JP2016156528A - フラッシュ蒸気発生装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フラッシュタンクをバイパスさせてドレンを送る際に、バイパスラインに流れずタンクラインに流れてしまうドレンの量を低減することができる、フラッシュ蒸気発生装置を提供する。【解決手段】フラッシュ蒸気発生装置１は、ドレンを回収する、回収ライン３と、回収されたドレンをフラッシュ蒸気と温水とに分離する、フラッシュタンク２と、フラッシュタンク２から、フラッシュ蒸気を、下流側の蒸気利用設備１２に供給する、供給ライン４と、フラッシュタンク２から、温水を排出する、第１排出ライン５と、を備えており、回収ライン３には、ドレンを排出する第２排出ライン７と、フラッシュタンク２をバイパスして、回収ライン３と第１排出ライン５とを接続する、バイパスライン６と、ドレンをフラッシュタンク２に回収するタンクライン８と、が設けられており、回収ライン３において、上流側から順に、第２排出ライン７、バイパスライン６、タンクライン８が配置されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、上流側の蒸気利用設備からドレンを回収し、再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離すると共に、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給する、フラッシュ蒸気発生装置に関するものである。

従来、特許文献１、２に示されるように、フラッシュ蒸気発生装置は、上流側の蒸気利用設備からのドレンをフラッシュタンクに回収するようになっていた。

特開２０１２−７７６２号公報 特開２００９−１９８０３８号公報

従来、ドレンをフラッシュタンクに回収する回収ラインには、ドレンを排出する初期排出ラインと、フラッシュタンクをバイパスして、回収ラインとフラッシュタンクの温水を排出する排出ラインとを接続する、バイパスラインと、ドレンをフラッシュタンクに回収するタンクラインと、が設けられており、バイパスラインの上流側にタンクラインが配置されていた。その結果、バイパスラインにドレンを送る場合においても、バイパスラインを流れずタンクラインに流れてしまうドレンの量が相当量存在していた。

そこで、本発明は、フラッシュタンクをバイパスさせてドレンを送る際に、バイパスラインに流れずタンクラインに流れてしまうドレンの量を低減することができる、フラッシュ蒸気発生装置を提供することを目的とする。

本発明は、上流側の蒸気利用設備からドレンを回収し、再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離すると共に、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給する、フラッシュ蒸気発生装置であって、
前記ドレンを回収する、回収ラインと、
回収された前記ドレンを前記フラッシュ蒸気と前記温水とに分離する、フラッシュタンクと、
前記フラッシュタンクから、前記フラッシュ蒸気を、前記下流側の蒸気利用設備に供給する、供給ラインと、
前記フラッシュタンクから、前記温水を排出する、第１排出ラインと、を備えており、
前記回収ラインは、前記ドレンを排出する第２排出ラインと、前記フラッシュタンクをバイパスして、前記回収ラインと前記第１排出ラインとを接続する、バイパスラインと、前記ドレンを前記フラッシュタンクに回収するタンクラインと、を備えており、
前記回収ラインにおいて、上流側から順に、前記第２排出ライン、前記バイパスライン、前記タンクラインが配置されていることを特徴とする。

前記構成によれば、回収ラインにおいて、上流側から順に、第２排出ライン、バイパスライン、タンクラインを設けることによって、初期排出を行う際、第２排出ラインに流れずバイパスラインやタンクラインに流れてしまう、ドレンの量を低減することができ、また、バイパスを行う際に、パイパスラインに流れずタンクラインに流れてしまう、ドレンの量を低減することができる。

本発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
（１）前記回収ラインは、ドレン入口部と、前記ドレン入口部から下方に延びる入口管と、前記入口管の下端部に接続され水平方向に延びる連絡管と、を備えており、
前記連絡管は、上流側から順に、前記第２排出ライン、前記バイパスライン、前記タンクラインへ、それぞれ下方に向かって分岐するようになっている。
（２）前記構成（１）において、前記連絡管から前記第２排出ラインへ分岐する第１分岐部は、前記入口管と前記連絡管との接続部に形成されている。
（３）前記構成（１）又は（２）において、前記第２排出ラインを開閉する第２排出弁と、
前記入口管の圧力を検知する圧力検知手段と、
前記フラッシュ蒸気発生装置の作動を制御する制御手段と、を備えており、
前記制御手段は、前記圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記第２排出弁を全開とするようになっている。

前記構成（１）は、回収ラインの具体的な構成であり、本構成によれば、初期排出やバイパスを行う際に、第２排出ラインやパイパスラインに流れず、タンクラインに流れてしまう、ドレンの量を低減することができる。

