JP2020118305A - Steam heat exchange system - Google Patents

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Abstract

To reduce a loss of steam and prevent deterioration of a heat transmission coefficient in a heat exchanger.SOLUTION: A steam heat exchange system 1 includes: a first heat exchanger 24 which conducts heat exchange between steam supplied by a steam supply source 20 and a heated object to send drainage generated in the heat exchange from a delivery port 40 with a part of the steam supplied by the steam supply source 20; a separator 60 which separates the drainage supplied from the delivery port 40 of the first heat exchanger 24 from the steam; and a second heat exchanger 50 which is supplied with the steam separated from the separator 60 to conduct heat exchange between the supplied steam and a heated object.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蒸気熱交換システムに関する。 The present invention relates to steam heat exchange systems.

ボイラで発生した蒸気が熱交換器に供給され、熱交換器において蒸気と被加熱物(例えば、空気など)とで熱交換が行われる蒸気熱交換システムが提案されている(例えば、特許文献1)。 A steam heat exchange system has been proposed in which steam generated in a boiler is supplied to a heat exchanger, and heat is exchanged between the steam and an object to be heated (for example, air) in the heat exchanger (for example, Patent Document 1). ).

特開平7−119918号公報JP, 7-119918, A

熱交換器内における蒸気が流通する管内では、蒸気の潜熱が被加熱物の加熱に利用されてドレンが生じる。ドレンは、例えば、熱交換器の管の内面に膜状に形成されて、管内に滞留することがある。蒸気熱交換システムでは、ドレンが熱交換器の管内に滞留すると、熱交換器における熱貫流率(被加熱物への熱の伝わり易さ)が低下してしまう。 In the pipe in which the steam flows in the heat exchanger, the latent heat of the steam is used for heating the object to be heated to generate drainage. The drain may be formed in a film shape on the inner surface of the tube of the heat exchanger and may stay in the tube. In the steam heat exchange system, when drainage stays in the tubes of the heat exchanger, the heat transmission coefficient (ease of heat transfer to the object to be heated) in the heat exchanger decreases.

そこで、熱交換器に供給する蒸気の単位時間あたりの蒸気量、すなわち、蒸気の流速を高くし、熱交換器の管内に滞留するドレンを、蒸気によって熱交換器外に送出することが考えられる。 Therefore, it is conceivable to increase the amount of steam supplied to the heat exchanger per unit time, that is, the flow velocity of the steam, and to send the drain accumulated in the pipe of the heat exchanger to the outside of the heat exchanger by the steam. ..

しかし、熱交換器の管内に滞留するドレンを蒸気によって熱交換器外に送出する態様では、ドレンとともに蒸気も送出されるため、蒸気が何ら熱交換に利用されないまま無駄に排出されてしまう(蒸気のロスが大きい)。 However, in the mode in which the drain accumulated in the pipe of the heat exchanger is sent to the outside of the heat exchanger by the steam, the steam is also sent together with the drain, so the steam is wastefully discharged without being used for heat exchange (steam). Is large).

本発明は、このような課題に鑑み、蒸気のロスを抑えつつ、熱交換器における熱貫流率の低下を防止することが可能な蒸気熱交換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 in view of the above problems, and an object thereof is to provide a steam heat exchange system capable of preventing a decrease in heat transmission coefficient in a heat exchanger while suppressing steam loss.

上記課題を解決するために、本発明の蒸気熱交換システムは、蒸気供給源から供給された蒸気と被加熱物とで熱交換を行い、熱交換によって生じたドレンを、蒸気供給源から供給される蒸気の一部とともに送出口から送出する第1熱交換器と、第1熱交換器の送出口から供給されたドレンと蒸気とを分離する分離器と、分離器で分離された蒸気が供給され、供給された蒸気と被加熱物との間で熱交換を行う第2熱交換器と、を備える。 In order to solve the above problems, the steam heat exchange system of the present invention performs heat exchange between the steam supplied from the steam supply source and the object to be heated, and the drain generated by the heat exchange is supplied from the steam supply source. First heat exchanger that sends out from the outlet together with a part of the steam that is supplied, a separator that separates the drain and the steam that are supplied from the outlet of the first heat exchanger, and the steam that is separated by the separator. And a second heat exchanger that exchanges heat between the supplied steam and the object to be heated.

また、分離器で分離された蒸気を第2熱交換器に導く蒸気流通部と、蒸気流通部に設けられ、蒸気流通部における流路の所定区間の断面積を絞るオリフィスと、を備えてもよい。 In addition, a steam distribution unit that guides the steam separated by the separator to the second heat exchanger, and an orifice that is provided in the steam distribution unit and that narrows the cross-sectional area of a predetermined section of the flow path in the steam distribution unit may be provided. Good.

また、蒸気流通部における分離器とオリフィスとの間に設けられ、蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、蒸気が流通する経路のうち第1熱交換器の下流側であり圧力調整弁の上流側である1次側蒸気流通経路に設けられ、1次側蒸気流通経路を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、圧力計の圧力に基づいて圧力調整弁の開度を制御する制御部と、を備えてもよい。 In addition, a pressure adjusting valve provided between the separator and the orifice in the steam circulation unit for changing the opening of the flow path in the steam circulation unit, and on the downstream side of the first heat exchanger in the route through which the steam flows. Yes A pressure gauge provided on the primary steam distribution path upstream of the pressure adjustment valve for detecting the pressure of steam flowing through the primary steam distribution path, and the opening of the pressure adjustment valve based on the pressure of the pressure gauge. And a control unit that controls the degree.

また、蒸気流通部における分離器とオリフィスとの間に設けられ、蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、ドレンが流通する経路のうち第1熱交換器の下流側であり、分離器で分離されたドレンを捕集するトラップの上流側である1次側ドレン流通経路に設けられ、1次側ドレン流通経路を流通するドレンの温度を検出する温度計と、温度計の温度に基づいて圧力調整弁の開度を制御する制御部と、を備えてもよい。 In addition, a pressure adjusting valve provided between the separator and the orifice in the steam circulation unit for changing the opening of the flow path in the steam circulation unit, and on the downstream side of the first heat exchanger in the passage through which the drain flows. A thermometer that is provided in the primary-side drain flow path that is upstream of the trap that collects the drain separated by the separator, and that detects the temperature of the drain that flows in the primary-side drain flow path; And a control unit that controls the opening degree of the pressure control valve based on the temperature.

また、蒸気流通部における分離器とオリフィスとの間に設けられ、蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、圧力調整弁とオリフィスとの間またはオリフィスと第2熱交換器との間に設けられ、蒸気流通部を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、圧力計の圧力に基づいて、圧力調整弁の開度を制御する制御部と、を備えてもよい。 Further, a pressure adjusting valve which is provided between the separator and the orifice in the steam flowing portion and changes the opening of the flow path in the steam flowing portion, and between the pressure adjusting valve and the orifice or between the orifice and the second heat exchanger. A pressure gauge, which is provided between the pressure gauge and the pressure gauge, detects the pressure of the steam flowing through the steam flow section, and a control section that controls the opening of the pressure adjusting valve based on the pressure of the pressure gauge.

また、蒸気流通部における分離器とオリフィスとの間に設けられ、蒸気流通部における流路の開閉を切り替える電動弁と、蒸気流通部における電動弁とオリフィスとの間またはオリフィスと第2熱交換器との間に設けられ、蒸気流通部を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、圧力計の圧力が所定の第1閾値を超えた場合、電動弁を閉じ、圧力計の圧力が第1閾値よりも小さな所定の第2閾値を下回った場合、電動弁を開ける制御部と、を備えてもよい。 In addition, an electric valve provided between the separator and the orifice in the steam distribution unit and switching between opening and closing of the flow path in the steam distribution unit, and between the electric valve and the orifice in the steam distribution unit or the orifice and the second heat exchanger. And a pressure gauge for detecting the pressure of the steam flowing through the steam flow section, and when the pressure of the pressure gauge exceeds a predetermined first threshold value, the electric valve is closed and the pressure of the pressure gauge is set to the first pressure. A control unit may be provided that opens the motor-operated valve when it falls below a predetermined second threshold value that is smaller than the threshold value.

また、内部空間の圧力が大気圧以下に設定され、分離器で分離されたドレンが内部空間に供給され、供給されたドレンからフラッシュ蒸気を発生させるフラッシュタンクを備え、フラッシュタンクで発生したフラッシュ蒸気を第2熱交換器に供給してもよい。 In addition, the pressure of the internal space is set below atmospheric pressure, the drain separated by the separator is supplied to the internal space, and a flash tank that generates flash vapor from the supplied drain is provided. May be supplied to the second heat exchanger.

本発明によれば、蒸気のロスを抑えつつ、熱交換器における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to prevent a decrease in the heat transmission coefficient in a heat exchanger while suppressing steam loss.

第1実施形態による蒸気熱交換システムの構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of a steam heat exchange system by a 1st embodiment. 第1熱交換器の構成例を示す正面図である。It is a front view which shows the structural example of a 1st heat exchanger. 図2のIII方向の左側面図である。It is a left side view of the III direction of FIG. 図2のIV方向の右側面図である。FIG. 4 is a right side view in the IV direction of FIG. 2. 第1実施形態の蒸気熱交換システムにおける立ち上げ時の操作を説明するためのフローチャートである。It is a flow chart for explaining operation at the time of starting in the steam heat exchange system of a 1st embodiment. 圧力計の圧力に基づいた制御部の動作を説明するフローチャートである。It is a flow chart explaining operation of a control part based on pressure of a pressure gauge. 温度計の温度に基づいた制御部の動作を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining operation|movement of the control part based on the temperature of a thermometer. 第2実施形態による蒸気熱交換システムの構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of a steam heat exchange system by a 2nd embodiment. 第3実施形態による蒸気熱交換システムの構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of a steam heat exchange system by a 3rd embodiment. 第3実施形態の蒸気熱交換システムの動作を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating operation|movement of the steam heat exchange system of 3rd Embodiment. 第4実施形態による蒸気熱交換システムの構成を示す概略図である。It is a schematic diagram showing composition of a steam heat exchange system by a 4th embodiment.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態の態様について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Aspects of embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In this specification and the drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals to omit redundant description, and elements not directly related to the present invention are omitted. To do.

(第1実施形態)
図1は、第1実施形態による蒸気熱交換システム1の構成を示す概略図である。図1では、信号の流れを破線の矢印で示し、水、蒸気およびドレンの流れの方向を実線の矢印で示している。以下では、本実施形態に関係する構成や処理について詳細に説明し、本実施形態と無関係の構成や処理については説明を省略する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of the steam heat exchange system 1 according to the first embodiment. In FIG. 1, the signal flow is indicated by a dashed arrow, and the directions of water, steam, and drain flows are indicated by solid arrows. In the following, configurations and processes related to this embodiment will be described in detail, and descriptions of configurations and processes unrelated to this embodiment will be omitted.

蒸気熱交換システム1は、給水タンク10、蒸気供給源20、第1熱交換器24、第1減圧弁28、空気抜き弁30、第2熱交換器50、第2減圧弁56、分離器60、温度計68、圧力調整弁70、圧力計72、オリフィス74、逆止弁76、空気抜き弁78、制御部80を含んで構成される。 The steam heat exchange system 1 includes a water supply tank 10, a steam supply source 20, a first heat exchanger 24, a first pressure reducing valve 28, an air vent valve 30, a second heat exchanger 50, a second pressure reducing valve 56, a separator 60, and The thermometer 68, the pressure adjusting valve 70, the pressure gauge 72, the orifice 74, the check valve 76, the air vent valve 78, and the controller 80 are included.

給水タンク10は、例えば、筒状に形成され、補給水管12を通じて供給された水を貯留する。また、給水タンク10には、後述の第1トラップ14、第2トラップ16および第3トラップ18からドレンが回収される。 The water supply tank 10 is formed, for example, in a tubular shape, and stores water supplied through the makeup water pipe 12. Further, drainage is collected in the water supply tank 10 from a first trap 14, a second trap 16, and a third trap 18, which will be described later.

給水タンク10と蒸気供給源20との間には、給水配管22が設けられている。給水タンク10は、貯留した水を、給水配管22を通じて蒸気供給源20に供給する。 A water supply pipe 22 is provided between the water supply tank 10 and the steam supply source 20. The water supply tank 10 supplies the stored water to the steam supply source 20 through a water supply pipe 22.

蒸気供給源20は、例えば、ボイラである。蒸気供給源20は、給水タンク10から供給された水を加熱して高圧の蒸気を発生させる。蒸気供給源20と第1熱交換器24との間には、第1送入管26が設けられている。蒸気供給源20は、発生した蒸気を、第1送入管26を通じて第1熱交換器24に送出する。蒸気供給源20は、送出する蒸気の圧力が所定圧力になるように圧力制御されている。蒸気供給源20から送出される蒸気の圧力は、例えば、0.8MPaGである。なお、PaGは、大気圧を基準とした相対的な圧力であるゲージ圧を示す。 The steam supply source 20 is, for example, a boiler. The steam supply source 20 heats the water supplied from the water supply tank 10 to generate high-pressure steam. A first inlet pipe 26 is provided between the steam supply source 20 and the first heat exchanger 24. The steam supply source 20 sends the generated steam to the first heat exchanger 24 through the first inlet pipe 26. The steam supply source 20 is pressure-controlled so that the pressure of the steam to be sent out becomes a predetermined pressure. The pressure of the steam delivered from the steam supply source 20 is, for example, 0.8 MPaG. In addition, PaG shows the gauge pressure which is a relative pressure on the basis of atmospheric pressure.

