JP3190186B2 - ダミーサンプル供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はダミーサンプル供給装
置に関し、更に詳しくは、たとえばプラント起動時にお
ける分析装置の応答性を向上させることができ、しかも
排液量を少なくすることのできるダミーサンプル供給装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従
来、火力発電プラントにおいては、発電機に結合された
タービンに蒸気を噴出させてタービンを回転させ、ター
ビンを回転させた蒸気を冷却して水に戻し、前記水をイ
オン交換樹脂に接触させてイオン物質を除去すると共に
脱気し、イオン物質や溶存酸素等が除去された浄化水を
再びボイラーで加熱して蒸気にし、この蒸気を再度ター
ビンに噴出させるという、水の循環システムを有してい
る。

【０００３】火力発電所の発電プラントを円滑に運転す
るためには、この水循環系における循環水の水質を管理
する必要がある。循環水の水質が低下すると、ボイラ
ー、タービン、配管等の腐食等を生じ、水循環系の寿命
が短くなるという不都合を生じるからである。

【０００４】発電プラントにおける水循環システムにお
ける循環水の品質管理としては、導電率、ｐＨ、
溶存酸素濃度、ヒドラジン濃度、溶存水素濃度、
全鉄濃度、濁度、塩素濃度、およびナトリウムイ
オン濃度等の管理を挙げることができる。

【０００５】このような水の品質管理は、火力発電プラ
ントの運転中は勿論のこと、一旦火力発電プラントを停
止した後にその運転を再開するときにも特に必要であ
る。火力発電プラントの運転中において、循環水の品質
の低下が発見されたときには、配管やボイラーの腐食等
を迅速に防止するために、循環水の品質低下の原因を迅
速に追求する必要があり、また停止していた火力発電プ
ラントの運転を再開するときには、水循環系中を正常な
循環水に置き換え、運転の停止中に循環系中に滞留して
いた滞留水により生じている可能性のある循環系中の異
常部分の迅速な発見とその修復とを図らねばならないか
らである。

【０００６】このような品質管理のために、各種検出器
等の分析装置が水循環系の各所に配置されている。

【０００７】水循環系の各所に配置された各種分析装置
は一旦試料の供給が停止すると、分析装置内の検出器等
の乾燥、分析試料の滞留による各種物質の付着、その他
の理由により、プラントが再起動された場合にその分析
装置が安定するのに長時間を要し、したがって、試料を
迅速に分析することができない。

【０００８】かかる問題を解決するために、本発明者に
よる特公平３−２７０５８号公報には、分析試料供給停
止時にダミーサンプルを供給することによって分析装置
を常時、安定に分析可能な状態に維持することのできる
試料採取装置が提案されている。

【０００９】この装置について図２を参照して説明す
る。

【００１０】この試料採取装置は、液体流通本管Ａより
試料を採取する支管に設けられる試料採取手段１と必要
に応じて設けられる冷却手段３および減圧装置４とから
なる試料供給系ｂと、分析装置５と図示しない流量計、
温度計、恒温装置等とを有する試料分析系ｃと、前記試
料供給系ｂと前記試料分析系ｃとの間に接続された電磁
弁６と給水路７とからなる水供給系ｄとからなる。な
お、図２において１７ａで示すのは開閉弁である。

【００１１】試料採取時においては、試料採取手段１に
よって採取された試料が元弁２ａ、必要に応じ冷却手段
３、および減圧装置４を通って、試料分析系ｃに供給さ
れる。分析装置５により分析した試料は排水として排水
管８を通じて排出される。なお、試料採取時には電磁弁
６は閉じており、水供給系ｄからは水が供給されない。

【００１２】試料採取停止においては、元弁２ａを閉じ
ることにより、試料供給系ｂから試料分析系ｃへの試料
の供給を停止し、電磁弁６を開くことにより、ダミーサ
ンプルが給水系ｄから試料分析系ｃに供給される。

【００１３】このように試料採取停止時においても分析
装置５にダミーサンプルが供給されているので、分析装
置５内あるいはこれを含む配管系中での滞留水の存在
や、乾燥状態の発生がなくなり、プラント運転再開等に
よる試料採取再開時においても分析装置の良好な応答性
を確保し、安定した分析をすることができるようにして
いた。

【００１４】しかし、この装置においては、分析装置に
供給されたダミーサンプルは、分析装置通過後に排水と
して処理されるので、必然的にダミーサンプルの消費量
が多くなるという問題がある。また分析装置によって
は、高度に純粋な水をダミーサンプルとする必要があ
り、このような場合にはダミーサンプル製造装置が必要
であるとか、さらにダミーサンプルの原料となる水の品
質によってはダミーサンプル製造装置の管理にも手間が
かかるとかの問題を有する。

