JPS61187902A

JPS61187902A - 蒸気凝縮装置

Info

Publication number: JPS61187902A
Application number: JP2988385A
Authority: JP
Inventors: Isao Otani; 功大谷; Yoshio Uchiyama; 内山　義雄
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-02-18
Filing date: 1985-02-18
Publication date: 1986-08-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は蒸気凝縮装置に係シ、特に、放射性廃液濃縮装
置からの蒸気を凝縮するのに好適な蒸気凝縮装置に関す
る。

〔発明の背景〕

従来の廃液濃縮プラントにおいては、特開昭５６−１４
７６７７号に記載のように、廃液濃縮装置において蒸発
し次蒸気は廃液濃縮装置の計測に用いられる空気などの
非凝縮性ガスと共に復水器に送られ、ここで蒸気は凝縮
し、非凝縮性ガスと分離される。非凝縮性ガスは真空ポ
ンプにて脱気され、また凝縮液は復水器内でさらに冷却
された後、タンク等へ移送されるようになっている。

第６図は従来例を示し友もので、再循環ボンデ１および
加熱器２を備え次廃液濃縮装置の蒸発缶３から蒸発し次
蒸気は、気水分離器４を通り、横置復水器３０に入り凝
縮する。ここで凝縮した水は復水器３０内で冷却され、
凝縮水受タンク１０へ送られる。また、蒸気と共に復水
器３０に入った非凝縮性ガスは、該復水器のベントから
抽気用エダクタ７によって抜き出され、循環水タンク３
１に入る。抽気用エダクタ７の駆動水は、循環水ポンプ
３２により、循環水タンク３１から循環水冷却器３３を
経て再び抽気用エダクタ７に入るという循環をくり返す
。

従来、復水器３０としては、第７図に示す様な主として
横１１Ｕ字伝熱管式熱交換器型の復水器が使用されてお
り、濃縮装置の蒸発缶３　’ｂ−らの非凝縮性ガスを含
んだ蒸気は、復水器胴側の蒸気入口管台３４から胴内に
入り、伝熱管を流れる冷却水で凝縮して胴内下部のドレ
ンクーリングゾーン３５で更に冷却され、凝縮水受タン
ク１ｏへ送られる。ま之冷却水は、冷却水入口管台３６
から復水器水室３７に入り、Ｕ字伝熱管３８内を通って
冷却水出口管台３９から出る。

しかし、如上の従来の装置では下記の問題が６つ友。

（１）濃縮装置からの蒸気中にはミストが含まれるが、
この蒸気を復水器胴側に流すので、凝縮し次ドレン中に
ミストが入り、特に流速の小さいドレンクーリングゾー
ンにおいて、このミストがスケールとして復水器胴側内
面及び伝熱管に付着しやすい。

（２）スケール付着が上記の様に熱交換器型復水器胴側
であるため、その洗浄を行なう場合、伝熱管束を引き抜
いて洗浄する必要があり煩雑である。

又、管束内側の伝熱管表面に付着したスケールの洗浄が
困難である。

（３）　　復水器のドレンクーリングゾーンでは、自然
対流熱伝達となることにより、また伝熱管の肉厚及び伝
熱管のスケール付着により、伝熱効率が低下する。

（４）　　非凝縮性ガスがほぼ１００℃に近い状態で脱
気されるので、同伴蒸気量が多い。

（５）濃縮装置を負圧で運転する場合には、真空ポンプ
の代わシに抽気用エダクタを用いるが、この場合、エダ
クタ駆動用の循環ポンプ及び循環水タンクが必要となる
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、設備費が安価で、スケール付着が少く
、伝熱効率が高く、かつメンテナンス性の良い蒸気凝縮
装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明の蒸気凝縮装置は、凝縮対象蒸気を抽気する油気
用エダクタ、該エダクタから出た該エダクタ駆動水を受
けるタンク、該タンク内の水を循環ラインを経て上記エ
ダクタに駆動水として戻す循環ボンデ、該循環ライン中
に設けられ次駆動水冷却用熱交換器、および上記タンク
から非凝縮性がスを排気するためのベントニジ成ること
全特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

