JPH0664707U - 気液分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 気液分離の性能が十分に確保されるとともに
外径がコンパクトになることを目的とする。 【構成】 上部の配管から高乾き度の流体が流入し下部
に設けられた配管から低乾き度の流体が流入して内部で
気体と液体とに分離され気体は上方へ液体は下方へ排出
される気液分離装置における内部が上部に設けられた配
管と下部に設けられた配管との間で仕切り板により部分
的に導通可能に区分されるように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、火力発電プラントにおけるボイラなどに適用される気液分離装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

図２は火力発電プラントにおけるボイラなどにおいて気液分離に使用されてい るフラッシュパイプ（フラッシュタンク，ブロータンク等とも呼ばれる）の説明 図である。図において、ボイラのメインサイクルである水蒸気系統から系外ヘブ ローを行う場合には、基本的には総てこのフラッシュパイプ１内にブローされ、 フラッシュパイプ１内でほぼ大気圧となって発生する蒸気は排気管９を経由して 大気へ、ドレンは排水管７を経由して排水処理装置へ送られる。本フラッシュパ イプ１へブローされる流体としては、ドラム水の連続ブロー、給水加熱器ドレン の系外ブロー、蒸気式空気予熱器ドレンの系外ブロー、ボイラ起動時における蒸 気管のウオーミングアップ用の蒸気およびドレン、ドラムや脱気器等の高水位時 の系外ブローなど火力発電プラントの運転中にブローされる流体に加え、ボイラ 水抜き時における保有水の全ブロー等もあり、フラッシュパイプ１に流入する流 体の圧力、温度、流量等は非常に広範囲である。

【０００３】 フラッシュパイプ１にはこのように様々な圧力、温度の蒸気、ドレン或いはこ れらの混合流体が流入して大気圧近くまで減圧され、蒸気となった流体は大気へ 、ドレンとなった流体は排水処理装置へ送られるが、フラッシュパイプ１はフラ ッシュパイプ１内に流入するこのように様々な状態の流体を蒸気とドレンとに気 水分離する必要があるため、フラッシュパイプ１内で旋回流を作って比重差によ り気水分離したり、フラッシュパイプ１内に十分なスペースを設けフラッシュパ イプ１内で蒸気の流速を十分に落として気水分離させるなど様々な方法を単独或 いは組み合わせて用いている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

上記のようにフラッシュパイプ１には様々な圧力、温度の蒸気、ドレンなどの 流体が流入し、これらの流体の気水分離を有効に行う必要があるが、蒸気管のウ オーミングアップ用にブローされる流体はウオーミングアップの初期には蒸気管 のウオーミングアップに熱量を奪われるためにドレン水としてフラッシュパイプ １内に流入し、或る程度ウオーミングアップが行われると飽和蒸気、或いは過熱 蒸気としてフラッシュパイプ１内に流入する。また、ドラムからの連続ブローの ように乾き度の低い気液二相流として流入するものもあり、これを１つのフラッ シュパイプ１で有効に気水分離するとともに、フラッシュパイプ１内のドレン水 が蒸気側に再飛散しないようにフラッシュパイプ１内各部における蒸気の流速を 所定の流速以内に収めるようにすると概して非常に大きな容積のものとなる場合 が多い。また、フラッシュパイプ１における気水分離の性能が十分でない場合は 、ドレン水が蒸気とともに排気管を経由して大気へ放出され、雨状に降ることも ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案に係る気液分離装置は上記課題の解決を目的にしており、上部に設けら れた配管から高乾き度の流体が流入し下部に設けられた配管から低乾き度の流体 が流入して内部で気体と液体とに分離され気体は上方へ液体は下方へ排出される 気液分離装置において、上部に設けられた上記配管と下部に設けられた上記配管 との間で内部を部分的に導通可能に上下に区分する仕切り板を備えた構成を特徴 とする。

