JP2012213700A - Apparatus for evaluating filtration performance of high temperature water and method for filtering high temperature water - Google Patents

Apparatus for evaluating filtration performance of high temperature water and method for filtering high temperature water Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus for evaluating filtration performance which can accurately evaluate filtration performance of a filtration element used for filtration of high temperature water and to provide a method for filtering high temperature water by which filtration can be efficiently carried out by using the filtration element selected by the apparatus for evaluating filtration performance.SOLUTION: A first filtration element 6a is attached to a high temperature tester 11 provided at a high temperature testing water channel L2 branched from a high temperature water system L1 to evaluate filtration performance of high temperature water and a second filtration element 6b is attached to a low temperature tester 12 provided at a low temperature testing water channel L3 branched from a downstream side of a cooler C1 to evaluate filtration performance of low temperature water. Filtration performance at the high temperature water system L1 is estimated from both evaluation results and the filtration element 6 to be used at a filter 2 provided at the high temperature water system L1 is selected and filtration is carried out.

Description

本発明は、高温水のろ過に用いられるろ過エレメントのろ過性能を評価するためのろ過性能評価装置、および評価されたろ過エレメントを用いるろ過方法に関し、特に火力または原子力発電装置の復水処理系等の高温水のろ過に用いられるろ過エレメントのろ過性能を評価するためのろ過性能評価装置およびろ過方法に関するものである。   The present invention relates to a filtration performance evaluation apparatus for evaluating the filtration performance of a filtration element used for filtration of high-temperature water, and a filtration method using the evaluated filtration element, in particular, a thermal power or a condensate treatment system for a nuclear power plant, etc. The present invention relates to a filtration performance evaluation apparatus and a filtration method for evaluating the filtration performance of a filtration element used for filtration of high-temperature water.

火力または原子力発電装置の復水処理系では、復水に鉄クラッド、その他の不純物が含まれるため、ろ過装置により鉄クラッド、その他のSS成分を除去し、また脱塩装置により塩類を除去する復水処理を行った処理水を給水としてボイラに供給している。このような復水処理系のろ過では、高温水をろ過することが求められ、ろ過にはろ過エレメントを有するフィルタが用いられ、ろ過性能が低下したろ過エレメントを交換してろ過が継続される。高温水は、100℃以上では液体状態を維持するために高圧になっているので、高温(高圧)水と表示する場合がある。   In the condensate treatment system of thermal power or nuclear power generation equipment, the iron condensate and other impurities are contained in the condensate, so the iron clad and other SS components are removed by the filtration device, and the salt is removed by the desalination device. Treated water that has undergone water treatment is supplied to the boiler as feed water. In such condensate treatment system filtration, it is required to filter high-temperature water, and a filter having a filtration element is used for filtration, and filtration is continued by replacing the filtration element with reduced filtration performance. Since high temperature water is at a high pressure in order to maintain a liquid state at 100 ° C. or higher, it may be indicated as high temperature (high pressure) water.

高温水を対象とするろ過では、高温水に耐える材質のろ過エレメントが必要であるが、事前の検討では、材質が高温水に耐えるかどうかのみを検討し、高温水に耐える材質であると判定されたろ過エレメントを選択して実装置に装着し、実際の高温水系のろ過に適用していた。このようなろ過エレメントは、実装置による運転に伴ってろ過性能が低下するので、特許文献1(特開2010−184232)に示すように、実装置の運転中にろ過性能を評価し、ろ過性能が低下したろ過エレメントを交換してろ過を継続することが行われる。   Filtration for high-temperature water requires a filter element that can withstand high-temperature water. However, in advance, only whether or not the material can withstand high-temperature water is examined, and it is determined that the material can withstand high-temperature water. The selected filter element was selected and installed in an actual apparatus, and applied to actual high-temperature water system filtration. Since the filtration performance of such a filtration element decreases with the operation of the actual device, as shown in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-184232), the filtration performance is evaluated during the operation of the actual device. Filtration is continued by exchanging the filtration element having decreased.

高温水を対象とするろ過では、ろ過エレメントの材質が高温水に耐えるものであるということは重要であるが、それ以上に高温水中におけるろ過性能の問題が重要である。被処理水中のSS成分に対するろ過性能は、常温水に対するろ過性能とは異なる。これは単に昇温による物理的な差異のほかに、物質の化学的な形態変化の差異によるものが大きい。   In filtration for high-temperature water, it is important that the material of the filtration element is resistant to high-temperature water, but the problem of filtration performance in high-temperature water is more important than that. The filtration performance for the SS component in the water to be treated is different from the filtration performance for room temperature water. This is largely due to the difference in chemical form change of the substance in addition to the physical difference simply due to temperature rise.

高温水における物質の化学的な形態変化としては、カルシウム化合物、珪酸化合物などでも起こるが、鉄化合物では特に大きく現れる。水中の鉄化合物としては、酸化鉄、水酸化鉄が一般的であるが、高温水中では常温水中とは、鉄の価数、結合状態、解離度、溶解度などが異なることが多い。これに伴って同じ組成の被処理水でも、高温水中と常温水中とではろ過性が異なり、同じろ過エレメントでろ過しても異なったろ過性能が得られる。   The change in chemical form of a substance in high-temperature water occurs even with calcium compounds, silicic acid compounds, etc., but particularly appears with iron compounds. As iron compounds in water, iron oxide and iron hydroxide are generally used. However, in high-temperature water, iron valence, bonding state, dissociation, solubility, and the like are often different from room-temperature water. Accordingly, even in the water to be treated having the same composition, the filterability is different between high-temperature water and room-temperature water, and different filtration performance can be obtained even if filtration is performed with the same filtration element.

ろ過エレメントは特定のろ過性能が得られるように製造され、販売されているが、そのろ過性能は特定組成の常温水でテストされ、得られたデータを保証値としている。発電所の復水のような特定の高温水用のろ過エレメントを選定する場合、メーカの保証値をもとに選定し、これを高温水に対応する組成の常温水で通水テストしてろ過性能を判定し、また通水を伴わない高温水への浸漬試験で耐熱、耐圧性をテストして選定している。   The filtration element is manufactured and sold so as to obtain a specific filtration performance. The filtration performance is tested with room temperature water having a specific composition, and the obtained data is a guaranteed value. When selecting a filter element for a specific high-temperature water such as condensate in a power plant, select it based on the manufacturer's guaranteed value, and test it with normal-temperature water having a composition corresponding to the high-temperature water. The performance is judged and the heat resistance and pressure resistance are tested and selected in the immersion test in high-temperature water without passing water.

こうして選定されたろ過エレメントは、そのまま実装置に装着して、実際の高温水系のろ過に適用することが行われている。ところが実際の高温水におけるろ過特性は、常温水の場合とは相違し、常温水で予測したろ過特性とは異なるろ過特性でろ過が行われる。このような実際の高温水におけるろ過特性や寿命などは、常温水での予測とは異なるため、前記特許文献1に示すように、実装置の運転中にろ過性能を評価し、ろ過性能が低下したろ過エレメントを交換する必要があった。   The filtration element selected in this manner is mounted on an actual apparatus as it is and applied to actual high-temperature water system filtration. However, the filtration characteristics in actual high-temperature water are different from those in room-temperature water, and filtration is performed with filtration characteristics different from those predicted with room-temperature water. Since the filtration characteristics and lifespan in such actual high-temperature water are different from the predictions in room temperature water, as shown in Patent Document 1, the filtration performance is evaluated during the operation of the actual apparatus, and the filtration performance decreases. It was necessary to replace the filter element.