本発明の１実施例を第１図にニジ説明する。

第１図において、廃液は再循環ＩＩンｆ１にニジ加熱器
２に入り、ここで加熱され蒸発缶３に送られ、蒸気とな
る。蒸発濃縮され次局液は、さらに再循環ポンプに戻り
、上記がくり返され濃縮を行なう。以上の廃液濃縮装置
は第７図の従来例と同様である。一方、蒸発した蒸気は
、蒸発缶３の上部から、気水分離器４に送られ、ここで
液滴の除去を行なう。ここで、液滴を除去され九蒸気は
蒸気凝縮装置へ送られる。

蒸気凝縮装置は循環ボンｆ５、ドレン冷却器６、抽気用
エダクタ７０．凝縮タンク８から成る。

循環ボンデ５により循環される循環水（ドレン）は、熱
交換器式のドレン冷却器６により冷却されｔ後、抽気用
エダクタ７０に送られる。ここで気水分離器４からの蒸
気が、抽気用エダクタ７に循環水を流すことによシ得ら
れる負圧により、抽気用エダクタ内に吸い込まれ、凝縮
タンク８内で先のドレン冷却器６によシ冷却された循環
水と混合する。

抽気用エダクタ７０の構造は、第２図に示す様になって
おり、駆動水入口２６エり入った駆動水（前記循環水）
が、エダクタノズル２７ｔ−通過ｆる時に流速が上昇し
、これに伴なって周囲の圧力が負圧となる。ここに、蒸
気入口ノズル２８から蒸気が入り、駆動水と伴にエダク
タノズル２７から吸い込まれ、流体出口２９工り吐出さ
れる。

抽気用エダクタ７０で循環水と混合された蒸気は、循環
水中で凝縮する。この凝縮により循環水は温度が上昇し
、そのまま凝縮タンク８に入る。

蒸気中に含まれる非凝縮性ガスは、蒸気と共に抽気用エ
ダクタ７０に吸い込まれ、循環水と混合し、凝縮タンク
８に入る。ここで、非凝縮性ガスはタンク８内の液中全
上昇し、水面から気相に入り、気水分離が行なわれる。

分離され几非凝縮性ガスはタンクベント系８′へ排出さ
れる。一方、凝縮水は再び循環ボンデ５に送られ循環さ
れる。ま九、凝縮により増えたドレンは、凝縮タンク８
のオーバフローライン９から、凝縮水受タンク１０に送
られる。

第３図は、第１図に示し友タンク内に抽気用エダクタ７
を設置し友凝縮タンク８の詳細図である。

この凝縮タンク８はタンク本体１４、油気用エダクタ７
０、気泡吸込防止板１５、じヤま板１６、洗浄用スプレ
ー１７、蓋板１８で構成されている。

凝縮水はタンクの出口管台１９から出、第１図に示す様
に、循環ポンプ５、ドレン冷却器６をへて循環水入口２
０から抽気用エダクタ７に送られる。一方、非凝縮性ガ
スを含む蒸気は蒸気人口２１を通り、抽気用エダクタ７
０に送られる。ここで混合された循環水と蒸気は、凝縮
を行ないながら、凝縮水出口２２からタンク１４内の水
中へ流れ込む。蒸気はタンク内で凝縮し凝縮水となるが
、蒸気と同伴された非凝縮性ガスは抽気用エダクタ７０
の凝縮水出口２２から出る凝縮水の流れにそりて、タン
ク内の水中に広がる。油気用エダクタ７０の凝縮液出口
２２は下向き又は斜め下向きに設置されるので、非凝縮
性ガスも、いったんタンク底！＠Ｓまで入り、その後浮
力によりタンク液面に浮上する。タンク内の凝縮液中に
は、水平又はやや斜め方向に、じゃま板１６を設け、浮
上する非凝縮性ガスを受ける。これによって、非凝縮性
ガスのタンク内の凝縮液との接触時間が長くなり、非凝
縮性ガスの温度が、凝縮液の温度まで下げられる。この
様にして、温度の下がった非凝縮性ガスは、液面で大気
に入り、ベント２３から排出される。このことにより、
非凝縮性ガスの温度が低く押えられるので、ペント２３
よシ排出される非凝縮性ガス中の蒸気を少なくすること
ができる。