第1送入管26には、第1減圧弁28が設けられる。第1減圧弁28は、第1送入管26における第1減圧弁28に対して蒸気供給源20側の蒸気の圧力よりも、第1熱交換器24側の蒸気の圧力を下げる。第1減圧弁28で減圧された蒸気は、第1熱交換器24に送られる。 The first inlet pipe 26 is provided with a first pressure reducing valve 28. The first pressure reducing valve 28 lowers the pressure of the steam on the first heat exchanger 24 side with respect to the pressure of the steam on the steam supply source 20 side with respect to the first pressure reducing valve 28 in the first inlet pipe 26. The steam decompressed by the first pressure reducing valve 28 is sent to the first heat exchanger 24.

蒸気の圧力が0.8MPaGの場合、蒸気の温度は、約175℃である。また、蒸気の圧力が0.5MPaGの場合、蒸気の温度は、約150℃である。例えば、約150℃の蒸気が第1熱交換器24で必要な場合、第1熱交換器24に供給される蒸気の圧力は、第1減圧弁28によって、0.8MPaGから約0.5MPaGに減圧される。これにより、適切な温度の蒸気を第1熱交換器24に供給することができる。また、蒸気の圧力を減圧すると潜熱が増加するため、第1熱交換器24における熱交換の効率を上げることができる。 When the steam pressure is 0.8 MPaG, the steam temperature is about 175°C. When the steam pressure is 0.5 MPaG, the steam temperature is about 150°C. For example, when steam of about 150° C. is required in the first heat exchanger 24, the pressure of the steam supplied to the first heat exchanger 24 is changed from 0.8 MPaG to about 0.5 MPaG by the first pressure reducing valve 28. The pressure is reduced. Thereby, the steam having an appropriate temperature can be supplied to the first heat exchanger 24. Moreover, since the latent heat increases when the pressure of the steam is reduced, the efficiency of heat exchange in the first heat exchanger 24 can be increased.

なお、第1熱交換器24において約175℃の蒸気が必要な場合、第1減圧弁28を設けず、蒸気供給源20から0.8MPaGの蒸気を直接的に第1熱交換器24に供給してもよい。 When steam of about 175° C. is required in the first heat exchanger 24, the first pressure reducing valve 28 is not provided, and 0.8 MPaG of steam is directly supplied from the steam supply source 20 to the first heat exchanger 24. You may.

また、第1送入管26には、空気抜き弁30が設けられる。例えば、蒸気熱交換システム1の立ち上げ時などでは、第1送入管26内に空気が残っていることがある。第1送入管26内に空気があると、蒸気の温度が飽和温度より低くなり、第1熱交換器24における熱交換の効率が低下するおそれがある。 An air vent valve 30 is provided on the first inlet pipe 26. For example, at the time of starting the steam heat exchange system 1 or the like, air may remain in the first inlet pipe 26. If there is air in the first inlet pipe 26, the temperature of the steam becomes lower than the saturation temperature, and the efficiency of heat exchange in the first heat exchanger 24 may decrease.

空気抜き弁30は、第1送入管26内の温度が所定温度を下回っている間、または、下回ると開弁し、所定温度以上となると閉弁する。第1送入管26内に空気が残っていると、第1送入管26内の温度が所定温度より低くなって空気抜き弁30が開弁する。そうすると、第1送入管26内の空気が、空気抜き弁30を通じて第1送入管26外に排出される。空気が排出されると、蒸気の温度が上昇して飽和温度に近づき、空気抜き弁30が閉弁される。これにより、空気抜き弁30は、第1送入管26を流通する蒸気の温度を飽和温度にさせることができる。 The air vent valve 30 opens while the temperature in the first inlet pipe 26 is below or below a predetermined temperature, and closes when the temperature is above a predetermined temperature. If air remains in the first inlet pipe 26, the temperature inside the first inlet pipe 26 becomes lower than a predetermined temperature, and the air vent valve 30 opens. Then, the air in the first inlet pipe 26 is discharged to the outside of the first inlet pipe 26 through the air vent valve 30. When the air is discharged, the temperature of the steam rises and approaches the saturation temperature, and the air vent valve 30 is closed. Accordingly, the air vent valve 30 can bring the temperature of the steam flowing through the first inlet pipe 26 to the saturation temperature.

図2は、第1熱交換器24の構成例を示す正面図である。図3は、図2のIII方向の左側面図である。図4は、図2のIV方向の右側面図である。 FIG. 2 is a front view showing a configuration example of the first heat exchanger 24. 3 is a left side view in the III direction of FIG. FIG. 4 is a right side view in the IV direction of FIG.

第1熱交換器24は、送入側ヘッダ32、送出側ヘッダ34、複数の熱交換管36を含んで構成される。送入側ヘッダ32および送出側ヘッダ34は、例えば、内部に空間を有する扁平した箱状に形成されている。送入側ヘッダ32および送出側ヘッダ34は、対向配置される。 The first heat exchanger 24 is configured to include a sending side header 32, a sending side header 34, and a plurality of heat exchange tubes 36. The sending-in header 32 and the sending-out header 34 are formed, for example, in a flat box shape having a space inside. The sending-side header 32 and the sending-side header 34 are arranged to face each other.

熱交換管36は、直管状に形成されている。熱交換管36の一端は、送入側ヘッダ32に連通している。つまり、複数の熱交換管36のそれぞれの一端が、送入側ヘッダ32で集合されている。熱交換管36の他端は、送出側ヘッダ34に連通している。つまり、複数の熱交換管36のそれぞれの他端が、送出側ヘッダ34で集合されている。 The heat exchange tube 36 is formed in a straight tube shape. One end of the heat exchange pipe 36 communicates with the inlet header 32. That is, one end of each of the plurality of heat exchange tubes 36 is collected by the inlet header 32. The other end of the heat exchange tube 36 communicates with the delivery-side header 34. That is, the other ends of the plurality of heat exchange tubes 36 are gathered by the sending-side header 34.

送入側ヘッダ32における熱交換管36の反対側には、1の送入口38が設けられている。送入口38は、例えば、送入側ヘッダ32の比較的上部側に設けられている。第1送入管26は、送入口38に連通している。 One inlet 38 is provided in the inlet header 32 on the opposite side of the heat exchange tube 36. The inlet 38 is provided, for example, on the relatively upper side of the inlet header 32. The first inlet pipe 26 communicates with the inlet 38.

送出側ヘッダ34における熱交換管36の反対側には、1の送出口40が設けられている。送出口40は、例えば、送出側ヘッダ34の比較的下部側に設けられている。第1送出管42は、送出口40に連通している。 One delivery port 40 is provided on the delivery header 34 on the opposite side of the heat exchange tube 36. The delivery port 40 is provided, for example, on the relatively lower side of the delivery-side header 34. The first delivery pipe 42 communicates with the delivery port 40.

複数の熱交換管36は、第1熱交換器24の高さ方向(図3および図4の上下方向)および第1熱交換器24の奥行方向(図3および図4の左右方向)のそれぞれにおいて並列に配置されている。複数の熱交換管36は、それぞれの熱交換管36の隙間を、被加熱物の一例である空気が通過することができるように、略均等に離隔して配置されている。なお、熱交換管36の本数および配列は、図2〜図4に示す例に限らない。また、被加熱物は空気に限らず、例えば、水などであってもよい。 The plurality of heat exchange tubes 36 are arranged in the height direction of the first heat exchanger 24 (vertical direction in FIGS. 3 and 4) and the depth direction of the first heat exchanger 24 (horizontal direction in FIGS. 3 and 4), respectively. Are arranged in parallel. The plurality of heat exchange tubes 36 are arranged substantially evenly spaced so that air, which is an example of the object to be heated, can pass through the gaps between the heat exchange tubes 36. The number and arrangement of the heat exchange tubes 36 are not limited to the examples shown in FIGS. The object to be heated is not limited to air, but may be water, for example.

熱交換管36の外周面には、外周面から外側に張り出すフィン44が設けられている。フィン44は、例えば、熱交換管36の長手方向に、らせん状に設けられている。フィン44は、隣接する熱交換管36のフィン44と互いに接触しないように設けられている。フィン44は、熱交換管36の表面積(伝熱面)を増加させるために設けられている。 On the outer peripheral surface of the heat exchange tube 36, fins 44 projecting outward from the outer peripheral surface are provided. The fins 44 are provided spirally, for example, in the longitudinal direction of the heat exchange tube 36. The fins 44 are provided so as not to contact the fins 44 of the adjacent heat exchange tubes 36. The fins 44 are provided to increase the surface area (heat transfer surface) of the heat exchange tube 36.

第1熱交換器24は、蒸気供給源20から第1送入管26を通じて供給された蒸気と被加熱物とで熱交換を行う。具体的には、第1送入管26を通じて供給される蒸気は、まず、送入口38を介して送入側ヘッダ32に入る。その後、送入側ヘッダ32の蒸気は、複数の熱交換管36に分配して送られる。熱交換管36内を流通する蒸気は、熱交換管36の外周面およびフィン44に接触する被加熱物(例えば、空気)と熱交換を行う。熱交換管36を流通する蒸気の潜熱が被加熱物の加熱に利用されると(蒸気の潜熱が被加熱物に移動すると)、蒸気の温度が低下して蒸気が凝縮し、熱交換管36内にドレン(水)が生じる。 The first heat exchanger 24 performs heat exchange between the steam supplied from the steam supply source 20 through the first inlet pipe 26 and the object to be heated. Specifically, the steam supplied through the first inlet pipe 26 first enters the inlet header 32 through the inlet 38. After that, the steam of the inlet header 32 is distributed and sent to the plurality of heat exchange tubes 36. The steam flowing in the heat exchange pipe 36 exchanges heat with the object to be heated (for example, air) that contacts the outer peripheral surface of the heat exchange pipe 36 and the fins 44. When the latent heat of the steam flowing through the heat exchange tube 36 is used to heat the object to be heated (when the latent heat of the steam moves to the object to be heated), the temperature of the steam is lowered and the steam is condensed, so that the heat exchange tube 36 Drain (water) is generated inside.

なお、第1熱交換器24の構成は、図2〜図4で例示した構成に限らない。例えば、第1熱交換器24は、窯状の構造物の周囲に設けられる構成であってもよいし、紙などを巻き付けるローラの内部に設けられる構成であってもよい。また、第1熱交換器24は、シェルアンドチューブ式の熱交換器であってもよいし、プレート式の熱交換器であってもよい。 The configuration of the first heat exchanger 24 is not limited to the configuration illustrated in FIGS. For example, the first heat exchanger 24 may be provided around the kiln-shaped structure, or may be provided inside a roller around which paper or the like is wound. The first heat exchanger 24 may be a shell-and-tube heat exchanger or a plate heat exchanger.

ここで、比較例として、第1熱交換器24に供給された蒸気を第1熱交換器24ですべて利用する蒸気熱交換システムが挙げられる。この比較例の蒸気熱交換システムでは、第1熱交換器24に供給された蒸気の潜熱が被加熱物の加熱にすべて利用されるため、熱交換管36、送出側ヘッダ34および送出口40を介して第1送出管42に蒸気が送出されない。 Here, as a comparative example, there is a steam heat exchange system in which the steam supplied to the first heat exchanger 24 is all used in the first heat exchanger 24. In the steam heat exchange system of this comparative example, since the latent heat of the steam supplied to the first heat exchanger 24 is all used for heating the object to be heated, the heat exchange pipe 36, the delivery-side header 34, and the delivery port 40 are connected to each other. No steam is delivered to the first delivery pipe 42 via the.

しかし、この比較例の蒸気熱交換システムでは、ドレンが、それぞれの熱交換管36の内面に膜状に形成されて、それぞれの熱交換管36内に滞留することがある。ドレンが膜状となって熱交換管36内に滞留すると、第1熱交換器24における熱貫流率(被加熱物への熱の伝わり易さ)が低下してしまう。 However, in the steam heat exchange system of this comparative example, the drain may be formed in a film shape on the inner surface of each heat exchange tube 36 and may stay in each heat exchange tube 36. When the drain forms a film and stays in the heat exchange tube 36, the heat transmission coefficient (ease of heat transfer to the object to be heated) in the first heat exchanger 24 decreases.

そこで、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24に単位時間あたりに供給する蒸気量(つまり、第1熱交換器24に供給する蒸気の流速)を、上述した比較例の蒸気熱交換システムに比べて大きくする。換言すると、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24で利用される蒸気の単位時間あたりの蒸気量よりも多い蒸気が第1熱交換器24の送入口38に供給される。 Therefore, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the amount of steam supplied to the first heat exchanger 24 per unit time (that is, the flow velocity of steam supplied to the first heat exchanger 24) is compared with the above-described comparison. Larger than the example steam heat exchange system. In other words, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the steam used in the first heat exchanger 24 is supplied to the inlet 38 of the first heat exchanger 24 in an amount larger than the steam amount per unit time. To be done.

