JPS5840082B2 - 廃熱利用蒸気発生装置における蒸気安定発生のための自動制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、廃熱利用蒸気発生装置における蒸気安定発
生のための自動制御方法に関する。

たとえば一般の多くのディーゼル船には、ディーゼル機
関（主機関）の排ガスの廃熱を利用した蒸気発生装置が
塔載されており、航海中の船内で必要とする蒸気は、こ
の廃熱利用蒸気発生装置から供給される。

この装置の従来例を第１図に基づいて説明する。

なお、この例では蒸気消費機器としてターボ発電機を示
した０ 同図において、１はディーゼル機関、２はエコノマイザ
で、これには蒸発管４を備えた蒸発部３が排ガス入口側
に、また予熱管６を備えた給水予熱部５が排ガス出口側
にそれぞれ配置せられている。

８は汽水分離器、９はこれと蒸発管４の始端部とを結ぶ
給水管で、これの中間には給水ポンプ１０が介在せられ
ている。

１１は蒸発管４の終端部と汽水分離器８とを連結する蒸
気流送管、１２は上記給水予熱管６の終端部と汽水分離
器８を連結する給水流送管、１３はこの給水流送管１２
の汽水分離器８寄りの箇所に設けられた給水量自動調節
弁、１４は汽水分離器８に付設された水位検出器で、こ
れの検出信号により給水流量自動調節弁１３が作動する
ようになされている。

１５はタービン１６によって駆動する発電機、１７はタ
ービン１６と汽水分離器８とを連結する蒸気供給管、１
８は復水器、１９はこれとタービン１６とを連結する蒸
気排出管、２０は復水器１８の下側に配置された復水タ
ンク、２１はこれと上記給水予熱管６の始端部とを結ぶ
復水流送管で、これの中間の復水タンク２０寄りの箇所
に復水ポンプ２２が介在せられている。

上記において、汽水分離器８の下半部に溜められた給水
は、給水ポンプ１０の作動によって給水管９からエコノ
マイザ２の蒸発部３に送り込１れ、そこでディーゼル機
関１からの排ガスによって加熱され、蒸発する。

この蒸発部３で発生した蒸気は、蒸気流送管１から汽水
分離器８の上半部に戻り、そこで蒸気中の水分が分離さ
れる。

ついで蒸気は、との汽水分離器８から蒸気供給管１Ｔに
よってタービン１６に供給される。

タービン１６にむいて仕事をした蒸気は低圧となって排
出管１９から復水器１８に導入され、そこで装線する。

この復水は復水タンク２０に貯められる。

つぎにこのタンク２０内の復水は、復水ポンプ２２の作
動によって復水流送管２１からエコノマイザ２の給水子
熱部５に送られ、給水として再使用される。

この予熱部５内において給水は、上記蒸発部３を通過し
たディーゼル機関１の排ガスによって予熱され、その後
給水流送管１２によって汽水分離器８の下半部に送られ
る。

このさい給水量は、汽水分離器８に付設された水位検出
器１４からの信号に基づき給水流量調節弁１３の作動に
よって調節される。

このような従来の蒸気発生装置においては、蒸気消費機
器であるターボ発電機の負荷が一定でかつディーゼル機
関１からの排ガスの排出量および温度等の条件が一定し
ている場合には問題がないが、実際にはディーゼル機関
１の負荷やターボ発電機の負荷が変動して蒸発量や排ガ
ス条件が変動し、これによって汽水分離器８の水位が変
化し、汽水分離器８への給水量が変動する。

そしてとくに、汽水分離器８の水位が大きく上昇して給
水量が異常減少した場合、および汽水分離器８の水位が
高い状態から低い状態に移行するさい給水量自動調節弁
１３の作動の時間的遅れから給水量が少ない場合には、
予熱管６内を流れる給水の流速が低下するために給水の
一部が予熱管６内で蒸発し、汽水混合状態となる。

このような汽水混合の給水が汽水分離器８に送込１れる
と、汽水分離器８内の水位および圧力がさらに大きく変
動する。

この結果、ターボ発動機のタービン１６人口の蒸気圧力
が変動することになり、この変動がさらに発電機１５の
回転数や出力の変動につながるとともに、供給蒸気中に
水分が混入してタービン１６の羽根を損傷させるという
問題が生じる。

この発明は、上記のような従来技術の問題を解決し、廃
熱利用蒸気発生装置における蒸気の安定的発生を確保し
うる自動制御方法を提供することを目的とするものであ
る。

この発明を、以下図面に基づいて説明する。

第２図はこの発明の方法を、上記従来例の蒸気発生装置
に適用した実施例を示すものである。

従来例と異なっている点は、上記給水流送管１２の給水
予熱部５出口寄りの箇所に給水温度検出器路を設け、こ
の検出器２３と上記給水量自動調節弁１３の間の給水流
送管１２に、給水分岐排出管２４を接続するとともに、
これの他端を復水器１８に接続し、この給水分岐排出管
２４に上記給水温度検出器２３からの信号により作動す
る給水温度自動調節弁２５を設け、この温度自動調節弁
２５を迂回するように給水分岐排出管２４にバイパス管
２６を接続し、これの中間にオリフィス２７を介在させ
た点にある。

その他の点は従来例と同様であり、図面において同じも
のについては同一の符号を付した。

上記において、この発明の方法は、給水温度検出器２３
によって給水子熱部５からの流出給水の温度を常時検出
せしめ、給水の温度が飽和温度に近い所定値以上に上昇
するのを検知する。

すなわち、ディーゼル機関１の負荷等が変動して汽水分
離器８の水位が上昇することにより汽水分離器８に送り
込捷れる給水量が制限されると、給水子熱部５内を流れ
る給水の流速が遅くなり、給水の温度が次第に上昇して
蒸発温度である飽和温度に近付くものである。

