WO2015114843A1 - ドレン回収装置 - Google Patents

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WO2015114843A1
WO2015114843A1 PCT/JP2014/063225 JP2014063225W WO2015114843A1 WO 2015114843 A1 WO2015114843 A1 WO 2015114843A1 JP 2014063225 W JP2014063225 W JP 2014063225W WO 2015114843 A1 WO2015114843 A1 WO 2015114843A1
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WO
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drain
tank
drain tank
recovery device
boiler
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Application number
PCT/JP2014/063225
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English (en)
French (fr)
Inventor
雅志 後藤
宏之 畑中
和弘 上永
智浩 大久保
Original Assignee
三浦工業株式会社
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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
    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a drain recovery device. More specifically, the present invention relates to a closed-type drain collection device that collects drain discharged from a load device without supplying it to the atmosphere and supplies water to a boiler.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-017553 filed in Japan on January 31, 2014 and Japanese Patent Application No. 2014-060366 filed in Japan on March 24, 2014. Is hereby incorporated by reference.
  • an object of the present invention is to provide a drain recovery device that can save space even if the capacity of the drain that can be accommodated is increased.
  • the present invention is a closed-type drain recovery apparatus that recovers drain generated by condensing steam generated in a boiler and used in load equipment in a high-temperature and high-pressure state and supplies the drain to the boiler.
  • An upper drain tank that is formed so that the height direction is along the horizontal direction, and a cylindrical lower drain that is arranged below the upper drain tank so that the height direction is along the vertical direction
  • the present invention relates to a drain recovery device that includes a tank and a first connecting portion that connects a lower portion of the upper drain tank and an upper portion of the lower drain tank.
  • the diameter of the upper drain tank is preferably equal to the diameter of the lower drain tank.
  • the drain recovery device is formed in the upper drain tank, and connects a drain introduction part that introduces drain into the upper drain tank, a lower part of the upper drain tank, and a side part of the lower drain tank. It is preferable to further include a connecting part.
  • the drain recovery device includes a drain supply pipe having a base end connected to the lower drain tank and supplying the drain stored in the lower drain tank to the boiler side, and a drain disposed in the drain supply pipe.
  • the drain supply pipe is connected to the lower drain tank at a predetermined height above the bottom surface on the lower side of the peripheral surface of the lower drain tank.
  • drain supply pipe, the drain pump, and the drain return pipe are arranged on the side of the lower drain tank.
  • the drain return pipe includes an upper drain return pipe whose tip side is connected to an upper part of the upper drain tank, and a lower drain return pipe whose tip side is connected to a side portion of the lower drain tank. Is preferred.
  • the drain collecting apparatus of the present invention space can be saved even if the capacity of the drain that can be accommodated is increased.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a boiler system 100 configured to include a drain recovery device 1 of the present embodiment.
  • the boiler system 100 of this embodiment is provided with the boiler apparatus 110, the open tank 120, and the closed-type drain collection
  • the boiler system 100 includes a plurality of lines that connect these devices and through which steam or water flows.
  • the boiler system 100 includes a first steam supply line L1, a drain recovery line L2, a drain supply line L3, a second steam supply line L4, a flash steam line L5, and a makeup water line as lines.
  • L6, a drain return line L7, and a drain escape line L8 are provided.
  • the boiler device 110 includes a once-through boiler 111, a steam header 112 in which steam generated by the once-through boiler 111 is collected, and a connecting pipe 113 that connects the once-through boiler 111 and the steam header 112. .
  • the once-through boiler 111 generates steam by heating the feed water supplied to the inside with combustion gas.
  • the drain recovered by the drain recovery device 1 described later is supplied as feed water to the once-through boiler 111 (a plurality of water pipes).
  • the steam generated in the once-through boiler 111 is supplied to the steam header 112 through the connecting pipe 113.
  • the steam header 112 stores the steam generated by the once-through boiler 111 and supplies the steam to the load device 130.
  • the load device 130 uses the steam generated by the once-through boiler 111 as a heat source, and exchanges heat with the object to be heated.
  • the open tank 120 is open to the atmosphere. This open tank 120 stores makeup water supplied to the once-through boiler 111. In addition, flash vapor generated from the drain in the drain recovery device 1 is introduced into the open tank 120.
  • the drain recovery apparatus 1 recovers the drain produced by agglomeration of the steam generated by the once-through boiler 111 in the load device 130 in a high-temperature and high-pressure state, and again uses the recovered drain as feed water to supply the once-through boiler 111 again. To supply. Details of the drain recovery device 1 will be described later.
  • the first steam supply line L ⁇ b> 1 connects the steam header 112 and the load device 130 and supplies the steam generated by the boiler 111 to the load device 130.
  • the drain recovery line L2 connects the load device 130 and the drain recovery device 1 and supplies the drain generated in the load device 130 to the drain recovery device 1.
  • a steam trap 23, a check valve 24, and an air drive valve 25 that discharge drain generated in the load device 130 and prevent discharge of steam are disposed in the drain recovery line L ⁇ b> 2.
  • the drain supply line L ⁇ b> 3 connects the drain recovery device 1 and the once-through boiler 111, and supplies the drain recovered by the drain recovery device 1 to the once-through boiler 111.
  • a drain pump 70 and a drain supply valve 32 which will be described later, are arranged in the drain supply line L3.
  • the drain pump 70 increases the pressure of the drain supplied from the drain recovery device 1 and sends it out to the once-through boiler 111 side.
  • the drain supply valve 32 is configured by a motor valve.
  • the second steam supply line L4 connects the steam header 112 and the drain recovery device 1.
  • the second steam supply line L4 supplies the steam generated by the once-through boiler 111 to the drain recovery device 1 and adjusts the pressure inside the drain recovery device 1.
  • a pressure regulating valve 41 and an air drive valve 42 are disposed in the second steam supply line L4.