前記構成（２）によれば、初期排出を行う際、第２排出ラインにドレンを流しやすくできる。

前記構成（３）によれば、入口管の圧力が所定圧力以上となると、第２排出弁を開いて、入口管の詰まりを解消することができる。

要するに本発明によると、フラッシュタンクをバイパスさせてドレンを送る際に、バイパスラインに流れずタンクラインに流れてしまうドレンの量を低減することができる、フラッシュ蒸気発生装置を提供できる。

本発明の実施形態に係るフラッシュ蒸気発生装置の概略構成図である。 回収ラインにおける、第２排出ライン、バイパスライン及びタンクラインへの分岐部を示す概略構造図である。

（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るフラッシュ蒸気発生装置の概略構成図である。フラッシュ蒸気発生装置１は、上流側の蒸気利用設備１１からドレンを回収し、再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離すると共に、フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備１２に供給するようになっている。上流側の蒸気利用設備１１は、ボイラ等から供給される蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば熱交換器等から構成されている。下流側の蒸気利用設備１２は、フラッシュ蒸気発生装置１から供給される蒸気を熱媒として利用するものであり、例えば熱交換器等から構成されている。

フラッシュ蒸気発生装置１は、上流側の蒸気利用設備１１から回収したドレンをフラッシュ蒸気と温水とに分離するフラッシュタンク２と、ドレンをフラッシュタンク２に回収する回収ライン３と、フラッシュタンク２からフラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備１２に供給する供給ライン４と、フラッシュタンク２から温水を排出する第１排出ライン５と、を備えている。供給ライン４には、供給ライン４を開閉する供給弁４１が設けられており、第１排出ライン５には、第１排出ライン５を開閉する第１排出弁５１が設けられている。なお、供給弁４１及び第１排出弁５１は、それぞれ電動弁である。また、フラッシュ蒸気発生装置１は、フラッシュ蒸気発生装置１の作動を制御する制御手段（図示せず）を備えている。

供給ライン４には、供給弁４１の上流側に蒸気調整弁４２が設けられており、フラッシュタンク２で生成されたフラッシュ蒸気の内使用されないフラッシュ蒸気は、蒸気調整弁４２を介して、オープンタンク５２に排出されるようになっている。また、フラッシュタンク２で生成された温水は、第１排出弁５１を介して、オープンタンク５２に排出されるようになっている。なお、オープンタンク５２は、外気に対して開放されている。

回収ライン３には、上流側の蒸気利用設備１１からのドレンに含まれる不純物等をろ過するためのストレーナ３１が設けられている。そして、回収ライン３において、ストレーナ３１の下流側は、ドレンをフラッシュタンク２に回収するタンクライン８が設けられている。

回収ライン３において、ストレーナ３１の上流側であって、上流側の蒸気利用設備１１の下流側には、上流側の蒸気利用施設１１からのドレンを回収せず排出するための、初期排出ライン（第２排出ライン）７が設けられている。第２排出ライン７には、第２排出ライン７を開閉する初期排出弁（第２排出弁）７１が設けられている。上流側の蒸気利用施設１１からのドレンの一部は、第２排出弁７１を介して、ピット７２に排出されるようになっている。

回収ライン３において、ストレーナ３１の上流側であって、第２排出ライン７の下流側には、フラッシュタンク２をバイパスして、回収ライン３と第１排出ライン５とを接続するバイパスライン６が設けられている。バイパスライン６には、バイパスライン６を開閉するバイパス弁６１が設けられている。

バイパス弁６１は、電動弁であり、フラッシュ蒸気発生装置１の運転を停止した時（運転スイッチのオフ操作を行った時）、フラッシュタンク２にドレンが流れ込むことを防止するため、すなわち、フラッシュ蒸気発生装置１を保護するため、自動的に開放状態となるようになっている。また、バイパス弁６１は、停電時等の電源遮断時にも自動的に開放状態となるよう、バッテリ駆動式となっている。そして、バイパス弁６１は、運転スイッチのオフ操作を行った時に、付属の電動モータによって漸次開放される。また、電源遮断時にも、バッテリ駆動によって漸次開放される。なお、バイパス弁６１は、停電時等の電源遮断時に自動的に開放状態となるよう、スプリングリターン式となっていても良い。

