JP5359540B2 - Steam system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気タービンやスクリュ式蒸気エンジンなどの蒸気駆動源からの排蒸気を昇圧して再利用する蒸気システムに関するものである。 The present invention relates to a steam system that boosts and reuses exhaust steam from a steam drive source such as a steam turbine or a screw steam engine.
従来、蒸気タービンやスクリュ式蒸気エンジンなどにより、圧縮機や発電機などを駆動させることが行われている。この場合、蒸気タービンやスクリュ式蒸気エンジンなどから排気される蒸気は、圧力が低く、用途が限定されていた。 Conventionally, a compressor, a generator, or the like is driven by a steam turbine, a screw-type steam engine, or the like. In this case, the steam exhausted from a steam turbine, a screw-type steam engine or the like has a low pressure and its use is limited.
また、従来、下記各特許文献に開示されるように、排ガス流の下流へ行くに従って設定蒸気圧が低圧となるように、複数台の排ガスボイラを設置することが提案されている。この場合、蒸気圧の異なる各蒸気の需要がなければならず、汎用性に乏しかった。 Conventionally, as disclosed in the following patent documents, it has been proposed to install a plurality of exhaust gas boilers so that the set vapor pressure becomes lower as the exhaust gas flow goes downstream. In this case, there was a demand for each steam having different steam pressures, and the versatility was poor.
本発明が解決しようとする課題は、蒸気エンジンで使用後の蒸気の用途を広くすることにある。また、複圧式の排ガスボイラとの組合せで、蒸気圧の異なる蒸気の用途を広くすることにある。 The problem to be solved by the present invention is to broaden the use of steam after use in a steam engine. Another object is to broaden the application of steam having different vapor pressures in combination with a multi-pressure exhaust gas boiler.
本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、蒸気を用いて動力を起こす第一蒸気エンジンと、この第一蒸気エンジンからの排蒸気を、蒸気を用いて昇圧する昇圧機構とを備え、前記第一蒸気エンジンへ供給される蒸気と、この第一蒸気エンジンからの排蒸気を昇圧するために前記昇圧機構へ供給される蒸気とは、同じ缶体から供給され、前記昇圧機構は、エゼクタを備え、このエゼクタは、そのノズルへ前記第一蒸気エンジンからの排蒸気と異なる蒸気が吹き込まれることで、前記第一蒸気エンジンからの排蒸気を吸引し、前記ノズルへの蒸気と前記第一蒸気エンジンからの排蒸気とを混合して吐出し、前記第一蒸気エンジンにより圧縮機または発電機を駆動し、前記エゼクタの出口側の圧力が設定値を超えれば、前記第一蒸気エンジンへの給蒸操作弁または前記エゼクタの吸込口への吸引弁と、前記エゼクタのノズルへの給蒸弁を制御して、ボイラから前記エゼクタを介しての蒸気供給を制限するか、あるいは、それに代えてまたはそれに加えて、前記ボイラを制御して、前記ボイラによる蒸発量を制限することを特徴とする蒸気システムである。 The present invention has been made to solve the above problems, and the invention according to claim 1 is directed to a first steam engine that generates power using steam and exhaust steam from the first steam engine. The steam supplied to the first steam engine and the steam supplied to the pressure raising mechanism for boosting the exhaust steam from the first steam engine are the same can. The booster mechanism is provided with an ejector, and the ejector sucks exhaust steam from the first steam engine by injecting steam different from the exhaust steam from the first steam engine into the nozzle. The steam to the nozzle and the exhaust steam from the first steam engine are mixed and discharged, the compressor or generator is driven by the first steam engine, and the pressure on the outlet side of the ejector is a set value. The In other words, steam supply from the boiler via the ejector is controlled by controlling the steam supply operation valve to the first steam engine or the suction valve to the suction port of the ejector and the steam supply valve to the nozzle of the ejector. Or a steam system that controls the boiler to limit the amount of evaporation by the boiler .
請求項1に記載の発明によれば、第一蒸気エンジンからの排蒸気を昇圧機構で昇圧することで、第一蒸気エンジンで使用後の蒸気の用途を広めることができる。 According to the first aspect of the present invention, the use of the steam after being used in the first steam engine can be widened by boosting the exhaust steam from the first steam engine by the boost mechanism.