出口管台１９の上部には気泡吸込防止板１５を設け、タ
ンク中の非凝縮性ガスの吸込を防止している。図中、７
１は抽気用エダクタの支持体である。

タンク内で凝縮した凝縮水にエフ、タンクの液位が上昇
するので、これをオーバフロー２４から凝縮水受タンク
１０（第１図）へ移送する。

タンク上蓋１８には洗浄用スプレー１７ｔ−設け、洗浄
水入口２５から洗浄水を送り込むことにより、タンク内
面のスケールを取り除く用に供する。

以上の実施例では、抽気用エダクタ７０を凝縮タンク８
内に設け、該エダクタの流体出口が直にタンク８内の液
中に入っている九め、圧損が小さく抽気効率が良い。

第４図は、１ｍタンク８の外に設は友抽気用エダクタ７
０の出口から出た水を管路を経て該タンク８内の水中に
導くようにした実施例を示す。これは、抽気用エダクタ
７０が凝縮タンク８の外にある几め、メンテナンス性が
良い。

第４図の実施例では、タンク８内の液面を一定に保つ手
段として、第１図に示したオーバーフローライン９から
凝縮水を抜き出す代りに、凝縮タンク８の液位を液面計
１１により測定し、ここからの信号によりＡＯ弁１２の
開度調整を行なってタンク８内の液面を制御する。ＡＯ
弁１２を通過しｔ凝縮液は移送ライン１３ｆ：経て凝縮
水受タンク１０に送られる。これによれば、ドレン冷却
器６により冷却された凝縮液が凝縮水受タンク１０に送
られるので、凝縮水受タンク１０において比較的温度の
低い凝縮液が要求される場合に有利である。

また、移送ライン１３には循環ポンプ５の吐出圧力が加
わるので、第１図で示し次オーバフローライン９を用い
て凝縮水受タンク１０へ移送する構成に比べ、移送ライ
ンの配管の口径を小さくできると共Ｋ、管内流速を大き
くすることができ、移送ライン管内のスケール付着防止
上有利であり、メンテナンス性が向上する。なおＷＩ４
図中、９′は予備的に設けられたオーバフロー管である
。

以上述べた実施例によれば、循環−ンプ５により凝縮水
を循環するため、ドレン冷却器６の伝熱管内及び凝縮タ
ンク８内の流速が高いから、そこへのスケール付着は、
第６図、第７図の従来技術における熱交換器型復水器３
０内のスケール付着の１／２ないし１／４に低減できる
。すなわち、第５図から明らかな様に、上記の従来の復
水器３０においては、ドレンクーリングゾーンの流速は
０．５ｒｒＩ／Ｓ程度であってスケールたるＣａＳＯ４
の付着量は３７ｇ／１０００Ｊｉ’　（ＣａＳＯ４１０
００ＩＩのうち３７ＪＦが付着するの意）であるのに対
し、本発明実施例では、ドレン冷却器６の伝熱管内で３
１１Ｑ／３、凝縮タンク８内でＩ　ＩＶ／ｓの流速にな
り、これらへのＣａＳＯ４付着量は夫々８．！ｉ＋／１
０００．９，１５Ｉｉ／１０００　Ｎとなり、スケール
付着防止効果が大巾に改善される。

〔発明の効果〕

本発明は下記の効果含有する。

（１）蒸気は、冷却され究駆動水で作動される抽気用エ
ダクタおよびその出口水を受ける水を内包しｔ凝縮タン
クで凝縮・復水されるので、従来の如き蒸気凝縮用の伝
熱管式熱交換器型の復水器が不要となるから、装置全体
として２０％程度の設備費低減が可能である。

（２）　　凝縮水（駆動水）は抽気用エダクタ、凝縮タ
ンク、駆動水冷却器、更に再び抽気用エダクタという順
路を循ｆｉ／ンプに工って強制循環せしめられるので、
これら内での流速が大であり、それゆえ該タンクおよび
冷却器でのスケール付着は、従来技術における伝熱管式
熱交換器型の復水器でのスケール付着に較べて、大巾に
軽減される。このスケール付着の減少は、流速が大であ
ることと相俟って、伝熱効富を高めることに役立つ（従
来よｐ熱効塞を１０−以上高めることも可能）。