バイパスライン６には、バイパス弁６１の点検、手入れを行うために、バイパス弁６１をバイパスする手動弁６２が設けられている。手動弁６２は、例えば、玉形弁である。

フラッシュタンク２は、フラッシュタンク２の水位を検知する水位検知手段として、水位センサ２１及びフロートスイッチ２２を備えている。水位センサ２１は、フラッシュタンク２の水位が所定範囲内であることを検知するようになっており、フロートスイッチ２２は、フラッシュタンク２の水位が前記所定範囲内を超える警報値以上であるかどうかを検知するようになっている。制御手段は、水位センサ２１によって検知されるフラッシュタンク２の水位が所定範囲内となるよう、第１排出ライン５に設けられた第１排出弁５１の開度を制御するようになっている。また、制御手段は、フロートスイッチ２２によって検知されるフラッシュタンク２の水位が警報値以上となると、バイパス弁６１を開放するようになっている。

フラッシュタンク２には、フラッシュタンク２の気相部の圧力を検知する圧力検知手段（圧力センサ２３）が設けられている。制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整するようになっている。そして、圧力センサ２３が所定圧力（第１設定圧力）以上を検知すると、制御手段は、バイパス弁６１を全開とするようになっている。

また、制御手段は、フラッシュ蒸気発生装置１の運転が停止されると、バイパス弁６１を漸次開放するようになっている。バイパス弁６１を漸次開放する具体的な手段としては、通常バイパス弁６１が全閉状態から全開状態までにかかる時間（例えば１〜２秒程度）に対して、より時間（例えば５秒程度以上）をかけて全開状態とすることが考えられる。

さらに、制御手段は、フラッシュ蒸気発生装置１の運転が停止されると、第１排出弁５１を全開とするようになっている。

（回収ラインにおける分岐部の構造）
図２は、回収ライン３における、第２排出ライン７、バイパスライン６及びタンクライン８への分岐部を示す概略構造図である。図２に示されるように、回収ライン３は、ドレン入口部３２と、ドレン入口部３２から下方に延びる入口管３３と、入口管３３の下端部に接続され水平方向に延びる連絡管３４と、を備えている。そして、連絡管３４には、上流側から順に、第２排出ライン７へ向かう第１分岐部３４１、バイパスライン６へ向かう第２分岐部３４２、タンクライン８へ向かう第３分岐部３４３が、それぞれ下方に向かって形成されている。なお、第１分岐部３４１は、入口管３３と連絡管３４との接続部に形成されており、第１分岐部３４１の下流側端面３４１ａは、ドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっている。同様に、第２分岐部３４２の上流側端面３４２ａ及び下流側端面３４２ｂも、ドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっている。また、第３分岐部３４３は、連絡管３４の終端部３４４から下方に向かって形成されており、第３分岐部３４３の上流側端面３４３ａ、及び、終端部３４４の端面３４４ａは、ドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっている。第２分岐部３４２は、連絡管３４の略中央、すなわち、第１分岐部３４１と第３分岐部３４３との間の略中央に設けられている。また、分岐部３４１の内径、分岐部３４２の内径及び分岐部３４３の内径は、略同じとなっている。

図１に示されるように、フラッシュ蒸気発生装置１は、入口管３３の圧力を検知する圧力検知手段（圧力センサ３３１）を備えている。制御手段は、圧力センサ３３１が所定圧力（第１設定圧力）以上を検知すると、第２排出弁７１を全開とするようになっている。

フラッシュ蒸気発生装置１は、次のように作動するようになっている。

上流側の蒸気利用設備１１において、熱媒として利用されて潜熱を失った蒸気の一部は、凝縮してドレンとなって排出される。最初に排出されたドレンは、ドレンとして温度が低く利用価値が高くないので、第２排出ライン７を介して、ピット７２に排出される。最初のドレンを除去後、第２排出弁７１は閉止され、その後排出されたドレンは、回収ライン３を介して、フラッシュタンク２に送られる。排出されたドレンに含まれる不純物等は、回収ライン３に設けられたストレーナ３１でろ過される。なお、通常、バイパス弁６１は閉止されており、上流側の蒸気利用設備１１から排出されたドレンは全量フラッシュタンク２に送られるようになっている。

フラッシュタンク２は、上流側の蒸気利用設備１１から受け入れたドレンを再蒸発させて、フラッシュ蒸気と温水とに分離する。フラッシュタンク２で生成されたフラッシュ蒸気は、供給ライン４を介して、下流側の蒸気利用設備１２に供給される。下流側の蒸気利用設備１２で使用されないフラッシュ蒸気は、蒸気調整弁４２を介して、オープンタンク５２に排出される。