請求項1に記載の発明によれば、第一蒸気エンジンへ蒸気を供給する缶体は、第一蒸気エンジンからの排蒸気を昇圧するために昇圧機構へ蒸気を供給する缶体と同じである。これにより、簡易な構成で、第一蒸気エンジンの駆動と、第一蒸気エンジンからの排蒸気の昇圧とを図ることができる。 According to the invention described in claim 1, the can body supplying steam to the first steam engine is the same as the can body supplying steam to the pressure increasing mechanism in order to boost the exhaust steam from the first steam engine . Thereby, it is possible to drive the first steam engine and boost the exhaust steam from the first steam engine with a simple configuration.
請求項1に記載の発明によれば、エゼクタにより、簡易に第一蒸気エンジンからの排蒸気を昇圧することができる。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust steam from the first steam engine can be easily boosted by the ejector.
請求項1に記載の発明によれば、第一蒸気エンジンにより圧縮機または発電機を駆動することができる。蒸気を用いて圧縮機または発電機を駆動することで、省電力を図ることができる。 According to the invention described in claim 1, it is possible to drive the compressor or a generator by the first steam engine. Power can be saved by driving the compressor or generator using steam.
本発明によれば、蒸気エンジンで使用後の蒸気でも、昇圧機構を用いて昇圧することで、用途を広くすることができる。また、複圧式の排ガスボイラとの組合せで、蒸気圧の異なる蒸気の用途を広くすることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it is the steam after use with a steam engine, a use can be broadened by raising pressure using a pressure | voltage rise mechanism. Moreover, the use of steam with different vapor pressures can be broadened by combining with a multi-pressure exhaust gas boiler.
以下、本発明の具体的実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の蒸気システム1の実施例1を示す概略図であり、一部を切り欠いて示している。また、図2は、この蒸気システム1に用いられる排ガスボイラ2の概略平面図であり、一部を切り欠いて示している。
FIG. 1 is a schematic view showing a first embodiment of a steam system 1 according to the present invention, which is partially cut away. FIG. 2 is a schematic plan view of the
本実施例の蒸気システム1は、排熱を用いて蒸気を起こす排ガスボイラ2を備え、この排ガスボイラ2は、複数の缶体3〜5を備える。本実施例では、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5の三つの缶体が、排ガス流に沿って直列に設置される。それ故、第一缶体3を上流缶体、第二缶体4を中流缶体、第三缶体5を下流缶体ということもできる。
The steam system 1 of this embodiment includes an
各缶体3〜5は、その構成を特に問わず、従来公知の各種の排ガスボイラと同様に構成できるが、図示例では、多管式の貫流ボイラとされる。具体的には、各缶体3〜5は、上部管寄せ6〜8と下部管寄せ9〜11との間を、多数の水管12〜14で接続して構成される。上部管寄せ6〜8と下部管寄せ9〜11とは、上下に離隔して平行に配置され、内部は中空に形成されている。一方、各水管12〜14は、垂直に配置され、上端部が上部管寄せ6〜8に接続される一方、下端部が下部管寄せ9〜11に接続される。図示していないが、上下の管寄せ6〜11と各水管12〜14との接続部は、耐火材で覆われる。
Each of the