  • the flash steam line L5 connects the drain recovery device 1 and the open tank 120, and discharges the flash steam generated in the drain recovery device 1 to the open tank 120.
  • a pressure regulating valve 54 is disposed in the flash steam line L5. When the pressure inside the drain collection device 1 exceeds a predetermined pressure, the pressure adjustment valve 54 releases the flash vapor to the open tank 120 side and reduces the pressure inside the drain collection device 1.
  • the replenishment water line L6 connects the open tank 120 and the drain recovery device 1 and supplies the water stored in the open tank 120 to the drain recovery device 1.
  • a pump 61 is disposed in the makeup water line L6.
  • the drain return line L7 connects the drain supply line L3 and the drain collection device 1. More specifically, the upstream (base end) end of the drain return line L7 is connected between the drain pump 70 and the drain supply valve 32 in the drain supply line L3. The downstream end of the drain return line L7 is branched into a line connected to an upper drain tank 10 described later and a line connected to a lower drain tank 20 described later. A motor valve 71 is disposed on a line connected to the upper drain tank 10, and an orifice 72 is disposed on a line connected to the lower drain tank 20.
  • the drain return line L7 returns a part or all of the drain circulating through the drain supply line L3 to the drain recovery device 1. More specifically, drain is circulated from the line connected to the lower drain tank 20 to the liquid phase portion of the drain recovery device 1, and the drain of the drain recovery device 1 is connected from the line connected to the upper drain tank 10. Drain is circulated through the phase. In this drain return line L7, the flow rate of the drain circulated to the liquid phase part is adjusted by the orifice 72, and the temperature of the drain stored in the drain recovery device 1 is made uniform, while the drain is circulated to the gas phase part. The flash steam generated inside the drain recovery device 1 is recovered.
  • Drain escape line L8 connects drain recovery line L2 and open tank 120.
  • the drain escape line L8 allows the drain flowing through the drain recovery line L2 to escape to the open tank 120 when the drain recovered in the drain recovery device 1 becomes excessive.
  • An air drive valve 26 is disposed in the drain relief line L8.
  • the drain recovery device 1 includes an upper drain tank 10, a lower drain tank 20, a first connection part 30, a second connection part 40, a drain recovery pipe 50, a drain A supply pipe 60, a drain pump 70, and a drain return pipe 80 are provided.
  • the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 are pressure vessels having pressure resistance.
  • Each of the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 has a cylindrical shape whose height is higher than the diameter, and is closed by a lid member having a shape in which both ends in the height direction bulge outward. Configured.
  • the upper drain tank 10 is arranged so that the height direction is along the horizontal direction.
  • a drain introduction part 11 and an upper drain return part 12 are formed in the upper drain tank 10.
  • the drain introduction part 11 is configured by an opening formed at one end of the upper drain tank 10.
  • the drain introduction part 11 is connected to a distal end part of a drain collection pipe 50 described later.
  • the upper drain return unit 12 is configured by an opening formed in a portion located on the upper side of the peripheral surface of the upper drain tank 10. Connected to the upper drain return portion 12 is a distal end portion of a drain return pipe 80 (upper drain return pipe 81) described later.
  • the lower drain tank 20 is disposed such that the height direction is along the vertical direction.
  • a drain outlet 21 and a lower drain return unit 22 are formed in the lower drain tank 20 in the lower drain tank 20, a drain outlet 21 and a lower drain return unit 22 are formed.
  • the drain lead-out portion 21 is configured by an opening formed on the lower side of the peripheral surface of the lower drain tank 20 and at a predetermined height (for example, 32 cm) from the bottom surface of the lower drain tank 20.
  • a base end portion of a drain supply pipe 60 described later is connected to the drain lead-out portion 21. In this way, by forming the drain outlet 21 above the bottom surface of the lower drain tank 20, dirt or dust accumulated at the bottom of the lower drain tank 20 is added to the drain led out from the drain supply pipe 60. Can be prevented from being included.
  • the lower drain return portion 22 is configured by an opening formed at a substantially central portion in the height direction on the peripheral surface of the lower drain tank 20.
  • the lower drain return portion 22 is connected to a distal end portion of a drain return pipe 80 (lower drain return pipe 82) described later.
  • the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 are formed in a cylindrical shape having the same diameter.
  • the height of the upper drain tank 10 is formed higher than the height of the lower drain tank 20.
  • the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 are manufactured by, for example, joining lid members to both ends of a steel pipe cut to a predetermined length.
  • the first connecting portion 30 connects the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 to communicate the internal space of the upper drain tank 10 and the internal space of the lower drain tank 20. More specifically, the first connecting portion 30 connects the lower side of the peripheral surface of the upper drain tank 10 and the upper end portion of the lower drain tank 20.
  • the second connecting part 40 also connects the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 to connect the inner space of the upper drain tank 10 and the inner space of the lower drain tank 20. More specifically, the second connecting portion 40 is configured by a pipe having a smaller diameter than the first connecting portion 30. And the upper end side of this 2nd connection part 40 is connected to the lower side in the surrounding surface of the upper side drain tank 10, and the lower end side of the 2nd connection part 40 is the drain derivation
  • the upper end side of the second connecting portion 40 is the other end side of the upper drain tank 10 (the side on which the drain introducing portion 11 is formed) than the connecting portion between the first connecting portion 30 and the upper drain tank 10. Is connected to the other side.
  • the drain recovery pipe 50 constitutes a part of the drain recovery line L2 and a part of the drain escape line L8.
  • the drain recovery pipe 50 includes a recovery pipe part 51, a relief pipe part 52, a bypass pipe part 56, the air drive valve 25 that is disposed in the recovery pipe part 51 and opens and closes the flow path of the recovery pipe part 51, and a relief.
