WO2016056481A1 - ドレン回収装置 - Google Patents

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header tank
pipe
gas
recovery
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藤川雄一
杉江悠一
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/16—Arrangements for water drainage 

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to a drain recovery device that temporarily collects and recovers drainage generated by gas condensation in a gas-using device in a header tank.
  • Patent Document 1 discloses a drain collection device that temporarily collects and collects drain (condensate) generated by gas condensation in a gas-using device (heat exchanger) in a header tank.
  • This drain recovery device includes a header tank and a supply system that supplies the drain of the header tank to the user side.
  • the supply system includes a liquid pumping device (drain pumping pump).
  • drain pumping pump In the liquid pressure feeding device, the inflow side is connected to the header tank via a pipe, and the pressure-feeding side (outflow side) is connected to the piping toward the use side.
  • gas (steam) is supplied, the gas dissipates heat to the object (water) and condenses, and the object (water) is heated.
  • the drain recovery device the drain generated in the gas using device flows into the header tank and is stored, and the drain in the header tank flows into the liquid pumping device and is pumped to the use side.
  • An object of the present invention is to provide a drain recovery device capable of continuously performing an operation of inflowing drain into a tank (operation of discharging drain from a gas-using device).
  • the drain recovery device disclosed herein includes a recovery pipe, a header tank, a supply system, and a drain discharge pipe.
  • tube is connected to the gas use apparatus which gas is supplied and condenses.
  • the header tank is provided in a lower position than the gas using device and is connected to the recovery pipe, and is a sealed type in which drain generated by the condensation of the gas in the gas using equipment flows through the recovery pipe.
  • the supply system is connected to the header tank and supplies the drain of the header tank to the use side.
  • the drain discharge pipe has an inlet end that opens to an upper portion in the header tank, and an outlet end that is open to the atmosphere.
  • a drain discharge pipe is provided at the top of the header tank. For this reason, even if the drainage of the header tank increases due to the supply system function (supply function) being stopped for some reason, the drain can be automatically discharged through the drain discharge pipe.
  • the drain of the header tank is discharged from the drain discharge pipe, and the discharged amount of the drain can be allowed to flow from the gas using device to the header tank.
  • the amount of drain that flows into the header tank from the gas using device can be discharged from the drain discharge pipe. Therefore, it is possible to continuously perform the drain inflow operation from the gas using device to the header tank (the drain discharging operation from the gas using device). As a result, it is possible to prevent a decrease in capacity (a decrease in heating capacity) caused by an increase in the amount of drain in the gas-using device.
  • FIG. 1 is a piping system diagram illustrating a schematic configuration of a steam system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a drain recovery system according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the liquid pumping apparatus.
  • FIG. 4 is a piping system diagram illustrating a schematic configuration of the steam system according to the embodiment.
  • the steam system 1 of the present embodiment is provided in a thermal power plant and is for heating a fuel gas (LPG: liquefied petroleum gas) supplied to a gas turbine with steam.
  • a gas turbine is driven by fuel gas, thereby generating power.
  • the steam system 1 includes a steam use system 2 and a drain recovery system 10.
  • the drain collection system 10 constitutes a drain collection device.
  • the steam use system 2 includes a heat exchanger 3 that is a gas use device (steam use device).
  • the heat exchanger 3 is configured such that vapor, which is a gas, dissipates heat and condenses on an object (in this embodiment, LPG), and the object is heated.
  • the heat exchanger 3 is a so-called shell-type heat exchanger, and an internal flow path 3a is formed in the internal space.
  • the heat exchanger 3 is connected to a steam supply basket 4 and an LPG inflow pipe 6 and outflow pipe 7.
  • the supply rod 4 is connected to one end (inlet end) of the internal flow path 3a, and for example, steam generated by a boiler (not shown) is supplied to the internal flow path 3a.
  • the supply rod 4 is provided with a supply valve 5 for adjusting the flow rate of the steam.
  • the inflow pipe 6 and the outflow pipe 7 communicate with the internal space of the heat exchanger 3, respectively.
  • the vapor of the internal flow path 3a dissipates heat to the liquid LPG flowing in from the inflow pipe 6, whereby the liquid LPG is heated and vaporized (becomes gaseous LPG).
  • the steam is condensed by releasing heat to the LPG and becomes drain (condensed water). That is, in the heat exchanger 3, the LPG is heated (latent heat heating) by the latent heat of condensation of the steam.
  • the LPG heated by the heat exchanger 3 is supplied from the outflow pipe 7 to the gas turbine.
  • the drain recovery system 10 includes a header tank 11, a recovery pipe 15, a supply system 20, and an emergency discharge system 40, and temporarily drains (condensed water) generated by condensation of steam in the heat exchanger 3. It is stored in the header tank 11 and collected.
