JP2010236819A - Cleaning device of heat exchanger heat transfer tube - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、冷却水を使用する蒸気タービン復水器や冷凍機凝縮器などの管式熱交換器の伝熱管内面に付着する異物を洗浄除去するための熱交換器伝熱管洗浄装置に関する。 The present invention relates to a heat exchanger heat exchanger tube cleaning device for cleaning and removing foreign matters adhering to the inner surface of a heat exchanger tube of a tubular heat exchanger such as a steam turbine condenser or a refrigerator condenser using cooling water.
従来より、蒸気タービン復水器、冷凍機凝縮器、化学装置などの管式熱交換器においては、多数の直管状伝熱管を配列した管式熱交換器が利用されており、高温流体との熱交換のために冷却水を使用している。冷却水の種類としては淡水や海水などがある。このように熱交換器に冷却水を使用して運転を行っていると、冷却水中の砂塵、藻、カルシウム、シリカ等の異物などが作用して伝熱管内面の汚れを進行させる。その結果、熱交換器の熱伝達率が低下するので、復水器真空度の低下や冷凍機能力の低下などをもたらし、また、伝熱管の水頭損失の増加などが現れる。 Conventionally, in tubular heat exchangers such as steam turbine condensers, refrigerator condensers, and chemical devices, tubular heat exchangers in which a large number of straight tubular heat transfer tubes are arranged have been used. Cooling water is used for heat exchange. Examples of the cooling water include fresh water and seawater. When the operation is performed using the cooling water in the heat exchanger as described above, foreign matters such as dust, algae, calcium, silica, etc. in the cooling water act to promote the contamination on the inner surface of the heat transfer tube. As a result, the heat transfer coefficient of the heat exchanger decreases, resulting in a decrease in condenser vacuum, a decrease in refrigeration function, etc., and an increase in head loss of heat transfer tubes.
このために、伝熱管の内面を必要に応じて洗浄しなければならない。従来の伝熱管洗浄方法としては、特許文献1,2に示されるように、スポンジゴム球などの清掃体を伝熱管内に流して伝熱管の管壁から藻類などの汚染物を除去する技術が知られている。
For this purpose, the inner surface of the heat transfer tube must be cleaned as necessary. As a conventional heat transfer tube cleaning method, as shown in
特許文献1に開示された技術では、熱交換器 100の出口通路 103から入口通路 102に至るバイパス通路 104に、ポンプ 105、遮断弁 106及び集め器 107が挿入され、集め器 107は、循環する全てのスポンジゴム球(清掃体)Bを保持することができ、その底部は、清掃体循環用弁 110を備える出口 109に連なり、底部に設けられたスクリーン 108を通過した冷却水だけを受け取るバイパス 111には冷却水循環専用弁 112が設けられる。ポンプ 105及び遮断弁 106により、スポンジゴム球(清掃体)Bは、集め器 107から弁 110及び出口 109を介して入口通路 102に送入され、熱交換器 100の管 101を通過してこれを清掃した後、出口通路 103に設けた分離装置1により、バイパス通路 104に向かい、集め器 107を経て入口通路 102に再循環される。球の循環だけを止めようとする場合は、清掃体循環用弁 110が閉じられ、全てのスポンジゴム球Bが集め器 107の中に収容されるまで、冷却水循環専用弁 112が開き続けられ、冷却水の一部が再循環される。次いで、遮断弁 106の閉鎖と共にポンプ 105が停止できる。
In the technique disclosed in
特許文献2に示された熱交換器チューブ内のスケール除去装置では、熱交換器11における液体(水など)導出用の排出管13の途中に介装されたボール分離器16と、液体導入用の供給管12との間に、分岐管22を介して、順次、ボール補集器17、第1弁18、ボール溜め19及び第2弁21が接続され、ボール溜め19はボール補集器17の下方位置に設けられ、ボール補集器17から液体のみを強制的にボール溜め19に送り出す給送ポンプ20が、第1弁18と並列な関係で設けられる。スケール除去作業開始時には、予めボール補集器17内に一定量の清掃用ボール15が溜められており、第1弁18を開けて清掃用ボール15をボール溜め19内に入れた後、第1弁18を閉じる(第2弁21は閉じられている)。次に給送ポンプ20を作動し第2弁21を開けて多数の清掃用ボール15をまとめて供給管12中へ一度に注入する。供給管12中へ注入された清掃用ボール15は、熱交換器11中のチューブに入り込み、チューブ中に溜まつたスケールを除去してチューブの清掃を行つた後に排出管13中へ出る。排出管13内を流れる清掃用ボール15はボール分離器16により回収されボール補集器17内へ順次戻される。そして、各清掃用ボール15がボール補集器17内に到達すると、第2弁21が閉じられ、給送ポンプ20が停止される。
In the scale removing device in the heat exchanger tube shown in
従来の熱交換器伝熱管の洗浄装置では多数の障害がある。例えば、特許文献1の技術では、バイパス通路に直列のポンプにより、スポンジボール等の清掃体を含む冷却水を循環させているので、ポンプを損傷する等の障害がある。特許文献2のスケール除去装置では、水液専用の給送ポンプを用いて分流水液を圧送し、この分流水液と共に清掃ボールを供給管に注入するので、ポンプの損傷を防ぐことはできるが、ボール補集器とボール溜めとの間やボール溜めと分岐管との間に、高価な自動制御弁で構成される第1弁や第2弁を設ける必要があるだけでなく、弁の作動により清掃ボールの噛込みや切断が生じて清掃ボールが変形し、熱交換器管内の洗浄力が低下して熱交換能力を低下させたりボール分離器での分離機能に不具合が起こり、また、給送ポンプ及び各弁を互いに連関させて制御しなければならないという複雑な操作性の問題もある。
There are many obstacles in the conventional heat exchanger heat exchanger tube cleaning device. For example, in the technique of
この発明は、このような事情に鑑み、高価な自動制御弁類を用いない低価格かつ簡素な構造で、熱交換器伝熱管の内面を効果的に洗浄して熱交換能力を向上することができるようにした熱交換器伝熱管洗浄装置を提供することを目的とする。 In view of such circumstances, the present invention can effectively clean the inner surface of the heat exchanger heat transfer tube and improve the heat exchange capacity with a low-cost and simple structure that does not use expensive automatic control valves. It is an object of the present invention to provide a heat exchanger heat exchanger tube cleaning apparatus that can be used.