【０００６】

【作用】

即ち、本考案に係る気液分離装置においては、上部の配管から高乾き度の流体 が流入し下部に設けられた配管から低乾き度の流体が流入して内部で気体と液体 とに分離され気体は上方へ液体は下方へ排出される気液分離装置における内部が 上部に設けられた配管と下部に設けられた配管との間で仕切り板により部分的に 導通可能に区分されており、仕切り板により内部が上下のエリアに分けられたこ とにより高乾き度の流体と低乾き度の流体とが同時に気液分離装置内へ流入して も高乾き度の流体と低乾き度の流体との気液分離が互いに影響し合うことなく行 われ上部のエリア内に流入する高乾き度の流体から発生する気体は上方へ排出さ れ液体は下部のエリア内に導かれるとともに下部のエリア内に流入する低乾き度 の流体から発生する気体は上方へ排出され液体は上部のエリアから導かれる液体 とともに下方へ排出される。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係るフラッシュパイプの説明図である。図において 、本実施例に係るフラッシュパイプは火力発電プラントにおけるボイラなどにお いて気液分離に使用されるもので、ボイラのメインサイクルである水蒸気系統か ら系外ヘブローを行う場合には、基本的には総てこのフラッシュパイプ１にブロ ーされ、フラッシュパイプ１内でほぼ大気圧となって発生する蒸気は排気管９を 経由して大気へ、ドレンは排水管７を経由して排水処理装置へ送られる。本フラ ッシュパイプ１へブローされる流体としては、ドラム水の連続ブロー、給水加熱 器ドレンの系外ブロー、蒸気式空気予熱器ドレンの系外ブロー、ボイラ起動時に おける蒸気管のウオーミングアップ用の蒸気およびドレン、ドラムや脱気器等の 高水位時の系外ブローなど火力発電プラントの運転中にブローされる流体に加え 、ボイラ水抜き時における保有水の全ブロー等もあり、フラッシュパイプ１に流 入する流体の圧力、温度、流量等は非常に広範囲である。

【０００８】 本フラッシュパイプ１の内部は、高乾き度の流体が流入する蒸気管ウオーミン グライン２等が継がる上部エリア３と、低乾き度の流体が流入するドラム連続ブ ローライン５等が継がる下部エリア６とに分かれており、その間には仕切り板４ が設けられて両エリアを分けている。この仕切り板４には穴１２が設けられてお り、上部エリア３から流下するドレンを下部エリア６内へ導くようになっている 。蒸気管ウオーミングライン２からフラッシュパイプ１内へ流入する流体はウオ ーミングアップの初期にはドレンが多いが、ウオーミングアップが進むに伴れて 蒸気も流入するようになり、ウオーミングアップがほぼ完了すると蒸気のみが流 入するようになる。従って、ウオーミングアップの初期にはドレン或いはドレン と蒸気とが上部エリア３内に流入し、ここで気水分離が行われて発生した蒸気は 排気管９を経由して大気へ放出され、ドレンは仕切り板４に設けられている穴１ ２から下部エリア６内に導かれてドレンとして貯まる。下部エリア６内に流入す るドラム連続ブローライン５の流体は低乾き度で、上部エリア３内に導かれる流 体に比べると発生する蒸気の割合は少ない。下部エリア６において気水分離され た蒸気はガイド管１０を通って排気管９に導かれ大気に放出される。この流体の 大部分を占めるドレンは下部エリア６内にドレンレベルを形成して貯まり、排水 管７から排水処理装置へ排出される。上部エリア３と下部エリア６との間には仕 切り板４が設けられているので、蒸気管ウオーミングライン２から流入した蒸気 は下部エリア６の気水分離作用に影響を与えることなく排気管９から大気へ放出 される。これにより、ドラム連続ブローライン５から下部エリア６内に流入して 気水分離された後の大部分を占めるドレンが蒸気管ウオーミングライン２から流 入する蒸気によって持ち去られ、排気管９からドレンが雨状に飛散するのが防止 される。