以下では、第1熱交換器24に供給された蒸気を第1熱交換器24で丁度すべて利用するときの単位時間あたりの蒸気量を、定格蒸気量と呼ぶ。例えば、第1実施形態の蒸気熱交換システム1において、定格蒸気量を100%とすると、第1熱交換器24の送入口38には、単位時間あたりに蒸気量が101%〜110%の蒸気が供給される。 Below, the amount of steam per unit time when the first heat exchanger 24 uses all of the steam supplied to the first heat exchanger 24 is called the rated amount of steam. For example, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, when the rated steam amount is 100%, the inlet 38 of the first heat exchanger 24 has a steam amount of 101% to 110% per unit time. Is supplied.

第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、熱交換管36内の蒸気の流速が、上述した比較例に比べて高くなる。このため、熱交換管36内で生じたドレンは、熱交換管36内を流通する蒸気によって蒸気の流れの下流側へ押し流される。 In the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the flow velocity of steam in the heat exchange pipe 36 is higher than that in the comparative example described above. Therefore, the drain generated in the heat exchange pipe 36 is swept to the downstream side of the steam flow by the steam flowing in the heat exchange pipe 36.

そして、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24で利用される蒸気量よりも多くの蒸気量の蒸気を第1熱交換器24に供給するため、第1熱交換器24で生じたドレンが、第1熱交換器24で利用されなかった(余剰の)蒸気とともに送出口40から送出される。例えば、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、定格蒸気量に対する蒸気量が1%〜10%の蒸気を、第1熱交換器24の送出口40から送出するようにしている。 Then, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, since the steam having the steam amount larger than the steam amount used in the first heat exchanger 24 is supplied to the first heat exchanger 24, the first heat exchange is performed. The drain generated in the reactor 24 is sent out from the outlet 40 together with the (excessive) steam not used in the first heat exchanger 24. For example, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the steam having a steam amount of 1% to 10% with respect to the rated steam amount is sent from the outlet 40 of the first heat exchanger 24.

つまり、第1熱交換器24は、熱交換によって生じたドレンを、蒸気供給源20から第1熱交換器24に供給される蒸気の一部とともに第1熱交換器24外に送出する。第1実施形態の蒸気熱交換システム1は、熱交換によって生じたドレンが第1熱交換器24外に送出されるため、熱交換管36の内面にドレンが膜状に滞留しない。これにより、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、上述した比較例に比べ、第1熱交換器24における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 That is, the first heat exchanger 24 sends the drain generated by the heat exchange out of the first heat exchanger 24 together with a part of the steam supplied from the steam supply source 20 to the first heat exchanger 24. In the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the drain generated by heat exchange is sent to the outside of the first heat exchanger 24, so that the drain does not stay in a film form on the inner surface of the heat exchange pipe 36. As a result, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, it is possible to prevent a decrease in the heat transmission coefficient in the first heat exchanger 24, as compared with the comparative example described above.

図1に戻って説明すると、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24で利用されなかった(余剰の)蒸気を、低圧の第2熱交換器50で利用する構成としている。 Referring back to FIG. 1, in the steam heat exchange system 1 according to the first embodiment, the (excessive) steam that is not used in the first heat exchanger 24 is used in the low-pressure second heat exchanger 50. I am trying.

第2熱交換器50は、例えば、供給される蒸気の圧力および供給元以外は図2〜図4を用いて説明した第1熱交換器24と同様の構成となっている。第2熱交換器50は、供給された蒸気と被加熱物(空気)とで熱交換を行う。 The second heat exchanger 50 has the same configuration as that of the first heat exchanger 24 described with reference to FIGS. 2 to 4, except for the pressure of the steam to be supplied and the supply source. The second heat exchanger 50 exchanges heat between the supplied steam and the object to be heated (air).

第1送出管42は、分離器60に連通している。第1送出管42の途中には、第1送出管42よりも鉛直下方に延びる第1ドレン回収管62が連通されている。第1ドレン回収管62には、第1トラップ14が設けられている。第1トラップ14は、第1ドレン回収管62に入ったドレンを捕集する。第1トラップ14で捕集されたドレンは、給水タンク10に回収される。なお、第1ドレン回収管62および第1トラップ14は、省略されてもよい。 The first delivery pipe 42 communicates with the separator 60. A first drain recovery pipe 62 that extends vertically below the first delivery pipe 42 is connected to the middle of the first delivery pipe 42. The first drain 14 is provided with the first drain recovery pipe 62. The first trap 14 collects the drain that has entered the first drain recovery pipe 62. The drain collected in the first trap 14 is collected in the water supply tank 10. The first drain recovery pipe 62 and the first trap 14 may be omitted.

第1熱交換器24から送出される蒸気の流速が高いため、ドレンの一部は、第1ドレン回収管62に入らず、蒸気とともに分離器60に送られる。つまり、分離器60には、第1熱交換器24で利用されなかった(余剰の)蒸気とドレンとが供給される。 Since the flow velocity of the steam sent from the first heat exchanger 24 is high, a part of the drain is sent to the separator 60 together with the steam without entering the first drain recovery pipe 62. That is, the separator 60 is supplied with the (excess) steam and drain that were not used in the first heat exchanger 24.

分離器60は、例えば、第1送出管42の断面積よりも断面積が大きな管により構成される。第2ドレン回収管64は、分離器60の鉛直下方に連通している。蒸気流通管(蒸気流通部)66は、分離器60の鉛直上方に連通している。 The separator 60 is composed of, for example, a pipe having a cross-sectional area larger than that of the first delivery pipe 42. The second drain recovery pipe 64 communicates vertically below the separator 60. The steam flow pipe (steam flow section) 66 communicates vertically above the separator 60.

分離器60は、第1送出管42を通じて供給された蒸気とドレンとを分離する。具体的には、蒸気およびドレンが分離器60に入ると、ドレンは、自重で鉛直下方に移動して第2ドレン回収管64に入る。一方、蒸気は、ドレンよりも相対的に軽いことから、主に鉛直上方に拡散して蒸気流通管66に入る。 The separator 60 separates the steam supplied through the first delivery pipe 42 from the drain. Specifically, when the steam and the drain enter the separator 60, the drain moves vertically downward by its own weight and enters the second drain recovery pipe 64. On the other hand, since the steam is relatively lighter than the drain, it mainly diffuses vertically upward and enters the steam flow pipe 66.

第2ドレン回収管64には、第2トラップ16が設けられている。第2トラップ16は、分離器60で分離されて第2ドレン回収管64に入ったドレンを捕集する。第2トラップ16で捕集されたドレンは、給水タンク10に回収される。 The second drain recovery pipe 64 is provided with the second trap 16. The second trap 16 collects the drain separated by the separator 60 and entering the second drain recovery pipe 64. The drain collected in the second trap 16 is collected in the water supply tank 10.

温度計68は、第2ドレン回収管64における分離器60と第2トラップ16との間に設けられる。温度計68は、第2ドレン回収管64内の温度を測定する。つまり、温度計68は、第1熱交換器24から送出されたドレン(分離器60で分離されたドレン)の温度を測定する。 The thermometer 68 is provided between the separator 60 and the second trap 16 in the second drain recovery pipe 64. The thermometer 68 measures the temperature inside the second drain recovery pipe 64. That is, the thermometer 68 measures the temperature of the drain (drain separated by the separator 60) sent from the first heat exchanger 24.

第1熱交換器24において、ドレンは、上流から下流にかけてまんべんなく生じる。上流側で生じたドレンは、徐々に下流側に移動するが、第1熱交換器24に滞留する時間が長い。第1熱交換器24に滞留する時間が長いと、ドレンの温度が低下する。そして、第1熱交換器24内にドレンが多く溜まるほど、第1熱交換器24から送出された際のドレンの温度の低下幅が大きい。そこで、蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24から送出されたドレンの温度を検出し、第1熱交換器24内のドレンの排出を制御する。 In the first heat exchanger 24, drain is evenly generated from upstream to downstream. The drain generated on the upstream side gradually moves to the downstream side, but stays in the first heat exchanger 24 for a long time. When the residence time in the first heat exchanger 24 is long, the temperature of the drain drops. Then, the more the drain is accumulated in the first heat exchanger 24, the larger the decrease range of the temperature of the drain when it is delivered from the first heat exchanger 24. Therefore, in the steam heat exchange system 1, the temperature of the drain sent from the first heat exchanger 24 is detected and the discharge of the drain in the first heat exchanger 24 is controlled.

また、第1熱交換器24から排出されたドレンは、第1送出管42、分離器60および第2ドレン回収管64を移動して第2トラップ16で捕集される。ドレンは、蒸気が凝縮されてドレンとなってから時間が経過するほど温度が低下し易いため、ドレンが移動する経路の下流に向かうほど温度が低下する。温度が低下するほど、飽和温度との温度差の導出時における温度計68の測定誤差の影響が少なくなり、その温度差を正確に導出することができる。このため、温度計68は、下流側に位置する第2ドレン回収管64に設けられている。 The drain discharged from the first heat exchanger 24 moves through the first delivery pipe 42, the separator 60, and the second drain recovery pipe 64, and is collected by the second trap 16. Since the temperature of the drain tends to decrease as time passes after the vapor is condensed and becomes drain, the temperature decreases as it goes downstream in the path along which the drain moves. As the temperature decreases, the influence of the measurement error of the thermometer 68 at the time of deriving the temperature difference from the saturation temperature decreases, and the temperature difference can be accurately derived. Therefore, the thermometer 68 is provided in the second drain recovery pipe 64 located on the downstream side.

なお、温度計68を設ける位置は、第2ドレン回収管64における分離器60と第2トラップ16との間に限らない。例えば、ドレンの温度を精密に測定する必要がない場合には、温度計68は、分離器60に設けられてもよいし、あるいは、第1送出管42に設けられてもよい。つまり、温度計68は、ドレンが流通する経路のうち第1熱交換器24の下流側であり、第2トラップ16の上流側である1次側ドレン流通経路に設けられ、1次側ドレン流通経路を流通するドレンの温度を検出してもよい。 The position at which the thermometer 68 is provided is not limited to the position between the separator 60 and the second trap 16 in the second drain recovery pipe 64. For example, when it is not necessary to precisely measure the temperature of the drain, the thermometer 68 may be provided in the separator 60 or the first delivery pipe 42. That is, the thermometer 68 is provided in the primary-side drain flow path that is on the downstream side of the first heat exchanger 24 and on the upstream side of the second trap 16 in the path through which the drain flows. The temperature of the drain flowing through the path may be detected.

蒸気流通管66は、第2熱交換器50の送入口54に連通している。蒸気流通管66は、分離器60で分離された蒸気(第1熱交換器24で利用されなかった蒸気)を第2熱交換器50に導く。 The steam flow pipe 66 communicates with the inlet 54 of the second heat exchanger 50. The steam flow pipe 66 guides the steam separated in the separator 60 (steam not used in the first heat exchanger 24) to the second heat exchanger 50.

蒸気流通管66には、圧力調整弁70が設けられる。圧力調整弁70は、蒸気流通管66における流路の開度を変化させる。 A pressure adjusting valve 70 is provided on the steam flow pipe 66. The pressure adjusting valve 70 changes the opening degree of the flow path in the steam flow pipe 66.

圧力計72は、分離器60に設けられる。圧力計72は、サイフォン管73を介して分離器60に接続される。圧力計72は、分離器60内の蒸気の圧力を検出する。 The pressure gauge 72 is provided in the separator 60. The pressure gauge 72 is connected to the separator 60 via a siphon tube 73. The pressure gauge 72 detects the pressure of the vapor in the separator 60.

なお、圧力計72を設ける位置は、分離器60に限らない。例えば、圧力計72は、第1送出管42に設けられてもよいし、蒸気流通管66における分離器60と圧力調整弁70との間に設けられてもよい。つまり、圧力計72は、蒸気が流通する経路のうち第1熱交換器24の下流側であり圧力調整弁70の上流側である1次側蒸気流通経路に設けられ、1次側蒸気流通経路を流通する蒸気の圧力を検出してもよい。 The position where the pressure gauge 72 is provided is not limited to the separator 60. For example, the pressure gauge 72 may be provided in the first delivery pipe 42, or may be provided in the steam flow pipe 66 between the separator 60 and the pressure control valve 70. That is, the pressure gauge 72 is provided in the primary-side steam distribution path, which is the downstream side of the first heat exchanger 24 and the upstream side of the pressure regulating valve 70 in the path through which the steam flows, and the primary-side steam distribution path. You may detect the pressure of the steam which circulates through.