この発明の主たる特徴に従うと、熱交換器(1)内に並設され冷却水が通流する複数の伝熱管(1p)に球状清掃体(SB)を通過させて伝熱管(1p)内面に付着した異物を除去するための熱交換器伝熱管洗浄装置であって、球状清掃体(SB)を伝熱管(1p)へと送り出すと共に伝熱管(1p)を通過した球状清掃体(SB)を回収する清掃体循環装置(2)と、清掃体循環装置(2)から送り出された球状清掃体(SB)を送り出し方向にのみ通流させる逆止弁(5)と、逆止弁(5)を通流した球状清掃体(SB)を、流入管路(6)を経て、熱交換器(1)に冷却水を導く冷却水供給管(3)の中に送り込む清掃体注入管(31)と、熱交換器(1)から冷却水を排出する冷却水排出管(4)から球状清掃体(SB)を分離し、分離された球状清掃体(SB)を、冷却水の一部(「分流清掃水」)と共に、清掃体分流管路(7)を通じて清掃体循環装置(2)に送り返す清掃体分離部(4b)とから成り、清掃体循環装置(2)は、下部側面から球状清掃体(SB)を送り出すための清掃体送出管(25)、中央上部で上方向に移動可能な可動板(24)、及び、可動板(24)に向かう吐出口(22)を有する清掃水注入管(21)を備え、伝熱管に通過させる球状清掃体(SB)を滞留させるための空間を下部に有する筒状の清掃体供給部(2a)と、清掃体供給部(2a)との境界に設けられ、上方向に移動した可動板(24)により、中央に形成された開口(28a)が閉鎖される底板部(28)、底板部(28)上に設けられ、清掃体分流管路(7)から送り返される球状清掃体(SB)及び冷却水(「分流清掃水」)について冷却水は通過させるが球状清掃体(SB)の通過を阻止する多孔性板体で側壁が構成されたふるい筒(27)、及び、ふるい筒(27)の側壁を通過した冷却水を通流するための清掃水導出管(29)を備えた筒状の清掃体回収部(2b)と、清掃水導出管(29)と清掃水注入管(21)との間に介挿された循環ポンプ(2c)とを具備し、循環ポンプ(2c)の作動時には、清掃体回収部(2b)の清掃水導出管(29)から清掃体供給部(2a)の清掃水注入管(21)に冷却水を圧送し、清掃水注入管(21)の吐出口(22)から噴出される冷却水の噴流力により可動板(24)を上方向に移動して清掃体回収部(2b)の底板部(28)に形成された開口(28a)を可動板(24)で閉鎖することによって、清掃体供給部(2a)の下部に滞留されている球状清掃体(SB)を逆止弁(5)及び流入管路(6)を通して清掃体注入管(31)から冷却水供給管(3)に送り込むと共に、伝熱管(1p)を通過し冷却水排出管(4)の清掃体分離部(4b)から清掃体分流管路(7)を通じて清掃体回収部(2b)に送り返された球状清掃体(SB)を、ふるい筒(27)及び可動板(24)で囲まれた空間(「ふるい籠」)に捕集する熱交換器伝熱管洗浄装置〔請求項1〕が提供される。なお、括弧書きは、実施例の参照記号や用語等を表わし、以下においても同様である。 According to the main feature of the present invention, the spherical cleaning body (SB) is passed through the plurality of heat transfer tubes (1p) arranged in parallel in the heat exchanger (1) and through which the cooling water flows, so that the inner surface of the heat transfer tube (1p) is passed. A heat exchanger heat transfer tube cleaning device for removing adhering foreign matter, which sends a spherical cleaning body (SB) to a heat transfer tube (1p) and passes the heat transfer tube (1p) through a spherical cleaning body (SB). The cleaning body circulation device (2) to be recovered, the check valve (5) for allowing the spherical cleaning body (SB) sent out from the cleaning body circulation device (2) to flow only in the delivery direction, and the check valve (5) The cleaning body injection pipe (31) for feeding the spherical cleaning body (SB) that has passed through the cooling water supply pipe (3) that guides the cooling water to the heat exchanger (1) through the inflow pipe (6). And separating the spherical cleaning body (SB) from the cooling water discharge pipe (4) for discharging the cooling water from the heat exchanger (1), A cleaning body separating section (4b) that sends back the separated spherical cleaning body (SB) together with a part of the cooling water ("divided cleaning water") to the cleaning body circulation device (2) through the cleaning body branch pipe (7). The cleaning body circulation device (2) includes a cleaning body delivery pipe (25) for sending out the spherical cleaning body (SB) from the lower side surface, a movable plate (24) movable upward in the center upper portion, and A cylindrical cleaning device having a cleaning water injection pipe (21) having a discharge port (22) toward the movable plate (24) and having a space for retaining a spherical cleaning body (SB) to be passed through the heat transfer pipe at the bottom. A bottom plate portion provided at the boundary between the body supply portion (2a) and the cleaning body supply portion (2a) and having an opening (28a) formed in the center thereof closed by a movable plate (24) moved upward. 28), provided on the bottom plate (28), and sent from the cleaning body diversion pipe (7) For the returned spherical cleaning body (SB) and cooling water ("divided cleaning water"), a sieve tube (27 having a side wall constituted by a porous plate that allows passage of cooling water but prevents passage of the spherical cleaning body (SB) (27) ), And a cylindrical cleaning body recovery part (2b) provided with a cleaning water outlet pipe (29) for flowing cooling water that has passed through the side wall of the sieve cylinder (27), and a cleaning water outlet pipe (29 ) And a cleaning water injection pipe (21), and a circulation pump (2c) interposed between them, and when the circulation pump (2c) is operated, a cleaning water lead-out pipe (29 ) To the cleaning water injection pipe (21) of the cleaning body supply part (2a), and the movable plate (21) is moved by the jet force of the cooling water ejected from the discharge port (22) of the cleaning water injection pipe (21). 24) is moved upward and the opening (2) formed in the bottom plate part (28) of the cleaning body recovery part (2b) 8a) is closed with a movable plate (24) to clean the spherical cleaning body (SB) retained in the lower part of the cleaning body supply section (2a) through the check valve (5) and the inflow pipe (6). It is fed from the body injection pipe (31) to the cooling water supply pipe (3) and passes through the heat transfer pipe (1p) from the cleaning body separation part (4b) of the cooling water discharge pipe (4) to the cleaning body branch pipe (7). Heat exchanger transfer that collects the spherical cleaning body (SB) sent back to the cleaning body recovery part (2b) through the space surrounded by the sieve cylinder (27) and the movable plate (24) ("sieve bowl") A hot-tube cleaning device (claim 1) is provided. Note that the parentheses indicate reference symbols, terms, and the like of the embodiment, and the same applies to the following.
この発明による熱交換器伝熱管洗浄装置において、清掃体分離部(4b)は、大径部が熱交換器(1)側に位置し小径部(42)が冷却水下流側に位置し、大径部の周縁が冷却水排出管(4)の内壁に接続され、熱交換器(1)から排出される冷却水は通過させるが冷却水と共に排出される球状清掃体(SB)の通過を阻止する多孔性板体で構成されたふるい漏斗(41)と、ふるい漏斗(41)の小径部(42)を引込み口として、ふるい漏斗(41)により通過を阻止された球状清掃体(SB)を清掃体分流管路(7)に引き込む清掃体引込み管(43)とを具備する〔請求項2〕ように構成することができる。 In the heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to the present invention, the cleaning body separating portion (4b) has a large diameter portion located on the heat exchanger (1) side and a small diameter portion (42) located on the downstream side of the cooling water. The peripheral edge of the diameter portion is connected to the inner wall of the cooling water discharge pipe (4), and the cooling water discharged from the heat exchanger (1) is allowed to pass but the passage of the spherical cleaning body (SB) discharged together with the cooling water is blocked. And a spherical cleaning body (SB) blocked by the sieve funnel (41) with the small diameter portion (42) of the sieve funnel (41) as a drawing port. A cleaning body lead-in pipe (43) to be drawn into the cleaning body branch pipe (7) can be provided.
この洗浄装置において、清掃体注入管(31)は、冷却水供給管(3)内において、冷却水上流方向に向かう清掃体注入口(32)を有し、清掃体引込み管(43)の引込み口(42)は、清掃体注入管(31)の注入口(32)と同一水平面上の位置にあり、冷却水通流方向に垂直な面積が清掃体注入管(31)の注入口(32)より小さい〔請求項3〕ように構成することができる。また、清掃体分離部(4b)は、さらに、ふるい漏斗(41)内に、熱交換器(1)から排出される冷却水の流れに乱流を生じさせる乱流部材(44)を具備する〔請求項4〕ように構成することができる。 In this cleaning device, the cleaning body injection pipe (31) has a cleaning body injection port (32) directed in the cooling water upstream direction in the cooling water supply pipe (3), and the cleaning body inlet pipe (43) is drawn. The mouth (42) is located on the same horizontal plane as the inlet (32) of the cleaning body injection pipe (31), and the area perpendicular to the cooling water flow direction is the inlet (32) of the cleaning body injection pipe (31). ) Smaller than the above (claim 3). Moreover, the cleaning body separation part (4b) further includes a turbulent flow member (44) that generates a turbulent flow in the flow of the cooling water discharged from the heat exchanger (1) in the sieve funnel (41). [Claim 4] It can comprise.
この発明による熱交換器伝熱管洗浄装置は、さらに、循環ポンプ(2c)の作動及び不作動を制御する制御装置(2e)を備える〔請求項5〕ように構成することができる。 The heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to the present invention can be configured to further include a control device (2e) for controlling the operation and non-operation of the circulation pump (2c).
