WO2013145335A1 - クローズドドレン回収システム - Google Patents

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WO2013145335A1
WO2013145335A1 PCT/JP2012/061378 JP2012061378W WO2013145335A1 WO 2013145335 A1 WO2013145335 A1 WO 2013145335A1 JP 2012061378 W JP2012061378 W JP 2012061378W WO 2013145335 A1 WO2013145335 A1 WO 2013145335A1
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WO
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drain
steam
tank
makeup water
valve
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/061378
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
草平 秋永
智浩 大久保
立季 小林
宏之 畑中
Original Assignee
三浦工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201280048689.4A priority patent/CN103857960B/zh
Priority to CA2868249A priority patent/CA2868249A1/en
Priority to US14/387,805 priority patent/US9500360B2/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D11/00—Feed-water supply not provided for in other main groups
    • F22D11/02—Arrangements of feed-water pumps
    • F22D11/06—Arrangements of feed-water pumps for returning condensate to boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F22—STEAM GENERATION
    • F22D—PREHEATING, OR ACCUMULATING PREHEATED, FEED-WATER FOR STEAM GENERATION; FEED-WATER SUPPLY FOR STEAM GENERATION; CONTROLLING WATER LEVEL FOR STEAM GENERATION; AUXILIARY DEVICES FOR PROMOTING WATER CIRCULATION WITHIN STEAM BOILERS
    • F22D1/00—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters
    • F22D1/28—Feed-water heaters, i.e. economisers or like preheaters for direct heat transfer, e.g. by mixing water and steam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28B—STEAM OR VAPOUR CONDENSERS
    • F28B1/00—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser
    • F28B1/02—Condensers in which the steam or vapour is separate from the cooling medium by walls, e.g. surface condenser using water or other liquid as the cooling medium

Definitions

  • the present invention relates to a drain recovery system that recovers high-temperature drain generated by a load device in a drain tank and supplies the recovered drain to a steam boiler for use.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-076025 for which it applied to Japan on March 29, 2012, and uses the content here.
  • a closed drain recovery system is known that fundamentally solves this problem, as shown in Patent Document 2, in which drain is recovered in a sealed drain tank and supplied to a steam boiler for use. Since this closed drain recovery system prevents the flash steam generated in the drain tank from being released into the atmosphere without recovering heat, the effective drain recovery rate can be improved. This can be expected to further improve the recovery rate by increasing the capacity of the drain tank with respect to the drain return amount.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a closed drain recovery system that can realize downsizing of the drain tank without reducing the effective drain recovery rate.
  • This invention was made in order to solve the said subject, and invention of Claim 1 stores the drain discharged
  • a closed drain recovery system comprising: a sealed drain tank that supplies the drainage stored through the drain supply line to the steam boiler; and an open-type supply water tank that supplies the makeup water to the drain tank through the makeup water line.
  • a steam introduction line for introducing the first flash steam in the drain tank into the makeup water tank A surplus drain introduction line for introducing surplus drain from the drain tank or from the load device into the makeup water tank;
  • a condensing device is provided in the makeup water tank and condenses the first flush steam and / or the second flush steam generated from the surplus drain by bringing it into contact with makeup water in the makeup water tank. Yes.
  • the condensing device condenses the first flash steam and / or the second flash steam generated from the surplus drain in contact with the makeup water in the makeup water tank.
  • the drain tank can be reduced in size while preventing a reduction in the effective drain recovery rate due to the escape of flash vapor into the atmosphere.
  • the invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the condensing device makes contact with the first flush steam and / or the second flush steam while circulating makeup water in the makeup water tank. It is characterized by being configured.
  • the make-up water temperature in the make-up water tank can be made uniform below 100 ° C., and the lower temperature in the lower part of the tank is relatively low. As a result, it is possible to condense more flash vapor, and the drain tank can be further miniaturized.
  • the invention according to claim 3 is the invention according to claim 2, wherein the condensing device includes a mixing unit and a circulation unit.
  • the mixing means includes a water sprinkler, and a mixing section that contacts the first flush steam and / or the second flash steam with makeup water sprinkled from the sprinkler and condenses the condensed water of the mixing section.
  • a water guide portion that leads into the liquid phase portion of the makeup water tank
  • the circulation means includes a circulation pump, and includes a circulation line that guides makeup water in the lower portion of the makeup water tank to the watering device.
  • the mixing means facilitates the contact between the flash steam and make-up water, and the flash steam is efficiently condensed.
  • the drain tank can be further miniaturized.
  • the invention described in claim 4 is characterized in that, in claim 3, a contact heat exchange member of makeup water and steam is provided in the mixing section.
  • the contact efficiency of flash steam and makeup water can be increased, and the flash steam can be condensed more efficiently.
  • the drain tank can be further miniaturized.
  • the invention according to claim 5 comprises the steam introduction line and the surplus drain introduction line in claim 1 to claim 4,
  • the condensing device is provided at a connection portion of the makeup water tank of the steam introduction line and the excess drain introduction line.
  • the first flash steam and the second flash steam can be condensed, and the drain tank can be further There is an effect that the size can be further reduced.
  • the invention according to claim 6 is the first valve that can be opened and closed provided in the drain return line in claims 1 to 5, An excess drain introduction line connected between the upstream side of the first valve of the drain return line and the makeup water tank; A second valve that can be opened and closed provided in the surplus drain introduction line, A first open / close state in which the first valve is opened and the second valve is closed, and a second open / close state in which the first valve is closed and the second valve is opened are selectable. In the second open / close state, surplus drain is introduced into the makeup water tank.
  • the second open / close state is set in the second open / close state at the time of an abnormality in which the drain cannot be stored in the drain tank.
  • the drain can be introduced into the makeup water tank, and the second flash vapor generated by the introduction can be condensed, and the drain tank can be further miniaturized.
  • the invention according to claim 7 is the invention according to claim 6, wherein the condensing device provided in the surplus drain introduction line has a steam separating section for separating the steam by colliding the inflow surplus drain with the separation plate. It is provided below the contact heat exchange member.
  • the steam in addition to the effect of the sixth aspect of the invention, the steam can be effectively separated from the two-phase flow drain of the surplus drain introduction line, and the separated steam and makeup water Condensation due to contact with water can be promoted, and the drain tank can be further miniaturized.
  • Example 1 of the drain collection system It is a schematic block diagram by the cross section of the condensing apparatus of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the 1st valve of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the 2nd valve of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the makeup water pump of Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the 3rd valve of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the 4th valve of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the 5th valve of the Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure explaining the control program of the circulation pump of the Example 1.
  • FIG. It is a schematic block diagram by the cross section which shows the condensing apparatus of Example 2 of the drain collection
  • Example 3 of the drain collection system which implemented this invention.
  • Example 4 of the drain collection system which implemented this invention.
  • the embodiment of the present invention is a closed drain recovery system that supplies drain steam collected from load equipment that is steam using equipment of a steam boiler to a steam boiler and uses it (hereinafter, it is not necessary to distinguish from an open drain recovery system, (It is simply referred to as a drain recovery system).
  • the drainage recovery system of this embodiment includes a steam boiler that supplies steam to the load equipment, and a hermetic seal that stores drain discharged from the load equipment through the drain return line and supplies the drain stored through the drain supply line to the steam boiler.
  • the drain recovery system further includes a steam introduction line for introducing the first flush steam in the drain tank into the makeup water tank, and a surplus drain introduction line for introducing excess drain from the drain tank or load equipment into the makeup water tank. It has.
  • the surplus drain means the drain that leads from the drain tank to the makeup water tank when the drain cannot be introduced into the drain tank, for example, when the water level in the drain tank exceeds the set water level.
  • the steam introduction line includes a valve that opens when the pressure in the drain tank exceeds the set pressure or when the water level in the drain tank exceeds the set water level.
  • the surplus drain introduction line includes the following two forms.
  • a 1st form comprises the surplus drain indirect recovery means which guides a surplus drain to a make-up water tank via a drain tank.
  • the second form constitutes a surplus drain direct recovery means for guiding surplus drain from the drain return line to the make-up water tank without going through the drain tank.
  • the surplus drain introduction line is provided with an on-off valve that controls the flow of surplus drain into the makeup water tank.
  • a drain return line is provided with an on-off valve that controls the inflow of drain into the drain tank.
  • the replenishing water tank is provided with a condensing device for bringing the second flash steam generated from the first flush steam and the surplus drain into contact with the replenishing water in the replenishing water tank for condensation.
  • a condensing device for bringing the second flash steam generated from the first flush steam and the surplus drain into contact with the replenishing water in the replenishing water tank for condensation.
  • the first condensing device for condensing the first flash vapor and the second condensing device for condensing the second flash vapor are separate condensing devices, but may be a single condensing device. it can.
  • the first flash steam and the second flash steam are condensed in contact with the make-up water by the condensing device, and are recovered in the make-up water in the make-up water tank.
  • the drain tank can be reduced in capacity and size as compared with a system without a condensing device.
  • flash steam is generated when the first flash steam and / or the second flash steam comes into contact with makeup water.
  • this flash steam is the first flash steam and / or the second flash. It shall be included in the steam.
  • either the first condensing device or the second condensing device may not be provided.
  • a condensing device corresponding to the first flash steam or the second flash steam having a smaller generation amount is not provided. By doing so, it is possible to increase the amount of flash vapor recovered as a whole system. Increasing the recovery rate of flash steam leads to downsizing of the drain tank.
  • the condensing device is preferably configured to contact and mix with the first flash steam and / or the second flash steam while circulating make-up water in the make-up water tank.
  • circulating the make-up water in the make-up water tank preferably, one end is connected to the lower part of the make-up water tank, the other end is connected to the contact mixing part with the flash steam, and the make-up water is supplied by a circulation line having a circulation pump. Shall be circulated.
  • the contact portion of the make-up water with the first flash steam and / or the second flash steam becomes hot.
  • the temperature is 100 ° C. or higher, the flash vapor cannot be condensed and recovered.
  • the make-up water temperature in the make-up water tank can be made uniform at a relatively low temperature of less than 100 ° C, and more flash steam is condensed. Can be recovered.
  • the first flash steam is brought into contact with the make-up water in the first condensing device and guided into the make-up water tank, so that the first flash steam can be more reliably compared to the case where the first flash steam is led directly to the make-up water in the make-up water tank. Can be brought into contact with the low-temperature water in the tank.
  • the condensing device preferably includes a mixing unit and a circulating unit.
  • the mixing means includes a water sprinkler for sprinkling makeup water, and a mixing section (referred to as a contact mixing section) for bringing the first flash steam and / or the second flash steam into contact with the makeup water sprinkled from the sprinkler to condense. And a water guide part for guiding the condensed water in the mixing part into the liquid phase part of the makeup water tank.
  • the circulation means includes a circulation pump, and includes a circulation line that guides makeup water in the lower portion of the makeup water tank to the watering device.
  • the water spray function of the sprinkler of the mixing means makes it easy for the flash steam and make-up water to come into contact with each other, so that the flash steam can be efficiently condensed.
  • Sprinklers include those that eject makeup water in a shower or mist.
  • a second water sprinkler for watering the drain can be provided in the mixing section of the second condenser. If comprised in this way, the opportunity of a contact with drain and makeup water will increase in a mixing part, and it will become easy to contact the 2nd flash steam and makeup water which generate
  • a contact heat exchange member (which can be referred to as a contact heat exchange promotion member) that promotes contact between makeup water and flash steam is provided in the mixing section.
  • the makeup water from a 1st water sprinkler is guide
  • steam is guide
  • This contact heat exchange member has air permeability and water permeability, and has a function of promoting contact heat exchange between makeup water sprayed inside and flush steam, and preferably a demister can be used.
  • the demister refers to one having a function of atomizing make-up water with a mesh-like member to increase the contact area with flash steam and slowing the fall speed of the make-up water.
  • the contact heat exchange member is not limited to a demister, and an eliminator used for a cooling tower having a function similar to this demister can be used.
  • the mist make-up water from the sprinkler is collected in the contact heat exchange member, the fall speed is reduced, thereby increasing the chance of contact with the flash steam and cooling the flash steam. , Condensation is effected effectively.
  • the surplus drain direct recovery means includes a first valve that can be opened and closed provided in the drain return line, an upstream side of the first valve in the drain return line, and a makeup water tank. And a surplus drain introduction line connected between the two and a second valve that can be opened and closed provided in the surplus drain introduction line. Then, a first open / close state in which the first valve is opened and the second valve is closed and a second open / close state in which the first valve is closed and the second valve is opened can be selected. It is configured to be introduced into the makeup water tank via a condenser.
  • surplus drain direct recovery means By setting the second open / close state when there is an abnormality in which the drain tank cannot accommodate the drain, surplus drain that cannot be accommodated in the drain tank can be transferred to the makeup water tank without going through the drain tank. Can be introduced. As a result, the drain tank can be reduced in size compared to a system that guides excess drain directly to the drain tank. And condensation of the 2nd flash vapor which arises by introduction is performed in a condensation device, and the 2nd flash vapor can be collected.
  • the condensing device provided in the surplus drain introduction line includes a steam separation unit that separates the steam by causing the inflow surplus drain to collide with the separation plate.
  • the contact heat exchange member is provided below.
  • the first flash steam in the drain tank is preferably formed by spraying a relatively low temperature drain in the lower part of the drain tank and bringing it into contact with the gas phase part in the drain tank. It can comprise so that it may collect
  • the pressurizing valve that opens and closes according to the pressure in the drain tank, and has a pressure exceeding the atmospheric pressure from the steam boiler (including the steam header provided at the steam outlet of the steam boiler) to the drain tank.
  • a pressurized steam line for supplying pressurized steam can be provided.
  • the pressurizing valve is a valve that opens and closes mechanically in response to pressure, or a valve that opens and closes electrically by a pressure sensor.
