JP7217928B2 - Heat exchanger and its usage - Google Patents
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Description
本発明は、過熱水蒸気を用いた熱交換器、及び、熱交換器の使用方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a heat exchanger using superheated steam and a method for using the heat exchanger.
製紙や繊維および化学薬品製造工場においては多くの熱処理工程があることから、大形蒸気ボイラーを設置して熱源としていることが多い。そしてそれは乾燥に使用する熱風等の流体加熱においても、熱交換器を通して流体加熱をおこなう場合が普通である(特許文献1)。 Due to the many heat treatment processes in paper, textile and chemical manufacturing plants, large steam boilers are often installed as a heat source. In addition, even in the case of heating a fluid such as hot air used for drying, it is common to heat the fluid through a heat exchanger (Patent Document 1).
熱風の場合においては150℃程度に空気を加熱して利用することが多いが、ボイラーから距離がある工場に高圧蒸気を流しても、配管における圧力低下があって130℃程度まで温度低下していることが多い。このことから、余剰蒸気があるにもかかわらず熱源として利用できない場合が多々見られる。 In the case of hot air, it is often used by heating the air to about 150°C, but even if high-pressure steam is flowed into a factory that is far from the boiler, the temperature will drop to about 130°C due to the pressure drop in the piping. There are many. For this reason, there are many cases where surplus steam cannot be used as a heat source even though there is surplus steam.
この余剰蒸気を熱源として有効利用するには、圧力と温度が低下した蒸気を所望の温度に再加熱して過熱水蒸気とする方法があるが、過熱水蒸気を用いた熱交換器で空気などの流体を所望の温度に加熱する場合、飽和蒸気圧における水沸点以上の温度を得るには、基本的に過熱水蒸気の入排出温度を水沸点以上の温度にしなければならない。 In order to effectively utilize this surplus steam as a heat source, there is a method of reheating the steam whose pressure and temperature have been lowered to the desired temperature to produce superheated steam. When heating to a desired temperature, in order to obtain a temperature higher than the water boiling point at the saturated vapor pressure, the inlet/outlet temperature of the superheated steam must basically be a temperature higher than the water boiling point.
しかしこの方法では水沸点以上の温度の過熱水蒸気を排出することになってしまい、過熱水蒸気が持つ水蒸気潜熱を廃棄することになってしまう。 However, in this method, the superheated steam having a temperature higher than the boiling point of water is discharged, and the steam latent heat of the superheated steam is wasted.
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、過熱水蒸気が持つ水蒸気潜熱を有効利用して被加熱流体を加熱することをその主たる課題とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and its main object is to effectively utilize steam latent heat of superheated steam to heat a fluid to be heated.
すなわち本発明に係る熱交換器は、過熱水蒸気による流体加熱を行う熱交換器であって、被加熱流体が流れる熱交換用配管と、前記熱交換用配管の下流側部分を収容するとともに過熱水蒸気が供給される下流側容器と、前記熱交換用配管の上流側部分を収容するとともに前記下流側容器を通過した水蒸気が供給される上流側容器とを備え、前記熱交換用配管の下流側部分を流れる前記被加熱流体は、前記下流側容器に供給された過熱水蒸気の顕熱によって加熱され、前記熱交換用配管の上流側部分を流れる前記被加熱流体は、前記上流側容器に供給された水蒸気の潜熱によって加熱されることを特徴とする。 That is, the heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger that heats a fluid with superheated steam, and includes a heat exchange pipe through which a fluid to be heated flows, a downstream portion of the heat exchange pipe, and superheated steam and an upstream container that houses the upstream portion of the heat exchange pipe and is supplied with steam that has passed through the downstream container, the downstream portion of the heat exchange pipe is heated by the sensible heat of the superheated steam supplied to the downstream container, and the heated fluid flowing through the upstream portion of the heat exchange pipe is supplied to the upstream container It is characterized by being heated by the latent heat of water vapor.