  • the recovery pipe 15 is connected to the internal flow path 3 a of the heat exchanger 3 and the header tank 11, and causes the drain generated in the heat exchanger 3 to flow down to the header tank 11. Specifically, one end (inflow end) of the recovery pipe 15 is connected to the other end (outflow end) of the internal flow path 3 a of the heat exchanger 3, and the other end (outflow end) is connected to the top 12 of the header tank 11.
  • the header tank 11 is a sealed container, and drainage flows from the recovery pipe 15 and is stored.
  • the header tank 11 is provided at a position lower than the heat exchanger 3.
  • the supply system 20 is connected to the header tank 11 and supplies the drain stored in the header tank 11 to the use side (for example, a boiler water supply tank).
  • the supply system 20 includes a liquid pumping device 21, an inflow pipe 22, a pumping pipe 23, an air supply pipe 24, and an exhaust pipe 25.
  • the inflow pipe 22 has one end (inflow end) connected to the bottom 13 of the header tank 11 and the other end (outflow end) connected to the liquid pumping device 21.
  • the inflow pipe 22 is provided with an on-off valve 31 and a check valve 32 in order from the header tank 11 side.
  • the check valve 32 allows only a drain flow from the header tank 11 toward the liquid pumping device 21.
  • the pumping pipe 23 has one end (inflow end) connected to the liquid pumping device 21 and the other end (outflow end) connected to the use side.
  • the pressure feeding pipe 23 is provided with a check valve 33 and an on-off valve 34 in order from the liquid pressure feeding device 21 side.
  • the check valve 33 allows only a drain flow from the liquid pressure feeding device 21 toward the water supply tank.
  • One end (inflow end) of the air supply pipe 24 is connected to the upstream side of the supply valve 5 in the supply tank 4, and the other end (outflow end) is connected to the liquid pumping device 21.
  • One end (inflow end) of the exhaust pipe 25 is connected to the liquid pumping device 21, and the other end (outflow end) is connected in the middle of an overflow pipe 41 described later, and communicates with the upper part in the header tank 11.
  • the supply pipe 24 and the exhaust pipe 25 are provided with on-off valves 36 and 37, respectively.
  • the drain of the header tank 11 flows in through the inflow pipe 22, and the drained inflow is pumped to the user side through the pressure feeding pipe 23.
  • the steam in the supply tank 4 flows through the air supply pipe 24, while the steam is discharged to the header tank 11 through the exhaust pipe 25.
  • the liquid pumping device 21 includes a sealed casing 51 and also includes a float 52, a float valve 53, a snap mechanism 54, an exhaust valve body 66, and an air supply valve body 69 provided in the casing 51.
  • the casing 51 is formed with an inlet 55, a pressure inlet 56, an air inlet 57 and an exhaust outlet 58 to which the above-described inflow pipe 22, pressure feed pipe 23, air supply pipe 24 and exhaust pipe 25 are connected.
  • the float 52 swings around a fulcrum 59 as it rises and sinks, thereby moving the float valve 53 up and down to open and close the pressure feed port 56.
  • the first lever 61 is displaced up and down around the fulcrum 62 as the float 52 swings.
  • the second lever 63 is provided so as to be rotatable about the fulcrum 62, and a coil spring 64 is attached between the end of the second lever 63 and the end of the first lever 61.
  • An exhaust lifting / lowering rod 65 is connected to the upper portion of the second lever 63, and an exhaust valve body 66 is provided at the tip of the lifting / lowering rod 65.
  • a connecting plate 67 is attached in the middle of the lifting bar 65, and a lifting bar 68 for supplying air is provided above the connecting plate 67.
  • An air supply valve body 69 is provided at the tip of the lift bar 68.
  • the liquid pressure feeding device 21 is closed by the float valve 53 while the air supply port 57 is closed by the air supply valve body 69. And the exhaust port 58 is opened. That is, the two lifting rods 65 and 68 are in a lowered state.
  • the drain of the header tank 11 flows from the inflow port 55 and the steam is discharged from the exhaust port 58.
  • the float valve 53 opens the pressure feed port 56.
  • the two lifting rods 68 are raised by the snap mechanism 54, the exhaust port 58 is closed by the exhaust valve body 66, and the air supply port 57 is opened. If it does so, the vapor
  • the pumping port 56 is closed again, while the exhaust port 58 is opened and the air supply port 57 is closed.
  • liquid pumping apparatus 21 with which the float valve 53 which opens and closes the pumping port 56 was built in was used, the liquid pumping apparatus with which the float valve was not built but the pumping port was always open was used. Is used, a steam trap is provided in the pressure feeding pipe 23.