従来の高温水のろ過では、このように常温水で予測したろ過特性に基づいて選定したろ過エレメントであっても、実装置において実際の高温(高圧)水により、温度(圧力)、流量等の条件が変化する状態でのろ過特性の違いを調べなければ、最終的なろ過性能を把握することができない。このため選定にあたって、実際の高温(高圧)水系に適したろ過エレメントを選定し、実装置において効率よく高温水のろ過を行うことができないという問題点があった。   In conventional high-temperature water filtration, even with a filtration element selected based on the filtration characteristics predicted with room-temperature water, the temperature (pressure), flow rate, etc. The final filtration performance cannot be grasped unless the difference in filtration characteristics under the condition changing condition is examined. For this reason, in selecting, a filtration element suitable for an actual high-temperature (high-pressure) water system was selected, and there was a problem that high-temperature water could not be efficiently filtered in an actual apparatus.

特開2010−184232JP 2010-184232 A

本発明の課題は、前記のような従来の問題点を解決するため、用いようとするろ過エレメントが、高温水のろ過に用いることができるろ過性能を有するかどうかを、効率的かつ正確に評価することができるろ過性能評価装置、ならびにこれにより選定されたろ過エレメントを用いて効率よくろ過を行うことができる高温水のろ過方法を提案することである。   An object of the present invention is to efficiently and accurately evaluate whether or not the filtration element to be used has a filtration performance that can be used for filtration of high-temperature water in order to solve the conventional problems as described above. It is to propose a filtration method for high-temperature water that can be efficiently filtered using a filtration performance evaluation device that can be used, and a filtration element selected thereby.

本発明は次の高温水のろ過性能評価装置およびろ過方法である。
(1) 高温水系に設けられたろ過装置に装着されるろ過エレメントのろ過性能を評価する装置であって、
前記高温水系から分岐する高温試験水路と、
高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路と、
第1のろ過エレメントを装着して高温水のろ過を行うように、高温試験水路に設けられた高温試験装置と、
第2のろ過エレメントを装着して低温水のろ過を行うように、低温試験水路に設けられた低温試験装置と、
低温試験水路の第1の冷却装置と低温試験装置間に連絡する第1のサンプリング路と、
高温試験水路の高温試験装置の下流側に第2の冷却装置を介して連絡する第2のサンプリング路と、
低温試験水路の低温試験装置の下流側に連絡する第3のサンプリング路と
を備えていることを特徴とするろ過性能評価装置。
(2) 高温試験装置および低温試験装置に、それぞれ同じ差圧をつけるように負荷をかけて通水し、試験を行うように構成された制御装置を備えている上記(1)記載の装置。
(3) 高温試験水路の高温試験装置の前に加熱装置を備えている上記(1)または(2)記載の装置。
(4) 第1ないし第3のサンプリング路に、SS粒子を捕捉し、その粒径を計測するメンブレンフィルタを備えている上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の装置。
(5) 高温水系から分岐する高温試験水路を構成する配管の外部に保温材を装着した上記(1)ないし(4)のいずれかに記載の装置。
(6) 上記(1)ないし(5)のいずれかに記載のろ過性能評価装置を用い、
高温水系から分岐する高温試験水路に設けられた高温試験装置に、第1のろ過エレメントを装着し高温水をろ過して、高温水におけるろ過性能を評価し、
高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路に設けられた低温試験装置に、第2のろ過エレメントを装着し低温水をろ過して、低温水におけるろ過性能を評価し、
高温水における評価結果と低温水における評価結果から、前記高温水系におけるろ過性
能を予測して、高温水系で使用するろ過エレメントを選択し、
選択されたろ過エレメントを前記高温水系に設けられたろ過装置に装着して高温水のろ過を行うことを特徴とする高温水のろ過方法。
The present invention provides the following high-temperature water filtration performance evaluation apparatus and filtration method.
(1) A device for evaluating the filtration performance of a filtration element attached to a filtration device provided in a high-temperature water system,
A high-temperature test channel branched from the high-temperature water system;
A low-temperature test channel branched from the high-temperature test channel through the first cooling device;
A high-temperature test apparatus provided in the high-temperature test water channel so as to filter the high-temperature water by attaching the first filtration element;
A low-temperature test device provided in the low-temperature test water channel so as to filter the low-temperature water by attaching the second filtration element;
A first sampling channel communicating between the first cooling device of the low temperature test channel and the low temperature test device;
A second sampling path that communicates with the downstream side of the high temperature test device in the high temperature test water channel via a second cooling device;
A filtration performance evaluation apparatus, comprising: a third sampling path connected to the downstream side of the low temperature test apparatus of the low temperature test water channel.
(2) The device according to (1), further comprising a control device configured to perform a test by applying a load so as to apply the same differential pressure to the high temperature test device and the low temperature test device.
(3) The apparatus according to (1) or (2) above, wherein a heating device is provided in front of the high temperature test device for the high temperature test water channel.
(4) The apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the first to third sampling paths are provided with a membrane filter that captures SS particles and measures the particle diameter thereof.
(5) The apparatus according to any one of (1) to (4), wherein a heat insulating material is attached to the outside of a pipe constituting the high temperature test water channel branched from the high temperature water system.
(6) Using the filtration performance evaluation apparatus according to any one of (1) to (5) above,
The first filtration element is attached to the high-temperature test device provided in the high-temperature test channel that branches from the high-temperature water system, the high-temperature water is filtered, and the filtration performance in the high-temperature water is evaluated.
A low temperature test device provided in a low temperature test channel that branches from the high temperature test channel through the first cooling device is equipped with a second filtration element to filter the low temperature water, and the filtration performance in the low temperature water is evaluated.
From the evaluation results in high-temperature water and the evaluation results in low-temperature water, predict the filtration performance in the high-temperature water system, select the filtration element to be used in the high-temperature water system,
A high-temperature water filtration method comprising: filtering a high-temperature water by attaching the selected filtration element to a filtration device provided in the high-temperature water system.

本発明において、処理の対象となる高温水は、ろ過特性が常温、常圧水と異なる高温度で、場合によっては高圧力の水であり、ろ過を行うときの温度が80〜200℃、好適には100〜150℃であり、圧力は上記の高温水が液相を保つ圧力であり、一般的には常圧〜3MPa程度のものが対象となる。ここで常圧は、大気圧にろ過のための差圧分を加えた圧力である。本発明においてろ過を行う高温水系は、このような高温水を保持する水系であり、その例として復水処理系があげられるが、他の水系でもよい。   In the present invention, the high-temperature water to be treated is high-temperature water whose filtration characteristics are different from normal temperature and normal-pressure water, and in some cases is high-pressure water, and the temperature during filtration is preferably 80 to 200 ° C. The temperature is 100 to 150 ° C., and the pressure is a pressure at which the high-temperature water keeps the liquid phase. Generally, the pressure is about normal pressure to 3 MPa. Here, the normal pressure is a pressure obtained by adding a differential pressure component for filtration to atmospheric pressure. In the present invention, the high-temperature water system that performs filtration is an aqueous system that retains such high-temperature water, and examples thereof include a condensate treatment system, but other water systems may also be used.

復水処理系は、火力または原子力発電装置等のボイラ(蒸気発生器)を含む系において、コンデンサ(凝縮器)で発する蒸気を凝縮させることにより生成する復水を、ろ過装置による鉄クラッド、その他のSS成分の除去、さらに脱塩装置による塩類の除去などの復水処理を行い、処理水を給水としてボイラに供給する処理系である。このような復水処理系の温度、圧力は、上記高温水について示した程度の温度、圧力であり、復水のろ過はこのような温度、圧力の復水に対して行われる。   The condensate treatment system is a system that includes boilers (steam generators) such as thermal power or nuclear power generation equipment, and condensate generated by condensing steam emitted from a condenser (condenser), iron clad by filtration equipment, etc. This is a treatment system that performs condensate treatment such as removal of SS components and removal of salts by a desalting apparatus, and supplies treated water to the boiler as feed water. The temperature and pressure of such a condensate treatment system are the temperatures and pressures as shown for the high-temperature water, and condensate filtration is performed on the condensate having such a temperature and pressure.