蒸気流通管66における圧力調整弁70と第2熱交換器50との間には、オリフィス74が設けられている。オリフィス74は、例えば、円環状に形成され、蒸気流通管66における流路の所定区間の断面積を絞る。オリフィス74は、第1送出管42内の蒸気の流速、および、分離器60とオリフィス74との間の蒸気流通管66内の蒸気の流速が高くなり過ぎないように、その流速を所定流速に抑える。所定流速は、例えば、定格蒸気量の10%の蒸気が分離器60に流れるときの流速である。また、オリフィス74は、オリフィス74よりも蒸気の流れの下流側にある蒸気の圧力を、オリフィス74よりも蒸気の流れの上流側にある蒸気の圧力に比べて低下させる。 An orifice 74 is provided between the pressure regulating valve 70 and the second heat exchanger 50 in the steam flow pipe 66. The orifice 74 is formed, for example, in an annular shape, and narrows the cross-sectional area of a predetermined section of the flow path in the steam flow pipe 66. The orifice 74 has a predetermined flow velocity so that the flow velocity of the steam in the first delivery pipe 42 and the flow velocity of the steam in the vapor flow pipe 66 between the separator 60 and the orifice 74 do not become too high. suppress. The predetermined flow rate is, for example, a flow rate when 10% of the rated amount of steam flows into the separator 60. Further, the orifice 74 lowers the pressure of steam on the downstream side of the steam flow with respect to the orifice 74 as compared with the pressure of steam on the upstream side of the steam flow with respect to the orifice 74.

蒸気流通管66におけるオリフィス74と第2熱交換器50との間には、逆止弁76が設けられる。逆止弁76は、分離器60から第2熱交換器50に向かう方向の流れを許可し、第2熱交換器50から分離器60に向かう方向の流れを阻止する。 A check valve 76 is provided in the steam flow pipe 66 between the orifice 74 and the second heat exchanger 50. The check valve 76 permits the flow in the direction from the separator 60 to the second heat exchanger 50, and blocks the flow in the direction from the second heat exchanger 50 to the separator 60.

蒸気流通管66における分離器60と圧力調整弁70との間には、空気抜き弁78が設けられる。空気抜き弁78は、蒸気流通管66内の温度が所定温度を下回っている間、または、下回ると開弁し、所定温度以上となると閉弁する。空気抜き弁78は、蒸気流通管66内に残る空気を蒸気流通管66外に排出することで、蒸気流通管66を流通する蒸気の温度を飽和温度にさせることができる。 An air vent valve 78 is provided between the separator 60 and the pressure control valve 70 in the steam flow pipe 66. The air vent valve 78 is opened while the temperature inside the steam flow pipe 66 is below or below a predetermined temperature, and is closed when the temperature is above a predetermined temperature. The air vent valve 78 discharges the air remaining in the steam flow pipe 66 to the outside of the steam flow pipe 66, so that the temperature of the steam flowing through the steam flow pipe 66 can reach the saturation temperature.

制御部80は、中央処理装置(CPU)、不揮発性メモリ、揮発性メモリ等を含む半導体集積回路から構成される。制御部80は、圧力計72で検出された圧力に基づいて、分離器60内の圧力(圧力計72の圧力)が概ね一定となるように、圧力調整弁70の開度(または閉度)を制御する。その結果、蒸気流通管66におけるオリフィス74と第2熱交換器50との間の圧力が所定圧力に調整されることとなる。 The control unit 80 is composed of a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), a non-volatile memory, a volatile memory and the like. The control unit 80, based on the pressure detected by the pressure gauge 72, opens (or closes) the pressure adjustment valve 70 so that the pressure in the separator 60 (pressure of the pressure gauge 72) becomes substantially constant. To control. As a result, the pressure between the orifice 74 in the steam flow pipe 66 and the second heat exchanger 50 is adjusted to a predetermined pressure.

圧力計72の圧力が上昇すると、第1熱交換器24内の圧力勾配が小さくなり、第1熱交換器24から送出される蒸気量が減少し、第1熱交換器24からドレンが排出され難くなる。このため、制御部80は、圧力計72の圧力が上昇する方向に変化しようとすると、圧力調整弁70の開度を上げる。圧力調整弁70の開度が上がると、第1熱交換器24の下流側の圧力が低下し、第1熱交換器24内の圧力勾配が大きくなり、第1熱交換器24からドレンが排出され易くなる。 When the pressure of the pressure gauge 72 rises, the pressure gradient in the first heat exchanger 24 becomes smaller, the amount of steam sent from the first heat exchanger 24 decreases, and the drain is discharged from the first heat exchanger 24. It will be difficult. Therefore, the control unit 80 increases the opening degree of the pressure adjusting valve 70 when the pressure of the pressure gauge 72 is about to change in the increasing direction. When the opening degree of the pressure adjustment valve 70 increases, the pressure on the downstream side of the first heat exchanger 24 decreases, the pressure gradient in the first heat exchanger 24 increases, and the drainage is discharged from the first heat exchanger 24. It is easy to be done.

また、圧力計72の圧力が低下すると、第1熱交換器24からドレンが排出され易くなるが、第1熱交換器24から蒸気が過剰に送出される。このため、制御部80は、圧力計72の圧力が低下する方向に変化しようとすると、圧力調整弁70の開度を下げる。圧力調整弁70の開度が下がると、第1熱交換器24の下流側の圧力が上昇し、第1熱交換器24から蒸気が過剰に送出されることを抑制できる。 Further, when the pressure of the pressure gauge 72 decreases, drainage is easily discharged from the first heat exchanger 24, but excessive steam is sent out from the first heat exchanger 24. For this reason, the control unit 80 reduces the opening degree of the pressure adjusting valve 70 when the pressure of the pressure gauge 72 is about to decrease. When the opening degree of the pressure regulating valve 70 decreases, the pressure on the downstream side of the first heat exchanger 24 rises, and it is possible to suppress the excessive delivery of steam from the first heat exchanger 24.

また、制御部80は、温度計68で検出された温度に基づいて、圧力調整弁70の開度(または閉度)を制御してもよい。 Further, the control unit 80 may control the opening degree (or closing degree) of the pressure adjusting valve 70 based on the temperature detected by the thermometer 68.

第1熱交換器24内にドレンが溜まると、温度計68で検出される温度が低下し、飽和温度との温度差が大きくなる。このため、制御部80は、温度計68の温度が低下すると(飽和温度との温度差が大きくなると)、圧力調整弁70の開度を上げる。圧力調整弁70の開度が上がると、第1熱交換器24の下流側の圧力が低下し、第1熱交換器24からドレンが排出され易くなる。 When drainage collects in the first heat exchanger 24, the temperature detected by the thermometer 68 lowers and the temperature difference from the saturation temperature increases. Therefore, the control unit 80 increases the opening degree of the pressure adjusting valve 70 when the temperature of the thermometer 68 decreases (when the temperature difference from the saturation temperature increases). When the opening degree of the pressure adjustment valve 70 increases, the pressure on the downstream side of the first heat exchanger 24 decreases, and the drain is easily discharged from the first heat exchanger 24.

また、第1熱交換器24内にドレンがあまり溜まっていないと、温度計68で検出される温度が上昇し、飽和温度との温度差が小さくなる。このため、制御部80は、温度計68の温度が上昇すると(飽和温度との温度差が小さくなると)、圧力調整弁70の開度を下げる。圧力調整弁70の開度が下がると、第1熱交換器24の下流側の圧力が上昇し、第1熱交換器24から蒸気が過剰に送出されることを抑制できる。 Further, when the drain is not much accumulated in the first heat exchanger 24, the temperature detected by the thermometer 68 rises and the temperature difference from the saturation temperature becomes small. Therefore, when the temperature of the thermometer 68 rises (when the temperature difference from the saturation temperature decreases), the controller 80 lowers the opening of the pressure adjusting valve 70. When the opening degree of the pressure regulating valve 70 decreases, the pressure on the downstream side of the first heat exchanger 24 rises, and it is possible to suppress the excessive delivery of steam from the first heat exchanger 24.

蒸気熱交換システム1では、圧力計72の圧力に基づく圧力調整弁70の制御、および、温度計68の温度に基づく圧力調整弁70の制御のいずれかが、第1熱交換器24の構成などによって選択される。 In the steam heat exchange system 1, one of the control of the pressure adjusting valve 70 based on the pressure of the pressure gauge 72 and the control of the pressure adjusting valve 70 based on the temperature of the thermometer 68 is the configuration of the first heat exchanger 24, etc. Selected by.

例えば、蒸気が流通する距離(例えば、熱交換管36の長さ)が長い第1熱交換器24では、上流側で生じたドレンが下流側に移動するまでに時間がかかって、ドレンの温度が大きく低下する。このような、ドレンの温度の低下幅が大きな第1熱交換器24では、第1熱交換器24から送出されるドレンの温度を検出することで、飽和温度とドレンの温度との温度差を精度よく導出することができる。このため、ドレンの温度の低下幅が大きな第1熱交換器24の場合、蒸気熱交換システム1は、温度計68の温度に基づいて圧力調整弁70を制御する構成とされる。 For example, in the first heat exchanger 24 where the distance through which steam flows (for example, the length of the heat exchange tube 36) is long, it takes time for the drain generated on the upstream side to move to the downstream side, and the temperature of the drain Is greatly reduced. In such a first heat exchanger 24 having a large drain temperature drop width, the temperature difference between the saturation temperature and the drain temperature is detected by detecting the temperature of the drain sent from the first heat exchanger 24. It can be derived accurately. Therefore, in the case of the first heat exchanger 24 in which the drain temperature decrease range is large, the steam heat exchange system 1 is configured to control the pressure adjustment valve 70 based on the temperature of the thermometer 68.

また、蒸気が流通する距離が短い第1熱交換器24では、上流側で生じたドレンが早く下流側に到達するため、ドレンの温度の低下幅が小さい。このような、ドレンの温度の低下幅が小さな第1熱交換器24では、飽和温度とドレンの温度との温度差を精度よく導出することが困難となる。このため、ドレンの温度の低下幅が小さな第1熱交換器24の場合には、温度計68の温度に基づいて圧力調整弁70の制御を行うのは適切ではない。 Further, in the first heat exchanger 24 where the distance through which the steam flows is short, the drain generated on the upstream side reaches the downstream side quickly, so that the temperature drop of the drain is small. In such a first heat exchanger 24 in which the drain temperature decrease range is small, it is difficult to accurately derive the temperature difference between the saturation temperature and the drain temperature. Therefore, in the case of the first heat exchanger 24 in which the decrease range of the drain temperature is small, it is not appropriate to control the pressure adjustment valve 70 based on the temperature of the thermometer 68.

しかし、蒸気が流通する距離が短い場合には、第1熱交換器24内の圧力が、第1熱交換器24外の圧力の変化に対して早く応答する。このような、圧力の応答性がよい第1熱交換器24としては、例えば、キルンなどのような伝熱面で囲まれた容積が大きなものがある。圧力の応答性がよい第1熱交換器24の場合、蒸気熱交換システム1は、圧力計72の圧力に基づいて圧力調整弁70を制御する構成とされる。この態様では、圧力調整弁70の制御の応答遅れを抑えることができる。 However, when the distance through which the steam flows is short, the pressure inside the first heat exchanger 24 responds quickly to changes in the pressure outside the first heat exchanger 24. As such a first heat exchanger 24 having good pressure responsiveness, for example, there is a large volume surrounded by a heat transfer surface such as a kiln. In the case of the first heat exchanger 24 having good pressure responsiveness, the steam heat exchange system 1 is configured to control the pressure adjustment valve 70 based on the pressure of the pressure gauge 72. In this mode, the response delay of the control of the pressure regulating valve 70 can be suppressed.

なお、制御部80は、圧力計72の圧力と温度計68の温度との両方に基づいて、圧力調整弁70の制御を行ってもよい。 The control unit 80 may control the pressure adjusting valve 70 based on both the pressure of the pressure gauge 72 and the temperature of the thermometer 68.

また、第1送入管26における第1減圧弁28と第1熱交換器24との間には、流量計82が設けられる。流量計82は、第1送入管26を通じて送入口38に送入される蒸気の流量を測定する。流量計82で測定された流量は、第1熱交換器24を介して第2熱交換器50へ供給する蒸気量を調整する際に用いられる。 Further, a flow meter 82 is provided between the first pressure reducing valve 28 and the first heat exchanger 24 in the first inlet pipe 26. The flow meter 82 measures the flow rate of the steam introduced into the inlet 38 through the first inlet pipe 26. The flow rate measured by the flow meter 82 is used when adjusting the amount of steam supplied to the second heat exchanger 50 via the first heat exchanger 24.

ここで、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気を第2熱交換器50で利用するが、第1熱交換器24を介して第2熱交換器50に供給される蒸気だけでは、第2熱交換器50で消費すべき蒸気量を満たせないことがある。このため、第2熱交換器50には、第1熱交換器24を介して蒸気が供給されることに加え、蒸気供給源20の蒸気が減圧されて直接的に供給される。 Here, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the steam that is not used in the first heat exchanger 24 is used in the second heat exchanger 50, but the second heat is used through the first heat exchanger 24. The steam supplied to the heat exchanger 50 alone may not satisfy the amount of steam to be consumed by the second heat exchanger 50. Therefore, in addition to the steam being supplied to the second heat exchanger 50 via the first heat exchanger 24, the steam of the steam supply source 20 is decompressed and directly supplied.

具体的には、第2送入管52は、第1送入管26における蒸気供給源20と第1減圧弁28との間に連通している。また、第2送入管52は、蒸気流通管66における逆止弁76と第2熱交換器50との間に連通している。 Specifically, the second inlet pipe 52 communicates with the vapor supply source 20 in the first inlet pipe 26 and the first pressure reducing valve 28. The second inlet pipe 52 communicates with the check valve 76 in the steam flow pipe 66 and the second heat exchanger 50.