  • the emergency discharge system 40 automatically discharges the drain from the header tank 11 when the drain of the header tank 11 becomes full due to the stoppage of the function (supply function) of the supply system 20 (emergency). Is. As a factor that causes the function of the supply system 20 to stop, for example, a failure of the liquid pumping device 21 or the check valves 32 and 33 may be cited.
  • the emergency discharge system 40 includes an overflow pipe 41, a steam trap 43, and a check valve 44.
  • the overflow pipe 41 constitutes a drain discharge pipe.
  • the overflow pipe 41 has an inlet end 41a that is one end connected to the top 12 of the header tank 11, and an outlet end 41b that is the other end that is open to the atmosphere. That is, the inlet end 41 a of the overflow pipe 41 is open to the upper part in the header tank 11.
  • the outlet end 41 b of the overflow pipe 41 is disposed at a position lower than the header tank 11. That is, the overflow pipe 41 is at a position where the outlet end 41b is lower than the inlet end 41a.
  • the overflow pipe 41 automatically discharges the drain from the top portion 12 of the header tank 11 when the drain of the header tank 11 becomes full.
  • the steam trap 43 is provided in a portion of the overflow pipe 41 that is lower than the position of the inlet end 41a.
  • the steam trap 43 discharges drain to the downstream side (that is, the outlet end 41b side) due to the pressure difference between the upstream and downstream, and constitutes a drain trap.
  • the check valve 44 is provided in a portion of the overflow pipe 41 that is lower than the position of the inlet end 41a.
  • the check valve 44 is provided on the downstream side of the steam trap 43.
  • the check valve 44 allows only a drain flow from the inlet end 41 a to the outlet end 41 b in the overflow pipe 41.
  • the overflow pipe 41 is provided with an on-off valve 42 on the upstream side of the steam trap 43.
  • an air discharge pipe 26 having an on-off valve 38 is connected to the overflow pipe 41 of the present embodiment.
  • the air discharge pipe 26 has an inlet end connected between the exhaust pipe 25 in the overflow pipe 41 and the on-off valve 42, and an outlet end opened to the atmosphere.
  • the air discharge pipe 26 is for discharging initial air existing in the heat exchanger 3 or the header tank 11 at the start of operation.
  • the drain flows from the heat exchanger 3, while the supply system 20 does not discharge the drain. Therefore, in the header tank 11, the drain liquid level rises and eventually becomes full. In this state, the drain does not flow from the heat exchanger 3 into the header tank 11, and the drain increases in the heat exchanger 3.
  • the drain of the header tank 11 flows out to the overflow pipe 41 due to the water head pressure of the recovery pipe 15 and is discharged to the outside. The amount of drain discharged from the overflow pipe 41 flows into the header tank 11 from the heat exchanger 3 through the recovery pipe 15. Therefore, even if the header tank 11 is full, the drain can be continuously flowed from the heat exchanger 3 to the header tank 11.
  • the overflow pipe 41 is provided in which the inlet end 41a is connected to the top 12 of the header tank 11 and the outlet end 41b is opened to the atmosphere. Therefore, even if the drain of the header tank 11 becomes full by stopping the function of the supply system 20 (supply function), the drain of the header tank 11 can be automatically discharged from the overflow pipe 41. Thereby, the amount of drain discharged from the overflow pipe 41 can be allowed to flow into the header tank 11 from the heat exchanger 3. In other words, the amount of drain flowing into the header tank 11 from the heat exchanger 3 can be automatically discharged from the overflow pipe 41.
  • the drain inflow operation from the heat exchanger 3 to the header tank 11 (the drain discharge operation from the heat exchanger 3) can be continuously performed.
  • a decrease in capacity (a decrease in heating capacity) caused by an increase in the amount of drain in the heat exchanger 3.
  • the necessary supply amount of the fuel gas to the gas turbine can be secured, and thereby the necessary power generation amount of the thermal power plant can be secured.
  • the technology disclosed herein has a high possibility that the function of the supply system 20 having equipment such as the liquid pressure feeding device 21 and the check valves 32 and 33 that cannot be completely avoided as in the above-described embodiment is stopped. Therefore, it is particularly effective for the drain recovery system 10 having such a supply system 20.
  • the outlet end 41b of the overflow pipe 41 is open to the atmosphere, a pressure gradient (the inlet end 41a side is high and the outlet end 41b side is low) can be reliably formed in the overflow pipe 41. Thereby, the drain of the header tank 11 can be easily discharged from the overflow pipe 41.
  • the header tank 11 is provided at a position lower than the heat exchanger 3, the drain of the header tank 11 can be easily discharged from the overflow pipe 41 by the water head pressure due to the height difference.
