JP7382811B2 - Heat exchanger - Google Patents
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Description
本開示は、熱交換器に関する。 The present disclosure relates to heat exchangers.
特許文献1は、蒸気との熱交換により、被加熱流体であるLNGを加温するように構成された熱交換器を開示している。熱交換器は、LNG温度を目標温度に近づけるために、熱交換器内の蒸気圧力と設定値との偏差に基づいて、熱交換器内の凝縮水の液面レベル(液面高さ)を制御するように構成されている。 Patent Document 1 discloses a heat exchanger configured to heat LNG, which is a fluid to be heated, by heat exchange with steam. In order to bring the LNG temperature closer to the target temperature, the heat exchanger adjusts the liquid level (liquid level height) of the condensed water in the heat exchanger based on the deviation between the steam pressure in the heat exchanger and the set value. configured to control.
ところで、例えば、被加熱流体の温度が設定値よりも低く、蒸気と被加熱流体との熱交換を促進する必要がある場合には、蒸気圧力を上げ且つ液面レベルを下げる制御が行われる。一般に、制御対象である被加熱流体の温度の変動に対して、蒸気圧力の応答速度のほうが、液面レベルの応答速度よりもはるかに速い。そのため、蒸気圧力が目標値に到達した後に液面レベルが遅れて目標値に到達することとなる。 By the way, for example, when the temperature of the heated fluid is lower than a set value and it is necessary to promote heat exchange between the steam and the heated fluid, control is performed to increase the steam pressure and lower the liquid level. Generally, the response speed of steam pressure is much faster than the response speed of liquid level to fluctuations in the temperature of the heated fluid to be controlled. Therefore, after the steam pressure reaches the target value, the liquid level reaches the target value with a delay.
蒸気圧力が目標値に達した時点で、蒸気と被加熱流体との間で十分な熱交換が行われるので、液面レベルが目標値に到達する頃には熱交換が過剰となってしまう。そのため、被加熱流体の温度が目標値を上回ってしまう。そうすると、蒸気圧力を下げ且つ液面レベルを上げる制御が行われるが、やはり、蒸気圧力が目標値に到達した後に液面レベルが遅れて目標値に到達することとなる。蒸気圧力が目標値に達した時点で、蒸気と被加熱流体との間で熱交換が抑制されるので、液面レベルが目標値に到達する頃には熱交換が過少となってしまう。そのため、被加熱流体の温度が目標値を下回ってしまう。すなわち、制御対象である被加熱流体の温度にハンチングが発生してしまうことがある。 When the steam pressure reaches the target value, sufficient heat exchange is performed between the steam and the fluid to be heated, so that by the time the liquid level reaches the target value, the heat exchange becomes excessive. Therefore, the temperature of the heated fluid ends up exceeding the target value. In this case, control is performed to lower the steam pressure and raise the liquid level, but after the steam pressure reaches the target value, the liquid level reaches the target value with a delay. Since heat exchange between the steam and the fluid to be heated is suppressed when the steam pressure reaches the target value, the heat exchange becomes insufficient by the time the liquid level reaches the target value. Therefore, the temperature of the heated fluid falls below the target value. That is, hunting may occur in the temperature of the heated fluid to be controlled.
そこで、本開示は、被加熱流体の温度を安定的に制御することが可能な熱交換器を説明する。 Therefore, the present disclosure describes a heat exchanger that can stably control the temperature of a heated fluid.
例1.本開示の一つの例に係る熱交換器は、本体容器と、本体容器に蒸気を供給するように構成された供給部と、本体容器内の液体の液面レベルを調節可能に構成されたレベル調節部と、本体容器内を上下方向に縦断するように本体容器に対して貫通して配置されており、被加熱流体が流通するように構成された伝熱管と、本体容器内の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、伝熱管のうち本体容器よりも下流側を流通する被加熱流体の温度を計測するように構成された温度計測部と、本体容器内の液体の液面レベルを計測するように構成されたレベル計測部と、制御部とを備える。制御部は、温度計測部の出力に基づいて、本体容器内の圧力の目標値である目標圧力を設定することと、圧力計測部で計測される圧力が目標圧力に近づくように、供給部を制御することと、温度計測部の出力と所定の閾値との比較に基づいて、本体容器内における液面レベルの目標値である目標レベルを設定することと、レベル計測部で計測される液面レベルが目標レベルに近づくように、レベル調節部を制御することと、本体容器内の液面レベルを変更するためにレベル調節部が制御された場合に、所定時間が経過するまで目標レベルの変更を禁止することとを実行するように構成されている。 Example 1. A heat exchanger according to one example of the present disclosure includes a main body container, a supply section configured to supply steam to the main body container, and a level configured to be able to adjust the liquid level of a liquid in the main body container. An adjustment section, a heat transfer tube that is arranged vertically across the main container and configured to allow the fluid to be heated to flow therethrough, and measures the pressure inside the main container. a pressure measuring section configured to measure the temperature of the heated fluid flowing downstream of the main container of the heat transfer tube, and a temperature measuring section configured to measure the temperature of the heated fluid flowing downstream of the main container, and the liquid level of the liquid in the main container. The device includes a level measurement section configured to measure a level, and a control section. The control unit is configured to set a target pressure, which is a target value of the pressure inside the main container, based on the output of the temperature measurement unit, and to control the supply unit so that the pressure measured by the pressure measurement unit approaches the target pressure. and setting a target level, which is a target value of the liquid level in the main container, based on a comparison between the output of the temperature measuring part and a predetermined threshold value, and controlling the liquid level measured by the level measuring part. Controlling the level adjustment unit so that the level approaches the target level, and changing the target level until a predetermined time elapses when the level adjustment unit is controlled to change the liquid level in the main container. is configured to prohibit and execute.
この場合、本体容器内の圧力は、温度計測部の出力に基づいて設定される目標圧力に追従するように継続的に制御される。一方、本体容器内の液面レベルは、温度計測部の出力と所定の閾値との比較に基づいて設定される目標レベルに追従するように制御されるので、温度計測部の出力と所定の閾値との比較の結果、目標レベルが変更されなければ、液面レベルが変化しない。しかも、目標レベルが変更されたときには、その後、所定時間が経過するまで再び目標レベルが変更されない。すなわち、液面レベルが一定の条件のもとで段階的に変更されるので、制御対象の被加熱流体の温度にハンチングが生じ難くなる。したがって、応答速度が比較的速い本体容器内の圧力の制御と、応答速度が比較的遅い本体容器内の液面レベルの制御とを通じて被加熱流体の温度を所定の目標温度に制御する場合であっても、被加熱流体の温度を安定的に制御することが可能となる。 In this case, the pressure within the main body container is continuously controlled to follow the target pressure set based on the output of the temperature measuring section. On the other hand, the liquid level in the main container is controlled to follow the target level that is set based on the comparison between the output of the temperature measurement section and a predetermined threshold. As a result of the comparison, the liquid level will not change unless the target level is changed. Moreover, when the target level is changed, the target level is not changed again until a predetermined period of time has passed. That is, since the liquid level is changed stepwise under certain conditions, hunting is less likely to occur in the temperature of the heated fluid to be controlled. Therefore, the temperature of the heated fluid is controlled to a predetermined target temperature by controlling the pressure in the main container, which has a relatively fast response speed, and by controlling the liquid level in the main container, which has a relatively slow response speed. It becomes possible to stably control the temperature of the fluid to be heated.
例2.例1の熱交換器において、目標レベルを設定することは、温度計測部の出力が所定の下限値を下回った場合に目標レベルをより大きな値に設定することを含み、レベル調節部を制御することは、レベル計測部で計測される液面レベルが目標レベルに近づくように本体容器内に液体を供給することを含んでいてもよい。温度計測部の出力が所定の下限値を下回る場合、被加熱流体の温度が目標温度よりも高すぎるにもかかわらず、本体容器内の圧力の制御によっては被加熱流体の温度を十分に下げることができていないことを意味する。そこで、目標レベルをより大きな値に設定して、液面レベルを高くすることにより、本体容器内において蒸気と接する伝熱管の表面積が小さくなる。そのため、蒸気と被加熱流体との間で熱交換が生じ難くなるので、被加熱流体の温度を効果的に下げることが可能となる。 Example 2. In the heat exchanger of Example 1, setting the target level includes setting the target level to a larger value when the output of the temperature measuring section is below a predetermined lower limit value, and controlling the level adjusting section. This may include supplying the liquid into the main container so that the liquid level measured by the level measuring section approaches a target level. If the output of the temperature measurement section is below a predetermined lower limit value, even though the temperature of the heated fluid is higher than the target temperature, the temperature of the heated fluid may be lowered sufficiently by controlling the pressure inside the main container. This means that it has not been completed. Therefore, by setting the target level to a larger value and increasing the liquid level, the surface area of the heat exchanger tube in contact with the steam in the main container becomes smaller. Therefore, it becomes difficult for heat exchange to occur between the steam and the fluid to be heated, so it is possible to effectively lower the temperature of the fluid to be heated.
例3.例2の熱交換器において、温度計測部の出力が所定の下限値を下回ることは、温度計測部の出力が所定の下限値を所定時間継続して下回ることを含んでいてもよい。この場合、温度計測部の出力が短時間だけ突発的に低くなるような状況において、目標レベルが変更されなくなる。そのため、被加熱流体の温度をより安定的に制御することが可能となる。 Example 3. In the heat exchanger of Example 2, the fact that the output of the temperature measuring section is below the predetermined lower limit value may include that the output of the temperature measuring section is continuously below the predetermined lower limit value for a predetermined period of time. In this case, the target level will not be changed in a situation where the output of the temperature measurement section suddenly becomes low for a short period of time. Therefore, it becomes possible to control the temperature of the heated fluid more stably.