また、フラッシュタンク２で生成された温水は、第１排出ライン５を介して、オープンタンク５２に排出される。なお、第１排出ライン５に設けられた第１排出弁５１は、フラッシュタンク２に設けられた水位センサ２１による水位の検知結果に基づいて、その開度が調整されており、その結果、フラッシュタンク２の水位が所定範囲内となるよう、制御される。また、フロートスイッチ２２が、フラッシュタンク２の水位が警報値以上であることを検知すると、制御手段は、バイパス弁６１を開放する。

フラッシュ蒸気発生装置１が作動中において、制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整する。そして、圧力センサ２３が所定圧力以上を検知すると、制御手段は、バイパス弁６１を全開とする。

フラッシュ蒸気発生装置１が作動中において、制御手段は、圧力センサ３３１が第１設定圧力以上を検知すると、第２排出弁７１を全開とする。

フラッシュ蒸気発生装置１の運転が停止されると、制御手段は、バイパス弁６１を漸次開放し、同時に、第１排出弁５１を全開とする。なお、パイパス弁６１が全開となった後も、制御手段は、第１排出弁５１の全開状態を維持する。

前記構成のフラッシュ蒸気発生装置１によれば、次のような効果を発揮できる。

（１）回収ライン３において、上流側から順に、第２排出ライン７、バイパスライン６、タンクライン８を設けることによって、フラッシュタンクをバイパスさせてドレンを送る際に、バイパスライン６に流れずタンクライン８に流れてしまうドレンの量を低減することができる。また、初期排出を行う際、第２排出ライン７に流れずバイパスライン６やタンクライン８に流れてしまう、ドレンの量を低減することができる。

（２）連絡管３４には、上流側から順に、第２排出ライン７へ向かう第１分岐部３４１、バイパスライン６へ向かう第２分岐部３４２、タンクライン８へ向かう第３分岐部３４３が、それぞれ下方に向かって形成されている。すなわち、連絡管３４は、上流側から順に、第２排出ライン７、バイパスライン６、タンクライン８へ、それぞれ下方に向かって分岐するようになっているので、初期排出やバイパスを行う際に、第２排出ライン７やパイパスライン６に流れず、タンクライン８に流れてしまう、ドレンの量を低減することができる。

（３）第１分岐部３４１は、入口管３３と連絡管３４との接続部に形成されているので、初期排出を行う際、第２排出ラインにドレンを流しやすくできる。

（４）制御手段は、圧力センサ３３１が第１設定圧力以上を検知すると、第２排出弁７１を全開とするようになっているので、入口管３３の圧力が第１設定圧力以上となると、第２排出弁７１を開いて、入口管３３の詰まりを解消することができる。その結果、入口管３３の圧力上昇による上流側の蒸気利用設備１１への影響を回避できる。

（５）第１分岐部３４１は、入口管３３から下方に向かって形成されており、下流側端面３４１ａは、ドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっているので、入口管３３を流れたドレンが円滑に第２排出ライン７へ向かうようになっている。

（６）第２分岐部３４２は、連絡管３４から下方に向かって形成されており、上流側端面３４２ａ及び下流側端面３４２ｂは、ドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっているので、連絡管３４を流れたドレンが円滑にバイパスライン６へ向かうようになっている。

（７）第３分岐部３４３は、連絡管３４の終端部３４４から下方に向かって形成されており、終端部３４４の端面３４４ａはドレンの流れの抵抗が小さくなるよう曲面となっているので、連絡管３４を流れたドレンが円滑にタンクライン８へ向かうようになっている。

（８）制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整するようになっているので、フラッシュタンクの内圧によって、フラッシュタンクに入るドレンの量を調整することができる。具体的には、フラッシュタンクの内圧が上昇すれば、バイパス弁の開度を大きくすることによって、フラッシュタンクに入るドレンの量を少なくし、その結果、フラッシュタンクの内圧を低下させることができる。

（９）制御手段は、圧力センサ２３が所定圧力以上を検知すると、バイパス弁６１を全開とするようになっているので、フラッシュタンク２の内圧が所定圧力以上となると、バイパス弁を全開として、フラッシュタンク２の内圧を低下させることができる。

（１０）制御手段は、フラッシュ蒸気発生装置１の運転が停止されると、第１排出弁５１を全開とするようになっているので、第１排出弁５１を全開とすることによって、バイパス弁６１を開放した際に第１排出弁５１等にかかる圧力を緩和することができる。