  • the above-described air drive valve 26 that is disposed in the piping section 52 and opens and closes the flow path of the escape piping section 52 and the valve 55 that is disposed in the bypass piping section 56 and opens and closes the flow path of the bypass piping section 56 are provided.
  • the distal end side of the recovery piping part 51 is connected to the drain introduction part 11.
  • the distal end side of the escape pipe portion 52 is connected to the drain escape line L8.
  • the drain recovery pipe 50 described above when a problem occurs in the valves 25 and 26, the valve 55 of the bypass pipe section 56 is opened, and the drain is discharged to the drain relief line L8.
  • the drain flowing through the drain recovery line L2 is recovered to the upper drain tank 10 through the recovery piping part 51.
  • the drain flowing through the drain recovery line L2 is discharged to the drain escape line L8 through the escape pipe portion 52 and sent to the open tank 120.
  • the drain supply pipe 60 constitutes a part of the drain supply line L3.
  • the base end side of the drain supply pipe 60 is connected to the drain outlet 21.
  • the drain pump 70 is disposed in the drain supply pipe 60. The drain pump 70 pressurizes and sends out the drain flowing through the drain supply pipe 60.
  • the drain return pipe 80 constitutes a drain return line L7.
  • the drain return pipe 80 includes an upper drain return pipe 81 and a lower drain return pipe 82.
  • the proximal end sides of the upper drain return pipe 81 and the lower drain return pipe 82 are respectively connected to the downstream side of the drain pump 70 in the drain supply pipe 60.
  • the distal end side of the upper drain return pipe 81 is connected to the upper drain return section 12, and the distal end side of the lower drain return pipe 82 is connected to the lower drain return section 22.
  • the above drain return pipe 80 at least a part of the drain flowing through the drain supply pipe 60 is sprayed to the upper drain tank 10 through the upper drain return pipe 81. Further, a part is returned to the lower drain tank 20 through the lower drain return pipe 82.
  • the drain collection pipe 50, the drain supply pipe 60, the drain pump 70, and the drain return pipe 80 are arranged on the side of the lower drain tank 20.
  • circulates the drain collection line L2 is introduce
  • the drain introduced into the upper drain tank 10 is accommodated in the lower drain tank 20 through the first connecting portion 30. That is, in this embodiment, since the 1st connection part 30 is arrange
  • the drain tank 20 When the amount of collected drain increases, the water level of the lower drain tank 20 rises, and when the lower drain tank 20 becomes full, the drain is also stored in the upper drain tank 10.
  • the drain When supplying the drain accommodated in the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 to the once-through boiler 111, the drain is supplied from the drain outlet 21 formed in the lower drain tank 20 to the drain supply pipe 60 (drain supply). To the line L3).
  • the drain flowing through the drain supply pipe 60 is pressurized by the drain pump 70 and supplied to the once-through boiler 111. Further, a part of the drain flowing through the drain supply pipe 60 is returned (circulated) to the drain recovery device 1 through the drain return pipe 80 (drain return line L7).
  • the drain recovery device 1 is formed by connecting a cylindrical upper drain tank 10, a cylindrical lower drain tank 20, and a first connecting portion 30 that connects the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20,
  • the upper drain tank 10 is arranged so that the height direction is along the horizontal direction
  • the lower drain tank 20 is arranged so that the height direction is along the vertical direction.
  • the sizes of the respective tanks are as follows.
  • Upper drain tank bottom diameter 50.8 cm, height (length) 164.9 cm, plate thickness 9 mm
  • Lower drain tank bottom diameter 50.8 cm, height (length) 126.4 cm, plate thickness 9 mm
  • Drain tank bottom diameter 72.4 cm, height (length) 150 cm, plate thickness 12 mm
  • the upper drain tank 10 was arranged so that the height direction was along the horizontal direction
  • the lower drain tank 20 was arranged so that the height direction was along the vertical direction.
  • variation of the quantity of the accommodated drain in the state in which the drain was accommodated in the upper side drain tank 10 can be suppressed.
  • the water level of the drain recovery device 1 can be kept high by the vertically long lower drain tank 20. Therefore, the drain pump 70 can be operated stably, and the capacity of the drain pump 70 can be reduced.
  • the power (load applied to the drain pump 70) required to supply the drain from the drain recovery device 1 to the once-through boiler 111 can be reduced.
  • the manufacturing cost of the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 which are pressure vessels can be reduced. That is, since the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20 can be manufactured using a steel pipe of a ready-made size, the manufacturing cost of the drain recovery apparatus 1 can be reduced. In addition, as described above, the manufacturing cost of the drain collecting apparatus 1 can be reduced in that the thickness of the steel pipe (steel plate) can be reduced as compared with the case where a single drain tank is used.
  • the diameter of the upper drain tank 10 was configured to be equal to the diameter of the lower drain tank 20.
  • the drain collecting apparatus 1 includes a drain introduction part 11 formed in the upper drain tank 10 and a second connecting part 40 that connects the upper drain tank 10 and the lower drain tank 20.
  • the drain introduced into the upper drain tank 10 is transferred to the lower drain tank 20 via the first connecting part 30 by forming the drain introducing part 11 on the first connecting part 30 side. Therefore, even when the water surface of the lower drain tank 20 is disturbed when the drain is transferred to the lower drain tank 20, the second connecting portion 40 can keep the water surface gently without disturbing the water surface.
  • the water level of the lower drain tank 20 can be accurately grasped by measuring the water level of the lower drain tank 20 using the water level of the second connecting portion 40.
  • the drain recovery device 1 includes a drain supply pipe 60, a drain pump 70 disposed in the drain supply pipe 60, and a drain return pipe 80 that returns a part of the drain that flows through the drain supply pipe 60. Constructed including. Thereby, since the closed-type drain collection
  • recovery apparatus 1 can be comprised more compactly, the application range of the closed-type boiler system 100 can be expanded more.
