解説 - 問題 15

次の各文章の【1】～【9】の中に入れるべき最も適切な字句をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。
また、【A】～【D】に当てはまる数値を計算し、その結果を答えよ。ただし、解答は解答すべき数値の最小位の一つ下の位で四捨五入すること。（配点計40点）

(1) 蒸気を用いる熱利用設備から発生するドレンからの熱回収について考える。
1) 一般に、蒸気使用設備で加熱に利用される熱量は蒸気の持つ全熱量のうちの凝縮潜熱だけであることが多い。蒸気使用設備で発生したドレンは、設備の性能維持のために【1】により使用設備内から排出され、その温度は使用圧力に対する飽和温度であり、大きな熱量を持っている。例えば、圧力がおおよそ0.2～1 MPaの範囲では、蒸気の発生に用いられた全熱量に対して20～30%程度もある。
2) ドレンは、使用圧力より低い圧力下に排出された瞬間にその一部がフラッシュ蒸気となる。ここで、ドレン量wより生じるフラッシュ蒸気量fは、フラッシュ前の圧力に対応する飽和水の比エンタルピーを$h_1$、フラッシュ後の圧力に対応する飽和水の比エンタルピーを$h_2$、フラッシュ後の圧力における飽和水の単位質量当たりの蒸発潜熱をrとすると、次式で表される。
$f=w \times$【2】
排出後のドレンは、回収配管内でフラッシュ蒸気と飽和水の気液二相流となり、圧力損失は飽和水の単相流の場合と比べて【3】なるため、ドレンが排出できなくなるなどのトラブルが起きることがある。したがって、ドレン回収配管の口径は、気液二相流になることを考慮して決める必要がある。