  • the steam trap 43 is provided in the overflow pipe 41, it is possible to reliably prevent the steam from leaking from the header tank 11 through the overflow pipe 41. Further, since the steam trap 43 is provided at a portion lower than the inlet end 41 a in the overflow pipe 41, the water head pressure can be applied to the upstream side of the steam trap 43. Thereby, since a pressure difference is formed in the upstream and downstream of the steam trap 43, the steam trap 43 can be operated reliably. That is, only the drain can be reliably discharged to the downstream side in the steam trap 43.
  • the check valve 44 is provided in the overflow pipe 41, air can be reliably prevented from flowing into the header tank 11 through the overflow pipe 41 from the outside. Thereby, since it can prevent that air flows in into the heat exchanger 3 from the header tank 11 through the collection
  • the check valve 44 is provided at a portion lower than the inlet end 41 a in the overflow pipe 41, so that the hydraulic head pressure can be applied to the upstream side of the check valve 44. Thereby, since a pressure difference is formed in the upstream and downstream of the check valve 44, the check valve 44 can be opened reliably and the drain can be discharged to the outside.
  • overflow pipe 41 of the above embodiment may have an inlet end 41 a connected to the upper part of the side surface of the header tank 11.
  • the steam trap 43 and the check valve 44 may be omitted.
  • the heat exchanger 3 of the above embodiment may be one in which a gas (gas) other than steam is condensed, or an object to be heated may be other than PLG (fuel gas).
  • the technology disclosed herein is useful for a drain recovery device that temporarily collects drain generated in gas-using equipment and collects it in a header tank.

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Abstract

　ドレン回収系統（１０）（ドレン回収装置）は、ガスが供給されて凝縮する熱交換器（３）（ガス使用機器）に接続される回収管（１５）と、熱交換器（３）よりも低い位置に設けられると共に回収管（１５）に接続され、熱交換器（３）でガスの凝縮によって発生したドレンが回収管（１５）を通じて流入する密閉状のヘッダータンク（１１）と、ヘッダータンク（１１）に接続され、ヘッダータンク（１１）のドレンをその利用側へ供給する供給系統（２０）と、入口端（４１ａ）がヘッダータンク（１１）内の上部に開口する一方、出口端（４１ｂ）が大気に開放されるオーバーフロー管（４１）を備えている。

Description

ドレン回収装置
　ここに開示された技術は、ガス使用機器でガスが凝縮して発生したドレンを一時的にヘッダータンクに溜めて回収するドレン回収装置に関する。