この発明の主たる特徴による熱交換器伝熱管洗浄装置(請求項1)では、熱交換器(1)内に並設され冷却水が通流する複数の伝熱管(1p)に球状清掃体(SB)を通過させて伝熱管(1p)の内面に付着した異物を除去するために、清掃体循環装置(2)、逆止弁(5)、清掃体注入管(31)及び清掃体分離部(4b)が設けられ、清掃体循環装置(2)により、逆止弁(5)、清掃体注入管(31)、熱交換器(1)内の伝熱管(1p)、清掃体分離部(4b)及び清掃体循環装置(2)に戻って循環する冷却水と共に、球状清掃体(SB)は伝熱管(1p)へと送り出され伝熱管(1p)を通過した後で回収される。つまり、清掃体循環装置(2)から球状清掃体(SB)と共に熱交換器(1)に循環させる冷却水は、分流清掃水(或いは循環清掃水)と呼ばれ、清掃体循環装置(2)から分流清掃水と共に送り出された球状清掃体(SB)は、逆止弁(5)により送り出し方向にのみ通流させられ、流入管路(6)を経て、清掃体注入管(31)から熱交換器(1)の冷却水供給管(3)に送り込まれる。冷却水供給管(3)に送り込まれた球状清掃体(SB)は、熱交換器(1)内の多数の伝熱管(1p)内を通過し、通過の際に伝熱管(1p)内面に付着した異物を除去し、冷却水と共に冷却水排出管(4)に排出される。冷却水排出管(4)では、清掃体分離部(4b)により球状清掃体(SB)が分離され、冷却水の一部(分流清掃水)と共に清掃体分流管路(7)を通じて清掃体循環装置(2)に送り返される。 In the heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to the main feature of the present invention (Claim 1), a spherical cleaning body (SB) is provided in a plurality of heat exchanger tubes (1p) arranged in parallel in the heat exchanger (1) and through which cooling water flows. ) Through the cleaning body circulation device (2), the check valve (5), the cleaning body injection pipe (31) and the cleaning body separating section ( 4b) is provided, and by the cleaning body circulation device (2), the check valve (5), the cleaning body injection pipe (31), the heat transfer pipe (1p) in the heat exchanger (1), the cleaning body separating part (4b) ) And the cooling water circulating back to the cleaning body circulation device (2), the spherical cleaning body (SB) is sent to the heat transfer pipe (1p) and is collected after passing through the heat transfer pipe (1p). That is, the cooling water to be circulated from the cleaning body circulation device (2) to the heat exchanger (1) together with the spherical cleaning body (SB) is called diverted cleaning water (or circulation cleaning water), and the cleaning body circulation device (2). The spherical cleaning body (SB) sent out together with the diverted cleaning water is allowed to flow only in the feeding direction by the check valve (5), is heated from the cleaning body injection pipe (31) via the inflow conduit (6). It is sent to the cooling water supply pipe (3) of the exchanger (1). The spherical cleaning body (SB) fed into the cooling water supply pipe (3) passes through a large number of heat transfer pipes (1p) in the heat exchanger (1) and passes through the heat transfer pipe (1p) on the inner surface. The adhered foreign matter is removed and discharged together with the cooling water to the cooling water discharge pipe (4). In the cooling water discharge pipe (4), the spherical cleaning body (SB) is separated by the cleaning body separating section (4b), and the cleaning body is circulated through the cleaning body branch pipe (7) together with a part of the cooling water (divided cleaning water). Sent back to the device (2).
より詳しくいうと、清掃体循環装置(2)は、上下に配設された筒状の清掃体回収部(2b)及び清掃体供給部(2a)を分流清掃水圧送専用の循環ポンプ(2c)でバイパスする構造を呈している。清掃体供給部(2a)は、下部側面から球状清掃体(SB)を送り出す清掃体送出管(25)と、中央上部で上方向に移動可能な可動板(24)と、可動板(24)に向かう吐出口(22)を有する清掃水注入管(21)とを備え、伝熱管に通過させる球状清掃体(SB)を滞留させるための空間(「清掃体滞留部」)を下部に有している。また、清掃体回収部(2b)は、清掃体供給部(2a)との境界に設けられた底板部(28)と、底板部(28)上に設けられ、清掃体分流管路(7)から送り返される冷却水は通過させるが球状清掃体(SB)については通過を阻止する多孔性板体で側部が構成されたふるい筒(27)と、ふるい筒(27)の側部を通過した冷却水を通流させる清掃水導出管(29)を備え、底板部(28)の中央には開口(28a)が形成され、清掃体供給部(2a)の可動板(24)が上方向に移動すると、可動板(24)により開口(28a)が閉鎖され、ふるい筒(27)と間で、ふるい籠と呼ばれる清掃体捕集空間が生じるように構成されている。そして、清掃水導出管(29)と清掃水注入管(21)との間に循環ポンプ(2c)が介挿される。 More specifically, the cleaning body circulation device (2) includes a cylindrical cleaning body recovery section (2b) and a cleaning body supply section (2a) disposed above and below, and a circulation pump (2c) dedicated to diverted cleaning water pressure feeding. It has a bypass structure. The cleaning body supply unit (2a) includes a cleaning body delivery pipe (25) for feeding out the spherical cleaning body (SB) from the lower side surface, a movable plate (24) movable upward in the center upper portion, and a movable plate (24). And a cleaning water injection pipe (21) having a discharge port (22) heading to the bottom, and a space ("cleaning body staying part") for retaining the spherical cleaning body (SB) that passes through the heat transfer pipe is provided at the lower part. ing. The cleaning body recovery part (2b) is provided on the bottom plate part (28) provided on the boundary with the cleaning body supply part (2a), and on the bottom plate part (28), and the cleaning body branch pipe (7). The cooling water sent back from is passed through, but the spherical cleaning body (SB) has passed through the sieve cylinder (27) whose side is composed of a porous plate that blocks the passage, and the side of the sieve cylinder (27). A cleaning water outlet pipe (29) for allowing cooling water to flow is provided, an opening (28a) is formed at the center of the bottom plate portion (28), and the movable plate (24) of the cleaning body supply portion (2a) is directed upward. When it moves, the opening (28a) is closed by the movable plate (24), and a cleaning body collecting space called a sieve is formed between the opening (28a) and the sieve tube (27). A circulation pump (2c) is interposed between the cleaning water outlet pipe (29) and the cleaning water injection pipe (21).
伝熱管(1p)の清掃時には、循環ポンプ(2c)を作動させるだけで、清掃体回収部(2b)の清掃水導出管(29)から清掃体供給部(2a)の清掃水注入管(21)に分流清掃水が圧送され、清掃水注入管(21)の吐出口(22)から噴出される冷却水の噴流力によって可動板(24)が上方向に移動するので、清掃体回収部(2b)の底板部(28)に形成された開口(28a)は可動板(24)で閉鎖される。これによって、清掃体供給部(2a)の下部に滞留されている球状清掃体(SB)は、逆止弁(5)及び流入管路(6)を通して清掃体注入管(31)から冷却水供給管(3)に送り込まれるだけでなく、伝熱管(1p)を通過し冷却水排出管(4)の清掃体分離部(4b)から清掃体分流管路(7)を通じて清掃体回収部(2b)に送り返された球状清掃体(SB)は、ふるい筒(27)及び可動板(24)で囲まれた清掃体収納空間(「ふるい籠」)で捕集することができる。そして、清掃体供給部(2a)の下部に滞留されていた全ての球状清掃体(SB)が清掃体回収部(2b)の清掃体捕集空間(「ふるい籠」)に回収されると、循環ポンプ(2c)の作動を停止するだけで、元の状態に戻る。 At the time of cleaning the heat transfer pipe (1p), the cleaning water injection pipe (21) of the cleaning body supply section (2a) from the cleaning water outlet pipe (29) of the cleaning body recovery section (2b) can be obtained simply by operating the circulation pump (2c). ) And the movable plate (24) is moved upward by the jet force of the cooling water ejected from the discharge port (22) of the cleaning water injection pipe (21). The opening (28a) formed in the bottom plate part (28) of 2b) is closed by the movable plate (24). Thereby, the spherical cleaning body (SB) staying in the lower part of the cleaning body supply section (2a) is supplied with cooling water from the cleaning body injection pipe (31) through the check valve (5) and the inflow pipe (6). In addition to being sent to the pipe (3), the cleaning body recovery part (2b) passes through the heat transfer pipe (1p) and passes through the cleaning body separation pipe (7) from the cleaning body separation part (4b) of the cooling water discharge pipe (4). The spherical cleaning body (SB) sent back to () can be collected in the cleaning body storage space ("sieve jar") surrounded by the sieve cylinder (27) and the movable plate (24). And, when all the spherical cleaning bodies (SB) staying in the lower part of the cleaning body supply part (2a) are recovered in the cleaning body collection space ("sieve bowl") of the cleaning body recovery part (2b), It returns to the original state only by stopping the operation of the circulation pump (2c).
従って、この発明によれば、高価な自動制御弁類を用いない低価格かつ簡素な構造で、熱交換器伝熱管の内面を効果的に洗浄して熱交換能力を向上することができる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to effectively clean the inner surface of the heat exchanger heat transfer tube and improve the heat exchange capability with a low cost and simple structure that does not use expensive automatic control valves.
