JP3235983U - 凝縮タンクと汽水分離システム - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮タンク内の凝縮水の液面の高さを正確に測定し、凝縮タンクの蒸気の冷却凝縮効率を高める、凝縮タンクと汽水分離システムを提供する。
【解決手段】凝縮タンクは外部タンク１１と、内部タンク１２と、液面測定装置１３と、複数の冷却フィン１４、を備える。液面測定装置は内部タンク中に設置され、液面を測定する。内部タンク内の第一入口１２１は凝縮する蒸気を導入し、第一出口１２２は蒸気が凝縮して形成された水を導出する。各冷却フィンは外部タンクの外側に設置され、内部タンクは外部タンクの内部に設置され、外部タンクは第二入口１１１及び第二出口１１２を含む。第二入口は冷却水を外部タンクと内部タンクとの間に導入して内部タンク中の蒸気を冷却し、第二出口は冷却水を導出する。
【選択図】図１

Description

本考案は、火力発電技術の分野に関し、より詳しくは、凝縮タンクと汽水分離システムに関する。

火力発電所の直流電気炉は通常汽水分離器を水及び過熱した蒸気の分離器として使用する。ボイラーを起動し運転する過程では、汽水分離器中の液面に対し厳格な制御及び監視を行い、過熱した蒸気の飽和度が低すぎて蒸気タービンが浸水する等の事故が発生しないようにする。汽水分離器中の液面を正確に検知するために、液面伝送測定装置の陽圧側の凝縮タンクが蒸気を凝縮して水を形成し、陽圧側のダクトに水を充満させ、汽水分離器中の液面を正確に検査及び測定する。

しかしながら、前述した従来の凝縮技術では、凝縮タンクは環境の温度で冷却凝縮するため、冷却凝縮に時間がかかった、また、従来の凝縮タンクは凝縮して満水になったかどうか判断できなかった。このため、従来の凝縮タンクには冷却凝縮効率が低く、凝縮タンク内の液面の高さを正確に判断できないという問題が存在した。

そこで、本考案者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本考案の提案に至った。

本考案はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝縮タンクの蒸気の冷却凝縮効率を高め、凝縮タンク内の凝縮した水の液面の高さを正確に測定可能な凝縮タンクと汽水分離システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本考案のある態様の凝縮タンクは、外部タンクと、内部タンクと、液面測定装置と、複数の冷却フィンと、を備えている。前記液面測定装置は前記内部タンク中に設置され、前記液面測定装置は前記内部タンク中の液面の測定に用いられている。前記内部タンクは第一入口及び第一出口を含む。前記第一入口は凝縮する蒸気を導入するために用いられ、前記第一出口は蒸気を凝縮して形成された水を導出するために用いられている。各前記冷却フィンは前記外部タンクの外側に設置され、前記内部タンクは前記外部タンクの内部に設置されている。前記外部タンクは第二入口及び第二出口を含み、前記第二入口は冷却水を前記外部タンクと前記内部タンクとの間に導入して前記内部タンクの蒸気を冷却するために用いられ、前記第二出口は冷却水を導出するために用いられている。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記液面測定装置は測定棒及び測定リングを備えている。前記測定棒の高さは前記内部タンクの高さに相等しく、前記測定棒は前記測定リングを貫通している。前記測定リングは液面の上下移動に従って液面を測定するために用いられていることを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記測定棒は鉄で製造され、前記測定棒の外側には防錆コーティング層が設けられ、前記測定リングはリング状磁石であることを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記液面測定装置は、前記測定リング及び前記測定棒が発生する誘導起電力を電流信号に変換するための信号変換器をさらに備えていることを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記液面測定装置は、前記測定リングの脱落を防止するためのプラグをさらに備えていることを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記外部タンク及び前記内部タンクは同じ高さの円柱体であり、前記外部タンクの直径は前記内部タンクの直径より大きいことを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記第一入口は前記内部タンクの上部に設けられ、前記第一出口は前記内部タンクの底部に設けられ、前記第二入口は前記外部タンクの底部に設けられ、前記第二出口は前記外部タンクの上部に設けられていることを特徴とする。

