JP2002011310A - 高温濾過装置の運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温水を蒸気に変えることなく液体状態のま
ま所定の濾過処理を行うことができ、濾過処理後の水を
適切に回収可能な、高温濾過装置の運転方法を提供す
る。 【解決手段】 高温水を濾過処理する高温濾過装置の運
転方法において、高温濾過装置内に設けられたフィルタ
の二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高
温濾過装置への通水の流量制御を行うことを特徴とする
高温濾過装置の運転方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば発電所に
おける給水系やヒータドレン系における高温水を濾過処
理する高温濾過装置の運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】発電所等では、給水系やヒータドレン系
において１００℃以上の高温水を濾過処理することがあ
るが、この高温濾過装置には、高温水に耐え得る耐熱性
のフィルタを用いる必要がある。従来から、金属フィル
タやセラミックフィルタ等の使用が検討されているが、
近年、疎水性の高分子フィルタの使用が検討され始めて
いる。

【０００３】疎水性高分子フィルタは、一旦乾燥されて
しまうと、疎水性が発揮されて水を通さなくなり、濾過
機能が失われる性質を有している。そのため、たとえば
通水初期に、フィルタ差圧（フィルタ圧力損失）や高温
水処理システムの差圧、あるいは水温との関係で、フィ
ルタの二次側の圧力が処理する高温水の飽和蒸気圧以下
になると、被処理水はフィルタ面で蒸気に変化し、フィ
ルタが乾いてフィルタによる水処理そのものが不可能に
なり、系統へ濾過処理された水として回収できなくなる
場合がある。疎水性高分子フィルタが一度乾燥してしま
うと、性能を復元させるためには、薬品による湿潤化作
業が必要となる。したがって、高分子フィルタを適用す
る場合には、常時、該フィルタが乾燥に至らない条件を
採用することが望まれる。

【０００４】一方、金属フィルタやセラミックフィルタ
は、発電所におけるヒータドレン水のような２００℃程
度の温度条件下でも使用可能であるが、除鉄性能が不安
定であること、差圧が上昇しやすいこと、溶出物が出や
すいこと等の問題を抱えており、本格導入には至ってい
ない。このような問題を解決するために高分子フィルタ
の適用が検討されつつあるが、高分子フィルタは前述の
如き別の問題を抱えている。

【０００５】さらに、上記の如きフィルタの材質に関す
る問題とは別に、一般に高温水を濾過処理する系統にお
いては、系内に蒸気を発生させないという基本的な前提
条件が要求されることが多い。これは、フィルタの材質
にかかわらず要求されるものであり、とくに前述の如き
高分子フィルタを使用する場合には、フィルタの性能を
確保する面からも、蒸気を発生させないことが強く望ま
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記のような問題および要求に鑑み、高温水を蒸気
に変えることなく液体状態のまま所定の濾過処理を行う
ことができ、濾過処理後の水を適切に回収可能な、高温
濾過装置の運転方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る高温濾過装置の運転方法は、高温水を
濾過処理する高温濾過装置の運転方法において、高温濾
過装置内に設けられたフィルタの二次側の圧力が飽和蒸
気圧以上に保たれるように、高温濾過装置への通水の流
量制御を行うことを特徴とする方法からなる。

【０００８】この方法においては、高温濾過装置の一次
側と二次側を連通するバイパス路と、該バイパス路を開
閉可能なバイパス弁とを設け、高温濾過装置への通水の
流量制御とバイパス弁の開閉とを連動させるようにし、
それによって、フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以
上に保たれるように高温濾過装置への通水の流量制御を
行うことができる。

【０００９】あるいは、高温濾過装置に関して、通常時
に高温水を濾過処理する本塔に対し、予備塔を並列に接
続し、本塔におけるフィルタの二次側の圧力に応じて、
本塔への通水に加え予備塔への通水を並行して行うよう
にし、それによって、本塔のフィルタの二次側の圧力が
飽和蒸気圧以上に保たれるように本塔への通水の流量制
御を行うことができる。このようにすれば、被処理水で
ある高温水は、常に、本塔と予備塔で濾過処理されるこ
とになるので、必ず濾過処理された処理水が送り出され
ることになる。