【００１５】本発明は前記事情に基づいて本発明者が鋭
意検討した結果、試料採取停止時には模擬液供給手段よ
り模擬液を分析手段に供給し、前記分析手段通過後の排
液を浄化手段により浄化して再度前記分析手段に供給す
るダミーサンプル循環系を構築することによって、ダミ
ーサンプルの消費量を大幅に削減することができ、か
つ、ダミーサンプルの品質管理も容易であることを見出
して本発明を完成した。

【００１６】すなわち、本発明の目的は、火力発電プラ
ントにおける水循環系の水質分析装置の応答性を向上さ
せるために設けられたダミーサンプル供給装置であっ
て、ダミーサンプルの消費量を大幅に削減し、さらにダ
ミーサンプルの品質管理も容易であるダミーサンプル供
給装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ための請求項１に記載の発明は、流体流通本管から試料
として流体を採取する支管に接続される分析手段と、前
記分析手段に洗浄液を供給する模擬液供給手段と、分析
手段から排出される排液を浄化する浄化手段と、浄化さ
れた模擬液を分析手段に戻す循環手段と、試料採取時に
は試料を分析手段に供給し、試料採取停止時には前記模
擬液供給手段から前記分析手段に模擬液を供給し、前記
分析手段から排出される排液を浄化手段に供給し、浄化
手段で浄化された模擬液を前記循環手段により前記分析
手段に戻す切り替え手段を有してなることを特徴とする
ダミーサンプル供給装置であり、請求項２に記載の発明
は、前記浄化手段の前段に、前記分析手段から排出され
る排液を貯留する貯留槽が設けられてなる前記請求項１
に記載のダミーサンプル供給装置であり、請求項３に記
載の発明は、ダミーサンプル供給装置が火力発電所用ダ
ミーサンプル供給装置である前記請求項１または２に記
載のダミーサンプル供給装置である。

【００１８】

【作用】本発明のダミーサンプル供給装置によると、試
料採取時においては、切り替え手段によって、模擬液供
給手段から前記分析手段への模擬液の供給を停止する一
方、流体流通本管から支管に流通する試料を分析手段に
供給して、分析手段で試料についての各種分析を行い、
分析後の試料は浄化手段に供給されずに廃液として排出
される。

【００１９】試料採取停止時においては、切り替え手段
によって、前記模擬液供給手段から前記分析手段に洗浄
液を供給し、前記分析手段から排出される排液を浄化手
段に供給し、浄化手段で浄化された模擬液を前記循環手
段により前記分析手段に戻すことによってダミーサンプ
ルを循環させる。

【００２０】このように試料採取停止時に模擬液を循環
使用するので、模擬液の排出が極めて少なくなる。ま
た、試料採取停止時に循環する模擬液は浄化手段で浄化
されてから分析手段に供給されるので、分析手段の洗浄
効果を一定に保持することもできる。

【００２１】また、分析手段から排出される排液を貯留
する貯留槽を備えることにより、分析手段から排出され
る排液を直接に浄化手段に供給する必要がなくなり、浄
化手段に適切な流量でもって排液を供給することができ
る。

【００２２】

【実施例】先ず、本発明の実施例についての一般的説明
をする。

【００２３】本発明のダミーサンプル供給装置は分析手
段、模擬液供給手段、浄化手段、循環手段および切り替
え手段を有する。本発明における分析手段としては、流
体流通本管から試料として流体を採取する支管に接続さ
れ、この流体の分析を各種の分析装置で分析することが
できる限り特に制限はなく、水質管理項目に応じて適宜
にその構成を選択することができる。

【００２４】前記流体流通本管は、各種のプラントにお
いて分析するべき流体の流通している配管系であれば良
い。この流体流通本管中を流れる流体としては、たとえ
ば水、溶媒、溶液、乳化液、懸濁液、スラリーなどを挙
げることができる。

【００２５】前記品質管理項目としては、このダミーサ
ンプル供給装置をたとえば火力発電設備における水の循
環システムに適用するときには、たとえば導電率、
ｐＨ、溶存酸素濃度、ヒドラジン濃度、溶存水素
濃度、全鉄濃度、濁度、塩素濃度、およびナト
リウムイオン濃度等を挙げることができる。

【００２６】これらを分析する分析装置としては、導
電率計、ｐＨ計、溶存酸素計、ヒドラジン濃度
計、溶存水素計、全鉄計、濁度計、塩素または
塩素イオン計、およびナトリウム計を挙げることがで
きる。