また、本考案に係る凝縮タンクにおいて、前記冷却フィンは前記外部タンクの外壁に溶接されていることを特徴とする。

また、上述した課題を解決し、目的を達成するために、本考案の別の態様は汽水分離システムである。この汽水分離システムは、汽水分離器と、冷却水システムと、請求項１～８の何れか１項に記載の凝縮タンクと、を備えている。前記汽水分離器の上部出口は第一ダクトを介して前記凝縮タンクの内部タンクの第一入口に接続されている。前記冷却水システムは前記凝縮タンクの外部タンクと内部タンクとの間に冷却水を導入するために用いられている。

また、本考案に係る汽水分離システムにおいて、差圧トランスミッターを備えている。前記差圧トランスミッターはダクトを介して前記内部タンクの第一出口及び前記汽水分離器の底部出口にそれぞれ接続され、且つ前記汽水分離器中の液面の測定に用いられていることを特徴とする。

本考案によれば、次のような効果がある。
本考案の凝縮タンクと汽水分離システムであって、前記凝縮タンクは外部タンクと、内部タンクと、液面測定装置と、複数の冷却フィンと、を備えている。液面測定装置は内部タンク中に設置され、液面測定装置は内部タンク中の液面の測定に用いられている。内部タンクは第一入口及び第一出口を含む。第一入口は凝縮する蒸気を導入するために用いられ、第一出口は蒸気を凝縮して形成された水を導出するために用いられている。各冷却フィンは外部タンクの外側に設置され、内部タンクは外部タンクの内部に設置されている。外部タンクは第二入口及び第二出口を含み、第二入口は冷却水を外部タンクと内部タンクとの間に導入して内部タンクの蒸気を冷却するために用いられている。第二出口は冷却水を導出するために用いられている。内部タンクの外側に設置されている外部タンクにより、内部タンクと外部タンクとの間に冷却水を導入し、内部タンクの凝縮する蒸気を冷却し、凝縮タンクの蒸気の冷却凝縮効率を高める。凝縮する蒸気は内部タンク中で凝縮されるため、内部タンクに設置される液面測定装置により、凝縮タンク内の凝縮水の液面の高さを正確に測定する。

本明細書及び図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

本考案の一実施例に係る凝縮タンクを示す概略構成図である。 本考案の一実施例に係る液面測定装置を示す概略構成図である。 本考案の一実施例に係る汽水分離システムを示す概略構成図である。

以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本考案の技術的範囲に属する限り種々の形態を採りうる。

現在、従来の凝縮タンクは環境の温度により冷却凝縮するため、冷却凝縮に時間がかかり、且つ従来の凝縮タンクは凝縮して満水になったかどうか判断できず、汽水分離器中の液面を正確に判断できず、蒸気タービンの動作の安定性が低いという問題があった。この問題を改善するため、本考案の実施例に係る凝縮タンクと汽水分離システムは、前記技術を凝縮タンク内の凝縮水の液面の高さを正確に測定するために適用し、凝縮タンクの冷却凝縮効率を高めている。以下、本考案の実施例について詳細に説明する。

図１は本考案の一実施例に係る凝縮タンクを示す概略構成図である。前記凝縮タンクは外部タンク１１と、内部タンク１２と、液面測定装置１３と、複数の冷却フィン１４と、を備えている。

図１を参照して、液面測定装置１３は内部タンク１３中に設置され、液面測定装置１３は内部タンク１２中の液面の測定に用いられている。内部タンク１２の凝縮水の液面を正確に測定するために、上述の液面測定装置１３の測定棒２１の高さは内部タンク１２の高さと同じとする。

内部タンク１２は第一入口１２１及び第一出口１２２を含む。第一入口１２１は凝縮する蒸気を導入するために用いられ、第一出口１２２は蒸気を凝縮して形成された水を導出するために用いられている（図１参照）。汽水分離器３１は凝縮する蒸気を第一入口１２１により内部タンク１２に輸送し、内部タンク１２中の蒸気を凝縮して凝縮水を形成した後に第一出口１２２から汽水分離器３１に接続されている液面伝送測定装置の陽圧側ダクトに排出し、陽圧側ダクト中に水を充満する。こうすることで、液面伝送測定装置が汽水分離器３１中の液面を正確に測定する。