例4.例1~例3のいずれかの熱交換器において、目標レベルを設定することは、温度計測部の出力が所定の上限値を上回った場合に目標レベルをより小さな値に設定することを含み、レベル調節部を制御することは、レベル計測部で計測される液面レベルが目標レベルに近づくように本体容器内から液体を排出することを含んでいてもよい。温度計測部の出力が所定の上限値を上回る場合、被加熱流体の温度が目標温度よりも低すぎるにもかかわらず、本体容器内の圧力の制御によっては被加熱流体の温度を十分に上げることができていないことを意味する。そこで、目標レベルをより小さな値に設定して、液面レベルを低くすることにより、本体容器内において蒸気と接する伝熱管の表面積が大きくなる。そのため、蒸気と被加熱流体との間で熱交換が生じやすくなるので、被加熱流体の温度を効果的に上げることが可能となる。 Example 4. In any of the heat exchangers of Examples 1 to 3, setting the target level includes setting the target level to a smaller value when the output of the temperature measurement unit exceeds a predetermined upper limit value, Controlling the level adjustment section may include discharging the liquid from within the main container so that the liquid level measured by the level measurement section approaches a target level. If the output of the temperature measurement unit exceeds a predetermined upper limit, even though the temperature of the heated fluid is lower than the target temperature, it is possible to raise the temperature of the heated fluid sufficiently by controlling the pressure inside the main container. This means that it has not been completed. Therefore, by setting the target level to a smaller value and lowering the liquid level, the surface area of the heat exchanger tube that comes into contact with the steam in the main container increases. Therefore, heat exchange easily occurs between the steam and the fluid to be heated, so that the temperature of the fluid to be heated can be effectively raised.
例5.例4の熱交換器において、温度計測部の出力が所定の上限値を上回ることは、温度計測部の出力が所定の上限値を所定時間継続して上回ることを含んでいてもよい。この場合、温度計測部の出力が短時間だけ突発的に高くなるような状況において、目標レベルが変更されなくなる。そのため、被加熱流体の温度をより安定的に制御することが可能となる。 Example 5. In the heat exchanger of Example 4, the fact that the output of the temperature measuring section exceeds the predetermined upper limit may include that the output of the temperature measuring section exceeds the predetermined upper limit for a predetermined period of time. In this case, the target level will not be changed in a situation where the output of the temperature measurement section suddenly increases for a short period of time. Therefore, it becomes possible to control the temperature of the heated fluid more stably.
例6.例1~例5のいずれかの熱交換器において、目標レベルを設定することは、制御部による目標レベルの設定変更が許容されている場合に限り、目標レベルを設定することを含んでいてもよい。この場合、例えば、オペレータの判断に基づいて手動で液面レベルを制御するような状況などに対応することが可能となる。 Example 6. In any of the heat exchangers of Examples 1 to 5, setting the target level may include setting the target level only if the control unit is allowed to change the setting of the target level. good. In this case, for example, it becomes possible to cope with a situation where the liquid level is manually controlled based on the operator's judgment.
例7.例1~例6のいずれかの熱交換器において、制御部は、目標レベルが所定の最大値に設定されており、温度計測部の出力が所定の最低値以下となる場合に、供給部及びレベル調節部を停止することをさらに実行するように構成されていてもよい。温度計測部の出力が所定の最低値以下となる場合、被加熱流体の温度が目標温度よりも高すぎるにもかかわらず、本体容器内の圧力の制御によっては被加熱流体の温度を十分に下げることができていないことを意味する。しかも、目標レベルが所定の最大値に設定されているので、液面レベルを高くして被加熱流体と蒸気との熱交換を抑制することもできない。そこで、供給部及びレベル調節部を停止することにより、熱交換器における被加熱流体と蒸気との熱交換も停止する。すなわち、熱交換器に入る前に被加熱流体が十分に加熱されている場合に、熱交換器がスタンバイ状態となる。そのため、熱交換器と被加熱流体との間での不要な熱交換を抑制することが可能となる。 Example 7. In any of the heat exchangers of Examples 1 to 6, the control unit controls the supply unit and It may be further configured to stop the level adjustment section. If the output of the temperature measurement section is below a predetermined minimum value, the temperature of the heated fluid can be lowered sufficiently by controlling the pressure inside the main container, even though the temperature of the heated fluid is higher than the target temperature. It means not being able to do that. Moreover, since the target level is set to a predetermined maximum value, it is not possible to increase the liquid level to suppress heat exchange between the fluid to be heated and the steam. Therefore, by stopping the supply section and the level adjustment section, heat exchange between the heated fluid and the steam in the heat exchanger is also stopped. That is, if the fluid to be heated is sufficiently heated before entering the heat exchanger, the heat exchanger enters the standby state. Therefore, unnecessary heat exchange between the heat exchanger and the fluid to be heated can be suppressed.
例8.例7の熱交換器において、温度計測部の出力が所定の最低値以下となることは、所定時間継続して温度計測部の出力が所定の最低値以下となることを含んでいてもよい。この場合、温度計測部の出力が短時間だけ突発的に低くなるような状況において、熱交換器がスタンバイ状態に移行しなくなる。そのため、被加熱流体の温度をより安定的に制御することが可能となる。 Example 8. In the heat exchanger of Example 7, the fact that the output of the temperature measurement section is equal to or less than the predetermined minimum value may include that the output of the temperature measurement section remains equal to or less than the predetermined minimum value for a predetermined period of time. In this case, in a situation where the output of the temperature measurement section suddenly becomes low for a short period of time, the heat exchanger does not shift to the standby state. Therefore, it becomes possible to control the temperature of the heated fluid more stably.
例9.例7又は例8の熱交換器において、供給部及びレベル調節部を停止することは、制御部による供給部及びレベル調節部の自動制御が許容されている場合に限り、供給部及びレベル調節部を停止することを含んでいてもよい。この場合、例えば、オペレータの判断に基づいて手動で熱交換器をスタンバイ状態にしたり、熱交換器をスタンバイ状態にすることが望まれないような状況などに対応することが可能となる。 Example 9. In the heat exchanger of Example 7 or Example 8, the supply section and the level adjustment section may be stopped only when automatic control of the supply section and the level adjustment section by the control section is permitted. It may include stopping. In this case, for example, it is possible to manually put the heat exchanger on standby based on the operator's judgment, or to cope with situations where it is not desirable to put the heat exchanger on standby.
例10.例7~例9のいずれかの熱交換器において、制御部は、供給部及びレベル調節部が停止されており、温度計測部の出力が所定の起動値を上回った場合に、供給部及びレベル調節部の自動制御を許容する設定に変更することをさらに実行するように構成されていてもよい。熱交換器がスタンバイ状態にあるときに、温度計測部の出力が所定の起動値を上回る場合、被加熱流体の温度が目標温度よりも低くなってきたことを意味する。そこで、スタンバイ状態において停止されていた供給部及びレベル調節部の自動制御を再開することで、熱交換器と被加熱流体との間で熱交換を行えるようになる。したがって、温度計測部の出力と所定の起動値との比較に基づいて、熱交換器を自動的に起動させることが可能となる。 Example 10. In any of the heat exchangers of Examples 7 to 9, the control section controls the supply section and the level adjustment section when the supply section and the level adjustment section are stopped and the output of the temperature measurement section exceeds a predetermined starting value. It may be configured to further change the setting to allow automatic control of the adjustment unit. When the heat exchanger is in a standby state, if the output of the temperature measuring section exceeds a predetermined activation value, it means that the temperature of the heated fluid has become lower than the target temperature. Therefore, by restarting the automatic control of the supply section and the level adjustment section that were stopped in the standby state, heat exchange can be performed between the heat exchanger and the heated fluid. Therefore, it is possible to automatically start the heat exchanger based on the comparison between the output of the temperature measuring section and the predetermined starting value.
例11.例10の熱交換器において、温度計測部の出力が所定の起動値を上回ることは、温度計測部の出力が所定の起動値を所定時間継続して上回ることを含んでいてもよい。この場合、温度計測部の出力が短時間だけ突発的に起動値を上回るような状況において、熱交換器の起動が回避される。そのため、熱交換器の起動とスタンバイ状態への移行とが短時間で繰り返されてしまうことを抑制することが可能となる。 Example 11. In the heat exchanger of Example 10, the fact that the output of the temperature measuring section exceeds the predetermined starting value may include that the output of the temperature measuring section continues to exceed the predetermined starting value for a predetermined period of time. In this case, activation of the heat exchanger is avoided in a situation where the output of the temperature measurement section suddenly exceeds the activation value for a short period of time. Therefore, it is possible to prevent the activation of the heat exchanger and the transition to the standby state from being repeated in a short period of time.
例12.例1~例11のいずれかの熱交換器は、本体容器内に空気を供給するように構成された空気供給部をさらに備え、制御部は、起動信号が入力された場合に、本体容器内に空気を導入するように空気供給部を制御することと、空気供給部を制御することに続いて、本体容器内に蒸気を供給するように供給部を制御することとさらに実行するように構成されていてもよい。この場合、熱交換器の起動時において、空気が本体容器に供給された後に、蒸気が本体容器に供給される。そのため、本体容器内において蒸気が空気と混合されるので、熱交換器の停止によって冷えていた本体容器内に蒸気が供給されても、蒸気が急激に凝縮し難くなる。したがって、水撃(ウォーターハンマー)の発生を抑制することが可能となる。 Example 12. The heat exchanger according to any one of Examples 1 to 11 further includes an air supply section configured to supply air into the main container, and the control section is configured to supply air into the main container when the activation signal is input. controlling the air supply to introduce air into the body; and subsequent to controlling the air supply, controlling the supply to supply steam into the main vessel; may have been done. In this case, when the heat exchanger is started up, air is supplied to the main vessel, and then steam is supplied to the main vessel. Therefore, since the steam is mixed with air within the main body container, even if the steam is supplied into the main body container which has been cooled due to the stoppage of the heat exchanger, the steam is difficult to condense rapidly. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of water hammer.