また、この発明による熱交換器伝熱管洗浄装置の清掃体分離部(4b)には、多孔性板体で作成された漏斗状のふるい漏斗(41)と清掃体引込み管(43)が設けられ、ふるい漏斗(41)は、大径部が熱交換器(1)側に位置し冷却水排出管(4)の内壁に接続され、多孔性板体により、熱交換器(1)から排出される冷却水は通過させるが冷却水と共に排出される球状清掃体(SB)の通過を阻止し、清掃体引込み管(43)は、ふるい漏斗(41)の小径部に接続される引込み口(42)から、ふるい漏斗(41)により通過が阻止された球状清掃体(SB)を清掃体分流管路(7)に引き込むようにしている(請求項2)。従って、この発明によれば、清掃体回収部のふるい筒に使用される多孔性板体と同質の多孔性板体をふるい漏斗に使用して清掃体分離部を実現することができる。 Moreover, the cleaning body separation part (4b) of the heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to the present invention is provided with a funnel-shaped sieve funnel (41) made of a porous plate and a cleaning body lead-in pipe (43). The sieve funnel (41) has a large diameter portion located on the heat exchanger (1) side and connected to the inner wall of the cooling water discharge pipe (4), and is discharged from the heat exchanger (1) by the porous plate. However, the cleaning body retracting pipe (43) is connected to the small diameter portion of the sieve funnel (41). ), The spherical cleaning body (SB) blocked by the sieve funnel (41) is drawn into the cleaning body branch pipe (7) (Claim 2). Therefore, according to this invention, a cleaning body separation part can be realized by using a porous plate body of the same quality as the porous plate body used for the sieve cylinder of the cleaning body recovery part in the sieve funnel.
この場合、清掃体注入管(31)の注入口(32)は、冷却水供給管(3)内において冷却水上流方向に向かい、清掃体注入口(32)と同一水平面上に位置する清掃体引込み管(43)の引込み口(42)は、冷却水通流方向に垂直な面積が清掃体注入口(32)より小さい(請求項3)。従って、この発明によれば、冷却水の一部が冷却水流により清掃体引込み管から清掃体分流管路に分流するのを阻止し、清掃体供給部から冷却水供給管内に球状清掃体が不用意に流出されるのを防止することができる。 In this case, the inlet (32) of the cleaning body injection pipe (31) faces the upstream side of the cooling water in the cooling water supply pipe (3) and is located on the same horizontal plane as the cleaning body injection inlet (32). The inlet (42) of the inlet pipe (43) has an area perpendicular to the cooling water flow direction smaller than the cleaning body inlet (32). Therefore, according to the present invention, a part of the cooling water is prevented from being diverted from the cleaning body drawing pipe into the cleaning body branch pipe by the cooling water flow, and the spherical cleaning body is not formed in the cooling water supply pipe from the cleaning body supply section. It is possible to prevent it from being leaked easily.
また、清掃体分離部(4b)のふるい漏斗(41)内に乱流部材(44)を設けて、熱交換器(1)から排出される冷却水の流れに乱流を生じさせるようにしている(請求項4)。従って、この発明によれば、球状清掃体が固まって清掃体引込み口に流入するのを阻止することができる。 Further, a turbulent flow member (44) is provided in the sieve funnel (41) of the cleaning body separating portion (4b) so as to generate a turbulent flow in the flow of the cooling water discharged from the heat exchanger (1). (Claim 4). Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the spherical cleaning body from solidifying and flowing into the cleaning body drawing port.
この発明による熱交換器伝熱管洗浄装置には、循環ポンプ(2c)の作動及び不作動を制御する制御装置(2e)が備えられる(請求項5)。従って、この発明によれば、制御装置を用いて循環ポンプの作動及び不作動を制御するだけで、簡単に、熱交換器伝熱管の清掃の開始及び停止を制御することができる。 The heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to the present invention includes a control device (2e) for controlling the operation and non-operation of the circulation pump (2c). Therefore, according to the present invention, it is possible to easily control the start and stop of cleaning of the heat exchanger heat transfer tubes only by controlling the operation and non-operation of the circulation pump using the control device.
〔熱交換器伝熱管洗浄システムの概略構成〕
図1は、この発明の一実施例による熱交換器伝熱管洗浄システムの構成を説明するための図であり、特に非清掃時即ち循環ポンプ停止時における状態を示す。この発明の一実施例による熱交換器伝熱管洗浄システムでは、多数の伝熱管1pを備えた熱交換器1に対して、球状清掃体SBを伝熱管1pへと送り出すと共に伝熱管1pを通過した球状清掃体SBを回収する清掃体循環装置2が設けられる。蒸気タービン復水器や冷凍機凝縮器などとして機能する熱交換器1は、入口水室1iと出口水室1oとの間に多数の伝熱管1pを備え、入口水室1iの上流側及び出口水室1oの下流側にはそれぞれ冷却水供給管3及び冷却水排出管4が設けられる。この例では、これら熱交換器1、冷却水供給管3及び冷却水排出管4は、鋼板製のフランジ管で構成されており、水平方向の中心軸x−xを有する。熱交換器1に対して冷却水供給管3の更に上流側に設置された冷却水供給ポンプ(図示せず)により取水源や冷却塔などの冷却水供給源(図示せず)から供給される冷却水は、冷却水供給管3を介して熱交換器1の伝熱管1p内を通過し、伝熱管1p内を通過している間、伝熱管1p外を通る被冷却流体(図示せず。例えば、冷凍機凝縮器であれば冷媒)を冷却する。そして、熱交換器1の伝熱管1p内を通過した冷却水は、冷却水排出管4を介して排水先や冷却塔などの冷却水帰還先(図示せず)に戻される。
[Schematic configuration of heat exchanger tube cleaning system]
FIG. 1 is a view for explaining the configuration of a heat exchanger heat exchanger tube cleaning system according to an embodiment of the present invention, and particularly shows a state when not cleaning, that is, when a circulation pump is stopped. In the heat exchanger heat exchanger tube cleaning system according to one embodiment of the present invention, the spherical cleaning body SB is sent to the