  • the drain collection pipe 50, the drain supply pipe 60, the drain pump 70, and the drain return pipe 80 are arranged on the side of the lower drain tank 20. Thereby, since the drain collection
  • the drain outlet 21 was formed above the bottom surface of the lower drain tank 20. As a result, the drain led out from the drain supply pipe 60 can be prevented from containing dirt and dust accumulated at the bottom of the lower drain tank 20. Further, since the lower drain tank 20 has a vertically long shape, even if the drain outlet 21 is formed above the bottom surface of the lower drain tank 20, the amount of unusable drain can be reduced.
  • the boiler system 100 is configured by a single once-through boiler 111, but is not limited thereto. That is, the boiler system may be configured to include a plurality of once-through boilers.
  • the upper drain tank 10 is disposed so that the height direction coincides with the horizontal direction, but the present invention is not limited to this. That is, the upper drain tank may be arranged such that the height direction is slightly inclined with respect to the horizontal direction. For example, the upper drain tank may be disposed slightly inclined so that the position of the first connecting portion is located below the position of the second connecting portion.
  • the diameter of the upper drain tank 10 and the diameter of the lower drain tank 20 are configured to be the same size, but the present invention is not limited to this. That is, the diameter of the upper drain tank and the diameter of the lower drain tank may be different.
  • an air drive valve or a motor valve is used as a valve.
  • the present invention is not limited to this, and the type of valve may be changed as appropriate.

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Abstract

　収容できるドレンの容量を大きくしても省スペース化できるドレン回収装置を提供すること。ボイラ（１１１）において生成され負荷機器（１３０）において用いられた蒸気が凝縮して生じたドレンを高温、高圧の状態で回収してボイラ（１１１）に供給するクローズド方式のドレン回収装置（１）であって、円筒状に形成されると共に、高さ方向が水平方向に沿うように配置される上側ドレンタンク（１０）と、上側ドレンタンク（１０）の下方に、高さ方向が鉛直方向に沿うように配置される円筒状の下側ドレンタンク（２０）と、上側ドレンタンク（１０）の下部と下側ドレンタンク（２０）の上部とを連結する第１連結部（３０）と、を備える。

Description

ドレン回収装置
　本発明は、ドレン回収装置に関する。より詳細には、負荷機器から排出されるドレンを、大気に開放することなく回収してボイラに給水するクローズド方式のドレン回収装置に関する。本願は、２０１４年１月３１日に日本に出願された特願２０１４－０１７５５３号および２０１４年３月２４日に日本に出願された特願２０１４－０６０３６６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来、ボイラによって生成された蒸気を負荷機器に供給し、負荷機器において熱源として使用された蒸気が凝縮して発生するドレンを、耐圧性を有する密閉型のドレンタンクに高温・高圧の状態で回収して、再度ボイラに給水するクローズド方式のドレン回収装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１３－２０５００６号公報
　このようなクローズド方式のドレン回収装置では、ドレンタンクの容量を大きくすることで、負荷機器で多くのドレンが生じた場合にもドレンを大気開放されたタンク等に放出することなく利用でき、熱の利用効率を向上させられる。
　しかしながら、ドレンタンクの容量を大きくした場合には、ドレン回収装置の設置スペースが広くなってしまう。また、耐圧性を有する圧力容器であるドレンタンクの容量を大きくすると、このドレンタンクの製造コストも高くなってしまう。
　従って、本発明は、収容できるドレンの容量を大きくしても省スペース化できるドレン回収装置を提供することを目的とする。