　ガス使用機器（熱交換器）においてガスが凝縮して発生したドレン（凝縮水）を一時的にヘッダータンクに溜めて回収するドレン回収装置が、例えば特許文献１に開示されている。このドレン回収装置は、ヘッダータンクと、該ヘッダータンクのドレンを利用側へ供給する供給系統とを備えている。供給系統は、液体圧送装置（ドレン圧送ポンプ）を備えている。液体圧送装置は、流入側が配管を介してヘッダータンクに接続され、圧送側（流出側）には利用側へ向かう配管が接続されている。ガス使用機器では、ガス（蒸気）が供給され、そのガスが対象物（水）に放熱して凝縮し、対象物（水）が加熱される。そして、ドレン回収装置では、ガス使用機器で発生したドレンがヘッダータンクに流入して貯留されると共に、ヘッダータンクのドレンが液体圧送装置に流入して利用側へ圧送される。
特開２００９－３０００１６号公報
　ところで、上述した特許文献１のドレン回収装置では、液体圧送装置の故障や配管の詰まり等により供給系統の機能が停止してしまうと、いずれヘッダータンクが満杯となり、ガス使用機器（熱交換器）からヘッダータンクにドレンが流入しなくなる。そうすると、ガス使用機器では、ドレンの量が増加していき、これに伴いガスの供給量が減少する。その結果、ガス使用機器の能力（加熱能力）が著しく低下してしまう。そして、例えば火力発電所においてガスタービンに供給される燃料ガスを加熱するためのガス使用機器の場合、上述した能力（加熱能力）の低下は、すぐさま発電量の低下に繋がり、社会に多大な影響を及ぼしてしまう。
　ここに開示された技術は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ヘッダータンクのドレンを利用側へ供給する供給系統の機能が万一停止しても、ガス使用機器からヘッダータンクへのドレンの流入動作（ガス使用機器からのドレンの排出動作）を継続して行うことが可能なドレン回収装置を提供することにある。
　ここに開示されたドレン回収装置は、回収管と、ヘッダータンクと、供給系統と、ドレン排出管とを備えている。上記回収管は、ガスが供給されて凝縮するガス使用機器に接続される。上記ヘッダータンクは、上記ガス使用機器よりも低い位置に設けられると共に上記回収管に接続され、上記ガス使用機器で上記ガスの凝縮によって発生したドレンが上記回収管を通じて流入する密閉状のものである。上記供給系統は、上記ヘッダータンクに接続され、該ヘッダータンクのドレンをその利用側へ供給するものである。上記ドレン排出管は、入口端が上記ヘッダータンク内の上部に開口する一方、出口端が大気に開放されているものである。
　ここに開示されたドレン回収装置によれば、ヘッダータンクの上部にドレン排出管を設けるようにした。そのため、何らかの要因で供給系統の機能（供給機能）が停止することによりヘッダータンクのドレンが増大して満杯になっても、そのドレンをドレン排出管を通じて自動的に排出することができる。これにより、ヘッダータンクが満杯の状態になっても、ヘッダータンクのドレンがドレン排出管から排出されると共に、その排出された量のドレンをガス使用機器からヘッダータンクに流入させることができる。言い換えれば、ガス使用機器からヘッダータンクに流入する量のドレンをドレン排出管から排出させることができる。したがって、ガス使用機器からヘッダータンクへのドレンの流入動作（ガス使用機器からのドレンの排出動作）を継続して行うことができる。その結果、ガス使用機器においてドレンの量が増加することによって生ずる能力低下（加熱能力の低下）を防止することができる。
図１は、実施形態に係る蒸気システムの概略構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態に係るドレン回収系統の概略構成を示す斜視図である。 図３は、液体圧送装置の概略構成を示す断面図である。 図４は、実施形態に係る蒸気システムの概略構成を示す配管系統図である。
　以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
　本実施形態の蒸気システム１は、火力発電所に設けられ、ガスタービンに供給される燃料ガス（ＬＰＧ：液化石油ガス）を蒸気で加熱するためのものである。火力発電所では、ガスタービンが燃料ガスによって駆動され、これにより発電が行われる。図１および図２に示すように、蒸気システム１は、蒸気使用系統２とドレン回収系統１０を備えている。ドレン回収系統１０は、ドレン回収装置を構成している。
　蒸気使用系統２は、ガス使用機器（蒸気使用機器）である熱交換器３を備えている。熱交換器３は、ガスである蒸気が対象物（本実施形態では、ＬＰＧ）に放熱して凝縮し、対象物が加熱されるものである。具体的に、熱交換器３は、いわゆるシェル型の熱交換器であり、内部空間に内部流路３ａが形成されている。熱交換器３には、蒸気の供給菅４と、ＬＰＧの流入管６および流出管７が接続されている。供給菅４は、内部流路３ａの一端（入口端）に接続されており、例えばボイラー（図示省略）で生成された蒸気が内部流路３ａに供給される。供給菅４には、蒸気の流量を調整する供給弁５が設けられている。流入管６および流出管７は、それぞれ熱交換器３の内部空間に連通している。