  • the pressurizing valve is a single valve having the function of adjusting the supply steam amount or supply steam pressure and the function of shutting off the steam, but shuts off the steam from the valve for adjusting the supply steam amount or the supply steam pressure. It can also consist of a valve.
  • the steam boiler and the load equipment are not limited to specific types and structures.
  • drain tank is not limited to a specific structure as long as it is a sealed type.
  • the makeup water tank may be an open type tank and is not limited to a specific structure.
  • a motor valve, a solenoid valve, or an air drive valve can be used as the on-off valve provided in the surplus drain introduction line and the drain return line.
  • the drain recovery system 1 of the first embodiment includes a steam boiler 2, a drain return line 3, a drain tank 4, a makeup water line 5, a drain supply line 6, a makeup water tank 7, and an excess drain introduction line.
  • the steam boiler 2 supplies the load equipment 13 that uses steam through the steam supply line 2A.
  • a portion surrounded by a one-dot chain line Y is integrally configured as a drain recovery device.
  • the drain return line 3 supplies the drain discharged from the load device 13 to the drain tank 4 via a steam trap (not shown), and the first valve V1 as a drain return valve composed of a normally closed motor valve. It has.
  • the drain tank 4 is configured in a sealed manner, and supplies the stored drain to the steam boiler 2 through the drain supply line 6 having the drain pump 14.
  • a water level gauge 15 is connected to the drain tank 4 by a first communication pipe 16 that communicates the gas phase parts and a second communication pipe 17 that communicates the liquid phase parts.
  • the first series pipe 16 is provided with a pressure sensor 18 as a first pressure detector for detecting the pressure in the drain tank 4.
  • the pressure sensor 18 may be provided in the liquid phase part (or gas phase part) of the drain tank 4 or the water level gauge 15.
  • the water level meter 15 includes a differential pressure type water level sensor 19 as a first water level detector for detecting the water level in the water level meter 15 and a second water level detector for detecting an abnormal water level so as to back up the water level sensor 19. And an open / close switch type pressure switch 21 as a second pressure detector for detecting an abnormal pressure so as to back up the pressure sensor 18.
  • This pressure switch 21 may also be provided in the drain tank 4. A plurality of pressure switches can be provided.
  • the makeup water line 5 includes a makeup water pump 22 and a first check valve 23 that blocks the flow in the makeup water tank 7 direction, and drains the makeup water stored in the atmosphere-opening makeup water tank 7. This is supplied to the tank 4.
  • a re-dissolution preventing member (not shown) such as beads for floating the replenishing water in contact with the atmosphere and re-dissolving is floated on the upper surface of the liquid phase portion 7A in the replenishing water tank 7.
  • the make-up water tank 7 is provided with a make-up water replenishment line 24 for supplying deaerated water (or non-deaerated water) so that the water level in the make-up water tank 7 becomes the set water level by a water level detector (not shown).
  • the flow rate of the makeup water replenishment line 24 is adjusted.
  • the drain supply line 6 is provided with a drain pump 14 and a second check valve 25 that blocks the flow in the direction of the drain pump 14.
  • a drain circulation line 11 (including a part of the drain supply line 6) for circulating the drain in the drain tank 4 is provided between the drain pump 14 outlet side of the drain supply line 6 and the drain tank 4.
  • the circulation amount of the drain circulation line 11 is not less than the minimum flow rate (minimum flow) that is the minimum flow rate required for cooling the drain pump 14.
  • the drain circulation line 11 includes a first circulation line 11 ⁇ / b> A including an ejection pipe (which can be referred to as an injector) 26 serving as an injection unit having a nozzle that injects drain into the vapor phase portion in the drain tank 4 in a mist form.
  • the second circulation line 11B for returning the drain to the liquid phase part in the drain tank 4 is configured.
  • the first circulation line 11A is provided with a fifth valve V5 composed of a motor valve, and the second circulation line 11B is a flow resistance for adjusting the flow rate (minimum flow) of the second circulation line 11B when the fifth valve V5 is closed.
  • An orifice 27 is provided.
  • a first temperature sensor 28 is provided as a first temperature sensor for detecting the temperature of the drain supplied to the steam boiler 2.
  • the drain relief line 8 functions to introduce surplus drain from the load device 13 to the makeup water tank 7.
  • the surplus drain means a drain that could not be accommodated in the drain tank 4 for some reason.
  • This drain relief line 8 connects the upstream side of the first valve V1 of the drain return line 3 and the makeup water tank 7, and is provided with a second valve V2 as a drain relief valve comprising a normally open motor valve.
  • the pressurized steam line 9 connects the steam supply line 2A on the steam outlet side of the steam boiler 2 and the drain tank 4, and is provided with a third valve V3 including a motor valve as a pressurizing valve.
  • a pressure reducing valve (not shown) is provided on the primary side of the third valve V3 as necessary.
  • the pressure relief line 10 has a function of introducing the first flash steam in the drain tank 4 into the makeup water tank.
  • the first flash steam is flash steam generated when drain from the load device 13 flows into the drain tank 4. Since this first flash steam is indistinguishable from the pressurized steam introduced into the drain tank 4 through the pressurized steam line 9, in the present invention, the first flash steam includes the pressurized steam.
  • the pressure relief line 10 connects the gas phase portion of the drain tank 4 and the makeup water tank 7, and is connected in parallel with the pressure regulating valve 29 as a pressure relief valve that opens above the set pressure, and the pressure regulating valve 29.
  • a fourth valve V4 composed of a motor valve is provided.
  • the fourth valve V4 is opened by the pressure sensor 18 at an operating pressure (second operating pressure) higher than the operating pressure (first operating pressure) of the pressure regulating valve, closed at a differential pressure lower than the second operating pressure, and a pressure switch.
  • 21 is an on-off valve that closes at a working pressure higher than the second working pressure (third working pressure) 21 and opens at a differential pressure lower than the third working pressure.
  • the first operating pressure, the second operating pressure PH, and the third operating pressure PHH are, for example, 0.78 MPa, 0.83 MPa, and 0.9 MPa, respectively, but are not limited thereto.
  • the pressure regulating valve 29 is not limited to an on-off valve such as an electrically operated motor valve as described in Patent Document 1, and is not an electrically operated but a pressure that is mechanically opened and closed. It can be a regulating valve.
  • the on-off valve is preferably an on-off valve that is electrically operated by a pressure detector, but may be a pressure adjusting valve that opens and closes mechanically in response to pressure.
  • a reserve water supply line 30 for supplying make-up water from the make-up water tank 7 to the steam boiler 2.
  • the auxiliary water supply line 30 is provided with an auxiliary pump 31 attached to the steam boiler 2 and a third check valve 32 for blocking the flow in the direction of the auxiliary pump 31.
  • the makeup water tank 7 is provided with a first condensing device 33.
  • the first condenser 33 has a function of bringing the first flash steam introduced into the makeup water tank 7 through the pressure relief line 10 into contact with the relatively low temperature makeup water in the circulating makeup water tank 7 to condense. Device.
  • the 1st condensing device 33 specifically, has the structure shown in FIG. 1 and FIG.
  • the first condenser 33 includes a mixing unit 34 and a circulation unit 35.
  • the mixing means 34 forms the upper main body 36 ⁇ / b> A of the cylindrical main body 36 having a two-part configuration as a mixing portion 38 that brings the first flash vapor into contact with the makeup water sprayed from the water sprinkler 37 and condenses it.
  • the water spray 37, the contact mixing member 38 ⁇ / b> A composed of a demister, the connection section 40 to which the pressure relief line 10 is connected, and the condensed water generated in the mixing section 38 are supplied to the replenishing water tank 7 in order from the top.
  • a cylindrical water guiding portion 41 that leads into the liquid phase portion 7A is disposed.
  • the water sprinkler 37 is provided with a large number of ejection holes 37A for ejecting makeup water upward and onto the shower.
  • the watering structure including the makeup water injection direction of the watering device 37 is not limited to the illustrated one.
  • the contact heat exchange member 38 ⁇ / b> A is disposed so as to partition the upper space and the lower space of the mixing unit 38.
  • the connecting portion 40 is formed in a cylindrical shape with the tip closed, and an introduction port 40A is formed on the lower surface side.
  • the tip of the connecting portion 40 functions as a separation plate 40B that separates steam from the drain by collision of the drain when a two-phase flow drain is introduced.
  • the water guide part 40 closes an upper end so that steam and drain do not immediately enter the water guide part 41, and forms a plurality of water inlets 41A on the peripheral surface.
  • This connection part 40 comprises the steam separation part of this invention. Note that the vapor separator is not necessarily required in the first condenser 33 because the first flash vapor is introduced instead of the drain.
  • the lower end of the water inlet 41A is configured to be higher than the upper surface of a partition plate 42, which constitutes the inner bottom surface of the mixing unit 38, so that condensed water is stored in the inner bottom portion of the mixing unit 38. Further, in order to prevent re-dissolution of oxygen in the mixing unit 38, the temperature of the condensed water stored by a sensor (not shown) is detected, and the circulation line 48 is set so that the detected temperature becomes 95 to 100 ° C.
  • the circulation amount of makeup water is adjusted by the provided flow rate adjusting means (not shown).
  • the flow rate adjusting means may be adjusted manually, but may be automatically adjusted by the controller 12.
  • the water guide portion 41 is held by partition plates 42 and 43 that partition the upper main body 36A and the lower main body 36B of the cylindrical main body 36 at the joint portion.
  • the lower main body 36 ⁇ / b> B is provided with a steam introduction hole 44 to which the pressure relief line 10 is branched and connected, and a first steam outlet hole 45 communicating with the gas phase part 7 ⁇ / b> B of the makeup water tank 7.
  • a second steam outlet hole 41B is provided on the surface.
  • the first steam outlet hole 45 and the second steam outlet hole 41B guide the steam existing in the water guide section 41 to the gas phase section 7B of the makeup water tank 7, and make a small amount of steam exist in the gas phase section 7B. This is to prevent re-dissolution of oxygen.
  • the steam introduction hole 44 takes out a part of steam from a branch line (not shown) branched from the middle of the drain return line 3 and guides it into the lower main body 36 ⁇ / b> B. It is for purging the air in the makeup water tank 7 by guiding to the phase part 7A.
  • the steam guided into the lower main body 36 ⁇ / b> B can be obtained by directly taking out a part of the steam generated in the steam boiler 2 from the steam boiler 2.
  • the second vapor outlet hole 41B is for guiding the vapor contained in the liquid passing through the water guide portion 41 to the gas phase portion 7B.
  • the circulation means 35 includes a circulation pump 47 and includes a makeup water circulation line 48 that guides makeup water in the lower portion of the makeup water tank 7 to the sprinkler 37. Further, the makeup water tank 7 is provided with a second temperature sensor 50 as a second temperature detector that detects the makeup water temperature in the makeup water tank 7.
  • the makeup water tank 7 is provided with a second condensing device 39 having the same structure as the first condensing device 33.
  • the second condensing device 39 brings the second flash steam generated by surplus drain introduced into the makeup water tank 7 through the drain escape line 8 and the relatively low temperature makeup water in the circulating makeup water tank 7 into contact with each other. It is an apparatus having a function of condensing. Since the structure of the 2nd condensing apparatus 39 is the same as the 1st condensing apparatus shown in FIG. 2, the description is abbreviate
  • the controller 12 inputs signals from the pressure sensor 18, the water level sensor 19, the float switch 20, the pressure switch 21, the first temperature sensor 28, the second temperature sensor 50, etc., and based on a pre-stored control procedure.
  • the first valve V1 to the fifth valve V5, the drain pump 14, the makeup water pump 22 and the like are controlled.
  • the auxiliary pump 31 is controlled by the controller on the steam boiler 2 side, but may be configured to be controlled by the controller 12.
  • the control procedure of the controller 12 includes a drain tank pressure control procedure, a water level / drain temperature control procedure, a drain circulation control procedure for controlling the circulation of the drain circulation line 11, a makeup water temperature control procedure, and the like.
  • the water level / drain temperature control procedure includes the following first control and second control.
  • the first control drives the makeup water pump 22 when the temperature detected by the first temperature sensor 28 exceeds the first set temperature TH, stops the makeup water pump 22 when the temperature is equal to or lower than the first set temperature TH, and drives the makeup water pump 22.
  • the detected water level of the water level sensor 19 exceeds the first set water level LHH
  • the makeup water pump 22 is stopped, the first valve V1 and the second valve V2 are in the second open / close state, and at the first set water level LHH or less.
  • the makeup water pump 22 is driven to turn the first valve V1 and the second valve V2 into the first open / close state.
  • the first valve V1 and the second valve V2 are opened and closed.
  • the first valve V1 and the second valve V2 are controlled to be in the first open / close state at the second set temperature THH or lower.
  • the first set temperature TH and the second set temperature THH are 170 ° C. and 175 ° C., respectively, but the temperature is appropriately set in the range of 100 to 220 ° C. according to the system configuration and operating conditions. Is possible.
  • the drain circulation control procedure is performed when the temperature detected by the first temperature sensor 28 exceeds (or becomes higher) the first set temperature TH or is lower than (or below) the third set temperature TL lower than the first set temperature TH.
  • the procedure for stopping the drain circulation by the first circulation path 11A and the drain circulation by the first circulation path 11A are performed when the detected pressure of the first pressure detector 18 exceeds (or becomes higher) the first set pressure PH. Procedures. An example of this drain circulation control procedure is shown in FIG.
  • the makeup water temperature control procedure is a control procedure in which the circulating pump 47 is stopped when the temperature detected by the second temperature sensor 50 exceeds the fourth set temperature T4, and the circulating pump 47 is driven at a temperature lower than the fourth set temperature T4 by a differential amount. It is.
  • This makeup water temperature control procedure equalizes the water temperature in the makeup water tank 7 by driving the circulation pump 47, promotes the recovery of more flash steam, and sets the water temperature in the makeup water tank 7 to the fourth setting. Vibrations caused by exceeding the temperature T4 are prevented.
  • An example of this makeup water temperature control procedure is shown in FIG.
