JP3092852B2 - 噴霧式脱ガス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液体からガスを除去する噴霧式脱ガス装置
に関し、この噴霧式脱ガス装置は、ｉ）噴霧器用の少な
くとも１つの仕切室を有するボイラを備え、ii）上記噴
霧器用の仕切室は、放射状の噴霧器を備え、この噴霧器
は、液体供給管に接続されて、ボイラ内に存在する液体
の上方に，この液体を脱ガスすべく噴霧幕にして噴霧
し、iii）ボイラ内に存在する液体に、噴霧器用の仕切
室内に蒸気を含むガスを発生させるべく、蒸気を供給す
るための供給管と、iv）液体から除去されたガスを排出
するための上記噴霧器用の仕切室内の出口と、ｖ）脱ガ
スされた液体のためのボイラ内の出口とで構成される。

本発明は、特に水から酸素を除去する噴霧式脱ガス装
置に関する。酸素は、蒸気ボイラおよび蒸気タービンに
コロージョンをもたらす重要な要因である。コロージョ
ンの問題は、特に高温および高圧下で仕事がなされると
きに生じる。水中の酸素の含有量は、脱ガス装置を用い
て通常10ppb以下、好ましくは5ppb以下に低減しなけれ
ばならない。

公知の噴霧式脱ガス装置では、ガスは、２段階で液体
から分離される。第１の段階は、いわゆる「スクラブ」
段階であり、ここでは、水蒸気と水は、通常、水蒸気が
非常に低い酸素分圧をもつ平衡温度および平衡圧力で互
いに接触せしめられる。水は、この水蒸気によって脱ガ
スされる。第２の段階は、「加熱」段階であり、ここで
は、殆んど総ての水蒸気が、噴霧幕として噴霧された水
中に凝縮し、このとき水は平衡温度に維持される。上述
の条件下で凝縮しなかった解放ガスを用いて、少量の水
蒸気が、出口から放出される（「ボイラに供給する水の
脱空気−理論的な基礎」G.S.スロット,W.ヴィーマー
著、「ストーク形噴霧式脱空気装置、設計，開発，経
験」W.ヴィーマー,G.S.スロット著、脱ガス・シンポジ
ウム、1978年６月15日、49−56頁,57−70頁参照）。

放射状の噴霧器をもつ噴霧式脱ガス装置は、例えばフ
ランス国特許公報FR−Ａ−2.379.753号に記載されてい
る。

米国特許公報US−Ａ−2.379.753号は、下方にある液
体に強力な水の旋回を発生させる目的で、一連の環状の
円錐噴霧器を接線方向に傾けて配置した水処理および脱
ガスのための装置を開示している。円錐状の噴霧幕は、
円筒形の仕切板で囲まれる。水蒸気は、噴霧幕を横方向
にのみ通過でき、２つの隣接する円錐状の噴霧幕と仕切
板との間の短絡通路の開口を経て、噴霧幕の上方の空間
に入る。

噴霧幕の上方の空間の酸素分圧のレベルが、噴霧式脱
ガス装置の働きを決めるということは明白である。脱ガ
ス作用の改善は、上記空間の酸素分圧をさらに低減する
ことによって得られるが、このことは、流すべき水蒸気
の量の増加を必要として、より大きな熱損失をもたらす
ことになる。

噴霧式脱ガス装置をさらに調査することによって、噴
霧幕を通過する水蒸気の酸素分圧は、場所に依存するこ
とが明らかになった。即ち、噴霧幕内の温度は、幕を通
過する水蒸気の凝縮の結果として、噴霧幕が形成される
場所から増加する。より低い温度の噴霧幕を通過する水
蒸気は、幕通過後に、より高い温度の噴霧幕を通過した
水蒸気に比べてより酸素に富む。比較的に酸素に富む水
蒸気を分離して収集し、この水蒸気を放出することによ
って、同一水蒸気流量下での噴霧式脱ガス装置の脱ガス
作用は、改善でき、より高レベルの脱ガスを得ることが
できるが、同程度の脱ガスをするには、より少ない水蒸
気流量で十分であって、そうすれば熱損失を低減できる
のである。

本発明による噴霧式脱ガス装置は、ボイラ壁からより
冷たい噴霧幕に延びるガス仕切壁によって境界を定めら
れる上記より冷たい噴霧幕の上方かつ近傍のガス仕切室
から成るとともに、このガス仕切室に出口が接続される
ような噴霧器用の仕切室を有することを特徴とする。

噴霧幕のより温かい箇所を通過する水蒸気は、対向流
となって噴霧幕を半径方向に再び通過してより冷たくな
り、さらに凝縮した結果、酸素に富んだ状態で上記仕切
室に達することができることに言及しておく。

本発明の好ましい実施例によれば、上記仕切室は、噴
霧器を取り囲んでいる。

実際的な実施例では、上記分離手段は、ボイラ壁から
噴霧幕に延びた仕切壁で構成される。

上記仕切壁は、好みによっては、噴霧幕に面する自由
端に噴霧幕に沿って延びる脚部を備え、これにより、対
向流となって噴霧幕を通って仕切室に向かう水蒸気の経
路は、半径方向に延ばされ、その結果、さらに酸素成分
が富むことになる。上記脚部は、仕切室を越えて延びる
のが好ましい。