このようなものであれば、下流側容器に過熱水蒸気を供給して当該過熱水蒸気の顕熱により被加熱流体を所望の温度に加熱し、下流側容器から上流側容器に水蒸気を供給して当該水蒸気の潜熱により被加熱流体を加熱(予熱)するように構成しているので、過熱水蒸気が持つ水蒸気潜熱を有効利用して被加熱流体を加熱することができる。なお、上流側容器に供給される水蒸気は、潜熱を失って液化するものと液化せず水蒸気のまま排出されるものがあるが、液化した分の潜熱が有効利用されたことになる。 In such a case, superheated steam is supplied to the downstream container to heat the fluid to be heated to a desired temperature by the sensible heat of the superheated steam, and steam is supplied from the downstream container to the upstream container. Since the fluid to be heated is heated (preheated) by the latent heat of the steam, the latent heat of the superheated steam can be effectively used to heat the fluid to be heated. The steam supplied to the upstream container may be liquefied by losing its latent heat or may be discharged as steam without liquefying, but the liquefied latent heat is effectively used.
具体的には、前記下流側容器に供給される過熱水蒸気の温度及び量は、前記熱交換用配管の下流側部分を流れる前記被加熱流体が100℃以上の所望の温度となるように設定されるとともに、前記下流側容器から前記上流側容器に供給される水蒸気の温度が100℃以上となるように設定されていることが望ましい。 Specifically, the temperature and amount of superheated steam supplied to the downstream container are set so that the heated fluid flowing through the downstream portion of the heat exchange pipe reaches a desired temperature of 100° C. or higher. In addition, it is desirable that the temperature of steam supplied from the downstream container to the upstream container is set to 100° C. or higher.
ここで、被加熱流体を空気とした場合、水蒸気潜熱で加熱できるのは最高100℃迄であり、それ以上の温度に加熱するためには水蒸気顕熱で加熱することになる。過熱水蒸気が持つエネルギは潜熱が大きな割合を持つことになるが、本発明によって過熱水蒸気が利用できる潜熱の割合の計算値を図2に示す。なお、図2は、過熱水蒸気で20℃の空気を加熱する場合の潜熱利用率(%)である。 Here, when the fluid to be heated is air, the maximum temperature that can be heated by the latent heat of water vapor is 100° C., and the sensible heat of water vapor is used to heat the fluid to a temperature higher than that. The latent heat has a large proportion of the energy possessed by the superheated steam. FIG. 2 shows calculated values of the proportion of the latent heat that can be used by the superheated steam according to the present invention. In addition, FIG. 2 shows the latent heat utilization rate (%) in the case of heating air at 20° C. with superheated steam.
図2において、100%を超えるところは、水蒸気潜熱で100℃まで温度上昇させることが無理なことを示しており、供給する過熱水蒸気量を増加させ且つ温度を調整する等の制御が必要であることを示している。 In FIG. 2, the portion exceeding 100% indicates that it is impossible to raise the temperature to 100 ° C. with steam latent heat, and control such as increasing the amount of superheated steam to be supplied and adjusting the temperature is necessary. It is shown that.
上記の計算結果から言えることは、熱源の過熱水蒸気が高温であるほど潜熱の利用率が高くなることである。また、上流側容器に供給される過熱水蒸気温度はできる限り100℃以上且つ100℃に近い温度であることが潜熱の利用率を高めることになるので、上流側容器に供給される過熱水蒸気温度が100~110℃になるように熱交換器の設計を行う。 What can be said from the above calculation results is that the higher the temperature of the superheated steam of the heat source, the higher the latent heat utilization rate. In addition, the temperature of the superheated steam supplied to the upstream vessel should be at least 100° C. and as close to 100° C. as possible to increase the utilization rate of the latent heat. The heat exchanger is designed so that the temperature is 100-110°C.