　熱交換器３では、内部流路３ａの蒸気が、流入管６から流入した液状のＬＰＧに放熱することにより、液状のＬＰＧが加熱されて気化する（ガス状のＬＰＧになる）。蒸気は、ＬＰＧに放熱することで凝縮し、ドレン（凝縮水）になる。つまり、熱交換器３では蒸気の凝縮潜熱によってＬＰＧが加熱（潜熱加熱）される。熱交換器３で加熱されたＬＰＧは、流出管７からガスタービンへ供給される。
　ドレン回収系統１０は、ヘッダータンク１１と、回収管１５と、供給系統２０と、非常時排出系統４０とを備え、熱交換器３で蒸気の凝縮によって発生したドレン（凝縮水）を一時的にヘッダータンク１１に貯留させて回収するものである。
　回収管１５は、熱交換器３の内部流路３ａとヘッダータンク１１とに接続され、熱交換器３で発生したドレンをヘッダータンク１１へ流下させるものである。具体的に、回収管１５は、一端（流入端）が熱交換器３の内部流路３ａの他端（流出端）に接続され、他端（流出端）がヘッダータンク１１の頂部１２に接続されている。ヘッダータンク１１は、密閉容器であり、回収管１５からドレンが流入して貯留される。また、ヘッダータンク１１は、熱交換器３よりも低い位置に設けられている。
　供給系統２０は、ヘッダータンク１１に接続されており、該ヘッダータンク１１に貯留されているドレンをその利用側（例えば、ボイラーの給水タンク）へ供給するものである。供給系統２０は、液体圧送装置２１と、流入管２２と、圧送管２３と、給気管２４と、排気管２５とを備えている。
　流入管２２は、一端（流入端）がヘッダータンク１１の底部１３に接続され、他端（流出端）が液体圧送装置２１に接続されている。流入管２２には、ヘッダータンク１１側から順に、開閉弁３１および逆止弁３２が設けられている。逆止弁３２は、ヘッダータンク１１から液体圧送装置２１へ向かうドレンの流れのみを許容する。圧送管２３は、一端（流入端）が液体圧送装置２１に接続され、他端（流出端）が利用側に接続されている。圧送管２３には、液体圧送装置２１側から順に、逆止弁３３および開閉弁３４が設けられている。逆止弁３３は、液体圧送装置２１から給水タンクへ向かうドレンの流れのみを許容する。
　給気管２４は、一端（流入端）が供給菅４における供給弁５の上流側に接続され、他端（流出端）が液体圧送装置２１に接続されている。排気管２５は、一端（流入端）が液体圧送装置２１に接続され、他端（流出端）が後述するオーバーフロー管４１の途中に接続されてヘッダータンク１１内の上部に連通している。給気管２４および排気管２５には、それぞれ開閉弁３６，３７が設けられている。
　液体圧送装置２１は、ヘッダータンク１１のドレンが流入管２２を通じて流入し、その流入したドレンを圧送管２３を通じて利用側へ圧送するものである。また、液体圧送装置２１は、供給菅４の蒸気が給気管２４を通じて流入する一方、蒸気が排気管２５を通じてヘッダータンク１１に排出される。
　液体圧送装置２１の概略構成について図３を参照しながら説明する。液体圧送装置２１は、密閉状のケーシング５１を備えると共に、該ケーシング５１内に設けられるフロート５２、フロート弁５３、スナップ機構５４、排気弁体６６および給気弁体６９を備えている。ケーシング５１には、上述した流入管２２、圧送管２３、給気管２４および排気管２５が接続される流入口５５、圧送口５６、給気口５７および排気口５８が形成されている。フロート５２は、浮き沈みに伴い支点５９を中心として揺動することにより、フロート弁５３を上下動させて圧送口５６を開閉するように構成されている。
　スナップ機構５４では、第１レバー６１がフロート５２の揺動動作に伴い支点６２を中心として上下に変位する。また、スナップ機構５４では、第２レバー６３が支点６２を中心として回転自在に設けられ、第２レバー６３の端部と第１レバー６１の端部との間にコイルバネ６４が取り付けられている。第２レバー６３の上部には排気用の昇降棒６５が連結されており、該昇降棒６５の先端に排気弁体６６が設けられている。昇降棒６５の途中には連設板６７が取り付けられており、該連設板６７の上方に給気用の昇降棒６８が設けられている。この昇降棒６８の先端には、給気弁体６９が設けられている。
　液体圧送装置２１は、ケーシング５１内のドレンの液位が低くフロート５２が底部１３に位置する場合、圧送口５６がフロート弁５３によって閉じられる一方、給気口５７が給気弁体６９によって閉じられると共に排気口５８が開く。つまり、２つの昇降棒６５，６８が下降した状態になっている。この状態の液体圧送装置２１では、ヘッダータンク１１のドレンが流入口５５から流入すると共に、蒸気が排気口５８から排出される。そして、ケーシング５１内の液位の上昇に伴いフロート５２が浮上すると、フロート弁５３が圧送口５６を開く。そして、フロート５２が所定位置まで浮上すると、２つの昇降棒６８がスナップ機構５４によって上昇し、排気口５８が排気弁体６６によって閉じられると共に給気口５７が開く。そうすると、供給菅４の蒸気が給気口５７から流入し、その流入した蒸気によってドレンが圧送口５６から圧送される。そして、このドレンの圧送に伴い液位が低下してフロート５２が所定位置まで下降すると、再び、圧送口５６が閉じられる一方、排気口５８が開くと共に給気口５７が閉じられる。上述した動作が繰り返されることで、ヘッダータンク１１のドレンが利用側へ供給される。
