JP2015190659A - ドレンタンク - Google Patents

Abstract

【課題】低温のドレンが１箇所に滞留し続けることを防止しつつ、均一でしかも高温のドレンをボイラに供給する。【解決手段】ボイラから負荷機器に蒸気を供給することにより、負荷機器から発生したドレンを回収した後、ボイラに還流する。外部から補給水を供給可能な補給口２０を有し、ドレンが回収される第１貯水部４と、第１貯水部４と上方空間Ｓで連通し、ボイラ側に連通する給水口２３が開口する第２貯水部５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷機器から発生したドレンを回収してボイラに還流させるドレンタンクに関するものである。

従来、ドレンタンクとして、内部空間を隔壁によって２分割し、その一方の低温槽下部には循環管路の往き管路が接続される一方、高温槽上部には循環管路の戻り管路が接続されたものが公知である（例えば、特許文献１、２参照）。

しかしながら、前記従来のドレンタンクでは、高温側と低温側に２分割し、高温側で負荷機器からドレンを回収し、同じく高温側からボイラにそのドレンを供給するようにしている。そして、低温側の補給水が隔壁に形成した連通口を介して高温側に流入するようになっている。このため、高温側すなわちボイラへの給水側で温度斑が発生しやすいという問題がある。また、低温側のドレンはそのまま滞留し続けやすいという問題がある。

特開２０１１−２４２０３８号公報 特許５１５７７２７号公報

本発明は、低温のドレンが１箇所に滞留し続けることを防止しつつ、均一でしかも高温のドレンをボイラに供給することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、ボイラから負荷機器に蒸気を供給することにより、前記負荷機器から発生したドレンを回収した後、前記ボイラに還流するためのドレンタンクであって、外部から補給水を供給可能な補給口を有し、前記ドレンが回収される第１貯水部と、前記第１貯水部と上方空間で連通し、前記ボイラ側に連通する給水口が開口する第２貯水部と、を備えたことを特徴とするドレンタンクを提供する。

この構成により、負荷機器から回収された高温のドレンが、一旦、第１貯水部に貯留される。第１貯水部では上方側が高温となるので、その高温側から上方空間を介して第２貯水部へと流入する。したがって、第２貯水部ではほぼ均一な高温のドレンが貯留され、ボイラへと給水される。また、第１貯水部にドレンが回収され、第２貯水部に流動した後、ボイラへと供給されるので、低温のドレンが第１貯水部に滞留しにくい。

前記第１貯水部と前記第２貯水部とは、仕切壁により仕切られた空間でそれぞれ構成すればよい。

この構成により、第１貯水部と第２貯水部とを既存のドレンタンクを使用して簡単で安価に形成することができる。

前記第１貯水部内の水を循環させる循環ラインを備え、前記循環ラインの途中には、循環水と前記ドレンとを混合させる混合部を設けるのが好ましい。

この構成により、第１貯水部の水を強制的に回収されるドレンと混合することで、温度を上昇させながら、第１貯水部に残留し続けることを防止することができる。

前記第１貯水部は、前記補給口を、前記循環ラインの入口と同じか、上方に開口させるのが好ましい。

この構成により、第１貯水部内のドレンを混合し、その温度の均一化をより促進させることができる。

前記第１貯水部は、前記第２貯水部に比べて容量が大きいのが好ましい。

この構成により、第２貯水部に貯留されるドレンの入れ替わりが早くなり、上下に温度分布がばらつく前に消費することができる。

本発明によれば、ドレンを第１貯水部に貯留した後、上方空間を介して高温側から第２貯水部に流入させるようにしているので、温度斑の少ない均一な高温のドレンをボイラに給水することができる。

本実施形態に係るドレン回収システムの一部を示す概略図である。 図１のドレンタンクの概略拡大図である。 図２の平面断面図である。 他の実施形態に係るドレンタンクの概略図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、ドレン回収システムの一部を示す。このドレン回収システムはドレンタンク１を備える。このドレンタンク１は筒状で、図２に示すように、上部に混合ボックス（混合部）２を備え、上面には通気口１ａが形成されている。通気口１ａは開放可能に閉鎖されており、ドレンタンク１の上方気相領域での蒸気圧が上昇することにより開放可能となっている。またドレンタンク１の内部下方側が仕切板３によって第１貯水部４と第２貯水部５とに２分割されている。第１貯水部４内のドレンが下部から上部へと向かって循環する循環ライン９が形成されている。循環ライン９の途中には混合ボックス２が設けられている。