ここで、冷却水には、砂塵、藻、カルシウム、シリカ等の異物が含まれており、冷却運転を続けている間に、これら異物が伝熱管1pの内面に付着して汚れが進行し、熱交換器1の熱伝達率が低下する。そこで、伝熱管1pの清掃が必要になると、清掃体循環装置2を作動させて、球状清掃体SBを伝熱管1pに送り出し、球状清掃体SBで伝熱管1pの内面を洗浄した上、伝熱管1pを通過した球状清掃体SBを清掃体循環装置2に戻す。球状清掃体SBは、伝熱管1pの内径にほぼ等しいか僅かに大きい外径を有し、スポンジや海綿のように多孔質で弾性のある球状体であり、材料の典型例としてはゴム製である。なお、球状清掃体SBは、海綿体、清掃ボール或いは単にボールとも呼ばれる。
Here, the cooling water contains foreign matters such as dust, algae, calcium, silica, etc., and while the cooling operation is continued, these foreign matters adhere to the inner surface of the
清掃体循環装置2は、主として、清掃体供給部2a、清掃体回収部2b及び循環ポンプ2cで構成されており、循環ポンプ2cを作動すると、清掃体供給部2aから、球状清掃体SBを含む水が送り出され、逆止弁5及び清掃体流入管路6を介して冷却水供給管3内に噴射される。なお、球状清掃体SBを移送して伝熱管1pを洗浄するために清掃体循環装置2を通る水は、伝熱管1pを通った冷却水から分流した冷却水の一部が用いられ、清掃体循環装置2から再び伝熱管1pに戻って循環するので、特に「分流清掃水」又は「循環清掃水」と呼ばれる。冷却水供給管3内に噴射された分流清掃水に含まれる球状清掃体SBは、冷却水供給ポンプからの冷却水に混入されて熱交換器1に向かって移動する。熱交換器1の伝熱管1pを通過した球状清掃体SBは、冷却水排出管4に排出される冷却水中に混在しており、冷却水の一部と共に、冷却水排出管4から清掃体分流管路7及び開閉弁8を介して清掃体循環装置2の清掃体回収部2bに戻される。
The cleaning
この発明の一実施例による熱交換器伝熱管洗浄システムでは、清掃体循環装置2の循環ポンプ2cを作動させるだけで、熱交換器1の伝熱管1pを洗浄することができる。つまり、循環ポンプ2cを作動すると、清掃体供給部2aの清掃水注入管21に分流清掃水が圧送され、清掃水注入管21から噴出される冷却水の噴流力によって可動板24が上昇し、清掃体回収部2bの底板部28の開口28aを閉鎖する。これによって、清掃体供給部2a下部に滞留している球状清掃体SBは、逆止弁5及び流入管路6を通して清掃体注入管31から冷却水供給管3に送り込まれると共に、伝熱管1pを通過し冷却水排出管4の清掃体分離部4bから清掃体分流管路7を通じて清掃体回収部2bに送り返された球状清掃体SBは、ふるい籠(ふるい筒27+可動板24)に捕集される。そして、全ての球状清掃体SBがふるい籠に回収されたときに、循環ポンプ2cの作動を停止すると、可動板24が落下し、全ての球状清掃体SBが清掃体回収部2bから開口28aを通して清掃体供給部2aに移動し、清掃体供給部2aに全ての球状清掃体SBが滞留する元の状態に戻る。以下、詳しく説明する。
In the heat exchanger heat transfer tube cleaning system according to the embodiment of the present invention, the
〔清掃体循環装置〕
清掃体循環装置2の清掃体供給部2a及び清掃体回収部2bは、「ボール溜め」とも呼ばれ、概略、同一径の鋼板製筒状体で構成され、垂直方向に中心軸z−zを有する。この縦型筒状体のボール溜め(2a+2b)には、上部に清掃体回収部2bが形成され、下部に清掃体供給部2aが形成され、ボール溜めの側部には、清掃体供給部2a及び清掃体回収部2b間で水流をバイパスする形で循環ポンプ2cが設けられる。
[Cleaning body circulation device]
The cleaning
清掃体供給部2aは、清掃水注入管21、ストッパー23、可動板24及び清掃体送出管25を備える。清掃水注入管21は、一端が循環ポンプ2cに連結され、清掃体供給部2aの内部中央で管路が上方に向かう吐出部22となっている。つまり、清掃水注入管21の吐出部22では、管路が上方向に向かい上端の開口から、循環ポンプ2cから圧送されてくる分流清掃水を上方に向かって噴射する。吐出部22の上方には、円盤状の可動板24が上昇可能に設けられる。なお、可動板24の形状については、図示の例では円盤状であるが、中心軸z−z近傍の中心部を上方に凹ませて椀状にし、吐出部22から噴出する分流清掃水から上方向の力を受け易くしてもよく、この場合、椀部の周縁部(鍔部)は平らに形成してもよい。
The cleaning
図2は、この発明の一実施例による清掃体循環装置の構成を説明するための図であり、特に清掃開始直後即ち循環ポンプ作動直後における状態を示している。可動板24は、清掃体供給部2aの中央上部にて垂直方向に移動可能であり、循環ポンプ2cの非作動時には、図1に示すようにストッパー23上に静止しているが、循環ポンプ2cが作動すると、図2に示すように清掃体回収部2bの底部(28)まで移動する。ストッパー23は、清掃体供給部2aの内壁に両端が固定された複数本(例えば、2本)のストッパー支持具23aの中央部で支持されると共に、軸z−z上を上方向に清掃体回収部2bの下部まで延びるスライド棒23bが固定されている。可動板24の中心部には、スライド棒23bを通すための穴が空けられており、この穴にスライド棒23bが比較的密接して(隙間が生じないように)挿通される。従って、循環ポンプ2cが作動することにより可動板24に上方向の力が加えられると、可動板24は、図1に示す静止位置即ち図2に破線で示される静止位置から、スライド棒23bに案内されて上方向に移動し、図2に破線で示される稼働位置に到達し、可動板24が清掃体回収部2bの底部に当接する。
FIG. 2 is a view for explaining the configuration of the cleaning body circulating apparatus according to one embodiment of the present invention, and particularly shows a state immediately after the start of cleaning, that is, immediately after the operation of the circulation pump. The
また、清掃体供給部2aの下部には、伝熱管1pの清掃に用いられる全ての球状清掃体SBを滞留させるのに十分な空間(清掃体滞留部と呼ばれる)が形成されており、清掃体供給部2aの下部側面には、球状清掃体SBを含む分流清掃水を逆止弁5へと送り出すための清掃体送出管25が設けられる。さらに、清掃水注入管21の挿入位置より下の適当な側面には、球状清掃体SBを外部から挿入し或いは外部へ取り出すために取り外し可能な第1点検口が設けられ、第1点検口には、清掃体滞留部における球状清掃体SBの滞留状態を目視で確認するための第1監視窓(硝子窓)Waが取り付けられる。
In addition, a space (referred to as a cleaning body retaining portion) sufficient to retain all the spherical cleaning bodies SB used for cleaning the
清掃体供給部2aの上に位置する清掃体回収部2bは、ふるい(篩)筒27、清掃体供給部2aとの境界に設けられた底板部28及び清掃水導出管29を備える。清掃体回収部2bの上部側壁には、開閉弁8に接続された清掃体回収管26が設けられ、底板部28の中央には、可動板24の外径より小さい径をもつ円形状の開口28aが形成されている。ふるい筒27は、清掃体回収管26の下から底板部28に至る筒状体内部に設けられ、上端に形成されたつば(鍔)部の周縁が筒状体側壁の内周面に接続しており、下部端縁は、底板部28の上面と開口28aの周囲で接続している。ふるい筒27は、打ち抜き等により多数の孔が空けられた鋼製の多孔性板体で作成されており、清掃時には、筒壁に形成されている多数の孔により、清掃体分流管路7から開閉弁8を介して送り返される分流清掃水は通過させるが、分流清掃水に含まれる球状清掃体SBについては通過を阻止するという「ふるい(篩)機能」を有する。なお、ふるい筒27を構成する多孔性板体については、鋼製ではなく強度のある金属など他の材料で作成してもよく、また、打ち抜き等の成形ではなく溶接等の組立てにより網状乃至格子状に形成してもよい。
The cleaning
底板部28は、可動板止め板の機能を有し、底板部28の下側において、図2のように、清掃体供給部2aの可動板24がスライド棒23bに沿って上昇すると、可動板24の周縁部が開口28aの周囲に密着して当接し開口28aを閉鎖することができる。開口28aが可動板24で閉鎖されると、ふるい筒27及び可動板24によって、清掃体供給部2aから送り出され伝熱管1pの清掃に用いられる全ての球状清掃体SBを収容するのに十分な清掃体捕集空間が形成される。この空間は「ふるい(篩)籠」と呼ばれ、清掃時には、熱交換器1から、冷却水排出管4、清掃体分流管路7及び開閉弁8を介して流入する(送り返される)球状清掃体SBをふるい籠に収容することができる。
The
また、ふるい筒27の外側にある清掃体回収部2bの筒状体側壁には、清掃水注入管21の上方に、ふるい筒27を通過した分流清掃水を循環ポンプ2cに向かわせるための清掃水導出管29が設けられる。さらに、清掃体回収部2bの上端部には、清掃体収容部における球状清掃体SBの回収状態を確認するための第2点検窓(硝子窓)Wbを備えた取り外し可能な第2点検口が設けられる。
Further, on the side wall of the cylindrical body of the cleaning
循環ポンプ2cは、清掃体回収部2b及び清掃体供給部2aの側方において、清掃水導出管29及び清掃水注入管21に接続され、清掃体回収部2bのふるい筒27を通過した分流清掃水を圧送するのに用いられる。循環ポンプ2cを駆動するポンプモータ2dは、ポンプ制御装置2eにより制御される。非清掃時即ち循環ポンプ2cの停止時は、図1のように、全ての球状清掃体SBが清掃体回収部2bの清掃体滞留部に滞留している。
The
