JP2008111619A - 熱交換器伝熱管の内面洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】復水器等の多管式熱交換器における伝熱管の内面を効率的に洗浄することができる熱交換器伝熱管の内面洗浄方法を提供する。
【解決手段】真空度計２６によって計測された真空度が予め設定されている下限値未満になった場合に、制御装置２７が気泡吹込み流量調節弁２４を開放・調整して、気泡発生装置２１から適切な量の気泡２２を冷却水入口側水室１５内に発生させ、その気泡混合流で冷却管１４の内面洗浄を開始する。そして、真空値が予め設定されている上限値を超えると、制御装置２７が気泡吹込み流量調節弁２４を閉止して、気泡発生装置２１からの気泡の発生を停止し、冷却管１４の内面洗浄を終了する。
【選択図】図１

Description

本発明は熱交換器における伝熱管の内面洗浄方法に関し、例えば発電プラントにおける復水器等の多管式熱交換器において、海水を冷却水として使用した場合での伝熱管内面に付着する水垢や錆等のスケールを清掃除去する熱交換器の伝熱管の内面洗浄方法に関するものである。

従来から、例えば発電プラントにおける復水器等の多管式熱交換器における伝熱管には、長期間の運転使用に伴い伝熱管内面に水垢や錆当のスケールが付着し、特に海水を冷却水として使用する場合には、貝殻やその他の海洋生物が多く付着し、伝熱効率の低下や伝熱管の腐食が発生するため、適時スケールを除去、洗浄する必要があった。

従来、その方法として、伝熱管に洗浄ブラシを挿入し、洗浄ガンにより高圧水を流入させ、洗浄ブラシを伝熱管内に移動させるブラシ打ちを行う方法により、定期的に伝熱管内の付着物の除去作業が行なわれていた（例えば、特許文献１参照。）。

また、他の方法として、熱交換器中にスポンジボールを投入浮遊させて、伝熱管を貫流させながら洗浄することも行なわれていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２２１３９５号公報（段落［００２２］）

しかし、前述の洗浄ブラシと洗浄ガンによって伝熱管内面を洗浄する方法については、伝熱管は数が非常に多いことから、伝熱管一本一本に洗浄ガンを充てる操作は手間が掛かる上に、復水器の器内は湿気が非常に高く、洗浄水により濡れながらの長時間の作業は作業者にとっても負荷の大きいものとなっていた。

また、前述のスポンジボールによって伝熱管内面を洗浄する方法については、スポンジボールの投入、回収のための特別な装置が必要であり、その装置スペース、伝熱管への均一な分配の確保等といった設備の大型化に伴う問題も発生し、更には、スポンジボールの損耗測定、補充のための運転管理が必要となる等の問題があった。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、復水器等の多管式熱交換器における伝熱管の内面を効率的に洗浄することができる熱交換器伝熱管の内面洗浄方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。

［１］多管式熱交換器において、管内を液体が流れている伝熱管の内面を洗浄する方法であって、当該熱交換器の熱交換効率を計測し、その計測値の変化に基づいて、前記伝熱管の入口から気体を気泡状にして送り込むことを特徴とする熱交換器伝熱管の内面洗浄方法。

［２］熱交換効率の計測値が予め定めた下限値未満となった場合に、気泡状にした気体の送り込みを開始し、熱交換効率の計測値が予め定めた上限値超えとなった場合に、気泡状にした気体の送り込みを終了することを特徴とする前記［１］に記載の熱交換器伝熱管の内面洗浄方法。

本発明においては、管内を液体が流れている伝熱管の入口から気泡状の気体を送り込み、その気泡混合流により管内付着物の除去を行って伝熱管内面洗浄を行うようにしているので、伝熱管内面洗浄時の作業者の作業負荷が軽減するともに、洗浄用装置の設置スペースも少なくてすむ。また、熱交換器の熱交換効率の変化に基づいて、伝熱管に気泡状の気体を送り込むようにしているので、用役のランニングコストを必要最小限に抑えられるとともに、熱交換器の効率を常時最大限に維持することが可能となる。

