JPS6016802Y2 - 二段圧力式排ガスエコノマイザ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は二段圧力式排ガスエコノマイザ−に関するもの
であり、その目的はタービン等駆動用の高圧蒸気発生量
を増大させるのと同時に、低温の排ガス温度領域におい
ても効果的な排熱回収を計ることにある。

排ガスエコノマイザ−による排熱回収は、従来より一段
圧力式によって行なわれている。

第１図、第３図にその代表的なシステムが示される。

すなわちこれらにおいて、排ガス通路１中にその入口側
から順に蒸気過熱用伝熱管群２並びに蒸気発生用伝熱管
群３が配置され、そしてこれらの伝熱管群２，３は両者
に共通の気水分離器４に接続されている。

したがって気水分離器４内の缶水は缶水循環ポンプ５に
よって蒸気発生用伝熱管群３べ送られ、ここで排熱回収
して蒸気となり気水分離器４に帰還する。

次にこの蒸気の一部が蒸気過熱用伝熱管群２を通り、高
温排ガスにより過熱されてからタービン６等の高圧作動
流体として使用される。

また他の一部の蒸気は過熱されることなく低圧のまま油
あるいは水等の加熱源として加熱機器類７へ送られ、使
用される。

タービン６等から出た流体は復水器８を経て復水ポンプ
９によってドレンタンク１０に回収される。

また加熱機器類７から出たドレンもドレンタンク１０に
回収される。

そしてこのドレンタンク１０に回収された温水が給水ポ
ンプ１１により前記気水分離器４へ再び給水されるが、
その給水量は前記気水分離器４の水位を一定に保つよう
に給水加減弁１２により制御される。

第３図に示されたシステムでは、缶水蒸発量を多くする
ため又は蒸気発生用伝熱管群３の伝熱面積を小さくする
ために給水加熱器１３を設けることにより、気水分離器
４への給水を蒸気発生用伝熱管群３に向かう循環缶水で
予熱し、また蒸気発生用伝熱管群３内での蒸発量を制御
するために、循環缶水温度調節弁１４並びに給水加熱器
１３に対するバイパス路１５を設けている。

したがって第１図のシステムでは、排ガス通路１中にお
ける蒸気過熱用伝熱管群２の始終端部並びに蒸気発生用
伝熱管群３の始端部間の排ガス温度Ｔ□、Ｔ２．Ｔ３と
、各伝熱管群２，３の入口及び出口の蒸気温度Ｔ、、
Ｔｈは第３図の如き関係になる。

また第３図に示されたシステムでは第４図の如き関係に
なる。

なお第４図においてｔ。は蒸気発生用伝熱管群３の入口
缶水温度を示す。

これらの二つのシステムを比較すると、両者はいずれも
気水分離器４が各伝熱管群２，３に共通のものであるか
ら一段圧力式である。

一方、第３図に示されたシステムでは、蒸発量を増大さ
せ得、またその制御も一部可能ではあるものの、気水分
離器４へ給水の予熱を蒸気発生用伝熱管群３への循環缶
水からの熱回収で行なわせる方式が採られているので、
排ガス温度Ｔ。

と缶水温度Ｔｃとの温度差又は排ガス温度Ｔ３と缶水温
度りとの温度差を余り大きくとることが不可能である。

したがって排ガスの低温領域からの排熱回収を計ること
に制限がある。

また同様の理由により、高圧蒸気発生量も前記蒸発量と
の関係から制限を受ける。

本考案は以上に鑑みてなされたものであり、以下その実
施例を第５図、第６図に基づき説明する。

第５図において２０は排ガス通路であり、この通路２０
中にその入口側から順に蒸気過熱用伝熱管群２１、高圧
蒸気発生用伝熱管群２２並びに低圧蒸気発生用伝熱管群
２３が配置される。

