JP6573700B1 - HEAT EXCHANGE SYSTEM AND METHOD OF OPERATING HEAT EXCHANGE SYSTEM - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、第一流体に蒸気が採用されても、プレート式熱交換器の伝熱プレート間のシール性能を維持することのできる熱交換システム及び熱交換システムの運転方法を提供する。【解決手段】 本発明は、プレート式熱交換器の第一流入路に第一流体としての蒸気を供給する第一供給配管系と、プレート式熱交換器の第一流出路から第一流体を排出させる第一排出配管系と、第一排出配管系を流通する第一流体の温度を感知する第一温度感知手段とを備え、第一供給配管系は、弁開度を調整可能な調整弁を含み、調整弁は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整する。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchange system capable of maintaining a sealing performance between heat transfer plates of a plate heat exchanger even when steam is adopted as a first fluid, and a method for operating the heat exchange system. . SOLUTION: The present invention discharges a first fluid from a first supply piping system that supplies steam as a first fluid to a first inflow passage of a plate heat exchanger, and a first outflow passage of the plate heat exchanger. A first discharge piping system and a first temperature sensing means for sensing the temperature of the first fluid flowing through the first discharge piping system, and the first supply piping system includes an adjustment valve capable of adjusting a valve opening degree. And the adjusting valve adjusts the valve opening so that the detection result of the first temperature detecting means is lower than the liquefaction temperature of the steam. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、第一流体と第二流体とを熱交換させるプレート式熱交換器を含む熱交換システム及び熱交換システムの運転方法に関する。 The present invention relates to a heat exchange system including a plate heat exchanger that exchanges heat between a first fluid and a second fluid, and a method for operating the heat exchange system.
従来から、第一流体と第二流体とを熱交換させるプレート式熱交換器を含む熱交換システムが提供されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a heat exchange system including a plate heat exchanger that exchanges heat between a first fluid and a second fluid has been provided (see, for example, Patent Document 1).
プレート式熱交換器は、複数の伝熱プレートを備える。複数の伝熱プレートのそれぞれは、第一方向に貫通した貫通孔を少なくとも四か所に有する。 The plate heat exchanger includes a plurality of heat transfer plates. Each of the plurality of heat transfer plates has at least four through holes penetrating in the first direction.
複数の伝熱プレートは、対応する位置にある貫通孔が第一方向に連なるように、第一方向に重ね合わされる。この状態において、隣り合う伝熱プレートの外周端部の間及び貫通孔の周囲の間が、ガスケットやロウ付けによって液密にシールされる。 The plurality of heat transfer plates are overlapped in the first direction such that the through holes at corresponding positions are continuous in the first direction. In this state, the space between the outer peripheral ends of the adjacent heat transfer plates and the periphery of the through hole are liquid-tightly sealed by gaskets or brazing.
これにより、この種のプレート式熱交換器では、伝熱プレートを境にして、第一流体を第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが、第一方向において交互に形成される。また、複数の伝熱プレートの貫通孔が第一方向に連なることで、それぞれが第一方向に延びる第一流入路及び第一流出路であって、第一流路のみに連通する第一流入路及び第一流出路と、それぞれが第一方向に延びる第二流入路及び第二流出路であって、第二流路のみに連通する第二流入路及び第二流出路とが形成される。 Thus, in this type of plate heat exchanger, the first flow path for flowing the first fluid in the second direction orthogonal to the first direction and the second fluid in the second direction with the heat transfer plate as a boundary. The second flow channels to be circulated are alternately formed in the first direction. Further, the through holes of the plurality of heat transfer plates are continuous in the first direction, so that each of the first inflow path and the first outflow path extends in the first direction, and the first inflow path communicates only with the first flow path; A first outflow path, and a second inflow path and a second outflow path that respectively extend in the first direction and that communicate with only the second flow path are formed.
これに伴い、熱交換システムは、第一流入路に接続された第一供給配管系であって、第一流入路に第一流体を供給する第一供給配管系と、第一流出路に接続された第一排出配管系であって、第一流出路から第一流体を排出させる第一排出配管系と、第二流入路に接続された第二供給配管系であって、第二流入路に第二流体を供給する第二供給配管系と、第二流出路に接続された第二排出配管系であって、第二流出路から第二流体を排出させる第二排出配管系とを含む。 Accordingly, the heat exchange system is a first supply piping system connected to the first inflow passage, and is connected to the first supply piping system for supplying the first fluid to the first inflow passage and the first outflow passage. A first discharge piping system for discharging the first fluid from the first outflow passage, and a second supply piping system connected to the second inflow passage, A second supply piping system that supplies two fluids and a second discharge piping system that is connected to the second outflow passage and discharges the second fluid from the second outflow passage.
かかる熱交換システムでは、第一供給配管系からプレート式熱交換器の第一流入路に対して第一流体が供給され、第二供給配管系からプレート式熱交換器の第二流入路に対して第二流体が供給される。そうすると、第一流入路に流入した第一流体は、複数の第一流路に流入し、各第一流路内を第一流出路に向けて流通する。また、第二流入路に流入した第二流体は、複数の第二流路に流入し、各第二流路内を第一流出路に向けて流通する。 In such a heat exchange system, the first fluid is supplied from the first supply piping system to the first inflow passage of the plate heat exchanger, and from the second supply piping system to the second inflow passage of the plate heat exchanger. The second fluid is supplied. If it does so, the 1st fluid which flowed into the 1st inflow way will flow in into a plurality of 1st flow paths, and will circulate in each first flow path toward the 1st outflow path. Further, the second fluid that has flowed into the second inflow path flows into the plurality of second flow paths, and circulates in the second flow paths toward the first outflow path.
このとき、第一流体と第二流体とは、第一流路と第二流路とを仕切る伝熱プレートを介して熱交換を行う。そして、第一流出路に到達した第一流体は、第一排出配管系に排出され、第二流出路に到達した第二流体は、第二排出配管系に排出される。 At this time, the first fluid and the second fluid exchange heat through a heat transfer plate that partitions the first flow path and the second flow path. Then, the first fluid that has reached the first outflow passage is discharged to the first discharge piping system, and the second fluid that has reached the second outflow passage is discharged to the second discharge piping system.
ところで、上記熱交換システムで第二流体を加熱する場合、第一流体は、第二流体よりも高温な流体とされる。具体的には、この種の熱交換システムでは、第二流体として水や油等が採用され、第二流体を加熱する第一流体として蒸気(スチーム)が採用されることがある。 By the way, when heating the second fluid by the heat exchange system, the first fluid is a fluid having a higher temperature than the second fluid. Specifically, in this type of heat exchange system, water, oil, or the like may be employed as the second fluid, and steam (steam) may be employed as the first fluid that heats the second fluid.
この場合、第一排出配管系は、第一流体(蒸気)を外部に排出せずに、該第一流体(蒸気)の液化したドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを含む。スチームトラップは、第一流体の流通抵抗を非常に大きくするため、第一流入路には第一供給配管系から高圧の蒸気が供給される。これにより、第一供給配管系から第一排出配管系に至る第一流体の流通経路における流通性が確保される。 In this case, the first discharge piping system includes a steam trap for selectively discharging only the liquefied drain of the first fluid (steam) without discharging the first fluid (steam) to the outside. Since the steam trap greatly increases the flow resistance of the first fluid, high-pressure steam is supplied to the first inflow passage from the first supply piping system. Thereby, the flowability in the flow path of the 1st fluid from the 1st supply piping system to the 1st discharge piping system is secured.
しかしながら、蒸気の温度は、蒸気の圧力と相関関係にあるため、上述の如く、第一供給配管系に高圧の蒸気が供給されると、第一流路内には必要以上に高温な蒸気が供給されることになる。 However, since the steam temperature is correlated with the steam pressure, as described above, when high-pressure steam is supplied to the first supply piping system, unnecessarily high steam is supplied into the first flow path. Will be.
そのため、この種の熱交換システムにおいて、プレート式熱交換器のシール部分は、第一流体(蒸気)の熱影響により、機械的或いは化学的なダメージを受け、シール性能を低下させる虞がある。 Therefore, in this type of heat exchange system, the seal portion of the plate heat exchanger is subject to mechanical or chemical damage due to the thermal effect of the first fluid (steam), and there is a possibility that the sealing performance is lowered.
具体的には、第一流入路及び第一流路に高温な蒸気が供給されると、第一流入路や第一流路を画定する伝熱プレートが熱膨張する。 Specifically, when high-temperature steam is supplied to the first inflow path and the first flow path, the heat transfer plate that defines the first inflow path and the first flow path is thermally expanded.
そうすると、伝熱プレート間がロウ付けによってシールされている場合には、伝熱プレート同士を接続するロウ付け部分に応力が集中的に作用し、ロウ付け部分が損傷する(シール性能が低下する)虞がある。また、伝熱プレート間がガスケットによってシールされている場合には、ガスケットが高圧の蒸気の熱影響によって劣化し、シール性能が低下する虞がある。 Then, when the heat transfer plates are sealed by brazing, stress is concentrated on the brazing portion connecting the heat transfer plates, and the brazing portion is damaged (the sealing performance is reduced). There is a fear. Moreover, when the space between the heat transfer plates is sealed with a gasket, the gasket may deteriorate due to the heat effect of high-pressure steam, and the sealing performance may be reduced.