【００１０】また、フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気
圧以上であるか否かを判断するためには、たとえば、フ
ィルタの二次側の温度と圧力を検出して飽和蒸気圧との
関係を判定し、該判定に基づいて高温濾過装置への通水
の流量制御を行うことができる。

【００１１】本発明で対象とする高温水は、たとえば水
温が１００℃以上の水であり、飽和蒸気圧より下回ると
蒸気に変化するものである。

【００１２】なお、本発明における高温濾過装置への通
水の流量制御は、流量制御弁を用いて行うことも可能で
あるが、弁による圧力損失を極力低く抑えてフィルタ装
置全体としての圧力降下を低く抑えるために、弁自体の
圧力損失が小さい単なる開閉弁を用いることが好まし
い。

【００１３】上記のような本発明に係る高温濾過装置の
運転方法においては、フィルタの二次側の圧力が低下し
て飽和蒸気圧に近づくと、該圧力が飽和蒸気圧以上に保
たれるように、高温濾過装置への通水量が抑制される。
この通水量の制御においては、高温濾過装置に対しバイ
パス路を設ける場合には、高温濾過装置への通水量を小
さく絞るとともに、残りをバイパス路に逃がすようにす
ればよい。また、本塔と予備塔を並列に接続する場合に
は、本塔におけるフィルタの二次側の圧力に応じて、つ
まり、本塔のフィルタ二次側の圧力が飽和蒸気圧に近づ
いたら、予備塔への通水を並行して行い、本塔への通水
量を小さく抑えればよい。バイパス路を設ける方式の場
合には、高温濾過装置への通水量が低減されると、それ
だけ高温濾過装置における圧力損失、とくにフィルタ圧
力損失が小さくなるので、その分フィルタ二次側の圧力
が高く維持されて、フィルタ二次側の圧力が確実に飽和
蒸気圧以上に保たれる。二次側圧力が飽和蒸気圧以上に
保たれることにより、フィルタ面での蒸気発生が防止さ
れ、ひいては系統内に蒸気が発生することが防止され
る。また、本塔と予備塔を並列に接続する場合には、本
塔のフィルタ二次側の圧力が低下して飽和蒸気圧に近づ
いたら、予備塔への通水が開始されて本塔への通水量が
小さく抑えられるから、同様に、高温濾過装置としての
本塔における圧力損失が小さく抑えられ、フィルタ二次
側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれて、フィルタ面での
蒸気発生、系統内での蒸気発生が防止される。この本塔
と予備塔を並列に接続する方式では、蒸気動作後に、通
水を完全に本塔から予備塔に切り換えて、本塔を濾過系
から切り離し、本塔のフィルタ二次側の圧力が低下した
原因を確認することもできる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の
形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第
１実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置の
系統を示している。図１において、１は高温水の供給ラ
イン、２は濾過処理後の水の回収ラインを示しており、
供給ライン１と回収ライン２との間に高温濾過装置３が
設けられている。高温濾過装置３の入口側および出口側
には、各々、開閉弁４、５が設けられている。

【００１５】高温濾過装置３内には、本実施態様では、
中空糸状あるいはスパイラル状あるいはプリーツ状等に
加工された疎水性高分子からなるフィルタ６が配設され
ている。このフィルタ６の形式については、後述の如く
他の形式のものを採用することも可能である。

【００１６】高温濾過装置３には、フィルタ６の二次側
の温度（Ｔ）を検出する温度センサ７と、圧力（Ｐ）を
検出する圧力センサ８が付設されている。これら温度セ
ンサ７と圧力センサ８からの検知信号は、制御装置９に
送られ、フィルタ６の二次側における圧力が飽和蒸気圧
以上に保たれているか否かの判定に供される。