　本発明は、ボイラにおいて生成され負荷機器において用いられた蒸気が凝縮して生じたドレンを高温、高圧の状態で回収して前記ボイラに供給するクローズド方式のドレン回収装置であって、円筒状に形成されると共に、高さ方向が水平方向に沿うように配置される上側ドレンタンクと、前記上側ドレンタンクの下方に、高さ方向が鉛直方向に沿うように配置される円筒状の下側ドレンタンクと、前記上側ドレンタンクの下部と前記下側ドレンタンクの上部とを連結する第１連結部と、を備えるドレン回収装置に関する。
　また、前記上側ドレンタンクの直径は、前記下側ドレンタンクの直径と等しいことが好ましい。
　また、ドレン回収装置は、前記上側ドレンタンクに形成され、該上側ドレンタンクにドレンを導入するドレン導入部と、前記上側ドレンタンクの下部と前記下側ドレンタンクの側部とを連結する第２連結部を更に備えることが好ましい。
　また、ドレン回収装置は、基端側が前記下側ドレンタンクに接続され、該下側ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ側に供給するドレン供給配管と、前記ドレン供給配管に配置されるドレンポンプと、基端側が前記ドレン供給配管における前記ドレンポンプの下流側に接続され、該ドレン供給配管を流通するドレンの少なくとも一部を前記上側ドレンタンク及び／又は前記下側ドレンタンクに返送するドレン返送配管と、を更に備えることが好ましい。
　また、前記ドレン供給配管は、前記下側ドレンタンクの周面の下部側における底面から所定高さ上方の位置で該下側ドレンタンクに接続される。
　また、前記ドレン供給配管、ドレンポンプ及びドレン返送配管は、前記下側ドレンタンクの側方に配置されることが好ましい。
　また、前記ドレン返送配管は、先端側が前記上側ドレンタンクの上部に接続される上側ドレン返送配管と、先端側が前記下側ドレンタンクの側部に接続される下側ドレン返送配管と、を備えることが好ましい。
　本発明のドレン回収装置によれば、収容できるドレンの容量を大きくしても省スペース化できる。
本発明の一実施形態に係るドレン回収装置を備えるボイラシステムの構成を示す図である。 ドレン回収装置の構成を示す正面図である。 ドレン回収装置の構成を示す側面図であり、図２の矢印Ａ方向に視た図である。
　以下、本発明のドレン回収装置の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のドレン回収装置１を含んで構成されるボイラシステム１００の構成を示す図である。
　本実施形態のボイラシステム１００は、図１に示すように、ボイラ装置１１０と、オープンタンク１２０と、クローズド方式のドレン回収装置１（図１の破線に囲まれた部分）と、を備える。また、ボイラシステム１００は、これらの機器を接続し、蒸気又は水が流通する複数のラインを備える。具体的には、ボイラシステム１００は、ラインとして、第１蒸気供給ラインＬ１と、ドレン回収ラインＬ２と、ドレン供給ラインＬ３と、第２蒸気供給ラインＬ４と、フラッシュ蒸気ラインＬ５と、補給水ラインＬ６と、ドレン返送ラインＬ７と、ドレン逃がしラインＬ８と、を備える。
　ボイラ装置１１０は、図１に示すように、貫流ボイラ１１１と、この貫流ボイラ１１１で生成された蒸気が集合される蒸気ヘッダ１１２と、貫流ボイラ１１１と蒸気ヘッダ１１２とを連結する連結管１１３と、を備える。
　貫流ボイラ１１１は、内部に供給された給水を燃焼ガスにより加熱して蒸気を生成する。本実施形態では、貫流ボイラ１１１（複数の水管）には、後述のドレン回収装置１により回収されたドレンが給水として供給される。
　図１に示すように、貫流ボイラ１１１で生成された蒸気は、連結管１１３を通って蒸気ヘッダ１１２に供給される。蒸気ヘッダ１１２は、貫流ボイラ１１１で生成された蒸気を貯留し、負荷機器１３０に供給する。
　負荷機器１３０は、貫流ボイラ１１１で生成された蒸気を熱源として利用し、加熱対象物との間で熱交換を行う。
　オープンタンク１２０は、大気に開放されている。このオープンタンク１２０は、貫流ボイラ１１１に供給される補給水を貯留する。また、オープンタンク１２０には、ドレン回収装置１においてドレンから発生したフラッシュ蒸気が導入される。
　ドレン回収装置１は、貫流ボイラ１１１により生成された蒸気が負荷機器１３０で利用されることで凝集して生じたドレンを高温高圧の状態で回収し、この回収したドレンを給水として再び貫流ボイラ１１１に供給する。ドレン回収装置１の詳細については、後述する。
　第１蒸気供給ラインＬ１は、蒸気ヘッダ１１２と負荷機器１３０とを接続し、ボイラ１１１で生成された蒸気を負荷機器１３０に供給する。
　ドレン回収ラインＬ２は、負荷機器１３０とドレン回収装置１とを接続し、負荷機器１３０で発生したドレンをドレン回収装置１に供給する。このドレン回収ラインＬ２には、負荷機器１３０において発生したドレンを排出し、かつ、蒸気の排出を防ぐスチームトラップ２３、逆止弁２４及びエア駆動バルブ２５が配置される。
　ドレン供給ラインＬ３は、ドレン回収装置１と貫流ボイラ１１１とを接続し、ドレン回収装置１に回収されたドレンを貫流ボイラ１１１に供給する。
　以上のドレン供給ラインＬ３には、後述のドレンポンプ７０及びドレン供給弁３２が配置される。
　ドレンポンプ７０は、ドレン回収装置１から供給されたドレンを昇圧して貫流ボイラ１１１側に送り出す。ドレン供給弁３２は、モータバルブにより構成される。
　第２蒸気供給ラインＬ４は、蒸気ヘッダ１１２とドレン回収装置１とを接続する。この第２蒸気供給ラインＬ４は、貫流ボイラ１１１で生成された蒸気をドレン回収装置１に供給し、ドレン回収装置１の内部の圧力を調節する。第２蒸気供給ラインＬ４には、圧力調整弁４１及びエア駆動バルブ４２が配置される。
　フラッシュ蒸気ラインＬ５は、ドレン回収装置１とオープンタンク１２０とを接続し、ドレン回収装置１で発生したフラッシュ蒸気をオープンタンク１２０に排出する。このフラッシュ蒸気ラインＬ５には、圧力調整弁５４が配置されている。圧力調整弁５４は、ドレン回収装置１の内部の圧力が所定の圧力を超えた場合に、フラッシュ蒸気をオープンタンク１２０側に逃がして、ドレン回収装置１の内部の圧力を低下させる。
　補給水ラインＬ６は、オープンタンク１２０とドレン回収装置１とを接続し、オープンタンク１２０に貯留された水をドレン回収装置１に供給する。補給水ラインＬ６には、ポンプ６１が配置されている。