本発明の実施形態を以下に述べる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態として、多管式熱交換器が蒸気タービン用の復水器である場合について述べる。

図１は、第１の実施形態における復水器を示すものである。

図１に示すように、この復水器１０においては、本体１１内部に多数の冷却管（伝熱管）１４が設置されていて、冷却水入口１６から導入された冷却水（海水）が、冷却水入口側水室１５を経由して、冷却管入口１４ａから冷却管１４に供給され、冷却管１４内を通過して冷却管出口１４ｂから流出した後、冷却水出口側水室１７を経由して、冷却水出口１８から排出される。その際に、本体１１上部の蒸気入口から導入された蒸気が、冷却管１４内の冷却水（海水）と熱交換して復水となり、その復水が本体１１下部の復水出口から取り出されるようになっている。

その上で、この実施形態においては、冷却水入口側水室１５内に気泡発生装置２１が設置され、気泡発生装置２１の気体配管２３には、気泡吹込み流量調節弁２４および流量計２５が設けられている。この気泡発生装置２１を用いて、不活性ガスまたは空気等の気体を気泡状にして冷却水入口側水室１５内の冷却水中に放出し、その気泡と冷却水が混合した気泡混合流を冷却管入口１４ａから冷却管１４内に送り込み、その気泡混合流が冷却管１４内を通過するによって冷却管１４の内面洗浄を行うようにしている。

また、復水器１０の熱交換効率の指標として真空度が真空度計２６によって常時計測され、その計測値が制御装置２７に送られるようになっている。

上記のような構成のもとで、真空度計２６によって計測された真空度が予め設定されている下限値未満になった場合に、制御装置２７が気泡吹込み流量調節弁２４を開放・調整して、気泡発生装置２１から適切な量の気泡２２を冷却水入口側水室１５内に発生させ、その気泡混合流で冷却管１４の内面洗浄を開始する。そして、真空値が予め設定されている上限値を超えると、制御装置２７が気泡吹込み流量調節弁２４を閉止して、気泡発生装置２１からの気泡の発生を停止し、冷却管１４の内面洗浄を終了する。

このような操作により、復水器１０の真空度の変化に応じて、冷却管１４の内面洗浄を自動的に実施することができる。

上記のようにして、この実施形態においては、冷却管１４内に気泡混合流を送り込み、その気泡混合流により冷却管１４の内面洗浄を行うようにしているので、冷却管内面洗浄時の作業者の作業負荷が軽減するともに、洗浄用装置の設置スペースも少なくてすむ。また、復水器１０の真空度の変化に基づいて、冷却管１４内に気泡混合流を送り込むようにしているので、用役のランニングコストを必要最小限に抑えられるとともに、復水器１０の効率を常時最大限に維持することが可能となる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態として、一般的な多管式熱交換器の場合について述べる。

図２は、第２の実施形態における多管式熱交換器を示すものである。

図２に示すように、この多管式熱交換器３０においては、本体３１内部に多数の伝熱管３２が設置されていて、流体Ａ入口３４から導入された流体Ａ（液体）が、流体Ａ入口側室３３を経由して、伝熱管入口３２ａから伝熱管３２に供給され、伝熱管３２内を折り返しながら通過して伝熱管入口３２ｂから流出した後、流体Ａ出口側室３４を経由して、流体Ａ出口３６から排出される。一方、流体Ｂが流体Ｂ入口３７から導入され、伝熱管３２内の流体Ａと熱交換した後、流体Ｂ出口３８から排出される。