高圧蒸気発生用伝熱管群２２はそれ専用の高圧側気水分
離器２４の液相部と気相部との間に接続され、その入口
側に缶水循環ポンプ２５が介在せしめられる。

一方、低圧蒸気発生用伝熱管群２３はそれ専用の低圧側
気水分離器２６の液相部と気相部との間に接続され、そ
の入口側の缶水循環管２８中に缶水循環ポンプ２７が介
在せしめられる。

２９はドレンタンクであり、ドレンタンク２９から高圧
側気水分離器２４に至る給水管３０に給水ポンプ３１並
びに給水加減弁３２が介在されると共に、この給水管３
０と前記缶水循環管２８との間に給水加熱器３３が設け
られる。

また缶水循環管２８には給水加熱器３３に対するバイパ
ス管３４が付設され、このバイパス管３４と缶水循環管
２８の接続部に循環缶水温度調節弁３５が介在せしめら
れる。

なおバイパス管３４は給水管３０側に付設してもよい。

給水管３０には給水加熱器３３の入口側に低圧給水管３
６が分岐接続され、これに給水加減弁３７が介在せしめ
られる。

なお、この低圧給水管は前記給水加熱器３３出口側から
分岐してもよい。

蒸気過熱用伝熱管群２１は、その入口が高圧側気水分離
器２４の気相部に接続され、その出口がタービン３８に
接続される。

そしてタービン３８の出口が復水器３９並びに復水ポン
プ４０を介してドレンタンク２９に接続される。

さらに高圧側気水分離器２４の気相部には、低圧側気水
分離器２６の液相部中に配置された加熱コイル４１の入
口が接続され、この接続管４２中に圧力調節弁４３が介
在せしめられる。

この圧力調節弁４３は低圧側気水分離器２６の気相部圧
力に応じてその開度が自動制御せしめられる。

前記加熱コイル４１の出口はドレンタンク２９に接続さ
れる。

他方、低圧側気水分離器２６の気相部には各種の加熱機
器類４４に至る低圧蒸気管４５が接続される。

また加熱機器類４４のドレンはドレンタンク２９に導か
れるように構成される。

かかるシステムが舶用として用いられる場合、排ガスＧ
は主機ディーゼル機関の排ガスであり、また高圧側気水
分離器２４には補助ボイラのドラムが兼用される。

したがってディーゼル機関の停止時には補助ボイラのバ
ーナ運転により高圧側気水分離器２４内に蒸気が保有せ
しめられる。

さらに加熱機器類４４は船内の油や水等を加熱するため
のものを指す。

かかるシステムによれば、蒸気過熱用伝熱管群２１で発
生した過熱蒸気（温度ｔｈ）はタービン３８の作動流体
として供され、その後復水器３９、復水ポンプ４０を経
てドレンタンク２９に回収される。

また高圧側気水分離器２４内の蒸気（温度１．）は、一
部が蒸気過熱用伝熱管群２１に送られる他、他の一部は
接続管４２を経て加熱コイル４１に送られ、ここで低圧
側気水分離器２６の液相を加熱した後、ドレンタンク２
９に回収される。

加熱コイル４１に高圧側気水分離器２４から送気される
のは、ディーゼル機関の停止時である。

すなわちディーゼル機関停止時においては、高圧側気水
分離器２４では補助ボイラ運転により蒸気が発生せしめ
られるが、低圧側気水分離器２６ではディーゼル機関の
出力低下に伴って蒸気圧力が低下する。

したがってこの蒸気圧力の低下により圧力調節弁４３が
作動し、加熱コイル４１に高温蒸気が送られる。

もし低圧側気水分離器２６内の加熱コイル４１を省略し
た場合は、ディーゼル機関の出力低下に伴なって蒸気圧
力が低下し、その循環缶水温度も低下して低圧蒸気発生
用伝熱管群２３が排ガスＧ中の硫黄分の露点温度以下に
降温し、低温腐食を起す。