図１に示すように、各冷却フィン１４は外部タンク１１の外側に設置され、内部タンク１２は外部タンク１１の内部に設置され、且つ内部タンク１２及び外部タンク１１は互いに独立している。外部タンク１１は第二入口１１１及び第二出口１１２を含み、第二入口１１１は冷却水を外部タンク１１と内部タンク１２との間の空間内に導入し、内部タンク１２の蒸気を高速に冷却凝縮して凝縮水を形成するために用いられている。第二出口１１２は使用後の冷却水を導出するために用いられている。

本実施例の上述の凝縮タンク３３は、内部タンク１２の外側に設置されている外部タンク１１により、内部タンク１２と外部タンク１１との間に冷却水を流入させ、内部タンク１２の凝縮する蒸気を冷却し、凝縮タンク３３の冷却凝縮効率を高めている。凝縮する蒸気は内部タンク１２中で凝縮され、内部タンク１２中に設置されている液面測定装置１３により凝縮タンク３３内の凝縮水の液面の高さを正確に測定する。

内部タンク１２中の凝縮水の液面を正確に測定するため、図２に示す液面測定装置１３の概略構成図を参照すると、本実施例に係る液面測定装置１３は測定棒２１及び測定リング２２を備えている。測定棒２１の高さは内部タンク１２の高さに相等しく、測定棒２１は測定リング２２を貫通している。測定リング２２は液面の上下移動に従って液面を測定するために用いられている。内部タンク１２の凝縮水の液面が変化した場合、測定リング２２が液面の上下の浮動に従って、測定リング２２の位置に基づいて内部タンク１２の凝縮水の液面を確定する。例えば、上述の測定棒２１に液面目盛りが設けられ、測定リング２２が液面の浮動に従って測定棒２１のある目盛りの位置に平行になると、前記目盛りが内部タンク１２の凝縮水の液面となる。

本考案の具体的な実施例では、図２に示すように、上述の液面測定装置１３は信号変換器２３及びプラグ２４をさらに備えている。プラグ２４は測定リング２２の脱落を防止するために用いられている。上述の測定棒２１は鉄で製造され、測定棒２１の外側には防錆コーティング層が設けられ、測定棒２１が錆付くのを防止している。測定リング２２はリング状磁石であり、測定リング２２の体積を減らすため、前記測定リング２２は一定の中空度を有していてもよい。測定棒２１に覆設されている測定リング２２は液面の上下移動に従い、測定リング２２が磁石であり、測定棒２１が鉄心であるため、測定リング２２の移動時に電磁誘導原理に基づいて誘導起電力を発生する。信号変換器１３は測定リング２２及び測定棒２１が発生する誘導起電力を4～20mAの電流信号に変換し、前記電流信号の大きさは内部タンク１２の凝縮水の液面の高さに対応する。信号変換器１３はケーブルにより凝縮タンク３３の凝縮水の液面を電流信号形式でDCS制御器に送信し、DCS制御器が凝縮タンク３３の凝縮水の液面を即時監視する。

実際の応用では、図１に示すように、上述の外部タンク１１及び内部タンク１２は同じ高さの円柱体でもよく、外部タンク１１の直径は内部タンク１２の直径より大きい。内部タンク１２及び外部タンク１１は上部及び底部を共用し、内部タンク１２の第一入口１２１は内部タンク１２の上部に近接する側壁に設置され、凝縮する蒸気を受け取る。蒸気が凝縮された後の水が重力の作用により内部タンク１２の底部に向けて流れるため、内部タンク１２の第一出口１２２は内部タンク１２の底部に設け、第一出口１２２は内部タンクの凝縮水を陽圧側ダクトに排出し、陽圧側ダクトが水で充満すると、凝縮水が内部タンク１２に貯水される。