このような復水系で生成する復水には、蒸気から持ち込まれるシリカ、カルシウム、その他の塩分などのほか、ボイラ、コンデンサ、配管等から持ち込まれる鉄クラッド、その他のSS成分が含まれる。このような復水に含まれるSS成分のろ過特性は、常温、常圧水をろ過する場合のろ過特性とは異なる特性を示す。特に鉄クラッド、その他の鉄成分は、温度、圧力により鉄の価数、結合状態、解離度、溶解度などが異なるため、ろ過特性の差は大きい。このため常温でのろ過性能、ろ過試験結果により、高温(高圧)の復水におけるろ過特性を予測することはできない。   The condensate generated in such a condensate system contains silica, calcium, and other salts that are brought in from steam, iron clad that is brought in from boilers, condensers, pipes, and other SS components. The filtration characteristics of the SS component contained in such condensate are different from the filtration characteristics when normal temperature and normal pressure water is filtered. Particularly, iron clad and other iron components have large differences in filtration characteristics due to differences in iron valence, bonding state, dissociation, solubility, and the like depending on temperature and pressure. For this reason, the filtration characteristics in high temperature (high pressure) condensate cannot be predicted by the filtration performance at normal temperature and the filtration test results.

本発明のろ過性能評価装置は、高温水系に設けられたろ過装置に取り付けてろ過するためのろ過エレメントのろ過性能を、効率的かつ正確に評価するためのものである。ろ過エレメントは、復水処理系等の高温水系のろ過装置に装着して、復水等の被処理水のろ過に用いられる部材である。ここで評価対象となるろ過エレメントは、実際の復水処理系のろ過装置に装着して使用しようとするろ過エレメントであるのが好ましいが、小型化した試験用のろ過エレメントであってもよい。エレメントの形式はリーフ型、シリンダ型、パイプ型など、ろ材もメンブレン、繊維、短繊維、パウダなど、またろ過方式も固定式、プレコート式など任意のものがある。   The filtration performance evaluation apparatus of this invention is for evaluating efficiently and correctly the filtration performance of the filtration element for attaching and filtering to the filtration apparatus provided in the high temperature water system. The filtration element is a member that is attached to a high-temperature water filtration device such as a condensate treatment system and is used for filtering water to be treated such as condensate. The filtration element to be evaluated here is preferably a filtration element to be used by being mounted on an actual condensate treatment system filtration device, but may be a downsized test filtration element. There are various types of elements, such as leaf type, cylinder type, pipe type, filter media such as membranes, fibers, short fibers, powders, etc., and filtration methods such as fixed type and precoat type.

本発明のろ過性能評価装置で評価するろ過性能としては、1)固形物除去率、2)単位ろ過面積当たりの捕捉容量、3)ろ過流速と差圧の相関関係、4)その他のろ過特性などがあげられる。   The filtration performance evaluated by the filtration performance evaluation apparatus of the present invention includes 1) solid matter removal rate, 2) capture capacity per unit filtration area, 3) correlation between filtration flow rate and differential pressure, and 4) other filtration characteristics. Can be given.

本発明の高温ろ過性能評価装置は、高温水系に設けられたろ過装置に装着されるろ過エレメントのろ過性能を評価する装置であって、高温水系から分岐する高温試験水路と、高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路と、第1のろ過エレメントを装着して高温水のろ過を行うように、高温試験水路に設けられた高温試験装置と、第2のろ過エレメントを装着して低温水のろ過を行うように、低温試験水路に設けられた低温試験装置と、低温試験水路の第1の冷却装置と低温試験装置間に連絡する第1のサンプリング路と、高温試験水路の高温試験装置の下流側に第2の冷却装置を介して連絡する第2のサンプリング路と、低温試験水路の低温試験装置の下流側に連絡する第3のサンプリング路とを備えている。   The high-temperature filtration performance evaluation device of the present invention is a device for evaluating the filtration performance of a filtration element attached to a filtration device provided in a high-temperature water system, and is a high-temperature test water channel branched from the high-temperature water system and a high-temperature test water channel. A low-temperature test water channel that branches through a cooling device, a high-temperature test device provided in the high-temperature test water channel, and a second filtration element so as to filter the high-temperature water by attaching the first filtration element. A low temperature test device installed in the low temperature test water channel so as to be mounted and filtered for low temperature water, a first sampling channel communicating between the first cooling device and the low temperature test device in the low temperature test water channel, and a high temperature test A second sampling path that communicates with the downstream side of the high-temperature testing device in the water channel via the second cooling device and a third sampling channel that communicates with the downstream side of the low-temperature testing device in the low-temperature testing water channel are provided.

高温試験水路に設けられた高温試験装置は、第1のろ過エレメントを装着して高温水の
ろ過を行い、第1のろ過エレメントの高温水におけるろ過性能を評価するように構成される。また低温試験水路に設けられた低温試験装置は、第2のろ過エレメントを装着し低温水をろ過して、第2のろ過エレメントの低温水におけるろ過性能を評価するように構成される。低温試験水路における試験水の温度は10〜50℃、好ましくは常温(20〜40℃)、圧力は常圧、好ましくは常温でろ過が行える圧力(0.1Pa程度)とすることができる。
The high temperature test apparatus provided in the high temperature test water channel is configured to attach the first filtration element to perform filtration of the high temperature water, and to evaluate the filtration performance of the first filtration element in the high temperature water. Moreover, the low-temperature test apparatus provided in the low-temperature test water channel is configured to attach the second filtration element, filter the low-temperature water, and evaluate the filtration performance of the second filtration element in the low-temperature water. The temperature of the test water in the low-temperature test channel is 10 to 50 ° C., preferably normal temperature (20 to 40 ° C.), and the pressure is normal pressure, preferably a pressure (about 0.1 Pa) that allows filtration at normal temperature.

本発明の評価方法では、金属製(例えばステンレス鋼製)の配管を用いて、ボイラ給水配管などの、評価されるべきろ過装置が挿入されるであろうボイラ水配管より高温試験水を分流させ、この試験水にかかった圧力や温度を変化させること無く評価すべきろ過エレメントに導入すると共に、ろ過エレメントを透過する前後の試験水をサンプリング可能として、水質の変化を計測・比較することで、ろ過エレメントの性能を実機に装着した時とほぼ同じ状態で評価することを可能とすることに加えて、このとき導入した高温試験水を冷却し、併設したろ過エレメントに流すことにより、低温例えば常温でのろ過エレメントのろ過特性との直接の比較が可能となる。   In the evaluation method of the present invention, a high-temperature test water is diverted from a boiler water pipe into which a filtration device to be evaluated such as a boiler feed water pipe is inserted using a metal pipe (for example, stainless steel). By introducing it into the filtration element to be evaluated without changing the pressure and temperature applied to the test water, and by measuring and comparing the change in water quality, it is possible to sample the test water before and after passing through the filtration element, In addition to making it possible to evaluate the performance of the filtration element in almost the same state as when it was installed in the actual machine, the high-temperature test water introduced at this time was cooled and passed through the filtration element provided at a low temperature, for example, room temperature It is possible to directly compare the filtration characteristics of the filtration element.