さらにディーゼル機関停止中は自然放熱により低圧側気
水分離器２６内部が冷却されて真空になり、缶水循環ポ
ンプ２７の起動並びに正常運転操作が困難となる。

また、低圧蒸気発生用伝熱管群２３へ送られる循環缶水
は、給水加熱器３３により高圧側気水分離器２４への給
水が予熱され、熱回収されるので低温Ｔｒとなる。

したがってこのような二段圧力方式によると、低圧蒸気
発生用伝熱管群２３では排ガスＧのより低い低温領域（
温度Ｔ３）での熱回収が可能となるとともに低圧側の循
環水によって高圧側の給水が予熱されるため高圧蒸気発
生用伝熱管群２２での蒸気発生量が増大する。

このようなシステムによる排ガス温度曲線並びに蒸気温
度は第６図の如き関係となる。

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、高圧
側並びに低圧側にそれぞれ蒸気発生用伝熱管群、気水分
離器が設けられ、しかも高圧側気水分離器への給水が低
圧蒸気発生用伝熱管群への循環缶水との間で熱交換して
予熱されるので、高圧蒸気発生用伝熱管群での蒸気発生
量が増大すると共に、排ガスのより低温領域での熱回収
を計り得る。

また図示例のように、バイパス管並びに循環缶水温度調
節弁を設けることによって、高圧側と低圧側の；蒸発量
比を容易に制御し得るばかりか、高圧側並びに低圧側の
各気水分離器への給水量が急変した場合にも、高圧側気
水分離器にはその液面変動がほとんど生じず、また低圧
側気水分離器では変動が生じても問題は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図は従来例の説明図、第２図、第４図はそ
れぞれ第１図、第３図に示されたシステムにおける温度
線図である。 第５図は本考案実施例のシステム説明図、第６図はその
温度線図である。 ２０・・・・・・排ガス通路、２２・・・・・・高圧蒸
気発生用伝熱管群、２３・・・・・・低圧蒸気発生用伝
熱管群、２４・・・・・・高圧側気水分離器、２５・・
・・・・高圧側缶水循環ポンプ、２６・・・・・・低圧
側気水分離器、２７・・・・・・低圧側缶水循環ポンプ
、２８・・・・・・缶水循環管、３０・・・・・・給水
管、３３・・・・・・給水加熱器、Ｇ・・・・・・排ガ
ス、Ｔ□、Ｔ２．Ｔ３．Ｔｏ・・・・・・排ガス温度、
ｔｓｔｔ１？ ｔｒ・・・・・・蒸気温度。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 高圧側気水分離器並びに低圧側気水分離器と、入口が高
   圧側気水分離器気相部に接続され出口がタービンに接続
   された蒸気過熱用伝熱管群と、入口が高圧側気水分離器
   液相部に接続され出口が該分離器気相部に接続された高
   圧蒸気発生用伝熱管群と、 入口が高圧側気水分離器気相部に接続されかつ低圧側気
   水分離器液相部中に配置された加熱コイルと、 入口が低圧側気水分離器液相部に缶水循環管を介して接
   続され出口が該分離器気相部に接続された低圧蒸気発生
   用伝熱管群と、 低圧側気水分離器気相部から加熱機器類に至る低圧蒸気
   管と、 タービン、加熱コイル及び加熱機器類から出たドレンを
   集めるドレンタンクと、 ドレンタンクから高圧側気水分離器に至る給水管と、 給水管と缶水循環管との間に介在された給水加熱器と、 給水管又は缶水循環管に付設された給水加熱器に対する
   バイパス管と、 給水管から分岐され低圧側気水分離器に至る低圧給水管
   とを備え、 排ガス通路中にその入口側から順に、蒸気過熱用伝熱管
   群、高圧蒸気発生用伝熱管群、低圧蒸気発生用伝熱管群
   を配置したことを特徴とする二段圧力式排ガスエコノマ
   イザ−０