　なお、本実施形態の供給系統２０では、圧送口５６を開閉するフロート弁５３が内蔵された液体圧送装置２１を用いているが、フロート弁が内蔵されず圧送口が常に開いている液体圧送装置を用いる場合、圧送管２３にスチームトラップが設けられる。
　非常時排出系統４０は、供給系統２０の機能（供給機能）が万一停止することによりヘッダータンク１１のドレンが満杯になった場合（非常時）、ヘッダータンク１１からドレンを自動的に排出するものである。供給系統２０の機能が停止する要因としては、例えば、液体圧送装置２１や逆止弁３２，３３の故障等が挙げられる。
　非常時排出系統４０は、オーバーフロー管４１と、スチームトラップ４３と、逆止弁４４とを備えている。オーバーフロー管４１は、ドレン排出管を構成している。具体的に、オーバーフロー管４１は、一端である入口端４１ａがヘッダータンク１１の頂部１２に接続され、他端である出口端４１ｂが大気に開放している。つまり、オーバーフロー管４１の入口端４１ａはヘッダータンク１１内の上部に開口している。また、オーバーフロー管４１の出口端４１ｂは、ヘッダータンク１１よりも低い位置に配置されている。つまり、オーバーフロー管４１は出口端４１ｂが入口端４１ａよりも低い位置にある。オーバーフロー管４１は、ヘッダータンク１１のドレンが満杯になると、ヘッダータンク１１の頂部１２からドレンを自動的に排出するものである。
　スチームトラップ４３は、オーバーフロー管４１における入口端４１ａの位置よりも低い部分に設けられている。スチームトラップ４３は、上下流の圧力差によってドレンを下流側（即ち、出口端４１ｂ側）へ排出するものであり、ドレントラップを構成している。逆止弁４４は、オーバーフロー管４１における入口端４１ａの位置よりも低い部分に設けられている。逆止弁４４は、スチームトラップ４３の下流側に設けられている。逆止弁４４は、オーバーフロー管４１において入口端４１ａから出口端４１ｂへ向かうドレンの流れのみを許容する。また、オーバーフロー管４１には、スチームトラップ４３の上流側に開閉弁４２が設けられている。
　なお、本実施形態のオーバーフロー管４１には、開閉弁３８を有する空気排出管２６が接続されている。空気排出管２６は、入口端がオーバーフロー管４１における排気管２５と開閉弁４２との間に接続され、出口端が大気に開放されている。空気排出管２６は、熱交換器３内やヘッダータンク１１内に存在する初期の空気を運転開始時に排出するためのものである。
　〈ドレン回収系統の動作〉
　先ず、通常時の動作について説明する。図１に示すように、熱交換器３で蒸気の凝縮によって発生したドレンは、回収管１５を流下してヘッダータンク１１に流入して貯留される。ヘッダータンク１１のドレンは、供給系統２０の液体圧送装置２１によって利用側へ圧送（供給）される。つまり、ヘッダータンク１１では、熱交換器３からドレンが流入すると共に、供給系統２０によってドレンが排出される。こうして、通常時のヘッダータンク１１ではドレンの液位が概ね一定に維持される。
　次に、供給系統２０の機能（供給機能）が停止する非常時の動作について説明する。供給系統２０の機能が停止すると、ヘッダータンク１１では、熱交換器３からドレンが流入する一方、供給系統２０によってドレンが排出されない状態になる。そのため、ヘッダータンク１１では、ドレンの液位が上昇して最終的に満杯になる。このままの状態では、熱交換器３からヘッダータンク１１にドレンが流入しなくなり、熱交換器３においてドレンが増大してしまう。本実施形態では、ヘッダータンク１１が満杯になると、ヘッダータンク１１のドレンが回収管１５の水頭圧によってオーバーフロー管４１に流出し外部へ排出される。そして、オーバーフロー管４１から排出された量のドレンが熱交換器３から回収管１５を通じてヘッダータンク１１に流入する。したがって、ヘッダータンク１１が満杯になっても、熱交換器３からヘッダータンク１１へドレンを継続して流入させることができる。
　以上のように、上記実施形態のドレン回収系統１０によれば、入口端４１ａがヘッダータンク１１の頂部１２に接続され、出口端４１ｂが大気に開放されるオーバーフロー管４１を設けるようにした。そのため、供給系統２０の機能（供給機能）が停止することによりヘッダータンク１１のドレンが満杯になっても、ヘッダータンク１１のドレンをオーバーフロー管４１から自動的に排出することができる。これにより、オーバーフロー管４１から排出された量のドレンを熱交換器３からヘッダータンク１１に流入させることができる。言い換えれば、熱交換器３からヘッダータンク１１に流入する量のドレンをオーバーフロー管４１から自動的に排出することができる。したがって、熱交換器３からヘッダータンク１１へのドレンの流入動作（熱交換器３からのドレンの排出動作）を継続して行うことができる。その結果、熱交換器３においてドレンの量が増加することによって生ずる能力低下（加熱能力の低下）を防止することができる。これによって、ガスタービンへの燃料ガスの必要供給量を確保することができ、これによって火力発電所の必要発電量を確保することができる。