伝熱管1pの清掃時には、ポンプ運転制御装置2eによりポンプモータ2dを駆動して循環ポンプ2cを作動させると、循環ポンプ2cは、図2のように、清掃体回収部2bからの分流清掃水を清掃水注入管21を通じて清掃体供給部2aへと圧送する。清掃体供給部2aでは、清掃水注入管21の吐出部22から噴出する分流清掃水による圧水噴流力で可動板24が清掃体回収部2bの底部まで移動される。これにより、底板部28の開口28aは可動板24で閉鎖されて清掃体回収部2bと清掃体供給部2aとの間の直接的な通流が遮断されると共に、清掃水注入管吐出部22からの分流清掃水による圧水噴流力によって、清掃体回収部2b下部の清掃体滞留部に滞留している球状清掃体SBを清掃体送出管25に送り出す。
When cleaning the
〔清掃体の注入乃至分流〕
図3は、この熱交換器伝熱管洗浄システムにおける清掃中即ち循環ポンプ作動中の状態を示しており、循環ポンプ2cの作動により清掃体供給部2aから分流清掃水と共に送り出された球状清掃体SBは、送り出された球状清掃体を送り出し方向にのみ通流させる逆止弁5を通過し、清掃体流入管路6を介して冷却水供給管3に送り込まれる。冷却水供給管3は、冷却水流の上流側が供給ポンプ(図示せず)を介して冷却水供給源(図示せず)に至る冷却水供給管路に続いており、下流側が熱交換器1の入口水室1iに接続されている。冷却水供給管3は、清掃体流入管路6に接続された清掃体注入管31を備え、清掃体注入管31は、冷却水供給管3の管路に対して垂直に挿入される。清掃体注入管31の先端(出口)32は、清掃体注入口と呼ばれ、主として冷却水流の上流方向を向いている。
[Injection or diversion of cleaning body]
FIG. 3 shows a state in which the heat exchanger heat exchanger tube cleaning system is cleaning, that is, the circulation pump is in operation, and the spherical cleaning body SB sent out together with the split cleaning water from the cleaning
この例では、清掃体注入口32の形状は、設計及び加工を簡単にするため、清掃体注入管31の円管を斜めに切断した楕円状の切り口としており、切断角α、即ち、冷却水流軸x−xに垂直な面に対する切り口面の角度αは鋭角であり、例えば、切断角α=10°〜30°である。このように清掃体注入口32を冷却水流方向に向かせ所定の大きさと形状を持たせることにより、非清掃時には(図1参照)、冷却水流によって清掃体注入管31から清掃体流入管路6へ圧力を加え、清掃体供給部2aに滞留している球状清掃体SBが冷却水に流入するのを阻止することができる。
In this example, in order to simplify the design and processing, the shape of the cleaning
伝熱管1pの清掃時には、図3に示すように、清掃体注入管31の注入口32から球状清掃体SBを冷却水供給管3内に噴射し、供給ポンプから供給される冷却水の流れに乗って熱交換器1の伝熱管1pを通過させる。つまり、球状清掃体SBは、各伝熱管1pの内面と接触し、管内面に付着した砂塵、藻類、カルシュウム、シリカ等の異物を剥離し洗浄しながら伝熱管1pを通過する。そして、伝熱管1pを通過した球状清掃体SBは、冷却水流に従い、出口水室1oを経て冷却水排出管4に送られる。
At the time of cleaning the
冷却水排出管4は、同一管径で鋼板製の冷却水排出部4a、清掃体分流部4b及び冷却水帰還部4cで構成される。熱交換器1の出口水室1oに接続された冷却水排出部4aと冷却水帰還先(図示せず)への冷却水帰還管路に続く冷却水帰還部4cとの間に、両端のフランジで取り付けられた清掃体分流部4bは、ボール分離器とも呼ばれ、熱交換器1の伝熱管1pを通過した冷却水から球状清掃体SBを分離するために、漏斗状のふるい(篩)漏斗41と清掃体引込み口42を有する清掃体引込み管43とを備える。
The cooling
ふるい漏斗41の本体には、清掃体回収部2bにおけるふるい筒27の多孔性板体と同様に多数の孔が空けられた鋼製の多孔性板体が用いられる。ふるい漏斗41の場合は、このような多孔性板体を漏斗状に加工して、最大径を清掃体分流部4bの管内径に合わせ、最小径を清掃体引込み口42に合わせたものであって、熱交換器1側から排出される冷却水や伝熱管1pから剥離した異物などは通過させるが、冷却水と共に排出される球状清掃体SBの通過を阻止するように機能し、清掃体分離板とも呼ばれる。なお、ふるい漏斗41を構成する多孔性板体についても、鋼製ではなく強度のある金属など他の材料で作成してもよく、打ち抜き等の成形ではなく溶接等の組立てにより網状乃至格子状に形成してもよい。
As the main body of the
このため、ふるい漏斗41は、清掃体分流部4bにおいて、冷却水排出部4a側の最大径端部(大径部)が清掃体分流部4bの内壁に密着して接続されており、熱交換器1から、球状清掃体SBや異物などを含む冷却水を受容する。一方、冷却水帰還部4c側の最小径端部(小径部)は、清掃体引込み管43の引込み口42に接合されており、多孔性板体で通過が阻止された球状清掃体SBを清掃体引込み管43に引き込むことができる。なお、ふるい漏斗41の本体内面は特に「ふるい(篩)面」と呼ばれ、そこに形成されている多数の孔は特に「ふるい(篩)孔」と呼ばれる。
For this reason, the
清掃体引込み管43は、全体としてはL字状を呈しており、冷却水排出管4の中心軸x−xに一致する中心軸を有し冷却水上流側が開口した水平管と、この水平管の下流側に上端が接続され、下端が清掃体分流管路7に接続された垂直管(押出し管ともいう)とから成り、水平管の開口部42はふるい漏斗41の小径部に接続される。つまり、水平管の開口部42は、ふるい漏斗41により通過が阻止された球状清掃体SBを清掃体分流管路7に引き込むための清掃体引込み口として機能する。
The cleaning body lead-in
また、ふるい漏斗41の冷却水受容空間内には、球状清掃体SBの固まり防止のために乱流部材44が設けられ、ふるい漏斗41の上部管壁には、ふるい漏斗41における球状清掃体SBの分離状態を確認するための第3監視窓(硝子窓)Wcを備える取り外し可能な第3点検口が設けられる。
Further, a
伝熱管1pの清掃時には、清掃体分流部4bのふるい漏斗41により冷却水本流から分離された球状清掃体SBは、冷却水の一部即ち分流清掃水と共に、清掃体引込み管43から清掃体分流管路7及び開閉弁8を通じて清掃体循環装置2の清掃体回収部2bに送り返される。なお、清掃体分流管路7に接続された開閉弁8は、通常は開いており、非清掃時において、清掃体循環装置2の点検作業などが必要な場合に閉じられる。図4は、このような清掃中即ち循環ポンプ作動中における清掃体循環装置の状態を示している。
At the time of cleaning the
伝熱管1pの清掃中は、清掃体回収部2bに送り返された球状清掃体SBは、図4に示すように、ふるい筒27及び可動板24で囲まれた清掃体捕集空間(ふるい籠)に順次捕集されて行く。一方、冷却水本流から清掃体回収部2bに分流した分流清掃水は、ふるい筒27を通過して循環ポンプ2cで圧力がかけられた上、清掃体供給部2a内に噴出される。従って、清掃体供給部2aの清掃体滞留空間内に球状清掃体SBが滞留している間は、球状清掃体SBが清掃体滞留空間から清掃体送出管25に送り出され、送り出された球状清掃体SBは、伝熱管1pを通過した後、清掃体回収部2bに送り返され清掃体捕集空間(ふるい籠)に捕集されていく。
During the cleaning of the
<ふるい漏斗の機能>
図5は、この発明の一実施例による清掃体分流部(ボール分離器)の機能を説明するための図である。図5(1)に示すように、ふるい漏斗41の本体(清掃体分離板)の冷却水流方向即ち軸x−xの方向に対する角度θをふるい漏斗41の傾斜角と呼ぶと、ふるい漏斗41の傾斜角θが大きい場合には、清掃時に、冷却水中の球状清掃体SBが冷却水の流れに乗ってふるい漏斗41に到達すると、水流圧で球状清掃体SBがふるい孔41aに吸込まれ、球状清掃体SBを分離することができない状態になることがある。このような状態になると、球状清掃体SBの回収不良が発生し、この洗浄システムによる清掃効果を阻害することになる。
<Function of sieve funnel>
FIG. 5 is a diagram for explaining the function of the cleaning body distribution section (ball separator) according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5 (1), when the angle θ with respect to the cooling water flow direction of the main body (cleaning body separating plate) of the
図5(1)のように、ふるい漏斗41内を冷却水が流速V〔m/s(s:秒)〕流れているとすると、球状清掃体SBの移動速度も冷却水流速Vと同一であるから、球状清掃体SBの移動速度Vについて、ふるい面(41)に垂直に加わる力をVPとし、ふるい面(41)に平行な力をVRとすると
VP = V × sinθ
VR = V × cosθ
であり、原理的には、VP<VRの関係、つまり、θ<45°になれば、球状清掃体SBは、ふるい面に沿って滑って行き、ふるい孔41aに吸引されない。
As shown in FIG. 5 (1), when the cooling water flows through the
VR = V × cos θ
In principle, when the relationship of VP <VR, that is, θ <45 °, the spherical cleaning body SB slides along the sieve surface and is not sucked into the
一方、球状清掃体SBがふるい孔41aに吸込まれないように、ふるい孔41aを通る冷却水の流速を抑えるためには、実験上乃至経験上から、ふるい面(41)に形成された全てのふるい孔41aの孔面積の総和は、冷却水排出管4の断面積の1.5倍以上としなければならないことが分かっている。従って、清掃時に、球状清掃体SBをふるい面に沿って円滑に引込み口42に引き込ませるためには、これらの条件を満足する所定の傾斜角θ、例えば、θ=10°〜30°で、ふるい漏斗41を設置する必要がある。
