒸気発生装置1における制御装置90(制御部80)は、起動時におけるチューブ25と蒸発タンク21との接合部にかかる負荷を低減するための構成として、噴霧水ポンプ起動部81と、起動時弁制御部82と、起動制御停止部83と、を備える。
Therefore, the control device 90 (control unit 80) in the steam generation device 1 of the present embodiment has a spray water pump activation unit as a configuration for reducing the load applied to the joint between the
噴霧水ポンプ起動部81は、蒸気発生装置1の起動時に噴霧水ポンプ7を起動させる。
起動時弁制御部82は、噴霧水ポンプ7が起動された場合に、噴霧水温度センサ13により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、チューブ25側に流通する温水の流量が増加するように三方弁15を制御する。
The spray water
When the
本実施形態では、記憶部70には、噴霧水の温度と三方弁15の開度とが対応付けられて記憶されている。そして、起動時弁制御部82は、噴霧水温度センサ13により測定された噴霧水の温度に対応して記憶部70に記憶された三方弁15の開度に基いて、三方弁15を制御する。これにより、蒸気発生装置1の起動時において、噴霧水の温度が低い場合、即ち蒸発タンク21の温度が低い場合には、三方弁15のチューブ25側への開度を小さくしてチューブ25を流通する温水の流量を少なくすることで、急激に多量の温水がチューブ25に導入されることを防げるので、チューブ25の温度が上昇しすぎることを抑制できる。また、噴霧水の温度が上昇するに従ってチューブ25側に流通する温水の流量を増加させることで、蒸気発生装置1の起動時における蒸気生成を開始するまでの時間を短くできる。
In the present embodiment, the
起動制御停止部83は、噴霧水温度センサ13により測定された噴霧水の温度が第1温度(例えば、80℃)を上回った場合に起動時弁制御部82による三方弁15の制御を終了させる。より具体的には、起動制御停止部83は、噴霧水の温度が第1温度を上回った場合に、三方弁15をチューブ25側に全開として温水供給ラインL1を流通する温水を全量チューブ25側に流通させる。これにより、温水供給ラインL1を流通する温水が全量チューブ25側に供給されることで、蒸発タンク21において、噴霧水がチューブ25の内部を流通する温水により加熱されて蒸気が生成される。
The start
以上説明した本実施形態の蒸気発生装置によれば、以下のような効果を奏する。 According to the steam generator of this embodiment demonstrated above, there exist the following effects.
(1)蒸気発生装置1を蒸発タンク21及びチューブ25を有するいわゆるシェルアンドチューブ型に構成すると共に、この蒸気発生装置1を、チューブ25側に流通する温水の流量を調整する三方弁15と、噴霧水の温度が高くなるに従ってチューブ25側に流通する温水の流量が増加するように三方弁15を制御する起動時弁制御部82と、を含んで構成した。これにより、蒸気発生装置1の起動時において、噴霧水の温度が低い場合、即ち蒸発タンク21の温度が低い場合には、チューブ25を流通する温水の流量を少なくすることで、急激に多量の温水がチューブ25に導入されることを防げるので、チューブ25の温度が上昇しすぎることを抑制できる。よって、蒸気発生装置1の起動時に、蒸発タンク21とチューブ25との温度差が大きくなりすぎることを防げるので、チューブ25と蒸発タンク21との接合部にかかる負荷を低減できる。その結果、蒸気発生装置1の製造コストを抑制しつつ、蒸気発生装置1の耐久性を向上させられる。また、噴霧水の温度が上昇するに従ってチューブ25側に流通する温水の流量を増加させることで、蒸気発生装置1の起動時における蒸気生成を開始するまでの時間を短くできる。
(1) The steam generator 1 is configured as a so-called shell-and-tube type having an
(2)蒸気発生装置1を、噴霧水の温度と三方弁15の開度とを対応付けて記憶する記憶部70を含んで構成し、起動時弁制御部82に、測定された噴霧水の温度に対応して記憶部70に記憶された開度に基いて三方弁15を制御させた。これにより、蒸気発生装置1の起動をよりスムーズに行わせられる。
(2) The steam generator 1 includes the
(3)蒸気発生装置1を、起動制御停止部83を含んで構成し、この起動制御停止部83に、噴霧水の温度が第1温度を上回った場合に起動時弁制御部82による三方弁15の制御を終了させた。これにより、噴霧水の温度が十分に上昇して蒸発タンク21が加温された状態で起動時制御を終了させられる。よって、蒸気発生装置1の起動時制御を適切なタイミングで終了させられる。
(3) The steam generator 1 is configured to include an activation
以上、本発明の蒸気発生装置1の好ましい一実施形態につき説明したが、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、熱源流体として温水を用いたが、これに限らない。即ち、熱源流体として、排ガスや空気等の他の流体を用いてもよい。
The preferred embodiment of the steam generator 1 of the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as appropriate.