この場合、高温試験装置および低温試験装置に、それぞれ同じ差圧をつけるように負荷をかけて通水し、試験を行うように構成された制御装置を設け、それぞれの高温試験装置および低温試験装置に、同じ差圧をつけるように負荷をかけて通水することにより、高温試験および低温試験をほぼ同じ条件で平行して行うことができ、直接の対比が可能になる。また高温試験水路の高温試験装置の前に加熱装置を設け、その加熱により高温試験水路の温度、圧力を変えて試験することにより、実際の高温水系における運転状況の変化に対応した試験を行うことができる。高温試験水路の弁の制御等により、流速を変え、あるいは他の条件を変えて試験を行う場合も同様である。   In this case, the high-temperature test apparatus and the low-temperature test apparatus are each provided with a control device configured to conduct a test by applying a load so as to apply the same differential pressure. In addition, by passing water under a load so as to apply the same differential pressure, the high temperature test and the low temperature test can be performed in parallel under substantially the same conditions, and direct comparison becomes possible. In addition, by installing a heating device in front of the high-temperature test channel in the high-temperature test channel, and testing by changing the temperature and pressure of the high-temperature test channel by the heating, the test corresponding to the change in the operating status in the actual high-temperature water system Can do. The same applies to the case where the test is performed by changing the flow rate or other conditions by controlling the valve of the high-temperature test channel.

ろ過エレメントのろ過性能は、通常メーカーによりカタログ値等として提示されるが、そのろ過性能は通常、特定の水を通常条件で試験したものであり、そのまま高温水系におけるろ過に適用できない。このためこのようなろ過エレメントの使用可否を判断する際、(A)水質、(B)温度圧力の条件変動を考慮する必要がある。この場合、(A)の要因でろ過性能に問題が生じたのか、(B)の要因で問題が生じたのかをそれぞれ理解するためには、高温試験装置と低温試験装置の2系列の装置を設け、項目を分けてみていく必要がある。この場合、(A)の水質の影響を低温試験装置で、(B)の温度圧力の影響を高温試験装置で、それぞれ評価していく。そしてろ過性能の良し悪しの単発的な評価ではなく、汎用性のある評価をするために、項目を分けた試験結果を蓄積することで、上記(A)、(B)が変動した場合でも、ろ過性能が推定でき、ろ過エレメントの選定が容易になる。   The filtration performance of the filtration element is usually presented as a catalog value by a manufacturer, but the filtration performance is usually a test of specific water under normal conditions, and cannot be applied to filtration in a high-temperature water system as it is. For this reason, when judging the availability of such a filtration element, it is necessary to consider the condition fluctuation of (A) water quality and (B) temperature and pressure. In this case, in order to understand whether the problem in filtration performance has occurred due to the factor (A) or whether the problem has occurred due to the factor (B), the two systems of the high temperature test device and the low temperature test device are used. It is necessary to establish and separate items. In this case, the influence of the water quality of (A) is evaluated by the low temperature test apparatus, and the influence of the temperature pressure of (B) is evaluated by the high temperature test apparatus. And in order to evaluate the versatility rather than a single evaluation of whether the filtration performance is good or bad, by accumulating the test results divided into items, even when the above (A), (B) fluctuate, Filtration performance can be estimated, and selection of filtration elements becomes easy.

一般にろ過エレメントのろ過性能は、ろ過対象物の捕捉量や、流速等によっても変化するし、ろ過すべき原水の性状によっても影響を受ける。このうち捕捉量や流速の影響については、常温下における試験によってその影響を調べることは可能であるが、高温(高圧)下における原水中の物質の状態は不明なことが多く、実質的には実機で使用して、通水に伴う差圧上昇等のろ過特性の変化を観察することが必要であった。しかしながら、実機における使用状態での変化は、流速や捕捉量による影響も同時に受けているため、高温(高圧)下における水質の影響のみを評価することができない。本装置では、高温(高圧)下における水質変化がろ過エレメントにおよぼす影響を明らかにするために、高温(高圧)下でのろ過処理と、常温常圧におけるろ過処理を同じ原水を用いて同時に行うことにより、その差から高温(高圧)下におかれた水質によるろ過エレメントへの影響を取り出すことが可能である。本装置を用いれば、流速等のろ過条件を変更した場合のろ過性能の変化を正確に予測することが可能となる。   In general, the filtration performance of the filtration element varies depending on the amount of the object to be filtered, the flow rate, etc., and is also affected by the properties of the raw water to be filtered. Of these, it is possible to investigate the effects of trapped amount and flow velocity by tests at room temperature, but the state of substances in raw water at high temperatures (high pressure) is often unknown, It was necessary to observe changes in filtration characteristics such as differential pressure increase with water flow when used in actual equipment. However, since the change in the usage state in the actual machine is also affected by the flow velocity and the trapped amount at the same time, it is not possible to evaluate only the influence of the water quality under high temperature (high pressure). In this equipment, in order to clarify the influence of water quality change under high temperature (high pressure) on the filtration element, filtration under high temperature (high pressure) and filtration under normal temperature and normal pressure are performed simultaneously using the same raw water. Thus, it is possible to take out the influence on the filter element due to the water quality under high temperature (high pressure) from the difference. If this apparatus is used, it will become possible to accurately predict changes in filtration performance when filtration conditions such as flow rate are changed.

例えば既に使用期間が所定の8割を過ぎているろ過エレメントを用いて、本装置にて評価を実施する場合、所定の差圧以降の上昇速度は常温一定水温においては、メーカーで示されているデータを基に予測可能であるが、水質の違いと高温(高圧)環境下におかれることによる水質変化による影響は、ろ過性能を変化させたり、差圧上昇速度を高める可能性がある。本装置を用いれば、水質の違いによる上昇速度と、前記に加えて高温(高圧)下におかれた事による上昇速度の違いを比較することで高温(高圧)下におかれる場合の影響を2つの差から知ることが可能となり、寿命を間近にしたろ過エレメントを使い続けた場合に、どのように差圧上昇を起こすかを予測することが可能となる。   For example, when an evaluation is carried out with this device using a filtration element whose usage period has already exceeded a predetermined 80%, the rate of increase after a predetermined differential pressure is indicated by the manufacturer at room temperature and constant water temperature. Although it can be predicted based on the data, the influence of the water quality change due to the difference in water quality and being in a high temperature (high pressure) environment may change the filtration performance or increase the differential pressure increase rate. If this device is used, the effect of being placed under high temperature (high pressure) is compared by comparing the rise rate due to differences in water quality and the difference in rise rate due to being placed under high temperature (high pressure) in addition to the above. It becomes possible to know from the difference between the two, and it is possible to predict how the differential pressure will increase when the filter element whose life is close is used.

このため本発明のろ過方法では、高温試験装置に第1のろ過エレメントを装着し高温水をろ過して、高温水におけるろ過性能を評価し、低温試験装置に、第2のろ過エレメントを装着し低温水をろ過して、低温水におけるろ過性能を評価し、高温水における評価結果と低温水における評価結果から、高温水系におけるろ過性能を予測して、高温水系で使用するろ過エレメントを選択し、選択されたろ過エレメントを高温水系に設けられたろ過装置に装着して高温水のろ過を行う。これによりろ過エレメントのろ過性能を迅速かつ正確に評価し、効率よく高温水のろ過を行うことができる。   For this reason, in the filtration method of the present invention, the first filtration element is attached to the high-temperature test device, high-temperature water is filtered, the filtration performance in the high-temperature water is evaluated, and the second filtration element is attached to the low-temperature test device. Filter the low-temperature water, evaluate the filtration performance in the low-temperature water, predict the filtration performance in the high-temperature water system from the evaluation results in the high-temperature water and the evaluation results in the low-temperature water, select the filtration element to be used in the high-temperature water system, The selected filtration element is attached to a filtration device provided in a high-temperature water system, and high-temperature water is filtered. Thereby, the filtration performance of the filtration element can be evaluated quickly and accurately, and high-temperature water can be efficiently filtered.