　ドレン返送ラインＬ７は、ドレン供給ラインＬ３とドレン回収装置１とを接続する。より具体的には、ドレン返送ラインＬ７の上流側（基端側）の端部は、ドレン供給ラインＬ３におけるドレンポンプ７０とドレン供給弁３２との間に接続される。ドレン返送ラインＬ７の下流側の端部は、後述の上側ドレンタンク１０に接続されるラインと、後述の下側ドレンタンク２０に接続されるラインとに分岐している。上側ドレンタンク１０に接続されるラインには、モータバルブ７１が配置され、下側ドレンタンク２０に接続されるラインには、オリフィス７２が配置される。
　ドレン返送ラインＬ７は、ドレン供給ラインＬ３を流通するドレンの一部又は全部を、ドレン回収装置１に戻す。より詳細には、下側ドレンタンク２０に接続されるラインからは、ドレン回収装置１の液相部にドレンが循環され、上側ドレンタンク１０に接続されるラインからは、ドレン回収装置１の気相部にドレンが循環される。このドレン返送ラインＬ７では、液相部に循環されるドレンの流量を、オリフィス７２により調整してドレン回収装置１に貯留されるドレンの温度を均一化させつつ、気相部に循環させるドレンにより、ドレン回収装置１の内部で発生するフラッシュ蒸気を回収している。
　ドレン逃がしラインＬ８は、ドレン回収ラインＬ２とオープンタンク１２０とを接続する。このドレン逃しラインＬ８は、ドレン回収装置１に回収されるドレンが過剰になる場合に、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンをオープンタンク１２０に逃がす。ドレン逃がしラインＬ８には、エア駆動バルブ２６が配置される。
　次に、ドレン回収装置１の詳細について、図２及び図３を参照しながら説明する。
　ドレン回収装置１は、図２及び図３に示すように、上側ドレンタンク１０と、下側ドレンタンク２０と、第１連結部３０と、第２連結部４０と、ドレン回収配管５０と、ドレン供給配管６０と、ドレンポンプ７０と、ドレン返送配管８０と、を備える。
　上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０は、耐圧性を有する圧力容器である。これら上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０は、いずれも高さが直径よりも高い円筒状であり、かつ、高さ方向の両端部が外方に膨出した形状の蓋部材により塞がれた形状に構成される。
　上側ドレンタンク１０は、高さ方向が水平方向に沿うように配置される。この上側ドレンタンク１０には、ドレン導入部１１及び上側ドレン返送部１２が形成される。ドレン導入部１１は、上側ドレンタンク１０の一方の端部に形成された開口により構成される。このドレン導入部１１には、後述のドレン回収配管５０の先端部が接続される。上側ドレン返送部１２は、上側ドレンタンク１０の周面における上側に位置する部分に形成された開口により構成される。この上側ドレン返送部１２には、後述のドレン返送配管８０（上側ドレン返送配管８１）の先端部が接続される。
　下側ドレンタンク２０は、高さ方向が鉛直方向に沿うように配置される。この下側ドレンタンク２０には、ドレン導出部２１及び下側ドレン返送部２２が形成される。ドレン導出部２１は、下側ドレンタンク２０の周面における下部側であって下側ドレンタンク２０の底面から所定高さ（例えば３２ｃｍ）の位置に形成された開口により構成される。このドレン導出部２１には、後述のドレン供給配管６０の基端部が接続される。このように、ドレン導出部２１を、下側ドレンタンク２０の底面よりも上方に形成することで、ドレン供給配管６０から導出されるドレンに、下側ドレンタンク２０の底部に溜まった汚れや塵が含まれることを防げる。
　下側ドレン返送部２２は、下側ドレンタンク２０の周面における高さ方向の略中央部に形成された開口により構成される。この下側ドレン返送部２２には、後述のドレン返送配管８０（下側ドレン返送配管８２）の先端部が接続される。
　本実施形態では、上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０は、同じ直径の円筒状に形成される。また、上側ドレンタンク１０の高さは、下側ドレンタンク２０の高さよりも高く形成される。
　上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０は、例えば、所定の長さに切断した鋼管の両端部に蓋部材を接合することにより製造される。
　第１連結部３０は、上側ドレンタンク１０と下側ドレンタンク２０とを接続し、上側ドレンタンク１０の内部空間と下側ドレンタンク２０の内部空間とを連通させる。より具体的には、第１連結部３０は、上側ドレンタンク１０の周面における下側と、下側ドレンタンク２０の上端部とを接続する。
　第２連結部４０も、上側ドレンタンク１０と下側ドレンタンク２０とを接続し、上側ドレンタンク１０の内部空間と下側ドレンタンク２０の内部空間とを連通させる。より具体的には、第２連結部４０は、第１連結部３０よりも細径の配管により構成される。そして、この第２連結部４０の上端側は、上側ドレンタンク１０の周面における下側に接続され、第２連結部４０の下端側は、下側ドレンタンク２０の周面におけるドレン導出部２１が形成された位置と略同じ高さの位置に接続される。本実施形態では、第２連結部４０の上端側は、第１連結部３０と上側ドレンタンク１０との接続部分よりも上側ドレンタンク１０の他端側（ドレン導入部１１が形成された側とは反対側）に接続される。
　ドレン回収配管５０は、ドレン回収ラインＬ２の一部、及びドレン逃がしラインＬ８の一部を構成する。ドレン回収配管５０は、回収配管部５１と、逃し配管部５２と、バイパス配管部５６と、回収配管部５１に配置され回収配管部５１の流路を開閉させる上述のエア駆動バルブ２５と、逃し配管部５２に配置され逃し配管部５２の流路を開閉させる上述のエア駆動バルブ２６と、バイパス配管部５６に配置されバイパス配管部５６の流路を開閉させるバルブ５５と、を備える。回収配管部５１の先端側は、ドレン導入部１１に接続される。逃し配管部５２の先端側は、ドレン逃がしラインＬ８に接続される。
　以上のドレン回収配管５０によれば、バルブ２５、２６に不具合が生じた場合にはバイパス配管部５６のバルブ５５を開き、ドレンをドレン逃がしラインＬ８に排出する。バルブ２５を開き、バルブ２６を閉止した状態では、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンは、回収配管部５１を通って上側ドレンタンク１０に回収される。一方、バルブ２５を閉止しバルブ２６を開いた状態では、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンは、逃し配管部５２を通ってドレン逃がしラインＬ８に排出され、オープンタンク１２０に送られる。