【０００９】 従来のフラッシュパイプにおいては蒸気管のウオーミングアップ用にブローさ れる流体はウオーミングアップの初期には蒸気管のウオーミングアップに熱量を 奪われるためにドレン水としてフラッシュパイプ内に流入し、或る程度ウオーミ ングアップが行われると飽和蒸気、或いは過熱蒸気としてフラッシュパイプ内に 流入する。また、ドラムからの連続ブローのように乾き度の低い気液二相流とし て流入するものもあり、これを１つのフラッシュパイプ１で有効に気水分離させ ようとすると同一スペース内に高乾き度の流体も低乾き度の流体も流入するため に互いに影響を受け、蒸気管ウオーミングラインから流入する多くの蒸気と、ド ラム連続ブローラインから流入する多量の飽和ドレンとが同一のスペース内に混 在することとなり、蒸気によりドレン水が持ち去られて降雨状に飛散する可能性 が高くなるため、フラッシュパイプ内のドレン水が蒸気側に再飛散しないように フラッシュパイプ内各部における蒸気の流速を所定の流速以内に収めるようにす ると概して非常に大きな容積のものとなる場合が多い。また、フラッシュパイプ における気水分離の性能が十分でない場合は、ドレン水が蒸気とともに排気管を 経由して大気へ放出され、雨降りのような状態になることもあるが、本フラッシ ュパイプ１においては十分な気水分離の性能を有するとともに寸法的にもコンパ クトなものにするために、先ずフラッシュパイプ１内に流入する流体をその乾き 度に応じて分類し、フラッシュパイプ１内を蒸気管のウオーミングアップ時のブ ローのようにウオーミングアップ初期はドレン水または蒸気とドレン水との気液 二相流体で流入しても、その後に蒸気として流入する高乾き度の流体が流入する 上部エリア３と、ドラムからの連続ブローのように低乾き度の気液二相流体、或 いはドレン水の状態で流入する下部エリア６とに区分することにより、それぞれ の条件に対応した構造にすることが可能となってコンパクトな寸法で十分な気水 分離の性能を有するものが得られる。しかしながら、フラッシュパイプ１を内外 に二重構造にして高乾き度の流体を対象とした部分と、低乾き度を対象とした部 分とで構成すると、内外の二重構造のためにどうしてもフラッシュパイプ１の径 が内部構造物のために大きくなって小さくしようとしても構造上限度があるが、 これをさらにコンパクトな寸法になるように高乾き度を対象とする部分と低乾き 度を対象とする部分を内外の二重構造ではなく、上下に区分して構成することに よりフラッシュパイプ１の径が縮少されるとともに十分な気水分離の性能を有す るフラッシュパイプ１が可能になる。このように、各エリアを上下に積み重ねた 構造とすることによりフラッシュパイプ１の外径を著しく小さくすることができ 、スペース的にもコスト上でも大きなメリットが出る。さらに、フラッシュパイ プ１に流入する流体の区分を３つ以上としてそれぞれに対応するエリアを設ける ことも可能であり、これらのエリアを上下方向に重ねて配置することによりフラ ッシュパイプ１の外径を大きくすることなくコンパクトなフラッシュパイプ１に することができる。