以上の通り本発明のろ過性能評価装置は、高温水系から分岐する高温試験水路と、高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路と、第1のろ過エレメントを装着して高温水のろ過を行うように、高温試験水路に設けられた高温試験装置と、第2のろ過エレメントを装着して低温水のろ過を行うように、低温試験水路に設けられた低温試験装置と、低温試験水路の第1の冷却装置と低温試験装置間に連絡する第1のサンプリング路と、高温試験水路の高温試験装置の下流側に第2の冷却装置を介して連絡する第2のサンプリング路と、低温試験水路の低温試験装置の下流側に連絡する第3のサンプリング路とを備えているので、用いようとするろ過エレメントが、高温水のろ過に用いることができるろ過性能を有するかどうかを、効率的かつ正確に評価することができ、これにより選定されたろ過エレメントを用いて効率よくろ過を行うことができるなどの効果がある。   As described above, the filtration performance evaluation apparatus of the present invention is equipped with the high temperature test water channel branched from the high temperature water system, the low temperature test water channel branched from the high temperature test water channel via the first cooling device, and the first filtration element. A high-temperature test device provided in the high-temperature test water channel so as to filter high-temperature water, and a low-temperature test device provided in the low-temperature test water channel so as to filter the low-temperature water by installing the second filtration element; A first sampling path communicating between the first cooling device of the low temperature test channel and the low temperature test device, and a second sampling connected via a second cooling device downstream of the high temperature test device of the high temperature test channel The filter element to be used has a filtration performance that can be used for the filtration of high-temperature water. How The efficient and can be accurately evaluated, such an effect can be efficiently performed filtered through a filter element that is selected thereby.

実施形態の高温水のろ過方法およびろ過性能評価装置を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the high temperature water filtration method and filtration performance evaluation apparatus of embodiment.

図1において、1は復水処理装置であって、ろ過装置2および脱塩装置3を備えており、発電所のコンデンサ4からボイラ5へ復水を送る高温水系(復水系)L1に設けられている。ろ過装置2は、ろ過エレメント6が容器7内の集液盤8に装着されており、高温水系(復水系)L1から容器7内に供給される被処理水である高温水(復水)が、ろ過エレメント6を通してろ過されるように構成されている。ろ過装置2には、低下したろ過能力を回復するための逆洗装置が設けられているが、図示は省略されている。   In FIG. 1, 1 is a condensate treatment apparatus, which includes a filtration device 2 and a desalination device 3, and is provided in a high-temperature water system (condensate system) L1 that sends condensate from a condenser 4 of a power plant to a boiler 5. ing. The filtration device 2 has a filtration element 6 mounted on a liquid collection board 8 in a container 7, and high-temperature water (condensate) that is treated water supplied into the container 7 from a high-temperature water system (condensate system) L 1. The filter element 6 is configured to be filtered. The filtration device 2 is provided with a backwash device for recovering the reduced filtration capacity, but the illustration is omitted.

10はろ過性能評価装置であり、高温水系L1から分岐する高温試験水路L2と、高温試験水路L2から第1の冷却装置C1を介して分岐する低温試験水路L3と、第1のろ過エレメント6aを装着して高温水のろ過を行うように、高温試験水路L2に設けられた高温試験装置11と、第2のろ過エレメント6bを装着して低温水のろ過を行うように、低温試験水路L3に設けられた低温試験装置12と、低温試験水路L3の第1の冷却装置C1と低温試験装置12間に連絡する第1のサンプリング路S1と、高温試験水路L2の高温試験装置11の下流側に第2の冷却装置C2を介して連絡する第2のサンプリング路S2と、低温試験水路L3の低温試験装置12の下流側に連絡する第3のサンプリング路S3とを備えている。高温試験水路L2の高温試験装置11の上流側には加熱装置13が設
けられている。
10 is a filtration performance evaluation device, and includes a high temperature test water channel L2 branched from the high temperature water system L1, a low temperature test water channel L3 branched from the high temperature test water channel L2 via the first cooling device C1, and a first filtration element 6a. The high temperature test apparatus 11 provided in the high temperature test water channel L2 and the second filtration element 6b are installed so as to filter the high temperature water so that the low temperature water can be filtered. On the downstream side of the provided low temperature test apparatus 12, the first sampling path S1 communicating between the first cooling apparatus C1 and the low temperature test apparatus 12 in the low temperature test water path L3, and the high temperature test apparatus 11 in the high temperature test water path L2. A second sampling path S2 that communicates via the second cooling device C2 and a third sampling path S3 that communicates with the low temperature test water path L3 downstream of the low temperature test apparatus 12 are provided. A heating device 13 is provided upstream of the high temperature test device 11 in the high temperature test water channel L2.

第1、第2、第3のサンプリング路S1、S2、S3には、SS粒子を捕捉し、その粒径を計測するメンブレンフィルタM1〜M3が設けられている。V1〜V8は弁、CV1〜CV3は定圧弁、T1〜T3は温度計、P1〜P5は圧力計、F1、F2は流量計であり、これらの開度信号、温度信号、圧力信号、流量信号等は入力信号線Inから制御装置14に入り、出力信号線Outからの出力する制御信号により、弁の開度、等が制御されるように構成されている。高温水系L1と高温試験水路L2の配管(実施例ではステンレス鋼)、および高温試験装置11の外部には、保温材9が装着され、サンプリング水が透過する時に放熱により温度が低下することを防止するようにされている。   The first, second, and third sampling paths S1, S2, and S3 are provided with membrane filters M1 to M3 that capture SS particles and measure their particle sizes. V1 to V8 are valves, CV1 to CV3 are constant pressure valves, T1 to T3 are thermometers, P1 to P5 are pressure gauges, F1 and F2 are flow meters, and these opening signals, temperature signals, pressure signals, flow signals Are input to the control device 14 from the input signal line In, and the opening degree of the valve and the like are controlled by a control signal output from the output signal line Out. A heat insulating material 9 is attached outside the high temperature water system L1 and the high temperature test water channel L2 (stainless steel in the embodiment) and the high temperature test apparatus 11 to prevent the temperature from decreasing due to heat dissipation when the sampling water permeates. Have been to.

上記のろ過性能評価装置10では、高温水系L1から分岐する高温試験水路L2に設けられた高温試験装置11に第1のろ過エレメント6aを装着して高温水のろ過性能を評価し、第1の冷却装置C1の下流側から分岐する低温試験水路L3に設けられた低温試験装置12に、第2のろ過エレメント6bを装着して低温水のろ過性能を評価し、両評価結果から高温水系L1におけるろ過性能を予測して、高温水系L1で使用するろ過エレメント6を選択する。そして選択されたろ過エレメント6を高温水系L1に設けられたろ過装置2に装着して高温水系L1のろ過を行う。   In the filtration performance evaluation apparatus 10 described above, the first filtration element 6a is attached to the high temperature test apparatus 11 provided in the high temperature test water channel L2 branched from the high temperature water system L1, and the filtration performance of the high temperature water is evaluated. The second filtration element 6b is attached to the low temperature test device 12 provided in the low temperature test water channel L3 branched from the downstream side of the cooling device C1, and the filtration performance of the low temperature water is evaluated. A filtration element 6 to be used in the high-temperature water system L1 is selected by predicting the filtration performance. And the selected filtration element 6 is attached to the filtration apparatus 2 provided in the high temperature water system L1, and the high temperature water system L1 is filtered.