前記熱交換用配管に流入する被加熱流体温度を検出する流入温度検出機構、前記熱交換用配管に流入する被加熱流体量を検出する流入量検出機構、又は前記熱交換用配管から流出する被加熱流体温度を検出する流出温度検出機構の少なくとも1つと、前記下流側容器に供給される過熱水蒸気温度を調整する過熱水蒸気温度調整機構、又は前記下流側容器に供給される過熱水蒸気量を調整する過熱水蒸気量調整機構の少なくとも1つと、前記少なくとも1つの検出機構の検出値に基づいて、前記調整機構の少なくとも1つにおける調整量を演算する演算機構とを備えることが望ましい。 An inflow temperature detection mechanism for detecting the temperature of the fluid to be heated flowing into the heat exchange pipe, an inflow amount detection mechanism for detecting the amount of the fluid to be heated flowing into the heat exchange pipe, or a heated fluid flowing out from the heat exchange pipe At least one outflow temperature detection mechanism for detecting the temperature of the heating fluid, a superheated steam temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of the superheated steam supplied to the downstream vessel, or an amount of superheated steam supplied to the downstream vessel is adjusted. It is desirable to have at least one superheated steam amount adjusting mechanism and a computing mechanism for calculating an adjustment amount for at least one of the adjusting mechanisms based on the detected value of the at least one detecting mechanism.
また、本発明に係る熱交換器の使用方法は、被加熱流体が流れる熱交換用配管と、前記熱交換用配管の下流側部分を収容するとともに過熱水蒸気が供給される下流側容器と、前記熱交換用配管の上流側部分を収容するとともに前記下流側容器を通過した水蒸気が供給される上流側容器とを備える熱交換器の使用方法であって、前記下流側容器に供給される過熱水蒸気の温度及び量を、前記熱交換用配管の下流側部分を流れる前記被加熱流体が100℃以上の所望の温度となるように設定するとともに、前記下流側容器から前記上流側容器に供給される水蒸気の温度が100℃以上となるように設定することを特徴とする。 Further, a method for using a heat exchanger according to the present invention includes a heat exchange pipe through which a fluid to be heated flows, a downstream container that houses a downstream portion of the heat exchange pipe and is supplied with superheated steam, A method of using a heat exchanger comprising an upstream container that houses an upstream portion of a heat exchange pipe and is supplied with steam that has passed through the downstream container, wherein superheated steam is supplied to the downstream container. The temperature and amount of is set so that the heated fluid flowing in the downstream portion of the heat exchange pipe reaches a desired temperature of 100 ° C. or higher, and is supplied from the downstream container to the upstream container The temperature of steam is set to 100° C. or higher.