例13.例12の熱交換器において、空気供給部を制御することは、温度計測部で計測された被加熱流体の温度が所定温度よりも低い場合に、本体容器内に空気を導入するように空気供給部を制御することを含んでいてもよい。温度計測部で計測された被加熱流体の温度が所定温度よりも低い場合、起動直前の熱交換器における本体容器内の液体の温度も同程度の低温であると推定される。そのため、このような場合に、蒸気の前に空気を本体容器内に供給するようにすることで、水撃の発生を効果的に抑制することが可能となる。 Example 13. In the heat exchanger of Example 12, controlling the air supply unit means supplying air so as to introduce air into the main body container when the temperature of the heated fluid measured by the temperature measurement unit is lower than a predetermined temperature. It may also include controlling the parts. When the temperature of the heated fluid measured by the temperature measuring section is lower than the predetermined temperature, it is estimated that the temperature of the liquid in the main body container in the heat exchanger immediately before startup is also at a similar low temperature. Therefore, in such a case, by supplying air into the main body container before steam, it is possible to effectively suppress the occurrence of water hammer.
例14.例12又は例13の熱交換器において、制御部は、起動信号が入力された場合に、本体容器内の液体の少なくとも一部を本体容器から排出するようにレベル調節部を制御することをさらに実行するように構成されていてもよい。この場合、水撃の発生原因となる液体が本体容器から排出されるので、水撃の発生をより効果的に抑制することが可能となる。 Example 14. In the heat exchanger of Example 12 or Example 13, the control unit further controls the level adjustment unit to discharge at least a portion of the liquid in the main body container from the main body container when the activation signal is input. may be configured to execute. In this case, since the liquid that causes water hammer is discharged from the main container, it is possible to more effectively suppress the occurrence of water hammer.
例15.例12~例14のいずれかの熱交換器は、本体容器内に蒸気が満たされるまでは本体容器からの排気を許容し、本体容器内に蒸気が満たされた場合に本体容器からの排気を停止するように構成された排気部を更に備えていてもよい。この場合、空気が供給された本体容器内に蒸気が供給されると、初めのうちは蒸気及び空気の混合気体が排気部を介して本体容器から排出される。その後、本体容器内にさらに蒸気が供給されると、空気と蒸気との置換が進行して本体容器内が蒸気で満たされ、本体容器からの排気が停止される。そのため、本体容器からの排気を排気部によって自動的に停止することが可能となる。 Example 15. The heat exchanger of any of Examples 12 to 14 allows exhaust from the main container until the main container is filled with steam, and allows exhaust from the main container when the main container is filled with steam. It may further include an exhaust section configured to stop. In this case, when steam is supplied into the main container to which air is supplied, a mixed gas of steam and air is initially exhausted from the main container via the exhaust section. Thereafter, when more steam is supplied into the main body container, the replacement of air with steam progresses, the inside of the main body container is filled with steam, and exhaustion from the main body container is stopped. Therefore, it becomes possible to automatically stop the exhaust from the main body container by the exhaust section.
例16.例12~例15のいずれかの熱交換器において、空気供給部は、ボイラからの空気又は蒸気を本体容器内に供給するように構成された供給部を含んでいてもよい。ボイラが運転中である場合には、ボイラで生成された蒸気が供給部によって本体容器内に供給される。一方、熱交換器と共にボイラが起動された直後は、ボイラで蒸気が生成されていないので、ボイラ内の空気が供給部によって本体容器内に供給される。すなわち、一つの供給部を用いて、空気と蒸気とをそれぞれ本体容器内に供給することが可能となる。 Example 16. In the heat exchanger of any of Examples 12 to 15, the air supply section may include a supply section configured to supply air or steam from the boiler into the main vessel. When the boiler is in operation, steam generated by the boiler is supplied into the main container by the supply section. On the other hand, immediately after the boiler is started together with the heat exchanger, steam is not generated in the boiler, so air in the boiler is supplied into the main body container by the supply section. That is, it becomes possible to supply air and steam into the main container, respectively, using one supply section.
本開示に係る熱交換器によれば、被加熱流体の温度を安定的に制御することが可能となる。 According to the heat exchanger according to the present disclosure, it is possible to stably control the temperature of the heated fluid.
以下に、本開示に係る実施形態の一例について、図面を参照しつつより詳細に説明する。以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 An example of an embodiment according to the present disclosure will be described in more detail below with reference to the drawings. In the following description, the same elements or elements having the same function will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[温水供給システムの構成]
図1~図3を参照して、温水供給システム1の構成について説明する。温水供給システム1は、発電と、発電により生じた排熱の回収と、回収された熱による高温水の生成とを行えるように構成されている。温水供給システム1は、図1に示されるように、ボイラ2と、需要家施設3と、熱交換器10とを備える。
[Configuration of hot water supply system]
The configuration of the hot water supply system 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. The hot water supply system 1 is configured to generate electricity, recover exhaust heat generated by the electricity generation, and generate high-temperature water using the recovered heat. The hot water supply system 1 includes a boiler 2,
ボイラ2は、例えば、ガスタービン発電システム及び/又はガスエンジン発電システム等によるコジェネレーションシステムであってもよい。ボイラ2での発電の過程で生じた蒸気は、熱交換器10に供給される。
The boiler 2 may be, for example, a cogeneration system using a gas turbine power generation system and/or a gas engine power generation system. Steam generated during the process of power generation in the boiler 2 is supplied to the
需要家施設3は、水又は低温水(被加熱流体)を熱交換器10に供給し、蒸気との間での熱交換により生成された高温水を給湯可能に構成されている。需要家施設3は、水が流通するように構成された伝熱管3aを含む。水又は低温水は、伝熱管3aを通じて本体容器11(後述する)の上部に導入されると、下方に向けて流れる過程で本体容器11内の蒸気と熱交換して高温水となり、本体容器11の下部から需要家施設3に向けて排出される。
The
熱交換器10は、本体容器11と、タンク12(レベル調節部)と、ポンプ13(レベル調節部)と、温度計14(温度計測部)と、圧力計15(圧力計測部)と、水位計16(レベル計測部)と、配管D1~D5と、バルブV1~V4と、コントローラCtr(制御部)とを備える。
The
本体容器11は、配管D1(供給部、空気供給部)を通じてボイラ2から蒸気又は空気を導入可能に構成されている。本体容器11は、ボイラ2から導入された蒸気が凝縮した凝縮水を貯留可能に構成されていてもよい。本体容器11には、本体容器11を貫通するように伝熱管3aが取り付けられている。伝熱管3aのうち本体容器11内を貫通している部分は、本体容器11内を上下方向に縦断していてもよい。
The
タンク12は、配管D2(レベル調節部)を通じて本体容器11から排出された凝縮水を一時的に貯留可能に構成されている。ポンプ13は、コントローラCtrからの制御信号に基づいて動作し、配管D3(レベル調節部)を通じてタンク12内の凝縮水を本体容器11に供給するように構成されている。
The
温度計14は、伝熱管3aのうち本体容器11よりも下流側を流通する高温水の温度を計測するように構成されている。温度計14は、計測した温度のデータをコントローラCtrに送信するように構成されている。
The
圧力計15は、本体容器11内の圧力を計測するように構成されている。圧力計15は、計測した圧力のデータをコントローラCtrに送信するように構成されている。
The
水位計16は、本体容器11内の凝縮水の液面レベル(本体容器11の底壁から凝縮水の液面までの高さ)を計測するように構成されている。水位計16は、計測した水位のデータをコントローラCtrに送信するように構成されている。
The
配管D1は、ボイラ2と本体容器11との間を接続している。配管D1の中途には、コントローラCtrからの動作信号に基づいて開閉可能に構成されたバルブV1(供給部、空気供給部)が設けられている。ボイラ2が動作中の場合、配管D1は、バルブV1の開閉に応じて、ボイラ2において生じた蒸気を本体容器11に供給するように構成されている。ボイラ2が停止中又は起動中の場合、配管D1は、バルブV1の開閉に応じて、ボイラ2内の空気を本体容器11に供給するように構成されている。
