JP2945640B2

JP2945640B2 - 冷却用細管洗浄装置

Info

Publication number: JP2945640B2
Application number: JP9194808A
Authority: JP
Inventors: 修二出口; 英樹尾住
Original assignee: MARUSEI JUKOGYO KK
Current assignee: MARUSEI JUKOGYO KK
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 1999-09-06
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1123189A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却用細管洗浄装
置に関し、詳しくは、生分解性プラスチック製スポンジ
ボールを用いた冷却用細管洗浄装置に関し、更に詳しく
は、火力、原子力発電所の復水器や臨海コンビナートの
熱交換器に適用する前記スポンジボールを用いた冷却用
細管洗浄装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のごとく、火力、原子力発電所の復
水器は、タービンで仕事を終えた蒸気を海水等で冷却・
凝縮し、真空をつくると共に復水として回収する装置で
ある。

【０００３】ところで、この火力、原子力発電所では、
低いタービン排気圧力を得ることができ、復水がボイラ
ー給水として回収できる表面復水器が採用されている。

【０００４】その構造は、胴の両端の管板間に水平に取
付けた多数の冷却用細管と、この管板を囲む冷却水水室
および復水溜と、からなっている。

【０００５】この冷却水水室は軟鋼にゴムライニングさ
れており、タービン排気流路である復水器上部胴は、蒸
気タービンとゴム製伸縮継手とで接続されている。

【０００６】前記冷却用細管は、通常２５．４ｍｍφ、
厚さ０．５〜１．２ｍｍのものが使用されており、冷却
海水流速は２ｍ／ｓ弱で設計されている。例えば、出力
６００ＭＷの火力発電所の冷却用細管数は約２万本程度
である。

【０００７】かかる冷却用細管には、アルミニウム黄銅
（銅に亜鉛が２２％、アルミニウムが２％、砒素が０．
０４％になるように添加した合金）が、管板にはネーバ
ル黄銅がそれぞれ多く採用され、管板にあけた穴に細管
の管端をベルマウス状に拡管して取付ける。

【０００８】最近では、防食対策上有利なことから全チ
タン製復水器も多く採用され始めている。この場合に
は、チタン管はチタン製管板に溶接で取付けられる。

【０００９】ところで、復水器の性能を低下させる要因
としては、海水の温度上昇と冷却用細管内面の汚れ（生
物汚れ）とがあって、特に、生物汚れの除去は生物皮膜
除去といわれている。

【００１０】かかる生物皮膜除去やスライム除去は、火
力発電所などで運転中に行なう代表的なものとしてスポ
ンジボール式洗浄があり、休止期間を利用して行なうも
のとしてジェット洗浄やブラシ洗浄やゴム弾打ちなどが
ある。

【００１１】このうち、復水器の冷却用細管の内面に付
着した生物皮膜やスライムの除去対策の一つとしての，
前記スポンジボール式洗浄は、当該冷却用細管の出入口
の差圧を０．２ｋｇ／ｃｍ^２以上必要とするものの、復
水器の運転中に連続洗浄ができる特徴を有している。

【００１２】すなわち、このスポンジボール式洗浄は、
冷却水と共にスポンジボールを当該冷却用細管に導入し
てスポンジボールの循環により、細管の内面の生物皮膜
やスライムを除去するもので、ボール循環路やボール捕
捉装置などから構成されており、スポンジボールの材質
は、天然ゴムまたは合成ゴムの連続気泡のスポンジゴム
材質であり、その直径は細管の内径より１〜３ｍｍ大き
く、比重は水と略同一にして水中で均等分配を図ってい
る（例えば、特開昭５８−２１０５００号公報、特開昭
５９−２４１９７号公報、特開昭６０−２９５号公報、
特開昭６０−６９４９７号公報、特開昭６０−８９６９
５号公報等参照）。

【００１３】かかるスポンジボール式洗浄装置につい
て、前掲の特開昭６０−６９４９７号公報に基づき更に
述べる。

【００１４】図２において、１は発電所用復水器で、多
数の冷却用細管２，２…が横設されている。

【００１５】これらの細管２，２…は入口側管板２Ａと
出口側管板２Ｂによって支持され、入口側管板２Ａは入
口側冷却水水室３の一部を構成し、出口側管板２Ｂは出
口側冷却水水室５の一部を構成している。

【００１６】これらの入口側冷却水水室３に、海水等の
取水口（不図示）からの冷却水が矢印のように導入さ
れ、出口側冷却水水室５からの冷却水は矢印のように海
域へ放流される。