このように構成した本発明によれば、過熱水蒸気が持つ水蒸気潜熱を有効利用して被加熱流体を加熱することができる。 According to the present invention configured in this manner, the fluid to be heated can be heated by effectively utilizing the steam latent heat of the superheated steam.
以下に本発明に係る熱交換器の一実施形態について図面を参照して説明する。 An embodiment of a heat exchanger according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<1.装置構成>
本実施形態に係る熱交換器100は、熱源として過熱水蒸気を用いて空気などの流体を加熱するものである。なお、熱交換器100に用いる過熱水蒸気としては、大形ボイラーを有した工場の余剰蒸気を過熱水蒸気生成装置により再加熱することを想定しているが、過熱水蒸気装置の処理炉を通過した利用済の過熱水蒸気であってもよいし、当該利用済みの過熱水蒸気を再度加熱した過熱水蒸気であってもよい。
<1. Device configuration>
The
具体的に熱交換器100は、図1に示すように、被加熱流体が流れる熱交換用配管2と、熱交換用配管2の下流側部分2aを収容するとともに過熱水蒸気が供給される下流側容器3と、熱交換用配管2の上流側部分2bを収容するとともに下流側容器3を通過した水蒸気が供給される上流側容器4とを備えている。
Specifically, as shown in FIG. 1, the
熱交換用配管2は、被加熱流体が導入される導入ポートP1と、被加熱流体が導出される導出ポートP2を有している。また、熱交換用配管2は、各容器3、4内において、熱交換面積を大きくするために蛇行した流路を形成している。なお、熱交換用配管の材質としては、オーステナイト系ステンレス鋼やインコネル合金等を用いることができる。
The
下流側容器3は、熱交換用配管2の下流側部分2aを収容する1つの空間3Sを有しており、過熱水蒸気が供給される供給ポートP3と、ドレンを排出するドレンポートP4とを有している。なお、理想的には下流側容器3にはドレンポートP4は必要ないが、実際にはドレンが出る場合もあるので設けている。
The
上流側容器4は、熱交換用配管2の上流側部分2bを収容する1つの空間4Sを有しており、下流側容器3を通過した水蒸気が供給される供給ポートP5と、水蒸気又はドレンが排出される排出ポートP6とを有している。
The
本実施形態では下流側容器3及び上流側容器4は、1つの容器を仕切壁5により仕切ることによって構成されている。そして、当該仕切壁5に下流側容器3及び上流側容器4を接続する接続路51が設けられており、当該接続路51が上流側容器4の供給ポートP5となる。なお、下流側容器3及び上流側容器4の材質としては、オーステナイト系ステンレス鋼やインコネル合金等を用いることができる。
In this embodiment, the
この熱交換器100において、熱交換用配管2の下流側部分2aを流れる被加熱流体は、下流側容器3に供給された過熱水蒸気の顕熱によって加熱され、熱交換用配管2の上流側部分2bを流れる被加熱流体は、上流側容器4に供給された水蒸気の潜熱によって加熱されるように構成されている。
In this
具体的には、下流側容器3に供給される過熱水蒸気の温度Θs及び量Qsは、熱交換用配管2の下流側部分2aを流れる被加熱流体が100℃以上の所望の温度となるように設定されるとともに、下流側容器3から上流側容器4に供給される水蒸気の温度Θscが100℃以上となるように設定されている。
Specifically, the temperature Θs and the amount Qs of the superheated steam supplied to the
<2.設計方法>
ここで、本実施形態の熱交換器100の設計方法について説明する。
<2. Design method>
Here, a method for designing the
まず耐久性や製作コストの面から、過熱水蒸気処理装置又は過熱水蒸気供給装置(不図示)から熱交換器100へ供給する過熱水蒸気の最高温度Θsmを決定する。
次に、供給する過熱水蒸気が最高温度Θsmであり、90℃程度の空気(被加熱流体)が最大流入量Qamの場合に、被加熱流体を所望の最高流出温度Θmに加熱するために必要な過熱水蒸気量Qsmを設定する。
続いて、下流側容器3から上流側容器4に流入する水蒸気の温度Θscが100~110℃程度となるように、下流側容器3の熱交換用配管2の熱交換面積S1を設定する。
上流側容器4の熱交換用配管2は、100℃の水蒸気によって、流入温度Θa(例えば20℃)の被加熱流体を95~100℃に加熱するために必要な熱交換面積S2を設定する。
First, the maximum temperature Θsm of superheated steam supplied to the
Next, when the superheated steam to be supplied has the maximum temperature Θsm and the air (heated fluid) of about 90° C. has the maximum inflow Qam, A superheated steam amount Qsm is set.