On the other hand, in order to suppress the flow rate of the cooling water passing through the
また、清掃時に、多数の球状清掃体SBが固まった状態でふるい漏斗41に流入した場合、清掃体引込み口42が球状清掃体SBの固まりで詰まってしまい、球状清掃体SBの回収不良が生じ、洗浄システムの故障になる。これに対し、図5(2)に示すように、ふるい漏斗41の冷却水受容空間内には乱流部材44が設けられ、乱流部材44によって冷却水流に乱流を起こすようにすると、球状清掃体SBが固まって引込み口42に流入するのを阻止することができる。例えば、ふるい漏斗41の中央部に、乱流部材44として、冷却水排出部4aから流れてくる冷却水に乱流を発生させる鋼板製渦流板を取り付けておくと、冷却水流に乱流を発生させて球状清掃体SBが固まらないように分散させることができ、回収不良が発生しなくなる。
In addition, when a large number of spherical cleaning bodies SB are solidified and flow into the
〔非清掃時における分流防止機能〕
この発明の一実施例による熱交換機伝熱管洗浄システムでは、清掃体注入管31の注入口32及び清掃体引込み管43の清掃体引込み口42は、相互に関連する所定の大きさに設計することにより、非清掃時において、冷却水の一部が冷却水流により清掃体引込み管43から清掃体分流管路7に分流するのを阻止し、清掃体供給部2aに滞留している球状清掃体SBが冷却水供給管3内に不用意に流出されるのを防止することができる。
[Diversion prevention function during non-cleaning]
In the heat exchanger heat exchanger tube cleaning system according to the embodiment of the present invention, the
この洗浄システムでは、図1に示すように、冷却水供給ポンプ(図示せず)が運転され、冷却水供給管3から熱交換器1、冷却水排水管4へと冷却水が通水されている条件下で、循環ポンプ2cを作動せず清掃体循環装置2が停止している状態において、通常は開閉弁8が全開であるため、冷却水排水管4の清掃体引込み管43から、清掃体分流管路7、開閉弁8(常時全開状態)、清掃体回収部2bのふるい筒27及び開口28a、清掃体供給部2a、逆止弁5、清掃体流入管路6を介して、冷却水供給管3の清掃体注入管31に至る流路が形成されている。ここで、清掃体注入管31から清掃体供給部2aに至る逆流方向の管路については、逆止弁5が介挿されているので、清掃体供給部2aから清掃体注入管31への方向にのみ通流を許すという逆止弁5の逆止機能により、清掃体注入管31から清掃体供給部2a側に冷却水が流入することはない。また、冷却水供給管3に挿入装着されている清掃体注入管31の注入口32は、冷却水が流れていく方向とは反対の方向(上流側)に向けており、しかも、切断角α=10°〜30°で斜めに開口しており、冷却水の流れ方向からみた開口面積は、冷却水排水管4における清掃体引込み管43の引込み口42の断面積以上の大きさが確保されている。これによって、非清掃時に清掃体引込み管43から清掃体循環装置2側に冷却水が流入する事態は生じない。
In this cleaning system, as shown in FIG. 1, a cooling water supply pump (not shown) is operated, and cooling water is passed from the cooling
つまり、冷却水排水管4に装着されている清掃体分流部4b内における清掃体引込み管43の引込み口42は、清掃体注入管31の注入口32と同一方向に向いており、両者共冷却水流を捕らえている。このような条件では、清掃体引込み口42における動圧力ΔPi〔kg/m2 〕及び清掃体注入口32における動圧力ΔPo〔kg/m2 〕は、冷却水の流速V〔m/s〕及び重力の加速度g〔m/s2 〕に対して、何れも、V2 /(2g)で表わされる同一の値となる(ΔPi=ΔPo)。そして、注入口32の開口面積は清掃体引込み口42の断面積より大きい。従って、清掃体引込み管43→清掃体分流管路7−開閉弁8(常時全開状態)−清掃体回収部2bのふるい筒27及び開口28a−清掃体供給部2a−逆止弁5−清掃体流入管路6→清掃体注入管31の流路に、水の流れは発生しない。
That is, the
これに対して、仮に、清掃体注入管31の注入口32が冷却水の下流方向に向いている場合には、清掃体注入管31では、動圧力が発生せず動圧力ΔPo=0であり、清掃体引込み管43にのみ動圧力ΔPiが発生し、ΔPi>ΔPoの関係になる。従って、上述した清掃体引込み管43−清掃体分流管路7−開閉弁8(常時全開状態)−清掃体回収部2bのふるい筒27及び開口28a−清掃体供給部2a−逆止弁5−清掃体流入管路6−清掃体注入管31の流路に水の流れが発生し、作動待ちの非清掃時でも、熱交換器1の圧力損失が小さい場合は、清掃体供給部2aから冷却水供給管3内に球状清掃体SBが不用意に流れ込んでしまう。
On the other hand, if the
〔清掃動作のまとめ〕
この発明の一実施例による熱交換機伝熱管洗浄システムでは、非清掃時において熱交換器1内に球状清掃体SBを送り出す準備が整い、ユーザ操作によるシステムの運転開始指令に従ってポンプ制御装置2eによりポンプモータ2dを駆動し、循環ポンプ2cを作動すると、循環ポンプ2cは、冷却水排水管4の清掃体引込み管43より、清掃体分流管路7、開閉弁8、清掃体回収部2bのふるい筒27及び清掃水導出管29を経由して、分流清掃水を引き込んで加圧し、この分流清掃水を清掃水注入管21に高圧送水し清掃体供給部2a内に吐出する。清掃体供給部2aでは、吐出された清掃水の噴流力で可動板24がスライド棒23bに沿って可動板止め板28まで上昇移動し停止する。可動板24が停止して止め板28の開口28aを閉鎖することで、非清掃時にはボール溜め内部で連通していた上部の清掃体回収部2bと下部の清掃体供給部2aが完全に分割されると共に、清掃体供給部2a内では、吐出された噴流清掃水により乱流が発生し、下部低部に貯蔵されていた球状清掃体SBが、その水流に乗って、清掃体送出管25、逆止弁5、清掃体流入管路6を経由して清掃体注入管31に移送される。
[Summary of cleaning operation]
In the heat exchanger heat exchanger tube cleaning system according to one embodiment of the present invention, preparation for sending out the spherical cleaning body SB into the
清掃体注入管31から冷却水供給管3内に清掃水と共に噴射された球状清掃体SBは、熱交換器1内の多数の伝熱管1pを通過してその内面を洗浄した後、冷却水排出管4内のふるい漏斗41に導かれて捕集分離され、清掃体引込み管43から清掃体分流管路7及び開閉弁8(常時全開状態)を通過して、清掃体回収部2bのふるい筒27と可動板24から成るふるい籠に溜められる。噴射された球状清掃体SBが全量回収され、ふるい籠27,24に溜まった時点で、システムの運転停止指令に従って、ポンプ制御装置2eによりポンプモータ2dの運転を停止し循環ポンプ2cの作動を停止する。循環ポンプ2cの作動停止で清掃水注入管21の送水噴流が止まることにより、清掃体供給部2a内での噴流力が無力になり、可動板24がスライド棒23bに沿ってストッパー23まで滑り落ち停止する。可動板24の落下により、可動板止め板23の開口28aの閉鎖が解かれ、ボール溜め上部のふるい籠(ふるい筒27+可動板24)の中に溜められていた球状清掃体SBがボール溜め下部の清掃体供給部2aに落下移動しその清掃体滞留空間に貯蔵される。
The spherical cleaning body SB sprayed together with the cleaning water from the cleaning
1 入口水室1iと出口水室1oの間に多数の伝熱管1pを備える熱交換器、
2 清掃体供給部2a、清掃体回収部2b及び循環ポンプを備える清掃体循環装置、
21 吐出部22を有する清掃水注入管、
23 ストッパー支持具23a及びスライド棒23bを備えるストッパー、
25,26 清掃体送出管及び清掃体回収管、
27 上昇した可動板24及び底板部28と共にふるい籠を形成するふるい筒、
29 清掃水導出管、
Wa〜Wc 第1〜第3点検窓(第1〜第3点検口)
31 冷却水供給管3に取り付けられ清掃体注入口32を有する清掃体注入管、
4 冷却水排出部4a、清掃体分流部4b及び冷却水帰還部4cから成る冷却水排出管、41 乱流部材(渦流板)44が取り付けられるふるい漏斗、
43 清掃体引込み口42を備える清掃体引込み管、
5,8 逆止弁及び開閉弁
6,7 清掃体流入管路及び清掃体分流管路、
SB 球状清掃体(海綿球)。
1 a heat exchanger provided with a large number of
2 cleaning body circulation device provided with cleaning
21 cleaning water injection pipe having a
23 A stopper comprising a
25, 26 Cleaning body delivery pipe and cleaning body collection pipe,
27 A sieve tube that forms a sieve basket together with the raised
29 Cleaning water outlet pipe,
Wa to Wc 1st to 3rd inspection windows (1st to 3rd inspection ports)
31 A cleaning body injection pipe attached to the cooling
4 a cooling water discharge pipe comprising a cooling
43 Cleaning body drawing pipe provided with cleaning
5, 8 Check valve and on-off
SB Spherical cleaning body (sponge ball).