For example, in this embodiment, hot water is used as the heat source fluid, but the present invention is not limited to this. That is, other fluids such as exhaust gas and air may be used as the heat source fluid.
また、本実施形態では、流量調整弁を三方弁15により構成したが、これに限らない。即ち、流量調整弁を、複数の弁を組み合わせて構成してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the flow regulating valve was comprised by the three-
また、本実施形態では、噴霧水の温度を噴霧水温度センサ13により測定したが、これに限らない。即ち、噴霧水の温度を補給水温度センサ14により測定してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the temperature of the spray water was measured by the spray
また、本実施形態では、噴霧水温度センサ13を、噴霧水ラインL4における噴霧水ポンプ7の下流側かつ噴霧水熱交換器4の上流側に配置したが、これに限らない。即ち、噴霧水温度センサ13を、噴霧水ラインL4における噴霧水熱交換器4の下流側に配置してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the spray
1 蒸気発生装置
2 タンク部
7 噴霧水ポンプ
13 噴霧水温度センサ(噴霧水温度測定部)
15 三方弁(流量調整弁)
21 蒸発タンク
22 水ヘッダ
25 チューブ
23 噴霧ノズル
81 噴霧水ポンプ起動部
82 起動時弁制御部
83 起動制御停止部
L1 温水供給ライン(熱源流体供給ライン)
L2 温水排出ライン(熱源流体排出ライン)
L4 噴霧水ライン
L8 バイパスライン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
15 Three-way valve (flow adjustment valve)
DESCRIPTION OF
L2 Hot water discharge line (heat source fluid discharge line)
L4 Spray water line L8 Bypass line
Claims (3)
前記蒸発タンクの内部に水平方向に延びて配置され、内部に熱源流体が流通するチューブと、
前記蒸発タンクの内部における前記チューブよりも上方に配置され、該チューブに水を噴霧する噴霧ノズルと、
前記水ヘッダの内部に貯留された水を噴霧水として前記噴霧ノズルに供給する噴霧水ラインと、
前記噴霧水ラインに設けられる噴霧水ポンプと、
前記チューブに熱源流体を供給する熱源流体供給ラインと、
前記チューブを流通した熱源流体を排出する熱源流体排出ラインと、
前記熱源流体供給ラインと前記熱源流体排出ラインとを接続するバイパスラインと、
前記熱源流体供給ラインから前記チューブ側に流通する熱源流体の流量を調整する流量調整弁と、
噴霧水の温度を測定する噴霧水温度測定部と、
前記噴霧水温度測定部により測定される噴霧水の温度が高くなるに従って、前記チューブ側に流通する熱源流体の流量が増加するように前記流量調整弁を制御する起動時弁制御部と、を備える蒸気発生装置。 An evaporating tank in which steam is generated, and a tank portion provided below the evaporating tank, and having a water header in which water that has not evaporated in the evaporating tank is stored;
A tube that extends in the horizontal direction inside the evaporation tank, and in which a heat source fluid flows;
A spray nozzle that is disposed above the tube inside the evaporation tank and sprays water on the tube;
A spray water line for supplying water stored in the water header to the spray nozzle as spray water;
A spray water pump provided in the spray water line;
A heat source fluid supply line for supplying a heat source fluid to the tube;
A heat source fluid discharge line for discharging the heat source fluid flowing through the tube;
A bypass line connecting the heat source fluid supply line and the heat source fluid discharge line;
A flow rate adjusting valve for adjusting the flow rate of the heat source fluid flowing from the heat source fluid supply line to the tube side;
A spray water temperature measuring unit for measuring the temperature of the spray water;
A startup valve control unit that controls the flow rate adjustment valve so that the flow rate of the heat source fluid flowing to the tube side increases as the temperature of the spray water measured by the spray water temperature measurement unit increases. Steam generator.
前記起動時弁制御部は、前記噴霧水温度測定部により測定された噴霧水の温度に対応して前記記憶部に記憶された前記流量調整弁の開度に基いて、前記流量調整弁を制御する請求項1に記載の蒸気発生装置。 A storage unit that stores the temperature of the spray water and the opening of the flow rate adjustment valve in association with each other;
The startup valve control unit controls the flow rate adjustment valve based on the opening degree of the flow rate adjustment valve stored in the storage unit corresponding to the temperature of the spray water measured by the spray water temperature measurement unit. The steam generator according to claim 1.
The start control stop part which complete | finishes control of the said flow regulating valve by the said start time valve control part, when the temperature of the spray water measured by the said spray water temperature measurement part exceeds 1st temperature, or is provided. 2. The steam generator according to 2.
Priority Applications (1)
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JP2014208321A JP2016080190A (en) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | Steam generation device |
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2014
- 2014-10-09 JP JP2014208321A patent/JP2016080190A/en active Pending
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