バイパス弁６１は、実施形態に応じて、回収ライン３とバイパスライン６との接続箇所に、三方弁として設けられることも可能である。この三方弁を切り換えることによって、回収ライン３を経由したフラッシュタンク２への流れを維持するか、又はバイパスライン６への流れに切り換えるか、を制御することができる。

上記実施形態では、フラッシュ蒸気発生装置１は、１つのフラッシュタンク２を備えているが、フラッシュタンクは１つに限定されず、複数のフラッシュタンクを備えていても良い。その場合、バイパスライン６及びバイパス弁６１、及び、第２排出ライン７及び第２排出弁７１は、フラッシュタンク毎に設けられても良く、また、フラッシュ蒸気発生装置全体に対してそれぞれ１つずつ設けられても良い。

上記実施形態では、フラッシュタンク２は、フラッシュタンク２の水位を検知する水位検知手段として、所定範囲内の水位を検知する水位センサ２１、及び、警報値の水位を検知するフロートスイッチ２２を備えているが、水位検知手段として水位センサのみ又はフロートスイッチのみを備えていても良い。この場合、水位センサ又はフロートスイッチによって、所定範囲内の水位及び警報値の水位を検知する。

本発明は、上記実施形態で説明した構成には限定されず、特許請求の範囲に記載した内容を逸脱することなく、当業者が考え得る各種変形例を含むことができる。

本発明では、フラッシュタンクをバイパスさせてドレンを送る際に、バイパスラインに流れずタンクラインに流れてしまうドレンの量を低減することができる、フラッシュ蒸気発生装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

１ フラッシュ蒸気発生装置
２ フラッシュタンク ２１ 水位センサ ２２ フロートスイッチ
２３ 圧力センサ
３ 回収ライン ３１ ストレーナ ３２ ドレン入口部
３３ 入口管 ３３１ 圧力センサ
３４ 連絡管
３４１ 第１分岐部 ３４１ａ 下流側端面
３４２ 第２分岐部 ３４２ａ 上流側端面 ３４２ｂ 下流側端面
３４３ 第３分岐部 ３４３ａ 上流側端面
３４４ 終端部 ３４４ａ 端面
４ 供給ライン ４１ 供給弁 ４２ 蒸気調整弁
５ 第１排出ライン ５１ 第１排出弁 ５２ オープンタンク
６ バイパスライン ６１ バイパス弁 ６２ 手動弁
７ 第２排出ライン ７１ 第２排出弁 ７２ ピット
８ タンクライン
１１ 上流側の蒸気利用設備
１２ 下流側の蒸気利用設備

Claims (4)

1. 上流側の蒸気利用設備からドレンを回収し、再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離すると共に、前記フラッシュ蒸気を下流側の蒸気利用設備に供給する、フラッシュ蒸気発生装置であって、
   前記ドレンを回収する、回収ラインと、
   回収された前記ドレンを前記フラッシュ蒸気と前記温水とに分離する、フラッシュタンクと、
   前記フラッシュタンクから、前記フラッシュ蒸気を、前記下流側の蒸気利用設備に供給する、供給ラインと、
   前記フラッシュタンクから、前記温水を排出する、第１排出ラインと、を備えており、
   前記回収ラインは、前記ドレンを排出する第２排出ラインと、前記フラッシュタンクをバイパスして、前記回収ラインと前記第１排出ラインとを接続する、バイパスラインと、前記ドレンを前記フラッシュタンクに回収するタンクラインと、を備えており、
   前記回収ラインにおいて、上流側から順に、前記第２排出ライン、前記バイパスライン、前記タンクラインが配置されていることを特徴とする、フラッシュ蒸気発生装置。
2. 前記回収ラインは、ドレン入口部と、前記ドレン入口部から下方に延びる入口管と、前記入口管の下端部に接続され水平方向に延びる連絡管と、を備えており、
   前記連絡管は、上流側から順に、前記第２排出ライン、前記バイパスライン、前記タンクラインへ、それぞれ下方に向かって分岐するようになっている、請求項１記載のフラッシュ蒸気発生装置。
3. 前記連絡管から前記第２排出ラインへ分岐する第１分岐部は、前記入口管と前記連絡管との接続部に形成されている、請求項２記載のフラッシュ蒸気発生装置。
4. 前記第２排出ラインを開閉する第２排出弁と、
   前記入口管の圧力を検知する圧力検知手段と、
   前記フラッシュ蒸気発生装置の作動を制御する制御手段と、を備えており、
   前記制御手段は、前記圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記第２排出弁を全開とするようになっている、請求項２又は３に記載のフラッシュ蒸気発生装置。

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