Piping D1 connects between boiler 2 and
蒸気の供給量が増加して本体容器11内が高圧になると、蒸気温度が高くなるので、蒸気と伝熱管3aを流れる水との熱交換が促進される。一方、蒸気の供給量が低下して本体容器11内が低圧になると、蒸気温度が低くなるので、蒸気と伝熱管3aを流れる水との熱交換が抑制される。すなわち、コントローラCtrがバルブV1の開度を制御することにより、得られる高温水の温度を制御することができる。
When the supply amount of steam increases and the pressure inside the
配管D2は、本体容器11とタンク12との間を接続している。配管D2の中途には、コントローラCtrからの動作信号に基づいて開度を変更可能に構成されたバルブV2(レベル調節部)が設けられている。配管D2は、バルブV2の開度に応じて、本体容器11内に凝縮水を貯留したり、本体容器11内の凝縮水をタンク12に供給したりするように構成されている。
Piping D2 connects
バルブV2の部分的な又は完全な開放によって本体容器11内の凝縮水がタンク12に排出されると、本体容器11内の液面レベルが低下する。そのため、本体容器11内を上下に縦断している伝熱管3aのうち凝縮水から露出する面積が増加するので、蒸気と伝熱管3aを流れる水との熱交換が促進される。なお、ここでの「バルブV2の部分的な開放」には、バルブV2が閉状態から開状態に移行する過程において、バルブV2の開度が徐々に大きくなる途中の状態も含まれる。
When the condensed water in the
バルブV2の部分的な又は完全な閉鎖によって本体容器11内の凝縮水がタンク12に貯留されると、本体容器11内の液面レベルが上昇する。そのため、本体容器11内を上下に縦断している伝熱管3aのうち凝縮水から露出する面積が低下するので、蒸気と伝熱管3aを流れる水との熱交換が抑制される。なお、ここでの「バルブV2の部分的な閉鎖」には、バルブV2が開状態から閉状態に移行する過程において、バルブV2の開度が徐々に小さくなる途中の状態も含まれる。
When the condensed water in the
配管D3は、タンク12と本体容器11との間を接続している。配管D3は、ポンプ13の動作に応じて、タンク12内の凝縮水を本体容器11に供給するように構成されていてもよい。この場合、ポンプ13の動作によってタンク12内の凝縮水が本体容器11に供給されると、本体容器11内の液面レベルが上昇する。そのため、本体容器11内を上下に縦断している伝熱管3aのうち凝縮水から露出する面積が減少するので、蒸気と伝熱管3aを流れる水との熱交換が抑制される。
Piping D3 connects between
このように、コントローラCtrがバルブV2の開度及びポンプ13の動作を制御することにより、得られる高温水の温度を制御することができる。
In this way, the controller Ctr controls the opening degree of the valve V2 and the operation of the
配管D4の上流側端部は、タンク12に接続されていてもよい。配管D4の下流側端部は、例えば、排水設備に接続されていてもよい。配管D4の中途には、コントローラCtrからの動作信号に基づいて開閉可能に構成されたバルブV3が設けられていてもよい。配管D4は、バルブV3の開閉に応じて、タンク12内の凝縮水を熱交換器10の外部に排出するように構成されていてもよい。
The upstream end of the pipe D4 may be connected to the
配管D5(排気部)の上流側端部は、本体容器11に接続されている。配管D5の下流側端部は、例えば、熱交換器10の外部に開放されている。配管D5の中途には、バルブV4(排気部)が設けられている。配管D5は、バルブV4の開閉に応じて、本体容器11内の気体(蒸気、空気等)を本体容器11の外部に排出するように構成されている。バルブV4は、本体容器11内に蒸気が満たされるまでは本体容器11からの排気を許容し、本体容器11内に蒸気が満たされた場合に本体容器11からの排気を停止するように構成されていてもよい。バルブV4は、例えば、蒸気と空気との温度差で自動的に開閉する弁であってもよい。バルブV4は、例えば、バイメタル式の蒸気用エアベントであってもよいし、バランスドプレッシャー式の蒸気用エアベントであってもよい。
The upstream end of the pipe D5 (exhaust section) is connected to the
コントローラCtrは、図2に示されるように、機能モジュールとして、温度制御部M1(温度計測部)と、圧力制御部M2(圧力計測部)と、水位制御部M3(レベル計測部)と、停止制御部M4と、起動制御部M5とを含む。これらの機能モジュールは、コントローラCtrの機能を便宜上複数のモジュールに区切ったものに過ぎず、コントローラCtrを構成するハードウェアがこのようなモジュールに分かれていることを必ずしも意味するものではない。各機能モジュールは、プログラムの実行により実現されるものに限られず、専用の電気回路(例えば論理回路)、又は、これを集積した集積回路(ASIC:application specific integrated circuit)により実現されるものであってもよい。 As shown in FIG. 2, the controller Ctr includes, as functional modules, a temperature control section M1 (temperature measurement section), a pressure control section M2 (pressure measurement section), a water level control section M3 (level measurement section), and a stop control section M1 (temperature measurement section). It includes a control section M4 and a startup control section M5. These functional modules merely divide the functions of the controller Ctr into a plurality of modules for convenience, and do not necessarily mean that the hardware constituting the controller Ctr is divided into such modules. Each functional module is not limited to being realized by executing a program, but may be realized by a dedicated electric circuit (for example, a logic circuit) or an integrated circuit (ASIC: application specific integrated circuit) that integrates the same. It's okay.
温度制御部M1は、温度計14によって計測された高温水の温度Tと、高温水の目標温度T0との差分εTに基づいて演算を行い、その結果を圧力制御部M2及び水位制御部M3に出力するように構成されている。温度制御部M1は、例えば、差分εTに基づいてPID演算を行い、その結果を出力するように構成されていてもよい。温度制御部M1が出力する値は、例えば、0%~100%のいずれかの値であってもよい。
The temperature control section M1 performs calculation based on the difference εT between the temperature T of the high temperature water measured by the
圧力制御部M2は、温度制御部M1からの出力uTに基づいて、本体容器11内の圧力の目標値である目標圧力P0を設定するように構成されている。圧力制御部M2は、例えば、出力uTと目標圧力P0とが対応付けられたテーブルを参照して、出力uTに応じた目標圧力P0を設定するように構成されていてもよい。当該テーブルにおいて、例えば、出力uTが0%~10%のうちの所定の値に対して、目標圧力P0として0.1MPaが対応付けられていてもよい。当該テーブルにおいて、出力uTが10%~70%のうちの所定の値に対して、目標圧力P0として0.25MPaが対応付けられていてもよい。当該テーブルにおいて、出力uTが70%~100%のうちの所定の値に対して、目標圧力P0として0.3MPaが対応付けられていてもよい。
The pressure control section M2 is configured to set a target pressure P0, which is a target value of the pressure within the
圧力制御部M2は、圧力計15によって計測された本体容器11内の圧力Pと、目標圧力P0との差分εPに基づいて演算を行い、その結果に基づいてバルブV1の開度を制御するように構成されている。圧力制御部M2は、例えば、差分εPに基づいてPID演算を行い、その結果を出力するように構成されていてもよい。すなわち、圧力制御部M2によるバルブV1の制御に伴い、本体容器11内の圧力Pが目標圧力P0に近づくように制御される。
The pressure control unit M2 calculates based on the difference εP between the pressure P in the
水位制御部M3は、温度制御部M1からの出力uTに基づいて、液面レベルの目標値である目標レベルL0を設定するように構成されている。 The water level control section M3 is configured to set a target level L0, which is a target value of the liquid level, based on the output uT from the temperature control section M1.
水位制御部M3は、例えば、出力uTが所定の下限値を下回った場合に、目標レベルL0をより大きな値に設定するように構成されていてもよい。このとき、水位制御部M3は、出力uTが所定の下限値を所定時間継続して下回った場合に、目標レベルL0をより大きな値に設定するように構成されていてもよい。ここでの出力uTの下限値は、例えば10%程度であってもよい。ここでの所定時間は、例えば、2分~3分程度であってもよい。 The water level control unit M3 may be configured to set the target level L0 to a larger value, for example, when the output uT falls below a predetermined lower limit value. At this time, the water level control unit M3 may be configured to set the target level L0 to a larger value when the output uT remains below a predetermined lower limit value for a predetermined period of time. The lower limit value of the output uT here may be, for example, about 10%. The predetermined time here may be, for example, about 2 minutes to 3 minutes.
水位制御部M3は、例えば、出力uTが所定の上限値を上回った場合に、目標レベルL0をより小さな値に設定するように構成されていてもよい。このとき、水位制御部M3は、出力uTが所定の上限値を所定時間継続して上回った場合に、目標レベルL0をより小さな値に設定するように構成されていてもよい。ここでの出力uTの上限値は、例えば90%程度であってもよい。ここでの所定時間は、例えば、2分~3分程度であってもよい。 For example, the water level control unit M3 may be configured to set the target level L0 to a smaller value when the output uT exceeds a predetermined upper limit value. At this time, the water level control unit M3 may be configured to set the target level L0 to a smaller value when the output uT exceeds a predetermined upper limit value for a predetermined period of time. The upper limit value of the output uT here may be, for example, about 90%. The predetermined time here may be, for example, about 2 minutes to 3 minutes.