【００１７】高温濾過装置３の一次側と二次側との間に
は、より正確には、開閉弁４の上流側と開閉弁５の下流
側の位置間には、高温濾過装置３の一次側と二次側を連
通可能なバイパス路１０が設けられている。バイパス路
１０には、該バイパス路１０を開閉可能なバイパス弁１
１が設けられている。このバイパス路１０のバイパス弁
１１は、高温濾過装置３への通水の制御、つまり開閉弁
４、５の開閉制御と連動させて作動される。

【００１８】このように構成れた高温濾過装置の系統を
用いて、本発明に係る方法は次のように実施される。通
常時には、バイパス路１０のバイパス弁１１は閉じら
れ、開閉弁４、５が全開されて、供給されてきた高温水
は全量高温濾過装置３を通過され、フィルタ６によって
濾過処理される。この濾過処理においては、高温水がフ
ィルタ６を通過することによる圧力損失によって、フィ
ルタ６の二次側の圧力は、供給側の圧力に比べ低下す
る。したがって、この圧力損失が大きいと、フィルタ６
の二次側の圧力の低下度合が大きくなり、該圧力が飽和
蒸気圧以下になるおそれが生じる。

【００１９】フィルタ６の二次側の圧力は、圧力センサ
８で直接検知され、飽和蒸気圧は、温度センサ７による
そのときの検知温度に対する飽和蒸気圧として、制御装
置９により演算、または予め記憶された状態線図から読
み取られる。そして、制御装置９により、圧力センサ８
によるフィルタ６の二次側の検知圧力が、飽和蒸気圧以
上であるか否か、および、飽和蒸気圧との間にどの程度
の差があるかが判断、演算される。

【００２０】本実施態様では、圧力センサ８による検知
圧力が、飽和蒸気圧に対し、予め定めた所定差まで近づ
いたとき、先ずバイパス弁１１が開かれてバイパス路１
０が開かれ、次に弁４、５が絞られる。バイパス路１０
での圧力損失は小さいので、供給されてきた高温水の大
半はバイパス路１０を流れ、残りが、高温濾過装置３を
通過する。高温濾過装置３を通過する流量が小さく絞ら
れることにより、高温濾過装置３通過による圧力損失
（圧力低下）は大幅に低減され、フィルタ６の二次側に
おける圧力が飽和蒸気圧以下となることはなく、蒸気発
生が確実に防止される。また、フィルタ６の二次側での
蒸気発生が防止されることにより、回収ライン２を通し
て回収される処理水中にも蒸気は発生せず、系統内での
蒸気の発生も確実に防止される。

【００２１】なお、フィルタ６の二次側における圧力低
下の原因が、フィルタ６の目詰まりによるものであり、
フィルタ６が交換あるいは再生時期に達したと判断され
る場合は、弁４、５を完全に閉じ、高温水の全量をバイ
パス路１０に流す状態にて、フィルタ６を交換すればよ
い。

【００２２】上記第１実施態様においては、フィルタ６
として、中空糸状、スパイラル状、あるいはプリーツ状
等に加工された疎水性高分子フィルタを用いたが、他の
形式のフィルタを使用することも可能である。たとえ
ば、原子力発電所等で使われている濾過脱塩装置のよう
に、疎水性高分子の樹脂を粉末とし、それをフィルタエ
レメントにプリコートしたものを使用することができ
る。あるいは、砂濾過装置や復水脱塩装置のように、砂
やイオン交換樹脂等の粒状体からなる濾材によって濾層
を形成して濾過を行うこともできる。たとえば、疎水性
高分子を適当な粒径の粒状体に調製し、その粒状体によ
って濾材を形成して濾過を行うことができる。

【００２３】図２は、本発明の第２実施態様に係る方法
を実施するための高温濾過装置の系統を示しており、フ
ィルタを、疎水性高分子粒状体を用いた濾層２１から構
成した場合を示している。本実施態様では、濾層２１の
構成上、図２では図１に比べ天地を逆転させて表示して
いるが、濾層２１部分以外の基本構成は図１に示した態
様と同一である。したがって、同一構成部分について
は、図２に図１に付したのと同一の符号を付すことによ
り説明を省略する。