各缶体3〜5における水管12〜14の配置は、適宜に設定されるが、排ガスの流れ方向と垂直に複数本配置されると共に、排ガスの流れ方向にも複数本配置される。その際、隣接する水管間には、排ガスが通される隙間が開けられると共に、図示例では千鳥状に配置される。また、各水管12〜14には、その外周面に所望によりフィンやスタッドなどを設けて、伝熱面積の拡大を図ってもよい。
Although arrangement | positioning of the water pipes 12-14 in each can 3-5 is set suitably, while being arrange | positioned perpendicularly | vertically with the flow direction of waste gas, it is arrange | positioned also with multiple flow direction of waste gas. At that time, a gap through which the exhaust gas is passed is opened between the adjacent water pipes, and the water pipes are arranged in a staggered manner in the illustrated example. In addition, the
第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5へと順に排ガスが流れるように、各缶体3〜5は、排ガスの出入口を除いて、缶体カバー15で覆われる。この際、各缶体3〜5を共通の缶体カバー15で覆ってもよいし、缶体3〜5ごとに排ガスの出入口を除いて缶体カバー15で覆い、互いにフランジや配管などで接続してもよい。つまり、第一缶体3の缶体カバーの排ガス出口と第二缶体4の缶体カバーの排ガス入口とを接続すると共に、第二缶体4の缶体カバーの排ガス出口と第三缶体5の缶体カバーの排ガス入口とを接続してもよい。この場合、独立に構成された排ガスボイラ2を、複数台直列に接続した構成となる。いずれの場合も、缶体カバー15には、断熱材や耐火材を設けてもよいのは言うまでもない。
Each can
各缶体3〜5には、給水路16〜18を介して下部管寄せ9〜11へ水(通常は軟水)が供給され、その水は、各水管12〜14において排ガスにより加熱され蒸気化される。その蒸気は、上部管寄せ6〜8から気水分離器19〜21を介して導出される。また、各缶体3〜5内の水は、所望により、排水路22〜24を介して下部管寄せ9〜11から排出可能とされる。各排水路22〜24に設けた排水弁25〜27を開くことで、各缶体3〜5内から排水を図ることができる。
Water (usually soft water) is supplied to the
気水分離器19〜21は、本実施例では遠心式の気水分離器とされている。具体的には、気水分離器19〜21は、縦向き円筒状の胴28〜30を備え、その胴28〜30内に接線方向で蒸気が導入される。従って、上部管寄せ6〜8からの蒸気は、胴28〜30内で旋回して、その遠心力で水分は外方へ飛ばされ下方へ脱落する一方、そのようにして乾き度を向上された蒸気は、胴28〜30の上部から導出される。なお、胴28〜30内において分離された水は、分離水戻し管31〜33を介して、下部管寄せ9〜11へ戻される。
The steam /
本実施例では、各缶体3〜5の下部管寄せ9〜11への給水は、エコノマイザ34〜36で予熱される。具体的には、排ガスボイラ2の下流に、エコノマイザ34〜36が設置される。図示例では、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5とエコノマイザ34〜36とが共通の缶体カバー15で覆われているが、排ガスボイラ2とは別にエコノマイザ34〜36を構成して、排ガスボイラ2の排ガス出口とエコノマイザ34の排ガス入口とをフランジや配管で接続してもよい。
In this embodiment, water supply to the
また、本実施例では、エコノマイザ34〜36は、缶体3〜5の数だけ設置され、排ガス流に沿って直列に設置される。この場合、エコノマイザ34〜36は、排ガス流の上流側に設置されるものほど、排ガス流の上流側に設置される缶体への給水を予熱するのが好ましい。
In the present embodiment, the
具体的には、排ガス流に沿って順に、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36が設置され、第一エコノマイザ34は第一缶体3への給水を予熱し、第二エコノマイザ35は第二缶体4への給水を予熱し、第三エコノマイザ36は第三缶体5への給水を予熱する。そして、各エコノマイザ34〜36で予熱された水は、各缶体3〜5の下部管寄せ9〜11へ供給される。各缶体3〜5への給水の有無は、各缶体3〜5の水位検出器(図示省略)の検出結果に基づき、各エコノマイザ34〜36への給水ポンプ37〜39の作動を制御して切り替えられる。
Specifically, the
