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公開番号2024170076
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-06
出願番号2023087036
出願日2023-05-26
発明の名称蒸気供給システム及び蒸気供給方法
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F22B 3/00 20060101AFI20241129BHJP(蒸気発生)
要約【課題】生成した負圧蒸気を熱利用先で有効に利用することができる蒸気供給システムを提供する。
【解決手段】蒸気供給システム1Aは、水循環経路3を備えている。水循環経路3には、水を負圧に減圧して負圧水を生成する流量調整弁7と、負圧水と加熱媒体とを熱交換させて負圧蒸気を生成する第1熱交換器9と、負圧蒸気と熱利用先15とを熱交換させることによって負圧蒸気の凝縮水を生成する第2熱交換器11と、凝縮水を流量調整弁7へ供給する水ポンプ5と、が設けられている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水を負圧に減圧して負圧水を生成する減圧部と、
前記負圧水と加熱媒体とを熱交換させて負圧蒸気を生成する第１熱交換器と、
前記負圧蒸気と熱利用先とを熱交換させることによって該負圧蒸気の凝縮水を生成する第２熱交換器と、
前記凝縮水を前記減圧部へ供給する水供給部と、
を備えている蒸気供給システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記水供給部は、前記第２熱交換器から導かれた前記凝縮水を前記減圧部へ移送する水ポンプを備えている請求項１に記載の蒸気供給システム。
【請求項３】
前記水供給部は、前記第２熱交換器から導かれた前記凝縮水を大気に開放する水槽と、
該水槽内に貯留されて大気圧とされた前記凝縮水を前記減圧部へ導く水供給配管と、
を備えている請求項１に記載の蒸気供給システム。
【請求項４】
前記第１熱交換器へ供給する前記加熱媒体としての冷媒を供給するヒートポンプを備え、
前記ヒートポンプは、
冷媒を循環させる冷媒循環経路と、
前記第１熱交換器に供給する冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１熱交換器にて熱交換した後の冷媒を減圧する膨張弁と、
前記膨張弁で減圧した冷媒と熱源媒体と熱交換して該冷媒を蒸発させる蒸発器と、
を備えている請求項１に記載の蒸気供給システム。
【請求項５】
前記第１熱交換器へ供給する前記加熱媒体としての冷媒を供給するヒートポンプを備え、
前記ヒートポンプは、高段側ヒートポンプと低段側ヒートポンプとを備え、
前記高段側ヒートポンプは、
冷媒を循環させる高段側冷媒循環経路と、
前記第１熱交換器に供給する冷媒を圧縮する高段側圧縮機と、
前記第１熱交換器にて熱交換した後の冷媒を減圧する高段側膨張弁と、
前記高段側膨張弁で減圧した冷媒を蒸発させる高段側蒸発器と、
を備え、
前記低段側ヒートポンプは、
冷媒を循環させる低段側冷媒循環経路と、
前記高段側蒸発器に供給する冷媒を圧縮する低段側圧縮機と、
前記高段側蒸発器にて熱交換した後の冷媒を減圧する低段側膨張弁と、
前記低段側膨張弁で減圧した冷媒と熱源媒体と熱交換して該冷媒を蒸発させる低段側蒸発器と、
を備えている請求項１に記載の蒸気供給システム。
【請求項６】
減圧部で水を負圧に減圧して負圧水を生成する減圧工程と、
前記負圧水と加熱媒体とを熱交換させて負圧蒸気を生成する第１熱交換工程と、
前記負圧蒸気と熱利用先とを熱交換させることによって該負圧蒸気の凝縮水を生成する第２熱交換工程と、
前記凝縮水を前記減圧部へ供給する水供給工程と、
を有している蒸気供給方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、蒸気供給システム及び蒸気供給方法に関するものである。
続きを表示（約 990 文字）【背景技術】
【０００２】
近年のカーボンニュートラル化へ向けた取り組みは、産業分野においても活発に行われている。産業分野では、消費エネルギーの約８５％が熱利用とされている。熱供給を行う主要熱源として従来から燃料焚きボイラが使用されている。これに対し、脱炭素化のためヒートポンプによる代替が鋭意検討されている。
【０００３】
ヒートポンプによる蒸気生成として、負圧蒸気を生成することが知られている（例えば特許文献１）。１００℃未満の低温で加温することで蒸気を生成できるので、省エネルギーの点で有利である。
【０００４】
また、工場の各プロセスに蒸気を供給する場合、６５０ｋＷ程度の燃料焚きボイラを工場の一箇所にまとめて設置し、ヘッダを介して各プロセスに蒸気を分配する集中配置方式が多用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１４－１０２０６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、負圧蒸気を生成するものの、負圧蒸気を蒸気圧縮機で加圧して利用することを前提としており、負圧蒸気そのものの利用については何ら考慮されていない。
【０００７】
例えば工場における表面処理槽などにおいて温度維持のために蒸気が使用されており、利用側の温度が１００℃未満（さらには８０℃以下）のプロセスも多い。このように、飽和温度が１００℃未満の負圧蒸気そのものにも一定のニーズがある。
【０００８】
また、上述した集中配置方式に代えて、蒸気の利用側と供給側の能力を一対一対応させて、各プロセスの近傍に機器設置する分散配置とすれば、集中配置方式のような蒸気搬送ロスを減少させることができる。
【０００９】
本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、生成した負圧蒸気を熱利用先で有効に利用することができる蒸気供給システム及び蒸気供給方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、分散配置が実現可能とされた蒸気供給システム及び蒸気供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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