上記ろ過性能評価装置10による評価は以下のようにして行われる。まず弁V1を開くことにより、高温水系L1から高温試験水路L2を通して、高温試験水が高温試験装置11に導入され、評価用の第1のろ過エレメント6aでろ過された後、流量計F1を通り弁V4を通ってボイラ5の給水処理系(図示省略)ヘ戻される。このようにして高温試験水路L2に設けられた高温試験装置11において、第1のろ過エレメント6aでろ過することにより、第1のろ過エレメント6aの高温水におけるろ過性能を評価する。   The evaluation by the filtration performance evaluation apparatus 10 is performed as follows. First, by opening the valve V1, the high-temperature test water is introduced from the high-temperature water system L1 through the high-temperature test water channel L2 into the high-temperature test apparatus 11 and filtered by the first filtration element 6a for evaluation, and then passes through the flow meter F1. It returns to the feed water treatment system (not shown) of the boiler 5 through the valve V4. Thus, in the high temperature test apparatus 11 provided in the high temperature test water channel L2, the filtration performance in the high temperature water of the 1st filtration element 6a is evaluated by filtering with the 1st filtration element 6a.

また弁V2を開くことにより、高温試験水路L2から第1の冷却装置C1に高温試験水が導入され、試験温度、圧力としての低温(例えば30℃)に下げた後、低温試験水路L3の低温試験装置12に導入され、評価用の第2のろ過エレメント6bでろ過された後、流量計F2を通り弁V7を通って排出される。このようにして低温試験水路L3に設けられた低温試験装置12において、第2のろ過エレメント6bでろ過することにより、第2のろ過エレメント6bの低温水におけるろ過性能を評価する。   Further, by opening the valve V2, the high temperature test water is introduced from the high temperature test water channel L2 to the first cooling device C1, and is lowered to a low temperature (for example, 30 ° C.) as the test temperature and pressure, and then the low temperature of the low temperature test water channel L3. After being introduced into the test device 12 and filtered by the second filter element 6b for evaluation, the fluid passes through the flow meter F2 and is discharged through the valve V7. Thus, in the low temperature test apparatus 12 provided in the low temperature test water channel L3, the filtration performance in the low temperature water of the 2nd filtration element 6b is evaluated by filtering with the 2nd filtration element 6b.

この場合、弁V1〜V8、定圧弁CV1〜CV3の開度信号、温度計T1〜T3の温度信号、圧力計P1〜P5の圧力信号、流量計F1、F2の流量信号等を入力信号線Inから制御装置14に入力する。そして制御装置14において、高温試験装置11および低温試験装置12にそれぞれ同じ差圧をつけて負荷をかけて通水するように設定し、出力信号線Outから出力する制御信号を弁V1〜V8、定圧弁CV1〜CV3に入力して弁の開度等を行って試験を行う。高温試験装置11および低温試験装置12の流量(流速)を変えて試験を行う場合も同様である。高温試験水路L2の高温試験水の温度を高くし、さらに高温で高温試験装置11の試験を行う場合は、出力信号線Outから出力する制御信号により、加熱装置13を運転する。   In this case, the opening signals of the valves V1 to V8 and the constant pressure valves CV1 to CV3, the temperature signals of the thermometers T1 to T3, the pressure signals of the pressure gauges P1 to P5, the flow signals of the flow meters F1 and F2, etc. To the control device 14. Then, in the control device 14, the high temperature test device 11 and the low temperature test device 12 are set so as to pass the water under the same differential pressure, and control signals output from the output signal line Out are valves V1 to V8, A test is performed by inputting to the constant pressure valves CV1 to CV3 and opening the valve. The same applies when the test is performed by changing the flow rate (flow velocity) of the high temperature test apparatus 11 and the low temperature test apparatus 12. When the temperature of the high-temperature test water in the high-temperature test water channel L2 is increased and the test of the high-temperature test device 11 is performed at a higher temperature, the heating device 13 is operated by a control signal output from the output signal line Out.

高温試験装置11および低温試験装置12に供給されるサンプル水中の成分(例えば鉄粒子)の濃度を計測するためには、弁V5を開くと、第1の冷却装置C1により冷却されたサンプル水がサンプリング路S1に入ってメンブレンフィルタM1を通り、定圧弁CV1を通って給水サンプルとしてサンプリングされる。析出している鉄粒子等は、捕捉可能な粒子径が順に小さくなるように直列に配置されたメンブレンフィルタM1で捕捉され、メンブレンフィルタM1の孔径よりも小さな粒子やイオン性の物質はメンブレンフィルタM1を透過してサンプリング路S1からサンプリングされる。   In order to measure the concentration of the component (for example, iron particles) in the sample water supplied to the high temperature test device 11 and the low temperature test device 12, when the valve V5 is opened, the sample water cooled by the first cooling device C1 is It enters the sampling path S1, passes through the membrane filter M1, passes through the constant pressure valve CV1, and is sampled as a feed water sample. Precipitated iron particles and the like are captured by a membrane filter M1 arranged in series so that the size of particles that can be captured becomes smaller in order, and particles or ionic substances smaller than the pore size of the membrane filter M1 are captured by the membrane filter M1. And is sampled from the sampling path S1.

また高温試験装置11に装着された評価用の第1のろ過エレメント6aでろ過された液は、弁V6を開くことにより第2の冷却装置C2を通って低温試験水路L3と同程度の低温に冷却されてサンプリング路S2に入り、メンブレンフィルタM2を通ってメンブレンフィルタM1の場合と同様に鉄粒子等の粒子が捕捉され、定圧弁CV2を通ってサンプリング路S2からサンプリングされる。   Further, the liquid filtered by the first filtration element 6a for evaluation attached to the high-temperature test apparatus 11 passes through the second cooling apparatus C2 by opening the valve V6, and has a temperature as low as the low-temperature test water channel L3. The sample is cooled, enters the sampling path S2, passes through the membrane filter M2, and captures particles such as iron particles as in the case of the membrane filter M1, and is sampled from the sampling path S2 through the constant pressure valve CV2.

同様に低温試験装置12に装着された評価用の第2のろ過エレメント6bでろ過された液は、弁V8を開くことによりサンプリング路S3に入り、メンブレンフィルタM3を通ってメンブレンフィルタM1の場合と同様に鉄粒子等の粒子が捕捉され、定圧弁CV3を通ってサンプリング路S3からサンプリングされる。   Similarly, the liquid filtered by the second filter element 6b for evaluation mounted on the low temperature test apparatus 12 enters the sampling path S3 by opening the valve V8, passes through the membrane filter M3, and the membrane filter M1. Similarly, particles such as iron particles are captured and sampled from the sampling path S3 through the constant pressure valve CV3.

第1のろ過エレメント6aのろ過性能について評価する場合は、高温試験装置11に評価すべき第1のろ過エレメント6aを装着し、弁V1、V2、V4、V5、V6および定圧弁CV1、CV2を調節して、所定の処理流量を与えるように流量計F1の表示値により調節して、高温水のろ過を行う。第2のろ過エレメント6bのろ過性能について評価する場合は、低温試験装置12に評価すべき第2のろ過エレメント6bを装着し、弁V1、V2、V3、V5、V7、V8および定圧弁CV1、CV3を調節して、所定の処理流量を与えるように流量計F2の表示値により調節して、低温水のろ過を行う。   When evaluating the filtration performance of the first filtration element 6a, the first filtration element 6a to be evaluated is attached to the high temperature test apparatus 11, and the valves V1, V2, V4, V5, V6 and the constant pressure valves CV1, CV2 are installed. The high-temperature water is filtered by adjusting the display value of the flow meter F1 so as to give a predetermined treatment flow rate. When evaluating the filtration performance of the second filtration element 6b, the second filtration element 6b to be evaluated is attached to the low temperature test apparatus 12, and the valves V1, V2, V3, V5, V7, V8 and the constant pressure valve CV1, CV3 is adjusted and adjusted according to the display value of flow meter F2 so as to give a predetermined treatment flow rate, and low-temperature water is filtered.