第2送入管52には、第2減圧弁56が設けられている。第2減圧弁56は、第2送入管52における第2減圧弁56に対して、蒸気供給源20側の蒸気の圧力よりも、第2熱交換器50側の蒸気の圧力を下げる。第2減圧弁56で減圧された蒸気は、第2熱交換器50に送られる。第2減圧弁56は、第1減圧弁28よりも減圧幅が大きい。つまり、第2熱交換器50に供給される蒸気の圧力は、第1熱交換器24に供給される蒸気の圧力よりも低い。第2熱交換器50に供給される蒸気の圧力は、例えば、0.2MPaGである。 The second inlet pipe 52 is provided with a second pressure reducing valve 56. The second pressure reducing valve 56 lowers the pressure of the steam on the second heat exchanger 50 side than the pressure of the steam on the steam supply source 20 side with respect to the second pressure reducing valve 56 in the second inlet pipe 52. The steam decompressed by the second pressure reducing valve 56 is sent to the second heat exchanger 50. The second pressure reducing valve 56 has a pressure reduction width larger than that of the first pressure reducing valve 28. That is, the pressure of the steam supplied to the second heat exchanger 50 is lower than the pressure of the steam supplied to the first heat exchanger 24. The pressure of the steam supplied to the second heat exchanger 50 is, for example, 0.2 MPaG.

また、第3ドレン回収管84は、第2熱交換器50の送出口86に連通している。第3ドレン回収管84には、第3トラップ18が設けられている。第3トラップ18は、第2熱交換器50で生じたドレンを捕集する。第3トラップ18で捕集されたドレンは、給水タンク10に回収される。 Further, the third drain recovery pipe 84 communicates with the outlet 86 of the second heat exchanger 50. A third trap 18 is provided in the third drain recovery pipe 84. The third trap 18 collects the drain generated in the second heat exchanger 50. The drain collected in the third trap 18 is collected in the water supply tank 10.

なお、第2熱交換器50に供給される蒸気の圧力は、0.2MPaGより低くてもよい。この場合、第3トラップ18の代わりに、蒸気駆動式ポンプが第3ドレン回収管84に設けられてもよい。蒸気駆動式ポンプは、第1熱交換器24等を含む蒸気系統とは別系統の蒸気を用いて、第3ドレン回収管84に入るドレンを回収して給水タンク10に移送する。 The pressure of the steam supplied to the second heat exchanger 50 may be lower than 0.2 MPaG. In this case, instead of the third trap 18, a steam driven pump may be provided in the third drain recovery pipe 84. The steam-driven pump collects the drain entering the third drain recovery pipe 84 and transfers it to the water supply tank 10 by using a steam of a system different from the steam system including the first heat exchanger 24 and the like.

また、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24と第2熱交換器50とが並行して運用される。例えば、第2熱交換器50は、被加熱物の予熱を行い、第1熱交換器24は、予熱された被加熱物の加熱を行う。 Further, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the first heat exchanger 24 and the second heat exchanger 50 are operated in parallel. For example, the second heat exchanger 50 preheats the heated object, and the first heat exchanger 24 heats the preheated heated object.

図5は、第1実施形態の蒸気熱交換システム1における立ち上げ時の操作を説明するためのフローチャートである。図5のフローチャートに示す処理は、蒸気熱交換システム1の管理者や使用者など(以下、管理者等という)によって行われる。 FIG. 5: is a flowchart for demonstrating the operation at the time of starting in the steam heat exchange system 1 of 1st Embodiment. The process shown in the flowchart of FIG. 5 is performed by an administrator or a user of the steam heat exchange system 1 (hereinafter referred to as an administrator).

まず、管理者等は、圧力調整弁70を閉状態にさせ(S100)、この状態において、蒸気供給源20から蒸気を第1熱交換器24に供給させるようにする(S110)。この状態では、第1熱交換器24の送入口38と送出口40との圧力差がほとんどないため、蒸気供給源20から第1熱交換器24に供給される蒸気は、第1熱交換器24ですべて利用される。 First, the administrator or the like closes the pressure regulating valve 70 (S100), and in this state, causes the steam supply source 20 to supply steam to the first heat exchanger 24 (S110). In this state, since there is almost no pressure difference between the inlet 38 and the outlet 40 of the first heat exchanger 24, the steam supplied from the steam supply source 20 to the first heat exchanger 24 is the first heat exchanger. All used in 24.

次に、管理者等は、この状態において、流量計82が示す流量を目視で確認し(S120)、確認した流量を定格蒸気量に決定する(S130)。 Next, in this state, the administrator or the like visually confirms the flow rate indicated by the flow meter 82 (S120), and determines the confirmed flow rate as the rated vapor amount (S130).

次に、管理者等は、決定した定格蒸気量に基づいて、第1熱交換器24の送入口38に送入させる目標の蒸気量(目標送入蒸気量)を決定する(S140)。例えば、管理者等は、定格蒸気量の110%を目標送入蒸気量に決定する。なお、定格蒸気量の110%を目標送入蒸気量に決定する態様に限らない。例えば、管理者等は、定格蒸気量の101%から定格蒸気量の110%の範囲の中から目標送入蒸気量を決定してもよい。 Next, the manager or the like determines the target amount of steam to be fed into the inlet 38 of the first heat exchanger 24 (target fed steam amount) based on the determined rated vapor amount (S140). For example, the manager or the like determines 110% of the rated steam amount as the target steam input amount. Note that the present invention is not limited to the mode in which 110% of the rated steam amount is determined as the target incoming steam amount. For example, an administrator or the like may determine the target amount of steam to be fed in from the range of 101% of the rated steam amount to 110% of the rated steam amount.

次に、管理者等は、圧力調整弁70を任意の開度で開かせる(S150)。圧力調整弁70が開くと、第1熱交換器24の送出口40の圧力が低下し、それに連れて第1熱交換器24の送入口38の圧力が低下する。 Next, the administrator or the like opens the pressure adjusting valve 70 at an arbitrary opening (S150). When the pressure regulating valve 70 opens, the pressure of the outlet 40 of the first heat exchanger 24 decreases, and the pressure of the inlet 38 of the first heat exchanger 24 decreases accordingly.

このとき、蒸気供給源20は、第1熱交換器24に供給する蒸気の圧力が一定となるように制御されている。このため、蒸気供給源20は、第1熱交換器24の送入口38の圧力を、低下する前の圧力に戻すべく、出力する蒸気の圧力を上昇させる。 At this time, the steam supply source 20 is controlled so that the pressure of the steam supplied to the first heat exchanger 24 is constant. Therefore, the steam supply source 20 increases the pressure of the steam to be output in order to return the pressure of the inlet port 38 of the first heat exchanger 24 to the pressure before the decrease.

これにより、蒸気供給源20は、圧力調整弁70を開かせる前の流量よりも多量の蒸気を第1熱交換器24に供給することとなる。 As a result, the steam supply source 20 supplies a larger amount of steam to the first heat exchanger 24 than the flow rate before opening the pressure regulating valve 70.

次に、管理者等は、圧力計72の設定値を制御部80に設定する(S160)。圧力計72の設定値の設定が行われると、制御部80は、圧力調整弁70の開度を、その設定値に基づいたものにさせる。制御部80の動作については、後に詳述する。 Next, the administrator or the like sets the set value of the pressure gauge 72 in the control unit 80 (S160). When the setting value of the pressure gauge 72 is set, the control unit 80 causes the opening degree of the pressure adjusting valve 70 to be based on the setting value. The operation of the control unit 80 will be described later in detail.

次に、管理者等は、流量計82が示す蒸気の流量を目視で確認し(S170)、蒸気の流量が目標送入蒸気量に一致するか否かを判定する(S180)。蒸気の流量が目標送入蒸気量に一致しない場合(S180におけるNO)、管理者等は、圧力計72の設定値を変更して設定し直す(S160)。 Next, the administrator or the like visually confirms the flow rate of the steam indicated by the flow meter 82 (S170), and determines whether the flow rate of the steam matches the target feed-in steam amount (S180). When the flow rate of steam does not match the target steam input amount (NO in S180), the administrator or the like changes the setting value of the pressure gauge 72 and resets it (S160).

一方、蒸気の流量が目標送入蒸気量に一致した場合(S180におけるYES)、管理者等は、一連の操作を終了する。このように、管理者等は、流量計82が示す蒸気の流量が目標送入蒸気量となるような圧力計72の設定値をトライアンドエラーで見つけ出す。 On the other hand, when the flow rate of steam matches the target amount of steam to be fed (YES in S180), the administrator or the like ends the series of operations. In this way, the administrator or the like finds the set value of the pressure gauge 72 by trial and error so that the flow rate of the steam indicated by the flow meter 82 becomes the target amount of steam to be fed.

図6は、圧力計72の圧力に基づいた制御部80の動作を説明するフローチャートである。まず、制御部80は、蒸気熱交換システム1の停止指示があったか否を判定する(S200)。制御部80は、蒸気熱交換システム1の停止指示があった場合(S200におけるYES)、一連の処理を終了する。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the control unit 80 based on the pressure of the pressure gauge 72. First, the control unit 80 determines whether or not there is an instruction to stop the steam heat exchange system 1 (S200). The control part 80 complete|finishes a series of processes, when the stop instruction|indication of the steam heat exchange system 1 is received (YES in S200).

一方、制御部80は、蒸気熱交換システム1の停止指示がなかった場合(S200におけるNO)、所定時間が経過したか否かを判定する(S210)。所定時間が経過していない場合(S210におけるNO)、制御部80は、ステップS200の処理に戻る。 On the other hand, when there is no instruction to stop the steam heat exchange system 1 (NO in S200), the control unit 80 determines whether a predetermined time has passed (S210). When the predetermined time has not elapsed (NO in S210), the control unit 80 returns to the process of step S200.

一方、所定時間が経過した場合(S210におけるYES)、制御部80は、圧力計72が示す圧力を取得する(S220)。次に、制御部80は、取得した圧力計72の圧力と圧力計72の設定値との圧力差を導出する(S230)。次に、制御部80は、導出された圧力差がゼロとなるような圧力調整弁70の目標開度を導出する(S240)。そして、制御部80は、圧力調整弁70を、導出した目標開度で開かせ(S250)、ステップS200の処理に戻る。制御部80は、このようにして、圧力計72の圧力が設定値になるように圧力調整弁70の開度を制御する。その結果、蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24を介して第2熱交換器50に供給される蒸気量が、目標送入蒸気量に基づいた流量に制御される。 On the other hand, when the predetermined time has elapsed (YES in S210), the control unit 80 acquires the pressure indicated by the pressure gauge 72 (S220). Next, the control unit 80 derives the pressure difference between the acquired pressure of the pressure gauge 72 and the set value of the pressure gauge 72 (S230). Next, the control unit 80 derives the target opening degree of the pressure regulating valve 70 such that the derived pressure difference becomes zero (S240). Then, the control unit 80 opens the pressure adjusting valve 70 at the derived target opening degree (S250), and returns to the process of step S200. In this way, the control unit 80 controls the opening degree of the pressure adjusting valve 70 so that the pressure of the pressure gauge 72 reaches the set value. As a result, in the steam heat exchange system 1, the amount of steam supplied to the second heat exchanger 50 via the first heat exchanger 24 is controlled to a flow rate based on the target incoming steam amount.

図7は、温度計68の温度に基づいた制御部80の動作を説明するフローチャートである。図7のフローチャートは、ステップS220〜S240に代えてステップS320〜S340が行われる点において図6のフローチャートと異なる。したがって、図6のフローチャートのステップと等しいステップについては説明を省略し、異なるステップについて詳述する。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the control unit 80 based on the temperature of the thermometer 68. The flowchart of FIG. 7 differs from the flowchart of FIG. 6 in that steps S320 to S340 are performed instead of steps S220 to S240. Therefore, a description of steps that are the same as the steps of the flowchart of FIG. 6 will be omitted, and different steps will be described in detail.

制御部80は、所定時間が経過した場合(S210におけるYES)、温度計68の温度を取得する(S320)。次に、制御部80は、取得した温度計68の温度と蒸気の飽和温度との温度差を導出する(S330)。次に、制御部80は、導出された温度差に基づいて圧力調整弁70の目標開度を導出する(S340)。そして、制御部80は、圧力調整弁70を、導出した目標開度で開かせる(S250)。 When the predetermined time has passed (YES in S210), the control unit 80 acquires the temperature of the thermometer 68 (S320). Next, the control unit 80 derives the temperature difference between the acquired temperature of the thermometer 68 and the saturated temperature of the steam (S330). Next, the control unit 80 derives the target opening degree of the pressure regulating valve 70 based on the derived temperature difference (S340). Then, the control unit 80 opens the pressure adjustment valve 70 at the derived target opening degree (S250).

ここで、第1熱交換器24から第2トラップ16に至る1次側ドレン流通経路にドレンが溜まってくると、温度計68が設置されている第2ドレン回収管64内の温度が、飽和温度に対して低下する。つまり、この場合、ステップS330で導出された温度差が大きくなる。 Here, when the drain collects in the primary side drain flow path from the first heat exchanger 24 to the second trap 16, the temperature inside the second drain recovery pipe 64 in which the thermometer 68 is installed becomes saturated. Decreases with temperature. That is, in this case, the temperature difference derived in step S330 becomes large.