  • control procedure of the first valve V1 the control procedure of the second valve V2, the control procedure of the makeup water pump 22, the control procedure of the drain pump 14, the control procedure of the third valve V3, the fourth valve of the first embodiment.
  • the control procedure of V4, the control procedure of the fifth valve V5, and the control procedure of the circulation pump 47 are shown in FIGS. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, and 10, respectively.
  • processing step SN is simply referred to as SN
  • S11 processing step S1
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S11 processing step S11
  • S12 processing step S12
  • the pressure switch 21 is turned on, so YES is determined in S2 and S12, and the process returns to S1 and S11. Maintain the second open / close state.
  • the drain from the load device 13 is prevented from flowing into the drain tank, and instead flows into the makeup water tank 7.
  • the drain is collected into the makeup water tank 7 while continuing the operation of the load device 13.
  • the drain recovery is performed through the second condenser 39 as described above.
  • the second flush steam generated when the drain flows into the makeup water tank 7 is collected, and the detailed operation will be described later.
  • the drain is collected into the makeup water tank 7 while the operation of the load device 13 is continued as in the case where the pressure in the drain tank 4 is abnormally high.
  • the drain pump 14 is stopped, but the operation of the steam boiler 2 is continued by driving the auxiliary pump 31 as in the case where the water level in the drain tank 4 is an abnormally high water level.
  • the process proceeds to S4 and S14, and it is determined whether or not the water level sensor 19 detects an excess of the first set water level LHH (a value higher than the differential by LHH).
  • the water level in the water level meter 15 exceeds the first set water level LHH, YES is determined in S4 and S14, and the process returns to S1 and S11 to maintain the second open / close state.
  • the drain tank 4 exceeds the first set water level LHH, the inflow of drain into the drain tank 4 is blocked, and the drain tank 4 is prevented from becoming an abnormally high water level. Then, as in the case where the pressure in the drain tank 4 is abnormally high, the drain is collected into the makeup water tank 7 while the operation of the load device 13 is continued. At this time, the drain pump 14 is stopped, but the operation of the steam boiler 2 is continued by driving the auxiliary pump 31 as in the case where the water level in the drain tank 4 is an abnormally high water level.
  • the drain temperature in the drain tank 4 can be quickly reduced by the drain inflow prevention operation and the drain cooling operation by the control of the makeup water pump 22 described below.
  • the makeup water pump 22 is stopped.
  • S22 it is determined whether or not the pressure switch 21 is ON. If YES, the process proceeds to S21 to stop the water supply pump 21, and if NO, the process proceeds to S23 to determine whether the float switch 20 has detected an abnormally high set water level.
  • the makeup water pump 22 is stopped. If NO is determined in S23, the process proceeds to S24, in which it is determined whether or not the water level sensor 19 has detected that the first set water level LHH (> LH) has been exceeded (a value higher than the LHH by a differential amount). If YES, the process proceeds to S21 and the makeup water pump 22 is stopped.
  • the process proceeds to S26, where the water level in the drain tank 4 exceeds the second set water level LH (the differential amount from LH). A high value is detected). If YES is determined, the process proceeds to S21 and the makeup water pump 22 is stopped. As described later, when the drain pump 14 is driven, the water level in the drain tank 4 is lowered, the water level becomes equal to or lower than the second set water level LH, and when NO is determined in S26, the process proceeds to S27, and the makeup water pump 22 is driven. By driving the makeup water pump 22, low temperature makeup water is replenished from the makeup water tank 7 into the drain tank 4.
  • the drain cooling control (first control) is performed.
  • first control when the water level in the drain tank 4 exceeds the first set water level LHH or the drain temperature becomes equal to or higher than the second set temperature THH, the first valve V1 and the second valve V2 are opened and closed.
  • control (second control) is performed so that a large amount of heat held by the drain is not taken into the drain tank 4.
  • the first control and the second control cause the drain in the drain tank 4 to be discharged in a short time compared to the system of Patent Document 1. To be cooled. As a result, the operation time of the makeup water pump 22 can be shortened, and power can be saved.
  • the process proceeds to S33, and it is determined whether or not the float switch 20 is equal to or higher than the abnormally low set water level. In the case of YES, the process proceeds to S31 and the drain pump 14 is stopped. If NO is determined in S33, the process proceeds to S34, in which it is determined whether or not the sensor 19 has detected an excess of the third set water level LLL ( ⁇ second set water level LH) (a value higher than the LLL by a differential amount). . When determination is NO, it transfers to S31, the pump 14 is stopped, and the water supply to the steam boiler 2 is not performed.
  • the process proceeds to S35, and the pressure sensor 18 exceeds the third set pressure PLL lower than the second set pressure PL (differential from the PLL). Whether the value is higher). If it is detected in S35 that the pressure is equal to or lower than the third set pressure PLL, NO is determined, the process proceeds to S31, and the drain pump 14 is stopped. If YES in S35, the process proceeds to S36, and the drain pump 14 is driven.
  • the drain pump 14 is basically driven under the condition that the water level in the drain tank 4 exceeds the third set water level LLL and the pressure exceeds the third set pressure PLL, and the drain pump 4 Drain is supplied to the steam boiler 2. Note that, when the drain pump 14 is stopped by failure, the operation of the steam boiler 2 is continued by driving the auxiliary pump 31 as described above.
  • the process proceeds to S43 to determine whether or not the float switch 20 is below the abnormally low set water level. In YES, it transfers to S41 and closes the 3rd valve V3. If NO is determined in S43, the process proceeds to S44, and it is determined whether or not the water level sensor 19 has detected an excess of the third set water level LLL (a value higher than the LLL by a differential amount). When the water level is equal to or lower than the third set water level LLL and NO, the third valve V3 is closed.
  • the process proceeds to S45 to determine whether the pressure sensor 18 exceeds the second set pressure PL that is lower than the abnormally high set pressure and higher than the third set pressure PLL (a value that is higher than the PL by a differential amount). judge. In YES, it transfers to S41 and closes the 3rd valve V3. If it is detected in S45 that the pressure is equal to or lower than the second set pressure PL, NO is determined, the process proceeds to S46, and the third valve V3 is opened.
  • the third valve V3 basically opens under the condition that the water level in the drain tank 4 is equal to or higher than the third set water level LL and the pressure is lower than the second set pressure PL. Steam is supplied into the tank 4 to maintain the pressure in the drain tank 4 at approximately the second set pressure PL.
  • pressure adjusting valve 29 opens when the pressure in drain tank 4 becomes equal to or higher than a set pressure (a value lower than the abnormally high set pressure and higher than the second set pressure PL). Is controlled below the set pressure of the pressure regulating valve 29. However, the pressure rises due to a failure of the pressure regulating valve 29, and the pressure detected by the pressure sensor 18 becomes the first set pressure PH (a value lower than the abnormally high set pressure and higher than the second set pressure PL). If it exceeds (a value higher than the differential by PH), YES is determined in S52, the determination of NO in S53 is made, and the fourth valve V4 is opened in S54.
  • the pressure switch 21 When the pressure further increases due to a failure of the fourth valve V4 and the pressure switch 21 detects an abnormally high pressure, the pressure switch 21 is turned on, NO is determined in S53, and the fourth valve V4 is closed. When the pressure switch 21 detects an abnormally high pressure, the system 1 is stopped. Closing the fourth valve V4 is part of the interlock operation. If the interlock state is not set, the fourth valve V4 can be configured to open if YES is determined in S53.
  • the fourth valve V4 basically opens under the condition that the pressure in the drain tank 4 exceeds the first set pressure PH. Therefore, even if the pressure regulating valve 29 fails, the fourth valve V4 passes through the steam release line 10 and drains.
  • the high-pressure steam in the tank 4 is released into the make-up water tank 7 through the first condensing device 33 to prevent abnormal high pressure in the drain tank 4.
  • the high-pressure steam in the drain tank 4 includes flush steam generated when the drain flows into the drain tank 4 and pressurized steam guided to the drain tank 4 through the pressurized steam line 9. Is referred to as the first flash steam.
  • the first condenser 34 collects the first flash vapor, and the detailed operation thereof will be described later.
  • the process proceeds to S63, and it is determined whether the temperature detected by the temperature sensor 28 is equal to or higher than the second set temperature THH. If YES is determined in S ⁇ b> 33, the process proceeds to S ⁇ b> 61, the fifth valve V ⁇ b> 5 is closed, and the drain is not ejected into the drain tank 4.
  • the process proceeds to S64 to determine whether or not the temperature detected by the temperature sensor 28 is lower than the third set temperature TL.
  • the process proceeds to S61, the fifth valve V5 is closed, and the drain is not ejected into the drain tank 4. The reason is as follows. If the drain is injected while the drain temperature in the drain tank 4 is low, the pressure in the drain tank 4 decreases, the third valve V3 opens, and steam is prevented from being supplied from the pressurized steam line 9. is there.
  • the fifth valve V5 basically has a drain temperature in the drain tank 4 of the second set temperature THH or less and a third set temperature TL or more, and the drain tank 4 pressure is the first set pressure. It opens under the condition of exceeding PH, and the drain is ejected from the ejection pipe 26. As a result, it is possible to efficiently recover the heat of the gas phase portion in the drain tank 4 and obtain a high-temperature drain without increasing the drain temperature more than necessary.
  • circulation pump 14 is stopped in S71.
  • S72 it is determined whether or not the detected temperature of the second temperature sensor 50 is a value that exceeds T4 (a value that is higher than T4 by a differential amount). If YES is determined, the circulation pump 14 is stopped. When T4 or less is detected in S72, the process proceeds to S73, and the circulation pump 50 is driven. Note that the control of the circulation pump 50 of the second condenser 39 is the same as the control of the circulation pump 50 of the first condenser 39.
  • the relatively low temperature makeup water in the lower portion of the makeup water tank 7 is guided to the water sprayer 37 through the makeup water circulation line 48, and is ejected in a shower form from the ejection hole 37A. Is done.
  • the ejected replenishment water falls toward the contact heat exchange member 38A as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the first flash steam from the pressure relief line 10 collides with the separation plate 40B of the connecting portion 40 as shown by the broken line arrow X1 in FIG. 2, changes direction, and flows into the mixing portion 38 from the inlet 40A. Then, the inside of the mixing portion 38 below the contact heat exchange member 38A is filled. When the first flash vapor contains liquid droplets, they are separated at the time of collision with the separation plate 40B and stored in the inner bottom portion of the separation portion 38.
  • the contact heat exchange member 38A liquid molecules contained in the makeup water from the sprinkler 37 are collected, and the falling speed is reduced.
  • the first flash steam is efficiently condensed by contact mixing with makeup water in the contact heat exchange member 38A. Note that when the collected liquid molecules and the first flash vapor come into contact with each other, new flash vapor is also generated at the same time as the condensation. This flash vapor is also cooled and condensed in the contact heat exchange member 38A.
  • the condensed water is stored in the inner bottom portion of the separation unit 38, and then flows into the water guiding unit 41 from the water guiding port 41 ⁇ / b> A and is guided to the liquid phase unit 7 ⁇ / b> A of the makeup water tank 7.
  • the operation of the second condensing device 39 is basically the same as the operation of the first condensing device 33, but the inflowing fluid is vapor in the first condensing device 33, whereas The condensing device 39 is different in that it is a high-temperature and high-pressure drain that flows through the drain escape line 8. Below, it demonstrates focusing on the difference in operation
  • the makeup water ejected from the sprinkler 37 falls toward the contact heat exchange member 38A as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the drain from the drain relief line 8 is a two-phase flow of liquid and vapor.
  • the drain flows from the connecting portion 40 due to a pressure difference and collides with the separation plate 40B, where the liquid and the gas are separated.
  • the separated steam changes its direction, flows from the inlet 40A into the mixing section 38, and rises toward the contact heat exchange member 38A. Then, the drained water and the liquid or vapor in the mixing unit 38 come into contact with each other to generate second flash vapor.
  • the drain after separation falls downward and is stored in the bottom of the separation part 38.
  • the separated steam and the second flash steam are condensed by the contact heat exchange member 38 ⁇ / b> A in the same manner as the first condenser 33.
  • By separating the steam by the separation plate 40B it is possible to increase the contact efficiency of flash steam and makeup water.
  • the drain recovery system of the first embodiment can reduce the size of the drain tank 4. . This miniaturization will be described in detail.
  • the amount of drain (first drain amount) leaving the drain tank 4 is determined by the load fluctuation of the steam boiler 2. Further, the drain amount (second drain amount) flowing into the drain tank 4 is determined by the load fluctuation of the load device 13.
  • the drain tank 4 cannot store the drain and the drain overflows. As described above, when the drain overflows, a large amount of second flash steam is generated, and in the case of a conventional system that does not include the second condensing device 39, the heat of the flash steam is discarded to the atmosphere and heat loss occurs. In order to solve this problem, it is necessary to increase the capacity of the drain tank 4.
  • the first flash steam is generated when the drain from the load device 13 flows into the drain tank 4. If the drain tank 4 has a small capacity, the first flash steam is discharged from the pressure relief line 8. The amount increases. In the case of a conventional system that does not include the first condensing device 39, the heat of the flash vapor is discarded to the atmosphere, and heat loss occurs. In order to solve this problem, it is necessary to increase the capacity of the drain tank 4.
  • the first condensing device 33 and the second condensing device 39 are provided, and the first flash steam and the second flash steam are efficiently recovered, so that the capacity of the drain tank 4 is not increased. That is, heat loss can be suppressed by the small drain tank 4.
  • the capacity of the drain tank 4 of the first embodiment is 1 (for example, 1000 L)
  • the capacity of the drain tank 4 of the conventional system is 3.4 (for example, 3400 L).
  • the conventional system has a remarkable effect that the number of drain tanks 4 in the system implementing the first embodiment can be reduced by 2.4. Further, this downsizing can greatly reduce the installation area of the system.
  • the present invention is not limited to the first embodiment, and the condensing devices 33 and 39 may employ those shown in FIG.