Claims (5)
球状清掃体を伝熱管へと送り出すと共に伝熱管を通過した球状清掃体を回収する清掃体循環装置と、
清掃体循環装置から送り出された球状清掃体を送り出し方向にのみ通流させる逆止弁と、
逆止弁を通流した球状清掃体を、流入管路を経て、熱交換器に冷却水を導く冷却水供給管の中に送り込む清掃体注入管と、
熱交換器から冷却水を排出する冷却水排出管から球状清掃体を分離し、分離された球状清掃体を、冷却水の一部と共に、清掃体分流管路を通じて清掃体循環装置に送り返す清掃体分離部と
から成り、
清掃体循環装置は、
下部側面から球状清掃体を送り出すための清掃体送出管、中央上部で上方向に移動可能な可動板、及び、可動板に向かう吐出口を有する清掃水注入管を備え、伝熱管に通過させる球状清掃体を滞留させるための空間を下部に有する筒状の清掃体供給部と、
清掃体供給部との境界に設けられ、上方向に移動した可動板により、底部の中央に形成された開口が閉鎖される底板部、底板部上に設けられ、清掃体分流管路から送り返される球状清掃体及び冷却水について冷却水は通過させるが球状清掃体の通過を阻止する多孔性板体で側部が構成されたふるい筒、及び、ふるい筒の側部を通過した冷却水を通流させるための清掃水導出管を備えた筒状の清掃体回収部と、
清掃水導出管と清掃水注入管との間に介挿された循環ポンプと
を具備し、
循環ポンプの作動時には、清掃体回収部の清掃水導出管から清掃体供給部の清掃水注入管に冷却水を圧送し、清掃水注入管の吐出口から噴出される冷却水の噴流力により可動板を上方向に移動して清掃体回収部の底板部の開口を可動板で閉鎖することによって、清掃体供給部の下部に滞留されている球状清掃体を逆止弁及び流入管路を通して清掃体注入管から冷却水供給管に送り込むと共に、伝熱管を通過し冷却水排出管の清掃体分離部から清掃体分流管路を通じて清掃体回収部に送り返された球状清掃体を、ふるい筒及び可動板で囲まれた空間に捕集する
ことを特徴とする熱交換器伝熱管洗浄装置。 A heat exchanger heat exchanger tube cleaning device for removing foreign substances adhering to the inner surface of the heat exchanger tube by passing the spherical cleaning body through a plurality of heat exchanger tubes arranged in parallel in the heat exchanger and through which cooling water flows.
A cleaning body circulation device that sends out the spherical cleaning body to the heat transfer tube and collects the spherical cleaning body that has passed through the heat transfer tube;
A check valve for allowing the spherical cleaning body fed from the cleaning body circulation device to flow only in the feeding direction;
A cleaning body injection pipe that sends the spherical cleaning body that has flowed through the check valve into the cooling water supply pipe that guides the cooling water to the heat exchanger via the inflow conduit;
A cleaning body that separates the spherical cleaning body from the cooling water discharge pipe that discharges the cooling water from the heat exchanger, and sends the separated spherical cleaning body together with a part of the cooling water back to the cleaning body circulation device through the cleaning body branch pipe. Consisting of a separation part,
Cleaning body circulation device
A cleaning body delivery pipe for sending out the spherical cleaning body from the lower side surface, a movable plate movable upward in the center upper portion, and a cleaning water injection pipe having a discharge port directed to the movable plate, and a spherical shape that passes through the heat transfer tube A cylindrical cleaning body supply section having a space for retaining the cleaning body at the bottom;
Provided at the boundary with the cleaning body supply part and moved upward, the opening formed at the center of the bottom is closed by the movable plate, provided on the bottom plate part, and sent back from the cleaning body branch pipe About the spherical cleaning body and cooling water The cooling water that has passed through the side part of the sieve cylinder that the cooling water is allowed to pass but the side part is configured with a porous plate that blocks the passage of the spherical cleaning body. A cylindrical cleaning body recovery unit equipped with a cleaning water outlet pipe for causing,
A circulation pump interposed between the cleaning water outlet pipe and the cleaning water injection pipe;
During operation of the circulation pump, the cooling water is pumped from the cleaning water outlet pipe of the cleaning body recovery section to the cleaning water injection pipe of the cleaning body supply section and is movable by the jet force of the cooling water ejected from the discharge port of the cleaning water injection pipe By moving the plate upward and closing the opening of the bottom plate part of the cleaning body collecting part with a movable plate, the spherical cleaning body retained in the lower part of the cleaning body supply part is cleaned through the check valve and the inflow pipe. The spherical cleaning body that is fed from the body injection pipe to the cooling water supply pipe, passes through the heat transfer pipe and is sent back from the cleaning body separation section of the cooling water discharge pipe to the cleaning body recovery section through the cleaning body branch pipe, A heat exchanger heat exchanger tube cleaning device, wherein the heat exchanger tube is collected in a space surrounded by plates.
大径部が熱交換器側に位置し小径部が冷却水下流側に位置し、大径部の周縁が冷却水排出管の内壁に接続され、熱交換器から排出される冷却水は通過させるが冷却水と共に排出される球状清掃体の通過を阻止する多孔性板体で構成されたふるい漏斗と、
ふるい漏斗の小径部を引込み口として、ふるい漏斗で通過を阻止された球状清掃体を清掃体分流管路に引き込むための清掃体引込み管と
を具備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洗浄装置。 The cleaning body separation part
The large diameter part is located on the heat exchanger side, the small diameter part is located on the cooling water downstream side, the periphery of the large diameter part is connected to the inner wall of the cooling water discharge pipe, and the cooling water discharged from the heat exchanger is allowed to pass through A sieve funnel composed of a porous plate that prevents passage of a spherical cleaning body that is discharged with cooling water;
2. The cleaning body retracting pipe according to claim 1, further comprising: a cleaning body retracting pipe for retracting the spherical cleaning body, which is blocked by the sieve funnel, into the cleaning body diversion pipe, with the small diameter portion of the sieve funnel as the inlet. Heat exchanger heat transfer tube cleaning device.
清掃体引込み管の引込み口は、清掃体注入管の注入口と同一水平面上の位置にあり、冷却水通流方向に垂直な面積が清掃体注入管の注入口より小さい
ことを特徴とする請求項2に記載の熱交換器伝熱管洗浄装置。 The cleaning body injection pipe has an injection port directed in the upstream direction of the cooling water in the cooling water supply pipe,
The inlet of the cleaning body inlet pipe is located on the same horizontal plane as the inlet of the cleaning body inlet pipe, and the area perpendicular to the cooling water flow direction is smaller than the inlet of the cleaning body inlet pipe. Item 3. The heat exchanger heat exchanger tube cleaning device according to Item 2.
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