制御部80は、導出された温度差が、前回の制御周期において導出された温度差よりも大きければ、目標開度を増加させる。そうすると、第1熱交換器24の送出口40から送出される蒸気量が増加する。これにより、1次側ドレン流通経路内のドレンが蒸気によって押し流され易くなり、ドレンの排出が促進される。 The control unit 80 increases the target opening degree if the derived temperature difference is larger than the temperature difference derived in the previous control cycle. Then, the amount of steam delivered from the delivery port 40 of the first heat exchanger 24 increases. As a result, the drain in the primary side drain flow path is easily washed away by the steam, and drain discharge is promoted.

また、1次側ドレン流通経路内のドレンが、押し流されて減少すると、第2ドレン回収管64内の温度が、飽和温度に近づく。つまり、この場合、ステップS330で導出された温度差が小さくなる。 When the drain in the primary side drain flow path is washed away and reduced, the temperature in the second drain recovery pipe 64 approaches the saturation temperature. That is, in this case, the temperature difference derived in step S330 becomes small.

制御部80は、導出された温度差が、前回の制御周期において導出された温度差よりも小さければ、目標開度を減少させる。そうすると、第1熱交換器24の送出口40から送出される蒸気量が減少する。これにより、送出口40から蒸気が過剰に送出されることを防止できる。 If the derived temperature difference is smaller than the temperature difference derived in the previous control cycle, the controller 80 reduces the target opening degree. Then, the amount of steam delivered from the delivery port 40 of the first heat exchanger 24 decreases. Thereby, it is possible to prevent the steam from being excessively delivered from the delivery port 40.

以上のように、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24の熱交換管36内で生じたドレンが蒸気によって第1熱交換器24外に送出されるとともに、第1熱交換器24外に送出された蒸気が第2熱交換器50で利用される。 As described above, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the drain generated in the heat exchange pipe 36 of the first heat exchanger 24 is sent to the outside of the first heat exchanger 24 by the steam, and The steam sent out of the first heat exchanger 24 is used in the second heat exchanger 50.

したがって、第1実施形態の蒸気熱交換システム1によれば、蒸気熱交換システム1全体として蒸気のロスを抑えつつ、第1熱交換器24における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 Therefore, according to the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, the steam heat exchange system 1 as a whole can suppress the loss of steam and prevent the reduction of the heat transmission coefficient in the first heat exchanger 24. ..

また、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、蒸気流通管66の途中にオリフィス74を設けて、第1熱交換器24とオリフィス74との間の蒸気の流速が高くなり過ぎないようにしている。これにより、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、第1熱交換器24で利用されない蒸気が、必要以上に多くなることを抑えることができる。換言すると、第1実施形態の蒸気熱交換システム1では、ドレンを第1熱交換器24から送出させるのに適切な量(具体的には、定格蒸気量の1%〜10%)の蒸気を第1熱交換器24から送出させることができる。 Further, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, an orifice 74 is provided in the middle of the steam flow pipe 66 so that the flow velocity of steam between the first heat exchanger 24 and the orifice 74 does not become too high. ing. As a result, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, it is possible to prevent the steam not used in the first heat exchanger 24 from increasing more than necessary. In other words, in the steam heat exchange system 1 of the first embodiment, an appropriate amount of steam (specifically, 1% to 10% of the rated steam amount) for sending drain from the first heat exchanger 24 is supplied. It can be delivered from the first heat exchanger 24.

なお、第2熱交換器50には、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気が供給されるとともに、蒸気供給源20から第2減圧弁56を介して直接的に蒸気が供給されていた。しかし、第2熱交換器50には、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気が供給されればよく、蒸気供給源20から第2減圧弁56を介して直接的に蒸気が供給されなくてもよい。 The second heat exchanger 50 is supplied with steam not used in the first heat exchanger 24, and is also directly supplied with steam from the steam supply source 20 via the second pressure reducing valve 56. It was However, it suffices that the steam not used in the first heat exchanger 24 is supplied to the second heat exchanger 50, and the steam is directly supplied from the steam supply source 20 via the second pressure reducing valve 56. You don't have to.

また、第2減圧弁56を介して第2熱交換器50に蒸気を補充する場合には、第2熱交換器50における蒸気の圧力を、第1熱交換器24における蒸気の圧力に比べ、十分に小さくする。 When the second heat exchanger 50 is supplemented with steam through the second pressure reducing valve 56, the pressure of the steam in the second heat exchanger 50 is compared with the pressure of the steam in the first heat exchanger 24. Make it small enough.

また、蒸気熱交換システム1において、空気抜き弁30、78の位置は、第1送入管26および蒸気流通管66に限らない。また、空気抜き弁の数は、2個に限らず、1個でもよく、3個以上であってもよい。空気抜き弁の数を多くするほど、空気を早急に抜くことができる。 Further, in the steam heat exchange system 1, the positions of the air vent valves 30 and 78 are not limited to the positions of the first inlet pipe 26 and the steam flow pipe 66. Further, the number of air vent valves is not limited to two, and may be one or three or more. The greater the number of air vent valves, the more quickly air can be vented.

(第2実施形態)
図8は、第2実施形態による蒸気熱交換システム100の構成を示す概略図である。第1実施形態では、第1熱交換器24と圧力調整弁70との間(圧力調整弁70の1次側)に圧力計72が設けられていた。これに対し、第2実施形態の蒸気熱交換システム100では、圧力計72が圧力調整弁70の2次側に設けられる。なお、蒸気熱交換システム100では、温度計68が省略されている。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the steam heat exchange system 100 according to the second embodiment. In the first embodiment, the pressure gauge 72 is provided between the first heat exchanger 24 and the pressure adjusting valve 70 (on the primary side of the pressure adjusting valve 70). On the other hand, in the steam heat exchange system 100 of the second embodiment, the pressure gauge 72 is provided on the secondary side of the pressure regulating valve 70. In the steam heat exchange system 100, the thermometer 68 is omitted.

蒸気熱交換システム100において、圧力計72は、蒸気流通管66における圧力調整弁70とオリフィス74との間に設けられている。圧力計72は、サイフォン管73を介して蒸気流通管66に接続される。圧力計72は、圧力調整弁70とオリフィス74との間の蒸気流通管66内の蒸気の圧力を検出する。 In the steam heat exchange system 100, the pressure gauge 72 is provided between the pressure regulating valve 70 and the orifice 74 in the steam flow pipe 66. The pressure gauge 72 is connected to the steam flow pipe 66 via a siphon pipe 73. The pressure gauge 72 detects the pressure of the steam in the steam flow pipe 66 between the pressure regulating valve 70 and the orifice 74.

第2実施形態の制御部80は、圧力調整弁70とオリフィス74との間の蒸気流通管66内の蒸気の圧力(圧力計72の圧力)が概ね一定となるように、圧力調整弁70の開度を制御する。制御部80は、圧力計72の圧力が低下する方向に変化しようとすると、圧力調整弁70の開度を上げ、圧力計72の圧力が上昇する方向に変化しようとすると、圧力調整弁70の開度を下げることで所定圧力を維持させる。 The control unit 80 of the second embodiment controls the pressure control valve 70 so that the pressure of the steam (pressure of the pressure gauge 72) in the steam flow pipe 66 between the pressure control valve 70 and the orifice 74 becomes substantially constant. Control the opening. The control unit 80 increases the opening of the pressure adjusting valve 70 when the pressure of the pressure gauge 72 is going to decrease, and increases the opening of the pressure adjusting valve 70 when the pressure of the pressure gauge 72 is going to increase. The predetermined pressure is maintained by decreasing the opening.

したがって、第2実施形態の蒸気熱交換システム100では、第1実施形態と同様に、蒸気熱交換システム100全体として蒸気のロスを抑えつつ、第1熱交換器24における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 Therefore, in the steam heat exchange system 100 of the second embodiment, similarly to the first embodiment, the steam heat exchange system 100 as a whole suppresses the loss of steam and prevents the decrease of the heat transmission coefficient in the first heat exchanger 24. It becomes possible to do.

なお、圧力計72は、蒸気流通管66におけるオリフィス74と第2熱交換器50との間に設けられてもよい。この場合、制御部80は、オリフィス74と第2熱交換器50との間の蒸気流通管66内における蒸気の圧力に基づいて、圧力調整弁70の開度を制御してもよい。 The pressure gauge 72 may be provided between the orifice 74 in the steam flow pipe 66 and the second heat exchanger 50. In this case, the control unit 80 may control the opening degree of the pressure adjusting valve 70 based on the pressure of the steam in the steam flow pipe 66 between the orifice 74 and the second heat exchanger 50.

また、制御部80は、圧力計72の圧力に基づいて圧力調整弁70の開度を制御していた。しかし、制御部80は、流量計82が示す流量を取得し、その流量に基づいて圧力調整弁70の開度を制御してもよい。この場合、制御部80は、圧力計72の圧力を取得しなくてもよい。 Further, the control unit 80 controls the opening degree of the pressure adjusting valve 70 based on the pressure of the pressure gauge 72. However, the control unit 80 may acquire the flow rate indicated by the flow meter 82 and control the opening degree of the pressure adjustment valve 70 based on the flow rate. In this case, the control unit 80 does not have to acquire the pressure of the pressure gauge 72.

また、蒸気熱交換システム100において、圧力調整弁70、圧力計72および制御部80に代えて、信号の授受を必要としない減圧弁を、分離器60とオリフィス74との間に設けてもよい。 Further, in the steam heat exchange system 100, a pressure reducing valve that does not require signal transmission/reception may be provided between the separator 60 and the orifice 74 instead of the pressure adjusting valve 70, the pressure gauge 72, and the control unit 80. ..

(第3実施形態)
図9は、第3実施形態による蒸気熱交換システム200の構成を示す概略図である。第3実施形態の蒸気熱交換システム200は、分離器60と第2熱交換器50との間の蒸気の圧力を制御する構成が第2実施形態と異なる。また、第3実施形態の蒸気熱交換システム200は、第1熱交換器24と第2熱交換器50とが個別に運用可能となっている。
(Third Embodiment)
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the steam heat exchange system 200 according to the third embodiment. The steam heat exchange system 200 of the third embodiment differs from that of the second embodiment in the configuration of controlling the pressure of steam between the separator 60 and the second heat exchanger 50. Further, in the steam heat exchange system 200 of the third embodiment, the first heat exchanger 24 and the second heat exchanger 50 can be operated individually.

第2実施形態において、蒸気流通管66には、分離器60側から順に、空気抜き弁78、電動弁(モータバルブ)202、絞り弁204、オリフィス74、圧力計72、逆止弁76が設けられている。換言すると、オリフィス74は、蒸気流通管66における分離器60と第2熱交換器50との間に設けられている。電動弁202は、蒸気流通管66における分離器60とオリフィス74との間に設けられている。絞り弁204は、蒸気流通管66における電動弁202とオリフィス74との間に設けられている。空気抜き弁78は、蒸気流通管66における分離器60と電動弁202との間に設けられている。圧力計72は、蒸気流通管66におけるオリフィス74と第2熱交換器50との間に設けられている。逆止弁76は、蒸気流通管66における圧力計72と第2熱交換器50との間に設けられている。 In the second embodiment, the steam flow pipe 66 is provided with an air vent valve 78, an electric valve (motor valve) 202, a throttle valve 204, an orifice 74, a pressure gauge 72, and a check valve 76 in order from the separator 60 side. ing. In other words, the orifice 74 is provided in the steam flow pipe 66 between the separator 60 and the second heat exchanger 50. The motor operated valve 202 is provided between the separator 60 and the orifice 74 in the steam flow pipe 66. The throttle valve 204 is provided between the electric valve 202 and the orifice 74 in the steam flow pipe 66. The air vent valve 78 is provided between the separator 60 and the electric valve 202 in the steam flow pipe 66. The pressure gauge 72 is provided between the orifice 74 in the steam flow pipe 66 and the second heat exchanger 50. The check valve 76 is provided in the steam flow pipe 66 between the pressure gauge 72 and the second heat exchanger 50.

電動弁202は、蒸気流通管66における流路の開閉(オンまたはオフ)を切り替える。絞り弁204は、蒸気流通管66における流路の開度を変化させる。絞り弁204の開度は、手動で変えられる。例えば、管理者等は、流量計82が示す流量を目視で確認し、その流量が定格蒸気量の110%となるように絞り弁204の開度を手動で調整する。圧力計72は、オリフィス74と第2熱交換器50との間において蒸気流通管66を流通する蒸気の圧力を検出する。なお、オリフィス74は、絞り弁204をオリフィス74として機能させることが可能な場合(蒸気流通管66を流通する蒸気流量を絞り弁204で十分に抑えることが可能な場合)には、省略されてもよい。 The motor-operated valve 202 switches between opening and closing (on or off) of the flow path in the steam flow pipe 66. The throttle valve 204 changes the opening of the flow path in the steam flow pipe 66. The opening degree of the throttle valve 204 can be manually changed. For example, the administrator visually confirms the flow rate indicated by the flow meter 82, and manually adjusts the opening degree of the throttle valve 204 so that the flow rate becomes 110% of the rated vapor amount. The pressure gauge 72 detects the pressure of the steam flowing through the steam flow pipe 66 between the orifice 74 and the second heat exchanger 50. The orifice 74 is omitted when the throttle valve 204 can function as the orifice 74 (when the flow rate of steam flowing through the steam flow pipe 66 can be sufficiently suppressed by the throttle valve 204). Good.