噴霧幕は、噴霧器を出てすぐは最も低い温度であり、
噴霧幕のこの箇所を通過する水蒸気は、酸素に最も富む
ことになるので、仕切室を噴霧器から短距離に設けるこ
とが推奨される。

噴霧幕は、跳ね飛ばし用の板や噴霧幕周辺部と境を接
する板を有しない場合や、噴霧幕を半径方向に通過する
水蒸気が、さらに酸素に富んだものでなければならない
場合は、噴霧式脱ガス装置が、第１の仕切室に加えて、
噴霧幕に同様に隣接し，他方側で第１の仕切室に隣接す
る第２の仕切室を備えることが有利である。

構造上の理由から、第２の仕切室が第１の仕切室を取
り囲むようにすることが推奨される。

本発明による噴霧式脱ガス装置の上述およびその他の
特徴は、次に述べる幾つかの噴霧式脱ガス装置の限定さ
れない実施例からより良く理解できるが、この実施例
は、例として述べられるにすぎず、本発明がこの実施例
に限定されるものではない。

図１は、本発明による噴霧式脱ガス装置を備えた発電
所の流れを示す図である。

図２は、図１の本発明による噴霧式脱ガス装置を部分
的に破断した斜視図である。

図３は、図２のIII−III線断面図である。

図4,6は、図３の他の実施例に対応する断面図であ
る。

図５は、図２のVI部の変形例を示す斜視図である。

図１は、発電所の流れ図を示しており、この発電所
は、蒸気を発生するボイラ１と、タービン２と、凝縮器
３と、ポンプ５を介して凝縮器３に接続される低圧加熱
ユニット４と、ポンプ７を介して脱ガスされた水が供給
される高圧加熱ユニット６から構成される。

本発明による噴霧式脱ガス装置８は、低圧加熱ユニッ
ト４とポンプ７との間に配置される。

上記噴霧式脱ガス装置８（図２参照）は、液体10,こ
の例では水で部分的に満たされたボイラ９を備える。水
10の中に蒸気管11が浸されて延びており、この蒸気管の
水中に突出する部分には、それを通って蒸気が水に入る
穴が設けられている。蒸気管11は、この例では水蒸気供
給管である蒸気供給管14に接続される蒸気導管13に接続
され、蒸気供給管14は、タービン２に接続されている。

ボイラ９は、噴霧手段15をさらに備え、この噴霧手段
は、多数の互いに重なり合う噴霧幕17を形成するそれ自
体は公知の噴霧器16を有する。噴霧手段15は、脱ガスす
べき液体のための供給管18をさらに有し、この供給管
は、低圧加熱ユニット４に接続されている。

加えて、ボイラ９は、脱ガスされた液体のための出口
19と、除去されたガスを外気に放出するための出口20を
有する。最後に、管121を経て、凝縮水を高圧加熱ユニ
ット６から噴霧式脱ガス装置８に戻すことができる。

本発明による上記噴霧式脱ガス装置を、図３を参照し
つつさらに詳細に説明する。

噴霧器16を用いることによって、多数の噴霧幕17が作
られ、この噴霧幕は、周辺部で跳ね散らし用の仕切板21
（以下、「跳ね仕切板」という。）、およびこの仕切板
に同心円状に設けられた跳ね散らし用のリング22,23
（以下、「跳ねリング」という。）に境を接し、この跳
ねリングから水が落下する。

本発明による分離手段24を、この例では最上の噴霧幕
26に達するが，これに実質的に接触しない仕切壁25を用
いることによって、噴霧幕の上方空間から仕切室27が分
離される。液体から除去されたガスのための出口20は、
上記仕切室27に開口する。蒸気管11を経て注入される蒸
気124は、噴霧幕17,26を通過した後に直接仕切室27に到
達しうる。噴霧幕のより温かい部分を通過して残りの空
間29に入った蒸気28は、仕切壁25の下方かつ噴霧幕のよ
り冷たい部分を矢印30の如く通過して、間接的に仕切室
27に達成しうる。こうして、蒸気は、液体から除去され
たガス，この例では酸素が比較的豊富な仕切室27に入
る。

図４は、本発明による噴霧式脱ガス装置31を示してい
る。この例では、本発明による分離手段24は、仕切壁32
からなり、この仕切壁は、噴霧器16の周囲を仕切室27に
分離し、噴霧幕17,26に面する端部33に、噴霧幕26に沿
って仕切室27の内外側に延びるが，噴霧幕26を実質的に
妨げない脚部34を備えている。矢印30で示すように仕切
室27に間接的に入る蒸気は、このように噴霧ジェットの
より冷たい部分を通る長い経路を無理に選択せしめられ
る。