そこで、本発明は、第一流体に蒸気が採用されても、プレート式熱交換器の伝熱プレート間のシール性能を維持することのできる熱交換システム及び熱交換システムの運転方法を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention provides a heat exchange system and a heat exchange system operating method capable of maintaining the sealing performance between the heat transfer plates of the plate heat exchanger even when steam is employed as the first fluid. Is an issue.
本発明は、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレートを含むプレート式熱交換器であって、隣り合う伝熱プレート間がシールされることで、伝熱プレートを境にして、第一流体を第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが、第一方向において交互に形成されるとともに、複数の伝熱プレートのそれぞれに設けられた貫通孔が連なることで、それぞれが第一方向に延びて第一流路のみに連通する第一流入路及び第一流出路と、それぞれが第一方向に延びて第二流路のみに連通する第二流入路及び第二流出路とが形成されたプレート式熱交換器と、第一流入路に接続された第一供給配管系であって、第一流入路に第一流体としての蒸気を供給する第一供給配管系と、第一流出路に接続された第一排出配管系であって、第一流出路から第一流体を排出させる第一排出配管系と、第一排出配管系を流通する第一流体の温度を感知する第一温度感知手段とを備え、第一供給配管系は、弁開度を調整可能な調整弁を含み、調整弁は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように、弁開度を調整することを特徴とする。 The present invention is a plate heat exchanger including a plurality of heat transfer plates stacked in a first direction, and the heat transfer plates are used as a boundary by sealing between adjacent heat transfer plates. The first flow path for flowing the fluid in the second direction orthogonal to the first direction and the second flow path for flowing the second fluid in the second direction are alternately formed in the first direction, and a plurality of transmission lines are formed. By connecting through holes provided in each of the heat plates, a first inflow path and a first outflow path that extend in the first direction and communicate only with the first flow path, respectively, extend in the first direction and each of the second inflow paths. A plate heat exchanger having a second inflow path and a second outflow path communicating with only the flow path, and a first supply piping system connected to the first inflow path, A first supply piping system for supplying steam as one fluid and a first outflow passage. A first discharge piping system for discharging the first fluid from the first outflow passage, and a first temperature sensing means for sensing the temperature of the first fluid flowing through the first discharge piping system. The first supply piping system includes an adjustment valve capable of adjusting the valve opening, and the adjustment valve adjusts the valve opening so that the detection result of the first temperature sensing means is lower than the liquefaction temperature of the steam. It is characterized by doing.
上記構成によれば、第一供給配管系は、弁開度を調整可能な調整弁を含み、調整弁は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系から排出される第一流体は、液化した状態(ドレンになった状態)になる。すなわち、上記構成によれば、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができる。 According to the above configuration, the first supply piping system includes the adjustment valve capable of adjusting the valve opening degree, and the adjustment valve opens the valve opening degree so that the detection result of the first temperature sensing means is equal to or lower than the liquefaction temperature of the steam. Therefore, the first fluid discharged from the first discharge piping system is in a liquefied state (a state in which it is drained). That is, according to the above configuration, the steam as the first fluid can be discharged as a drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside.
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体の流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器の第一流路での抵抗となる。これにより、第一流体を流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。 Since the steam as the first fluid can be discharged as drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, the flow path of the first fluid Is the resistance in the first flow path of the plate heat exchanger. Thereby, the pressure required in order to distribute | circulate a 1st fluid by a distribution channel can be set low.
このように、上記構成の熱交換システムでは、第一流体の供給圧力を低くできるため、第一流路を流通する第一流体の温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器の伝熱プレートの間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。 As described above, in the heat exchange system having the above-described configuration, the supply pressure of the first fluid can be lowered, so that the temperature of the first fluid flowing through the first flow path does not become higher than necessary. Therefore, it is possible to suppress the seal between the heat transfer plates of the plate heat exchanger from being thermally affected (stress concentration due to thermal expansion, deterioration due to heating, etc.).
本発明の一態様として、第二流入路に接続された第二供給配管系であって、第二流入路に第二流体を供給する第二供給配管系と、第二流出路に接続された第二排出配管系であって、第二流出路から第二流体を排出させる第二排出配管系と、第二排出配管系を流通する第二流体の温度を感知する第二温度感知手段とをさらに備え、第一供給配管系は、調整弁を二つ含み、二つの調整弁のうちの一方の調整弁は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整し、二つの調整弁のうちの他方の調整弁は、第二温度感知手段の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体の設定温度になるように、弁開度を調整するようにしてもよい。 As one aspect of the present invention, a second supply piping system connected to the second inflow channel, the second supply piping system supplying the second fluid to the second inflow channel, and the second outflow channel A second discharge piping system for discharging the second fluid from the second outflow passage; and a second temperature sensing means for detecting the temperature of the second fluid flowing through the second discharge piping system. The first supply piping system further includes two regulating valves, and one of the two regulating valves is opened so that the sensing result of the first temperature sensing means is lower than the liquefaction temperature of the steam. The other adjustment valve of the two adjustment valves adjusts the valve opening so that the detection result of the second temperature detection means becomes the preset temperature of the second fluid after the heat exchange set in advance. You may make it adjust.
上記構成によれば、第一供給配管系は、調整弁を二つ含み、二つの調整弁のうちの一方の調整弁は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系から排出される第一流体は液化した状態(ドレンになった状態)になる。すなわち、上記構成によれば、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができる。 According to the above configuration, the first supply piping system includes two regulating valves, and one of the two regulating valves is configured such that the sensing result of the first temperature sensing means is equal to or lower than the vapor liquefaction temperature. In order to adjust the valve opening, the first fluid discharged from the first discharge piping system is in a liquefied state (a state in which it has become drained). That is, according to the above configuration, the steam as the first fluid can be discharged as a drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside.
そして、二つの調整弁のうちの他方の調整弁は、第二温度感知手段の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体の設定温度になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系でドレンになるように第一流路で流通する第一流体(蒸気)との熱交換で、第二流体が予め設定された温度にすることができる。すなわち、第一温度感知手段及び第二温度感知手段のそれぞれの感知結果に応じて二つの調整弁の弁開度が調整されるため、その二つの調整弁の弁開度のバランスが図られる。その結果、第一流体はドレンになって排出される一方で、第二流体は設定温度になって排出される。 And the other of the two regulating valves adjusts the valve opening so that the sensing result of the second temperature sensing means becomes the preset temperature of the second fluid after the preset heat exchange, The second fluid can be set to a preset temperature by heat exchange with the first fluid (steam) flowing through the first flow path so as to be drained in the first discharge piping system. That is, since the valve openings of the two regulating valves are adjusted according to the respective sensing results of the first temperature sensing means and the second temperature sensing means, the valve opening degrees of the two regulating valves are balanced. As a result, the first fluid is drained and discharged, while the second fluid is discharged at the set temperature.
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体の流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器の第一流路での抵抗となる。これにより、第一流体を流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。 Since the steam as the first fluid can be discharged as drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, the flow path of the first fluid Is the resistance in the first flow path of the plate heat exchanger. Thereby, the pressure required in order to distribute | circulate a 1st fluid by a distribution channel can be set low.
このように、上記構成の熱交換システムでは、第一流体の供給圧力を低くできるため、第一流路を流通する第一流体の温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器の伝熱プレートの間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。 As described above, in the heat exchange system having the above-described configuration, the supply pressure of the first fluid can be lowered, so that the temperature of the first fluid flowing through the first flow path does not become higher than necessary. Therefore, it is possible to suppress the seal between the heat transfer plates of the plate heat exchanger from being thermally affected (stress concentration due to thermal expansion, deterioration due to heating, etc.).
本発明の他態様として、制御部と、第二流入路に接続された第二供給配管系であって、第二流入路に第二流体を供給する第二供給配管系と、第二流出路に接続された第二排出配管系であって、第二流出路から第二流体を排出させる第二排出配管系と、第二排出配管系を流通する第二流体の温度を感知する第二温度感知手段とをさらに備え、制御部は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になり且つ第二温度感知手段の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体の設定温度になるように、調整弁に対して弁開度を調整させる、ようにしてもよい。 As another aspect of the present invention, a control unit, a second supply piping system connected to the second inflow channel, a second supply piping system for supplying a second fluid to the second inflow channel, and a second outflow channel A second discharge piping system connected to the second discharge piping system for discharging the second fluid from the second outflow passage, and a second temperature for sensing the temperature of the second fluid flowing through the second discharge piping system And a controller configured to set the second fluid after heat exchange in which the sensing result of the first temperature sensing means is lower than the liquefaction temperature of the vapor and the sensing result of the second temperature sensing means is preset. You may make it adjust a valve opening degree with respect to an adjustment valve so that it may become temperature.
上記構成によれば、制御部は、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になり且つ第二温度感知手段の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体の設定温度になるように、調整弁に対して弁開度を調整させるため、第一排出配管系から排出される第一流体は液化した状態(ドレンになった状態)になる一方で、第二流体は設定温度になって排出される。 According to the above configuration, the control unit sets the second fluid set temperature after heat exchange in which the detection result of the first temperature sensing means is equal to or lower than the liquefaction temperature of the steam and the detection result of the second temperature sensing means is preset. The first fluid discharged from the first discharge piping system is in a liquefied state (in a drained state) while the second fluid is It is discharged at the set temperature.