目標レベルL0は、出力uTの変化に応じて連続的に変化してもよいし、出力uTの変化に応じて段階的に変化してもよい。目標レベルL0が段階的に変化する場合、例えば、3段階~5段階程度の間で目標レベルL0が切り替えられてもよい。以下では、目標レベルL0がレベル1~レベル3の3段階に変化する場合を例にとって説明する。例えば、本体容器11の高さが50cm程度の場合、レベル1が35cmに設定され、レベル2が40cmに設定され、レベル3が45cmに設定されていてもよい。
The target level L0 may change continuously according to changes in the output uT, or may change stepwise according to changes in the output uT. When the target level L0 changes in stages, the target level L0 may be switched between, for example, 3 to 5 stages. In the following, a case where the target level L0 changes in three stages from level 1 to
水位制御部M3は、前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過するまでは、目標レベルL0の変更を行わないように構成されていてもよい。ここでの所定時間は、水位計16によって計測された液面レベルLを目標レベルL0に変更するように要する時間よりも長い時間であってもよいし、液面レベルLを1段階変更するのに要する時間よりも長い時間であってもよい。所定時間は、例えば、2分~3分程度であってもよい。
The water level control unit M3 may be configured not to change the target level L0 until a predetermined time has elapsed since the previous change in the target level L0. The predetermined time here may be longer than the time required to change the liquid level L measured by the
水位制御部M3は、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されている場合に限り、出力uTに基づいて目標レベルL0を設定するように構成されていてもよい。コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更を許容するか否かは、オペレータの判断に基づいて手動で設定されていてもよいし、コントローラCtrによる熱交換器10の制御の過程において自動的に設定されてもよい。
The water level control unit M3 may be configured to set the target level L0 based on the output uT only when the controller Ctr is allowed to change the setting of the target level L0. Whether or not to allow the setting change of the target level L0 by the controller Ctr may be set manually based on the operator's judgment, or may be set automatically in the process of controlling the
水位制御部M3は、水位計16によって計測された液面レベルLが最大値(レベル3)であるときに、目標レベルL0をより大きな値に設定しないように構成されていてもよい。水位制御部M3は、水位計16によって計測された液面レベルLが最小値(レベル1)であるときに、目標レベルL0をより小さな値に設定しないように構成されていてもよい。
The water level control unit M3 may be configured not to set the target level L0 to a larger value when the liquid level L measured by the
水位制御部M3は、水位計16によって計測された液面レベルLと、目標レベルL0との差分εLに基づいて演算を行い、その結果に基づいてバルブV2の開度及び/又はポンプ13の動作を制御するように構成されている。水位制御部M3は、例えば、差分εLに基づいてPID演算を行い、その結果を出力するように構成されていてもよい。すなわち、水位制御部M3によるバルブV2及び/又はポンプ13の制御に伴い、本体容器11内の液面レベルLが目標レベルL0に近づくように制御される。
The water level control unit M3 performs calculation based on the difference εL between the liquid level L measured by the
停止制御部M4は、温度制御部M1からの出力uTと、水位計16によって計測された液面レベルLとに基づいて、バルブV1,V2を閉鎖するように構成されている。停止制御部M4によってバルブV1,V2が閉鎖された場合、熱交換器10はスタンバイ状態となる。停止制御部M4は、例えば、出力uTが所定の最低値以下であり、液面レベルLが最大値(レベル3)であるときに、バルブV1,V2を閉鎖するように構成されていてもよい。このとき、停止制御部M4は、所定時間継続して出力uTが所定の最低値以下であり、液面レベルLが最大値(レベル3)であるときに、バルブV1,V2を閉鎖するように構成されていてもよい。ここでの出力uTの最低値は、例えば0%~5%程度であってもよい。ここでの所定時間は、例えば、2分~3分程度であってもよい。
The stop control section M4 is configured to close the valves V1 and V2 based on the output uT from the temperature control section M1 and the liquid level L measured by the
停止制御部M4は、コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖が許容されている場合に限り、出力uTと水位計16によって計測された液面レベルLとに基づいて、バルブV1,V2を閉鎖するように構成されていてもよい。コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖を許容するか否かは、オペレータの判断に基づいて手動で設定されていてもよい。
The stop control unit M4 closes the valves V1 and V2 based on the output uT and the liquid level L measured by the
起動制御部M5は、バルブV1,V2が閉鎖された状態(スタンバイ状態)において、温度制御部M1からの出力uTに基づいて、バルブV1を開放するように構成されている。起動制御部M5は、例えば、出力uTが所定の起動値を上回っているときに、バルブV1を開放するように構成されていてもよい。このとき、起動制御部M5は、出力uTが所定の起動値を所定時間継続して上回っているときに、バルブV1を開放するように構成されていてもよい。ここでの出力uTの起動値は、例えば5%~10%程度であってもよい。ここでの所定時間は、例えば、10秒~1分程度であってもよいし、30秒程度であってもよい。 The activation control section M5 is configured to open the valve V1 based on the output uT from the temperature control section M1 when the valves V1 and V2 are closed (standby state). The activation control unit M5 may be configured to open the valve V1, for example, when the output uT exceeds a predetermined activation value. At this time, the activation control unit M5 may be configured to open the valve V1 when the output uT continues to exceed a predetermined activation value for a predetermined period of time. The starting value of the output uT here may be, for example, about 5% to 10%. The predetermined time here may be, for example, about 10 seconds to 1 minute, or about 30 seconds.
起動制御部M5は、温度計14によって計測された高温水の温度Tに基づいて、バルブV1を開放するように構成されていてもよい。起動制御部M5は、例えば、温度計14によって計測された高温水の温度Tが所定温度よりも低い場合に、温度制御部M1からの出力uTに基づいて、バルブV1を開放するように構成されていてもよい。ここでの所定温度は、例えば、60℃以下であってもよい。
The activation control unit M5 may be configured to open the valve V1 based on the temperature T of the high temperature water measured by the
起動制御部M5は、バルブV1を開放する際に、バルブV2も制御するように構成されていてもよい。例えば、起動制御部M5は、バルブV2の制御により、本体容器11内の凝縮水の少なくとも一部をタンク12に排出するように構成されていてもよい。
The activation control unit M5 may be configured to also control the valve V2 when opening the valve V1. For example, the activation control unit M5 may be configured to discharge at least a portion of the condensed water in the
コントローラCtrのハードウェアは、例えば一つ又は複数の制御用のコンピュータにより構成されていてもよい。コントローラCtrは、ハードウェア上の構成として、例えば図3に示される回路Ctr1を含んでいてもよい。回路Ctr1は、電気回路要素(circuitry)で構成されていてもよい。回路Ctr1は、具体的には、プロセッサCtr2(制御部)と、メモリCtr3(記憶部)と、ストレージCtr4(記憶部)と、入出力ポートCtr5とを含む。プロセッサCtr2は、メモリCtr3及びストレージCtr4の少なくとも一方と協働してプログラムを実行し、入出力ポートCtr5を介した信号の入出力を実行することで、上述した各機能モジュールを構成する。入出力ポートCtr5は、プロセッサCtr2、メモリCtr3及びストレージCtr4と、熱交換器10の各部(例えば、ポンプ13、温度計14、圧力計15、水位計16、バルブV1~V3)との間で、信号の入出力を行う。
The hardware of the controller Ctr may be configured by, for example, one or more control computers. The controller Ctr may include, for example, a circuit Ctr1 shown in FIG. 3 as a hardware configuration. The circuit Ctr1 may be composed of electric circuit elements (circuitry). Specifically, the circuit Ctr1 includes a processor Ctr2 (control unit), a memory Ctr3 (storage unit), a storage Ctr4 (storage unit), and an input/output port Ctr5. The processor Ctr2 executes programs in cooperation with at least one of the memory Ctr3 and the storage Ctr4, and inputs and outputs signals via the input/output port Ctr5, thereby configuring each of the above-mentioned functional modules. The input/output port Ctr5 is connected between the processor Ctr2, the memory Ctr3, and the storage Ctr4, and each part of the heat exchanger 10 (for example, the
熱交換器10は、例えば、一つのコントローラCtrを備えていてもよいし、複数のコントローラCtrで構成されるコントローラ群(制御部)を備えていてもよい。熱交換器10がコントローラ群を備えている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のコントローラCtrによって実現されていてもよい。コントローラCtrが複数のコンピュータ(回路Ctr1)で構成されている場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のコンピュータ(回路Ctr1)によって実現されていてもよい。コントローラCtrが複数のプロセッサCtr2を含んでいる場合には、上記の機能モジュールがそれぞれ、一つ又は複数のプロセッサCtr2によって実現されていてもよい。
The
[液面レベル上昇制御]
続いて、図4を参照して、水位制御部M3が液面レベルLを自動的に上昇させる制御(液面レベル上昇制御)について説明する。液面レベル上昇制御の実行中は、圧力制御部M2による本体容器11内の圧力Pの制御(圧力制御)も継続して実行されている。
[Liquid level rise control]
Next, with reference to FIG. 4, the control by which the water level control unit M3 automatically raises the liquid level L (liquid level increase control) will be described. While the liquid level increase control is being executed, the pressure control section M2 continues to control the pressure P in the main body container 11 (pressure control).
まず、水位制御部M3は、ステップS11を実行する。ステップS11において、水位制御部M3は、出力uTが所定の下限値(例えば、10%)を所定時間(例えば、2分~3分)継続して下回ったか否かを判断する。出力uTが所定の下限値以上である場合、又は、出力uTが所定の下限値を下回っている時間が所定時間よりも短い場合(ステップS11でNO)、水位制御部M3は、ステップS11を再び実行する。 First, the water level control unit M3 executes step S11. In step S11, the water level control unit M3 determines whether the output uT has fallen below a predetermined lower limit value (eg, 10%) for a predetermined period of time (eg, 2 to 3 minutes). If the output uT is greater than or equal to the predetermined lower limit, or if the time during which the output uT is below the predetermined lower limit is shorter than the predetermined time (NO in step S11), the water level control unit M3 repeats step S11. Execute.
一方、出力uTが所定の下限値を所定時間継続して下回っている場合(ステップS11でYES)、水位制御部M3は、ステップS12を実行する。ステップS12において、水位制御部M3は、前回の目標レベルL0の変更から所定時間(例えば、2分~3分)が経過したか否かを判断する。前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過していない場合(ステップS12でNO)、水位制御部M3は、ステップS11を再び実行する。 On the other hand, if the output uT remains below the predetermined lower limit value for a predetermined period of time (YES in step S11), the water level control unit M3 executes step S12. In step S12, the water level control unit M3 determines whether a predetermined time (for example, 2 to 3 minutes) has elapsed since the previous change in the target level L0. If the predetermined time has not passed since the previous change in the target level L0 (NO in step S12), the water level control unit M3 executes step S11 again.
一方、前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過している場合(ステップS12でYES)、水位制御部M3は、ステップS13を実行する。ステップS13において、水位制御部M3は、水位計16によって計測された現在の液面レベルLが最大値(例えば、レベル3)でないか否かを判断する。現在の液面レベルLが最大値である場合(ステップS13でNO)、水位制御部M3は、ステップS11を再び実行する。
On the other hand, if the predetermined time has elapsed since the previous change in the target level L0 (YES in step S12), the water level control unit M3 executes step S13. In step S13, the water level control unit M3 determines whether the current liquid level L measured by the
一方、現在の液面レベルLが最大値でない場合(ステップS13でYES)、水位制御部M3は、ステップS14を実行する。ステップS14において、水位制御部M3は、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されているか否かを判断する。コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されていない場合(ステップS14でNO)、水位制御部M3は、ステップS11を再び実行する。 On the other hand, if the current liquid level L is not the maximum value (YES in step S13), the water level control unit M3 executes step S14. In step S14, the water level control unit M3 determines whether or not the controller Ctr is allowed to change the setting of the target level L0. If the setting change of the target level L0 by the controller Ctr is not permitted (NO in step S14), the water level control unit M3 executes step S11 again.