制御部80は、圧力計72で検出された圧力に基づいて、電動弁202の開閉(オンまたはオフ)を制御する。具体的には、制御部80は、圧力計72で検出された圧力が所定の第1閾値を超えた場合、電動弁202を閉じる。電動弁202が閉じられると、電動弁202よりも第2熱交換器50側には蒸気が流れない。一方、制御部80は、圧力計72で検出された圧力が、第1閾値よりも小さな所定の第2閾値を下回った場合、電動弁202を開ける。電動弁202が開かれると、分離器60とオリフィス74との間の蒸気の流量は、絞り弁204の開度に基づいたものとなる。 The control unit 80 controls opening/closing (ON or OFF) of the electric valve 202 based on the pressure detected by the pressure gauge 72. Specifically, the control unit 80 closes the electric valve 202 when the pressure detected by the pressure gauge 72 exceeds a predetermined first threshold value. When the electrically operated valve 202 is closed, steam does not flow to the second heat exchanger 50 side of the electrically operated valve 202. On the other hand, the control unit 80 opens the motor-operated valve 202 when the pressure detected by the pressure gauge 72 falls below a predetermined second threshold value that is smaller than the first threshold value. When the motor-operated valve 202 is opened, the flow rate of steam between the separator 60 and the orifice 74 is based on the opening degree of the throttle valve 204.

図10は、第3実施形態の蒸気熱交換システム200の動作を説明するための説明図である。例えば、時刻T0と時刻T1との間の時間において、第1熱交換器24と第2熱交換器50との両方が動作しているとする。この場合、圧力計72の圧力は、第2閾値以下となっている。このため、制御部80は、電動弁202を開状態に維持させる。 FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining the operation of the steam heat exchange system 200 of the third embodiment. For example, it is assumed that both the first heat exchanger 24 and the second heat exchanger 50 are operating during the time between time T0 and time T1. In this case, the pressure of the pressure gauge 72 is less than or equal to the second threshold value. Therefore, the control unit 80 maintains the motor-operated valve 202 in the open state.

この状態から、時刻T1において、第1熱交換器24が動作を維持しつつ第2熱交換器50が停止したとする。そうすると、第1熱交換器24の送出口40から蒸気が出続けるが、第2熱交換器50では蒸気が消費されなくなるため、蒸気流通管66内の蒸気の圧力が上昇する。つまり、この場合、第2熱交換器50の送入口54の圧力が上昇することとなる。 From this state, at time T1, it is assumed that the second heat exchanger 50 stops while the first heat exchanger 24 maintains the operation. Then, although the steam continues to be emitted from the outlet 40 of the first heat exchanger 24, the steam is no longer consumed in the second heat exchanger 50, so that the pressure of the steam in the steam flow pipe 66 increases. That is, in this case, the pressure of the inlet 54 of the second heat exchanger 50 increases.

そして、圧力計72の圧力(オリフィス74と第2熱交換器50との間の蒸気の圧力)が時刻T2において第1閾値を超えると、制御部80は、電動弁202を閉じる。電動弁202が閉じられると、電動弁202と第2熱交換器50との間の蒸気の圧力の上昇が抑制される。 Then, when the pressure of the pressure gauge 72 (the pressure of the steam between the orifice 74 and the second heat exchanger 50) exceeds the first threshold value at the time T2, the control unit 80 closes the electric valve 202. When the motor-operated valve 202 is closed, an increase in the pressure of steam between the motor-operated valve 202 and the second heat exchanger 50 is suppressed.

その後、時刻T3において第2熱交換器50が再び動作したとする。このとき、電動弁202と第2熱交換器50との間に滞留していた蒸気が第2熱交換器50で消費されるため、圧力計72の圧力が下降する。 After that, it is assumed that the second heat exchanger 50 operates again at time T3. At this time, the steam accumulated between the motor-operated valve 202 and the second heat exchanger 50 is consumed in the second heat exchanger 50, so that the pressure of the pressure gauge 72 decreases.

そして、圧力計72の圧力が時刻T4において第2閾値を下回ると、制御部80は、電動弁202を開ける。電動弁202が開かれると、蒸気流通管66を通じて第1熱交換器24から第2熱交換器50に蒸気が供給されるため、圧力計72の圧力の下降が抑制されることとなる。その後、制御部80は、圧力計72の圧力が第1閾値を超えるまで、電動弁202を開状態に維持させる。 Then, when the pressure of the pressure gauge 72 falls below the second threshold value at time T4, the control unit 80 opens the electric valve 202. When the motor-operated valve 202 is opened, steam is supplied from the first heat exchanger 24 to the second heat exchanger 50 through the steam flow pipe 66, so that the pressure gauge 72 is prevented from lowering the pressure. After that, the control unit 80 maintains the electrically operated valve 202 in the open state until the pressure of the pressure gauge 72 exceeds the first threshold value.

以上のように、第3実施形態の蒸気熱交換システム200は、第1実施形態と同様に、蒸気熱交換システム200全体として蒸気のロスを抑えつつ、第1熱交換器24における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 As described above, the steam heat exchange system 200 of the third embodiment, like the first embodiment, suppresses the loss of steam in the steam heat exchange system 200 as a whole, and reduces the heat transmission coefficient of the first heat exchanger 24. It is possible to prevent the decrease.

加えて、第3実施形態の蒸気熱交換システム200によれば、第2熱交換器50が単独で運転停止したとしても、第2熱交換器50の送入口54の蒸気の圧力が必要以上に上昇するのを防止することができる。その結果、第2熱交換器50の損傷を防止することができる。 In addition, according to the steam heat exchange system 200 of the third embodiment, even if the operation of the second heat exchanger 50 is stopped alone, the pressure of the steam at the inlet 54 of the second heat exchanger 50 becomes unnecessarily high. It is possible to prevent rising. As a result, damage to the second heat exchanger 50 can be prevented.

また、電動弁202の開閉の基準となる第1閾値と第2閾値とは、所謂ヒステリシスを構成している。このため、第3実施形態の蒸気熱交換システム200は、第1閾値と第2閾値とが一致する態様に比べ、電動弁202が必要以上に頻繁に開閉してしまうこと(換言すると、ハンチング)を抑制することができる。 In addition, the first threshold value and the second threshold value that are the reference for opening and closing the motor-operated valve 202 constitute so-called hysteresis. For this reason, in the steam heat exchange system 200 of the third embodiment, the motor-operated valve 202 opens and closes more frequently than necessary (in other words, hunting), as compared with an aspect in which the first threshold value and the second threshold value match. Can be suppressed.

なお、圧力計72は、蒸気流通管66におけるオリフィス74と第2熱交換器50との間に設けられていた。しかし、圧力計72は、蒸気流通管66における電動弁202とオリフィス74との間に設けられてもよい。この場合、制御部80は、電動弁202とオリフィス74との間の蒸気流通管66内における蒸気の圧力に基づいて、電動弁202の開閉および絞り弁204の開度を制御してもよい。また、圧力計72は、第1送出管42に設けられてもよく、分離器60に設けられてもよく、あるいは、蒸気流通管66における分離器60と電動弁202との間に設けられてもよい。 The pressure gauge 72 was provided between the orifice 74 in the steam flow pipe 66 and the second heat exchanger 50. However, the pressure gauge 72 may be provided between the electric valve 202 and the orifice 74 in the steam flow pipe 66. In this case, the control unit 80 may control the opening/closing of the electric valve 202 and the opening degree of the throttle valve 204 based on the pressure of the steam in the steam flow pipe 66 between the electric valve 202 and the orifice 74. Further, the pressure gauge 72 may be provided in the first delivery pipe 42, may be provided in the separator 60, or may be provided between the separator 60 and the motor-operated valve 202 in the steam flow pipe 66. Good.

(第4実施形態)
図11は、第4実施形態による蒸気熱交換システム300の構成を示す概略図である。第1実施形態の蒸気熱交換システム1は、第1トラップ14および第2トラップ16で捕集したドレンを給水タンク10に回収していた。これに対し、第4実施形態の蒸気熱交換システム300では、第1トラップ14および第2トラップ16で捕集したドレンからフラッシュ蒸気を生成し、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気と合わせてフラッシュ蒸気も第2熱交換器50に供給する。
(Fourth Embodiment)
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the steam heat exchange system 300 according to the fourth embodiment. The steam heat exchange system 1 of the first embodiment collects the drain collected in the first trap 14 and the second trap 16 in the water supply tank 10. On the other hand, in the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, flash steam is generated from the drain collected in the first trap 14 and the second trap 16, and the steam not used in the first heat exchanger 24 is generated. In addition, flash steam is also supplied to the second heat exchanger 50.

第1トラップ14は、逆止弁302を介してフラッシュタンク310に接続されている。逆止弁302は、第1トラップ14からフラッシュタンク310に向かう方向の流れを許可し、フラッシュタンク310から第1トラップ14に向かう流れを阻止する。 The first trap 14 is connected to the flash tank 310 via a check valve 302. The check valve 302 permits the flow in the direction from the first trap 14 to the flash tank 310, and blocks the flow from the flash tank 310 to the first trap 14.

第2トラップ16は、逆止弁304を介してフラッシュタンク310に接続されている。逆止弁304は、第2トラップ16からフラッシュタンク310に向かう方向の流れを許可し、フラッシュタンク310から第2トラップ16に向かう流れを阻止する。 The second trap 16 is connected to the flash tank 310 via a check valve 304. The check valve 304 permits the flow in the direction from the second trap 16 to the flash tank 310, and blocks the flow from the flash tank 310 to the second trap 16.

フラッシュタンク310は、例えば、内部空間を有する筒状に形成されている。フラッシュタンク310は、内部空間の圧力が大気圧以下(大気圧または負圧)に設定される。第2送入管312の一端は、フラッシュタンク310の鉛直上方に連通しており、他端は、第2熱交換器50の送入口54に連通している。 The flash tank 310 is, for example, formed in a tubular shape having an internal space. The internal pressure of the flash tank 310 is set to the atmospheric pressure or lower (atmospheric pressure or negative pressure). One end of the second inlet pipe 312 communicates vertically above the flash tank 310, and the other end communicates with the inlet 54 of the second heat exchanger 50.

蒸気流通管66は、第2送入管312に連通している。なお、蒸気流通管66には、第1実施形態と同様に、空気抜き弁78、圧力調整弁70、オリフィス74および逆止弁76が設けられている。 The steam flow pipe 66 communicates with the second inlet pipe 312. The steam flow pipe 66 is provided with an air vent valve 78, a pressure adjusting valve 70, an orifice 74, and a check valve 76, as in the first embodiment.

第3ドレン回収管84は、第2熱交換器50の送出口86と蒸気駆動式ポンプ314との間に設けられている。第4ドレン回収管316の一端は、フラッシュタンク310の鉛直下方に連通しており、他端は、第3ドレン回収管84に連通している。 The third drain recovery pipe 84 is provided between the outlet 86 of the second heat exchanger 50 and the steam driven pump 314. One end of the fourth drain recovery pipe 316 communicates vertically below the flash tank 310, and the other end communicates with the third drain recovery pipe 84.

第1トラップ14および第2トラップ16で捕集されたドレンは、高圧で100度以上となっている。このドレンがフラッシュタンク310に入ると、ドレンは、大気圧で100度となり、圧力が低下したことにより発生した圧力差分の潜熱を利用して、ドレンの一部を蒸気(フラッシュ蒸気)に変える。 The drain trapped by the first trap 14 and the second trap 16 has a high pressure of 100 degrees or more. When this drain enters the flash tank 310, the drain becomes 100 degrees at atmospheric pressure, and the latent heat of the pressure difference generated due to the pressure drop is used to convert a part of the drain into steam (flash steam).

フラッシュタンク310において、蒸気に変わらなかったドレン(大気圧で100度のドレン)は、自重で鉛直下方に移動して第4ドレン回収管316に入る。一方、生成された蒸気(フラッシュ蒸気)は、ドレンよりも相対的に軽いことから、主に鉛直上方に拡散して第2送入管312に入る。第2送入管312に入った蒸気は、第2熱交換器50に送られる。 In the flash tank 310, the drain that has not changed to steam (drain of 100 degrees at atmospheric pressure) moves vertically downward by its own weight and enters the fourth drain recovery pipe 316. On the other hand, since the generated steam (flash steam) is relatively lighter than the drain, it mainly diffuses vertically upward and enters the second inlet pipe 312. The steam that has entered the second inlet pipe 312 is sent to the second heat exchanger 50.

また、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気は、分離器60で分離されて蒸気流通管66および第2送入管312を通じて第2熱交換器50に送られる。 Further, the steam not used in the first heat exchanger 24 is separated by the separator 60 and sent to the second heat exchanger 50 through the steam flow pipe 66 and the second inlet pipe 312.