【００１７】ここにおいて、入口側冷却水水室３には、
冷却水の流れに逆向きに開口したボール供給ノズル４が
設けられ、出口側冷却水水室５には漏斗状または傾斜板
状のボール捕捉用ストレーナ（ボール捕捉装置）６が設
けられている。

【００１８】これらのボール供給ノズル４とボール捕捉
用ストレーナ６とはボール戻し導管（ボール循環路）７
で連通連結され、このボール戻し導管７にはボール用モ
ニター８、ボール供給取出タンク（ボール貯留装置）９
およびボール循環用ポンプ１６を介在している。

【００１９】このボール用モニター８は、ボール戻し導
管７の途中に設けたボール運動量測定装置１１による、
スポンジボール１０の質量と速度の積である力積を測定
して、記憶装置１２、比較装置１３、および、表示装置
１４によって、スポンジボール１０の摩損を検出する。
なお、１５はアジャスターを示す。

【００２０】したがって、小粒で多数個のスポンジボー
ル１０は、ボール循環ポンプ１６によりボール供給ノズ
ル４から供給され、入口側冷却水と共に多数の冷却用細
管２に分配されて通過した後、出口側冷却水水室５のボ
ール捕集用ストレーナ６で捕捉・回収され、再び連続的
に循環する。

【００２１】そして、このスポンジボール式洗浄装置の
操作の１つとして、スポンジボール１０の個数は、冷却
用細管２の本数の１０〜１５％程度とし、５分毎に冷却
用細管２を通過させるようにしている。

【００２２】ところで、一般に洗浄は、熱効率向上のた
めには頻繁に行なうことが望ましいが、頻度が高すぎる
と防食皮膜まで除去されるので、復水器の冷却用細管の
材質等も考慮して防食皮膜の確保と生物皮膜除去の両方
を満足する適正な洗浄頻度を選定する必要がある。した
がって、銅合金製の冷却用細管では防食皮膜の確保のた
めに、通常５回／日に抑えられている。

【００２３】また、洗浄効果をあげるためには、ボール
循環を良好に行なわなければならないが、異物（例え
ば、脱落貝）による管づまりがあるとこの循環が妨げら
れる。この管づまりを防ぐために、逆洗装置または除貝
装置との併用が望ましい。

【００２４】なお、スポンジボール１０が摩損すると、
ボール用モニター８により検出してボール供給・取出タ
ンク９において補給する。

【００２５】このボール供給・取出タンク９は、スポン
ジボール１０を通さない回収用ストレーナ２３で上下に
区劃され、通常のスポンジボール１０の循環ではボール
循環休止用バルブ１８を閉じた状態で、ボール循環運転
用バルブ１７を開にしているが、スポンジボール１０の
回収時には、バルブ１７を閉じた状態で、バルブ１８を
開にして循環用ポンプ１６を作動させると、冷却水は循
環するがスポンジボール１０のみはボール供給・取出タ
ンク９の回収用ストレーナ２３上に貯溜・回収する。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、冷却用
細管２の洗浄は、スポンジボール１０によって数回／日
の間欠運転をとっており、洗浄しないときは、復水器１
への冷却水を導入する冷却水供給ポンプの出力を抑える
ために、ボール捕集用ストレーナ６は全開にしているの
で、入口側冷却水水室３や出口側冷却水水室５やボール
戻し導管７等で残留していたスポンジボール１０がすり
抜け（大略全体量の２〜５％）、周辺海域に流出するこ
とがある。

【００２７】殊に、取水路や復水器等に付着する海生物
の付着、例えば、貝の付着を抑制するため従来において
は、毒性塗料や塩素注入を行なってきたが、環境汚染の
防止のため、これらの禁止や制限等により貝の付着を抑
制できなくなり、ひいては、脱落貝が多くなり、その流
入時にはボール捕集用ストレーナ６を全開する必要があ
り、しかも、この全開操作を頻繁に行なうようになった
ことから、併せてスポンジボール１０の流出が多くなっ
てきた。

【００２８】ところで、国際的な海洋汚染防止条約や国
内法の海洋投棄規制法によりプラスチックをそのまま海
域に投棄することが禁止されているが、以上の事情によ
りスポンジボール１０が海域へ流出すると不法投棄的な
そしりを受けることになる。