【００２７】火力発電設備における水の循環水システム
において、水の導電率を管理するのは、蒸気を冷却す
るために使用された海水が水循環系に混入する可能性を
監視する等のためである。もし海水が循環水中に混入す
るとすれば塩素イオン等のイオン物質の濃度が上昇する
はずであり、イオン物質の濃度が上昇すると循環水の導
電率の上昇が起こるはずであるからである。また、次に
説明する水のｐＨの監視と合わせて、アンモニウムイオ
ンの検出を行うことができるからである。

【００２８】水のｐＨを監視するのは、循環水のｐＨ
を弱アルカリ性に維持することにより鉄の腐食を防止す
るためなどであり、水中の溶存酸素濃度を監視するの
は、配管やボイラーあるいはタービン等の腐食を防止す
るためなどであり、ヒドラジンの濃度の監視は、循環
水中から脱酸素のために添加されたヒドラジンの消費の
程度をチェックすることにより、循環水中の溶存酸素の
存在の監視をするためなどである。水中の溶存水素濃
度の監視は、タービンにおける腐食発生などの異常状態
の診断に利用することができる。水中の全鉄濃度およ
び水の濁度の監視はスケール発生の有無を検出するこ
とができる。水中の塩素濃度および水中のナトリウ
ムイオンの濃度の監視は海水の混入のチェックをするこ
とができる。

【００２９】本発明における浄化手段としては、ダミー
サンプルを浄化して、模擬水にすることができる限り制
限はなく、浄化したダミーサンプルを供給する分析手段
に応じて、またはダミーサンプルの性質に応じて適宜に
決定することができる。このような浄化手段としては、
陽イオン交換樹脂や陰イオン交換樹脂であるイオン交換
樹脂、活性炭、骨炭、活性アルミナ、シリカ系樹脂、あ
る種の粘度等、さらに前記分析項目において、分析の対
象であるヒドラジン、鉄イオン、塩素イオン、ナトリウ
ムイオン等と特に親和性を有する吸着物質である、また
は前記吸着物質を結合してなる充填材等の吸着材を有す
るもの、平膜型、層状、中空糸状等の限外濾過膜および
ＲＯ膜等を有するもの、あるいは蒸留手段を有するもの
等を例示することができる。これらを単独で、または二
種以上を組合わせて使用したものでも良い。

【００３０】なかでも好ましいのは、イオン交換樹脂で
ある。イオン交換樹脂は、再生が可能であり、比較的低
コストであるからである。本発明において、浄化とは不
純物を除去すること、およびダミーサンプル中のある溶
質を適当な濃度に維持することも含む。

【００３１】この浄化手段に排液を供給するラインに
は、分析手段から排出される排液を一時的に貯留する貯
留槽を設けておくのが好ましい。

【００３２】本発明における模擬液供給手段は、試料採
取停止時には前記分析手段に模擬液を供給し、試料採取
時には前記分析手段への模擬液の供給を停止する。この
模擬液がダミーサンプルであり、ダミーサンプルとして
は、純水、他のユニットからの水、または予め調整され
た溶液等であって、分析装置に悪影響を与えないものを
用いる。これらのなかでも、好ましいのは、純水であ
る。

【００３３】前記模擬液供給手段は、前記分析手段に模
擬液を直接に供給するように構成されていても良く、ま
た、分析手段に模擬液を供給する浄化手段に模擬液を直
接に供給するように構成されていても良い。

【００３４】本発明における循環手段は、前記模擬液供
給手段によって供給された模擬液を分析手段に供給し、
前記分析手段から排出された排液を前記浄化手段に供給
し、さらに浄化手段によって浄化された模擬液を再度前
記分析手段に供給するという循環系において、ダミーサ
ンプルを循環させる手段である。流体を強制的に循環さ
せることのできる機能を有する装置構成であれば特に制
限はなく、通常は、一般的なポンプおよび配管の組みあ
わせを例示することができる。

【００３５】前記循環手段は循環系内に単数設けても良
いし、複数組みを設けても良い。設ける位置について
は、前記系内にダミーサンプルを循環させることができ
る限り、特に制限はないが、好ましくは、前記浄化手段
の前に設けるのが好ましい。また、浄化手段が貯留槽を
有しているときには、貯留槽の下流に循環手段を設けて
も良い。

【００３６】本発明における切り替え手段は以下の機能
を有する。すなわち、試料採取時には分析手段より排出
される排液を、そのまま排液として装置外に排出する流
路を形成する。一方、試料採取停止時には、前記排液を
回収し浄化手段に供給する流路を形成する。このような
切り替え手段としては、３方向弁が好ましい。