すなわち、制御部は、第一温度感知手段及び第二温度感知手段のそれぞれの感知結果に対応して第一排出配管系における第一流体の温度状態と第二排出配管系における第二流体の温度状態とがバランスのとれた状態になるように調整弁の弁開度を調整する。 That is, the control unit controls the temperature state of the first fluid in the first discharge piping system and the temperature of the second fluid in the second discharge piping system in accordance with the respective sensing results of the first temperature sensing means and the second temperature sensing means. The valve opening of the regulating valve is adjusted so that the state is balanced.
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体の流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器の第一流路での抵抗となる。これにより、第一流体を流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。 Since the steam as the first fluid can be discharged as drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, the flow path of the first fluid Is the resistance in the first flow path of the plate heat exchanger. Thereby, the pressure required in order to distribute | circulate a 1st fluid by a distribution channel can be set low.
このように、上記構成の熱交換システムでは、第一流体の供給圧力を低くできるため、第一流路を流通する第一流体の温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器の伝熱プレートの間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。 As described above, in the heat exchange system having the above-described configuration, the supply pressure of the first fluid can be lowered, so that the temperature of the first fluid flowing through the first flow path does not become higher than necessary. Therefore, it is possible to suppress the seal between the heat transfer plates of the plate heat exchanger from being thermally affected (stress concentration due to thermal expansion, deterioration due to heating, etc.).
本発明の別の態様として、プレート式熱交換器における第一流入路から第一流出路に向かう第一流体の流通経路の流通抵抗は、第一流入路側よりも第一流出路側の方が大きいことが好ましい。このようにすれば、第一流入路から第一流出路に向かう第一流体の流通経路(第一流路)で第一流体を適度に滞留させる(スルーさせない)ことになるため、第二流路を流通する第二流体との熱交換効率が高まる。その結果、第一流体(蒸気)を確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。 As another aspect of the present invention, the flow resistance of the flow path of the first fluid from the first inflow path to the first outflow path in the plate heat exchanger is greater on the first outflow path side than on the first inflow path side. Is preferred. In this way, the first fluid is appropriately retained (not allowed to pass through) in the first fluid flow path (first flow path) from the first inflow path to the first outflow path. Heat exchange efficiency with the circulating second fluid is increased. As a result, the first fluid (steam) can be reliably liquefied (to be drained).
本発明に係る熱交換システムの運転方法は、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレートを含むプレート式熱交換器であって、隣り合う伝熱プレート間がシールされることで、伝熱プレートを境にして、第一流体を第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路と、第二流体を第二方向に流通させる第二流路とが、第一方向において交互に形成されるとともに、複数の伝熱プレートのそれぞれに設けられた貫通孔が連なることで、それぞれが第一方向に延びて第一流路に連通する第一流入路及び第一流出路と、それぞれが第一方向に延びて第二流路に連通する第二流入路及び第二流出路とが形成されたプレート式熱交換器と、調整弁を含み且つ第一流入路に接続された第一供給配管系であって、第一流入路に第一流体としての蒸気を供給する第一供給配管系と、第一流出路に接続された第一排出配管系であって、第一流出路から第一流体を排出させる第一排出配管系とを含む熱交換システムの運転方法において、第一流体の温度を感知する第一温度感知手段によって、第一排出配管系を流通する第一流体の温度を経時的に感知する工程と、第一温度感知手段感知結果が蒸気の液化温度以下になるように調整弁の弁開度を調整する工程とを含むことを特徴とする。 The operation method of the heat exchange system according to the present invention is a plate heat exchanger including a plurality of heat transfer plates stacked in the first direction, and heat transfer is performed by sealing between adjacent heat transfer plates. The first flow path for flowing the first fluid in the second direction orthogonal to the first direction and the second flow path for flowing the second fluid in the second direction alternately in the first direction with the plate as a boundary As the through holes provided in each of the plurality of heat transfer plates are formed, the first inflow path and the first outflow path that extend in the first direction and communicate with the first flow path, respectively, A plate-type heat exchanger having a second inflow path and a second outflow path that extend in one direction and communicates with the second flow path, and a first supply pipe that includes a regulating valve and is connected to the first inflow path Providing steam as the first fluid to the first inflow passage. In the operation method of the heat exchange system including the first supply piping system and the first discharge piping system connected to the first outflow passage, the first discharge piping system discharging the first fluid from the first outflow passage, First temperature sensing means for sensing the temperature of the first fluid senses the temperature of the first fluid flowing through the first discharge piping system over time, and the sensing result of the first temperature sensing means is less than the liquefaction temperature of the vapor And a step of adjusting the valve opening degree of the adjusting valve so as to become.
上記方法によれば、第一排出配管系の温度を経時的に感知する工程と、第一温度感知手段の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように調整弁の弁開度を調整する工程とを含むため、第一排出配管系から排出される第一流体が液化した状態(ドレンになった状態)になる。すなわち、上記構成によれば、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体である蒸気をドレンにして排出することができる。 According to the above method, the step of sensing the temperature of the first discharge piping system over time, and the step of adjusting the valve opening of the regulating valve so that the sensing result of the first temperature sensing means is lower than the liquefaction temperature of steam. Therefore, the first fluid discharged from the first discharge piping system is in a liquefied state (a state in which it is drained). That is, according to the above configuration, the steam as the first fluid can be discharged as a drain without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside.
そして、第一排出配管系にスチームトラップを設ける必要がない(大気開放される)ため、第一流体の流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器の第一流路での抵抗となる。これにより、第一流体を流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。 And since it is not necessary to provide a steam trap in the 1st discharge piping system (atmosphere release), the main resistance of the flow path of the 1st fluid turns into resistance in the 1st channel of a plate type heat exchanger. Thereby, the pressure required in order to distribute | circulate a 1st fluid by a distribution channel can be set low.
このように、上記方法では、第一流体の供給圧力を低くできるため、第一流路を流通する第一流体の温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器の伝熱プレートの間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。 Thus, in the above method, since the supply pressure of the first fluid can be lowered, the temperature of the first fluid flowing through the first flow path does not become higher than necessary. Therefore, it is possible to suppress the seal between the heat transfer plates of the plate heat exchanger from being thermally affected (stress concentration due to thermal expansion, deterioration due to heating, etc.).