【００２９】そのため、ボール捕集装置を改善する方法
や、冷却水の放水路、放水口でボール回収を行なう方法
が考えられるが、これらの方法では小粒で多数個のスポ
ンジボールの流出を零にすることは困難であり、その
上、脱落貝による閉塞状態も同時に発生することから、
この閉塞状態を長く続けると発電ユニット自体の出力制
限や出力停止事故にもつながり易く、ひいては、これら
の事故を回避しようとすると、スポンジボール１０の流
出は避けられない、という致命的な問題を伏蔵してい
る。

【００３０】一方、スポンジボール式洗浄装置における
ボール循環路に対する海生物付着防止方法として、ボー
ル循環運転中に、紫外線による滅菌処理した海水を混入
して、海生物の付着を防止しようとする提案がなされて
いる（特開昭６２−２９４８９９号公報参照）。

【００３１】しかしながら、かかる提案でスポンジボー
ルを、前記のような理由により、周辺海域へ流出させる
と、塩素注入や防汚塗料の問題程ではないにしても、依
然としてスポンジボールの海域への不法投棄のそしりは
免れ得ない。

【００３２】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、かかる
諸問題を解決しようとして鋭意努力して創作されたもの
で、殊に、前記したような既存のスポンジボール式冷却
用細管洗浄装置を可及的に改変することなく、直ちに実
行できることを目的とするもので、その要旨とするとこ
ろは、１）入口側の冷却水と共に多数個のスポンジボー
ルを、多数の冷却用細管に分配して導入・通過させた
後、スポンジボールのみをボール捕集用ストレーナで捕
捉し、冷却水を海域へ放流させ、捕捉したスポンジボー
ルを再びボール循環路を介して前記冷却用細管に導入す
るようにした連続循環によって冷却用細管の内面の生物
皮膜やスライム等を除去する冷却用細管洗浄装置におい
て、前記スポンジボールを、生分解性プラスチック製ス
ポンジボールとすると共に、前記ボール循環路にボール
貯留装置を設け、該ボール貯留装置に、前記生分解性プ
ラスチック製スポンジボールに対し、その生分解による
洗浄機能劣化を抑制するための紫外線照射による滅菌装
置を内臓することにより、該スポンジボールに照射する
一方、万一、一部のスポンジボールが流出しても、これ
を容易に生分解させることを特徴とする冷却用細管洗浄
装置にあり、また、２）請求項１のスポンジボールを、
発電所の復水器の冷却用細管の内径より１〜３ｍｍ大き
くした連続発泡体とし、また、紫外線照射装置をボール
貯留装置に単に付加するだけで別個の配管をしないこと
を特徴とする冷却用細管洗浄装置にある。

【００３３】

【発明の実施の形態】本発明を、添付図面に示す実施の
形態例により詳細に述べる。

【００３４】図１は、図２で示す従来例のボール供給・
取出タンク（単にボール貯留装置という）９と同じのボ
ール貯留装置２０を示し、他の共通部分（発電所用復水
器１や冷却用細管２やボール捕捉用ストレーナ６等）
は、その図示および説明を省略する。

【００３５】ボール貯留装置２０は有底タンク体で構成
され、その上面には蓋２１が開閉自在に設けられてい
る。この蓋２１の下面に紫外線照射装置（例えば、光源
として低圧または中圧の水銀ランプで、石英のジャケッ
トのついたもの）２２が既存の蓋にも容易に取付られる
ように設けられている。

【００３６】このボール貯留装置２０には、図２で示す
ように循環ポンプ１６の吐出側配管２４が臨んでいると
共に、ボール循環運転用バルブ１７やボール循環休止用
バルブ１８とがそれぞれ連通した配管２５，２６が臨ん
でいる。

【００３７】そして、これらの吐出側配管２４や配管２
５と、配管２６とを区劃する回収用ストレーナ２３が傾
斜して設けられている。

【００３８】したがって、ボール循環休止時には、この
回収用ストレーナ２３上に循環させる略全てのスポンジ
ボールが貯留するし、ボール循環運転時には、循環する
全てのスポンジボールは、この回収用ストレーナ２３上
を通過することから、これらのスポンジボールに対し紫
外線照射装置２２によって微生物の滅菌を行なう。

【００３９】ここにおいて、本発明のスポンジボールに
は、従来の天然ゴムまたは合成ゴムを基材に連続気泡を
形成したスポンジボールでなく、生分解性プラスチック
を基材に連続発泡させたスポンジボールを用いる。