　ドレン供給配管６０は、ドレン供給ラインＬ３の一部を構成する。このドレン供給配管６０の基端側は、ドレン導出部２１に接続される。
　ドレンポンプ７０は、ドレン供給配管６０に配置される。ドレンポンプ７０はドレン供給配管６０を流通するドレンを昇圧して送り出す。
　ドレン返送配管８０は、ドレン返送ラインＬ７を構成する。このドレン返送配管８０は、上側ドレン返送配管８１と、下側ドレン返送配管８２と、を備える。
　上側ドレン返送配管８１及び下側ドレン返送配管８２の基端側は、それぞれ、ドレン供給配管６０におけるドレンポンプ７０よりも下流側に接続される。
　上側ドレン返送配管８１の先端側は、上側ドレン返送部１２に接続され、下側ドレン返送配管８２の先端側は、下側ドレン返送部２２に接続される。
　以上のドレン返送配管８０によれば、ドレン供給配管６０を流通するドレンの少なくとも一部は、上側ドレン返送配管８１を通って上側ドレンタンク１０に噴霧される。また、一部は、下側ドレン返送配管８２を通って下側ドレンタンク２０に返送される。
　ドレン回収配管５０、ドレン供給配管６０、ドレンポンプ７０及びドレン返送配管８０は、下側ドレンタンク２０の側方に配置される。
　以上のドレン回収装置１によれば、ドレン回収ラインＬ２を流通するドレンは、ドレン回収配管５０（回収配管部５１）を通ってドレン導入部１１から上側ドレンタンク１０に導入される。上側ドレンタンク１０に導入されたドレンは、第１連結部３０を通って下側ドレンタンク２０に収容される。即ち、本実施形態では、第１連結部３０は、第２連結部４０よりもドレン導入部１１側に配置されているので、ドレン導入部１１から上側ドレンタンク１０に導入されたドレンは、主として第１連結部３０から下側ドレンタンク２０に移送される。これにより、第１連結部３０を介して下側ドレンタンク２０にドレンが導入されることに伴い下側ドレンタンク２０の水面が乱れた場合においても、第２連結部４０の水面は穏やかに保たれる。
　回収されるドレンの量が増加すると、下側ドレンタンク２０の水位は上昇していき、下側ドレンタンク２０が満水になると、ドレンは、上側ドレンタンク１０にも収容される。ここで、本実施形態では、上側ドレンタンク１０の高さ方向が水平方向に沿うように配置されている。これにより、上側ドレンタンク１０にドレンが収容された状態において、収容されたドレンの量の変動に対する水位の変動を抑制できる。
　上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０に収容されたドレンを貫流ボイラ１１１に供給する場合には、ドレンは、下側ドレンタンク２０に形成されたドレン導出部２１からドレン供給配管６０（ドレン供給ラインＬ３）に供給される。ドレン供給配管６０を流通するドレンは、ドレンポンプ７０により昇圧されて貫流ボイラ１１１に供給される。また、ドレン供給配管６０を流通するドレンの一部は、ドレン返送配管８０（ドレン返送ラインＬ７）を通ってドレン回収装置１に返送（循環）される。
　以上説明した本実施形態のドレン回収装置１によれば、以下のような効果を奏する。
　（１）ドレン回収装置１を、円筒状の上側ドレンタンク１０と、円筒状の下側ドレンタンク２０と、これら上側ドレンタンク１０と下側ドレンタンク２０とを連結する第１連結部３０と、を含んで構成し、上側ドレンタンク１０を高さ方向が水平方向に沿うように配置し、下側ドレンタンク２０を高さ方向が鉛直方向に沿うように配置した。これにより、上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０それぞれの大きさをコンパクトにできるので、回収できるドレンの容量を確保しつつ、ドレン回収装置１の設置の自由度を高められる。よって、ドレンタンクを単一のタンクにより構成した場合に比して、ドレン回収装置１の設置スペースを小さくできる。
　具体的には、例えば、ドレン容量５００ｌのドレン回収装置を上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０により構成した場合、それぞれのタンクの大きさは以下のようになる。
　上側ドレンタンク：底面の直径５０．８ｃｍ、高さ（長さ）１６４．９ｃｍ、板厚９ｍｍ
　下側ドレンタンク：底面の直径５０．８ｃｍ、高さ（長さ）１２６．４ｃｍ、板厚９ｍｍ
　一方、同容量のドレン回収装置を単一のドレンタンクにより構成した場合、ドレンタンクの大きさは以下のようになる。
　ドレンタンク：底面の直径７２．４ｃｍ、高さ（長さ）１５０ｃｍ、板厚１２ｍｍ
　ここで、図２に示すように、上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０によりドレン回収装置１を構成した場合には、上側ドレンタンク１０の下方かつ下側ドレンタンク２０の周囲の空間に各種配管や制御装置（図示せず）を配置できるので、単一のドレンタンクによりドレン回収装置を構成した場合に比してドレン回収装置の設置スペースを小さくできる。
　また、上側ドレンタンク１０を高さ方向が水平方向に沿うように配置し、下側ドレンタンク２０を高さ方向が鉛直方向に沿うように配置した。これにより、上側ドレンタンク１０にドレンが収容された状態において、収容されたドレンの量の変動に対する水位の変動を抑制できる。また、縦長の下側ドレンタンク２０によってドレン回収装置１の水位を高く維持できる。よって、ドレンポンプ７０を安定して運転させられ、ドレンポンプ７０の容量を小さくできる。また、ドレン回収装置１と貫流ボイラ１１１との水位差を大きくできるので、ドレン回収装置１から貫流ボイラ１１１へのドレンの供給にかかる動力（ドレンポンプ７０にかかる負荷）を低減できる。
　また、上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０それぞれの大きさをコンパクトにできるので、圧力容器である上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０の製造コストを低減できる。即ち、既製のサイズの鋼管を用いて上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０を製造できるので、ドレン回収装置１の製造コストを低減できる。また、上述のように、単一のドレンタンクを用いた場合に比して、鋼管（鋼板）の板厚を薄く構成できる点においてもドレン回収装置１の製造コストを低減できる。
