JP2009125718A

JP2009125718A - 復水脱塩装置

Info

Publication number: JP2009125718A
Application number: JP2007306453A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Nishimoto; 和之西本; Shigeichi Kasahara; 繁一笠原; Masanori Sada; 昌則佐田; Hiroyuki Nagaoka; 洋行長岡
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】樹脂ストレーナの逆洗処理を容易に実施でき、復水の浄化を常に良好に行うことができる復水脱塩装置を提供する。
【解決手段】イオン交換樹脂が充填された脱塩塔１１ａ〜１１ｃが複数並設されると共に、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの出口配管１５に樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃがそれぞれ配された復水脱塩装置１０であって、各樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段２３ａ〜２３ｃと、差圧検出手段２３ａ〜２３ｃの検出結果が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する逆洗手段とを具備する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、火力発電所、原子力発電所等で採用される復水脱塩装置に関し、特に、脱塩塔の下流側に配される樹脂ストレーナの詰まりを防止する技術に関する。

火力発電所あるいは原子力発電所等においては、発電タービンの駆動に利用した蒸気を冷却して復水とし、復水を加熱して再び蒸気とするサイクルを繰り返すことによって発電している。ボイラ、蒸気発生器、原子炉等の腐食防止や放射能低減等の観点から復水を高度に浄化する必要があり、例えば、貫流ボイラに復水（ボイラ補給水）を供給する場合には、特に高度に浄化することが好ましい。このため、例えば、復水脱塩装置によって復水を浄化し、不純物の少ない復水を貫流ボイラ等に供給するようにしている。

ここで、復水脱塩装置は、例えば、イオン交換樹脂が充填された脱塩塔を有し、この脱塩塔内でのイオン交換によって復水から不純物を除去している。不純物の除去能力は、イオン交換樹脂が飽和すると大幅に低下してしまうため、脱塩塔に一定量の復水が通水されるとイオン交換樹脂の再生を行っている。また、脱塩塔が１塔では復水脱塩装置を完全に停止しなければイオン交換樹脂の再生処理ができないため、通常は、脱塩塔を複数並設することで、復水脱塩装置から貫流ボイラ等に復水を常時供給できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−３０８８８１号公報

イオン交換樹脂の再生処理までの採水容量は、以前に比べて大幅に増加している。つまり、イオン交換樹脂の再生処理を実施する間隔が長くなってきている。それに伴い、採水中に各脱塩塔内にクラッドが堆積したり、各脱塩塔の下流に設置してある樹脂ストレーナに詰まりが生じたりして、各脱塩塔間での採水量に差が生じることがある。上述したようにイオン交換樹脂の再生処理は、各脱塩塔に一定量の復水が通水された時点で行っているため、このように各塔間で採水量にアンバランスが生じると、イオン交換樹脂の再生処理のタイミングが複数の脱塩塔で重なってしまい予備樹脂が無くなってしまう虞がある。このため、所定の脱塩塔への通水を一定期間停止したり、所定のタイミングで樹脂ストレーナを分解洗浄したりすることで、各脱塩塔間での採水量のバランスを保持している。

上述のように所定の脱塩塔への通水を一定期間停止することによっても、各脱塩塔間での採水量のバランスを保持することはできるが、通水を再開した際、各塔間での採水量のバランスは改善されないため、比較的頻繁に通水を停止しなければならない虞がある。

このため、樹脂ストレーナの逆洗処理を適宜実施することで各脱塩塔間の採水量のバランスを保持するのが好ましい。しかしながら、樹脂ストレーナの分解洗浄は、作業が非常に煩雑であるという問題がある。また、樹脂ストレーナを逆洗処理することも考えられるが、この逆洗処理を手動で実施するのも、やはり作業が非常に煩雑であるという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、樹脂ストレーナの逆洗処理を容易に実施でき、復水の浄化を常に良好に行うことができる復水脱塩装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、イオン交換樹脂が充填された脱塩塔が複数並設されると共に、各脱塩塔の出口配管に樹脂ストレーナがそれぞれ配された復水脱塩装置であって、各樹脂ストレーナの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段と、該差圧検出手段の検出結果が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する逆洗手段とを具備することを特徴とする復水脱塩装置にある。