一方、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されている場合(ステップS14でYES)、水位制御部M3は、ステップS15を実行する。ステップS15において、水位制御部M3は、目標レベルL0をより大きな値に設定する。例えば、現在の目標レベルL0がレベル1であった場合には、目標レベルL0を一つ大きいレベル2に変更してもよい。現在の目標レベルL0がレベル2であった場合には、目標レベルL0を一つ大きいレベル3に変更してもよい。
On the other hand, if the setting change of the target level L0 by the controller Ctr is permitted (YES in step S14), the water level control unit M3 executes step S15. In step S15, the water level control unit M3 sets the target level L0 to a larger value. For example, if the current target level L0 is level 1, the target level L0 may be changed to level 2, which is one level higher. If the current target level L0 is level 2, the target level L0 may be changed to
次に、水位制御部M3は、ステップS16を実行する。ステップS16において、水位制御部M3は、本体容器11内の液面レベルLが目標レベルL0に近づくように、バルブV2の開度及び/又はポンプ13の動作を制御する。本体容器11内の液面レベルLが目標レベルL0に到達すると、液面レベル上昇制御が終了する。
Next, the water level control unit M3 executes step S16. In step S16, the water level control unit M3 controls the opening degree of the valve V2 and/or the operation of the
[液面レベル下降制御]
続いて、図5を参照して、水位制御部M3が液面レベルLを自動的に下降させる制御(液面レベル下降制御)について説明する。液面レベル下降制御の実行中は、圧力制御部M2による本体容器11内の圧力Pの制御(圧力制御)が継続して実行されている。
[Liquid level lowering control]
Next, with reference to FIG. 5, the control by which the water level control unit M3 automatically lowers the liquid level L (liquid level lowering control) will be described. While the liquid level lowering control is being executed, the pressure control section M2 continues to control the pressure P in the main body container 11 (pressure control).
まず、水位制御部M3は、ステップS21を実行する。ステップS21において、水位制御部M3は、出力uTが所定の上限値(例えば、90%)を所定時間(例えば、2分~3分)継続して上回ったか否かを判断する。出力uTが所定の上限値以下である場合、又は、出力uTが所定の上限値を上回っている時間が所定時間よりも短い場合(ステップS11でNO)、水位制御部M3は、ステップS21を再び実行する。 First, the water level control unit M3 executes step S21. In step S21, the water level control unit M3 determines whether the output uT has continuously exceeded a predetermined upper limit value (eg, 90%) for a predetermined period of time (eg, 2 to 3 minutes). If the output uT is less than or equal to the predetermined upper limit, or if the time during which the output uT exceeds the predetermined upper limit is shorter than the predetermined time (NO in step S11), the water level control unit M3 repeats step S21. Execute.
一方、出力uTが所定の上限値を所定時間継続して上回っている場合(ステップS21でYES)、水位制御部M3は、ステップS22を実行する。ステップS22において、水位制御部M3は、前回の目標レベルL0の変更から所定時間(例えば、2分~3分)が経過したか否かを判断する。前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過していない場合(ステップS22でNO)、水位制御部M3は、ステップS21を再び実行する。 On the other hand, if the output uT continues to exceed the predetermined upper limit value for a predetermined period of time (YES in step S21), the water level control unit M3 executes step S22. In step S22, the water level control unit M3 determines whether a predetermined time (for example, 2 to 3 minutes) has elapsed since the previous change in the target level L0. If the predetermined time has not elapsed since the previous change in the target level L0 (NO in step S22), the water level control unit M3 executes step S21 again.
一方、前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過している場合(ステップS22でNO)、水位制御部M3は、ステップS23を実行する。ステップS23において、水位制御部M3は、水位計16によって計測された現在の液面レベルLが最小値(例えば、レベル1)でないか否かを判断する。現在の液面レベルLが最小値である場合(ステップS23でNO)、水位制御部M3は、ステップS21を再び実行する。
On the other hand, if the predetermined time has elapsed since the previous change in the target level L0 (NO in step S22), the water level control unit M3 executes step S23. In step S23, the water level control unit M3 determines whether the current liquid level L measured by the
一方、現在の液面レベルLが最小値でない場合(ステップS23でYES)、水位制御部M3は、ステップS24を実行する。ステップS24において、水位制御部M3は、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されているか否かを判断する。コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されていない場合(ステップS24でNO)、水位制御部M3は、ステップS21を再び実行する。 On the other hand, if the current liquid level L is not the minimum value (YES in step S23), the water level control unit M3 executes step S24. In step S24, the water level control unit M3 determines whether the setting change of the target level L0 by the controller Ctr is permitted. If the setting change of the target level L0 by the controller Ctr is not permitted (NO in step S24), the water level control unit M3 executes step S21 again.
一方、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されている場合(ステップS24でYES)、水位制御部M3は、ステップS25を実行する。ステップS25において、水位制御部M3は、目標レベルL0をより小さな値に設定する。例えば、現在の目標レベルL0がレベル2であった場合には、目標レベルL0を一つ小さいレベル1に変更してもよい。現在の目標レベルL0がレベル3であった場合には、目標レベルL0を一つ小さいレベル2に変更してもよい。
On the other hand, if the setting change of the target level L0 by the controller Ctr is permitted (YES in step S24), the water level control unit M3 executes step S25. In step S25, the water level control unit M3 sets the target level L0 to a smaller value. For example, if the current target level L0 is level 2, the target level L0 may be changed to level 1, which is one level smaller. If the current target level L0 is
次に、水位制御部M3は、ステップS26を実行する。ステップS26において、水位制御部M3は、本体容器11内の液面レベルLが目標レベルL0に近づくように、バルブV2の開度及び/又はポンプ13の動作を制御する。本体容器11内の液面レベルLが目標レベルL0に到達すると、液面レベル下降制御が終了する。
Next, the water level control unit M3 executes step S26. In step S26, the water level control unit M3 controls the opening degree of the valve V2 and/or the operation of the
[スタンバイ制御]
続いて、図6を参照して、停止制御部M4が熱交換器10をスタンバイ状態とする制御(スタンバイ制御)について説明する。
[Standby control]
Next, with reference to FIG. 6, the control by which the stop control unit M4 puts the
まず、停止制御部M4は、ステップS31を実行する。ステップS31において、停止制御部M4は、所定時間(例えば、2分~3分)継続して出力uTが所定の最低値(例えば、0%~5%)以下であるか否かを判断する。出力uTが所定の最低値を超える場合、又は、出力uTが所定の最低値以下である時間が所定時間よりも短い場合(ステップS11でNO)、停止制御部M4は、ステップS31を再び実行する。 First, the stop control unit M4 executes step S31. In step S31, the stop control unit M4 determines whether or not the output uT remains below a predetermined minimum value (eg, 0% to 5%) for a predetermined period of time (eg, 2 to 3 minutes). If the output uT exceeds the predetermined minimum value, or if the time during which the output uT is below the predetermined minimum value is shorter than the predetermined time (NO in step S11), the stop control unit M4 executes step S31 again. .
一方、所定時間継続して出力uTが所定の最低値以下である場合(ステップS31でYES)、停止制御部M4は、ステップS32を実行する。ステップS32において、停止制御部M4は、前回の目標レベルL0の変更から所定時間(例えば、2分~3分)が経過したか否かを判断する。前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過していない場合(ステップS32でNO)、停止制御部M4は、ステップS31を再び実行する。 On the other hand, if the output uT remains below the predetermined minimum value for a predetermined period of time (YES in step S31), the stop control unit M4 executes step S32. In step S32, the stop control unit M4 determines whether a predetermined time (for example, 2 to 3 minutes) has elapsed since the previous change in the target level L0. If the predetermined time has not passed since the previous change in the target level L0 (NO in step S32), the stop control unit M4 executes step S31 again.
一方、前回の目標レベルL0の変更から所定時間が経過している場合(ステップS32でYES)、停止制御部M4は、ステップS33を実行する。ステップS33において、停止制御部M4は、水位計16によって計測された現在の液面レベルLが最大値(例えば、レベル3)であるか否かを判断する。現在の液面レベルLが最大値でない場合(ステップS33でNO)、停止制御部M4は、ステップS31を再び実行する。
On the other hand, if the predetermined time has passed since the previous change in the target level L0 (YES in step S32), the stop control unit M4 executes step S33. In step S33, the stop control unit M4 determines whether the current liquid level L measured by the
一方、現在の液面レベルLが最大値である場合(ステップS33でYES)、停止制御部M4は、ステップS34を実行する。ステップS34において、停止制御部M4は、コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖が許容されているか否かを判断する。コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖が許容されていない場合(ステップS34でNO)、停止制御部M4は、ステップS31を再び実行する。 On the other hand, if the current liquid level L is the maximum value (YES in step S33), the stop control unit M4 executes step S34. In step S34, the stop control unit M4 determines whether automatic closing of the valves V1 and V2 by the controller Ctr is permitted. If automatic closing of the valves V1 and V2 by the controller Ctr is not permitted (NO in step S34), the stop control unit M4 executes step S31 again.
一方、コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖が許容されている場合(ステップS34でYES)、停止制御部M4は、ステップS35を実行する。ステップS35において、停止制御部M4は、バルブV1,V2を閉鎖させる。これにより、熱交換器10における熱交換が停止して熱交換器10がスタンバイ状態となり、スタンバイ制御が終了する。
On the other hand, if automatic closing of the valves V1 and V2 by the controller Ctr is permitted (YES in step S34), the stop control unit M4 executes step S35. In step S35, the stop control unit M4 closes the valves V1 and V2. As a result, heat exchange in the
[スタンバイ状態からの復帰制御]
続いて、図7を参照して、起動制御部M5が熱交換器10をスタンバイ状態から復帰させる制御(復帰制御)について説明する。
[Return control from standby state]
Next, with reference to FIG. 7, the control by which the activation control unit M5 causes the
まず、起動制御部M5は、ステップS41を実行する。ステップS41において、起動制御部M5は、熱交換器10がスタンバイ状態にあるか否か(コントローラCtrによってバルブV1,V2が閉鎖されているか否か)を判断する。熱交換器10がスタンバイ状態にない場合(ステップS41でNO)、起動制御部M5は、ステップS41を再び実行する。
First, the activation control unit M5 executes step S41. In step S41, the activation control unit M5 determines whether the
一方、熱交換器10がスタンバイ状態にある場合(ステップS41でYES)、起動制御部M5は、出力uTが所定の起動値(例えば、5%~10%)を所定時間(例えば、10秒~1分)継続して上回ったか否かを判断する。出力uTが所定の起動値以下である場合、又は、出力uTが所定の起動値を上回った時間が所定時間よりも短い場合(ステップS42でNO)、起動制御部M5は、ステップS41を再び実行する。
On the other hand, when the
一方、出力uTが所定の起動値を所定時間継続して上回っている場合(ステップS42でYES)、起動制御部M5は、ステップS43を実行する。ステップS43において、起動制御部M5は、水撃防止制御を実行する。水撃防止制御の説明は後述する。 On the other hand, if the output uT continues to exceed the predetermined activation value for a predetermined period of time (YES in step S42), the activation control unit M5 executes step S43. In step S43, the activation control unit M5 executes water hammer prevention control. The water hammer prevention control will be explained later.