Subsequently, the heat exchange area S1 of the
The
以上のように設計された熱交換器100は、定格である最大流入量Qamで最高流出温度Θmの場合、過熱水蒸気量Qsmで過熱水蒸気を最高温度Θsmとしたときに、潜熱利用率が最高となる。ちなみに熱交換用配管2から流出する流出温度Θの制御は、まず、出力空気が最大量Qamであり、かつ最高温度Θmとするために必要な供給過熱水蒸気の最高温度Θsm及び量Qsmを設定し、次に過熱水蒸気の温度Θsを調整することで精密な制御を行うことが考えられる。
In the
そして、本実施形態の熱交換器100は、流出温度(制御設定値)Θと、被加熱流体の流入温度Θaと、被加熱流体の流入量Qaとから、過熱水蒸気の最高温度Θsmにおける必要過熱水蒸気量Qsを演算する演算機構6を有している。この演算機能を有していれば、運転条件変更時においてもその運転条件における必要過熱水蒸気量Qsを設定することができ、熱交換器100における潜熱利用率が最高となる制御を行うことができる。
Then, the
このため、熱交換器100は、流入温度Θaを検出する流入温度検出機構7と、流入量Qaを検出する流入量検出機構8と、被加熱流体の流出温度Θを検出する流出温度検出機構9とを備えている。また、熱交換器100は、下流側容器3に供給される過熱水蒸気量Qsを調整する過熱水蒸気量調整機構10を備えている。そして、演算機構6は、各検出機構7~9の検出値に基づいて、過熱水蒸気量調整機構10における調整量を演算して、必要過熱水蒸気量Qsを制御する。その他、熱交換器100が、下流側容器3に供給される過熱水蒸気温度Θsを調整する過熱水蒸気温度調整機構を有しており、演算機構6が、各検出機構7~9の検出値に基づいて、過熱水蒸気温度調整機構における調整量を演算して、必要過熱水蒸気温度Θsを制御するようにしても良い。
Therefore, the
<3.具体例>
具体例を示すと以下のようになる。
熱交換器100において、流入量Qa、流入温度20℃、流出温度300℃、過熱水蒸気量Qsm、過熱水蒸気温度600℃で運転されているときに、潜熱利用率は最高で22.8%である(図2参照)。
<3. Specific example>
A specific example is as follows.
When the
ここで、流出温度を150℃に変更して運転する場合を考えると、まず600℃の過熱水蒸気及び熱交換面積S1で、流入量Qaの90℃の空気が150℃にできる過熱水蒸気量Qsnを演算して設定する。このとき、潜熱利用率は最高91.1%となる。また、流出温度Θの微調整は、過熱水蒸気温度Θsの制御で行う。なお、運転条件の一部が固定的又は段階設定的であれば、その部分の検出機構は不要としてもよい。 Here, considering the case of operating with the outflow temperature changed to 150 ° C., first, with the superheated steam at 600 ° C. and the heat exchange area S1, the amount of superheated steam Qsn that can be made to 150 ° C. from the air with the inflow Qa of 90 ° C. Calculate and set. At this time, the maximum latent heat utilization rate is 91.1%. Fine adjustment of the outflow temperature Θ is performed by controlling the superheated steam temperature Θs. If some of the operating conditions are fixed or set stepwise, the detection mechanism for that part may not be necessary.
<4.熱交換器100の熱計算>
下記計算における空気比熱Aおよび過熱水蒸気比熱Sは、実際には温度によって若干値が変化するが、ここでは簡略化して同じとしている。
1.下流側容器3における熱計算
<4. Heat calculation of
The specific heat of air A and the specific heat of superheated steam S in the following calculations actually vary slightly depending on the temperature, but are assumed to be the same here for simplification.
1. Thermal calculation in
(1)流出温度Θ :150℃
流入温度Θa:90℃
空気加熱熱量:(150-90)×A×Qa150≒60×A×Qa150
A:空気比熱、Qa150:空気量
(1) Outflow temperature Θ: 150°C
Inflow temperature Θa: 90°C
Air heating heat quantity: (150-90) x A x Qa 150 ≈ 60 x A x Qa 150
A: air specific heat, Qa 150 : air volume
(2)流出温度Θ :300℃
流入温度Θa:90℃
空気加熱熱量:(300-90)×A×Qa300≒210×A×Qa300
A:空気比熱、Qa300:空気量
(2) Outflow temperature Θ: 300°C
Inflow temperature Θa: 90°C
Air heating heat quantity: (300-90) x A x Qa 300 ≈ 210 x A x Qa 300
A: air specific heat, Qa 300 : air volume
(3)過熱水蒸気温度600℃、下流側容器3から上流側容器4への出口温度110℃、過熱水蒸気量Qsを一定とすると、過熱水蒸気の加熱量は約(600-110)×S×Qsとなる。ここで、Sは過熱水蒸気比熱である。
(3) When the superheated steam temperature is 600° C., the outlet temperature from the
このときに150℃および300℃に加熱する空気量の関係は約Qa300=(60/210)Qa150となる。 At this time, the relationship between the amounts of air heated to 150° C. and 300° C. is about Qa 300 =(60/210)Qa 150 .