（３）　　蒸気中の非凝縮性ガスは該蒸気と共に蒸気抽
気用エダクタで抽気され、凝縮タンク中で冷却されるた
め、従来技術のように復水器からの非凝縮性ガスの抽気
手段およびその冷却手段を別途設備する必要がなく、設
備が簡素化されると共に、非凝縮性ガスが冷却されるこ
とによシ、上記凝縮タンクからのベント中に含まれる同
伴蒸気量を少くすることができる。すなわち、従来技術
においては復水器からのベント温度は１００℃であり、
本発明においては凝縮タンクからのベント温度は５０℃
程度にすることが可能であり、従って、飽和蒸気量の差
から、ベント中の同伴蒸気量は従来技術では１７．６１
Ｇ’に９（９９℃）、本発明では０．０８６２５に９／
に９（５０℃）となり、本発明では同伴蒸気量を９９チ
低減し得る。

（４）上記（２）のようにスケール付着が少いから、ス
ケール除去の友めのメンテナンスはより少くてすむ。ま
友、メンテナンスを行う際にも、本発明においては、凝
縮タンクは伝熱管を内蔵しない単純なタンクであるから
タンク蓋板金取り外すのみでメンテナンス及び洗浄が可
能であり、ドレン冷却器（凝縮水冷却器）も氷室を取シ
外すことにニジ、伝熱管内面を容易に洗浄することが可
能である。従来の復水器は、胴側に蒸気を流す方式であ
りたので、伝熱管外面に付着し次スケールを取り除く友
めに、管束を引き抜いて洗浄してい九が、管束内側の伝
熱管外面の洗浄には時間を要し九〇本発明では、従来の
１／！の時間で従来と同等以上の洗浄が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の全体図、第２図は抽気用エ
ダクタの断面図、第３図は第１図の凝縮タンクの断面図
、第４図は本発明の他の実施例の全体図、第５図は流速
とＣａ５Ｏ４の付着量の関係を示す図、第６図は従来の
蒸気凝縮設備の全体図。第７図は従来の復水器の断面図である。１・・・再循環ポンプ、　　２・・・加熱器、３・・・
蒸発缶、　　　　　４・・・気水分離器、５・・・循ｌ
ｌ／ンプ、　　　　６・・・ドレン冷却器、７・・・抽
気用エダクタ、　８・・・凝縮タンク、８′・・・ベン
ト管、９．９′・・・オーバフローライン、】０・・・凝縮水受タンク、１１・・・液面計、１２・
・・ＡＯ弁　　　　　　１３・・・移送ライン、１４・
・・タンク本体、　　　１５・・・気泡吸込防止板、１
６・・・じゃま板、　　　　１７・・・洗浄用スプレー
、１８・・・蓋板、　　　　　　１９・・・出口管台、
２０・・・循環水入口、　　２１・・・蒸気入口、２２
・・・凝縮水出口、　　　２３・・・ベント、２４・・
・オーバフロー、　２５・・・洗浄水入口、２６・・・
駆動水入口、　　　２７・・・エダクタノズル、２８・
・・蒸気入口ノズル、２９・・・流体出口、３０・・・
横置復水器、　　３１・・・循環水タンク、３２・・・
循環水ポンプ、　３３・・・循環水冷却器、３４・・・
蒸気入口管台、３５・・・ドレンクーリングゾーン、３６・・・冷却水入口管台、３７・・・復水器氷室、３
８・・・伝熱管、　　　　３９・・・冷却水出口管台、
７０・・・抽気用エダクタ、７１・・・支持体。第１図第４図８を速　−／ｓｅｃ）

Claims

【特許請求の範囲】１、駆動水を送入され凝縮対象蒸気を抽気する抽気用エ
ダクタ、該エダクタから出た駆動水を受けるタンク、該
タンク内の駆動水を循環ラインを経て上記エダクタに戻
す循環用ポンプ、該循環ライン中に設けられた駆動水冷
却用熱交換器、および上記タンクから非凝縮性ガスを排
出するためのベントよりなることを特徴とする蒸気凝縮
装置。２、前記エダクタは前記タンク内に設けられ、該エダク
タの駆動水出口が該タンク内の水中に位置する特許請求
の範囲第１項記載の蒸気凝縮装置。３、前記エダクタは前記タンク外に設けられ、該エダク
タから出た駆動水が管路を経て前記タンク内の水中に導
かれる特許請求の範囲第１項記載の蒸気凝縮装置。４、前記タンクは、該タンク内の水中を上昇する非凝縮
性ガスの該水中での滞在時間を長くするための邪魔板を
備えている特許請求の範囲第１、第２又は第３項記載の
蒸気凝縮装置。