本発明によれば、第一流体に蒸気が採用されても、プレート式熱交換器の伝熱プレート間のシール性能を維持することができるという優れた効果を奏し得る。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if steam is employ | adopted as a 1st fluid, the outstanding effect that the sealing performance between the heat exchanger plates of a plate type heat exchanger can be maintained can be show | played.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
まず、本発明の第一実施形態に係る熱交換システムについて説明する。図1に示す如く、本実施形態に係る熱交換システム1は、プレート式熱交換器2を備える。
First, the heat exchange system according to the first embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the
プレート式熱交換器2は、図2及び図3に示す如く、複数の伝熱プレート20を含む。複数の伝熱プレート20のそれぞれは、金属プレートをプレス成型品である。複数の伝熱プレート20のそれぞれは、図3に示す如く、第一方向(厚み方向)において、複数の凹条(採番しない)及び複数の凸条(採番しない)が形成された第一面と、第一面に対して反対側を向く第二面であって、第一面の凹条と表裏の関係にある複数の凸条(採番しない)及び第一面の凸条と表裏の関係にある複数の凹条(採番しない)が形成された第二面とを有する。第一面及び第二面に形成された凹条及び凸条は、第一方向と直交する第二方向に対して交差する方向に延びる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
また、複数の伝熱プレート20のそれぞれは、第一方向に貫通した貫通孔200を少なくとも四か所に有する。本実施形態において、複数の伝熱プレート20のそれぞれは、第一方向から見て矩形状であり、四隅(四つの角部)のそれぞれに貫通孔200を有する。すなわち、本実施形態において、伝熱プレート20は、四つの貫通孔200を有する。
Further, each of the plurality of
複数の伝熱プレート20は、互いの貫通孔200を一致させた状態で第一方向に重ね合わされている。具体的には、複数の伝熱プレート20のそれぞれは、第一面を隣り合う伝熱プレート20の第一面と対向させ、第二面を隣り合う伝熱プレート20の第二面と対向させる。
The plurality of
この状態において、隣り合う伝熱プレート20の外周端部同士の間がシール(封止)される。また、隣り合う伝熱プレート20の貫通孔200の周囲(貫通孔200を包囲する環状の領域)同士の間がシール(封止)される。
In this state, the space between the outer peripheral ends of the adjacent
具体的には、第二方向における一端側にある二つの貫通孔200のうちの一方の貫通孔200の周囲、及び第二方向における他端側にある二つの貫通孔200のうちの一方の貫通孔200の周囲については、隣り合う伝熱プレート20の第二面間がシールされる。これに対し、第二方向における一端側にある二つの貫通孔200のうちの他方の貫通孔200の周囲、及び第二方向における他端側にある二つの貫通孔200のうちの他方の貫通孔200の周囲については、隣り合う伝熱プレート20の第一面間がシールされる。
Specifically, one of the two through
本実施形態において、複数の伝熱プレート20は、ロウ付けによって一体にされる。これにより、本実施形態のプレート式熱交換器2においては、隣り合う伝熱プレート20の外周端部同士の間がロウ付けによってシール(封止)されるとともに、隣り合う伝熱プレート20の貫通孔200の周囲の間がロウ付けによってシール(封止)されている。
In the present embodiment, the plurality of
このように、隣り合う伝熱プレート20の間がシールされることで、プレート式熱交換器2には、伝熱プレート20を境にして、第一流体Aを第二方向に流通させる第一流路R1と、第二流体Bを第二方向に流通させる第二流路R2とが、第一方向において交互に形成される。また、複数の伝熱プレート20の四つの貫通孔200のそれぞれが、第一方向に連なる。すなわち、プレート式熱交換器2には、それぞれが第一方向に延びて第一流路R1のみに連通する第一流入路Ra1及び第一流出路Ra2と、それぞれが第一方向に延びて第二流路R2のみに連通する第二流入路Rb1及び第二流出路Rb2とが形成される。
Thus, by sealing between the adjacent
本実施形態に係るプレート式熱交換器2において、第一流路R1の上流域(第一流入路Ra1側の領域)と、第一流路R1の下流域(第一流出路Ra2側の領域)とが、第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる中心線を基準にして線対称にされ、第一流路R1での第一流体Aの流れが台形流になるように構成されている。また、第二流路R2の上流域(第二流入路Rb1側の領域)と、第二流路R2の下流域(第二流出路Rb2側の領域)とが、第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる中心線を基準にして線対称にされ、第二流路R2での第二流体Bの流れが台形流になるように構成されている。これに伴い、第一流路R1と第二流路R2とは、伝熱プレート20の第二方向に延びる中心線を基準にして線対称になっている。
In the
本実施形態に係る熱交換システム1は、上記構成のプレート式熱交換器2を備えることを前提に、図1に示す如く、第一流入路Ra1に接続された第一供給配管系3であって、第一流入路Ra1に第一流体Aとしての蒸気を供給する第一供給配管系3と、第一流出路Ra2に接続された第一排出配管系4であって、第一流出路Ra2から第一流体Aを排出させる第一排出配管系4と、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知する第一温度感知手段7とを備える。さらに、本実施形態に係る熱交換システム1は、第二流入路Rb1に接続された第二供給配管系5であって、第二流入路Rb1に第二流体Bを供給する第二供給配管系5と、第二流出路Rb2に接続された第二排出配管系6であって、第二流出路Rb2から第二流体Bを排出させる第二排出配管系6とを備える。
The
第一供給配管系3は、第一流体Aの供給源(図示しない)とプレート式熱交換器2(第一流入路Ra1)とを繋ぐ。すなわち、第一供給配管系3は、第一流体Aの供給源とプレート式熱交換器2の第一流入路Ra1とを連通させる流路(流通経路)を画定する。本実施形態において、第一流体Aは、蒸気である。これに伴い、第一供給配管系3は、第一流体A(蒸気)の発生源(供給源)であるボイラ(図示しない)に繋がる。
The first supply piping system 3 connects a supply source (not shown) of the first fluid A and the plate heat exchanger 2 (first inflow path Ra1). That is, the first supply piping system 3 defines a flow path (distribution path) that connects the supply source of the first fluid A and the first inflow path Ra1 of the
第一供給配管系3は、弁開度を調整可能な調整弁30を含む。本実施形態において、第一供給配管系3は、流路を開放及び遮断するための開閉弁31をさらに備える。
The first supply piping system 3 includes an
調整弁30及び開閉弁31は、第一供給配管系3の途中位置に配置される。本実施形態において、開閉弁31は、調整弁30の下流側に配置される。
The regulating
調整弁30は、弁開度を調整可能な弁本体300と、弁本体300の弁開度を変更させるアクチュエータ301とを含む。
The
本実施形態において、弁本体300は、上流側と下流側とを連通させる流路を画したハウジング(採番しない)と、ハウジングの流路の途中位置に配置された弁座(図示しない)と、弁座に対して接離可能な弁体(図示しない)とを備える。本実施形態に係る弁本体300は、弁体を弁座に対して接離させる(弁体と弁座との距離(弁開度)を変更する)ことで、第一流体Aの流通量(供給蒸気量)を調整する、所謂流量調整バルブである。なお、弁本体300には、グローブバルブやニードルバルブ等、各種バルブを採用することができ、本実施形態においては、グローブバルブが採用される。
In the present embodiment, the
アクチュエータ301は、弁座に対する弁体の接離方向に延びる動作軸(採番しない)であって、弁体に接続された動作軸と、第一温度感知手段7による温度感知を受けて動作軸を軸芯方向に移動させる作動部(採番しない)とを備える。
The
アクチュエータ301の作動部は、動作軸に連結された受圧部(図示しない)であって、流体の圧力を受ける受圧部と、受圧部を流体の圧力の作用方向とは逆方向に付勢する付勢部材(図示しない)とを備える。受圧部は、動作軸の軸芯方向で位置調整可能である。位置調整された受圧部の位置は、弁開度を決定する。すなわち、位置調整された受圧部の位置は、基準となる弁開度(初期の弁開度)を決定し、これに伴って第一流体Aの基準となる供給量を決定する。
The
アクチュエータ301は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度に応じて弁体を移動させる。本実施形態において、アクチュエータ301は、第一温度感知手段7の温度感知に連動し、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が該第一流体A(蒸気)の液化温度以下になるように、弁本体300の弁開度を変更させる。
The
本実施形態において、第一流体Aが蒸気であるため、熱交換システム1が大気圧下に設置されることを前提に、第一流体Aの液化温度は、100℃である。従って、アクチュエータ301は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が100℃以下になるように、弁本体300の弁開度を変更させる。本実施形態において、アクチュエータ301は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が、該第一流体Aの液化温度よりも低い温度(蒸気がドレンになる温度よりも低い温度)になる(例えば、99℃以下になる)ように、弁本体300の弁開度を変更させる。
In the present embodiment, since the first fluid A is steam, the liquefaction temperature of the first fluid A is 100 ° C. on the assumption that the
開閉弁31は、第一流体Aの流通と遮断とを切り変え可能なバルブである。これに伴い、開閉弁31には、ボールバルブ、ゲートバルブ、グローブバルブ、ニードルバルブ等の種々タイプのものを採用することができる。
The on-off
第一排出配管系4は、大気開放している。すなわち、第一排出配管系4は、プレート式熱交換器2(第一流出路Ra2)から第一流体Aの排出位置(図示しない)に至る配管であり、全長に亘って流路(空間)が連通している。なお、第一排出配管系4は、プレート式熱交換器2によって第一流体Aと第二流体Bとを熱交換させる状況において、大気開放している(弁開度を調整しない)ことを前提に、第一供給配管系3と同様に流路を開放及び遮断するための開閉弁が設けられていてもよい。
The first
本実施形態において、第二供給配管系5は、第二流体Bを貯留する貯留タンクTに接続され、第二排出配管系6は、貯留タンクTに第二流体Bを供給可能に設置される。第二供給配管系5又は第二排出配管系6の何れか一方は、ポンプPを含む。
In this embodiment, the 2nd
第二供給配管系5がポンプPを含む場合、そのポンプPは、貯留タンクTから第二流体Bを引き込んで該第二流体Bをプレート式熱交換器2(第二流入路Rb1)に送り込むためのポンプであり、第二排出配管系6がポンプPを含む場合、そのポンプPは、プレート式熱交換器2(第二流出路Rb2)から第二流体Bを引き込んで該第二流体Bを貯留タンクTに送り込むためのポンプである。ここでは、第二供給配管系5がポンプPを含む。
When the second
これにより、本実施形態に係る熱交換システム1は、第二流体B(例えば、水)を、貯留タンクT、第二供給配管系5、プレート式熱交換器2(第二流入路Rb1、第二流路R2、第二流出路Rb2)、及び第二排出配管系6で循環させつつ、プレート式熱交換器2内で第一流路R1を流通する第一流体Aと熱交換させる(本実施形態においては第一流体Aによって加熱する)ようになっている。
Thereby, the
第一温度感知手段7は、第一排出配管系4に取り付けられ、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度(熱)を経時的に感知する。具体的には、第一温度感知手段7は、第一流体Aの温度(熱)を感知する感知部70と、感知部70による感知結果を第一調整弁30に伝達する感知結果伝達手段71とを有する。
The first temperature sensing means 7 is attached to the first
本実施形態において、第一温度感知手段7の感知部70には、熱の影響を受けて膨張及び収縮するガスが封入されている。第一温度感知手段7の感知部70は、第一排出配管系4の流路内に位置させた状態で該第一排出配管系4に取り付けられている。これにより、感知部70は、第一流体Aの熱を受け、その熱の温度に応じて封入したガスを膨張・収縮させる。
In the present embodiment, a gas that expands and contracts under the influence of heat is enclosed in the
第一温度感知手段7において、膨張・収縮するガスを封入した感知部70が採用されるに伴い、感知結果伝達手段71は、内部に圧縮性の乏しいガスが封入されチューブによって構成される。感知結果伝達手段(チューブ)71は、長手方向に第一端と該第一端に対して反対側の第二端とを有する。感知結果伝達手段71の第一端は、感知部70に流体的に接続され、感知結果伝達手段71の第二端は、第一調整弁30の作動部に流体的に接続されている。
As the first
これにより、感知部70のガスが膨張したときに、感知結果伝達手段(チューブ)71内のガスがアクチュエータ301の作動部に向けて押され、作動部の受圧部を加圧する一方、感知部70のガスが収縮したときに、感知結果伝達手段(チューブ)71内のガスが感知部70側に引かれ、受圧部に対する加圧を徐々に解除する。
As a result, when the gas in the