高温試験装置11における第1のろ過エレメント6aの鉄粒子捕捉性能について評価する場合は、メンブレンフィルタM1、M2に捕捉された鉄量をそれぞれf1、f2とし、給水サンプルおよび処理水サンプルのそれぞれのサンプル量をs1、s2とし、それぞれの溶解性の鉄分濃度をd1、d2とした時、フィルタの入口側から供給される鉄濃度Fe1とフィルタの出口水の鉄濃度Fe2はそれぞれ式1および式2で求められる。
Fe1=f1/s1+d1・・・・・〔式1〕
Fe2=f2/s2+d2・・・・・〔式2〕
When evaluating the iron particle trapping performance of the first filtration element 6a in the high-temperature test apparatus 11, the amounts of iron trapped in the membrane filters M1 and M2 are set to f1 and f2, respectively, and each sample of the feed water sample and the treated water sample When the amounts are s1 and s2 and the respective soluble iron concentrations are d1 and d2, the iron concentration Fe1 supplied from the inlet side of the filter and the iron concentration Fe2 of the outlet water of the filter are expressed by Equations 1 and 2, respectively. Desired.
Fe1 = f1 / s1 + d1 [Formula 1]
Fe2 = f2 / s2 + d2 [Formula 2]

このとき高温試験装置11における評価用の第1のろ過エレメント6aに通水した水量をQ1とすると、式3ないし式6により、
流入した鉄量=(f1/s1+d1)×Q1・・・・・〔式3〕
透過した鉄量=(f2/s2+d2)×Q1・・・・・〔式4〕
捕捉した鉄量=(f1/s1−f2/s2+d1−d2)×Q1
・・・〔式5〕
鉄捕捉率(%)=(f1/s1−f2/s2+d1−d2)/(f1/s1+d1)・・・・・〔式6〕
として算出されることとなり、ろ過エレメント6aの鉄捕捉性能を定量的に表記することが可能である。但し、s1,s2<<Q1とする。
At this time, when the amount of water passed through the first filtration element 6a for evaluation in the high-temperature test apparatus 11 is Q1,
Inflow iron amount = (f1 / s1 + d1) × Q1 (Equation 3)
Permeated iron amount = (f2 / s2 + d2) × Q1 (Formula 4)
Captured iron amount = (f1 / s1-f2 / s2 + d1-d2) × Q1
... [Formula 5]
Iron capture rate (%) = (f1 / s1-f2 / s2 + d1-d2) / (f1 / s1 + d1) (Equation 6)
As a result, the iron capture performance of the filtration element 6a can be expressed quantitatively. However, s1, s2 << Q1.

低温試験装置12における第2のろ過エレメント6bの鉄粒子捕捉性能について評価する場合は、サンプリング路S3においてメンブレンフィルタM3に捕捉された鉄量をf3とし、処理水のサンプル量をs3とし、その溶解性の鉄分濃度をd3とし、第2のろ過エレメント6bに通水した水量をQ2とした時、
捕捉した鉄量=(f1/s1−f3/s3+d1−d3)×Q2・・・〔式7〕
鉄捕捉率(%)=(f1/s1−f3/s3+d1−d3)/(f1/s1+d1)・・・〔式8〕
When evaluating the iron particle trapping performance of the second filtration element 6b in the low-temperature test apparatus 12, the amount of iron trapped by the membrane filter M3 in the sampling path S3 is set to f3, the sample amount of treated water is set to s3, and the dissolution thereof When the ferrous iron concentration is d3 and the amount of water passed through the second filtration element 6b is Q2,
Captured iron amount = (f1 / s1-f3 / s3 + d1-d3) × Q2 (Equation 7)
Iron capture rate (%) = (f1 / s1-f3 / s3 + d1-d3) / (f1 / s1 + d1) (Equation 8)

このため第2のろ過エレメント6bとして、第1のろ過エレメント6aと同じものを装着して低温下での通水試験を実施すれば、第1のろ過エレメント6aの高温下での処理性能と、低温下での処理性能とを直接比較することが可能となり、温度、圧力による除鉄性
能の変化を定量的に評価することが可能となる。この場合、s2=s3となるように調節することにより、高温時と低温時でのろ過エレメントに捕捉された鉄量を直接比較することが可能である。
またこの評価は、高温試験装置11に装着された第1のろ過エレメント6aと、低温試験装置12に装着された第2のろ過エレメント6bに捕捉されている鉄量を直接比較することによっても可能である。
For this reason, if the same thing as the 1st filtration element 6a is equipped as the 2nd filtration element 6b and a water flow test under low temperature is carried out, the treatment performance under the high temperature of the 1st filtration element 6a, It is possible to directly compare the processing performance at low temperatures, and to quantitatively evaluate the change in iron removal performance due to temperature and pressure. In this case, by adjusting so that s2 = s3, it is possible to directly compare the amount of iron trapped in the filtration element at high temperature and low temperature.
This evaluation is also possible by directly comparing the amount of iron captured by the first filtration element 6a attached to the high temperature test apparatus 11 and the second filtration element 6b attached to the low temperature test apparatus 12. It is.

特定の水質におけるろ過エレメントの常温常圧下でのろ過特性の経時変化が、フィルタメーカーにより下記のように提示されているとする。
[ろ過エレメントの水質q0における常温常圧下での経時特性]=F00[T]
そして水質q1における常温常圧下でのろ過特性の経時変化が
[ろ過エレメントの水質q1における常温常圧下での経時特性]=F01[T]
で与えられ、且つ高温(高圧)下における変化が
[ろ過エレメントの水質q1における高温(高圧)下での経時特性]=F11[T]
として得られたとする。
また流量・温度・圧力一定の時に原水水質の違いがろ過エレメントへ及ぼす影響をf00とすると、
00=F01[T]/F00[T]
として知ることができる。
It is assumed that the change over time of the filtration characteristics under normal temperature and normal pressure of the filter element in a specific water quality is presented by the filter manufacturer as follows.
[Temperature characteristics under normal temperature and normal pressure in water quality q0 of filtration element] = F 00 [T]
And the time-dependent change of the filtration characteristic in the water quality q1 under normal temperature and normal pressure is [the time-dependent characteristic in the water quality q1 of the filtration element under the normal temperature and normal pressure] = F 01 [T]
And the change under high temperature (high pressure) is [the time-dependent characteristics of the water quality q1 of the filtration element under high temperature (high pressure)] = F 11 [T]
Assuming that
Also, when the difference between the raw water quality at the time of the flow rate, temperature, and constant pressure to the influence of the filtration element and f 00,
f 00 = F 01 [T] / F 00 [T]
Can know as.

一方、F11[T]は高温(高圧)下において、水質およびろ過エレメントの関係が変化することにより与えられるものであると考えられるから、それぞれをf10、f01とおくと、
11[T]/F01[T]=f10+f01
として知ることができる。
On the other hand, since F 11 [T] is considered to be given by changing the relationship between the water quality and the filtration element at high temperature (high pressure), if f 10 and f 01 are respectively set,
F 11 [T] / F 01 [T] = f 10 + f 01
Can know as.

ろ過エレメントに使用する素材の耐熱性が良好で、高温(高圧)下におかれることでのろ過エレメントの素材自体の変化がわずかであると仮定するなら、
11[T]/F01[T]≒f10
と近似することができるので、高温(高圧)下におかれることでの水質変化がろ過エレメントに及ぼす影響は
11[T]=f10×{f00×F00[T]}
If it is assumed that the heat resistance of the material used for the filter element is good and that the change in the material of the filter element itself due to high temperature (high pressure) is slight,
F 11 [T] / F 01 [T] ≈f 10
Therefore, the influence of the change in water quality on the filtration element under high temperature (high pressure) is F 11 [T] = f 10 × {f 00 × F 00 [T]}

ここでf00やf10は、本試験装置により与えられる特性であり、F00[T]はろ過エレメントのメーカーや過去の知見により得られる情報であるから、高温(高圧)下におかれた原水水質の変化がろ過エレメントに与える経時的な影響F11[T]を、それぞれの特性から求めることが可能となる。 Here, f 00 and f 10 are characteristics given by this test apparatus, and F 00 [T] is information obtained from the manufacturer and past knowledge of the filtration element, so it was placed under high temperature (high pressure). It is possible to determine the influence F 11 [T] over time of the change in the raw water quality on the filtration element from the respective characteristics.