【００４０】この生分解性プラスチックはいう迄もな
く、使用している間に優れた性能を持続的に発揮し、廃
棄後は自然界の微生物によって速やかに分解され、最終
的には土の有機物成分や二酸化炭素と水になるプラスチ
ックを指すが、特に、ポリ乳酸（生体内などに存在する
低分子量化合物（モノマー）の乳酸の重合体で、糖のグ
ルコースを乳酸菌で発酵してして生成した乳酸を化学的
に脱水重縮合反応させることにより製造されたもの）
で、例えば、このポリ乳酸樹脂繊維（例えば、鐘紡株式
会社製商品名「ラクトロン」）を基材として、連続発泡
させたスポンジボールを用いる。

【００４１】勿論、エステル型ポリウレタン樹脂を基材
として連続発泡させたスポンジボールでもよい。

【００４２】そして、従来の天然ゴムを基材としたスポ
ンジボールと、本発明のポリ乳酸繊維を基材としたスポ
ンジボールとを海域中で比較実験すると、前者は２〜３
年間その原形をとどめていたが、後者は８〜１０ヵ月で
強度を失い、その原形の姿はなくなった。

【００４３】そこで、この生分解性プラスチック製スポ
ンジボールを従来既存の復水器の冷却用細管洗浄に通常
通り用い、ボール貯留装置２０において、５μＷ／ｃｍ
^２程度で５分間／時、紫外線を照射すると、スポンジボ
ールの微生物は滅菌される一方、その強度を保持して、
洗浄効果を損なうことは全くないが、一旦海域へ流出す
ると約半年で分解され、不法物投棄のそしりは解消でき
た。

【００４４】そして、この生分解性プラスチック製スポ
ンジボールの表面に、必要により、金鋼砂や研磨剤片を
付着させるとよいが、この場合、プラスチック製なる
故、良好に付着することができる。

【００４５】なお、チタン管を用いた復水器では、紫外
線滅菌の代りにオゾン注入による滅菌を行なってもよい
（「オゾン利用水処理技術」所載の東京湾鶴見発電プラ
ントの生物付着実験参照）。

【００４６】

【発明の効果】本発明によれば、冷却用細管のスポンジ
ボール式洗浄に、生分解性プラスチック製スポンジボー
ルを用いたので、万一、小粒のスポンジボールの一部が
海域に流出しても、微生物により容易に分解され、海域
を汚染することがない。

【００４７】特に、生分解性プラスチック製のスポンジ
ボールであるため、従来のスポンジボール式洗浄効果を
低下させず、また、例えば、実開昭５９−１４０１０１
号公報や実開昭６０−８１４９３号公報で示すスポンジ
ボール成形方法もそのまま利用することができる。

【００４８】また、既存のボール貯留装置に紫外線照射
装置を単に付加するだけで、スポンジボールに対する生
分解による洗浄機能劣化を防止できる。

【００４９】殊に、既存のものに滅菌装置は付加できる
ので、優れた効果を得ながら、別個の配管等の心配もな
く安価にできると共に、スポンジボール自身の滅菌に最
適となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要部図である。

【図２】従来例である。

【符号の説明】

１０…スポンジボール、２０…ボール貯留装置、２２…
紫外線照射装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F28G 1/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入口側の冷却水と共に多数個のスポンジ
ボールを、多数の冷却用細管に分配して導入・通過させ
た後、スポンジボールのみをボール捕集用ストレーナで
捕捉し、冷却水を海域へ放流させ、捕捉したスポンジボ
ールを再びボール循環路を介して前記冷却用細管に導入
するようにした連続循環によって冷却用細管の内面の生
物皮膜やスライム等を除去する冷却用細管洗浄装置にお
いて、前記スポンジボールを、生分解性プラスチック製
スポンジボールとすると共に、前記ボール循環路にボー
ル貯留装置を設け、該ボール貯留装置に、前記生分解性
プラスチック製スポンジボールに対し、その生分解によ
る洗浄機能劣化を抑制するための紫外線照射による滅菌
装置を内臓することにより、該スポンジボールに照射す
る一方、万一、一部のスポンジボールが流出しても、こ
れを容易に生分解させることを特徴とする冷却用細管洗
浄装置。
【請求項２】請求項１のスポンジボールを、発電所の
復水器の冷却用細管の内径より１〜３ｍｍ大きくした連
続発泡体とし、また、紫外線照射装置をボール貯留装置
に単に付加するだけで別個の配管をしないことを特徴と
する冷却用細管洗浄装置。