排ガスボイラ2およびエコノマイザ34〜36は、排ガス導入路40を介して排ガスが導入され、排ガス導出路41を介して排ガスが導出される。排ガスが排ガスボイラ2を通過する間、排ガスと水管12〜14との熱交換がなされ、排ガスは冷却を図られる一方、水管12〜14内の水は加熱され蒸気化を図られる。また、排ガスがエコノマイザ34〜36を通過する間、各缶体3〜5への給水が排ガスにより予熱される。
In the
排ガス導入路40と排ガス導出路41とは、バイパス路42で接続される。そして、排ガスを、排ガスボイラ2およびエコノマイザ34〜36を介して排出するか、バイパス路42を介して排出するかを択一的に切り替えるか、両者の分配割合を調整可能とされる。これにより、排ガスボイラ2による蒸発量を調整することができる。そのために、本実施例では、排ガス導入路40とバイパス路42との分岐部に、三方ダンパ43を設けている。但し、排ガス導入路40とバイパス路42との分岐部より下流において、排ガス導入路40とバイパス路42とにそれぞれダンパを個別に設け、各ダンパの開閉または開度を調整してもよい。
The exhaust
三方ダンパ43は、ボックス状の弁箱44を備え、この弁箱44には、一つの排ガス入口45と、二つの排ガス出口46,47とが設けられる。二つの排ガス出口46,47の内、一方(46)は、排ガスボイラ2への排ガス導入路40に接続され、他方(47)は、バイパス路42に接続される。また、弁箱44内には、ダンパ48が設けられており、このダンパ48の位置を調整することで、排ガス入口45からの排ガスについて、排ガスボイラ2への供給流量とバイパス路42への供給流量との分配割合を調整することができる。具体的には、ダンパ48を駆動させるモータ49を制御して、ダンパ48の回転停止位置を調整することで、前記分配割合が調整される。但し、前述したように、ダンパ48は、所望により、二つの排ガス出口46,47の内、択一的にいずれかを開き、残りを閉じるよう制御されてもよい。
The three-
第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5は、それぞれの蒸気圧および蒸発量を適宜に設計されるが、排ガスからの熱回収量を向上させるために、排ガス流の下流へ行くに従って、蒸気圧が同じか低下するように設計するのが好ましい。たとえば、第一缶体3および第二缶体4はそれぞれ8kgf/cm2(=0.78MPa)、第三缶体5は5kgf/cm2(=0.49MPa)とされる。
The
本実施例では、第一缶体3からの蒸気を用いて、第一蒸気エンジン50を駆動する。具体的には、蒸気システム1は、蒸気を用いて動力を起こす第一蒸気エンジン50と、この第一蒸気エンジン50により駆動される圧縮機51とを備える。但し、第一蒸気エンジン50により駆動される機器は、圧縮機51に限らず、たとえば発電機などであってもよい。
In the present embodiment, the
第一蒸気エンジン50は、本実施例ではスクリュ式蒸気エンジンである。スクリュ式蒸気エンジンは、互いにかみ合うスクリュロータ間に蒸気が導入され、その蒸気によりスクリュロータを回転させつつ蒸気を膨張して減圧し、その際のスクリュロータの回転により動力を得る装置である。但し、第一蒸気エンジン50は、蒸気を用いて動力を起こすものであれば、スクリュ式蒸気エンジンに限らない。たとえば、蒸気タービンでもよいし、ピストンの往復動を用いるレシプロ式の蒸気エンジンでもよい。
The
第一蒸気エンジン50により駆動される圧縮機51も、その種類を特に問わないが、たとえばスクリュ式の空気圧縮機または蒸気圧縮機とされる。スクリュ式の圧縮機は、互いにかみ合って回転するスクリュロータ間に蒸気を吸入して、スクリュロータの回転により圧縮して吐出する装置である。但し、圧縮機51は、スクリュ式に限らず、レシプロ式などであってもよい。
The type of the
第一缶体3からの蒸気は、第一蒸気路52を介して、蒸気エンジン50へ供給される。第一蒸気路52に設けた給蒸操作弁53の開閉または開度を調整することで、第一蒸気エンジン50の作動の有無または出力を調整可能とされる。
The steam from the
第一蒸気エンジン50に供給された蒸気は、第一蒸気エンジン50において仕事をすることで、減圧され膨張される。このような低圧の蒸気(たとえば3kgf/cm2(=0.29MPa))は、用途が限られるので、本実施例の蒸気システム1は、昇圧機構54により昇圧される。これにより、第一蒸気エンジン50からの排蒸気を昇圧して、再利用することができる。
The steam supplied to the
具体的には、本実施例の昇圧機構54は、エゼクタ55を備える。エゼクタ55は、ノズルとディフューザとを備え、高圧の流体をノズルからディフューザへ向けて噴出させることで、吸込口から低圧の流体を吸引して、両流体を混合して吐出する。ここでは、第二缶体4からの蒸気が通される第二蒸気路56がノズルに接続され、第一蒸気エンジン50からの排蒸気が通される排蒸気路57が吸込口に接続されている。
Specifically, the