  • the difference from the first embodiment is that in the second embodiment, the contact heat exchange member 38 ⁇ / b> A is omitted, and the second sprinkler 51 is disposed below the first sprinkler 37 instead of the connecting portion 40. It is a point provided in. Similar to the first sprinkler 37, the second sprinkler 51 is provided with a large number of ejection holes 51A for ejecting the drain upward onto the shower.
  • the makeup water ejected from the sprinkler 37 falls downward as shown by the solid line arrow in FIG.
  • the drain is ejected from the ejection hole 51A, and at this time, the second flash vapor is generated in contact with the liquid or vapor in the mixing unit 38.
  • the second flash vapor fills the mixing portion 38 and condenses upon contact with the falling spray-like makeup water.
  • the condensate and the drain which has not become flash steam fall and are stored in the inner bottom of the separation unit 38, and then flow into the water guide 41 through the water inlet 41 ⁇ / b> A and are led to the liquid phase part 7 ⁇ / b> A of the makeup water tank 7. .
  • the present invention includes Embodiment 3 shown in FIGS.
  • the first flash steam or drain is not supplied directly to the mixing unit 36 but is supplied to the makeup water tank. And it replaces with the condensation apparatuses 33 and 39 of Example 1, and the condensation apparatus 33 shown in FIG. 13 is provided.
  • the contact heat exchange member 38A is provided below the sprinkler 37 as in the first embodiment.
  • the present invention includes a system in which one of the first condensing device 33 and the second condensing device 39 is deleted.
  • Example 4 shown in FIG. 14 the first condenser device 33 is deleted, and the other configurations are the same as those in Example 1. Therefore, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted. .
  • this invention includes the system of Example 5 shown in FIG. 15 which made the 1st condensing device 33 and the 2nd condensing device 39 common.
  • the pressure relief line 10 is connected to the condensing device 39 of the fourth embodiment shown in FIG.
  • the connection position of the pressure relief line 10 is the mixing portion 38 of FIG. 2 in FIG. 15, it can be the drain relief line 8. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the present invention includes Example 6 shown in FIG.
  • the sixth embodiment is different from the first embodiment in which the surplus drain direct recovery means that leads from the drain return line 8 to the make-up water tank 7 without going through the drain tank 7, and the surplus drain is passed through the drain tank 4.
  • Surplus drain indirect recovery means for guiding to the makeup water tank 7 is provided.
  • the surplus drain indirect recovery means includes a drain relief line 8 and a second valve V2 provided in the drain relief line 8. Although this second valve V2 is normally closed, it opens when the water level in the drain tank 4 exceeds the set water level, and guides excess drain that cannot be accommodated to the makeup water tank 7.
  • the first condensing device 33 and the second condensing device 39 are provided as in the first embodiment.
  • the operation of the second condensing device 39 of the sixth embodiment differs from the second condensing device 39 of the first embodiment only in that the drain temperature and pressure flowing in are low, and the operation is basically the same. The description is omitted.
  • Drain recovery system Steam boiler 3 Drain return line 4 Drain tank 5 Supply water line 6 Drain supply line 7 Supply water tank 8 Drain relief line (excess drain introduction line) 10 Pressure relief line (steam introduction line) 12 Controller (control means) DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Load apparatus 14 Drain pump 33 1st condensation apparatus 34 Mixing means 35 Circulation means 37 Sprinkler 38 Mixing part 38A Contact heat exchange member 39 2nd condensation apparatus 40 Connection part (steam separation part) 40B Separator plate 41 Water transfer section 47 Circulation pump 48 Circulation line (Supply water circulation line) V1 1st valve (drain return valve) V2 Second valve (drain relief valve)

Landscapes

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Abstract

　有効ドレン回収率を低下させることなくドレンタンクの小型化を実現する。蒸気ボイラ（２）と、密閉型のドレンタンク（４）と、大気開放型の補給水タンク（７）とを備えるクローズドドレン回収システムであって、ドレンタンク（４）内の第一フラッシュ蒸気を補給水タンク（７）へ導入する蒸気導入ライン（１０）と、ドレンタンク（４）からの余剰ドレンを補給水タンク（７）へ導入する余剰ドレン導入ライン（８）と、補給水タンク（７）に設けられ、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記余剰ドレンから発生する第二フラッシュ蒸気を前記補給水タンク（７）内の補給水と接触させて凝縮させる凝縮装置（３３），（３９）を備える。

Description

クローズドドレン回収システム
　この発明は、負荷機器で生成した高温のドレンをドレンタンクに回収して、回収したドレンを蒸気ボイラへ供給して利用するドレン回収システムに関する。本願は、２０１２年３月２９日に日本に出願された特願２０１２－０７６０２５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　この種のドレン回収システムとしては、特許文献１のような大気開放型のドレンタンクにドレンを回収して蒸気ボイラへ供給して利用するオープンドレン回収システムが知られている。このオープンドレン回収システムにおいては、高温高圧のドレンがドレンタンクに流入すると多量のフラッシュ蒸気が発生するため有効ドレン回収率は多くても４０％～５０％程度である。このため特許文献１のように、フラッシュ蒸気の回収を図るために、種々の工夫がなされているが、これらの工夫にも拘わらずシステム全体としての有効ドレン回収率は制限されてしまう。なお、有効ドレン回収率とは、（ドレン戻り量－大気に放出されたフラッシュ蒸気量）／ドレン戻り量で定義される。
　この課題を根本的に解消するものとして、特許文献２のような密閉型のドレンタンクにドレンを回収して蒸気ボイラへ供給して利用するクローズドドレン回収システムが知られている。このクローズドドレン回収システムは、ドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気から熱回収することなく大気へ放出することを防止するので、有効ドレン回収率を向上させることができる。これは、ドレン戻り量に対してドレンタンクの容量を大きくすることで、さらなる回収率の向上が期待できる。
特開２００９－１５０６０３号公報 特開２００６－１０５４４２号公報
　しかしながら、クローズドドレン回収システムのドレンタンクの容量を大きくすると、システムの設置スペースが広くなると共にシステムのイニシャルコストも高くなるので、ドレンタンクの小型化が課題となる。
　ドレンタンクを小型化すると、負荷変動が起き単位時間当たりのドレンの戻り量が多くなった場合、戻ってきたドレン全てをドレンタンクに収容できず、余剰ドレンを大気開放型の補給水タンクへ逃がしたりドレンタンクで発生したフラッシュ蒸気（ドレンタンクの加圧蒸気を含む）を補給水タンクへ放出しなければならない。またドレンタンクでは、ドレンの自圧送水の際に発生したフラッシュ蒸気を補給水タンクへ放出する。これらの余剰ドレンやフラッシュ蒸気が補給水タンクへ放出された場合、これらの持つ熱を完全に回収することができず、有効ドレン回収率が低下してしまうというクローズドドレン回収システム特有の課題がある。
　この発明が解決しようとする課題は、有効ドレン回収率を低下させることなくドレンタンクの小型化を実現できるクローズドドレン回収システムを提供することである。
　この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻りラインを通して前記負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレン供給ラインを通して貯留したドレンを前記蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ラインを通して補給水を前記ドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクとを備えるクローズドドレン回収システムであって、
　前記ドレンタンク内の第一フラッシュ蒸気を前記補給水タンクへ導入する蒸気導入ラインと、
　前記ドレンタンクからまたは前記負荷機器からの余剰ドレンを前記補給水タンクへ導入する余剰ドレン導入ラインと、
　前記補給水タンクに設けられ、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記余剰ドレンから発生する第二フラッシュ蒸気を前記補給水タンク内の補給水と接触させて凝縮させる凝縮装置を備えたことを特徴としている。
　請求項１に記載の発明によれば、前記凝縮装置により、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記余剰ドレンから発生する第二フラッシュ蒸気が前記補給水タンク内の補給水と接触して凝縮するので、フラッシュ蒸気が大気中に逃げることによる有効ドレン回収率の低下を防止しながら前記ドレンタンクを小型化することができる。
　また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記凝縮装置は、補給水を前記補給水タンク内で循環させながら前記第一フラッシュ蒸気および／または前記第二フラッシュ蒸気と接触させるように構成されることを特徴としている。