以上のように、本装置を用いれば、水質の違いによる上昇速度と、前記に加えて高温(高圧)下におかれた事による上昇速度の違いを比較することで高温(高圧)下におかれる場合の影響を2つの差から知ることが可能となり、寿命を間近にしたろ過エレメントを使い続けた場合に、どのように差圧上昇を起こすかを予測することが可能となる。   As described above, if this device is used, the difference between the rising speed due to the difference in water quality and the rising speed due to being placed under high temperature (high pressure) in addition to the above will be compared under high temperature (high pressure). It is possible to know the effect of the difference from the two differences, and it is possible to predict how the differential pressure will increase when a filter element with a near life is used.

本発明は、高温水のろ過に用いられるろ過エレメントのろ過性能を評価するためのろ過性能評価装置、および評価されたろ過エレメントを用いるろ過方法に関し、特に火力または原子力発電装置の復水処理系等の高温水のろ過に用いられるろ過エレメントのろ過性能を評価するためのろ過性能評価装置およびろ過方法に利用可能である。   The present invention relates to a filtration performance evaluation apparatus for evaluating the filtration performance of a filtration element used for filtration of high-temperature water, and a filtration method using the evaluated filtration element, in particular, a thermal power or a condensate treatment system for a nuclear power plant, etc. It can utilize for the filtration performance evaluation apparatus and the filtration method for evaluating the filtration performance of the filtration element used for filtration of high temperature water.

1: 復水処理装置、2: ろ過装置、3: 脱塩装置、4: コンデンサ、5: ボイラ、6: ろ過エレメント、6a: 第1のろ過エレメント、6b: 第2のろ過エレメント、7: 容器、8: 集液盤、9: 保温材、10: ろ過性能評価装置、11:
高温試験装置、12: 低温試験装置、13: 加熱装置、14: 制御装置、
L1: 高温水系(復水系)、L2: 高温試験水路、L3: 低温試験水路、C1:
第1の冷却装置、C2: 第2の冷却装置、S1: 第1のサンプリング路、S2: 第2のサンプリング路、S3: 第3のサンプリング路、M1〜M3: メンブレンフィルタ、V1〜V8: 弁、CV1〜CV3: 定圧弁、T1〜T3: 温度計、P1〜P5: 圧力計、F1,F2: 流量計。
1: Condensate treatment device, 2: Filtration device, 3: Desalination device, 4: Condenser, 5: Boiler, 6: Filtration element, 6a: First filtration element, 6b: Second filtration element, 7: Container , 8: Liquid collection board, 9: Thermal insulation material, 10: Filtration performance evaluation device, 11:
High temperature test device, 12: Low temperature test device, 13: Heating device, 14: Control device,
L1: High temperature water system (condensate system), L2: High temperature test channel, L3: Low temperature test channel, C1:
1st cooling device, C2: 2nd cooling device, S1: 1st sampling path, S2: 2nd sampling path, S3: 3rd sampling path, M1-M3: Membrane filter, V1-V8: Valve , CV1 to CV3: constant pressure valve, T1 to T3: thermometer, P1 to P5: pressure gauge, F1, F2: flow meter.

Claims (6)

高温水系に設けられたろ過装置に装着されるろ過エレメントのろ過性能を評価する装置であって、
前記高温水系から分岐する高温試験水路と、
高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路と、
第1のろ過エレメントを装着して高温水のろ過を行うように、高温試験水路に設けられた高温試験装置と、
第2のろ過エレメントを装着して低温水のろ過を行うように、低温試験水路に設けられた低温試験装置と、
低温試験水路の第1の冷却装置と低温試験装置間に連絡する第1のサンプリング路と、
高温試験水路の高温試験装置の下流側に第2の冷却装置を介して連絡する第2のサンプリング路と、
低温試験水路の低温試験装置の下流側に連絡する第3のサンプリング路と
を備えていることを特徴とするろ過性能評価装置。
A device for evaluating the filtration performance of a filtration element attached to a filtration device provided in a high-temperature water system,
A high-temperature test channel branched from the high-temperature water system;
A low-temperature test channel branched from the high-temperature test channel through the first cooling device;
A high-temperature test apparatus provided in the high-temperature test water channel so as to filter the high-temperature water by attaching the first filtration element;
A low-temperature test device provided in the low-temperature test water channel so as to filter the low-temperature water by attaching the second filtration element;
A first sampling channel communicating between the first cooling device of the low temperature test channel and the low temperature test device;
A second sampling path that communicates with the downstream side of the high temperature test device in the high temperature test water channel via a second cooling device;
A filtration performance evaluation apparatus, comprising: a third sampling path connected to the downstream side of the low temperature test apparatus of the low temperature test water channel.
高温試験装置および低温試験装置に、それぞれ同じ差圧をつけるように負荷をかけて通水し、試験を行うように構成された制御装置を備えている請求項1記載の装置。   The apparatus according to claim 1, further comprising a control device configured to perform a test by applying a load so as to apply the same differential pressure to the high temperature test device and the low temperature test device. 高温試験水路の高温試験装置の前に加熱装置を備えている請求項1または2記載の装置。   The apparatus according to claim 1 or 2, further comprising a heating device in front of the high temperature test device in the high temperature test channel. 第1ないし第3のサンプリング路に、SS粒子を捕捉し、その粒径を計測するメンブレンフィルタを備えている請求項1ないし3のいずれかに記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a membrane filter that captures SS particles and measures a particle size thereof in the first to third sampling paths. 高温水系から分岐する高温試験水路を構成する配管の外部に保温材を装着した請求項1ないし4のいずれかに記載の装置。   The apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a heat insulating material is attached to the outside of the pipe constituting the high temperature test water channel branched from the high temperature water system. 請求項1ないし5のいずれかに記載のろ過性能評価装置を用い、
高温水系から分岐する高温試験水路に設けられた高温試験装置に、第1のろ過エレメントを装着し高温水をろ過して、高温水におけるろ過性能を評価し、
高温試験水路から第1の冷却装置を介して分岐する低温試験水路に設けられた低温試験装置に、第2のろ過エレメントを装着し低温水をろ過して、低温水におけるろ過性能を評価し、
高温水における評価結果と低温水における評価結果から、前記高温水系におけるろ過性能を予測して、高温水系で使用するろ過エレメントを選択し、
選択されたろ過エレメントを前記高温水系に設けられたろ過装置に装着して高温水のろ過を行うことを特徴とする高温水のろ過方法。
Using the filtration performance evaluation device according to any one of claims 1 to 5,
The first filtration element is attached to the high-temperature test device provided in the high-temperature test channel that branches from the high-temperature water system, the high-temperature water is filtered, and the filtration performance in the high-temperature water is evaluated.
A low temperature test device provided in a low temperature test channel that branches from the high temperature test channel through the first cooling device is equipped with a second filtration element to filter the low temperature water, and the filtration performance in the low temperature water is evaluated.
From the evaluation results in high-temperature water and the evaluation results in low-temperature water, predict the filtration performance in the high-temperature water system, select the filtration element to be used in the high-temperature water system,
A high-temperature water filtration method comprising: filtering a high-temperature water by attaching the selected filtration element to a filtration device provided in the high-temperature water system.
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