内部タンク１２の蒸気をより効率的に冷却し、冷却効率を高めるため、外部タンク１１の冷却水を導入する方向は内部タンク１２に蒸気を導入する方向とは逆にし、図１に示すように、外部タンク１１の第二入口１１１は外部タンク１１の底部に設けられ、外部タンク１１の第二出口１１２は外部タンク１１の上部に設けられている。冷却水は外部タンク１１の底部の第二入口１１１から外部タンク１１と内部タンク１２との間にある空間に進入し、冷却水が内部タンク１２の蒸気を冷却した後、外部タンク１１の第二出口１１２から流出する。

凝縮タンク３３の放熱効果を高めるため、上述の複数の冷却フィン１４は外部タンク１１の外壁に溶接され、凝縮タンク３３に対し冷却作用を発揮し、内部タンク１２の蒸気を高速に凝縮して水を形成する。

本実施例の上述の凝縮タンク３３は、内部タンク１２と外部タンク１１との間に冷却水を導入し、内部タンク１２の蒸気を高速冷却し、凝縮タンク３３の冷却凝縮効率を高めている。液面測定装置１３により凝縮タンク３３中の液面の高さを精確に監視し、汽水分離器３１の液面を正確に判断し、蒸気タービンの動作の安定性を高めている。

上述の実施例の凝縮タンク３３に対応し、本考案の実施例に係る汽水分離システムは、図３に示す汽水分離システムの概略構成図を参照し、前記システムは汽水分離器３１と、冷却水システム３２と、上述の実施例に係る凝縮タンク３３と、を備えている。

汽水分離器３１の上部出口は第一ダクトが凝縮タンク３３の内部タンク１２の第一入口１２１に接続されている。上部出口は汽水分離器３１の最高点から選択し、溶接方式により第一ダクトに接続し、凝縮タンク３３の内部タンク１２の上部にある第一入口１２１は溶接方式により第一ダクトに接続し、凝縮タンク３３の材質はステンレスでもよい。

冷却水システム３２は凝縮タンク３３の外部タンク１１と内部タンク１２との間に冷却水を導入するために用いられている。冷却水システム３２は冷却水を外部タンク１１の第二入口１１１から外部タンク１１と内部タンク１２との間にある空間に輸送し、使用後の冷却水は外部タンク１１の第二出口１１２から冷却水システムに戻されて冷却される。

本考案の具体的な実施例では、上述の汽水分離システムは差圧トランスミッター３４をさらに備えている。差圧トランスミッター３４はダクトを介して内部タンク１２の第一出口１２２及び汽水分離器３１の底部出口にそれぞれ接続され、且つ汽水分離器中の液面の測定に用いられている。差圧トランスミッター３４及び内部タンク１２の第一出口１２２が接続されるダクトは陽圧側ダクトであり、差圧トランスミッター３４及び汽水分離器３１の底部出口が接続されるダクトは負圧側ダクトであり、差圧トランスミッター３４は陽圧側ダクト及び負圧側ダクトの圧力差に基づいて汽水分離器３１中の液面を計算する。

差圧トランスミッター３４は汽水分離器３１中の液面を測定する際に、凝縮タンク３３が蒸気を凝縮水として凝縮し、陽圧側ダクト中を水で充満させることにより、汽水分離器３１中の液面を正確に測定可能になり、上述の凝縮タンク３３中の液面測定装置１３を利用し、凝縮タンク３３中の液面を検知し、凝縮タンク３３中の液面に基づいて陽圧側ダクトに水が充満しているかどうか判断する。陽圧側ダクトに水が充満している場合、差圧トランスミッターにより汽水分離器３１中の液面を検知し、汽水分離器３１中の液面の正確な水位を取得する。

本実施例に係る上述の汽水分離システムは、凝縮水が陽圧側ダクト及び凝縮タンク３３を充満する速度を加速し、システムが正常を回復する時間を短縮し、汽水分離器３１中の液面の高さをさらに正確に検知し、汽水分離器３１中の液面の高さを監視及び制御し、過熱した蒸気の飽和度が低すぎて蒸気タービンが浸水する等の事故が発生しないようにし、蒸気タービンの動作の安定性及び安全性を高めている。

本考案の実施例の説明において、別途明確な規定及び限定がない限り、「装設」、「連通」、「接続」という用語は広義に解釈すべきであり、例えば、固定接続、取り外し可能に接続、或いは一体に接続することでもよい。機械的接続、電気的接続でもよい。直接連通、中間媒体を利用した間接的連通、２つの部材内部の連通でもよい。本分野の普通の技術者ならば、具体的な状況から上述の用語が本考案において含蓄する具体的な意味を理解できる。