従って、第二缶体4からの蒸気がノズルへ吹き込まれることで、第一蒸気エンジン50からの排蒸気がエゼクタ55へ吸引される。そして、両蒸気は、混合され吐出される。この間、第二缶体4からの蒸気は減圧される一方、第一蒸気エンジン50からの排蒸気は昇圧される。ここでは、混合蒸気の圧力は5kgf/cm2(=0.49MPa)とされる。従って、エゼクタ55からの蒸気には、第三缶体5からの蒸気を、第三蒸気路58を介して合流させることができる。
Accordingly, the steam from the
なお、所望により、第二蒸気路56には給蒸弁59が設けられる。また、図示しないが、排蒸気路57にも、所望により弁(以下、吸引弁という)を設けてもよい。これら弁は、それぞれ開閉または開度が変更可能とされる。
If desired, a
エゼクタ55からの蒸気は、第四蒸気路60へ導出される。第四蒸気路60の蒸気は、所望により蒸気ヘッダ61を介して、各種の蒸気使用設備へ供給可能とされる。蒸気ヘッダ61には、所望により、ボイラ(燃料焚きボイラまたは電気ボイラ)62からの蒸気も供給可能とされる。第四蒸気路60には、圧力調整弁63が設けられている。
The steam from the
第一缶体3および第二缶体4の圧力調整は、三方ダンパ43のダンパ48の位置を調整して、排ガスボイラ2へ供給する排ガス流量を調整することでなされる。具体的には、第一センサ64により第一缶体3内の圧力(場合により温度でもよい)を監視して、第一缶体3からの蒸気圧を所望に維持するように、モータ49を制御して、ダンパ48の位置を調整する。
The pressure adjustment of the
第三缶体5の圧力調整は、圧力調整弁63にて行われる。すなわち、第四蒸気路60に設けた圧力調整弁63は、その一次側(上流側)の圧力を所望に維持するように開度調整する。圧力調整弁63は、本実施例では自力で開度調整する構成であるが、所望により、その手前に設けた第二センサ65による検出圧力に基づき開度調整されてもよい。
The pressure adjustment of the
但し、第三缶体5の圧力調整は、このような制御に代えて、蒸気ヘッダ61に蒸気を供給するボイラ62で制御してもよい。つまり、第四蒸気路60に圧力調整弁63を設けずに、第三缶体5からの蒸気をそのまま蒸気ヘッダ61へ供給し、その蒸気ヘッダ61内の蒸気圧を所望に維持するようにボイラ62の燃焼量を制御してもよい。なお、圧力調整弁63による制御に加えて、このようなボイラ62による制御を行ってもよい。
However, the pressure adjustment of the
ところで、蒸気の使用負荷が減るかなくなった場合には、第二センサ65の検出圧力が増加するので、それが設定値を超えれば、第一蒸気エンジン50への給蒸操作弁53(またはエゼクタ55の吸込口への吸引弁)と、エゼクタ55のノズルへの給蒸弁59を制御して、第一缶体3および第二缶体4からエゼクタ55を介しての蒸気供給を制限すればよい。あるいは、それに代えてまたはそれに加えて、三方ダンパ43を制御して、排ガスボイラ2への排ガス供給量を制限して、排ガスボイラ2による蒸発量を制限すればよい。
By the way, when the use load of the steam does not decrease, the detection pressure of the
本実施例では、たとえば、第一缶体3は8kgf/cm2(=0.78MPa)で170kg/h、第二缶体4は8kgf/cm2(=0.78MPa)で605kg/h、第三缶体5は5kgf/cm2(=0.49MPa)で53kg/hとされる。なお、排ガス温度は、第一缶体3の入口で408℃、第二缶体4の入口で220℃、第三缶体5の入口で191℃、第三缶体5の出口で173℃とされ、エコノマイザ36の出口で100℃とされる。そして、第二缶体4からの蒸気がエゼクタ55で減圧された後の蒸気、第一蒸気エンジン50からの蒸気がエゼクタ55で昇圧された後の蒸気、および第三缶体5からの蒸気とが混合されて、5kgf/cm2(=0.49MPa)で824kg/hの蒸発量となる。
In the present embodiment, for example, the
図3は、本発明の蒸気システム1の実施例2を示す概略図であり、一部を省略して示している。本実施例2の蒸気システム1も、基本的には前記実施例1と同様である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。 FIG. 3 is a schematic view showing a second embodiment of the steam system 1 of the present invention, and a part thereof is omitted. The steam system 1 according to the second embodiment is basically the same as the first embodiment. Therefore, in the following description, the differences between the two will be mainly described, and corresponding portions will be described with the same reference numerals.