本発明の第２の態様は、イオン交換樹脂が充填された脱塩塔が複数並設されると共に、各脱塩塔の出口配管に樹脂ストレーナがそれぞれ配された復水脱塩装置であって、復水の総流量を検出する復水流量検出手段と、各脱塩塔に流入する復水の個別流量を検出する個別流量検出手段とを具備すると共に、前記復水流量検出手段の検出結果に基づいて前記個別流量の基準値を設定する設定手段と、前記個別流量検出手段の検出結果と前記基準値との差が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する逆洗手段とを具備することを特徴とする復水脱塩装置にある。

本発明の第３の態様は、各樹脂ストレーナの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段をさらに有し、前記逆洗手段は、前記差圧検出手段の検出結果が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施することを特徴とする第２の態様の復水脱塩装置にある。

本発明の第４の態様は、前記樹脂ストレーナには復水が排出されるブロー管が接続されていると共に、該ブロー管及び前記脱塩塔の出口配管にはそれぞれ開閉弁が設けられており、前記逆洗手段は、前記出口配管に設けられた開閉弁を閉動作させると共に、前記ブロー管に設けられた開閉弁を開動作させることで、前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施することを特徴とする第１〜３の何れか一つの態様の復水脱塩装置にある。

本発明の第５の態様は、各脱塩塔から排出された復水が貫流ボイラに供給されることを特徴とする第１〜４の何れか一つの態様の復水脱塩装置にある。

かかる本発明の復水脱塩装置では、樹脂ストレーナの逆洗処理が所定のタイミングで自動的に実施される。このため、作業者は、逆洗処理の実施に伴う煩雑な作業から開放される。また、樹脂ストレーナの逆洗処理が、最適なタイミングで実施されるため、復水を常に良好に浄化して、ボイラ等に供給することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る復水脱塩装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、復水脱塩装置１０は、複数（本実施形態では、３つ）の脱塩塔１１ａ〜１１ｃと、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに復水を供給する供給配管１２と、脱塩塔１１ａ〜１１ｃに通水された復水が流出する流出配管１３とを具備する。供給配管１２は、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの入口配管１４に接続されており、流出配管１３は、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの出口配管１５に接続されている。供給配管１２には、復水を各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに供給するための供給ポンプ１６が配されており、流出配管１３には、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃから流出した復水を、貫流ボイラ（図示なし）に供給するための送出ポンプ１７が配されている。

各脱塩塔１１ａ〜１１ｃには、イオン交換樹脂、例えば、カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂が充填されており、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの出口配管１５には、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃから樹脂が流出した場合に、その樹脂をトラップするための樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃがそれぞれ設けられている。

これら各樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃには、後述する逆洗処理時に復水が排出されるブロー管１９ａ〜１９ｃが接続されている。各ブロー管１９ａ〜１９ｃと、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの入口配管１４及び出口配管１５とには、それぞれ開閉弁２０ａ〜２０ｉが設けられている。

また、流出配管１３には、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに通水された復水の総流量を検出する流量計（復水流量検出手段）２１が設けられ、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの入口配管１４には、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに流入する復水の流量（個別流量）を検出する流量計（個別流量検出手段）２２ａ〜２２ｃが設けられている。さらに本実施形態では、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの出口配管１５に、各樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの出入口間の差圧を検出する圧力計（差圧検出手段）２３ａ〜２３ｃが設けられている。

そして、例えば、貫流ボイラ等から排出された蒸気が復水器（図示なし）によって冷却された復水が、この復水脱塩装置１０に供給される。つまり、復水が供給ポンプ１６によって供給配管１２を介して各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに通水される。復水は各脱塩塔１１ａ〜１１ｃ内でイオン交換樹脂によって脱塩処理されて不純物が除去される。各脱塩塔１１ａ〜１１ｃから流出配管１３に流出した復水は、送出ポンプ１７によって再び貫流ボイラに供給されるようになっている。

このように復水を浄化する際、各開閉弁２０ａ〜２０ｉを図示しない制御部によって適宜開閉させることで、復水脱塩装置１０内での復水の流れを制御している。本発明の復水脱塩装置１０では、採水中に、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃへの通水状態を適宜検出し、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃに樹脂詰まりが生じていると判定された場合に、所定の開閉弁２０ａ〜２０ｉを開閉させることで、詰まりが生じている樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの逆洗処理を実施している（逆洗手段）。