したがって、Qa150で設計された熱交換器100に同じ量且つ同じ温度600℃である過熱水蒸気を入力して、空気量を60/210の量にすれば、300℃の出力空気を得ることができ、且つ、出口温度を110℃にすることができる。熱交換量は同じであるので、温度差の小さい150℃での熱交換面積S1を確保しておけば、300℃では十分に足りることになる。
Therefore, if the same amount of superheated steam with the same temperature of 600°C is input to the
(4)上記の流出温度150℃、空気量Qa150の運転に対し、空気量を0.5Qa150に変更した場合、過熱水蒸気温度600℃で出口温度110℃とするための必要過熱水蒸気量は約0.5Qsとなる。 (4) When the air volume is changed to 0.5 Qa 150 for the above operation with an outflow temperature of 150 ° C and an air volume of Qa of 150 , the required superheated steam volume to achieve an outlet temperature of 110 ° C at a superheated steam temperature of 600 ° C is It becomes about 0.5Qs.
熱交換量は半減するので熱交換面積S1は十分足りるが、流出空気が設定値0.5Qa150、150℃で制御される場合は、必要以上の熱交換はされないので、過熱水蒸気の出口温度は110℃となる。
(5)空気量を一定(Qa150=Qa300)、過熱水蒸気温度600℃、出口温度110℃とすると、過熱水蒸気量Qs150≒(60/210)Qs300となる。
Since the amount of heat exchange is halved , the heat exchange area S1 is sufficient. 110°C.
(5) Assuming that the air amount is constant (Qa 150 =Qa 300 ), the superheated steam temperature is 600° C., and the outlet temperature is 110° C., the superheated steam amount Qs 150 ≈(60/210)Qs 300 .
したがって、Qa300で設計された熱交換器100に同じ量かつ同じ温度である600℃の過熱水蒸気を入力して、過熱水蒸気量を60/210の量にすれば、150℃の出力空気を得ることができ、且つ、出口温度を110℃にすることができる。300℃の出力空気は150℃の出力空気に比べて熱量が大きいので、300℃の出力空気での熱交換面積S1を確保しておけば150℃では十分足りることになる。
Therefore, if the same amount and temperature of superheated steam of 600 ° C is input to the
2.上流側容器4における熱計算
図2の潜熱利用率に示すように、150℃の流出温度且つ600℃の過熱水蒸気温度では利用率91.1%、300℃の流出温度では22.8%なので、20℃の空気を90℃(計算上は100℃)まで加熱できることは明らかである。
2. Calculation of heat in the
3.全体の熱流
上流側容器4では空気入口側付近の熱交換器温度が低くなるので、まず入口側付近から多くの飽和水蒸気の潜熱を受け始める。熱交換面積が十分足りている状態では、上流側容器4の熱交換器全体で熱交換が行われて、空気は100℃(計算上は90℃)付近まで温度上昇する。
3. Overall heat flow In the
一方、下流側容器3においても熱交換面積は足りているので、設定した流出温度まで温度上昇させるための、600℃から110℃になる温度で熱量が得られる過熱水蒸気量を供給することで、過熱水蒸気の出口温度110℃を確保することができる。
On the other hand, since the
<5.本実施形態の効果>
このように構成した熱交換器100によれば、下流側容器3に過熱水蒸気を供給して当該過熱水蒸気の顕熱により被加熱流体を所望の温度に加熱し、下流側容器3から上流側容器4に水蒸気を供給して当該水蒸気の潜熱により被加熱流体を加熱(予熱)するように構成しているので、過熱水蒸気が持つ水蒸気潜熱を有効利用して被加熱流体を加熱することができる。
<5. Effect of the present embodiment>
According to the
<6.本発明の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<6. Modified Embodiment of the Present Invention>
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば、前記実施形態では下流側容器3及び上流側容器4が一体構成とされているが、それぞれ別の容器から構成したものであっても良い。
For example, although the
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
100・・・熱交換器
2 ・・・熱交換用配管
2a ・・・下流側部分
2b ・・・上流側部分
3 ・・・下流側容器
4 ・・・上流側容器
6 ・・・演算機構
7 ・・・流入温度検出機構
8 ・・・流入量検出機構
9 ・・・流出温度検出機構
10 ・・・過熱水蒸気量調整機構
Claims (2)
被加熱流体が流れる熱交換用配管と、
前記熱交換用配管の下流側部分を収容するとともに過熱水蒸気が供給される下流側容器と、
前記熱交換用配管の上流側部分を収容するとともに前記下流側容器を通過した水蒸気が供給される上流側容器と、
前記熱交換用配管に流入する被加熱流体温度を検出する流入温度検出機構と、