アクチュエータ301の作動部において、受圧部が動作軸を軸芯方向に移動させ、弁体を移動(弁座に対して接離)させる。すなわち、感知部70のガスは、第一流体Aの温度に対応して膨張又は収縮するため、該感知部70内のガスの膨張又は収縮に伴って感知結果伝達手段(チューブ)71内のガスも第一流体Aの温度と対応して移動する。
In the operating portion of the
そして、第一調整弁30において、作動部の受圧部は、感知結果伝達手段(チューブ)71内のガスによる加圧(受圧)状態に応じて移動するため、受圧部に対して動作軸を介して接続された弁体についても、第一流体Aの温度に応じて移動する。これにより、感知部70に封入されたガスの状態が、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が予め設定した温度(蒸気の液化温度以下)と対応した状態になるように、第一調整弁30の弁開度が調整される。すなわち、本実施形態に係る熱交換システム1において、第一調整弁30及び第一温度感知手段7は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を調整する自動温度調整弁を構成している。
In the
本実施形態に係る熱交換システム1は、以上の通りであり、ポンプPを駆動することで、第二流体Bを循環させる。これに併せ、開閉弁31を開状態にし、供給源から第一流体Aをプレート式熱交換器2に供給する。この状態において、図4に示す如く、第一流体Aは、第一流入路Ra1から第一流路R1に流入し、第一流路R1を第二方向に流通して第一流出路Ra2に排出される。これに対し、第二流体Bは、図5に示す如く、第二流入路Rb1から第二流路R2に流入し、第二流路R2を第二方向に流通して第二流出路Rb2に排出される。
The
そうすると、第一流路R1を流通する第一流体Aと、第二流路R2を流通する第二流体Bとが、伝熱プレート20を介して熱交換する。これにより、第二流路R2を流通する第二流体Bは、第一流体A(蒸気)の熱を受けて加熱される。これに対し、第一流体Aである蒸気は、第二流体Bに熱が奪われる結果、第一流出路Ra2に向かうにつれて凝縮してドレンになる。
Then, the first fluid A that flows through the first flow path R1 and the second fluid B that flows through the second flow path R2 exchange heat through the
この状態において、供給された第一流体A(蒸気)が完全にドレンにならない可能性があるが、本実施形態において、図1に示す如く、第一温度感知手段7が、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度(熱)を感知し、調整弁30が第一温度感知手段7の感知結果を受けて第一供給配管系3における第一流体Aの供給量(熱量)を調整する。すなわち、調整弁30は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が該第一流体Aの液化温度以下(蒸気がドレンになる温度以下)になるように、第一流体Aの供給量を調整する。
In this state, there is a possibility that the supplied first fluid A (steam) may not be completely drained. In this embodiment, as shown in FIG. 1, the first temperature sensing means 7 is connected to the first discharge piping system. 4, the temperature (heat) of the first fluid A flowing through 4 is sensed, and the regulating
従って、第一流体A(蒸気)は、第一排出配管系4を流通する状態では完全に液化することになり、第一排出配管系4からドレンとして排出される。
Therefore, the first fluid A (steam) is completely liquefied in the state of flowing through the first
以上のように、本実施形態に係る熱交換システム1は、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート20を含むプレート式熱交換器2であって、隣り合う伝熱プレート20間がシールされることで、伝熱プレート20を境にして、第一流体Aを第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路R1と、第二流体Bを第二方向に流通させる第二流路R2とが、第一方向において交互に形成されるとともに、複数の伝熱プレート20のそれぞれに設けられた貫通孔200が連なることで、それぞれが第一方向に延びて第一流路R1に連通する第一流入路Ra1及び第一流出路Ra2と、それぞれが第一方向に延びて第二流路R2に連通する第二流入路Rb1及び第二流出路Rb2とが形成されたプレート式熱交換器2と、第一流入路Ra1に接続された第一供給配管系3であって、第一流入路Ra1に第一流体Aとしての蒸気を供給する第一供給配管系3と、第一流出路Ra2に接続された第一排出配管系4であって、第一流出路Ra2から第一流体Aを排出させる第一排出配管系4と、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知する第一温度感知手段7とを備え、第一供給配管系3は、弁開度を調整可能な調整弁30を含み、調整弁30は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整する。
As described above, the
上記構成によれば、第一供給配管系3は、弁開度を調整可能な調整弁30を含み、調整弁30は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系4から排出される第一流体Aは液化した状態(ドレンになった状態)になる。すなわち、上記構成によれば、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体Aである蒸気をドレンにして排出することができる。
According to the said structure, the 1st supply piping system 3 contains the
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体Aである蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体Aの流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器2の第一流路R1での抵抗となる。これにより、第一流体Aを流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。
Since the steam as the first fluid A can be drained and discharged without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, The main resistance of the flow path is the resistance in the first flow path R1 of the
このように、上記構成の熱交換システム1では、第一流体Aの供給圧力を低くできるため、第一流路R1を流通する第一流体Aの温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器2の伝熱プレート20の間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。
Thus, in the
次に、本発明の第二実施形態に係る熱交換システムについて説明する。なお、本実施形態に係る熱交換システムは、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成又は相当する構成を備えているため、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成又は相当する構成については、同一名称及び同一符号を付すこととし、さらに、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成については、第一実施形態の説明を引用することとする。従って、ここでは、第一実施形態の熱交換システム1と異なる構成についてのみ説明することとする。
Next, a heat exchange system according to a second embodiment of the present invention will be described. In addition, since the heat exchange system according to the present embodiment has the same configuration as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment or a corresponding configuration, it is the same as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment. The same name and the same reference numeral are assigned to the configuration or the corresponding configuration, and for the same configuration as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment, the description of the first embodiment is cited. To do. Therefore, only the configuration different from the
図6に示す如く、本実施形態に係る熱交換システム1において、プレート式熱交換器2は第一実施形態と同一である。これを前提に、熱交換システム1は、第一供給配管系3、第一排出配管系4、第二供給配管系5、及び第二排出配管系6を備える。さらに、熱交換システム1は、第一温度感知手段7に加え、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を感知する第二温度感知手段8を備える。
As shown in FIG. 6, in the
第一供給配管系3は、調整弁30,32を二つ含む。二つの調整弁30,32は、開閉弁31の上流側に配置される。なお、以下の説明において、二つの調整弁30のうちの一方の調整弁30を第一調整弁といい、二つの調整弁30のうちの他方の調整弁32を第二調整弁ということとする。
The first supply piping system 3 includes two regulating
第一調整弁30は、第一実施形態の調整弁30と同一の構成を有し、第一温度感知手段7の感知結果に応じて弁開度を調整する。すなわち、第一調整弁30が設置される目的は、第一実施形態の調整弁30を設置する目的と同一である。
The
第二調整弁32の機械的な構成は、第一調整弁30の機械的な構成と同一であるが、設置される目的(機能)が異なるため、第二調整弁32の構成について具体的に説明する。
The mechanical configuration of the
第二調整弁32は、弁開度を調整可能な弁本体320と、弁本体320の弁開度を変更させるアクチュエータ321とを含む。
The
第二調整弁32の弁本体320は、上流側と下流側とを連通させる流路を画したハウジング(採番しない)と、ハウジングの流路の途中位置に配置された弁座(図示しない)と、弁座に対して接離可能な弁体(図示しない)とを備える。本実施形態に係る弁本体320は、弁体を弁座に対して接離させる(弁体と弁座との距離(弁開度)を変更する)ことで、第一流体Aの流通量(供給蒸気量)を調整する、所謂流量調整バルブである。なお、弁本体320には、グローブバルブやニードルバルブ等、各種バルブを採用することができ、本実施形態においては、グローブバルブが採用されている。
The
第二調整弁32のアクチュエータ321は、第二排出配管系6(排出される第二流体B)の温度に応じて弁体を移動させる。本実施形態において、アクチュエータ321は、第二温度感知手段8の温度感知に連動し、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定した温度になるように、弁本体320の弁開度を変更させる。
The
具体的に説明すると、第二調整弁32のアクチュエータ321は、弁座に対する弁体の接離方向に延びる動作軸であって、弁体に接続された動作軸と、第二温度感知手段8による温度感知を受けて動作軸を軸芯方向に移動させる作動部とを備える。
More specifically, the
第二調整弁32において、アクチュエータ321の作動部は、動作軸に連結された受圧部(図示しない)と、受圧部を流体の圧力の作用方向とは逆方向に付勢する付勢部材(図示しない)とを備える。受圧部は、動作軸の軸芯方向で位置調整可能である。位置調整された受圧部の位置は、弁開度を決定する。すなわち、位置調整された受圧部の位置は、基準となる弁開度(初期の弁開度)を決定し、これに伴って第一流体Aの基準となる供給量を決定する。
In the
第一温度感知手段7は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を経時的に感知する。第一温度感知手段7は、第一実施形態の第一温度感知手段7と同一であり、感知部70が第一排出配管系4に取り付けられ、感知結果伝達手段71が第一調整弁30の作動部に対して流体的に接続される。
The first temperature sensing means 7 senses the temperature of the first fluid A flowing through the first
第二温度感知手段8の機械的な構成は、第一温度感知手段7の機械的な構成と同一であるが、第一温度感知手段7と設置される目的(機能)が異なるため、第二温度感知手段8の構成について具体的に説明する。 The mechanical configuration of the second temperature sensing means 8 is the same as the mechanical configuration of the first temperature sensing means 7, but the second temperature sensing means 8 and the purpose (function) to be installed are different. The configuration of the temperature sensing means 8 will be specifically described.