混合ボックス２は、ドレンと循環水とを混合するためのもので、第１領域６、第２領域７及び第３領域８で構成されている。第１領域６、第２領域７及び第３領域８の一部がドレンタンク１の上方に突出し、第３領域８の残りの部分がドレンタンク１内の第１貯水部４へと延びている。

第１領域６には、図１に示すように、その上端面に循環ライン９を構成する配管の一端部が接続されている。この配管の他端部はドレンタンク１の第１貯水部４の下部に接続されている。循環ライン９を構成する配管の途中には、第１貯水部４の下部側から順に、循環ポンプ１１、及び、第１流量調整バルブ１２が設けられている。これにより、循環ポンプ１１を駆動すると、第１貯水部４の下方側の比較的低温のドレンが第１領域６へと供給される。

第２領域７には、第１領域６からの循環水が通過するほか、側面にドレン回収ライン１３が接続されている。ドレン回収ライン１３の先端部分は第２領域７内に延びている。これにより、第１貯水部４に貯留された下方側の比較的低温のドレン（以下、低温ドレンと記載する。）と、負荷機器（図示せず）から回収される高温のドレン（以下、第１高温ドレンと記載する。）とが効果的に混合される。

第３領域８は、図２に示すように、内管８ａと外管８ｂからなる２重管で構成されている。内管８ａには内外を連通する複数の連通孔が形成されている。外管８ｂには、ドレンタンク１内の領域に内外を連通する複数の連通孔が形成されている。連通孔により２重管内を通過する蒸気がドレンタンク１の上方気相領域へと排出される。

仕切板３は、図３に示すように、ドレンタンク１の内周面の対向部分に底面から上方に向かって所定間隔で延びる一対のガイド部１６にガイドされる。ガイド部１６を設ける位置は、ドレンタンク１の中心線を通る平面に対して片側にずらせてあり、第２貯水部５に比べて第１貯水部４が占める空間領域の体積が大きくなるようにしている。

ガイド部１６によってガイドした仕切板３の取付状態では、図２に示すように、その上端位置がドレンタンク１内に収容されるドレンの水位が変動すると予想される範囲（水位制御帯：予想上限位置と予想下限位置の間の領域）の予想下限値よりも所定寸法下方側となっている。これにより、通常の状態では、ドレンは第１貯水部４から第２貯水部５へと上方空間Ｓを介して流動可能となる。

ガイド部１６は、ドレンタンク１の底面からの高さが、そこにガイドした取付状態の仕切板３の高さ寸法のほぼ１／３とされている。これにより、仕切板３は、その両側部上方側とドレンタンク１の内周面との間にガイド部１６のない領域、すなわち、図３に示すように、隙間１７がそれぞれ形成される。この隙間１７は、ドレンタンク１内の水位が予想される範囲の予想下限値よりも下方側の予想外下限位置まで下がった場合に、第１貯水部４から第２貯水部５にドレンを補給することを可能とする。

第１貯水部４には、図１に示すように、補給水タンク１８から補給水を供給するための補給水ライン１９が接続される補給口２０が形成されている。ここでは、補給口２０の位置は、仕切板３の高さ寸法のほぼ半分の位置（それよりも低い位置であってもよい。）である。また、第１貯水部４には、前述のように、下部に循環ライン９が接続される排水口（入口）２１が形成されている。この場合、補給口２０は排水口２１と同じか、あるいは、上方位置に形成するのが好ましい。そして、循環ポンプ１１を駆動することにより低温ドレンが混合ボックス２に供給され、負荷機器からの第１高温ドレンと混合され、第１貯水部４の上方側の高温側のドレンに合流することにより、第１高温ドレンよりも温度は低いが温度分布がほぼ均一な高温のドレン（以下、第２高温ドレンと記載する。）となっている。

第２貯水部５には、その下部に図示しないボイラにつながる給水ライン２２が接続される給水口２３が形成されている。

次に、前記構成からなるドレン回収システムの動作について説明する。
ボイラから供給された蒸気により負荷機器で発生した第１高温ドレンは、ドレン回収ライン１３を介して混合ボックス２に流入する。また、循環ポンプ１１を駆動し、第１流量調整バルブ１２の開度を調整して流量を制御しながら、第１貯水部４の下方側の低温ドレンを混合ボックス２の第１領域６の上部へと供給する。これにより、混合ボックス２の第２領域７で、負荷機器からの第１高温ドレンと、第１貯水部４からの低温ドレンとが混合され、第１貯水部４の上方へと流入する。