前記実施例1では、エゼクタ55を用いて、第二缶体4からの蒸気を減圧する一方、第一蒸気エンジン50からの蒸気を昇圧したが、本実施例2では、第二蒸気エンジン66を用いて、第二缶体4からの蒸気を減圧する一方、その第二蒸気エンジン66で駆動される蒸気圧縮機67を用いて、第一蒸気エンジン50からの排蒸気を昇圧する。
In the first embodiment, the
すなわち、本実施例2の蒸気システム1では、昇圧機構54として、蒸気を用いて動力を起こす第二蒸気エンジン66と、この第二蒸気エンジン66により駆動される蒸気圧縮機67とを備える。
That is, the steam system 1 according to the second embodiment includes a
第二蒸気エンジン66は、本実施例ではスクリュ式蒸気エンジンであるが、蒸気を用いて動力を起こすものであれば、スクリュ式蒸気エンジンに限らない。たとえば、蒸気タービンでもよいし、ピストンの往復動を用いるレシプロ式の蒸気エンジンでもよい。
The
蒸気圧縮機67も、その種類を特に問わないが、たとえばスクリュ式の蒸気圧縮機とされる。但し、蒸気圧縮機67は、蒸気を圧縮して吐出するものであれば、スクリュ式に限らず、レシプロ式などであってもよい。
The type of the
本実施例では、第二缶体4からの蒸気は、第二蒸気路56を介して第二蒸気エンジン66に供給される。第二蒸気エンジン66に供給された蒸気は、第二蒸気エンジン66で仕事をすることで、膨張して減圧され、第四蒸気路60へ吐出される。そして、その第二蒸気エンジン66により駆動される蒸気圧縮機67は、第一蒸気エンジン50からの排蒸気を吸引し、圧縮して吐出する。このようにして、第一蒸気エンジン50からの排蒸気が蒸気圧縮機67により昇圧された後の蒸気、第二缶体4からの蒸気が第二蒸気エンジン66により減圧された後の蒸気が合流され、さらに前記実施例1と同様に、第三缶体5からの蒸気も合流してもよい。
In the present embodiment, the steam from the
また、前記実施例1では、缶体3〜5の数と対応したエコノマイザ34〜36を設けたが、本実施例2では、エコノマイザは一つとされる。この場合、各缶体3〜5に共通のエコノマイザ68にて予熱された水は、分岐されて各缶体3〜5へ供給される。給水ポンプ69を作動させた状態で、各缶体3〜5への給水路16〜18に個別に設けた給水弁70〜72を制御することで、各缶体3〜5への給水を個別に制御することができる。但し、エコノマイザ68は、前記実施例1と同様に、缶体3〜5ごとに設けてもよい。その他の構成および制御は、前記実施例1と同様のため、説明は省略する。
In the first embodiment, the
図4は、本発明の蒸気システム1の実施例3を示す概略図であり、一部を省略して示している。本実施例3の蒸気システム1も、基本的には前記実施例1と同様である。そこで、以下では、両者の異なる点を中心に説明し、対応する箇所には同一の符号を付して説明する。 FIG. 4 is a schematic view showing a third embodiment of the steam system 1 of the present invention, and a part thereof is omitted. The steam system 1 according to the third embodiment is basically the same as the first embodiment. Therefore, in the following description, the differences between the two will be mainly described, and corresponding portions will be described with the same reference numerals.