　請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明による効果に加えて、前記補給水タンク内の補給水温度を１００℃未満で均一化でき、かつタンク内下部の比較的低温の水と接触させることができるようになるため、より多くのフラッシュ蒸気を凝縮させることができ、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　また、請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記凝縮装置は、混合手段および循環手段を備え、
　前記混合手段は、散水器を備え、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記第二フラッシュ蒸気を前記散水器から散水される補給水と接触させ凝縮させる混合部と、前記混合部の凝縮水を前記補給水タンクの液相部内へ導く導水部とを含んで構成され、
　前記循環手段は、循環ポンプを備え、前記補給水タンク内下部の補給水を前記散水器へ導く循環ラインを含んで構成されることを特徴としている。
　請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明による効果に加えて、前記混合手段により、フラッシュ蒸気と補給水との接触をし易くして、フラッシュ蒸気を効率よく凝縮させることができ、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記混合部に補給水と蒸気との接触熱交換部材を設けることを特徴としている。
　請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明による効果に加えて、フラッシュ蒸気と補給水の接触効率を高めることができ、より一層フラッシュ蒸気を効率よく凝縮させることができ、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　請求項５に記載の発明は、請求項１～請求項４において、前記蒸気導入ラインおよび前記余剰ドレン導入ラインを備え、
　前記凝縮装置が前記蒸気導入ラインおよび前記余剰ドレン導入ラインの前記補給水タンクの接続部に設けられることを特徴としている。
　請求項５に記載の発明によれば、請求項１～請求項４に記載の発明による効果に加えて、第一フラッシュ蒸気および第二フラッシュ蒸気の凝縮を行うことができ、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　請求項６に記載の発明は、請求項１～請求項５において、前記ドレン戻りラインに設けられる開閉可能な第一弁と、
　前記ドレン戻りラインの前記第一弁の上流側と前記補給水タンクとの間に接続される余剰ドレン導入ラインと、
　前記余剰ドレン導入ラインに設けられる開閉可能な第二弁とを備え、
　前記第一弁を開き、前記第二弁を閉じる第一開閉状態と、前記第一弁を閉じ、前記第二弁を開く第二開閉状態とを選択可能に構成し、
　前記第二開閉状態として余剰ドレンを前記補給水タンクに導入することを特徴としている。
　請求項６に記載の発明によれば、請求項１～請求項５に記載の発明による効果に加えて、前記ドレンタンクにてドレンを収容できない異常時において前記第二開閉状態とすることで、ドレンを補給水タンクに導入して、導入により生ずる第二フラッシュ蒸気の凝縮を行うことができ、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　さらに、請求項７に記載の発明は、請求項６において、前記余剰ドレン導入ラインに設けられる凝縮装置は、分離板に流入余剰ドレンを衝突させて蒸気を分離させる蒸気分離部を前記混合部の接触熱交換部材の下方に備えることを特徴としている。
　請求項７に記載の発明によれば、請求項６に記載の発明による効果に加えて、前記余剰ドレン導入ラインの２相流のドレンから蒸気を効果的に分離でき、分離した蒸気と補給水との接触による凝縮を促進でき、前記ドレンタンクをより一層小型化できるという効果を奏する。
　この発明によれば、有効ドレン回収率を低下させることなくドレンタンクの小型化を実現するクローズドドレン回収システムを提供することができる。
この発明を実施したドレン回収システムの実施例１の概略構成図である。 同実施例１の凝縮装置の断面による概略構成図である。 同実施例１の第一弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の第二弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の補給水ポンプの制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１のドレンポンプの制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の第三弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の第四弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の第五弁の制御プログラムを説明するフローチャート図である。 同実施例１の循環ポンプの制御プログラムを説明するフローチャート図である。 この発明を実施したドレン回収システムの実施例２の凝縮装置を示す断面による概略構成図である。 この発明を実施したドレン回収システムの実施例３の概略構成図である。 同実施例３の凝縮装置を示す断面による概略構成図である。 この発明を実施したドレン回収システムの実施例４の概略構成図である。 この発明を実施したドレン回収システムの実施例５の概略構成図である。 この発明を実施したドレン回収システムの実施例６の概略構成図である。
　つぎに、この発明の実施の形態について説明する。この発明の実施の形態は、蒸気ボイラの蒸気使用機器である負荷機器から回収したドレンを蒸気ボイラへ供給して利用するクローズドドレン回収システム（以下、オープンドレン回収システムと区別する必要が無い場合、単にドレン回収システムという。）に好適に実施される。
　この実施の形態を具体的に説明する。この実施の形態のドレンシ回収ステムは、蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻りラインを通して負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレン供給ラインを通して貯留したドレンを蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ラインを通して補給水をドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクとを備えている。
　このドレン回収システムは、さらに、ドレンタンク内の第一フラッシュ蒸気を補給水タンクへ導入する蒸気導入ラインと、ドレンタンクからまたは負荷機器からの余剰ドレンを前記補給水タンクへ導入する余剰ドレン導入ラインを備えている。余剰ドレンは、ドレンタンク内の水位が設定水位を超過する場合などドレンタンク内にドレンを導入できない場合に、ドレンタンクから補給水タンクへ導くドレンを意味する。蒸気導入ラインには、ドレンタンク内の圧力が設定圧力を超過するか、またはドレンタンク内水位が設定水位を超過すると開く弁を備える。
　負荷機器からのドレンがドレンの圧力より低く大気圧を超過する圧力のドレンタンクへ流入すると、ドレンタンク内でフラッシュ蒸気が発生する。このフラッシュ蒸気を第一フラッシュ蒸気と称する。この第一フラッシュ蒸気の量は、ドレンタンクを小型化するほど増加する。この出願明細書においては、ドレンタンク内を所定の圧力に加圧するために蒸気ボイラからドレンタンクへ導入される加圧蒸気を第一フラッシュ蒸気に含むものとして説明している。
　前記余剰ドレン導入ラインは、つぎの二つの形態を含む。第一の形態は、余剰ドレンを、ドレンタンクを経由して補給水タンクへ導く余剰ドレン間接回収手段を構成するものである。第二の形態は、余剰ドレンを、ドレンタンクを経由することなくドレン戻りラインから補給水タンクへ導く余剰ドレン直接回収手段を構成するものである。余剰ドレン導入ラインには、補給水タンクへの余剰ドレンの流入を制御する開閉弁を備える。また、間接回収手段においては、ドレン戻りラインにドレンタンクへのドレンの流入を制御する開閉弁を備える。
　いずれの形態においても、余剰ドレン導入ラインを通して大気圧を越える余剰ドレンが補給水タンクに導入されると、余剰ドレンが大気圧の補給水タンクの補給水または空気と接触してフラッシュ蒸気が発生する。このフラッシュ蒸気を第二フラッシュ蒸気と称する。この第二フラッシュ蒸気の量は、ドレンタンクの小型化に伴い、余剰ドレンが増加するに連れて増加する。
　そして、この実施の形態の特徴とするところは、第一フラッシュ蒸気および余剰ドレンから発生する第二フラッシュ蒸気を補給水タンク内の補給水と接触させて凝縮させる凝縮装置を補給水タンクに備えたことにある。この凝縮装置は、好ましくは、第一フラッシュ蒸気を凝縮させる第一凝縮装置と、第二フラッシュ蒸気を凝縮させる第二凝縮装置とを別の凝縮装置とするが、一つの凝縮装置とすることもできる。
　この実施の形態によれば、第一フラッシュ蒸気および第二フラッシュ蒸気は、凝縮装置により補給水と接触して凝縮されて、補給水タンクの補給水に回収されるので、ドレン戻り量を同じとした場合、凝縮装置を備えないシステムと比較して、ドレンタンクを小容量化、小型化できる。なお、第一フラッシュ蒸気および／または第二フラッシュ蒸気が補給水と接触した際にフラッシュ蒸気が発生するが、このフラッシュ蒸気は、この発明実施の形態では、第一フラッシュ蒸気および／または第二フラッシュ蒸気に含めるものとする。
　この実施の形態のドレン回収システムにおいては、第一凝縮装置および第二凝縮装置のいずれか一方を備えないものとすることができる。この場合、発生量が少ない方の第一フラッシュ蒸気または第二フラッシュ蒸気に対応する凝縮装置を備えないものとする。こうすることで、システム全体としてのフラッシュ蒸気の回収量を多くすることができる。フラッシュ蒸気の回収率を上げることは、ドレンタンクの小型化につながる。
　この実施の形態においては、凝縮装置は、好ましくは、補給水を補給水タンク内で循環させながら第一フラッシュ蒸気および／または第二フラッシュ蒸気と接触させ、混合させるように構成される。補給水を補給水タンク内で循環させる形態として、好ましくは、一端が補給水タンクの下部と接続され、他端がフラッシュ蒸気との接触混合部と接続され、循環ポンプを有する循環ラインによって補給水を循環させるものとする。
　補給水タンク内の補給水を循環させないと、補給水の第一フラッシュ蒸気および／または第二フラッシュ蒸気との接触部分が高温となる。その温度が１００℃以上となると、フラッシュ蒸気を凝縮して回収できない。補給水を循環させながらフラッシュ蒸気と補給水とを接触させることで、補給水タンク内の補給水温度を１００℃未満の比較的低温で均一化することができ、より多くのフラッシュ蒸気を凝縮して回収できる。なお、第一フラッシュ蒸気を第一凝縮装置で補給水と接触混合させて補給水タンク内へ導くことにより、第一フラッシュ蒸気を直接補給水タンク内の補給水へ導くものと比較してより確実にタンク内の低温水と接触させることができる。
　また、この実施の形態においては、凝縮装置は、好ましくは、混合手段および循環手段を備える。そして、混合手段は、補給水を散水する散水器を備え、第一フラッシュ蒸気および／または第二フラッシュ蒸気を散水器から散水される補給水と接触させ凝縮させる混合部（接触混合部と称することができる。）と、混合部の凝縮水を補給水タンクの液相部内へ導く導水部とを含んで構成される。また、循環手段は、循環ポンプを備え、補給水タンク内下部の補給水を前記散水器へ導く循環ラインを含んで構成される。
　このように構成すると、混合手段の散水器の散水機能により、フラッシュ蒸気と補給水とが接触し易くなり、フラッシュ蒸気を効率よく凝縮させることができる。散水器は、補給水をシャワー状に噴出したり、霧状に噴出するものを含む。
　この好ましい実施の形態において、第二凝縮装置の混合部には、ドレンを散水する第二の散水器を設けることができる。このように構成すると、混合部内でドレンと補給水との接触の機会が多くなり、これに伴い発生する第二フラッシュ蒸気と補給水とが接触し易くなり、第二フラッシュ蒸気を効率よく凝縮させることができる。
　また、この実施の形態においては、好ましくは、補給水とフラッシュ蒸気との接触を促進する接触熱交換部材（接触熱交換促進部材と称することができる。）を混合部に設けることように構成する。そして、第一散水器からの補給水が接触熱交換部材の上方から接触熱交換部材へ導かれ、フラッシュ蒸気が接触熱交換部材の下方から接触熱交換部材へと導かれるように構成する。　
　この接触熱交換部材は、通気性および通水性を有し、内部において散水された補給水とフラッシュ蒸気との接触熱交換を促進する機能を有するもので、好ましくは、デミスタを用いることができる。ここでは、デミスタとは、メッシュ状部材によって補給水を微粒化させフラッシュ蒸気との接触面積を広くすると共に補給水の落下速度を遅くする機能を有するものをいう。なお、接触熱交換部材は、デミスタに限定されないものであり、このデミスタと類似の機能を有する冷却塔に用いるエリミネータを用いることができる。
　この好ましい実施の形態では、接触熱交換部材において散水器からの霧状の補給水が捕集され、落下速度が低下し、これによりフラッシュ蒸気との接触の機会が増大して、フラッシュ蒸気の冷却、凝縮が効果的に行われる。
　さらに、この実施の形態においては、好ましくは、前記の余剰ドレン直接回収手段を、ドレン戻りラインに設けられる開閉可能な第一弁と、ドレン戻りラインの第一弁の上流側と補給水タンクとの間に接続される余剰ドレン導入ラインと、余剰ドレン導入ラインに設けられる開閉可能な第二弁とを備えるものとすることができる。そして、第一弁を開き、第二弁を閉じる第一開閉状態と、第一弁を閉じ、第二弁を開く第二開閉状態とを選択可能に構成し、第二開閉状態として余剰ドレンを凝縮装置を介して補給水タンクに導入するように構成する。
　この余剰ドレン直接回収手段を備えることにより、ドレンタンクにてドレンを収容できない異常時において第二開閉状態とすることで、ドレンタンクに収容できない余剰ドレンをドレンタンクを経由することなく補給水タンクに導入することができる。その結果、余剰ドレンを直接ドレンタンクに導くシステムと比較して、ドレンタンクを小型化できる。そして、導入により生ずる第二フラッシュ蒸気の凝縮が凝縮装置にて行われ、第二フラッシュ蒸気を回収することができる。
　この余剰ドレン直接回収の構成を備える実施の形態においては、好ましくは、余剰ドレン導入ラインに設けられる凝縮装置には、分離板に流入余剰ドレンを衝突させて蒸気を分離させる蒸気分離部を混合部の接触熱交換部材の下方に設ける。このように構成することにより、余剰ドレン導入ラインから流入する蒸気とドレンとの２相流となっているドレンが分離板に衝突するので、ドレンから蒸気を効果的に分離できる。その結果、分離した蒸気と補給水との接触による凝縮が促進される。
　以上説明した実施の形態において、ドレンタンク内の第一フラッシュ蒸気は、好ましくは、ドレンタンク内の気相部にドレンタンク内下部の比較的低温のドレンを散水して接触させることにより、ドレンタンク内にて回収するように構成することができる。
　また、この実施の形態においては、ドレンタンク内圧力に応じて開閉する加圧弁を有し、蒸気ボイラ（蒸気ボイラの蒸気出口に設けられるスチームヘッダを含む）からドレンタンクへ大気圧を超える圧力の加圧蒸気を供給する加圧蒸気ラインを備えることができる。加圧弁は、機械式に圧力に応答して開閉する弁，または圧力センサにより電気的に開閉する弁とする。また、加圧弁は、供給蒸気量または供給蒸気圧を調整する機能と蒸気を遮断する機能を有する単一の弁とするが、供給蒸気量または供給蒸気圧を調整する弁と、蒸気を遮断する弁とから構成することもできる。この加圧蒸気ラインを備えることにより、ドレンタンク内へ蒸気を供給して飽和圧力以上に保つことで、第一フラッシュ蒸気の発生量を少なくできる。
