JP6439494B2 - フラッシュ蒸気発生装置 - Google Patents

Description

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

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

特開２０１２−７７６２号公報 特開２００９−１９８０３８号公報

従来、上流側の蒸気利用設備からのドレンは随時フラッシュタンクに回収されるようになっており、フラッシュタンクの状態に応じてフラッシュタンクに回収されるドレンの量を調整できるようにはなっていなかった。

そこで、本発明は、フラッシュタンクの状態に応じてフラッシュタンクに回収されるドレンの量を調整できる、フラッシュ蒸気発生装置を提供することを目的とする。

本発明は、回収したドレンを再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離するフラッシュタンクと、上流側の蒸気利用設備から排出されたドレンを前記フラッシュタンクに回収する回収ラインと、フラッシュ蒸気を前記フラッシュタンクから下流側の蒸気利用設備に供給する供給ラインと、温水を前記フラッシュタンクから排出する排出ラインと、前記回収ラインに接続され、前記フラッシュタンクに対してドレンをバイパスさせるバイパスラインと、前記バイパスラインの接続箇所よりも下流側の前記回収ラインに設けられた回収弁と、前記供給ラインに設けられた供給弁と、前記排出ラインに設けられた排出弁と、前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、前記フラッシュタンクの気相部の圧力を検知する第１圧力検知手段と、前記回収弁、前記供給弁、前記排出弁、および前記バイパス弁の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１圧力検知手段の検知結果によって、前記フラッシュタンクの内圧が上昇するほど、前記回収弁の開度を小さくすると共に、前記第１圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記回収弁を全閉とすることを特徴とする。

前記構成によれば、フラッシュタンクの内圧によって、フラッシュタンクに入るドレンの量を調整することができる。具体的には、フラッシュタンクの内圧が所定圧力以上となると、回収弁を全閉として、フラッシュタンクの内圧を低下させることができる。

本発明は、更に、次のような構成を備えるのが好ましい。
前記回収弁の下流側の前記回収ラインに設けられたストレーナと、前記回収弁の上流側における前記回収ラインの圧力を検知する第２圧力検知手段と、を備え、前記制御手段は、前記第２圧力検知手段の検知結果によって、前記回収ラインの圧力が上昇するほど、前記バイパス弁の開度を大きくすると共に、前記第２圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記バイパス弁を全開とするようになっている。

前記構成によれば、回収ラインの圧力によって、バイパスラインを流れるドレンの量を調整することができる。具体的には、回収ラインの圧力が所定圧力以上となると、バイパス弁を全開として、回収ラインの圧力を低下させることができる。

要するに本発明によると、フラッシュタンクの状態に応じてフラッシュタンクに回収されるドレンの量を調整できる、フラッシュ蒸気発生装置を提供できる。

本発明の実施形態に係るフラッシュ蒸気発生装置の概略構成図である。

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

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

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

回収ライン３には、上流側の蒸気利用設備１１からのドレンに含まれる不純物等をろ過するためのストレーナ３１が設けられており、ストレーナ３１の上流側には、回収ライン３を開閉する回収弁３２が設けられている。そして、回収弁３２の上流側には、回収ライン３の圧力を検知する第２圧力検知手段（圧力センサ３３）が設けられている。なお、回収弁３２は、電動弁である。

回収ライン３において、回収弁３２の上流側であって、圧力センサ３３の下流側には、上流側の蒸気利用施設１１からのドレンを回収せず排出するための、初期排出ライン７が設けられている。初期排出ライン７には、初期排出ライン７を開閉する初期排出弁７１が設けられている。上流側の蒸気利用施設１１からのドレンの一部は、初期排出弁７１を介して、ピット７２に排出されるようになっている。

回収ライン３において、回収弁３２の上流側であって、初期排出ライン７の下流側には、フラッシュタンク２をバイパスして、回収ライン３と排出ライン５とを接続するバイパスライン６が設けられている。バイパスライン６には、バイパスライン６を開閉するバイパス弁６１が設けられている。

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

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

制御手段は、圧力センサ３３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整するようになっている。そして、ストレーナ３１の詰まりや回収弁３２の影響等により回収ライン３の圧力が上昇し、圧力センサ３３が所定圧力（第２設定圧力）以上を検知すると、制御手段は、バイパス弁６１を全開とするようになっている。

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

フラッシュタンク２には、フラッシュタンク２の気相部の圧力を検知する第１圧力検知手段（圧力センサ２３）が設けられている。制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、回収弁３２の開度を調整するようになっている。そして、圧力センサ２３が所定圧力（第１設定圧力）以上を検知すると、制御手段は、回収弁３２を全閉とするようになっている。