上記給水温度検出器２３によって、給水が飽和温度に至
らないがそれに近い所定温度以上に上昇したことを検出
したさ′いには、これの検出信号に基づいて給水温度自
動調節弁２５を作動せしめて給水予熱器５からの流出給
水の一部を給水分岐排出管２４から排出せしめ、これを
復水器１８に導入する。

これによって給水予熱器５内を通過する給水の流量を常
時所定値以上に保持するものである。

このように制御することによって、ディーゼル機関１の
負荷およびターボ発電機の負荷ち・よびターボ発電機の
負荷が変動した場合、あるいは給水予熱管６の伝熱面積
に余裕がある場合などにも、給水予熱部５内で給水の一
部が蒸発するようなことがないから、汽水分離器８に給
水が汽水混合の状態で送り込１れるようなことがなく、
汽水分離器８に釦いて安定した蒸気圧力を得ることがで
き、これによってターボ発電機を常に安全に運転するこ
とが可能となるものである。

なお、上記オリフィス２６は給水流送管１２に常時温度
検出可能な最少量の給水を流通せしめるために設けられ
ている。

なお、上記実施例においては、この発明の方法をディー
ゼル船に塔載された廃熱利用蒸気発生装置に適用した例
を示したが、これは勿論限定的ではなく、この発明の方
法はその他各種の廃熱利用蒸気発生装置に適用可能であ
る。

昔た上記実施例においては、便宜上１つのエコノマイザ
２内に蒸発部３と給水予熱部５とが配置されているが、
場合によってはこれらは相互に独立した状態で、蒸発器
と給水予熱器としてディーゼル機関１等の排ガスの流路
に順次的に配置せられていてもよい。

この発明の方法は、上述の通り、廃熱利用予熱器５と、
これに給水流送管１２を介して連絡された汽水分離器８
と、これに給水管９と蒸気流送管１１とを介して連絡さ
れた廃熱利用蒸発器３と、汽水分離器８に付設された水
位検出器１４と、給水流送管１２に設けられかつ水位検
出器１４からの信号によって作動するようになされた給
水量自動調節弁１３とを備えた廃熱利用蒸気発生装置に
おいて、上記給水流送管１２の給水予熱器５出口寄りの
箇所に給水温度検出器２３を設け、この検出器２３と上
記給水自動調節弁１３との間の給水流送管１２に給水分
岐排出管２４を接続するとともに、この給水分岐排出管
２４に上記給水温度検出器２３からの信号により作動す
るようになされた給水温度自動調節弁２５を設け、上記
給水温度検出器２３によって給水予熱器１２からの流出
給水の温度を常時検出せしめ、この検出器２３が給水の
飽和温度に近い所定値以上の温度を検出したさいに、こ
れの検出信号に基づき給水温度自動調節弁２５を作動せ
しめて給水予熱器５からの流出給水の一部を給水分岐排
出管２４から排出せしめ、これによって給水が給水予熱
器５内を常時所定値以上の流量で通過するようにしたも
のであるから、排ガス発生装置であるディーゼル機関１
等の負荷および蒸気消費機器であるターボ発電機等の負
荷が変動した場合、あるいは給水予熱管６の伝熱面積に
余裕がある場合などにも、給水予熱器５内で給水の一部
が蒸発することがなく、汽水分離器８に給水が汽水混合
の状態で送り込１れるようなことがない。

し、たがって汽水分離器８１てち・いて常に安定した蒸
気圧力を得ることができ、これによってターボ発電機等
の蒸気消費機器を安全に運転することができ、従来の問
題を解決しうるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の廃熱利用蒸気発生装置とターボ発電機と
を組合わせた装置の一例を示すフロー・シート、第２図
は第１図の装置にこの発明の方法を適用した実施装置の
例を示すフロー・シートである。 １・・・ディーゼル機関、２・・・エコノマイザ、３．
５・・・その蒸発部と給水予熱部、８・・・汽水分離器
、９・・・給水管、１０・・・給水ポンプ、１１・・・
蒸気流送管、１２・・・給水流送管、１３・・・給水量
自動調節弁、１４・・・水位検出器、１５・・・発電機
、１６・・・タービン、１８・・・復水器、２３・・・
給水温度検出器、２４・・・給水分岐排出管、２５・・
・給水温度自動調節弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 廃熱利用予熱器５と、これに給水流送管１２を介し
   て連絡された汽水分離器８と、これに給水管９と蒸気流
   送管１１とを介して連絡された廃熱利用蒸発器３と、汽
   水分離器８に付設された水位検出器１４と、給水流送管
   １２に設けられかつ水位検出器１４からの信号によって
   作動するようになされた給水量自動調節弁１３とを備え
   た廃熱利用蒸気発生装置に釦いて、上記給水流送管１２
   の給水予熱器５出口寄りの箇所に給水温度検出器２３を
   設け、この検出器２３と上記給水量自動調節弁１３との
   間の給水流送管１２に給水分岐排出管２４を接続すると
   ともに、この給水分岐排出管２４に上記給水温度検出器
   ２３からの信号により作動するようになされた給水温度
   自動調節弁２５を設け、上記給水温度検出器２３によっ
   て給水予熱器５からの流出給水の温度を常時検出せしめ
   、この検出器２３が給水の飽和温度に近い所定値以上の
   温度を検出したさいに、これの検出信号に基づき、上記
   給水温度自動調節弁２５を作動せしめて給水予熱器５か
   らの流出給水の一部を給水分岐排出管２４から排出せし
   め、これによって給水が給水予熱器５内を常時所定値以
   上の流量で通過するようにしたことを特徴とする廃熱利
   用蒸気発生装置における蒸気安定発生のための自動制御
   方法。