第１貯水部４では、貯留されたドレンの高温部分が上方領域を占め、そこに負荷機器からの第１高温ドレンが、下方側から流動させた低温ドレンと混合されて合流する。このため、第１貯水部４の上方液相部分は下方液相部分よりも高温で、しかも均一な温度分布となった第２高温ドレンとなる。そして、この均一温度となった上方液相部分のうち、仕切板３の上端位置を超える部分の第２高温ドレンが上方空間Ｓを介して第２貯水部５へと流動する。

第２貯水部５では、給水ライン２２を介してボイラへとドレンを供給するが、この給水による減少分について、第１貯水部４から温度分布がほぼ均一となった第２高温ドレンが供給される。しかも、第１貯水部４に比べて第２貯水部５の占有空間体積が小さくなっている。このため、第２貯水部５に貯留されたドレンは次々にボイラに供給され、その都度、第１貯水部４の高温ドレンが補給される。したがって、第２貯水部５からボイラには、高温で温度分布が均一な第２高温ドレンのみが供給されることになる。

このように、前記実施形態によれば、ドレンタンク１内を仕切板３によって分割しただけで第１貯水部４と第２貯水部５を、簡単かつ安価に形成することができる。

また、第１貯水部４の低温ドレンを積極的に混合ボックス２へと流動させて負荷機器からの第１高温ドレンと混合させている。そして、この第１高温ドレンと、第１貯水部４の上方液相部分の高温側のドレンとを混合することにより、温度分布が均一で温度斑のない第２高温ドレンを得ている。したがって、第１貯水部４で低温ドレンが下方側に滞留したままとなることがない。

また、第１貯水部４の上方液相部分で得られた第２高温ドレンのうち、仕切壁を乗り越えて行く分のみを第２貯水部５に貯留しているので、ボイラには高温のしかも温度分布の均一なドレンのみを供給することができる。しかも、第２貯水部５は第１貯水部４に比べて占有空間体積が小さいため、第２貯水部５内で上下に温度分布がばらつく（温度斑が発生する）前にボイラへと供給することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、仕切壁と単なる板状のものとしたが、上端位置を水位制御帶あるいはその上方までとし、水位制御帶に相当する領域に複数の貫通孔を形成するように構成してもよい。また隙間１７について、仕切板３の両側部ではなく、同様な貫通孔によって構成することも可能である。この場合、水位制御帶の貫通孔に比べて、その下方側の貫通孔の総開口面積を小さくすればよい。

また、前記実施形態では、第１貯水部４と第２貯水部５とを仕切板３によって形成するようにしたが、図４に示すように、両貯水部は別体の容器で構成し、それらの上方空間Ｓを互いに連通するようにしてもよい。この場合、第１貯水部４での水位が上方空間Ｓよりも低下した場合に備えて、中間部等で第１貯水部４と第２貯水部５とを連通する連通管２４を設けるようにすればよい。

１…ドレンタンク
２…混合ボックス
３…仕切板
４…第１貯水部
５…第２貯水部
６…第１領域
７…第２領域
８…第３領域
９…循環ライン
１１…循環ポンプ
１２…第１流量調整バルブ
１３…ドレン回収ライン
１６…ガイド部
１７…隙間
１８…補給水タンク
１９…補給水ライン
２０…補給口
２１…排水口
２２…給水ライン
２３…給水口
２４…連通管
Ｓ…上方空間

Claims (5)

1. ボイラから負荷機器に蒸気を供給することにより、前記負荷機器から発生したドレンを回収した後、前記ボイラに還流するためのドレンタンクであって、
   外部から補給水を供給可能な補給口を有し、前記ドレンが回収される第１貯水部と、
   前記第１貯水部と上方空間で連通し、前記ボイラ側に連通する給水口が開口する第２貯水部と、
   を備えたことを特徴とするドレンタンク。
2. 前記第１貯水部と前記第２貯水部とは、仕切壁により仕切られた空間でそれぞれ構成したことを特徴とする請求項１に記載のドレンタンク。
3. 前記第１貯水部内の水を循環させる循環ラインを備え、
   前記循環ラインの途中には、循環水と前記ドレンとを混合させる混合部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のドレンタンク。
4. 前記第１貯水部は、前記補給口を、前記循環ラインの入口と同じか、上方に開口させたことを特徴とする請求項３に記載のドレンタンク。
5. 前記第１貯水部は、前記第２貯水部に比べて容量が大きいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のドレンタンク。

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