【００２４】図３、図４は、本発明の第３、第４実施態
様に係る方法を実施するための高温濾過装置の系統を示
している。これらの実施態様では、蒸気発生の防止の
他、系統の運転開始時の昇温過程における問題の発生防
止も考慮されている。

【００２５】図３に示す第３実施態様においては、高温
濾過装置３の入口側の開閉弁４に対し、バイパス路３１
およびバイパス弁３２が設けられ、このバイパス弁３２
は、開閉弁４に比べ通水量の小さい流路の細い弁から構
成されている。高温濾過装置３への通水開始時には、高
温濾過装置３全体が未だ昇温されていないので、急激な
昇温、それによるシール部等の不都合の発生等を回避す
るために、徐々に昇温させることが望まれる。そのた
め、通水開始時には開閉弁４を閉じ、バイパス弁３２を
開いて、小流量にて高温水を通水することにより高温濾
過装置３を徐々に温め、高温濾過装置３が所定温度まで
昇温されたときに、開閉弁４を開くとともにバイパス弁
３２を閉じ、所定の流量での高温濾過装置３への通水に
入る。このようにすれば、通水開始時の昇温過程での不
都合の発生が防止される。フィルタ６の二次側における
圧力を飽和蒸気圧以上に保つ制御は、前述の第１実施態
様と同様に行えばよい。

【００２６】図４に示す第４実施態様では、濾層２１が
疎水性高分子の粒状体から形成されている。高温濾過装
置３の入口側の開閉弁４に対し、同様にバイパス路３１
およびバイパス弁３２が設けられている。通水開始時の
操作は、上記第３実施態様と同様に、フィルタ２１の二
次側における圧力を飽和蒸気圧以上に保つ制御は、前述
の第２実施態様と同様に行えばよい。

【００２７】図５は、本発明の第５実施態様に係る方法
を実施するための高温濾過装置の系統を示している。本
実施態様においては、バイパス路は設けられておらず、
高温濾過装置に関して、図３の第３実施態様に示したの
と同等の装置が併設されている。すなわち、通常時に高
温水を濾過処理する高温濾過装置としての本塔３ａに対
し、予備塔３ｂが並列に接続され、本塔３ａにおけるフ
ィルタ６の二次側の圧力に応じて、本塔３ａへの通水に
加え予備塔３ｂへの通水を並行して行うことができるよ
うになっている。

【００２８】より詳細には、まず通水開始時には、第３
実施態様におけるのと同様に、弁３２を開けて弁のバイ
パス路３１に比較的小流量で通水するとともに、弁５を
開け、本塔３ａでの濾過処理を開始し、本塔３ａの温度
が上がった時点で弁４を開け弁３２を閉じて通水し、通
常の濾過処理を行う。本塔３ａにおけるフィルタ６の二
次側の圧力が低下して飽和蒸気圧に近づいたら（つま
り、フィルタ６の差圧が所定以上に上昇したら）、予備
塔３ｂ側の弁４２を開けて弁のバイパス路４１に比較的
小流量で通水するとともに、弁４３を開け、予備塔３ｂ
での濾過処理を開始し、予備塔３ｂの温度が上がった時
点で弁４４を開け弁４２を閉じて通水し、予備塔３ｂで
通常の濾過処理を行う。この状態では、本塔３ａ、予備
塔３ｂともに通常の濾過処理状態にあるが、両塔３ａ、
３ｂに並列に通水されるので、本塔３ａの通水量は大幅
に低下され、本塔３ａにおけるフィルタ６の圧力損失が
大幅に低減されて、飽和蒸気圧に至ることが防止され、
フィルタ６の二次側の面や系統内で蒸気が発生すること
が防止される。

【００２９】この並列状態の通水への切り換え後には、
本塔３ａ側の弁４、弁５を閉じ、本塔３ａを完全に濾過
系から切り離すことにより、本塔３ａにおけるフィルタ
６の差圧が上昇した原因を確認することができる。