図５は、本発明による他の噴霧式脱ガス装置36を示し
ており、この装置では、仕切室27が、分離手段24を構成
する仕切壁25を用いることによって、噴霧器16の周囲か
ら分離されている。この例では、本発明による分離手段
24は、第１の仕切室27の周囲から第２の仕切室38を分離
する第２の仕切壁37から成る。さらに、跳ね仕切板21
は、省略されるが、跳ねリング39,40,41は、そのままで
ある。少量の蒸気を含むガスのみを仕切室27から除去す
るのが、好ましい。欲する場合には、ガスに富んだ蒸気
を、仕切室38からガス出口42,43を経て放出させること
も、同様に可能である。

最後に、図６は、本発明による噴霧式脱ガス装置44を
示している。仕切室45は、底部が開口した環状の容器46
の形状を有して、噴霧器16を取り囲んでいる。噴霧器16
は、容器の中心開口47を貫いて突出する。容器の外周縁
48には、その自由端49に脚部50が設けられている。容器
は、出口20に接続される。かくて、容器46は、ボイラ９
から離れて、噴霧幕26の上方に吊される。

噴霧式脱ガス装置は、気相である水蒸気と混じった水
を脱ガスするためのものとしてのみ説明したが、気相を
用い得る限り他の液体も脱ガスすることができるのは明
白であろう。例えば、同様にして、低級アルコールか
ら、酸素，窒素等の非凝縮ガスを除去することができ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−272002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−2166（ＪＰ，Ａ) 特公 昭47−16563（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭36−4967（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許2379753（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 19/00 C02F 1/20

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ｉ） 噴霧器用の少なくとも１つの仕切室
   を有するボイラ（９）を備え、 ii） 上記噴霧器用の仕切室は、放射状の噴霧器（16）
   を有し、この噴霧器は、液体供給管（18）に接続され
   て、上記ボイラ（９）内に存在する液体（10）の上方
   に，この液体を脱ガスすべく噴霧幕にして噴霧し、 iii） 上記ボイラ（９）内に存在する液体（10）に、
   上記噴霧器用の仕切室内に蒸気を含むガスを発生させる
   べく、蒸気を供給するための供給管（11）と、 iv） 上記液体から除去されたガスを排出するための上
   記噴霧器用の仕切室内の出口（20）と、 ｖ） 脱ガスされた液体を排出するためのボイラ（９）
   内の出口（19）とを備えて液体（10）からガスを除去す
   る噴霧式脱ガス装置（31,36）において、 上記噴霧器用の仕切室は、ボイラ壁から延びて下端が噴
   霧幕の上縁に接する第１のガス仕切壁（25,32,37）によ
   って区切られる上記噴霧幕の上方かつ近傍の第１のガス
   仕切室（27）と、上記第１のガス仕切壁（25,32,37）を
   取り囲むとともに、ボイラ壁から延びて下端が噴霧幕に
   接する第２のガス仕切壁（21,37）によって区切られる
   上記噴霧幕の上方かつ近傍の第２のガス仕切室（29,3
   8）とを有し、上記第１のガス仕切室（27）に上記ガス
   を排出するための出口（20）が接続されるような噴霧器
   用の仕切室で構成されることを特徴とする噴霧式脱ガス
   装置。
2. 【請求項２】上記第１の仕切壁（32）は、上記噴霧幕
   （17,26）に面する自由端（33）に、噴霧幕（17,26）に
   沿って延びる脚部（34）を備えていることを特徴とする
   請求項１に記載の噴霧式脱ガス装置。
3. 【請求項３】上記脚部（34）は、上記ガス仕切室（27）
   の外側に延びている請求項２に記載の噴霧式脱ガス装置
   （31,36）。
4. 【請求項４】ｉ） 噴霧器用の少なくとも１つの仕切室
   を有するボイラ（９）を備え、 ii） 上記噴霧器用の仕切室は、放射状の噴霧器（16）
   を有し、この噴霧器は、液体供給管（18）に接続され
   て、上記ボイラ（９）内に存在する液体（10）の上方
   に，この液体を脱ガスすべく噴霧幕にして噴霧し、 iii） 上記ボイラ（９）内に存在する液体（10）に、
   上記噴霧器用の仕切室内に蒸気を含むガスを発生させる
   べく、蒸気を供給するための供給管（11）と、 iv） 上記液体から除去されたガスを排出するための上
   記噴霧器用の仕切室内の出口（20）と、 ｖ） 脱ガスされた液体を排出するためのボイラ（９）
   内の出口（19）とを備えて液体（10）からガスを除去す
   る噴霧式脱ガス装置（44）において、 上記噴霧用の仕切室は、下端の開口縁（48）に噴霧幕
   （26）に沿って延びる脚部（50）を有する有底環状の容
   器（46）であって上記ボイラ（９）内にボイラ壁から離
   れて吊り下げられて配置された容器からなるガス仕切室
   （45）を有するとともに、このガス仕切室に上記ガスを
   排出するための出口（20）が接続されることを特徴とす
   る噴霧式脱ガス装置。