前記実施例1では、第一蒸気エンジン50およびエゼクタ55に供給される蒸気は、排ガスボイラ2とされたが、本実施例2では、通常のボイラ(燃料焚きボイラまたは電気ボイラ)62とされる。つまり、ボイラ62からの蒸気は、第一蒸気エンジン50へ供給可能とされると共に、エゼクタ55のノズルへも供給可能とされる。また、前記各実施例における三方ダンパ43の制御に代えて、本実施例3では、ボイラ62のバーナによる燃焼量が制御される。また、本実施例3では、ボイラ62の煙道に設けたエコノマイザ68により、ボイラ62の缶体への給水が予熱される。その他の構成および制御は、前記実施例1と同様のため、説明は省略する。
In the first embodiment, the steam supplied to the
ところで、本実施例3の場合、第一蒸気エンジン50へ供給される蒸気と、この第一蒸気エンジン50からの排蒸気を昇圧するためにエゼクタ55のノズルへ供給される蒸気とは、同じ缶体から供給される。但し、前記実施例1と同様に、第一蒸気エンジン50へ供給される蒸気と、この第一蒸気エンジン50からの排蒸気を昇圧するためにエゼクタ55のノズルへ供給される蒸気とは、異なる缶体から供給されてもよい。たとえば、二つのボイラ62,62を用い、一方のボイラ62からの蒸気を第一蒸気エンジン50へ供給し、他方のボイラ62からの蒸気をエゼクタ55のノズルへ供給してもよい。
By the way, in the case of the present Example 3, the vapor | steam supplied to the
また、排ガスボイラ2に代えて通常のボイラ62を用いることは、前記実施例1だけでなく前記実施例2にも同様に適用される。つまり、図4において、エゼクタ55に代えて、図3と同様に、第二蒸気エンジン66とそれにより駆動される蒸気圧縮機67を用いてもよい。その場合、第一蒸気エンジン50および第二蒸気エンジン66には、ボイラ62からの蒸気が供給され、蒸気圧縮機67では第一蒸気エンジン50からの排蒸気が昇圧される。
The use of the
次に、前記実施例1および前記実施例2における各缶体3〜5への給水方式の類型について説明する。図5から図7は、前記実施例1および前記実施例2の蒸気システム1における各缶体3〜5への給水方式の類型を示す概略図であり、缶体3〜5とエコノマイザ34〜36のみを示している。なお、図5から図7では、給水ポンプ72Aからの水は、逆止弁73を介した後に分岐して、それぞれ給水弁74〜76および逆止弁77〜79を介してエコノマイザ34〜36へ供給され、エコノマイザ34〜36で予熱された後、缶体3〜5へ供給されている。この場合、給水ポンプ72Aを作動させた状態で、各給水弁74〜76の開閉を制御することで、各エコノマイザ34〜36および各缶体3〜5への給水の有無を切り替えることができる。但し、図1および図3に示すように、エコノマイザ34〜36ごとに給水ポンプ37〜39を設けて、各給水ポンプ37〜39を制御することで、各エコノマイザ34〜36および各缶体3〜5への給水の有無を切り替えてもよい。
Next, the type of the water supply system to each can 3-5 in the said Example 1 and the said Example 2 is demonstrated. FIG. 5 to FIG. 7 are schematic views showing types of water supply methods to the
図5では、エコノマイザ34〜36は、排ガス流に沿って直列に設置されると共に、エコノマイザを複数設置する場合には、排ガス流の上流側に設置されるものほど、排ガス流の上流側に設置される缶体への給水を予熱する例を示している。ここでは、排ガス流の上流側から順に、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5が設置され、その後、所望により、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36の内のいずれか一以上が設置される。
In FIG. 5, the
図6では、エコノマイザ34〜36は、排ガス流に沿って直列に設置されると共に、エコノマイザを複数設置する場合には、排ガス流の上流側に設置されるものほど、排ガス流の下流側に設置される缶体への給水を予熱する例を示している。ここでは、排ガス流の上流側から順に、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5が設置され、その後、所望により、第三エコノマイザ36、第二エコノマイザ35および第一エコノマイザ34の内のいずれか一以上が設置される。
In FIG. 6, the
図7では、エコノマイザ34〜36は、排ガス流に沿って並列に設置された例を示している。ここでは、排ガス流の上流側から順に、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5が設置され、その後、所望により、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36の内のいずれか一以上が並列に設置される。
FIG. 7 shows an example in which the
いずれの場合も、まず、エコノマイザ34〜36を全く設置せず、各缶体3〜5にエコノマイザなしに給水するパターンがある。あるいは、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36の内、いずれか一つのみを設置し、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5の内、いずれか一つのみはエコノマイザを介して給水するが、他の缶体へはエコノマイザなしに給水するパターンもある。
In any case, first, there is a pattern in which the
また、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36の内、いずれか二つを設置し、第一缶体3、第二缶体4および第三缶体5の内、いずれか二つはエコノマイザを介して給水するが、残りの缶体へはエコノマイザなしに給水するパターンもある。たとえば、図5において実線および一点鎖線で示すように、第一エコノマイザ34と第二エコノマイザ35を設置する。つまり、第一缶体3へは第一エコノマイザ34を介して給水し、第二缶体4へは第二エコノマイザ35を介して給水し、第三缶体5へはエコノマイザなしに給水する。この場合、排ガスからの熱回収量を高め、またエコノマイザにおける結露を防止することができる。