　ここで、この発明の実施の形態のドレンシ回収ステムを構成する構成要素を説明する。蒸気ボイラおよび負荷機器は、特定の形式、構造のものに限定されない。
　また、ドレンタンクは、密閉型のものであればよく、特定の構造のものに限定されない。補給水タンクは、開放型のものであればよく、特定の構造のものに限定されない。
　また、余剰ドレン導入ラインおよびドレン戻りラインに設ける開閉弁は、モータバルブや電磁弁やエア駆動バルブを用いることができる。
　ついで、この発明の実施例１のドレン回収システム１を図１～図１０に従い説明する。
＜実施例１の構成＞
　この実施例１のドレン回収システム１は、蒸気ボイラ２と、ドレン戻しライン３と、ドレンタンク４と、補給水ライン５と、ドレン供給ライン６と、補給水タンク７と、余剰ドレン導入ラインとしてのドレン逃がしライン８と、加圧蒸気ライン９と、蒸気導入ラインとしての圧力逃がしライン（蒸気逃がしラインと称することができる。）１０と、ドレン循環ライン１１と、制御手段としての制御器１２とを主要部として備えている。蒸気ボイラ２は、蒸気を使用する負荷機器１３へ蒸気供給ライン２Ａを通して供給するものである。図１において、一点鎖線Ｙで囲む部分は、ドレン回収装置として一体的に構成されている。
　ドレン戻しライン３は、負荷機器１３から排出されるドレンを、スチームトラップ（図示省略）を介してドレンタンク４へ供給するもので、ノーマルクローズのモータバルブからなるドレン戻し弁としての第一弁Ｖ１を備えている。
　ドレンタンク４は、密閉型に構成され、貯留したドレンを、ドレンポンプ１４を有するドレン供給ライン６を通して蒸気ボイラ２へ供給するものである。ドレンタンク４には、水面計１５が気相部同士を連通する第一連通管１６と液相部同士を連通する第二連通管１７とで接続されている。第一連通管１６には、ドレンタンク４内の圧力を検出する第一圧力検出器としての圧力センサ１８を設けている。この圧力センサ１８は、ドレンタンク４または水面計１５の液相部（または気相部）に設けても良い。
　また、水面計１５には、水面計１５内の水位を検出する第一水位検出器としての差圧式の水位センサ１９と、水位センサ１９をバックアップするように異常水位を検出する第二水位検出器としてのフロートスイッチ２０と、圧力センサ１８をバックアップするように異常圧力を検出する第二圧力検出器としての開閉スイッチ式の圧力スイッチ２１とを備えている。この圧力スイッチ２１もドレンタンク４に設けても良い。この圧力スイッチは、複数設けることができる。
　補給水ライン５は、補給水ポンプ２２と、補給水タンク７方向の流れを阻止する第一逆止弁２３とを有し、大気開放型の補給水タンク７内に貯留された補給水をドレンタンク４へ供給するものである。補給水タンク７内の液相部７Ａの上面には、補給水が大気と接触して再溶存することを防止するビーズ等の再溶存防止部材（図示省略）を浮かべている。
　補給水タンク７には、脱気水（または非脱気水）を供給する補給水補充ライン２４を備えており、図示省略の水位検出器により補給水タンク７内の水位が設定水位となるように補給水補充ライン２４の流量を調整する。
　ドレン供給ライン６には、ドレンポンプ１４と、ドレンポンプ１４方向の流れを阻止する第二逆止弁２５とを設けている。そして、ドレン供給ライン６のドレンポンプ１４出口側とドレンタンク４との間に、ドレンタンク４内のドレンを循環させるドレン循環ライン１１（ドレン供給ライン６の一部を含む）を設けている。ドレン循環ライン１１の循環量は、ドレンポンプ１４の冷却に必要な最低限の流量である最小流量（ミニマムフロー）以上としている。
　ドレン循環ライン１１は、ドレンタンク４内の気相部にドレンを霧状に噴射するノズルを有する噴射部としての噴出管（噴射器と称することができる。）２６を備える第一循環ライン１１Ａと、ドレンタンク４内の液相部にドレンを戻す第二循環ライン１１Ｂとを含んで構成されている。第一循環ライン１１Ａには、モータバルブからなる第五弁Ｖ５を設け、第二循環ライン１１Ｂには、第五弁Ｖ５閉時の第二循環ライン１１Ｂの流量（ミニマムフロー）を調整する流通抵抗としてのオリフィス２７を設けている。また、第二循環ライン１１Ｂを構成する流路（ドレンタンク４内，ドレン供給ライン６を含む）の適所（実施例１では、ドレン供給ライン６のドレンタンク４とドレンポンプ１４との間）に蒸気ボイラ２へ供給するドレンの温度を検出する第一温度センサとしての第一温度センサ２８を設けている。
　ドレン逃がしライン８は、負荷機器１３からの余剰ドレンを補給水タンク７へ導入する機能をなすものである。余剰ドレンとは、何らかの理由で、ドレンタンク４に収容することができなかったドレンを意味している。このドレン逃がしライン８は、ドレン戻しライン３の第一弁Ｖ１の上流側と補給水タンク７とを接続し、ノーマルオープンのモータバルブからなるドレン逃がし弁としての第二弁Ｖ２を設けている。
　加圧蒸気ライン９は、蒸気ボイラ２の蒸気出口側である蒸気供給ライン２Ａとドレンタンク４とを接続し、加圧弁としてのモータバルブからなる第三弁Ｖ３を設けている。なお、第三弁Ｖ３の一次側に必要に応じて減圧弁（図示省略）を設ける。
　圧力逃がしライン１０は、ドレンタンク４内の第一フラッシュ蒸気を前記補給水タンクへ導入する機能を有する。第一フラッシュ蒸気とは、負荷機器１３からのドレンがドレンタンク４内へ流入する際に発生するフラッシュ蒸気である。この第一フラッシュ蒸気には、加圧蒸気ライン９を通してドレンタンク４内へ導入された加圧蒸気と区別がつかないので、この発明では、第一フラッシュ蒸気に加圧蒸気を含めている。
　この圧力逃がしライン１０は、ドレンタンク４の気相部と補給水タンク７とを接続し、設定圧以上で開く圧力逃がし弁としての圧力調整弁２９と、この圧力調整弁２９と並列に接続するモータバルブからなる第四弁Ｖ４を設けている。第四弁Ｖ４は、圧力センサ１８により圧力調整弁の作動圧力（第一作動圧力）より高い作動圧力（第二作動圧力）で開き、第二作動圧力よりディファレンシャル分低い圧力で閉じると共に、圧力スイッチ２１により第二作動圧力より高い作動圧力（第三作動圧力）で閉じ、第三作動圧力よりディファレンシャル分低い圧力で開く開閉弁である。第一作動圧力，第二作動圧力ＰＨ，第三作動圧力ＰＨＨは、それぞれ例えば０．７８MPa，０．８３MPa，０．９MPaとするが、これに限定されるものではない。
　ここで、圧力調整弁２９は、特許文献１に記載のような電気的に作動するモータバルブなどの開閉弁に限定されることなく、電気的に作動するのではなく、機械的に開閉する圧力調整弁とすることができる。また、開閉弁は、好ましくは、圧力検出器により電気的に作動する開閉弁とするが、機械的に圧力に応答して開閉する圧力調整弁とすることができる。
　補給水タンク７と蒸気ボイラ２との間には、ドレンポンプ１４が停止して、蒸気ボイラ２へドレンが供給できないとき、補給水タンク７の補給水を蒸気ボイラ２へ供給する予備給水ライン３０を設けている。この予備給水ライン３０には、蒸気ボイラ２に付属している補助ポンプ３１と、補助ポンプ３１方向の流れを阻止する第三逆止弁３２とを設けている。
　また、補給水タンク７には、第一凝縮装置３３を設けている。第一凝縮装置３３は、圧力逃がしライン１０を通して補給水タンク７に導入される第一フラッシュ蒸気と、循環する補給水タンク７内の比較的低温の補給水とを接触させて凝縮させる機能を有する装置である。
　第一凝縮装置３３、具体的には、図１および図２に示す構造を有している。第一凝縮装置３３は、混合手段３４および循環手段３５を備えている。混合手段３４は、二分割構成の筒状本体３６の上部本体体３６Ａを、第一フラッシュ蒸気を散水器３７から散水される補給水と接触させて凝縮させる混合部３８として形成している。混合部３８には、上方から順に、散水器３７，デミスタからなる接触混合部材３８Ａ，圧力逃がしライン１０が接続される接続部４０，混合部３８にて生成された凝縮水を補給水タンク７の液相部７Ａ内へ導く筒状の導水部４１を配設している。
　散水器３７は、補給水を上方に向けてシャワー上に噴出する多数の噴出孔３７Ａを備えている。なお、散水器３７の補給水噴射方向を含めた散水構造は、図示のものに限定されない。接触熱交換部材３８Ａは、混合部３８の上方空間と下方空間とを仕切るように配設されている。
　接続部４０は、先端を閉じた筒状に形成され、下面側に導入口４０Ａを形成している。この接続部４０の先端は、２相流のドレンが導入されたとき、ドレンが衝突して、ドレンから蒸気を分離する分離板４０Ｂとして機能する。また、導水部４０は、蒸気やドレンが直ちに導水部４１内へ入らないように、上端を閉止し、周面に複数の導水口４１Ａを形成している。この接続部４０は、この発明の蒸気分離部を構成する。なお、蒸気分離部は、第一凝縮装置３３においては、ドレンではなく、第一フラッシュ蒸気が導入されるので、必ずしも必要としない。
　そして、導水口４１Ａの下端は、混合部３８の内底面を構成する後記仕切板４２の上面よりも高くして、混合部３８内底部に凝縮水を貯留するように構成している。さらに、混合部３８内での酸素の再溶存を防止するために、センサ（図示省略）により貯留した凝縮水の温度を検出し、検出温度が９５～１００℃となるように、循環ライン４８に設けた流量調整手段（図示省略）により補給水の循環量調整するようにしている。この流量調整手段は、手動で調整しても良いが、制御器１２により自動的に調整してもよい。
　導水部４１は、筒状本体３６の上部本体３６Ａと下部本体３６Ｂとをその接合部において仕切る仕切板４２および４３にて保持されている。下部本体３６Ｂには、圧力逃がしライン１０が分岐して接続される蒸気導入孔４４と、補給水タンク７の気相部７Ｂに連通する第一蒸気導出孔４５とを設け、導水部４１の周面には第二蒸気導出孔４１Ｂを設けている。第一蒸気導出孔４５および第二蒸気導出孔４１Ｂは、導水部４１内に存在する蒸気を補給水タンク７の気相部７Ｂに導き、気相部７Ｂに微量の蒸気を存在させることで、酸素の再溶存を防止するためのものである。
　蒸気導入孔４４は、ドレン戻りライン３の途中から分岐された分岐ライン（図示省略）から一部の蒸気を取り出して下部本体３６Ｂ内へ導き、第一蒸気導出口４５から補給水タンク７の気相部７Ａに導くことで、補給水タンク７内の空気をパージするためのものである。下部本体３６Ｂ内へ導く蒸気は、蒸気ボイラ２において発生する蒸気の一部を蒸気ボイラ２から直接取り出したものとすることができる。第二蒸気導出孔４１Ｂは、導水部４１を通過する液体に含まれる蒸気を気相部７Ｂへ導くためものである。
　図１を参照して、循環手段３５は、循環ポンプ４７を備え、補給水タンク７内下部の補給水を散水器３７へ導く補給水循環ライン４８を含んで構成されている。また、補給水タンク７には、補給水タンク７内の補給水温度を検出する第二温度検出器としての第二温度センサ５０を備えている。
　また、補給水タンク７には、第一凝縮装置３３と同じ構造の第二凝縮装置３９を設けている。第二凝縮装置３９は、ドレン逃がしライン８を通して補給水タンク７に導入される余剰ドレンによって発生する第二フラッシュ蒸気と、循環する補給水タンク７内の比較的低温の補給水とを接触させて凝縮させる機能を有する装置である。第二凝縮装置３９の構造は、図２に示す第一凝縮装置と同じであるので、その説明を省略する。
　制御器１２は、圧力センサ１８，水位センサ１９，フロートスイッチ２０，圧力スイッチ２１，第一温度センサ２８，第二温度センサ５０などからの信号を入力して、予め記憶している制御手順に基づき、第一弁Ｖ１～第五弁Ｖ５，ドレンポンプ１４、補給水ポンプ２２などを制御する。なお、補助ポンプ３１は、蒸気ボイラ２側の制御器で制御しているが、制御器１２で制御するように構成することもできる。
　制御器１２の制御手順には、ドレンタンク内圧力制御手順，水位・ドレン温度制御手順，ドレン循環ライン１１の循環を制御するドレン循環制御手順，補給水温度制御手順などが含まれている。
　ドレンタンク内圧力制御手順は、圧力センサ１８が圧力調整弁２９の作動圧力（第一作動圧力）より高い第二作動圧力ＰＨを検出すると第四弁Ｖ４を開き、圧力スイッチ２１が第二作動圧力ＰＨより高い第三作動圧力ＰＨＨを検出すると、第四弁Ｖ４を閉じ、加圧蒸気ライン９を閉じると共に、第一弁Ｖ１を閉じ、第二弁Ｖ２を開く手順である。なお、第一作動圧力は、第二設定圧力ＰＬより高く設定される。この制御手順は、図３，図４，図８の制御手順で実現している。
　水位・ドレン温度制御手順は、つぎの第一制御と第二制御とを含んでいる。第一制御は、第一温度センサ２８による検出温度が第一設定温度ＴＨ超過で補給水ポンプ２２を駆動し、第一設定温度ＴＨ以下で補給水ポンプ２２を停止し、補給水ポンプ２２の駆動時、水位センサ１９の検出水位が第一設定水位ＬＨＨ超過で補給水ポンプ２２を停止して、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすると共に、第一設定水位ＬＨＨ以下で補給水ポンプ２２を駆動して第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第一開閉状態とする制御である。
　第二制御は、補給水ポンプ２２の駆動時、第一温度センサ２８による検出温度が第一設定温度ＴＨより高い第二設定温度ＴＨＨ超過で、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすると共に、第二設定温度ＴＨＨ以下で第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第一開閉状態とする制御である。これらの第一制御および第二制御は、図３，図４および図６の制御手順で実現している。
　この実施例１では、第一設定温度ＴＨ，第二設定温度ＴＨＨをそれぞれ１７０℃，１７５℃としているが、システムの構成や運転条件に応じて、温度は、１００～２２０℃の範囲で適宜設定可能である。
　ドレン循環制御手順は、第一温度センサ２８の検出温度が第一設定温度ＴＨを超過する（または以上となる）か、第一設定温度ＴＨより低い第三設定温度ＴＬ未満（または以下）のとき、第一循環路１１Ａによるドレン循環を停止する手順と、第一圧力検出器１８の検出圧力が第一設定圧力ＰＨを超過する（または以上となる）と第一循環路１１Ａによるドレン循環を行う手順とを含んでいる。このドレン循環制御手順の一例を図９に示す。
（補給水温度制御手順）
　補給水温度制御手順は、第二温度センサ５０による検出温度が第四設定温度Ｔ４超過で循環ポンプ４７を停止し、第四設定温度Ｔ４よりディファレンシャル分低い温度以下で循環ポンプ４７を駆動する制御手順である。この補給水温度制御手順は、循環ポンプ４７を駆動することにより補給水タンク７内の水温を均一化し、より多くのフラッシュ蒸気の回収を促進すると共に、補給水タンク７内の水温が第四設定温度Ｔ４を超過することによる振動発生等を防止する。この補給水温度制御手順の一例を図１０に示す。
　また、具体的な実施例１の第一弁Ｖ１の制御手順，第二弁Ｖ２の制御手順，補給水ポンプ２２の制御手順，ドレンポンプ１４の制御手順第三弁Ｖ３の制御手順，第四弁Ｖ４の制御手順，第五弁Ｖ５の制御手順，循環ポンプ４７の制御手順は、それぞれ図３，図４，図５，図６，図７，図８，図９，図１０に示している。
＜実施例１の基本的動作＞
（水位・ドレン温度制御）