第二温度感知手段8は、第二排出配管系6に取り付けられ、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度(熱)を感知する。具体的には、第二温度感知手段8は、第二流体Bの温度(熱)を感知する感知部80と、感知部80による感知結果を第二調整弁32に伝達する感知結果伝達手段81とを有する。
The second temperature sensing means 8 is attached to the second discharge piping system 6 and senses the temperature (heat) of the second fluid B flowing through the second discharge piping system 6. Specifically, the second
第二温度感知手段8の感知部80は、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を経時的に感知する。本実施形態において、第二温度感知手段8の感知部80には、熱の影響を受けて膨張及び収縮するガスが封入されている。第二温度感知手段8の感知部80は、第二排出配管系6の流路内に位置させた状態で該第二排出配管系6に取り付けられている。これにより、感知部80は、第二流体Bの熱を受け、その熱の温度に応じて封入したガスを膨張・収縮させる。
The
第二温度感知手段8において、膨張・収縮するガスを封入した感知部80が採用されるに伴い、感知結果伝達手段81は、内部に圧縮性の乏しいガスが封入されチューブによって構成される。感知結果伝達手段(チューブ)81は、長手方向に第一端と該第一端に対して反対側の第二端とを有する。感知結果伝達手段81の第一端は、感知部80に流体的に接続され、感知結果伝達手段81の第二端は、第二調整弁32の作動部に流体的に接続されている。
As the second
これにより、感知部80のガスが膨張したときに、感知結果伝達手段(チューブ)81内のガスがアクチュエータ321の作動部に向けて押され、作動部の受圧部を加圧する一方、感知部80のガスが収縮したときに、感知結果伝達手段(チューブ)81内のガスが感知部80側に引かれ、受圧部に対する加圧を徐々に解除する。
Thus, when the gas in the
アクチュエータ321の作動部において、受圧部が動作軸を軸芯方向に移動させ、弁体を移動(弁座に対して接離)させる。すなわち、感知部80のガスは、第二流体Bの温度に対応して膨張又は収縮するため、該感知部80内のガスの膨張又は収縮に伴って感知結果伝達手段(チューブ)81内のガスも第二流体Bの温度と対応して移動する。
In the operating portion of the
そして、第二調整弁32において、作動部の受圧部は、感知結果伝達手段(チューブ)81内のガスによる加圧(受圧)状態に応じて移動するため、受圧部に対して動作軸を介して接続された弁体についても、第二流体Bの温度に応じて移動する。これにより、感知部80に封入されたガスの状態が、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定した加熱温度と対応した状態になるように、第二調整弁32の弁開度が調整される。すなわち、本実施形態に係る熱交換システム1において、第二調整弁32及び第二温度感知手段8は、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を調整する自動温度調整弁を構成している。
In the
本実施形態に係る熱交換システム1は、以上の通りであり、ポンプPを駆動することで、第二流体Bを循環させる。これに併せ、開閉弁31を開状態にし、供給源から第一流体Aをプレート式熱交換器2に供給する。この状態において、第一流体Aは、第一流入路Ra1から第一流路R1に流入し、第一流路R1を第二方向に流通して第一流出路Ra2に排出される。これに対し、第二流体Bは、第二流入路Rb1から第二流路R2に流入し、第二流路R2を第二方向に流通して第二流出路Rb2に排出される。
The
そうすると、第一流路R1を流通する第一流体Aと、第二流路R2を流通する第二流体Bとが、伝熱プレート20を介して熱交換する。これにより、第二流路R2を流通する第二流体Bは、第一流体A(蒸気)の熱を受けて加熱される。これに対し、第一流体Aである蒸気は、第二流体Bに熱が奪われる結果、第一流出路Ra2に向かうにつれて凝縮してドレンになる。
Then, the first fluid A that flows through the first flow path R1 and the second fluid B that flows through the second flow path R2 exchange heat through the
この状態において、供給された第一流体A(蒸気)が完全にドレンにならない可能性があるが、本実施形態において、第一温度感知手段7が、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度(熱)を感知し、その感知結果を受けて第一調整弁30が第一供給配管系3における第一流体Aの供給量(熱量)を調整する。すなわち、第一調整弁30は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が該第一流体Aの液化温度以下(蒸気がドレンになる温度以下)になるように、第一流体Aの供給量を調整する。
In this state, there is a possibility that the supplied first fluid A (steam) may not be completely drained. In this embodiment, the first temperature sensing means 7 is the first that circulates through the first
従って、第一流路R1に供給された第一流体A(蒸気)は、第一排出配管系4を流通する状態では完全に液化することになり、第一排出配管系4からドレンとして排出される。
Accordingly, the first fluid A (steam) supplied to the first flow path R1 is completely liquefied in the state of flowing through the first
本実施形態の熱交換システム1においては、第二温度感知手段8が、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度(熱)を感知し、その感知結果を受けて第二調整弁32が第一供給配管系3における第一流体Aの供給量(熱量)を調整する。すなわち、第二調整弁32は、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定した加熱温度になるように、第一流体Aの供給量を調整する。
In the
上述の如く、本実施形態に係る熱交換システム1では、第一調整弁30及び第二調整弁32のそれぞれが第一流体Aの流量を調整することになる。しかし、第一調整弁30が第一温度感知手段7の感知結果に対応して弁開度を調整することで、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定した温度から外れると、第二調整弁32が第二温度感知手段8の感知結果に対応して弁開度を調整する。また、第二調整弁32が第二温度感知手段8の感知結果に対応して弁開度を調整することで、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が液化温度を超えようとすると、第一調整弁30が第一温度感知手段7の感知結果に対応して弁開度を調整する。
As described above, in the
すなわち、第一調整弁30及び第二調整弁32は、互いの弁開度の状態を補完し合うことで、最終的にバランスのとれた状態になり、第一供給配管系3から第一流入路Ra1に流入する第一流体Aの流量は、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が液化温度以下となり且つ第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定した温度になる流量になる。
That is, the
以上のように、本実施形態に係る熱交換システム1は、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート20を含むプレート式熱交換器2であって、隣り合う伝熱プレート20間がシールされることで、伝熱プレート20を境にして、第一流体Aを第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路R1と、第二流体Bを第二方向に流通させる第二流路R2とが、第一方向において交互に形成されるとともに、複数の伝熱プレート20のそれぞれに設けられた貫通孔200が連なることで、それぞれが第一方向に延びて第一流路R1に連通する第一流入路Ra1及び第一流出路Ra2と、それぞれが第一方向に延びて第二流路R2に連通する第二流入路Rb1及び第二流出路Rb2とが形成されたプレート式熱交換器2と、第一流入路Ra1に接続された第一供給配管系3であって、第一流入路Ra1に第一流体Aとしての蒸気を供給する第一供給配管系3と、第一流出路Ra2に接続された第一排出配管系4であって、第一流出路Ra2から第一流体Aを排出させる第一排出配管系4と、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知する第一温度感知手段7と、第二流入路Rb1に接続された第二供給配管系5であって、第二流入路Rb1に第二流体Bを供給する第二供給配管系5と、第二流出路Rb2に接続された第二排出配管系6であって、第二流出路Rb2から第二流体Bを排出させる第二排出配管系6と、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を感知する第二温度感知手段8とを備え、第一供給配管系3は、調整弁30を二つ含み、二つの調整弁30のうちの一方の調整弁30(第一調整弁30)は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整し、二つの調整弁30のうちの他方の調整弁32(第二調整弁32)は、第二温度感知手段8の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように弁開度を調整する。
As described above, the
上記構成によれば、第一供給配管系3は、調整弁30を二つ含み、二つの調整弁30のうちの一方の調整弁30(第一調整弁30)は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系4から排出される第一流体Aは液化した状態(ドレンになった状態)になる。すなわち、上記構成によれば、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体Aである蒸気をドレンにして排出することができる。
According to the above configuration, the first supply piping system 3 includes two regulating
そして、二つの調整弁30のうちの他方の調整弁32(第二調整弁32)は、第二温度感知手段8の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように弁開度を調整するため、第一排出配管系4でドレンになるように第一流路R1で流通する第一流体A(蒸気)との熱交換で、第二流体Bを予め設定された温度にすることができる。
Then, the other adjustment valve 32 (second adjustment valve 32) of the two
すなわち、第一温度感知手段7及び第二温度感知手段8のそれぞれの感知結果に応じて二つの調整弁30,32(第一調整弁30及び第二調整弁32)の弁開度が調整されるため、その二つの調整弁30,32(第一調整弁30及び第二調整弁32)の弁開度のバランスが図られる。その結果、第一流体Aはドレンになって排出される一方で、第二流体Bは設定温度になって排出される。
That is, the valve openings of the two regulating
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体Aである蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体Aの流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器2の第一流路R1での抵抗となる。これにより、第一流体Aを流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。
Since the steam as the first fluid A can be drained and discharged without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, The main resistance of the flow path is the resistance in the first flow path R1 of the
このように、上記構成の熱交換システム1では、第一流体Aの供給圧力を低くできるため、第一流路R1を流通する第一流体Aの温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器2の伝熱プレート20の間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。
Thus, in the