　（２）上側ドレンタンク１０の直径を、下側ドレンタンク２０の直径と等しく構成した。これにより、一つのサイズの鋼管から上側ドレンタンク１０及び下側ドレンタンク２０を製造できるので、ドレン回収装置１の製造コストをより低減できる。
　（３）ドレン回収装置１を、上側ドレンタンク１０に形成されるドレン導入部１１と、上側ドレンタンク１０と下側ドレンタンク２０とを連結する第２連結部４０と、を含んで構成した。これにより、ドレン導入部１１を第１連結部３０側に形成することで、上側ドレンタンク１０に導入されたドレンを、第１連結部３０を介して下側ドレンタンク２０に移送させられる。よって、下側ドレンタンク２０にドレンが移送されるときに下側ドレンタンク２０の水面が乱れた場合であっても、第２連結部４０においては水面を乱すことなく穏やかに保てる。その結果、この第２連結部４０の水位を利用して下側ドレンタンク２０の水位を測定することで、下側ドレンタンク２０の水位を正確に把握できる。
　（４）ドレン回収装置１を、ドレン供給配管６０と、このドレン供給配管６０に配置されたドレンポンプ７０と、ドレン供給配管６０を流通するドレンの一部を返送するドレン返送配管８０と、を含んで構成した。これにより、クローズド方式のドレン回収装置１をよりコンパクトに構成できるので、クローズド方式のボイラシステム１００の適用範囲をより拡げられる。
　（５）ドレン回収配管５０、ドレン供給配管６０、ドレンポンプ７０及びドレン返送配管８０を、下側ドレンタンク２０の側方に配置した。これにより、上側ドレンタンク１０の下方かつ下側ドレンタンク２０の側方の空間にドレン回収配管５０、ドレン供給配管６０、ドレンポンプ７０及びドレン返送配管８０を配置できるので、ドレン回収装置１をよりコンパクトに構成できる。
　（６）ドレン導出部２１を、下側ドレンタンク２０の底面よりも上方に形成した。これにより、ドレン供給配管６０から導出されるドレンに、下側ドレンタンク２０の底部に溜まった汚れや塵が含まれることを防げる。また、下側ドレンタンク２０を縦長形状としたので、ドレン導出部２１を下側ドレンタンク２０の底面よりも上方に形成しても、利用できないドレンの量を少なくできる。
　以上、本発明のドレン回収装置１の好ましい一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
　例えば、本実施形態では、ボイラシステム１００を、一台の貫流ボイラ１１１により構成したが、これに限らない。即ち、ボイラシステムを、複数台の貫流ボイラを含んで構成してもよい。
　また、本実施形態では、上側ドレンタンク１０を高さ方向が水平方向に一致するように配置したがこれに限らない。即ち、上側ドレンタンクを、高さ方向が水平方向に対してわずかに傾くように配置してもよい。例えば、上側ドレンタンクを、第１連結部の位置が第２連結部の位置よりも下方に位置するようにわずかに傾けて配置してもよい。
　また、本実施形態では、上側ドレンタンク１０の直径と下側ドレンタンク２０の直径とを同じ大きさに構成したが、これに限らない。即ち、上側ドレンタンクの直径と下側ドレンタンクの直径とは異なっていてもよい。
　また、本実施形態では、バルブとしてエア駆動バルブやモータバルブを用いたが、これに限らず、バルブの種類は適宜変更してもよい。
　本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上記の実施形態若しくは実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
　１　ドレン回収装置
　１０　上側ドレンタンク
　１１　ドレン導入部
　２０　下側ドレンタンク
　３０　第１連結部
　４０　第２連結部
　６０　ドレン供給配管
　７０　ドレンポンプ
　８０　ドレン返送配管
　８１　上側ドレン返送配管
　８２　下側ドレン返送配管
　１００　ボイラシステム
　１１１　貫流ボイラ（ボイラ）
　１３０　負荷機器

Claims (7)

  1. 　ボイラにおいて生成され負荷機器において用いられた蒸気が凝縮して生じたドレンを高温、高圧の状態で回収して前記ボイラに供給するクローズド方式のドレン回収装置であって、
    　円筒状に形成されると共に、高さ方向が水平方向に沿うように配置される上側ドレンタンクと、
    　前記上側ドレンタンクの下方に、高さ方向が鉛直方向に沿うように配置される円筒状の下側ドレンタンクと、
    　前記上側ドレンタンクの下部と前記下側ドレンタンクの上部とを連結する第１連結部と、を備えるドレン回収装置。
  2. 　前記上側ドレンタンクの直径は、前記下側ドレンタンクの直径と等しい請求項１に記載のドレン回収装置。
  3. 　前記上側ドレンタンクに形成され、該上側ドレンタンクにドレンを導入するドレン導入部と、
    　前記上側ドレンタンクの下部と前記下側ドレンタンクの側部とを連結する第２連結部を更に備える請求項１又は２に記載のドレン回収装置。
  4. 　基端側が前記下側ドレンタンクに接続され、該下側ドレンタンクに収容されたドレンを前記ボイラ側に供給するドレン供給配管と、
    　前記ドレン供給配管に配置されるドレンポンプと、
    　基端側が前記ドレン供給配管における前記ドレンポンプの下流側に接続され、該ドレン供給配管を流通するドレンの少なくとも一部を前記上側ドレンタンク及び／又は前記下側ドレンタンクに返送するドレン返送配管と、を更に備える請求項１～３のいずれかに記載のドレン回収装置。
  5. 　前記ドレン供給配管は、前記下側ドレンタンクの周面の下部側における底面から所定高さ上方の位置で該下側ドレンタンクに接続される請求項４に記載のドレン回収装置。
  6. 　前記ドレン供給配管、ドレンポンプ及びドレン返送配管は、前記下側ドレンタンクの側方に配置される請求項４又は５に記載のドレン回収装置。
  7. 　前記ドレン返送配管は、
    　　先端側が前記上側ドレンタンクの上部に接続される上側ドレン返送配管と、
    　　先端側が前記下側ドレンタンクの側部に接続される下側ドレン返送配管と、を備える請求項４～６のいずれかに記載のドレン回収装置。
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