【００３７】この切り替え手段の切り替えによって、試
料またはダミーサンプルは以下のように流れる。すなわ
ち、試料採取時においては、流体流通本管から採取され
た試料が分析手段に供給され、前記分析手段から排出さ
れる排液が、前記浄化手段には供給されずにそのまま排
水される。一方、試料採取停止時においては、流体流通
本管から分析手段に試料が供給されずに前記模擬液供給
手段から前記分析手段に模擬液が供給され、前記分析手
段から排出される排液を浄化手段に供給し、浄化手段で
浄化された模擬液を前記循環手段により前記分析手段に
戻す。

【００３８】次に本発明の具体的な一実施例を図面を参
照しながら説明する。本発明の一例であるダミーサンプ
ル供給装置を組み込んだ試料採取分析装置の例の概略を
図１に示す。

【００３９】図１に示すように、本発明の一例であるダ
ミーサンプル供給装置は、流体流通本管Ａから分岐する
支管に設けられた試料採取手段１と、この試料採取手段
１で採取された一定量の試料として流体を冷却する冷却
手段３と、この冷却手段３で冷却された試料を減圧する
減圧手段４と、減圧手段４で減圧された試料を分析する
分析手段９とを有する。

【００４０】前記試料採取手段１から冷却手段３への試
料の移送は配管によって行われ、この配管の途中には第
１開閉弁２が設けられる。前記冷却手段３と減圧手段４
とは配管で接続されていて冷却手段３で冷却された試料
を減圧手段４に移送することができるようになってい
る。減圧手段４と分析手段９とは第１配管Ｂおよびこの
第１配管Ｂの途中に設けられた第２開閉弁１７で接続さ
れ、減圧手段４から分析手段９へと試料を移送すること
ができるようになっている。分析手段９には排液流出管
Ｃが設けられ、分析の終了した試料が排液として排液流
出管Ｃから排出されるようになっている。

【００４１】このダミーサンプル装置は、さらに、貯留
槽１３と循環手段を構成する一部としてのポンプ１４と
浄化手段１１とを有する。

【００４２】貯留槽１３の底には、前記排液流出管Ｃに
設けられた３方向弁１０に結合され、途中に第３開閉弁
１８を設けた第２配管Ｄが取りつけられる。貯留槽１３
には、模擬液供給手段の一部を構成するところの、第４
開閉弁１２を備えた第３配管Ｅが接続され、この第３配
管Ｅを通じて模擬液が貯留槽１３に供給されるようにな
っている。

【００４３】浄化手段１１は貯留槽１３に配管で結合さ
れ、その配管の途中にポンプ１４が介在する。浄化手段
１１には、浄化して得られる模擬液を流出させる第４配
管Ｆが取りつけられ、その第４配管Ｆは、第１配管Ｂに
接続される。この第４配管Ｆには第５開閉弁１９および
電磁弁６が設けられ、この第４配管Ｆの浄化手段１１と
第５開閉弁１９との間には分岐管Ｇが設けられ、この分
岐管Ｇは貯留槽１３に接続される。この分岐管Ｇの途中
には第６開閉弁１６が設けられる。

【００４４】以上構成のダミーサンプル供給装置の作用
について説明する。

【００４５】試料採取時において、液体流通本管Ａから
試料採取手段１によって採取された試料は、流路が開放
状態になっている第１開閉弁２、冷却手段３、減圧装置
４および流路が開放状態になっている第２開閉弁１７を
通り、分析手段９に供給される。このとき、電磁弁６
は、流路が閉鎖状態になっている。分析手段９で試料の
分析が行われ、分析された試料は、第２配管Ｄ側に対し
て閉鎖状態になっている３方向弁１０を通過した後、排
水として排液流出管Ｃを通じて排水される。

【００４６】試料採取停止時において、第１開閉弁２は
流路を閉鎖する状態に切り替えられ、したがって流体流
通本管Ａ中の流体が試料として分析手段９に供給されな
いようになる。一方、模擬液が、流路を開放状態にした
第４開閉弁１２、貯留槽１３、ポンプ１４、浄化手段１
１、第４配管Ｆ、流路を開放状態に開いた第５開閉弁１
９、流路を開放状態にした電磁弁６を介して、分析手段
９に供給される。またこのとき３方向弁は、切り替えら
れていて排液が排液流出管Ｃから第２配管Ｄに流れるよ
うになっている。

【００４７】第３配管Ｅから貯留槽１３への模擬液の供
給は、貯留槽１３、ポンプ１４、第４配管、分析手段
９、３方向弁を有する循環系で液が循環するに十分な量
になるまで継続する。