次に、本発明の第三実施形態に係る熱交換システムについて説明する。なお、本実施形態に係る熱交換システムは、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成又は相当する構成を備えているため、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成又は相当する構成については、同一名称及び同一符号を付すこととし、さらに、第一実施形態に係る熱交換システムの構成と同一の構成については、第一実施形態の説明を引用することとする。従って、ここでは、第一実施形態の熱交換システム1と異なる構成についてのみ説明することとする。
Next, a heat exchange system according to a third embodiment of the present invention will be described. In addition, since the heat exchange system according to the present embodiment has the same configuration as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment or a corresponding configuration, it is the same as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment. The same name and the same reference numeral are assigned to the configuration or the corresponding configuration, and for the same configuration as the configuration of the heat exchange system according to the first embodiment, the description of the first embodiment is cited. To do. Therefore, only the configuration different from the
図7に示す如く、本実施形態に係る熱交換システム1において、プレート式熱交換器2は第一実施形態と同一である。これを前提に、熱交換システム1は、第一供給配管系3、第一排出配管系4、第二供給配管系5、及び第二排出配管系6を備える。さらに、熱交換システム1は、第一温度感知手段7に加え、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を感知する第二温度感知手段8を備えるとともに、制御部9を備える。
As shown in FIG. 7, in the
第一供給配管系3において、調整弁30は、開閉弁31の上流側に配置される。調整弁30は、弁開度を調整可能な弁本体300と、弁本体300の弁開度を変更させるアクチュエータ301とを含む。
In the first supply piping system 3, the
本実施形態において、弁本体300は、上流側と下流側とを連通させる流路を画したハウジング(採番しない)と、ハウジングの流路の途中位置に配置された弁座(図示しない)と、弁座に対して接離可能な弁体(図示しない)とを備える。本実施形態に係る弁本体300は、弁体を弁座に対して接離させる(弁体と弁座との距離(弁開度)を変更する)ことで、第一流体Aの流通量(供給蒸気量)を調整する、所謂流量調整バルブである。なお、弁本体300には、グローブバルブやニードルバルブ等、各種バルブを採用することができ、本実施形態においては、グローブバルブが採用されている。
In the present embodiment, the
アクチュエータ301は、電動モータMを含む。かかるアクチュエータ301は、電動モータMの駆動によって、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度及び第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度に応じて弁本体300の弁体を移動させる。本実施形態において、アクチュエータ301は、制御部9からの指示に基づき、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度が蒸気の液化温度以下になり且つ第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように、弁本体300の弁開度を変更させる。
The
第一温度感知手段7は、第一排出配管系4に取り付けられ、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度(熱)を経時的に感知する。具体的には、第一温度感知手段7は、第一流体Aの温度(熱)を感知する感知部70と、感知部70による感知結果を制御部9に伝達する感知結果伝達手段71とを有する。
The first temperature sensing means 7 is attached to the first
第一温度感知手段7において、感知部70は、経時的に第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知する。本実施形態において、感知部70は、温度センサであり、感知結果伝達手段71は、感知部70と制御部9とを電気的に接続する通信線である。
In the first temperature sensing means 7, the
第二温度感知手段8は、第二排出配管系6に取り付けられ、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度(熱)を感知する。具体的には、第二温度感知手段8は、第二流体Bの温度(熱)を感知する感知部80と、感知部80による感知結果を制御部9に伝達する感知結果伝達手段81とを有する。
The second temperature sensing means 8 is attached to the second discharge piping system 6 and senses the temperature (heat) of the second fluid B flowing through the second discharge piping system 6. Specifically, the second
第二温度感知手段8において、感知部80は、経時的に第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を経時的に感知する。感知部80は、温度センサであり、感知結果伝達手段81は、感知部80と制御部9とを電気的に接続する通信線である。
In the second temperature sensing means 8, the
制御部9は、上述の如く、第一温度感知手段7及び第二温度感知手段8に対して電気的に接続される。また、制御部9は、通信線90,91を介して調整弁30のアクチュエータ301,321に対して電気的に接続されている。
The controller 9 is electrically connected to the first temperature sensing means 7 and the second temperature sensing means 8 as described above. The control unit 9 is electrically connected to the
制御部9は、調整弁30の作動部(電動モータM)を制御し、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になり且つ第二温度感知手段8の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように調整弁30に弁開度を調整させる。
The control unit 9 controls the operating unit (electric motor M) of the regulating
以上のように、本実施形態に係る熱交換システム1は、第一方向に重ね合わされた複数の伝熱プレート20を含むプレート式熱交換器2であって、隣り合う伝熱プレート20間がシールされることで、伝熱プレート20を境にして、第一流体Aを第一方向と直交する第二方向に流通させる第一流路R1と、第二流体Bを第二方向に流通させる第二流路R2とが、第一方向において交互に形成されるとともに、複数の伝熱プレート20のそれぞれに設けられた貫通孔200が連なることで、それぞれが第一方向に延びて第一流路R1に連通する第一流入路Ra1及び第一流出路Ra2と、それぞれが第一方向に延びて第二流路R2に連通する第二流入路Rb1及び第二流出路Rb2とが形成されたプレート式熱交換器2と、第一流入路Ra1に接続された第一供給配管系3であって、第一流入路Ra1に第一流体Aとしての蒸気を供給する第一供給配管系3と、第一流出路Ra2に接続された第一排出配管系4であって、第一流出路Ra2から第一流体Aを排出させる第一排出配管系4と、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知する第一温度感知手段7と、制御部9と、第二流入路Rb1に接続された第二供給配管系5であって、第二流入路Rb1に第二流体Bを供給する第二供給配管系5と、第二流出路Rb2に接続された第二排出配管系6であって、第二流出路Rb2から第二流体Bを排出させる第二排出配管系6と、第二排出配管系6を流通する第二流体Bの温度を感知する第二温度感知手段8とを備え、第一供給配管系3は、弁開度を調整可能な調整弁30を含み、第一排出配管系4は、大気開放され、制御部9は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になり且つ第二温度感知手段8の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように調整弁30に弁開度を調整させる。
As described above, the
上記構成によれば、制御部9は、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になり且つ第二温度感知手段8の感知結果が予め設定された熱交換後における第二流体Bの設定温度になるように調整弁30に弁開度を調整させるため、第一排出配管系4から排出される第一流体Aは液化した状態(ドレンになった状態)になる一方で、第二流体Bは設定温度になって排出される。
According to the above configuration, the control unit 9 allows the second fluid after heat exchange in which the sensing result of the first temperature sensing means 7 is equal to or lower than the liquefaction temperature of the steam and the sensing result of the second temperature sensing means 8 is set in advance. In order to allow the regulating
すなわち、制御部9は、第一温度感知手段7及び第二温度感知手段8のそれぞれの感知結果に対応して第一排出配管系4における第一流体Aの温度状態と第二排出配管系6における第二流体Bの温度状態とがバランスのとれた状態になるように調整弁30の弁開度を調整する。
That is, the control unit 9 responds to the respective sensing results of the first temperature sensing means 7 and the second temperature sensing means 8 and the temperature state of the first fluid A in the first
そして、蒸気を外部に排出せずにドレンのみを選択的に排出するためのスチームトラップを設けることなく、第一流体Aである蒸気をドレンにして排出することができるため、第一流体Aの流通経路の主たる抵抗は、プレート式熱交換器2の第一流路R1での抵抗となる。これにより、第一流体Aを流通経路で流通させるために必要となる圧力を低く設定することができる。
Since the steam as the first fluid A can be drained and discharged without providing a steam trap for selectively discharging only the drain without discharging the steam to the outside, The main resistance of the flow path is the resistance in the first flow path R1 of the
このように、上記構成の熱交換システム1では、第一流体Aの供給圧力を低くできるため、第一流路R1を流通する第一流体Aの温度も必要以上に高くならない。従って、プレート式熱交換器2の伝熱プレート20の間のシールが熱的な影響(熱膨張による応力集中や加熱による劣化等)を受けることが抑えられる。
Thus, in the
以上のように、上記何れの実施形態に係る熱交換システム1においても、第一流体Aに蒸気を採用しても、プレート式熱交換器2の伝熱プレート20間のシール性能を維持することができるという優れた効果を奏し得る。
As described above, in the
