JP4549577B2

JP4549577B2 - 移動式電解鉄イオン供給装置

Info

Publication number: JP4549577B2
Application number: JP2001179871A
Authority: JP
Inventors: 裕之鈴木; 宏永田; 克彦猪狩; 將大清水
Original assignee: 株式会社ナカボーテック
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: JP2002371393A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水として海水を使用する発電プラント等の海水使用機器における銅合金系部材の腐食を防止するために、該銅合金系部材の表面に鉄系防食皮膜を形成させるのに用いられる移動式電解鉄イオン供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
多くの火力又は原子力発電プラントでは、冷却水として海水を使用しているため、復水器等の海水使用機器の冷却管の材料は耐食性、伝熱性又は価格の観点からアルミニウム黄銅管が広く使われ、部分的にキュプロニッケル管やチタン管が用いられている。しかし、アルミニウム黄銅管等の銅合金管は、海水に対して必ずしも完全な耐食性がないため、陰極防食や硫酸第一鉄の注入による保護皮膜の形成が広く行われてきた。
【０００３】
一方、冷却管内面へスライム付着による伝熱性能の低下と冷却管を閉塞して局部浸食を発生させる要因となる海洋生物の詰まりは、次亜塩素酸注入やボール洗浄を行うことによってこれを防止している。
【０００４】
しかしながら、近年、環境保全の観点から海水に対する規制は強化される傾向にあり、冷却管の保護に最も有効である硫酸第一鉄の注入も次第に制限され、現状では自主規制される方向になってきている。今後この傾向はますます強くなるものと考えられる。また、硫酸第一鉄溶液は極めて不安定なため、注入時にその都度、溶解させる必要があり、人の手がかかるという欠点があった。
【０００５】
そこで、最近では、鋼材を電解することによて溶出する鉄イオンを冷却水中に供給して銅合金部材表面に安定な防食性酸化鉄皮膜を形成させる防食法が行われている。
【０００６】
このような防食法に用いられる固定式電解鉄イオン供給装置が特公平４−５７７４８号公報に提案されている。この電解鉄イオン供給装置の基本的な構成を図４により説明する。図４において、後述する図１と同一の符号は同様のものを示す。
【０００７】
海水使用機器1 へ冷却水たる海水を導入するための冷却水管２の近傍に電解鉄イオン供給装置３が配設されている。この電解鉄イオン供給装置３は、上記冷却水管２から分岐し、かつこの分岐位置より下流側の冷却水管２に再度合流するバイパス管路４を有しており、このバイパス管路４の上流端部又は下流端部には入口弁５及び出口弁６が介装されている。上記入口弁５の下流側のバイパス管路４には取水ポンプ７、ストレーナ８及び鉄電解槽９が介装されており、このストレーナ８により鉄電解槽９への異物の混入が防止されるようになっている。上記鉄電解槽９には複数の鉄電極１０が配設されており、各鉄電極１０は外部の直流電源装置１１と接続されている。また、上記鉄電解槽９の直上にはガス抜き管１２が連設されている。さらに、上記バイパス管路４には流量計１３が設けられている。
【０００８】
上述した構成によれば、バイパス管路４の入口弁５及び出口弁６をそれぞれ開いて取水ポンプ７を駆動することにより、冷却水管２の海水がバイパス管路４を介しても流れることになる。そこで、鉄電解槽内９の鉄電極１０への直流電源装置１１から直流電流を供給すると、鉄電極の陽極部では、
Ｆｅ→Ｆｅ²⁺＋２ｅ^-
という電極反応が起こり、また鉄電極の陰極部では、
２Ｈ₂Ｏ＋２ｅ^-→Ｈ₂＋２ＯＨ^-
という電極反応が起こり、陽極部で生ずる鉄イオンＦｅ²⁺は、鉄電解槽９の下流側のバイパス管路４及び冷却水管２を介して海水使用機器１に供給される。一方、陰極部で生じる水素ガスＨ₂の一部は海水と共に海水使用機器１に流れるが、残りは鉄電解槽９の上方よりガス抜き管１２を通じて大気中に放出される。
【０００９】
また、鉄電解槽内９を通過する海水流量が少ないか、あるいは海水が全く流れていない状態においては鉄電極１０に直流電流が流れないようにして信頼性を向上するように、バイパス管路５に流量計１３を設けると共に、この流量計１３と電気的に接続され、流量計１３が検知したバイパス管路４内の流量が設定値より少ないときに上記鉄電極１０への直流電流を遮断するようにした制御器も設けてある。
【００１０】
しかし、これら電解鉄イオン供給装置は、固定設置型であり、用途に応じて複数基設置することは設置の費用、手数のみならず、保守管理等において大変不利である。
【００１１】
具体的には、下記のような不都合がある。
▲１▼ 大規模な据え置きタイプのため、基礎や配管の現場工事に多大な時間や費用がかかる。
▲２▼ 据え置きタイプのため、他の海水使用機器と共用することができない（１海水使用機器に１電解鉄イオン供給装置が必要である）。
【００１２】
従って、本発明の目的は、コンパクトであって、設置工事を簡便に行うことができ、かつ遠隔監視及び制御が可能で、複数の海水使用機器に対応できる移動式電解鉄イオン供給装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、検討の結果、電解鉄イオン供給装置を集約化し、また海水使用機器と切り離すことによって、上記目的が達成し得ることを知見した。