ちなみに、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」等の方位や位置関係を指示する用語は、添付図が示す方位や位置関係に基づいて本考案を描写し、描写を簡略化するためのものであり、指示する装置や部材が特定の方位、特定の方位の構造及び操作を有することを指示または暗示するものではない。よって、本考案に対する制限と理解するべきではない。また、「第一」、「第二」、「第三」という用語は、目的を描写するために用いるにすぎず、相対的な重要性を指示または暗示するものではない。

本考案は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本考案の技術的範囲に含まれる。

１１ 外部タンク
１２ 内部タンク
１３ 液面測定装置
１４ 冷却フィン
１２１ 第一入口
１２２ 第一出口
１１１ 第二入口
１１２ 第二出口
２１ 測定棒
２２ 測定リング
２３ 信号変換器
２４ プラグ
３１ 汽水分離器
３２ 冷却水システム
３３ 凝縮タンク
３４ 差圧トランスミッター

Claims (10)

1. 外部タンクと、内部タンクと、液面測定装置と、複数の冷却フィンと、 を備え、
   前記液面測定装置は前記内部タンク中に設置され、且つ前記内部タンクの液面の測定に用いられ、
   前記内部タンクは第一入口及び第一出口を含み、前記第一入口は凝縮する蒸気を導入するために用いられ、前記第一出口は蒸気が凝縮して形成された水を導出するために用いられ、
   各前記冷却フィンは前記外部タンクの外側に設置され、前記内部タンクは前記外部タンクの内部に設置され、前記外部タンクは第二入口及び第二出口を含み、前記第二入口は冷却水を前記外部タンクと前記内部タンクとの間に導入して前記内部タンクの蒸気を冷却するために用いられ、前記第二出口は冷却水を導出するために用いられていることを特徴とする凝縮タンク。
2. 前記液面測定装置は測定棒及び測定リングを備え、
   前記測定棒の高さは前記内部タンクの高さに相等しく、前記測定棒は前記測定リングを貫通し、前記測定リングは液面の上下移動に従って液面を測定するために用いられていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮タンク。
3. 前記測定棒は鉄で製造され、前記測定棒の外側には防錆コーティング層が設けられ、前記測定リングはリング状磁石であることを特徴とする請求項２に記載の凝縮タンク。
4. 前記液面測定装置は、前記測定リング及び前記測定棒が発生した誘導起電力を電流信号に変換するために用いられている信号変換器をさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の凝縮タンク。
5. 前記液面測定装置は、前記測定リングの脱落を防止するために用いられているプラグをさらに備えていることを特徴とする請求項３に記載の凝縮タンク。
6. 前記外部タンク及び前記内部タンクは高さが同じである円柱体であり、前記外部タンクの直径は前記内部タンクの直径より大きいことを特徴とする請求項１に記載の凝縮タンク。
7. 前記第一入口は前記内部タンクの上部に設置され、前記第一出口は前記内部タンクの底部に設置され、前記第二入口は前記外部タンクの底部に設置され、前記第二出口は前記外部タンクの上部に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の凝縮タンク。
8. 前記冷却フィンは前記外部タンクの外壁に溶接されていることを特徴とする請求項１に記載の凝縮タンク。
9. 汽水分離器と、冷却水システムと、請求項１～８の何れか１項に記載の前記凝縮タンクと、を備え、
   前記汽水分離器の上部出口は第一ダクトを介して前記凝縮タンクの前記内部タンクの前記第一入口に接続され、前記冷却水システムは前記凝縮タンクの前記外部タンクと前記内部タンクとの間に冷却水を導入するために用いられていることを特徴とする汽水分離システム。
10. ダクトを介して前記内部タンクの前記第一出口及び前記汽水分離器の底部出口にそれぞれ接続されている差圧トランスミッターを備え、前記差圧トランスミッターは前記汽水分離器の液面の測定に用いられていることを特徴とする請求項９に記載の汽水分離システム。

Images