尚、本発明は、上記何れの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Note that the present invention is not limited to any of the above-described embodiments, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
上記各実施形態のプレート式熱交換器2において、第一流路R1の上流域(第一流入路Ra1側の領域)と、第一流路R1の下流域(第一流出路Ra2側の領域)とが、第一方向及び第二方向と直交する第三方向に延びる中心線を基準にして線対称にされ、第一流路R1において第一流体Aの流れが台形流になるように構成されたが、これに限定されない。例えば、プレート式熱交換器2において、第一流路R1の上流域(第一流入路Ra1側の領域)と、第一流路R1の下流域(第一流出路Ra2側の領域)とが、第一方向に延びる中心線を基準にして回転対称にされ、第一流路R1において第一流体Aの流れが斜行流になるように構成されてもよい。また、第二流路R2も同様である。なお、この場合においても、第一流路R1と第二流路R2とは、第二方向に延びる伝熱プレート20の中心線を基準に線対称にされればよい。
In the
上記各実施形態において、プレート式熱交換器2の第一流路R1での第一流体Aの流れが台形流になるように構成され、第一流路R1における第一流体Aの流通抵抗が、第一流路R1の中流域において上流域よりも小さくなるようにされたが、これに限定されない。例えば、プレート式熱交換器2における第一流入路Ra1から第一流出路Ra2に向かう第一流体Aの流通経路の流通抵抗は、第一流入路Ra1側よりも第一流出路Ra2側の方が大きくなるようにされてもよい。このようにすれば、第一流入路Ra1から第一流出路Ra2に向かう第一流体Aの流通経路(第一流路R1)で第一流体Aを適度に滞留させる(スルーさせない)ことになるため、第二流路R2を流通する第二流体Bとの熱交換効率が高まる。その結果、第一流体(蒸気)Aを確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。
In each of the above embodiments, the flow of the first fluid A in the first flow path R1 of the
具体的には、図8に示す如く、第一流入路Ra1を複数設けるとともに、第一流入路Ra1の数よりも少ない数の第一流出路Ra2を設けるようにしてもよい。すなわち、第一流入路Ra1と第一流出路Ra2との数を異ならせることで、第一流路R1に対して第一流体Aを流入させるための流路の流路断面積よりも、第一流路R1から第一流体Aを流出させための流路の流路断面積を小さくするようにしてもよい。このようにすれば、第一流体Aの第一流出路Ra2での流通抵抗が大きくなり、第一流路R1を流通する第一流体Aと第二流路R2を流通する第二流体Bとの熱交換効率が高まり、第一流体(蒸気)Aを確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。 Specifically, as shown in FIG. 8, a plurality of first inflow channels Ra1 may be provided, and a smaller number of first outflow channels Ra2 may be provided than the number of first inflow channels Ra1. That is, by making the number of the first inflow channel Ra1 and the first outflow channel Ra2 different, the first channel is more than the channel cross-sectional area of the channel for allowing the first fluid A to flow into the first channel R1. You may make it make the flow path cross-sectional area of the flow path for flowing out the 1st fluid A from R1 small. If it does in this way, distribution resistance in the 1st outflow channel Ra2 of the 1st fluid A will become large, and heat of the 1st fluid A which circulates through the 1st channel R1 and the 2nd fluid B which circulates through the 2nd channel R2 The exchange efficiency is increased, and the first fluid (steam) A can be reliably liquefied (to be drained).
また、図9及び図10に示す如く、伝熱プレート20間に仕切り部(採番しない)を形成し、第一流入路Ra1から第一流出路Ra2に向かうにつれて第一流路R1の流路幅を連続的に或いは断続的に縮小させるようにしてもよい。このようにすれば、第一流出路Ra2に向かうにつれて(流路幅の縮小に対応して)、第一流路R1の流路断面積が小さくなる。これにより、第一流体Aの流通抵抗が第一流路R1の下流側ほど大きくなるため、第一流路R1を流通する第一流体Aと第二流路R2を流通する第二流体Bとの熱交換効率が高まり、第一流体(蒸気)Aを確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。
Further, as shown in FIGS. 9 and 10, a partition (not numbered) is formed between the
さらに、図11に示す如く、第一流路R1を形成した伝熱プレート20同士の間隔は、第一流入路Ra1側よりも第一流出路Ra2側の方が狭くなるようにしてもよい。すなわち、隣り合う伝熱プレート20の第一流路R1を画定する第一面において、上流域、中流域、下流域のそれぞれで凸条の形成態様を異ならせることで、第一流入路Ra1側よりも第一流出路Ra2側の方が伝熱プレート20,20の第一面同士の間隔が狭まるようにしてもよい。このようにすれば、伝熱プレート20,20の間隔に対応して、第一流路R1の流路断面積が第一流出路Ra2側ほど小さくなる。これにより、第一流体Aの流通抵抗が第一流路R1の下流側ほど大きくなるため、第一流路R1を流通する第一流体Aと第二流路R2を流通する第二流体Bとの熱交換効率が高まり、第一流体(蒸気)Aを確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。
Furthermore, as shown in FIG. 11, the interval between the
さらに、図12に示す如く、第一流入路Ra1は、複数の第一流路R1のうちの特定の第一流路R1に接続され、第一流出路Ra2は、複数の第一流路R1のうちの前記特定の第一流路R1以外の第一流路R1に接続され、前記特定の第一流路R1と、前記特定の第一流路R1以外の第一流路R1とは、伝熱プレート20に設けられた貫通孔が第一方向に連なることで形成された中継路Rvであって、第一方向に延びる中継路Rvを介して接続され、前記特定の第一流路R1の数が該特定の第一流路R1以外の第一流路R1の数よりも多いようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 12, the first inflow path Ra1 is connected to a specific first flow path R1 among the plurality of first flow paths R1, and the first outflow path Ra2 is connected to the first outflow path Ra1. Connected to the first flow path R1 other than the specific first flow path R1, the specific first flow path R1 and the first flow path R1 other than the specific first flow path R1 pass through the heat transfer plate 20 A relay path Rv formed by connecting holes in the first direction and connected via a relay path Rv extending in the first direction, and the number of the specific first flow paths R1 is the specific first flow path R1. You may make it more than the number of 1st flow paths R1 other than.
このようにすれば、第一流入路Ra1と第一流出路Ra2とを繋ぐ第一流体Aの流通経路(流路)の流路断面積が、上流側よりも下流側の方が狭くなる。すなわち、第一流出路Ra2に接続される第一流路R1の数が、第一流入路Ra1に接続される第一流路R1の数に比して少ない分、第一流体Aの流通経路(流路)の流路断面積が下流側ほど小さくなる。従って、第一流体Aを第一流路R1で適度に滞留させる(スルーさせない)ことになるため、第二流路R2を流通する第二流体Bとの熱交換効率が高まる。その結果、第一流体A(蒸気)を確実に液化させる(ドレンにする)ことができる。 In this way, the flow passage cross-sectional area of the flow path (flow passage) of the first fluid A connecting the first inflow passage Ra1 and the first outflow passage Ra2 is narrower on the downstream side than on the upstream side. That is, the number of the first flow paths R1 connected to the first outflow path Ra2 is smaller than the number of the first flow paths R1 connected to the first inflow path Ra1, and the flow path (flow path of the first fluid A) ) The cross-sectional area of the channel becomes smaller toward the downstream side. Accordingly, since the first fluid A is appropriately retained (not allowed to pass through) in the first flow path R1, the efficiency of heat exchange with the second fluid B flowing through the second flow path R2 is increased. As a result, the first fluid A (steam) can be reliably liquefied (to be drained).
上記各実施形態において、隣り合う伝熱プレート20の外周端部の間や隣り合う伝熱プレート20の貫通孔200の周囲の間がロウ付けによってシールしたプレート式熱交換器2が採用されたが、これに限定されない。例えば、隣り合う伝熱プレート20の外周端部の間や隣り合う伝熱プレート20の貫通孔200の周囲の間にガスケットが配置され、該ガスケットによって伝熱プレート20間がシールされたプレート式熱交換器2であってもよい。
In each of the above embodiments, the
上記各実施形態において、調整弁30と第一温度感知手段7とが自動温度調整弁を構成したが、これに限定されない。例えば、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を感知し、その感知結果が蒸気の液化温度以下になるように、調整弁30の弁開度を手動で調整するようにしてもよい。すなわち、第一流体Aの温度を感知する第一温度感知手段7によって、第一排出配管系4を流通する第一流体Aの温度を経時的に感知する工程と、第一温度感知手段7の感知結果が蒸気の液化温度以下になるように調整弁30の弁開度を調整する工程とを含んでいればよい。
In each said embodiment, although the regulating
1…熱交換システム、2…プレート式熱交換器、3…第一供給配管系、4…第一排出配管系、5…第二供給配管系、6…第二排出配管系、7…第一温度感知手段、8…第二温度感知手段、9…制御部、20…伝熱プレート、30…第一調整弁(調整弁)、31…開閉弁、32…第二調整弁(調整弁)、70…感知部、71…感知結果伝達手段、80…感知部、81…感知結果伝達手段、90,91…通信線、200…貫通孔、300…弁本体、301…アクチュエータ、320…弁本体、321…アクチュエータ、A…第一流体、B…第二流体、M…電動モータ、P…ポンプ、R1…第一流路、R2…第二流路、Ra1…第一流入路、Ra2…第一流出路、Rb1…第二流入路、Rb2…第二流出路、Rv…中継路、T…貯留タンク
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