Further, any two of the
さらに、第一エコノマイザ34、第二エコノマイザ35および第三エコノマイザ36のすべてを設置するパターンもある。つまり、第一缶体3へは第一エコノマイザ34を介して給水し、第二缶体4へは第二エコノマイザ35を介して給水し、第三缶体5へは第三エコノマイザ36を介して給水する。
Further, there is a pattern in which all of the
本発明の蒸気システムは、前記各実施例に限らず適宜変更可能である。特に、蒸気を用いて動力を起こす第一蒸気エンジン50と、この第一蒸気エンジン50からの排蒸気を昇圧する構成であれば、その昇圧機構をはじめとして、各種構成および制御は適宜に変更可能である。
The steam system of the present invention is not limited to the above embodiments, and can be changed as appropriate. In particular, if the
たとえば、図1において、第三缶体5を省略したり、第二缶体4の蒸気圧を第一缶体3と異ならせたりしてもよい。また、第三缶体5の蒸気圧は、第一蒸気エンジン50からの蒸気をエゼクタ55で昇圧後の蒸気圧と異ならしてもよい。その場合、第三缶体5からの蒸気は、第四蒸気路60へ合流させることなく用いられる。
For example, in FIG. 1, the
また、前記各実施例では、排ガスボイラ2の下流に一または複数のエコノマイザ34〜36,68を設置したが、エコノマイザ34〜36,68の設置は必須ではない。さらに、前記実施例1および実施例2では、三つの缶体3〜5を備えたが、缶体の数は適宜に変更可能である。また、各缶体の蒸気圧や蒸発量も適宜に変更可能である。
Moreover, in each said Example, although the one or some economizer 34-36,68 was installed downstream of the
1 蒸気システム
2 排ガスボイラ
3 第一缶体
4 第二缶体
5 第三缶体
34 第一エコノマイザ
35 第二エコノマイザ
36 第三エコノマイザ
50 第一蒸気エンジン
51 圧縮機(または電動機)
54 昇圧機構
55 エゼクタ
62 ボイラ
66 第二蒸気エンジン
67 蒸気圧縮機
68 エコノマイザ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
54 Boosting
Claims (1)
この第一蒸気エンジンからの排蒸気を、蒸気を用いて昇圧する昇圧機構とを備え、
前記第一蒸気エンジンへ供給される蒸気と、この第一蒸気エンジンからの排蒸気を昇圧するために前記昇圧機構へ供給される蒸気とは、同じ缶体から供給され、
前記昇圧機構は、エゼクタを備え、
このエゼクタは、そのノズルへ前記第一蒸気エンジンからの排蒸気と異なる蒸気が吹き込まれることで、前記第一蒸気エンジンからの排蒸気を吸引し、前記ノズルへの蒸気と前記第一蒸気エンジンからの排蒸気とを混合して吐出し、
前記第一蒸気エンジンにより圧縮機または発電機を駆動し、
前記エゼクタの出口側の圧力が設定値を超えれば、前記第一蒸気エンジンへの給蒸操作弁または前記エゼクタの吸込口への吸引弁と、前記エゼクタのノズルへの給蒸弁を制御して、ボイラから前記エゼクタを介しての蒸気供給を制限するか、あるいは、それに代えてまたはそれに加えて、前記ボイラを制御して、前記ボイラによる蒸発量を制限する
ことを特徴とする蒸気システム。 A first steam engine that uses steam to generate power,
A pressure increasing mechanism for increasing the pressure of the exhaust steam from the first steam engine using steam ;
The steam supplied to the first steam engine and the steam supplied to the booster mechanism for boosting the exhaust steam from the first steam engine are supplied from the same can body .
The boost mechanism includes an ejector,
The ejector sucks the exhaust steam from the first steam engine by injecting the steam different from the exhaust steam from the first steam engine into the nozzle, and the steam to the nozzle and the first steam engine from the first steam engine. discharged by mixing the waste steam,
A compressor or generator is driven by the first steam engine ;
If the pressure on the outlet side of the ejector exceeds a set value, the steam supply operation valve to the first steam engine or the suction valve to the suction port of the ejector and the steam supply valve to the nozzle of the ejector are controlled. A steam system that restricts steam supply from a boiler through the ejector, or controls the boiler instead of or in addition to the steam to limit the amount of evaporation by the boiler .
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