　ここで、実施例１の水位・ドレン温度制御手順による動作を図１～図６に基づき説明する。図１を参照して、負荷機器１３においては、ボイラ２から供給された蒸気が液化する。液化したドレンは、ドレン戻しライン３を通して、ドレンタンク４へ流入しようとする。
　図３および図４を参照して、システムの運転スイッチ（図示省略）がＯＮされると、処理ステップＳ１（以下、処理ステップＳＮを単にＳＮと称する。），Ｓ１１において、第一弁Ｖ１を閉じ，第二弁Ｖ２を開き（第二開閉状態）、Ｓ２，Ｓ１２へ移行して、圧力スイッチ２１がＯＮしているかどうかを判定する。水面計１５内の圧力が異常高圧設定圧力（後記第一設定圧力ＰＨより高い設定圧力）以上となると、圧力スイッチ２１がＯＮするので、Ｓ２，Ｓ１２でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。
　こうして、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときは、負荷機器１３からのドレンはドレンタンクへ流入することが防止され、代わりに補給水タンク７へ流入する。その結果、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧であっても負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このドレンの回収は、前述のように、第二凝縮装置３９を通して行われる。この第二凝縮装置３９では、ドレンが補給水タンク７へ流入する際に発生する第二フラッシュ蒸気の回収が行われるが、その詳細な動作は、後述する。
　このとき、図６のＳ３２においてもＹＥＳが判定されるので、ドレンポンプ１４が停止され、ドレンタンク４から蒸気ボイラ２への給水が停止される。しかしながら、蒸気ボイラ２の制御器（図示省略）は、ドレンタンク４からの給水が無いことを判定すると、補助ポンプ３１を駆動する。その結果、補給水タンク７から蒸気ボイラ２への給水が継続されるので、蒸気ボイラ２の運転も継続され、負荷機器１３での蒸気の継続使用が可能となる。
　図３，図４に戻ってＳ２，Ｓ１２でＮＯが判定されると、Ｓ３，Ｓ１３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常高設定水位（後記第一設定水位ＬＨＨより高い設定水位）以上を検出しているかどうかを判定する。水面計１５内の水位が異常高設定水位以上となると、Ｓ３，Ｓ１３でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。なお、水位センサ１９が正常に作動しているときは、フロートスイッチ２０が作動することは無く、Ｓ３，Ｓ１３でＹＥＳが判定されることはない。
　こうして、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときも、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときと同様に、負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このとき、ドレンポンプ１４が停止されるが、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続されるのは、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときと同様である。
　Ｓ３，Ｓ１３でＮＯが判定されると、Ｓ４，Ｓ１４へ移行し、水位センサ１９が第一設定水位ＬＨＨの超過（ＬＨＨよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。水面計１５内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過すると、Ｓ４，Ｓ１４でＹＥＳが判定され、Ｓ１，Ｓ１１に戻って第二開閉状態を維持する。
　こうして、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過すると、ドレンタンク４内へのドレンの流入が阻止され、ドレンタンク４内が異常高水位となることが防止される。そして、ドレンタンク４内の圧力が異常高圧のときと同様に、負荷機器１３の運転を継続しながらドレンが補給水タンク７へ回収される。このとき、ドレンポンプ１４が停止されるが、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続されるのは、ドレンタンク４内の水位が異常高水位のときと同様である。
　そして、水位センサ１９の検出水位が第一設定水位ＬＨＨ以下を検出すると、Ｓ４，Ｓ１４でＮＯが判定され、Ｓ５，Ｓ１５へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨを超過（ＴＨＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。Ｓ５，Ｓ１５でＹＥＳが判定されると、Ｓ１，Ｓ１１へ移行して、第二開閉状態を維持する。そして、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨ以下を検出すると、Ｓ５，Ｓ１５でＮＯが判定され、Ｓ６，Ｓ１６へ移行して、第一弁Ｖ１を開き、第二弁を閉じ（第一開閉状態）、負荷機器１３からのドレンがドレンタンク４へ流入する。
　こうして、Ｓ５，Ｓ１５の処理により、ドレンタンク４へは温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨを超過すると、ドレンタンク４内へ高温のドレンの流入が阻止されることで、ドレンタンク４内のドレン温度が第二設定温度ＴＨＨを超過することが阻止される。このドレン流入阻止の動作とつぎに説明する補給水ポンプ２２の制御によるドレンの冷却動作により、ドレンタンク４内のドレン温度の速やかな低下が実現される。
　つぎに補給水ポンプ２２の動作を図５に基づき説明する。Ｓ２１で補給水ポンプ２２を停止する。ついで、Ｓ２２で、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ２１へ移行して、給水ポンプ２１を停止し、ＮＯの場合、Ｓ２３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常高設定水位を検出しているかどうかを判定する。
　Ｓ２３で、ＹＥＳが判定されると、補給水ポンプ２２を停止する。Ｓ２３でＮＯが判定されると、Ｓ２４へ移行して、水位センサ１９が第一設定水位ＬＨＨ（＞ＬＨ）の超過を検出（ＬＨＨよりディファレンシャル分高い値を検出）しているかどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ２１へ移行して補給水ポンプ２２を停止する。
　後記のように、ドレンポンプ１４の駆動により、ドレンタンク４内の水位が低下し、検出水位が第一設定水位ＬＨＨ以下となると、Ｓ２４でＮＯが判定され、Ｓ２５へ移行して、第一温度センサ２８の検出温度が第一設定温度ＴＨ（＜ＴＨＨ）の超過（ＴＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。検出温度が第一設定温度ＴＨを超過し、Ｓ２５でＹＥＳが判定されると、Ｓ２２７へ移行して、補給水ポンプ２２を駆動する。この補給水ポンプ２２の駆動により、補給水タンク７から低温の補給水がドレンタンク４内へ補給される。
　第一温度センサ２８の検出温度が第一設定温度ＴＨ以下となり、Ｓ２５でＮＯが判定されると、Ｓ２６へ移行して、ドレンタンク４内水位が第二設定水位ＬＨを超過（ＬＨよりディファレンシャル分高い値を検出）かどうかを判定する。ＹＥＳが判定されると、Ｓ２１へ移行して、補給水ポンプ２２を停止する。後記のように、ドレンポンプ１４の駆動により、ドレンタンク４内の水位が低下し、水位が第二設定水位ＬＨ以下となり、Ｓ２６でＮＯが判定されると、Ｓ２７へ移行して、補給水ポンプ２２を駆動する。この補給水ポンプ２２の駆動により、補給水タンク７から低温の補給水がドレンタンク４内へ補給される。
　このように、ドレンタンク４内のドレン温度が第一設定温度ＴＨを超過し、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨ以下の場合、補給水ポンプ２２が駆動されて、ドレンタンク４内のドレンの冷却制御（第一制御）が行われる。そして、前述のように、ドレンタンク４内の水位が第一設定水位ＬＨＨを超過するか、ドレン温度が第二設定温度ＴＨＨ以上となると、第一弁Ｖ１および第二弁Ｖ２を第二開閉状態とすることにより、ドレンが保有する多量の熱量をドレンタンク４内に取り込まない制御（第二制御）を行う。その結果、ドレンタンク４内の温度が第二設定温度ＴＨＨ以上となっても第一制御と第二制御とにより、特許文献１のシステムと比較して、短時間にドレンタンク４内のドレンが冷却される。これにより、補給水ポンプ２２の運転時間を短縮でき、節電が可能となる。
　つぎに、ドレンポンプ１４の動作を図６に基づき説明する。Ｓ３１で、ドレンポンプ１４を停止する。ついで、Ｓ３２へ移行して、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。
　Ｓ３２でＮＯが判定されると、Ｓ３３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常低設定水位水位以上かどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。Ｓ３３でＮＯが判定されると、Ｓ３４へ移行して、センサ１９が第三設定水位ＬＬＬ（＜第二設定水位ＬＨ）の超過（ＬＬＬよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。判定がＮＯの場合、Ｓ３１へ移行してポンプ１４を停止し、蒸気ボイラ２への給水を行わない。
　ドレンタンク４内水位が第三設定水位ＬＬＬを超過すると、Ｓ３４でＹＥＳが判定され、Ｓ３５へ移行して、圧力センサ１８が第二設定圧力ＰＬより低い第三設定圧力ＰＬＬを超過（ＰＬＬよりディファレンシャル分高い値）かどうかを判定する。Ｓ３５で、第三設定圧力ＰＬＬ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ３１へ移行して、ドレンポンプ１４を停止する。Ｓ３５でＹＥＳの場合、Ｓ３６へ移行して、ドレンポンプ１４を駆動する。
　このように、ドレンポンプ１４は、基本的に、ドレンタンク４内の水位が第三設定水位ＬＬＬを超過で、かつ圧力が第三設定圧力ＰＬＬを超過の条件で、駆動され、ドレンタンク４から蒸気ボイラ２へドレンが供給される。なお、ドレンポンプ１４の故障停止時には、前述のように、補助ポンプ３１の駆動により、蒸気ボイラ２の運転が継続される。
（ドレンタンク内圧力制御）
　つぎに、ドレンタンク４内の圧力制御を説明する。まず、第三弁Ｖ３の動作を図７に基づき説明する。Ｓ４１で、第三弁Ｖ３を閉じる。ついで、Ｓ４２へ移行して、圧力スイッチ２１（第三作動圧力ＰＨＨの超過でＯＮし、ディファレンシャル分低下するとＯＦＦする）がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じ、ドレンタンク４内が異常高設定圧力を超えないようにする。
　Ｓ４２でＮＯが判定されると、Ｓ４３へ移行して、フロートスイッチ２０が異常低設定水位以下かどうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じる。Ｓ４３でＮＯが判定されると、Ｓ４４へ移行して、水位センサ１９が第三設定水位ＬＬＬの超過（ＬＬＬよりディファレンシャル分高い値）を検出しているかどうかを判定する。水位が第三設定水位ＬＬＬ以下で、ＮＯの場合、第三弁Ｖ３を閉じる。
　Ｓ４４でＹＥＳが判定されると、Ｓ４５へ移行して、圧力センサ１８が異常高設定圧力より低く第三設定圧力ＰＬＬより高い第二設定圧力ＰＬを超過か（ＰＬよりディファレンシャル分高い値）どうかを判定する。ＹＥＳの場合、Ｓ４１へ移行して、第三弁Ｖ３を閉じる。Ｓ４５で、第二設定圧力ＰＬ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ４６へ移行して、第三弁Ｖ３を開く。
　このように、第三弁Ｖ３は、基本的に、ドレンタンク４内の水位が第三設定水位ＬＬ以上で、圧力が第二設定圧力ＰＬ未満の条件で開き、加圧蒸気ライン９を通して、ドレンタンク４内へ蒸気を供給して、ドレンタンク４内の圧力をほぼ第二設定圧力ＰＬに保持する。
　つぎに、第四弁Ｖ４の動作を図８に基づき説明する。Ｓ５１では第四弁Ｖ４を閉じる。図１を参照して、圧力調整弁２９は、ドレンタンク４内の圧力が設定圧力（異常高設定圧力より低く第二設定圧力ＰＬより高い値）以上になると開くので、ドレンタンク４内の圧力は、圧力調整弁２９の設定圧力未満に制御されている。しかしながら、圧力調整弁２９が故障するなどの理由により、圧力が上昇し、圧力センサ１８のよる検出圧力が第一設定圧力ＰＨ（異常高設定圧力より低く、第二設定圧力ＰＬより高い値）を超過（ＰＨよりディファレンシャル分高い値）すると、Ｓ５２で、ＹＥＳが判定され、Ｓ５３のＮＯの判定を経て、Ｓ５４で第四弁Ｖ４を開く。
　第四弁Ｖ４の故障などにより、さらに圧力が上昇して、圧力スイッチ２１が異常高圧を検出すると、圧力スイッチ２１がＯＮし、Ｓ５３でＮＯが判定されて、第四弁Ｖ４を閉じる。この圧力スイッチ２１が異常高圧を検出したときは、システム１をインターロック状態に停止する動作を行う。第四弁Ｖ４を閉じるのは、インターロック動作の一環である。なお、インターロック状態としない場合は、Ｓ５３でＹＥＳが判定されると、第四弁Ｖ４を開くように構成することができる。
　Ｓ５２で、第一設定圧力ＰＨ以下が検出されると、ＮＯが判定され、Ｓ５１へ移行して、第四弁Ｖ４を閉じる。
　このように、第四弁Ｖ４は、基本的に、ドレンタンク４内の圧力が第一設定圧力ＰＨの超過の条件で開くので、圧力調整弁２９が故障しても蒸気逃がしライン１０を通して、ドレンタンク４内の高圧蒸気を、第一凝縮装置３３を通して補給水タンク７内へ逃がし、ドレンタンク４内の異常高圧を防止する。ドレンタンク４内の高圧蒸気には、ドレンがドレンタンク４内に流入する際に発生するフラッシュ蒸気と加圧蒸気ライン９を通してドレンタンク４に導かれる加圧蒸気とを含むが、この発明では両方の蒸気を第一フラッシュ蒸気と称する。この第一凝縮装置３４では、第一フラッシュ蒸気の回収が行われるが、その詳細な動作は、後述する。
（フラッシュ蒸気からの熱回収制御）
　つぎに、ドレンタンク４内での第一フラッシュ蒸気からの熱回収制御について説明する。まず、第五弁Ｖ５の動作を図９に基づき説明する。Ｓ６１では第五弁Ｖ５を閉じる。今、ドレンポンプ１４が駆動されているとすると、ドレンタンク４内のドレンは第二循環ライン１１Ｂを通して循環し、ドレンポンプ１４のミニマムフローが確保されるともに、ドレンタンク４内のドレン温度が均一化される。
　ついで、Ｓ６２では、圧力スイッチ２１がＯＮかどうかを判定し、ＹＥＳの場合、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、第一循環ライン１１Ａを通してドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。
　ＮＯの場合、Ｓ６３へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第二設定温度ＴＨＨ以上かどうかを判定する。Ｓ３３でＹＥＳが判定されると、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。