つまり、第2熱交換器50には、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気と、フラッシュタンク310で生成された蒸気(フラッシュ蒸気)とが供給される。したがって、第2熱交換器50は、第1熱交換器24で利用されなかった蒸気と、フラッシュタンク310で生成された蒸気とを利用して熱交換を行う。 That is, the steam not used in the first heat exchanger 24 and the steam generated in the flash tank 310 (flash steam) are supplied to the second heat exchanger 50. Therefore, the second heat exchanger 50 performs heat exchange using the steam not used in the first heat exchanger 24 and the steam generated in the flash tank 310.

蒸気駆動式ポンプ314には、第1熱交換器24等を含む蒸気系統とは別系統の蒸気が供給される。蒸気駆動式ポンプ314は、この別系統の蒸気によって、第2熱交換器50で生じたドレンおよびフラッシュタンク310から第4ドレン回収管316に入るドレンを回収して給水タンク10に移送する。 The steam driven pump 314 is supplied with steam in a system different from the steam system including the first heat exchanger 24 and the like. The steam-driven pump 314 collects the drain generated in the second heat exchanger 50 and the drain entering the fourth drain recovery pipe 316 from the flash tank 310 and transfers the drain to the water supply tank 10 by the steam of the separate system.

以上のように、第4実施形態の蒸気熱交換システム300は、第1実施形態と同様に、蒸気熱交換システム300全体として蒸気のロスを抑えつつ、第1熱交換器24における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 As described above, the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, like the first embodiment, suppresses the loss of steam in the steam heat exchange system 300 as a whole, and reduces the heat transmission coefficient of the first heat exchanger 24. It is possible to prevent the decrease.

加えて、第4実施形態の蒸気熱交換システム300では、第2熱交換器50での熱交換が、第1熱交換器24から送出される蒸気とドレンとの両方を用いて行われる。したがって、第4実施形態の蒸気熱交換システム300では、蒸気熱交換システム300全体の熱効率を、より大きくすることができる。 In addition, in the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, the heat exchange in the second heat exchanger 50 is performed using both the steam sent from the first heat exchanger 24 and the drain. Therefore, in the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, the thermal efficiency of the entire steam heat exchange system 300 can be further increased.

なお、第4実施形態の蒸気熱交換システム300において、分離器60で分離された蒸気を、フラッシュタンク310を介さずに直接的に第2熱交換器50に供給していた。しかし、分離器60で分離された蒸気を、フラッシュタンク310を介して第2熱交換器50に供給してもよい。つまり、蒸気流通管66は、フラッシュタンク310に連通してもよい。 In the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, the steam separated by the separator 60 was directly supplied to the second heat exchanger 50 without passing through the flash tank 310. However, the steam separated by the separator 60 may be supplied to the second heat exchanger 50 via the flash tank 310. That is, the steam flow pipe 66 may communicate with the flash tank 310.

また、第4実施形態の蒸気熱交換システム300において、圧力調整弁70の制御については、第1実施形態と同様の構成であるが、第2実施形態および第3実施形態と同様の構成としてもよい。 Further, in the steam heat exchange system 300 of the fourth embodiment, the control of the pressure regulating valve 70 has the same configuration as that of the first embodiment, but may have the same configuration as that of the second and third embodiments. Good.

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious to those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope described in the claims, and naturally, they also belong to the technical scope of the present invention. Understood.

例えば、上記各実施形態では、高圧の蒸気を利用する第1熱交換器24と、低圧の蒸気を利用する第2熱交換器50との2段階で構成されていた。しかし、第1熱交換器24と第2熱交換器50の2段階の構成に限らない。例えば、蒸気熱交換システムは、高圧の蒸気を利用する高圧熱交換器と、中圧の蒸気を利用する中圧熱交換器と、低圧の蒸気を利用する低圧熱交換器との3段階で構成されてもよい。 For example, in each of the above embodiments, the first heat exchanger 24 that uses high-pressure steam and the second heat exchanger 50 that uses low-pressure steam are configured in two stages. However, the configuration is not limited to the two-stage configuration of the first heat exchanger 24 and the second heat exchanger 50. For example, a steam heat exchange system includes three stages, a high-pressure heat exchanger that uses high-pressure steam, a medium-pressure heat exchanger that uses medium-pressure steam, and a low-pressure heat exchanger that uses low-pressure steam. May be done.

この場合、高圧熱交換器で利用されなかった蒸気を中圧熱交換器に供給し、中圧熱交換器で利用されなかった蒸気を低圧熱交換器に供給するようにカスケード接続してもよい。また、高圧熱交換器で利用されなかった蒸気を中圧熱交換器に供給するとともに、高圧熱交換器で利用されなかった蒸気を中圧からさらに減圧して低圧熱交換器に供給するように分配接続してもよい。これらの構成においても、蒸気熱交換システム全体として蒸気のロスを抑えつつ、高圧熱交換器における熱貫流率の低下を防止することが可能となる。 In this case, the steam not used in the high pressure heat exchanger may be supplied to the medium pressure heat exchanger, and the steam not used in the medium pressure heat exchanger may be supplied to the low pressure heat exchanger in a cascade connection. .. In addition, the steam not used in the high pressure heat exchanger is supplied to the medium pressure heat exchanger, and the steam not used in the high pressure heat exchanger is further reduced in pressure from the middle pressure to be supplied to the low pressure heat exchanger. Distribution connection may be used. Also in these configurations, it is possible to prevent a decrease in the heat transmission coefficient in the high pressure heat exchanger while suppressing the loss of steam in the entire steam heat exchange system.

また、上記各実施形態において、第2熱交換器50に供給される蒸気の圧力は、第1熱交換器24に供給される蒸気の圧力よりも小さかった。しかし、蒸気供給源20から直接的に第2熱交換器50に蒸気を補充しない場合には、第1熱交換器24に供給される蒸気の圧力と等しい圧力の蒸気を第1熱交換器から第2熱交換器に供給してもよいし、第1熱交換器24に供給される蒸気の圧力よりも大きな圧力の蒸気を、圧縮機などを介して第1熱交換器から第2熱交換器に供給してもよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the pressure of the steam supplied to the second heat exchanger 50 was lower than the pressure of the steam supplied to the first heat exchanger 24. However, when the second heat exchanger 50 is not directly supplemented with steam from the steam supply source 20, steam having a pressure equal to the pressure of steam supplied to the first heat exchanger 24 is supplied from the first heat exchanger. It may be supplied to the second heat exchanger, or steam having a pressure higher than that of the steam supplied to the first heat exchanger 24 may be supplied from the first heat exchanger to the second heat exchanger via a compressor or the like. May be supplied to the container.

本発明は、蒸気熱交換システムに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can be utilized for a steam heat exchange system.

1、100、200、300 蒸気熱交換システム
20 蒸気供給源
24 第1熱交換器
40 送出口
50 第2熱交換器
60 分離器
66 蒸気流通管(蒸気流通部)
70 圧力調整弁
72 圧力計
74 オリフィス
80 制御部
202 電動弁
310 フラッシュタンク
1, 100, 200, 300 Steam heat exchange system 20 Steam supply source 24 First heat exchanger 40 Outlet 50 Second heat exchanger 60 Separator 66 Steam distribution pipe (steam distribution section)
70 Pressure Control Valve 72 Pressure Gauge 74 Orifice 80 Control Unit 202 Electric Valve 310 Flash Tank

Claims (7)

蒸気供給源から供給された蒸気と被加熱物とで熱交換を行い、熱交換によって生じたドレンを、前記蒸気供給源から供給される蒸気の一部とともに送出口から送出する第1熱交換器と、
前記第1熱交換器の送出口から供給されたドレンと蒸気とを分離する分離器と、
前記分離器で分離された蒸気が供給され、供給された蒸気と被加熱物との間で熱交換を行う第2熱交換器と、
を備える蒸気熱交換システム。
A first heat exchanger that performs heat exchange between the steam supplied from the steam supply source and the object to be heated, and sends out the drain generated by the heat exchange from the outlet together with a part of the steam supplied from the steam supply source. When,
A separator for separating drain and steam supplied from the outlet of the first heat exchanger;
A second heat exchanger to which the steam separated by the separator is supplied and which performs heat exchange between the supplied steam and the object to be heated,
A steam heat exchange system.
前記分離器で分離された蒸気を前記第2熱交換器に導く蒸気流通部と、
前記蒸気流通部に設けられ、前記蒸気流通部における流路の所定区間の断面積を絞るオリフィスと、
を備える請求項1に記載の蒸気熱交換システム。
A steam flow section for guiding the steam separated by the separator to the second heat exchanger,
An orifice that is provided in the steam flow unit and narrows the cross-sectional area of a predetermined section of the flow path in the steam flow unit,
The steam heat exchange system according to claim 1, further comprising:
前記蒸気流通部における前記分離器と前記オリフィスとの間に設けられ、前記蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、
蒸気が流通する経路のうち前記第1熱交換器の下流側であり前記圧力調整弁の上流側である1次側蒸気流通経路に設けられ、前記1次側蒸気流通経路を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、
前記圧力計の圧力に基づいて前記圧力調整弁の開度を制御する制御部と、
を備える請求項2に記載の蒸気熱交換システム。
A pressure adjusting valve that is provided between the separator and the orifice in the steam flow unit and that changes the opening degree of the flow path in the steam flow unit,
The pressure of steam flowing through the primary-side steam distribution path, which is provided in the primary-side steam distribution path that is downstream of the first heat exchanger and upstream of the pressure control valve in the path through which steam flows. With a pressure gauge to detect
A control unit for controlling the opening of the pressure regulating valve based on the pressure of the pressure gauge,
The steam heat exchange system according to claim 2, further comprising:
前記蒸気流通部における前記分離器と前記オリフィスとの間に設けられ、前記蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、
ドレンが流通する経路のうち前記第1熱交換器の下流側であり、前記分離器で分離されたドレンを捕集するトラップの上流側である1次側ドレン流通経路に設けられ、前記1次側ドレン流通経路を流通するドレンの温度を検出する温度計と、
前記温度計の温度に基づいて前記圧力調整弁の開度を制御する制御部と、
を備える請求項2または3に記載の蒸気熱交換システム。
A pressure adjusting valve that is provided between the separator and the orifice in the steam flow unit and that changes the opening degree of the flow path in the steam flow unit,
It is provided in a primary side drain flow path which is a downstream side of the first heat exchanger in the path through which the drain flows, and an upstream side of a trap which collects the drain separated by the separator. A thermometer for detecting the temperature of the drain flowing through the side drain distribution path,
A control unit for controlling the opening of the pressure regulating valve based on the temperature of the thermometer;
The steam heat exchange system according to claim 2 or 3, further comprising:
前記蒸気流通部における前記分離器と前記オリフィスとの間に設けられ、前記蒸気流通部における流路の開度を変化させる圧力調整弁と、
前記圧力調整弁と前記オリフィスとの間または前記オリフィスと前記第2熱交換器との間に設けられ、前記蒸気流通部を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、
前記圧力計の圧力に基づいて、前記圧力調整弁の開度を制御する制御部と、
を備える請求項2に記載の蒸気熱交換システム。
A pressure adjusting valve that is provided between the separator and the orifice in the steam flow unit and that changes the opening degree of the flow path in the steam flow unit,
A pressure gauge provided between the pressure regulating valve and the orifice or between the orifice and the second heat exchanger, the pressure gauge detecting the pressure of the steam flowing through the steam flowing unit;
Based on the pressure of the pressure gauge, a control unit for controlling the opening of the pressure regulating valve,
The steam heat exchange system according to claim 2, further comprising:
前記蒸気流通部における前記分離器と前記オリフィスとの間に設けられ、前記蒸気流通部における流路の開閉を切り替える電動弁と、
前記蒸気流通部における前記電動弁と前記オリフィスとの間または前記オリフィスと前記第2熱交換器との間に設けられ、前記蒸気流通部を流通する蒸気の圧力を検出する圧力計と、
前記圧力計の圧力が所定の第1閾値を超えた場合、前記電動弁を閉じ、前記圧力計の圧力が前記第1閾値よりも小さな所定の第2閾値を下回った場合、前記電動弁を開ける制御部と、
を備える請求項2に記載の蒸気熱交換システム。
An electric valve that is provided between the separator and the orifice in the steam flow unit and switches between opening and closing of a flow path in the steam flow unit,
A pressure gauge that is provided between the motor-operated valve and the orifice in the steam flow section or between the orifice and the second heat exchanger, and detects the pressure of the steam flowing through the steam flow section,
When the pressure of the pressure gauge exceeds a predetermined first threshold value, the electrically operated valve is closed, and when the pressure of the pressure gauge falls below a predetermined second threshold value that is smaller than the first threshold value, the electrically operated valve is opened. A control unit,
The steam heat exchange system according to claim 2, further comprising:
内部空間の圧力が大気圧以下に設定され、前記分離器で分離されたドレンが前記内部空間に供給され、供給されたドレンからフラッシュ蒸気を発生させるフラッシュタンクを備え、
前記フラッシュタンクで発生した前記フラッシュ蒸気を前記第2熱交換器に供給する請求項1から6のいずれか1項に記載の蒸気熱交換システム。
The pressure of the internal space is set to be equal to or lower than atmospheric pressure, the drain separated by the separator is supplied to the internal space, and a flash tank for generating flash vapor from the supplied drain is provided,
The steam heat exchange system according to claim 1, wherein the flash steam generated in the flash tank is supplied to the second heat exchanger.
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