【００３０】なお、図５に示した第５実施態様では、制
御装置を図示していないが、前述の各実施態様と同様、
制御装置を設けて、予備塔３ｂの通水開始、予備塔３ｂ
への切り換えを自動で行うようにすることもできる。ま
た、図５に示した第５実施態様では、前述の各実施態様
におけるバイパス路１０は設けられていないが、緊急時
対策用等のために、前述の各実施態様におけるのと同様
に、本塔３ａおよび予備塔３ｂに対し、共通のバイパス
路１０、バイパス弁１１を設けておいてもよい。

【００３１】また、図５では、本塔３ａと予備塔３ｂを
区別して示したが、両塔３ａ、３ｂおよびその付帯設備
は、基本的に同じものでよいので、いずれか一方を本
塔、他方を予備塔として運用すればよい。

【００３２】さらに、上記各実施態様においては、フィ
ルタにはいずれも、形式は別として、疎水性高分子を用
いたが、本発明は、金属フィルタやセラミックフィルタ
を使用する場合にも成立する。金属フィルタやセラミッ
クフィルタを使用する場合にあっても、本発明に係る運
転方法を適用することにより、フィルタの二次側での蒸
気発生が防止され、ひいては系統内に蒸気が発生するこ
とが防止される。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の高温濾過
装置の運転方法によれば、高温水を蒸気に変えることな
く液体状態のまま確実に濾過処理できるようになり、濾
過処理後の水を適切に回収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施態様に係る方法を実施するた
めの高温濾過装置を含む機器系統図である。

【図２】本発明の第２実施態様に係る方法を実施するた
めの高温濾過装置を含む機器系統図である。

【図３】本発明の第３実施態様に係る方法を実施するた
めの高温濾過装置を含む機器系統図である。

【図４】本発明の第４実施態様に係る方法を実施するた
めの高温濾過装置を含む機器系統図である。

【図５】本発明の第５実施態様に係る方法を実施するた
めの高温濾過装置を含む機器系統図である。

【符号の説明】

１ 高温水の供給ライン ２ 濾過処理後の水の回収ライン ３ 高温濾過装置 ３ａ 高温濾過装置としての本塔 ３ｂ 予備塔 ４ 入口側開閉弁 ５ 出口側開閉弁 ６、２１ フィルタ ７ 温度センサ ８ 圧力センサ ９ 制御装置 １０ バイパス路 １１ バイパス弁 ３１ 高温濾過装置入口側におけるバイパス路 ３２ 高温濾過装置入口側におけるバイパス弁 ４１ 予備塔入口側におけるバイパス路 ４２ 予備塔入口側におけるバイパス弁 ４３ 予備塔出口側開閉弁 ４４ 予備塔入口側開閉弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高温水を濾過処理する高温濾過装置の運
   転方法において、高温濾過装置内に設けられたフィルタ
   の二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高
   温濾過装置への通水の流量制御を行うことを特徴とする
   高温濾過装置の運転方法。
2. 【請求項２】 高温濾過装置の一次側と二次側を連通す
   るバイパス路と、該バイパス路を開閉可能なバイパス弁
   とを設け、高温濾過装置への通水の流量制御とバイパス
   弁の開閉とを連動させる、請求項１の高温濾過装置の運
   転方法。
3. 【請求項３】 高温濾過装置に関して、通常時に高温水
   を濾過処理する本塔に対し、予備塔を並列に接続し、本
   塔におけるフィルタの二次側の圧力に応じて、本塔への
   通水に加え予備塔への通水を並行して行う、請求項１の
   高温濾過装置の運転方法。
4. 【請求項４】 フィルタの二次側の温度と圧力を検出し
   て飽和蒸気圧との関係を判定し、該判定に基づいて高温
   濾過装置への通水の流量制御を行う、請求項１ないし３
   のいずれかに記載の高温濾過装置の運転方法。
5. 【請求項５】 濾過処理される高温水の水温が１００℃
   以上である、請求項１ないし４のいずれかに記載の高温
   濾過装置の運転方法。