前記熱交換用配管に流入する被加熱流体量を検出する流入量検出機構と、
前記熱交換用配管から流出する被加熱流体温度を検出する流出温度検出機構と、
前記下流側容器に供給される過熱水蒸気温度を調整する過熱水蒸気温度調整機構、又は前記下流側容器に供給される過熱水蒸気量を調整する過熱水蒸気量調整機構の少なくとも1つと、
前記流入温度検出機構、前記流入量検出機構及び流出温度検出機構の検出値に基づいて、前記調整機構の少なくとも1つにおける調整量を演算する演算機構とを備え、
前記熱交換用配管の下流側部分を流れる前記被加熱流体は、前記下流側容器に供給された過熱水蒸気の顕熱によって加熱され、
前記熱交換用配管の上流側部分を流れる前記被加熱流体は、前記上流側容器に供給された水蒸気の潜熱によって加熱される、熱交換器。 A heat exchanger that heats a fluid with superheated steam,
a heat exchange pipe through which a fluid to be heated flows;
a downstream container that houses the downstream portion of the heat exchange pipe and is supplied with superheated steam;
an upstream container that houses the upstream portion of the heat exchange pipe and is supplied with steam that has passed through the downstream container ;
an inflow temperature detection mechanism for detecting the temperature of the fluid to be heated flowing into the heat exchange pipe;
an inflow detection mechanism for detecting the amount of heated fluid flowing into the heat exchange pipe;
an outflow temperature detection mechanism for detecting the temperature of the heated fluid flowing out of the heat exchange pipe;
At least one of a superheated steam temperature adjustment mechanism for adjusting the temperature of superheated steam supplied to the downstream container, or a superheated steam amount adjustment mechanism for adjusting the amount of superheated steam supplied to the downstream container;
a calculation mechanism for calculating an adjustment amount in at least one of the adjustment mechanisms based on the detected values of the inflow temperature detection mechanism, the inflow amount detection mechanism, and the outflow temperature detection mechanism ;
The heated fluid flowing through the downstream portion of the heat exchange pipe is heated by the sensible heat of the superheated steam supplied to the downstream container,
A heat exchanger, wherein the fluid to be heated flowing through the upstream portion of the heat exchange pipe is heated by latent heat of steam supplied to the upstream vessel.
前記下流側容器に供給される過熱水蒸気の温度及び量を、前記熱交換用配管の下流側部分を流れる前記被加熱流体が100℃以上の所望の温度となるように設定するとともに、前記下流側容器から前記上流側容器に供給される水蒸気の温度が100℃以上となるように設定する、熱交換器の使用方法。 A method of using the heat exchanger according to claim 1 ,
The temperature and amount of superheated steam supplied to the downstream vessel are set so that the heated fluid flowing in the downstream portion of the heat exchange pipe reaches a desired temperature of 100 ° C. or higher, and the downstream side A method of using a heat exchanger, wherein the temperature of steam supplied from a container to the upstream container is set to 100° C. or higher.
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