以下、図２〜図４を参照して、本発明の復水脱塩装置における樹脂ストレーナの逆洗処理手順について説明する。なお、図２及び図３は、樹脂ストレーナの逆洗処理手順を示すフローチャートであり、図４は、逆洗処理中の復水脱塩装置の作動状態を示す概略図である。

まず、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに通水される通水量の基準値（基準通水量）Ｑ１を予め算出する。具体的には、図２に示すように、採水を開始すると（ステップＳ１）、ステップＳ２で全塔運転中か否かを判定する。つまり、脱塩塔１１ａ〜１１ｃの全てに復水が通水された状態であるか否かを判定する。そして、全塔運転中であると判定された場合には（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、流量計（復水流量検出手段）２１の検出値に基づいて基準通水量を算出する（ステップＳ３）。例えば、本実施形態では、基準通水量Ｑ１を（流量計の検出結果／脱塩塔の塔数）として求めている。勿論、この基準通水量の算出方法は、特に限定されず、例えば、給水流量、出力、脱気器レベル等から推定するようにしてもよい。なお、ステップＳ２で全塔運転中ではないと判定された場合には（ステップＳ２：Ｎｏ）、基準通水量を正確に算出することができないため、この処理フローを一旦終了する。

そして、このように算出した基準通水量Ｑ１に基づいて樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの通水状態（樹脂の詰まり具合）を判定し、樹脂詰まりが生じていると判定された場合には、該当する樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する。

図３に示すように、まずステップＳ１１で採水を開始する。このとき、図４（ａ）に示すように、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃの入口配管１４及び出口配管１５に設けられる開閉弁２０ａ〜２０ｆは開いた状態（開状態）となっており、各ブロー管１９ａ〜１９ｃに設けられている開閉弁２０ｇ〜２０ｉは閉状態となっている。

次いで各樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの通水状態を判定する。具体的には、まず各流量計（個別流量検出手段）２２ａ，２２ｂ，２２ｃによって検出された個別流量Ｑ２ａ，Ｑ２ｂ，Ｑ２ｃのそれぞれと基準通水量Ｑ１との差（Ｑ１−Ｑ２ａ），（Ｑ１−Ｑ２ｂ），（Ｑ１−Ｑ２ｃ）が、所定値Ｑｄよりも大きいか否かを判定する。すなわち、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃに流入する復水の個別流量Ｑ２ａ〜Ｑ２ｃが基準通水量Ｑ１よりも大幅に低下していないかどうかを判定する。なお、所定値Ｑｄは、復水脱塩装置１０の処理能力に応じて適宜決定されればよい。ここで、（Ｑ２ａ−Ｑ１）≦Ｑｄ、（Ｑ２ｂ−Ｑ１）≦Ｑｄ又は（Ｑ２ｃ−Ｑ１）≦Ｑｄである場合には（ステップＳ１２：Ｎｏ）、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃは何れも樹脂詰まりが生じていないと判定して、通常採水を実施する（ステップＳ１７）。

一方、（Ｑ２−Ｑ１）＞Ｑｄである場合には（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、該当する樹脂ストレーナの差圧が所定値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１３）。この例では、具体的には、圧力計（差圧検出手段）の検出結果である差圧Ｐ１が、所定値Ｐｄよりも大きいか否かを判定する。なお所定値Ｐｄも復水脱塩装置の処理能力に応じて適宜決定されればよい。ここで、差圧Ｐ１≦Ｐｄである場合には（ステップＳ１３：Ｎｏ）、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃは何れも樹脂詰まりが生じていない判定されて、通常採水が実施される（ステップＳ１７）。このとき差圧Ｐ１＞Ｐｄである場合には（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの何れかに樹脂詰まりが生じていると判定され、該当する樹脂ストレーナの逆洗処理が実施される。例えば、樹脂ストレーナ１８ａに樹脂詰まりが生じていると判定された場合、まずステップＳ１４で該当する樹脂ストレーナ１８ａに対応する脱塩塔１１ａへの通水を停止する。つまり、図４（ｂ）に示すように、脱塩塔１１ａの入口配管１４及び出口配管１５に設けられている開閉弁２０ａ，２０ｄを閉状態とする。さらに、樹脂ストレーナ１８ａに接続されたブロー管１９ａに設けられている開閉弁２０ｇを開状態とする（ステップＳ１５）。これにより、樹脂ストレーナ１８ａの逆洗処理が実施される。