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

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

フラッシュ蒸気発生装置１は、次のように作動するようになっている。

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

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

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

フラッシュ蒸気発生装置１が作動中において、制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、回収弁３２の開度を調整する。そして、圧力センサ２３が第１設定圧力以上を検知すると、制御手段は、回収弁３２を全閉とする。

フラッシュ蒸気発生装置１が作動中において、制御手段は、圧力センサ３３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整する。そして、圧力センサ３３が第２設定圧力以上を検知すると、制御手段は、バイパス弁６１を全開とする。

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

前記構成のフラッシュ蒸気発生装置１によれば、次のような効果を発揮できる。

（１）制御手段は、圧力センサ２３の検知結果によって、回収弁３２の開度を調整するようになっているので、フラッシュタンク２の内圧によって、フラッシュタンク２に入るドレンの量を調整することができる。具体的には、フラッシュタンク２の内圧が上昇すれば、回収弁３２の開度を小さくすることによって、フラッシュタンク２に入るドレンの量を少なくし、その結果、フラッシュタンク２の内圧を低下させることができる。

（２）制御手段は、圧力センサ３３の検知結果によって、バイパス弁６１の開度を調整するようになっているので、回収ライン３の圧力によって、バイパスライン６を流れるドレンの量を調整することができる。具体的には、回収ライン３の圧力が上昇すれば、バイパス弁６１の開度を大きくすることによって、回収ライン３の圧力を低下させることができる。

（３）制御手段は、圧力センサ２３が第１設定圧力以上を検知すると、回収弁３２を全閉とするようになっているので、フラッシュタンク２の内圧が所定圧力以上となると、回収弁３２を全閉として、フラッシュタンク２の内圧を低下させることができる。

（４）制御手段は、圧力センサ３３が第２設定圧力以上を検知すると、バイパス弁６１を全開とするようになっているので、回収ライン３の圧力が所定圧力以上となると、バイパス弁６１を全開として、回収ライン３の圧力を低下させることができる。その結果、回収ライン３における圧力上昇による上流側の蒸気利用設備１１への影響を回避できる。

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

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

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

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

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

本発明では、フラッシュタンクの状態に応じてフラッシュタンクに回収されるドレンの量を調整できる、フラッシュ蒸気発生装置を提供できるので、産業上の利用価値が大である。

１ フラッシュ蒸気発生装置
２ フラッシュタンク ２１ 水位センサ ２２ フロートスイッチ
２３ 圧力センサ
３ 回収ライン ３１ ストレーナ ３２ 回収弁 ３３ 圧力センサ
４ 供給ライン ４１ 供給弁 ４２ 蒸気調整弁
５ 排出ライン ５１ 排出弁 ５２ オープンタンク
６ バイパスライン ６１ バイパス弁 ６２ 手動弁
７ 初期排出ライン ７１ 初期排出弁 ７２ ピット
１１ 上流側の蒸気利用設備
１２ 下流側の蒸気利用設備

Claims (2)

1. 回収したドレンを再蒸発させてフラッシュ蒸気と温水とに分離するフラッシュタンクと、
   上流側の蒸気利用設備から排出されたドレンを前記フラッシュタンクに回収する回収ラインと、
   フラッシュ蒸気を前記フラッシュタンクから下流側の蒸気利用設備に供給する供給ラインと、
   温水を前記フラッシュタンクから排出する排出ラインと、
   前記回収ラインに接続され、前記フラッシュタンクに対してドレンをバイパスさせるバイパスラインと、
   前記バイパスラインの接続箇所よりも下流側の前記回収ラインに設けられた回収弁と、
   前記供給ラインに設けられた供給弁と、
   前記排出ラインに設けられた排出弁と、
   前記バイパスラインに設けられたバイパス弁と、
   前記フラッシュタンクの気相部の圧力を検知する第１圧力検知手段と、
   前記回収弁、前記供給弁、前記排出弁、および前記バイパス弁の作動を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第１圧力検知手段の検知結果によって、前記フラッシュタンクの内圧が上昇するほど、前記回収弁の開度を小さくすると共に、前記第１圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記回収弁を全閉とする
   ことを特徴とするフラッシュ蒸気発生装置。
   
2. 前記回収弁の下流側の前記回収ラインに設けられたストレーナと、
   前記回収弁の上流側における前記回収ラインの圧力を検知する第２圧力検知手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記第２圧力検知手段の検知結果によって、前記回収ラインの圧力が上昇するほど、前記バイパス弁の開度を大きくすると共に、前記第２圧力検知手段が所定圧力以上を検知すると、前記バイパス弁を全開とする
   ことを特徴とする請求項１記載のフラッシュ蒸気発生装置。

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