その上で、この実施形態においては、流体Ａ入口側室３３内に気泡発生装置４１が設置され、気泡発生装置４１の気体配管４３には、気泡吹込み流量調節弁４４および流量計４５が設けられている。この気泡発生装置４１を用いて、不活性ガスまたは空気等の気体を気泡状にして流体Ａ入口側室３３内の流体Ａ中に放出し、その気泡と冷却水が混合した気泡混合流を伝熱管入口３２ａから伝熱管３２内に送り込み、その気泡混合流が伝熱管３２内を通過するによって伝熱管３２の内面洗浄を行うようにしている。

そして、ここでは、前述の第１の実施形態における復水器１０の真空度に替えて、多管式熱交換器３０の熱貫流率（熱交換効率）が常時監視されている。すなわち、流体Ａの入口温度を測定する温度計４６と、流体Ａの出口温度を測定する温度計４７と、流体Ｂの入口温度を測定する温度計４８と、流体Ｂの出口温度を測定する温度計４９が設置されており、それらの測定値が制御装置５０に送られて、熱貫流率を算出するようになっている。

上記のような構成のもとで、制御装置５０が算出した熱貫流率が予め設定されている下限値未満になった場合に、制御装置５０が気泡吹込み流量調節弁４４を開放・調整して、気泡発生装置４１から適切な量の気泡４２を流体Ａ入口側室３３内に発生させ、その気泡混合流で伝熱管３２の内面洗浄を開始する。そして、熱貫流率が予め設定されている上限値を超えると、制御装置５０が気泡吹込み流量調節弁３４を閉止して、気泡発生装置４１からの気泡の発生を停止し、伝熱管３２の内面洗浄を終了する。

このような操作により、多管式熱交換器３０の熱貫流率の変化に応じて、伝熱管３２の内面洗浄を自動的に実施することができる。

上記のようにして、この実施形態においては、伝熱管３２内に気泡混合流を送り込み、その気泡混合流により伝熱管３２の内面洗浄を行うようにしているので、伝熱管内面洗浄時の作業者の作業負荷が軽減するともに、洗浄用装置の設置スペースも少なくてすむ。また、多管式熱交換器３０の熱貫流率の変化に基づいて、伝熱管３２内に気泡混合流を送り込むようにしているので、用役のランニングコストを必要最小限に抑えられるとともに、多管式熱交換器３０の効率を常時最大限に維持することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の説明図である。 本発明の第２の実施形態の説明図である。

符号の説明

１０ 復水器
１１ 本体
１２ 蒸気入口
１３ 復水出口
１４ 冷却管（伝熱管）
１４ａ 冷却管入口
１４ｂ 冷却管出口
１５ 冷却水入口側水室
１６ 冷却水入口
１７ 冷却水出口側水室
１８ 冷却水出口
２１ 気泡発生装置
２２ 気泡
２３ 気体配管
２４ 気泡吹込み流量調整弁
２５ 流量計
２６ 真空度計
２７ 制御装置
３０ 多管式熱交換器
３１ 本体
３２ 伝熱管
３２ａ 伝熱管入口
３２ａ 伝熱管出口
３３ 流体Ａ入口側室
３４ 流体Ａ入口
３５ 流体Ａ出口側室
３６ 流体Ａ出口
３７ 流体Ｂ入口
３８ 流体Ｂ出口
４１ 気泡発生装置
４２ 気泡
４３ 気体配管
４４ 気泡吹込み流量調整弁
４５ 流量計
４６ 温度計
４７ 温度計
４８ 温度計
４９ 温度計
５０ 制御装置

Claims (2)

1. 多管式熱交換器において、管内を液体が流れている伝熱管の内面を洗浄する方法であって、当該熱交換器の熱交換効率を計測し、その計測値の変化に基づいて、前記伝熱管の入口から気体を気泡状にして送り込むことを特徴とする熱交換器伝熱管の内面洗浄方法。
2. 熱交換効率の計測値が予め定めた下限値未満となった場合に、気泡状にした気体の送り込みを開始し、熱交換効率の計測値が予め定めた上限値超えとなった場合に、気泡状にした気体の送り込みを終了することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器伝熱管の内面洗浄方法。

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