具体的には、図４（ｂ）中に矢印で示すように、流出配管１３から出口配管１５に復水が流れ込み、流れ込んだ復水が樹脂ストレーナ１８ａを通過しブロー管１９ａから外部に排出される。このとき、樹脂ストレーナ１８ａに詰まっている樹脂が復水と共にブロー管１９ａから外部に排出され、樹脂ストレーナ１８ａの樹脂詰まりが解消される。その後、ステップＳ１６で樹脂ストレーナ１８ａへの通水を再開し、通常採水に戻る（ステップＳ１７）。すなわちブロー管１９ａに設けられている開閉弁２０ｇを閉状態とし、脱塩塔１１ａに連通する入口配管１４及び出口配管１５に設けられている開閉弁２０ａ，２０ｄを開状態として、通常採水を実施する。

以上説明したように、本発明の復水脱塩装置１０では、適切なタイミングで樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの逆洗処理が自動的に実施されるため、イオン交換樹脂の再生処理を実施する間隔が比較的長くても、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃ間での採水量に差が生じてしまうのを抑制することができる。したがって、常に良好に復水を浄化することができる。

また、本実施形態では、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの通水状態として、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃへの通水量、つまり個別流量Ｑ２と基準通水量Ｑ１との差と、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの出入口での差圧との２系統で判定するようにしているため、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの樹脂詰まりを正確に判定することができ、最適なタイミングで樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの逆洗処理を実施することができる。

なお、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの逆洗処理のタイミングは、必ずしも各脱塩塔１１ａ〜１１ｃへの通水量と、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの出入口での差圧との両方で判定する必要はなく、何れか一方のみで判定するようにしてもよい。すなわち、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの逆洗処理のタイミングは、各脱塩塔１１ａ〜１１ｃへの通水量のみで判定してもよいし、樹脂ストレーナ１８ａ〜１８ｃの出入口での差圧のみで判定するようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る復水脱塩装置の概略構成図である。樹脂ストレーナの逆洗処理の実施手順の一部を示すフローチャートである。樹脂ストレーナの逆洗処理の実施手順を示すフローチャートである本発明の一実施形態に係る復水脱塩装置の作動状態を示す概略図である。

符号の説明

１０復水脱塩装置
１１ａ〜１１ｃ脱塩塔
１２供給配管
１３流出配管
１４入口配管
１５出口配管
１６供給ポンプ
１７送出ポンプ
１８ａ〜１８ｃ樹脂ストレーナ
１９ａ〜１９ｃブロー管
２０ａ〜２０ｉ開閉弁

Claims

イオン交換樹脂が充填された脱塩塔が複数並設されると共に、各脱塩塔の出口配管に樹脂ストレーナがそれぞれ配された復水脱塩装置であって、
各樹脂ストレーナの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段と、
該差圧検出手段の検出結果が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する逆洗手段とを具備することを特徴とする復水脱塩装置。
イオン交換樹脂が充填された脱塩塔が複数並設されると共に、各脱塩塔の出口配管に樹脂ストレーナがそれぞれ配された復水脱塩装置であって、
復水の総流量を検出する復水流量検出手段と、各脱塩塔に流入する復水の個別流量を検出する個別流量検出手段とを具備すると共に、
前記復水流量検出手段の検出結果に基づいて前記個別流量の基準値を設定する設定手段と、前記個別流量検出手段の検出結果と前記基準値との差が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施する逆洗手段とを具備することを特徴とする復水脱塩装置。
各樹脂ストレーナの出入口間の差圧を検出する差圧検出手段をさらに有し、
前記逆洗手段は、前記差圧検出手段の検出結果が所定値を超えたことを条件に、該当する脱塩塔への復水の流入を停止して前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施することを特徴とする請求項２に記載の復水脱塩装置。
前記樹脂ストレーナには復水が排出されるブロー管が接続されていると共に、該ブロー管及び前記脱塩塔の出口配管にはそれぞれ開閉弁が設けられており、前記逆洗手段は、前記出口配管に設けられた開閉弁を閉動作させると共に、前記ブロー管に設けられた開閉弁を開動作させることで、前記樹脂ストレーナの逆洗処理を実施することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の復水脱塩装置。
各脱塩塔から排出された復水が貫流ボイラに供給されることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の復水脱塩装置。