次に、起動制御部M5は、ステップS44を実行する。ステップS44において、起動制御部M5は、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更を許容する。これにより、圧力制御部M2による圧力制御と、水位制御部M3による液面レベル制御とが可能となり、復帰制御が終了する。 Next, the activation control unit M5 executes step S44. In step S44, the activation control unit M5 allows the controller Ctr to change the setting of the target level L0. This enables pressure control by the pressure control section M2 and liquid level control by the water level control section M3, and the return control is completed.
[水撃防止制御]
続いて、図8を参照して、熱交換器10の起動時(スタンバイ状態からの復帰を含む)における、起動制御部M5による水撃防止制御について説明する。
[Water hammer prevention control]
Next, with reference to FIG. 8, water hammer prevention control by the startup control unit M5 when the
まず、起動制御部M5は、ステップS51を実行する。ステップS51において、起動制御部M5は、温度計14によって計測された高温水の温度Tが所定温度(例えば、60℃)よりも低いか否かを判断する。温度Tが所定温度以上である場合(ステップS51でNO)、起動制御部M5は、水撃防止制御を終了する。
First, the activation control unit M5 executes step S51. In step S51, the activation control unit M5 determines whether the temperature T of the high temperature water measured by the
一方、温度Tが所定温度よりも低い場合(ステップS51でYES)、起動制御部M5は、ステップS52を実行する。ステップS52において、起動制御部M5は、バルブV2を開放する。これにより、本体容器11内の凝縮水の少なくとも一部がタンク12に排出される。
On the other hand, if the temperature T is lower than the predetermined temperature (YES in step S51), the activation control unit M5 executes step S52. In step S52, the activation control unit M5 opens the valve V2. As a result, at least a portion of the condensed water in the
次に、起動制御部M5は、ステップS53を実行する。ステップS53において、起動制御部M5は、バルブV1を開放する。熱交換器10の起動時はボイラ2も起動直後であるので、バルブV1の開放により、ボイラ2から蒸気ではなく空気が本体容器11に供給される。その後、時間の経過と共にボイラ2で蒸気が生成され、本体容器11には蒸気のみが供給されるようになる。この過程で、蒸気と空気との混合気体は、本体容器11が蒸気で満たされるまで、配管D5及びバルブV4を介して本体容器11から排出される。その後、本体容器11が蒸気で満たされると、バルブV4が自動的に閉鎖され、水撃防止制御が終了する。
Next, the activation control unit M5 executes step S53. In step S53, the activation control unit M5 opens the valve V1. When the
[作用]
以上の例によれば、本体容器11内の圧力Pは、温度制御部M1の出力に基づいて設定される目標圧力P0に追従するように継続的に制御される。一方、本体容器11内の液面レベルLは、温度制御部M1の出力と所定の閾値との比較に基づいて設定される目標レベルL0に追従するように制御されるので、温度制御部M1の出力と所定の閾値との比較の結果、目標レベルL0が変更されなければ、液面レベルLが変化しない。しかも、目標レベルL0が変更されたときには、その後、所定時間が経過するまで再び目標レベルL0が変更されない。すなわち、液面レベルLが一定の条件のもとで段階的に変更されるので、高温水の温度Tにハンチングが生じ難くなる。したがって、応答速度が比較的速い本体容器11内の圧力Pの制御と、応答速度が比較的遅い本体容器11内の液面レベルLの制御とを通じて高温水の温度Tを所定の目標温度T0に制御する場合であっても、高温水の温度Tを安定的に制御することが可能となる。
[Effect]
According to the above example, the pressure P within the
以上の例によれば、温度制御部M1の出力が所定の下限値を下回った場合に、目標レベルL0をより大きな値に設定している。目標レベルL0をより大きな値に設定して、液面レベルLを高くすることにより、本体容器11内において蒸気と接する伝熱管3aの表面積が小さくなる。そのため、蒸気と伝熱管3aを流通する水との間で熱交換が生じ難くなるので、高温水の温度Tを効果的に下げることが可能となる。
According to the above example, when the output of the temperature control section M1 falls below a predetermined lower limit value, the target level L0 is set to a larger value. By setting the target level L0 to a larger value and increasing the liquid level L, the surface area of the
以上の例によれば、温度制御部M1の出力が所定の下限値を所定時間継続して下回った場合に、目標レベルL0をより大きな値に設定している。そのため、温度制御部M1の出力が短時間だけ突発的に低くなるような状況において、目標レベルL0が変更されなくなる。したがって、高温水の温度Tをより安定的に制御することが可能となる。 According to the above example, when the output of the temperature control unit M1 remains below the predetermined lower limit value for a predetermined period of time, the target level L0 is set to a larger value. Therefore, in a situation where the output of the temperature control section M1 suddenly becomes low for a short period of time, the target level L0 will not be changed. Therefore, it becomes possible to control the temperature T of the high temperature water more stably.
以上の例によれば、温度制御部M1の出力が所定の上限値を上回った場合に、目標レベルL0をより小さな値に設定している。目標レベルL0をより小さな値に設定して、液面レベルLを低くすることにより、本体容器11内において蒸気と接する伝熱管3aの表面積が大きくなる。そのため、蒸気と伝熱管3aを流通する水との間で熱交換が生じやすくなるので、高温水の温度Tを効果的に上げることが可能となる。
According to the above example, when the output of the temperature control section M1 exceeds the predetermined upper limit value, the target level L0 is set to a smaller value. By setting the target level L0 to a smaller value and lowering the liquid level L, the surface area of the
以上の例によれば、温度制御部M1の出力が所定の上限値を所定時間継続して上回った場合に、目標レベルL0をより小さな値に設定している。そのため、温度制御部M1の出力が短時間だけ突発的に高くなるような状況において、目標レベルL0が変更されなくなる。したがって、高温水の温度Tをより安定的に制御することが可能となる。 According to the above example, when the output of the temperature control section M1 exceeds the predetermined upper limit value for a predetermined period of time, the target level L0 is set to a smaller value. Therefore, in a situation where the output of the temperature control section M1 suddenly increases for a short period of time, the target level L0 will not be changed. Therefore, it becomes possible to control the temperature T of the high temperature water more stably.
以上の例によれば、コントローラCtrによる目標レベルL0の設定変更が許容されている場合に限り、水位制御部M3によって目標レベルL0が変更されうる。そのため、例えば、オペレータの判断に基づいて手動で液面レベルLを制御するような状況などに対応することが可能となる。 According to the above example, the target level L0 can be changed by the water level control unit M3 only when the controller Ctr is allowed to change the setting of the target level L0. Therefore, for example, it becomes possible to cope with a situation where the liquid level L is manually controlled based on the operator's judgment.
