JPH0213236B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ボイラ・復水タービンプラントに
おけるセパレート型ヒートパイプ熱交換器を用い
た排熱回収装置において、セパレート型ヒートパ
イプ熱交換器の凝縮部付近に滞留しようとする非
凝縮ガスを即時に排除する非凝縮ガス排除装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、ボイラ、タービン、復水器及び復水ポン
プを配管により接続したボイラ・復水タービンプ
ラントにおいて、ヒートパイプ式熱交換器の蒸発
部（受熱部）をボイラからの排ガス（すなわち加
熱流体）のラインに配置し、かつヒートパイプ式
熱交換器の凝縮部（放熱部）をボイラへの燃料又
は燃焼用空気（すなわち被加熱流体）のラインに
配置し、排ガスの保有する排熱をボイラへの燃料
又は燃焼用空気に与えて回収する装置が知られて
いる。

この排熱回収装置において、蒸発部と凝縮部が
相互にかなりの距離だけ離れている場合には、セ
パレート型ヒートパイプ熱交換器が用いられる。
その動作原理は、セパレート型ヒートパイプ熱交
換器の蒸発部と凝縮部とを相互に断熱された２本
の配管で接続し、作動流体（通常は純水が用いら
れる。）の蒸気が蒸発部から一方の配管を通つて
凝縮部へ流れ、また、凝縮液が凝縮部から他方の
配管を通つて蒸発部へ流れ、これによつて蒸発部
と凝縮部との間を作動流体が相変態しながら循環
するようになつている。

このようなセパレート型ヒートパイプ熱交換器
を用いた排熱回収装置においては、セパレート型
ヒートパイプ熱交換器の作動流体の系路内で、非
凝縮ガス（主として空気や溶存酸素）が発生する
ことがあり、発生した非凝縮ガスは、作動流体の
移動を阻害したりあるいは凝縮部を占有したりし
て、熱交換の効率を低下させる。

このような非凝縮ガスを排除する従来の方法と
しては、セパレート型ヒートパイプ熱交換器の系
路内の圧力が正圧である場合には、単に開放する
のみで放散できるが、負圧の場合には、例えば実
開昭57−199777、特開昭58−123088、実開昭58−
106743、実開昭58−107469各号公報に開示されて
いるごとく、ポンプを用いて圧力差を利用した排
除装置を用いている。また、ポンプを設置してい
ない場合には、加熱源の熱設備の負荷を増大さ
せ、セパレート型ヒートパイプ熱交換器の系路内
を正圧にして放散している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のセパレート型
ヒートパイプ熱交換器における非凝縮ガス排除装
置にあつては、専用のポンプを運転したり、加熱
源の熱設備の負荷を増大させ、系路内の圧力を正
圧にして非凝縮ガスを放散させる等、非凝縮ガス
を排除するための特別の作業時間が必要であると
いう問題点があつた。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
てなされたもので、ボイラ・復水タービンプラン
トにおけるセパレート型ヒートパイプ熱交換器を
用いた排熱回収装置において、専用のポンプの運
転や加熱源の熱設備の負荷の増大等の、非凝縮ガ
ス排除のための特別の作業をなくし、セパレート
型ヒートパイプ熱交換器の系路内に発生した非凝
縮ガスを即時に排除し、熱交換の効率低下を防止
することを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、この発明に係わるボイラ・復水タービ
ンプラントの排熱回収装置における非凝縮ガス排
除装置は、ボイラ、タービン、復水器及び復水ポ
ンプを配管により接続してボイラ・復水タービン
プラントを構成し、該プラントのボイラからの排
ガスが保有する排熱をセパレート型ヒートパイプ
熱交換器を用いて回収する排熱回収装置におい
て、セパレート型ヒートパイプ熱交換器の凝縮部
付近の非凝縮ガス滞留部と復水器とを配管により
接続するとともに、復水ポンプ出側とセパレート
型ヒートパイプ熱交換器の作動液供給部とを配管
により接続して構成される。

〔作用〕

そして、この発明の係わるボイラ・復水タービ
ンプラントの排熱回収装置における非凝縮ガス排
除装置の作用は、セパレート型ヒートパイプ熱交
換器の凝縮部付近の非凝縮ガス滞留部から、その
作動流体（純水）の一部が常時復水器に流され、
これによる作動流体の不足分が、復水ポンプ出側
からボイラ・復水タービンプラントの作動流体
（純水）がセパレート型ヒートパイプ熱交換器の
作動液供給部に供給されることにより、補充され
る。

このため、非凝縮ガス滞留部において非凝縮ガ
スが発生すると、発生した非凝縮ガスは作動流体
の一部とともに復水器に流れ込み、ボイラ・復水
タービンプラント側において排除される。従つ
て、非凝縮ガスはセパレート型ヒートパイプ熱交
換器の系路内に滞留することなく即時に排除さ
れ、作動流体の移動を阻止したりあるいは凝縮部
を占有したりすることがなく、熱交換の効率を低
下させることが防止されるとともに、非凝縮ガス
を排除するための特別の作業を必要としない。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を図面を参照して説明
する。

図において、１はボイラ、２はタービン、３は
復水器、４は復水ポンプ、５は脱気器であり、こ
れらは配管６によつて接続され、系路内を蒸発及
び純水が循環する。７はボイラ１に燃料（例えば
高炉ガス）又は燃焼用空気を供給する供給ライ
ン、８はボイラ１から排ガスを排出する排ガスラ
インであり、これらでボイラ・復水タービンプラ
ントを構成する。