　また、ここに開示された技術は、上記実施形態のように液体圧送装置２１や逆止弁３２，３３といった故障を完全には回避できない機器を有する供給系統２０ではその機能が停止する虞が高くなるので、そのような供給系統２０を有するドレン回収系統１０に対して特に有効である。
　また、オーバーフロー管４１の出口端４１ｂを大気に開放しているため、オーバーフロー管４１において圧力勾配（入口端４１ａ側が高く、出口端４１ｂ側が低い）を確実に形成することができる。これにより、容易にヘッダータンク１１のドレンをオーバーフロー管４１から排出することができる。
　また、ヘッダータンク１１を熱交換器３よりも低い位置に設けているため、その高低差による水頭圧によってヘッダータンク１１のドレンをオーバーフロー管４１から容易に排出することができる。
　さらに、上記実施形態によれば、オーバーフロー管４１にスチームトラップ４３を設けているため、ヘッダータンク１１からオーバーフロー管４１を通じて蒸気が洩れるのを確実に防止することができる。また、スチームトラップ４３はオーバーフロー管４１における入口端４１ａよりも低い部分に設けられているので、スチームトラップ４３の上流側に水頭圧を作用させることができる。これにより、スチームトラップ４３の上下流に圧力差が形成されるので、確実にスチームトラップ４３を動作させることができる。つまり、スチームトラップ４３において確実にドレンのみを下流側へ排出させることができる。
　さらに、上記実施形態によれば、オーバーフロー管４１に逆止弁４４を設けているため、外部からオーバーフロー管４１を通じてヘッダータンク１１に空気が流入するのを確実に防止することができる。これにより、空気がヘッダータンク１１から回収管１５を通じて熱交換器３に流入するのを防止することができるので、熱交換器３の能力低下（加熱能力の低下）を防止することができる。また、スチームトラップ４３と同様、逆止弁４４はオーバーフロー管４１における入口端４１ａよりも低い部分に設けられているので、逆止弁４４の上流側に水頭圧を作用させることができる。これにより、逆止弁４４の上下流に圧力差が形成されるので、確実に逆止弁４４を開くことができ、ドレンを外部へ排出することができる。
　なお、上記実施形態のオーバーフロー管４１は、入口端４１ａがヘッダータンク１１における側面の上部に接続されるものであってもよい。
　また、上記実施形態の非常時排出系統４０は、スチームトラップ４３や逆止弁４４を省略するようにしてもよい。
　また、上記実施形態の熱交換器３は、蒸気以外のガス（気体）が凝縮するものであってもよいし、加熱の対象物がＰＬＧ（燃料ガス）以外のものであってもよい。
　ここに開示された技術は、ガス使用機器で発生したドレンを一時的にヘッダータンクに溜めて回収するドレン回収装置について有用である。
１　　　　蒸気システム
３　　　　熱交換器（ガス使用機器）
１０　　　ドレン回収系統（ドレン回収装置）
１１　　　ヘッダータンク
１５　　　回収管
２０　　　供給系統
２１　　　液体圧送装置
２２　　　流入管
４１　　　オーバーフロー管（ドレン排出管）
４１ａ　　入口端
４１ｂ　　出口端
４３　　　スチームトラップ（ドレントラップ）
４４　　　逆止弁
 

Claims (4)

  1. 　ガスが供給されて凝縮するガス使用機器に接続される回収管と、
    　上記ガス使用機器よりも低い位置に設けられると共に上記回収管に接続され、上記ガス使用機器で上記ガスの凝縮によって発生したドレンが上記回収管を通じて流入する密閉状のヘッダータンクと、
    　上記ヘッダータンクに接続され、該ヘッダータンクのドレンをその利用側へ供給する供給系統と、
    　入口端が上記ヘッダータンク内の上部に開口する一方、出口端が大気に開放されるドレン排出管とを備えている
    ことを特徴とするドレン回収装置。
  2. 　請求項１に記載のドレン回収装置において、
    　上記ドレン排出管は、上記出口端が上記入口端よりも低い位置に配置される一方、
    　上記ドレン排出管における上記入口端の位置よりも低い部分に設けられ、上下流の圧力差によってドレンを下流側へ排出するドレントラップを備えている
    ことを特徴とするドレン回収装置。
  3. 　請求項１に記載のドレン回収装置において、
    　上記ドレン排出管は、上記出口端が上記入口端よりも低い位置に配置される一方、
    　上記ドレン排出管における上記入口端の位置よりも低い部分に設けられ、上記入口端から上記出口端へ向かうドレンの流れのみを許容する逆止弁を備えている
    ことを特徴とするドレン回収装置。
  4. 　請求項１乃至３の何れか１項に記載のドレン回収装置において、
    　上記供給系統は、上記ヘッダータンクに流入管を介して接続され、該流入管を通じて上記ヘッダータンクのドレンが流入し、その流入したドレンを上記利用側へ圧送する液体圧送装置を備えている
    ことを特徴とするドレン回収装置。
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