【００１０】 このように、高乾き度の流体が流入するエリアをフラッシュパイプ１上部に、 低乾き度の流体が流入するエリアをその下部に配置することにより、フラッシュ パイプ１の上部は蒸気管のウオーミングアップなど高乾き度の流体の気水分離、 回収に適合した寸法や構造などにすることが可能であり、同様に下部のエリアも ドラムの連続ブローなど低乾き度の流体の気水分離、回収に適合した寸法や構造 にすることができる。また、これらの上部エリア３と下部エリア６との間に仕切 り板４を設け、上部エリア３における高乾き度の流体の気水分離により発生する 少量のドレンが下部エリア６内に流下するのに必要な穴１２をこの仕切り板４に 設けることにより、高乾き度の流体と低乾き度の流体とが同時にフラッシュパイ プ１内に流入する場合でも、このコンパクトな寸法のフラッシュパイプ１内で有 効な気水分離を行うことができる。即ち、蒸気管ウオーミングライン２から上部 エリア３内に流入する流体はドレンが流入する初期には下部エリア６との仕切り 板４に設けられた穴１２によりドレンが下部エリア６内に導かれ、大部分の飽和 蒸気、或いは過熱蒸気は下部エリア６の気水分離に殆ど影響を与えることなく排 気管９を経由して大気へ放出される。また、下部エリア６内に流入する低乾き度 の流体は低乾き度の流体の気水分離を考えて造られた下部エリア６内において有 効に気水分離が行われ、発生した蒸気は上部エリア３内を貫通して排気管９へ導 かれるガイド管１０を通り、排気管９を経由して大気へ放出される。発生する流 体の大部分を占めるドレンは下部エリア６内に貯まり、必要に応じて排水管７を 経由し排水処理装置へ排出される。下部エリア６内は低乾き度の流体の気水分離 のためのスペースをドレンレベル上部に十分に有する構造としておくことにより 、ドレンが雨状に飛散するのが防止される。また、上部エリア３内に流入する高 乾き度の流体は、上部エリア３内が下部エリア６と仕切り板４によって区切られ ているので、下部エリア６内における気水分離に殆ど影響せず、従来のフラッシ ュパイプにおけるように高乾き度の流体と低乾き度の流体とが１つのエリア内で 互いの気水分離に影響し合う状態を避けることができ、大量に流入する高乾き度 の流体による蒸気流がフラッシュパイプ内に貯っているドレンを巻き上げて大気 へ雨状に飛散させてしまう現象が防止される。上部エリア３と下部エリア６とを 区分する仕切り板４に設ける穴１２は、ボイラ水抜き時等に上部エリア３内に入 ってくるドレンを下部エリア６内に排出できるように設けることにより、この穴 １２から上部エリア３内の高乾き度の蒸気が下部エリア６内に一部流入するが、 各部の圧力バランスが適正になるように内部構造を決めることにより下部エリア ６内における気水分離の性能に対する影響を非常に小さくすることが可能である 。内部に仕切り板４を有し、流入する流体の条件に応じた複数の気水分離エリア を有するフラッシュパイプ１とすることにより、高乾き度の流体が流入するエリ アはそれに応じた気水分離の性能を有するような構造とし、低乾き度の流体が流 入するエリアはそれに応じた構造として各エリアの気水分離を有効に行なうよう にすることができる。さらに、この区分けされたエリアを上下に配置することに よりフラッシュパイプ１の外径をコンパクトな寸法としたまま気水分離の性能を 十分に確保することが可能となり、性能上、配置上またコスト的にも有利なフラ ッシュパイプ１にすることが可能になる。

【００１１】

【考案の効果】

本考案に係る気液分離装置は前記のように構成されており、仕切り板により内 部が上下のエリアに分けられて高乾き度の流体と低乾き度の流体との気液分離が 互いに影響し合うことなく行われるので、上下のエリアを流入するそれぞれの流 体の条件に応じた構造とすることにより気液分離が有効に行われて気液分離の性 能が十分に確保されるとともに外径がコンパクトになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は考案の一実施例に係るフラッシュ
パイプの断面図、同図（ｂ）はその仕切板の平面図であ
る。

【図２】図２は従来のフラッシュパイプの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ フラッシュパイプ ２ 蒸気管ウオーミングライン ３ 上部エリア ４ 仕切り板 ５ ドラム連続ブローライン ６ 下部エリア ７ 排水管 ９ 排気管 １０ ガイド管 １２ 穴

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部に設けられた配管から高乾き度の流
   体が流入し下部に設けられた配管から低乾き度の流体が
   流入して内部で気体と液体とに分離され気体は上方へ液
   体は下方へ排出される気液分離装置において、上部に設
   けられた上記配管と下部に設けられた上記配管との間で
   内部を部分的に導通可能に上下に区分する仕切り板を備
   えたことを特徴とする気液分離装置。