９はセパレート型ヒートパイプ熱交換器の蒸発
部（受熱部）、１０はセパレート型ヒートパイプ
熱交換器の凝縮部（放熱部）、１１は作動液供給
部すなわち凝縮水タンク、１２は循環ポンプであ
り、これらは配管１３によつて接続され、系路内
を作動流体（蒸発又は純水）が循環する。この系
は、ボイラ・復水タービンプラントの排熱回収装
置を構成する。

このセパレート型ヒートパイプ熱交換器の凝縮
部下流の非凝縮ガスが滞留しやすい部分と復水器
３とが例えば直径15mmの配管１４により接続さ
れ、この間の距離は約30mである。配管１４の途
中には直径３mmのオリフイス１５が設けられ、ま
た、配管１４内の流量を調整するための弁１６が
設けられる。さらに、復水ポンプ４の出側と凝縮
水タンク１１とが、同様に直径15mm、距離約30m
の配管１７により接続され、この配管１７の途中
の凝縮水タンク１１の近傍には、凝縮水タンク１
１の液面レベルを制御するための液面レベル制御
弁１８が設けられる。これらで非凝縮ガス排除装
置を構成する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

図を参照して、ボイラ・復水タービンプラント
において、配管６を経てボイラ１に循環してきた
純水は、ボイラ１において供給ライン７から供給
される例えば高炉ガスを燃焼することによつて加
熱されて、高温高圧の蒸気となる。この蒸気によ
つてタービン２が回転され、例えば発電機（図示
しない）を駆動して発電が行われる。タービン２
を出た低温低圧の蒸気は復水器３により復水され
て純水となり、復水ポンプ４により圧送され、脱
気器５において脱気されてボイラ１に供給され、
このサイクルを繰り返す。

排熱回収装置において、配管１３を経て蒸発部
９に循環してきた純水は、蒸発部９において排ガ
スライン８の排ガス（加熱流体）によつて加熱さ
れて蒸気となり、この蒸気は凝縮部１０において
供給ライン７の高炉ガス（被加熱流体）を加熱
し、かくして、排ガスの保有する熱が回収され
る。凝縮部１０において高炉ガスを加熱した蒸気
自身は凝縮して純水となり、凝縮水タンク１１に
一旦溜められ、循環ポンプ１２により蒸発部９に
圧送され、このサイクルを繰り返す。

非凝縮ガス排除装置において、復水器３は負圧
（通常−0.05Kg／cm²abs又は0.95Kg／cm²Ｇ程度であ
る。）で運転されているため、セパレート型ヒー
トパイプ熱交換器の凝縮部１０下流の非凝縮ガス
が滞留しやすい部分から、作動流体（すなわち純
水）のごく一部が、常時、配管１４を経て復水器
３に流れ込む。このとき、配管１４を流れる純水
の量が弁１６によつて調整される。また、凝縮水
タンク１１の液面レベルが低下すると、液面レベ
ル制御弁１８が開き、復水ポンプ４から純水が配
管１７を経て凝縮水タンク１１に供給されてセパ
レート型ヒートパイプ熱交換器の系路内の純水の
不足分が補充され、系路内の純水の量が常に一定
になるように制御される。この液面レベル制御は
自動的に行われる。

このため、凝縮部１０下流の非凝縮ガスが滞留
しやすい部分に非凝縮ガスが発生すると、この非
凝縮ガスは滞留することなく一部の純水とともに
即時に復水器３に流れ込み、復水器３から復水ポ
ンプ４を経て脱気器５により排除される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明に係わるボイ
ラ・復水タービンプラントの排熱回収装置におけ
る非凝縮ガス排除装置によれば、セパレート型ヒ
ートパイプ熱交換器を用いた排熱回収装置の凝縮
部付近に発生した非凝縮ガスは、発生と同時に即
時にボイラ・復水タービンプラントの復水器に流
れ込み、ボイラ・復水タービンプラント側で排除
されるので、非凝縮ガスの滞留によるセパレート
型ヒートパイプ熱交換器の系路内の作動流体の移
動の阻害や凝縮部の占有に起因する熱交換の効率
の低下が防止され、また、非凝縮ガスの排除のた
めの特別の作業を必要としないという効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係わるボイラ・復水タービンプ
ラントの排熱回収装置における非凝縮ガス排除装
置の一実施例の概略を示す図である。 １……ボイラ、２……タービン、３……復水
器、４……復水ポンプ、５……脱気器、６……配
管、７……供給ライン、８……排ガスライン、９
……蒸発部、１０……凝縮部、１１……凝縮水タ
ンク、１２……循環ポンプ、１３，１４，１７…
…配管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ボイラ、タービン、復水器及び復水ポンプを
   配管により接続してボイラ・復水タービンプラン
   トを構成し、該プラントの前記ボイラからの排ガ
   スが保有する排熱をセパレート型ヒートパイプ熱
   交換器を用いて回収する排熱回収装置において、
   前記セパレート型ヒートパイプ熱交換器の凝縮部
   付近の非凝縮ガス滞留部と前記復水器とを配管に
   より接続するとともに、前記復水ポンプ出側と前
   記セパレート型ヒートパイプ熱交換器の作動液供
   給部とを配管により接続したことを特徴とするボ
   イラ・復水タービンプラントの排熱回収装置にお
   ける非凝縮ガス排除装置。