以上の例によれば、目標レベルL0が所定の最大値に設定されており、温度制御部M1の出力が所定の最低値以下となった場合に、バルブV1,V2を閉鎖している。そのため、熱交換器10に入る前に伝熱管3aを流通する水が十分に加熱されている場合に、熱交換器10がスタンバイ状態となる。したがって、熱交換器10と伝熱管3aを流通する水との間での不要な熱交換を抑制することが可能となる。
According to the above example, the target level L0 is set to a predetermined maximum value, and the valves V1 and V2 are closed when the output of the temperature control section M1 becomes equal to or less than a predetermined minimum value. Therefore, when the water flowing through the
以上の例によれば、所定時間継続して温度制御部M1の出力が所定の最低値以下となった場合に、バルブV1,V2を閉鎖している。そのため、温度制御部M1の出力が短時間だけ突発的に低くなるような状況において、熱交換器10がスタンバイ状態に移行しなくなる。従って、高温水の温度Tと目標圧力P0とが対応をより安定的に制御することが可能となる。
According to the above example, the valves V1 and V2 are closed when the output of the temperature control section M1 remains below the predetermined minimum value for a predetermined period of time. Therefore, in a situation where the output of the temperature control section M1 suddenly becomes low for a short period of time, the
以上の例によれば、コントローラCtrによるバルブV1,V2の自動的な閉鎖が許容されている場合に限り、停止制御部M4によってバルブV1,V2が閉鎖されうる。そのため、例えば、オペレータの判断に基づいて手動で熱交換器10をスタンバイ状態にしたり、熱交換器10をスタンバイ状態にすることが望まれないような状況などに対応することが可能となる。
According to the above example, the valves V1 and V2 can be closed by the stop control unit M4 only when automatic closing of the valves V1 and V2 by the controller Ctr is permitted. Therefore, for example, it is possible to manually put the
以上の例によれば、熱交換器10がスタンバイ状態にあり、温度制御部M1の出力が所定の起動値を上回った場合に、バルブV1,V2の自動制御を許容する設定に変更される。そのため、温度制御部M1の出力と所定の起動値との比較に基づいて、熱交換器10を自動的に起動させることが可能となる。
According to the above example, when the
以上の例によれば、温度制御部M1の出力が所定の起動値を所定時間継続して上回った場合に、バルブV1,V2の自動制御を許容する設定に変更される。そのため、温度制御部M1の出力が短時間だけ突発的に起動値を上回るような状況において、熱交換器10の起動が回避される。したがって、熱交換器10の起動とスタンバイ状態への移行とが短時間で繰り返されてしまうことを抑制することが可能となる。
According to the above example, when the output of the temperature control section M1 continues to exceed the predetermined starting value for a predetermined period of time, the setting is changed to allow automatic control of the valves V1 and V2. Therefore, in a situation where the output of the temperature control section M1 suddenly exceeds the activation value for a short period of time, activation of the
以上の例によれば、熱交換器10の起動時(スタンバイ状態からの復帰を含む)において、本体容器11内にまず空気を導入し、続いて蒸気を供給している。そのため、本体容器11内において蒸気が空気と混合されるので、熱交換器10の停止によって冷えていた本体容器11内に蒸気が供給されても、蒸気が急激に凝縮し難くなる。したがって、水撃の発生を抑制することが可能となる。
According to the above example, when the
以上の例によれば、温度計14で計測された高温水の温度Tが所定温度よりも低い場合に、本体容器11内に空気を供給している。そのため、水撃が発生しやすい状況において、本体容器11内に空気が供給される。したがって、水撃の発生を効果的に抑制することが可能となる。
According to the above example, air is supplied into the
以上の例によれば、熱交換器10の起動時(スタンバイ状態からの復帰を含む)に、本体容器11内の凝縮水の少なくとも一部を本体容器11から排出するようにバルブV2が制御されている。そのため、水撃の発生原因となる凝縮水が本体容器11から排出されるので、水撃の発生をより効果的に抑制することが可能となる。
According to the above example, the valve V2 is controlled to discharge at least a portion of the condensed water in the
以上の例によれば、熱交換器10は、本体容器11内に蒸気が満たされるまでは本体容器11からの排気を許容し、本体容器11内に蒸気が満たされた場合に本体容器11からの排気を停止するように構成されたバルブV4を含んでいる。そのため、空気が供給された本体容器11内に蒸気が供給されると、初めのうちは蒸気及び空気の混合気体がバルブV4を介して本体容器11から排出される。その後、本体容器11内にさらに蒸気が供給されると、空気と蒸気との置換が進行して本体容器11内が蒸気で満たされ、バルブV4が閉鎖される。したがって、本体容器11からの排気をバルブV4によって自動的に停止することが可能となる。
According to the above example, the
以上の例によれば、ボイラ2が運転中である場合には、ボイラ2で生成された蒸気が配管D1及びバルブV1によって本体容器11内に供給される。一方、熱交換器10と共にボイラ2が起動された直後は、ボイラ2で蒸気が生成されていないので、ボイラ2内の空気が配管D1及びバルブV1によって本体容器11内に供給される。すなわち、本体容器11に空気を供給するための機構を本体容器11に別途設けることなく、空気と蒸気とをそれぞれ本体容器11内に供給することが可能となる。
According to the above example, when the boiler 2 is in operation, steam generated by the boiler 2 is supplied into the
[変形例]
本明細書における開示はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。特許請求の範囲及びその要旨を逸脱しない範囲において、以上の例に対して種々の省略、置換、変更などが行われてもよい。
[Modified example]
The disclosure herein should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. Various omissions, substitutions, changes, etc. may be made to the above examples without departing from the scope and gist of the claims.
バルブV4は、コントローラCtrからの制御信号に基づいて開閉されてもよい。 Valve V4 may be opened or closed based on a control signal from controller Ctr.
空気は、ボイラ2とは別の空気源から、配管D1とは別の配管を介して本体容器11に供給されてもよい。
Air may be supplied to the
1…温水供給システム、2…ボイラ、3…需要家施設、10…熱交換器、11…本体容器、12…タンク(レベル調節部)、13…ポンプ(レベル調節部)、14…温度計(温度計測部)、15…圧力計(圧力計測部)、16…水位計(レベル計測部)、Ctr…コントローラ(制御部)、D1…配管(供給部、空気供給部)、D2,D3…配管(レベル調節部)、D5…配管(排気部)、M1…温度制御部(温度計測部)、M2…圧力制御部(圧力計測部)、M3…水位制御部(レベル計測部)、V1…バルブ(供給部、空気供給部)、V2…バルブ(レベル調節部)、V4…バルブ(排気部)。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Hot water supply system, 2...Boiler, 3...Customer facility, 10...Heat exchanger, 11...Main container, 12...Tank (level adjustment part), 13...Pump (level adjustment part), 14...Thermometer ( Temperature measurement section), 15... Pressure gauge (pressure measurement section), 16... Water level gauge (level measurement section), Ctr... Controller (control section), D1... Piping (supply section, air supply section), D2, D3... Piping (Level adjustment part), D5...Piping (exhaust part), M1...Temperature control part (temperature measurement part), M2...Pressure control part (pressure measurement part), M3...Water level control part (level measurement part), V1...Valve (supply section, air supply section), V2...valve (level adjustment section), V4...valve (exhaust section).
Claims (16)
前記本体容器に蒸気を供給するように構成された供給部と、
前記本体容器内の液体の液面レベルを調節可能に構成されたレベル調節部と、
前記本体容器内を上下方向に縦断するように前記本体容器に対して貫通して配置されており、被加熱流体が流通するように構成された伝熱管と、
前記本体容器内の圧力を計測するように構成された圧力計測部と、
前記伝熱管のうち前記本体容器よりも下流側を流通する被加熱流体の温度を計測するように構成された温度計測部と、
前記本体容器内の液体の液面レベルを計測するように構成されたレベル計測部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記温度計測部によって計測される温度と、前記伝熱管のうち前記本体容器よりも下流側を流通する被加熱流体の目標温度との差分に基づいて演算を行い、その結果である出力値を出力することと、
前記出力値に基づいて、前記本体容器内の圧力の目標値である目標圧力を設定することと、
前記圧力計測部で計測される圧力が前記目標圧力に近づくように、前記供給部を制御することと、
前記出力値と所定の閾値との比較に基づいて、前記本体容器内における液面レベルの目標値である目標レベルを設定することと、
前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように、前記レベル調節部を制御することと、
前記本体容器内の液面レベルを変更するために前記レベル調節部が制御された場合に、所定時間が経過するまで前記目標レベルの変更を禁止することとを実行するように構成されている、熱交換器。 A main container,
a supply section configured to supply steam to the main container;
a level adjustment section configured to be able to adjust the level of the liquid in the main body container;
a heat exchanger tube that is arranged to penetrate the main body container so as to vertically traverse the inside of the main body container, and is configured to allow a fluid to be heated to flow therethrough;
a pressure measuring unit configured to measure the pressure within the main body container;
a temperature measuring section configured to measure the temperature of a heated fluid flowing downstream of the main body container of the heat transfer tube;
a level measuring section configured to measure the liquid level of the liquid in the main container;
It is equipped with a control section,
The control unit includes:
Calculations are performed based on the difference between the temperature measured by the temperature measurement unit and a target temperature of the heated fluid flowing downstream of the main body container in the heat transfer tube, and an output value that is the result is output. to do and
setting a target pressure that is a target value of the pressure in the main body container based on the output value ;
controlling the supply unit so that the pressure measured by the pressure measurement unit approaches the target pressure;
Setting a target level that is a target value of the liquid level in the main body container based on a comparison between the output value and a predetermined threshold;
controlling the level adjusting unit so that the liquid level measured by the level measuring unit approaches the target level;
When the level adjustment unit is controlled to change the liquid level in the main body container, the target level is prohibited from changing until a predetermined time period has elapsed. Heat exchanger.
前記レベル調節部を制御することは、前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように前記本体容器内に液体を供給することを含む、請求項1に記載の熱交換器。 Setting the target level includes setting the target level to a larger value when the output value is below a predetermined lower limit value,
The heat exchanger according to claim 1, wherein controlling the level adjustment section includes supplying the liquid into the main body container so that the liquid level measured by the level measurement section approaches the target level. vessel.
前記レベル調節部を制御することは、前記レベル計測部で計測される液面レベルが前記目標レベルに近づくように前記本体容器内から液体を排出することを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の熱交換器。 Setting the target level includes setting the target level to a smaller value when the output value exceeds a predetermined upper limit value,
Any one of claims 1 to 3, wherein controlling the level adjusting section includes discharging the liquid from within the main body container so that the liquid level measured by the level measuring section approaches the target level. The heat exchanger according to paragraph 1.
前記制御部は、
起動信号が入力された場合に、前記本体容器内に空気を導入するように前記空気供給部を制御することと、
前記空気供給部を制御することに続いて、前記本体容器内に蒸気を供給するように前記供給部を制御することとさらに実行するように構成されている、請求項1~11のいずれか一項に記載の熱交換器。 further comprising an air supply section configured to supply air into the main container,
The control unit includes:
controlling the air supply unit to introduce air into the main body container when a start signal is input;
12. The method according to any one of claims 1 to 11, further configured to, subsequent to controlling the air supply, control the supply to supply steam into the main container. Heat exchanger as described in Section.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005061478A (en) | 2003-08-08 | 2005-03-10 | Ishikawajima Plant Construction Co Ltd | Cryogenic liquid heating method and its device |
JP2010272342A (en) | 2009-05-21 | 2010-12-02 | Aisin Seiki Co Ltd | Solid-oxide fuel cell system |
JP2014085081A (en) | 2012-10-26 | 2014-05-12 | Rinnai Corp | Water heater |
JP2015130825A (en) | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 三浦工業株式会社 | Sterilizing apparatus |
WO2017149661A1 (en) | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 三菱電機株式会社 | Air conditioner |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4249893A (en) * | 1979-12-21 | 1981-02-10 | Midland-Ross Corporation | Internal cooling of heat exchanger tubes |
JP2526435B2 (en) * | 1991-06-14 | 1996-08-21 | ダイキン工業株式会社 | Refrigeration system operation controller |
JP2826084B2 (en) * | 1995-11-27 | 1998-11-18 | 新日本製鐵株式会社 | LNG vacuum heating system |
-
2019
- 2019-12-04 JP JP2019219726A patent/JP7382811B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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