　Ｓ６３でＮＯが判定されると、Ｓ６４へ移行して、温度センサ２８の検出温度が第三設定温度ＴＬ未満かどうかを判定する。Ｓ６４でＹＥＳが判定されると、Ｓ６１へ移行して、第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。その理由は、つぎの通りである。ドレンタンク４内のドレン温度が低い状態でドレンを噴射すると、ドレンタンク４内の圧力が低下し、第三弁Ｖ３が開き、加圧蒸気ライン９から蒸気が供給されることを防止するためである。
　Ｓ６４で、第三設定温度ＴＬを超える値（ＴＬよりディファレンシャル分高い値）が検出され、ＮＯが判定されると、Ｓ６５へ移行して、ドレンタンク４内圧力が、第一設定圧力ＰＨを超過（ＰＨよりディファレンシャル分高い値）かどうかを判定する。第一設定圧力ＰＨ以下が検出されると、Ｓ６５で、ＮＯが判定さ、Ｓ６１で第五弁Ｖ５を閉じ、ドレンをドレンタンク４内へ噴出しない。その理由は、つぎの通りである。ドレンタンク４内の圧力が低い状態でドレンを噴射すると、ドレンタンク４内の圧力がさらに低下し、第三弁Ｖ３が開き、加圧蒸気ライン９から蒸気が供給されることを防止するためである。
　Ｓ６５で、第一設定圧力ＰＨの超過が検出されると、ＹＥＳが判定され、Ｓ６６へ移行して、第五弁Ｖ５を開く。すると、ドレンタンク４内のドレンは、第一循環ライン１１Ａを通して噴出管２６からドレンタンク４の気相部へ噴出され、この噴出によりドレンタンク４内の気相部の熱を効率よく回収して高温のドレンを得ることができる。この第二循環ライン１１Ａからのドレン噴出時にも第二循環ライン１１Ｂを通してドレンが循環している。
　このように、第五弁Ｖ５は、基本的に、ドレンタンク４内のドレン温度が第二設定温度ＴＨＨ以下で、かつ第三設定温度ＴＬ以上で、かつドレンタンク４内圧力が第一設定圧力ＰＨを超過の条件で開いて、噴出管２６からドレンを噴出する。その結果、ドレン温度を必要以上に高くすることなく、ドレンタンク４内の気相部の熱を効率よく回収して高温のドレンを得ることができる。
＜第一凝縮装置の動作＞
　つぎに、第一凝縮装置３３の動作を説明する。ドレン戻しライン３を通して高温高圧（例えば1.2MPa）のドレンがドレンタンク４に流入して、流入ドレン圧力より温度、圧力が低い（例えば、0.8MPa）ドレンタンク４の蒸気やドレンと接触すると第一フラッシュ蒸気が発生する。この第一フラッシュ蒸気が前述のように、圧力逃がしライン１０、第一凝縮装置３３を通して補給水タンク７へ流入する。
　ここで、循環ポンプ５０の制御について説明する。図１０を参照して、Ｓ７１で循環ポンプ１４を停止する。Ｓ７２において、第二温度センサ５０の検出温度がＴ４を超える値（Ｔ４よりディファレンシャル分高い値）かどうかを判定する。ＹＥＳが判定されると循環ポンプ１４の停止を継続する。Ｓ７２で、Ｔ４以下が検出されると、Ｓ７３へ移行して、循環ポンプ５０を駆動する。なお、第二凝縮装置３９の循環ポンプ５０の制御は、第一凝縮装置３９の循環ポンプ５０の制御と同じである。
　循環ポンプ５０の駆動により、図２に示すように、補給水タンク７内下部の比較的低温の補給水が補給水循環ライン４８を通して、散水器３７に導かれ、噴出孔３７Ａここからシャワー状に噴出される。噴出された補給水は、図２実線矢示のように、接触熱交換部材３８Ａへ向けて落下する。
　一方、圧力逃がしライン１０からの第一フラッシュ蒸気は、図２破線矢示Ｘ１のように、接続部４０の分離板４０Ｂに衝突し、方向を転換して導入口４０Ａから混合部３８内へ流入し、接触熱交換部材３８Ａの下方の混合部３８内に充満する。第一フラッシュ蒸気に液滴が含まれている場合には、分離板４０Ｂに衝突時に分離され、分離部３８内底部に貯留される。
　接触熱交換部材３８Ａでは、散水器３７からの補給水に含まれる液体分子が捕集され、落下速度が低下する。第一フラッシュ蒸気は、接触熱交換部材３８Ａ内で補給水との接触混合により効率よく凝縮が行われる。なお、捕集された液体分子と第一フラッシュ蒸気とが接触する際には、凝縮と同時に新たなフラッシュ蒸気も発生するが、このフラッシュ蒸気も接触熱交換部材３８Ａ内で冷却され凝縮する。凝縮水は、分離部３８内底部に貯留された後、導水口４１Ａから導水部４１内へ流入し、補給水タンク７の液相部７Ａへ導かれる。
＜第二凝縮装置の動作＞
　つぎに、第二凝縮装置３９の動作を説明する。第二凝縮装置３９の動作は、基本的には、第一凝縮装置３３の動作と同様であるが、流入してくる流体が、第一凝縮装置３３では蒸気であるのに対して、第二凝縮装置３９では、ドレン逃がしライン８を通して流入する高温高圧のドレンである点で相違する。以下では、流入する流体の相違による動作の相違を中心に説明する。
　循環ポンプ５０の駆動により、図２に示すように、散水器３７から噴出された補給水は、図２実線矢示のように、接触熱交換部材３８Ａへ向けて落下する。ドレン逃がしライン８からのドレンは、液体と蒸気の２相流となっている。ドレンは、図２実線矢示Ｘ２で示すように、圧力差で接続部４０から流入して、分離板４０Ｂに衝突し、ここで液体と気体と分離される。分離された蒸気は方向を転換して導入口４０Ａから混合部３８内へ流入し、接触熱交換部材３８Ａへ向けて上昇する。そして、流入したドレンと混合部３８内の液体または蒸気とが接触して第二フラッシュ蒸気が発生する。分離後のドレンは、下方に落下して分離部３８内底部に貯留される。分離された蒸気および第二フラッシュ蒸気は、第一凝縮装置３３と同様に接触熱交換部材３８Ａにて凝縮される。分離板４０Ｂによる蒸気の分離により、フラッシュ蒸気と補給水の接触効率を高めることができる。
（実施例１の効果）
　ここで、実施例１の効果を説明する。有効ドレン回収率を同じとし、第一凝縮装置３３および第二凝縮装置３９を備えない従来のドレン回収システム２と比較した場合、実施例１のドレン回収システムは、ドレンタンクの４を小型化できる。この小型化について詳述する。クローズドドレン回収システムにおいては、ドレンタンク４から出てゆくドレン量（第一ドレン量）は、蒸気ボイラ２の負荷変動によって決まる。また、ドレンタンク４に流入するドレン量（第二ドレン量）は、負荷機器１３の負荷変動によって決まる。
　ところが、第一ドレン量の変化と第二ドレン量の変化には時間的遅れがあるので、蒸気ボイラ２の負荷が急激に減少したとき、第一ドレン量が急激に減少するのに対して、第二ドレン量は減少しないので、ドレンタンク４でドレンを収容しきれず、ドレンがオーバーフローしてしまう。ドレンがオーバーフローすると前述のように、多量の第二フラッシュ蒸気が発生し、第二凝縮装置３９を備えていない従来システムであると、フラッシュ蒸気の熱が大気に捨てられて、熱損失生ずる。この問題を解決するには、ドレンタンク４を大容量化する必要がある。
　また、第一フラッシュ蒸気は、負荷機器１３からのドレンがドレンタンク４に流入する際に発生するが、ドレンタンク４が小容量であると、圧力逃がしライン８から放出される第一フラッシュ蒸気の量が多くなる。第一凝縮装置３９を備えていない従来システムであると、フラッシュ蒸気の熱が大気に捨てられて、熱損失を生ずる。この問題を解決するにも、ドレンタンク４を大容量化する必要がある。
　しかしながら、この実施例１では、第一凝縮装置３３および第二凝縮装置３９を備えていて、第一フラッシュ蒸気および第二フラッシュ蒸気を効率よく回収するので、ドレンタンク４を大容量化することなく，すなわち小型のドレンタンク４で熱損失を抑えることが可能となる。ちなみに、ある条件下であるが、実施例１のドレンタンク４の容量を１（たとえば、１０００Ｌ）とすると、従来システムのドレンタンク４の容量は、３．４（たとえば、３４００Ｌ）となる試算結果を得た。この試算結果によると、従来システムでは、実施例１を実施しているシステムのドレンタンク４を２．４個削減できるという顕著な効果を奏する。また、この小型化によりシステムの設置面積を大幅に低減できる。
　この発明は、前記実施例１に限定されるものではなく、凝縮装置３３，３９は、図１１に示すものを採用できる。この実施例２において、実施例１と異なるのは、実施例２では、接触熱交換部材３８Ａを省略すると共に、接続部４０に代えて第二の散水器５１を第一の散水器３７の下方に設けた点である。第二の散水器５１には、第一の散水器３７と同様に、ドレンを上方に向けてシャワー上に噴出する多数の噴出孔５１Ａを備えている。
　この実施例２によれば、循環ポンプ５０の駆動により、図１１に示すように、散水器３７から噴出された補給水は、図１１実線矢示のように下方へ向けて落下する。一方、ドレンは、噴出孔５１Ａから噴出されるが、その際に、混合部３８内の液体または蒸気と接触して第二フラッシュ蒸気が発生する。この第二フラッシュ蒸気は、混合部３８内に充満し、落下する噴霧状の補給水と接触して凝縮する。凝縮水およびフラッシュ蒸気とならなかったドレンは、落下して分離部３８内底部に貯留された後、導水口４１Ａから導水部４１内へ流入し、補給水タンク７の液相部７Ａへ導かれる。
　また、この発明は、図１２，図１３に示す実施例３を含む。この実施例３は、混合部３６に直接第一フラッシュ蒸気やドレンを供給せず、補給水タンクへ供給するシステムとしている。そして、実施例１の凝縮装置３３，３９に代えて、図１３に示す凝縮装置３３を備えている。この実施例３においては、実施例１と同様に接触熱交換部材３８Ａを散水器３７の下方に設けている。
　また、この発明は、第一凝縮装置３３，第二凝縮装置３９のいずれか一方を削除したシステムを含む。図１４に示す実施例４は、第一凝縮装置３３を削除したものであり、その他の構成は実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
　また、この発明は、第一凝縮装置３３，第二凝縮装置３９を共通にした図１５に示す実施例５のシステムを含む。この実施例５は、図１４の実施例４の凝縮装置３９に圧力逃がしライン１０を接続している。圧力逃がしライン１０の接続位置は、図１５では図２の混合部３８としているが、ドレン逃がしライン８とすることができる。その他の構成は実施例１と同様であるので、同じ構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
　さらに、この発明は、図１６に示す実施例６を含む。この実施例６は、ドレンタンク７を経由することなくドレン戻りライン８から補給水タンク７へ導く余剰ドレン直接回収手段を備えた実施例１と異なり、余剰ドレンを、ドレンタンク４を経由して補給水タンク７へ導く余剰ドレン間接回収手段を備えている。この余剰ドレン間接回収手段は、ドレン逃がしライン８と、ドレン逃がしライン８に設けた第二弁Ｖ２とを含んで構成されている。この第二弁Ｖ２は、通常は閉じているが、ドレンタンク４内の水位が設定水位を超えたときなどに開いて、収容しきれない余剰ドレンを補給水タンク７へ導く。
　この実施例６においても、実施例１と同様に第一凝縮装置３３，第二凝縮装置３９を備えている。この実施例６の第二凝縮装置３９の動作において、実施例１の第二凝縮装置３９と異なるのは、流入するドレン温度および圧力が低いだけであり、動作は基本的には同じであるので、その説明を省略する。
　　１　　　　　　　　　　ドレン回収システム
　　２　　　　　　　　　　蒸気ボイラ
　　３　　　　　　　　　　ドレン戻りライン
　　４　　　　　　　　　　ドレンタンク
　　５　　　　　　　　　　補給水ライン
　　６　　　　　　　　　　ドレン供給ライン
　　７　　　　　　　　　　補給水タンク
　　８　　　　　　　　　　ドレン逃がしライン（余剰ドレン導入ライン）
　１０　　　　　　　　　　圧力逃がしライン（蒸気導入ライン）
　１２　　　　　　　　　　制御器（制御手段）
　１３　　　　　　　　　　負荷機器
　１４　　　　　　　　　　ドレンポンプ
　３３　　　　　　　　　　第一凝縮装置
　３４　　　　　　　　　　混合手段
　３５　　　　　　　　　　循環手段
　３７　　　　　　　　　　散水器
　３８　　　　　　　　　　混合部
　３８Ａ　　　　　　　　　接触熱交換部材
　３９　　　　　　　　　　第二凝縮装置
　４０　　　　　　　　　　接続部（蒸気分離部）
　４０Ｂ　　　　　　　　　分離板
　４１　　　　　　　　　　導水部
　４７　　　　　　　　　　循環ポンプ
　４８　　　　　　　　　　循環ライン（補給水循環ライン）
　Ｖ１　　　　　　　　　　第一弁（ドレン戻り弁）
　Ｖ２　　　　　　　　　　第二弁（ドレン逃がし弁）

Claims (7)

  1. 　蒸気を負荷機器へ供給する蒸気ボイラと、ドレン戻りラインを通して前記負荷機器から排出されるドレンを貯留し、ドレン供給ラインを通して貯留したドレンを前記蒸気ボイラへ供給する密閉型のドレンタンクと、補給水ラインを通して補給水を前記ドレンタンクへ供給する大気開放型の補給水タンクとを備えるクローズドドレン回収システムであって、
    　前記ドレンタンク内の第一フラッシュ蒸気を前記補給水タンクへ導入する蒸気導入ラインと、
    　前記ドレンタンクからまたは前記負荷機器からの余剰ドレンを前記補給水タンクへ導入する余剰ドレン導入ラインと、
    　前記補給水タンクに設けられ、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記余剰ドレンから発生する第二フラッシュ蒸気を前記補給水タンク内の補給水と接触させて凝縮させる凝縮装置を備えたことを特徴とするクローズドドレン回収システム。
  2. 　前記凝縮装置は、補給水を前記補給水タンク内で循環させながら前記第一フラッシュ蒸気および／または前記第二フラッシュ蒸気と接触させるように構成されることを特徴とする請求項１に記載のクローズドドレン回収システム。
  3. 　前記凝縮装置は、混合手段および循環手段を備え、
    　前記混合手段は、散水器を備え、前記第一フラッシュ蒸気および／または前記第二フラッシュ蒸気を前記散水器から散水される補給水と接触させ凝縮させる混合部と、前記混合部の凝縮水を前記補給水タンクの液相部内へ導く導水部とを含んで構成され、
    　前記循環手段は、循環ポンプを備え、前記補給水タンク内下部の補給水を前記散水器へ導く循環ラインを含んで構成されることを特徴とする請求項２に記載のクローズドドレン回収システム。
  4. 　前記混合部に補給水とフラッシュ蒸気との接触熱交換部材を設けることを特徴とする請求項３に記載のクローズドドレン回収システム。
  5. 　前記蒸気導入ラインおよび前記余剰ドレン導入ラインを備え、
    　前記凝縮装置が前記蒸気導入ラインおよび前記余剰ドレン導入ラインの前記補給水タンクの接続部に設けられることを特徴とする請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のクローズドドレン回収システム。
  6. 　前記ドレン戻りラインに設けられる開閉可能な第一弁と、
    　前記ドレン戻りラインの前記第一弁の上流側と前記補給水タンクとの間に接続される余剰ドレン導入ラインと、
    　前記余剰ドレン導入ラインに設けられる開閉可能な第二弁とを備え、
    　前記第一弁を開き、前記第二弁を閉じる第一開閉状態と、前記第一弁を閉じ、前記第二弁を開く第二開閉状態とを選択可能に構成し、
    　前記第二開閉状態として余剰ドレンを前記補給水タンクに導入することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のクローズドドレン回収システム。
  7. 　前記余剰ドレン導入ラインに設けられる凝縮装置は、分離板に流入余剰ドレンを衝突させて蒸気を分離させる蒸気分離部を前記混合部の接触熱交換部材の下方に備えることを特徴とする請求項６に記載のクローズドドレン回収システム。
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