【００４８】模擬液の供給後、流路が閉鎖される状態に
第４開閉弁を切り替える。ポンプ１４の駆動により、模
擬液が、貯留槽１３、ポンプ１４、第４配管、分析手段
９、３方向弁を有する循環系を循環する。

【００４９】この模擬液の循環は、次の試料採取時まで
継続する。

【００５０】次の試料採取時において、第１開閉弁１お
よび第２開閉弁１７はその流路が開放される状態に切り
替えられ、電磁弁６はその流路が閉鎖される状態に切り
替えられ、３方向弁１０は第２配管Ｄへの流路が閉鎖状
態に切り替えられる。

【００５１】図１に示すように、分析手段９が１基であ
る場合には、試料採取時においてもポンプ１４は駆動さ
れ続け、貯留槽１３内の洗浄液が浄化手段１１を経由し
て第４配管Ｆに供給され続けるが、流路が開放状態にな
っている第６開閉弁１６を有する分岐管Ｇを経由して洗
浄液が貯留槽１３に戻る。洗浄液が前記貯留槽１３、ポ
ンプ１４、浄化手段１１、および分岐管Ｇにより形成さ
れる循環系を循環している間、第４開閉弁１２はその流
路が閉鎖状態になっている。

【００５２】なお、分析手段９が複数基設けられてい
て、その内の任意の数の分析手段９への試料供給が停止
されたときには、試料供給の停止された複数の分析手段
９に模擬液が供給され、浄化手段１１から排出される模
擬液の量が前記分析手段９に供給される模擬液の量より
も多いときには、分岐管Ｇを通じて余分の模擬液が貯留
槽１３に戻される。

【００５３】次の試料採取停止時においては、前記第４
開閉弁１２はその流路が開放状態に切り替えて必要な量
の模擬液を貯留槽１３に供給する。

【００５４】以上の実施例における分析手段としては、
前述したような、たとえば導電率計、ｐＨ計、溶
存酸素計、ヒドラジン濃度計、溶存水素計、全鉄
計、濁度計、塩素または塩素イオン計、およびナ
トリウム計のいずれか一種もしくは二種以上を備えて形
成することができるのは言うまでもない。

【００５５】

【発明の効果】本発明のダミーサンプル供給装置による
と、火力発電プラント等における水質分析装置のプラン
ト再起動時おける応答性を向上させることができる、さ
らにそのために試料採取停止時に分析装置に供給される
ダミーサンプルの消費量を大幅に削減し、ランニングコ
ストを低下させることができる、さらに、ダミーサンプ
ルの品質の管理が容易である等の利点を有するダミーサ
ンプル供給装置を提供することをができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のダミーサンプル供給装置の例
を示す説明図である。

【図２】図２は、従来のダミーサンプル供給装置を示す
説明図である。

【符号の説明】

１７・・・弁 １・・・試料採取手段、２・・・第１開閉弁、３・・・
冷却手段、４・・・減圧手段、６・・・電磁弁、９・・
・分析手段、１０・・・３方向弁、１１・・・浄化手
段、１２・・・第４開閉弁、１３・・・貯留槽、１４・
・・ポンプ、１６・・・第６開閉弁、１７・・・第２開
閉弁、１８・・第３開閉弁、１９・・・第５開閉弁、Ｂ
・・・第１配管、Ｃ・・・排液流出管、Ｄ・・・第２配
管、Ｅ・・・第３配管、Ｆ・・・第４配管、Ｇ・・・分
岐管

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体流通本管から試料として流体を採取
   する支管に接続される分析手段と、前記分析手段に模擬
   液を供給する模擬液供給手段と、分析手段から排出され
   る排液を浄化する浄化手段と、浄化された浄化液を分析
   手段に戻す循環手段と、試料採取時には試料を分析手段
   に供給し、試料採取停止時には前記模擬液供給手段から
   前記分析手段に模擬液を供給し、前記分析手段から排出
   される排液を浄化手段に供給し、浄化手段で浄化された
   模擬液を前記循環手段により前記分析手段に戻す切り替
   え手段を有してなることを特徴とするダミーサンプル供
   給装置。
2. 【請求項２】 前記浄化手段の前段に、前記分析手段か
   ら排出される排液を貯留する貯留槽が設けられてなる前
   記請求項１に記載のダミーサンプル供給装置。
3. 【請求項３】 ダミーサンプル供給装置が火力発電所用
   ダミーサンプル供給装置である前記請求項１または２に
   記載のダミーサンプル供給装置。