【００１４】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、入口弁及び出口弁を設けたバイパス管路を有し、該バイバス管路に、鉄電極が配設された鉄電解槽を介装し、かつ該バイパス管路に流量計を設け、該鉄電極に直流電流を供給する直流電源装置を具備し、これらが一体化された移動式電解鉄イオン供給装置であって、該入口弁及び該出口弁には、冷却水管に接続する耐圧ホースが連結可能とされ、該直流電源装置には、遠隔監視及び制御機能が付加されていることを特徴とする移動式電解鉄イオン供給装置を提供するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態を示す移動式電解鉄イオン供給装置、及び該装置と冷却水路及び海水使用機器との位置関係を示す説明図である。また、図２は、上記移動式電解鉄イオン供給装置の上面図であり、図３は、上記移動式電解鉄イオン供給装置を移動手段に載置した状態を示す概略図である。
【００１６】
図１〜３において、１は海水使用機器、２は冷却水路、３は電解鉄イオン供給装置、４はバイパス管路、５は入口弁、６は出口弁、７は取水ポンプ、８はストレーナ、９は鉄電解槽、１０は鉄電極、１１は直流電源装置、１２はガス抜き管、１３は流量計、１４は耐圧ホース、１５は遠隔及び制御機能（回路）、１６は点検架台、１７は移動手段（トラック）をそれぞれ示す。また、以下の説明においては、本発明の移動式電解鉄イオン供給装置の主要ユニットである鉄電解槽、鉄電極、直流電源装置について説明すると共に、図４に示される固定式電解鉄イオン供給装置と異なる点について特に詳述する。
【００１７】
〔鉄電解槽９及び鉄電極１０〕
鉄電解槽９は鉄イオンを発生する装置である。鉄電解槽９は置き円筒型で、数枚の鉄電極１０を内蔵しており、各鉄電極１０は２系統の電極群に分け、数時間毎に極性変換することにより陰極部に生成する電解スケールを自動的に除去する特徴をもっている。また鉄電解槽９内の導電部には、不溶性材料を使用し、電解スケールの付着を防止するための絶縁性ライニングが施してある。更に、陰極部より発生するＨ₂ガスは、電解槽上部に設けたガス抜き管１２より大気中に拡散される。
【００１８】
〔直流電源装置１１〕
直流電源装置１１は、１回路であり、供給される鉄イオン濃度は出力電流（電解電流）で自由にコントロールできるようになっている。更に、電解電流を復水器の定電位自動制御式電気防食装置の防食電流に連動させて制御することによって、最も効果的な鉄イオン供給が行えるようになっている。
【００１９】
本発明の移動式電解鉄イオン供給装置３は、上記鉄電解槽９や直流電源装置１１が一体化され、コンパクトになり、移動式となっている。このことによって、図４に示されるように、移動手段１７、例えばトラックに積載して移動することができ、必要な時に場所を選択することなく、海水使用機器１に鉄イオンを供給することが可能である。このため、複数の同様な海水使用機器１に共用することができる。
【００２０】
また、従来の固定式槽型電解鉄イオン供給装置３は、図４に示されるように、入口弁５及び出口弁６において、冷却水路２と配管及びフランジで完全に接続され、固定設置されているが、本発明の移動式電解鉄イオン供給装置３では、耐圧ホース１４が入口弁５及び出口弁６に連結、着脱可能とされている。このため、冷却水路２とは、耐圧ホース１４を介して離隔して接続されることになる。すなわち、入口弁５は耐圧ホース１４を介して冷却水路２の上流側に接続され、出口弁６は耐圧ホース１４を介して冷却水路２の下流側に接続される。
【００２１】
さらに、上記直流電源装置１１には及び監視及び制御機能（回路）１５が付加されている。この遠隔監視及び制御機能１５は、有線及び／又は無線で作動する。このため、遠方からでも設置後の運転が可能となる。また携帯電話を介して警報等の信号を好きなところに出力することも可能である。さらに、鉄電解槽９の直近には点検架台１６が設けられている。
【００２２】
本発明の移動式電解鉄イオン供給装置３を用いて、電解鉄イオンを海水使用機器に供給するには、図１のように、耐圧ホース１４を介して、入口弁５及び出口弁６と冷却水路２とを接続し、定期点検又はチューブ清掃後の１ヶ月間に渡って、濃度０．０３〜０．０８ｐｐｍの初期皮膜形成用鉄イオンを海水使用機器にそれぞれ供給することによって、良好な防食が図られる。このような電解鉄イオンの供給は２〜３回／年程度行うことが望ましい。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の移動式電解鉄イオン供給装置は、現地での設置工事が直流電源装置への交流入力配線工事、入口弁及び出口弁と冷却水路とを接続するための配管工事のみで済むため、工期も短く設置費もかなり安価となる。また、直流電源装置内に遠隔監視及び制御機能を設けることにより、装置の設置後、遠方からでも監視及び制御できるようにすることもできる。もちろん従来と同様に自動制御回路を組み込むことで自動化も可能である。さらには、装置がコンパクトで移動可能なため、複数の海水使用機器に共用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態を示す移動式電解鉄イオン供給装置、及び該装置と冷却水路及び海水使用機器との位置関係を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態を示す移動式電解鉄イオン供給装置の上面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態を示す移動式電解鉄イオン供給装置をトラックに積載した状態を示す概略図である。
【図４】図４は、従来の固定式槽型電解鉄イオン供給装置、及び該装置と冷却水路及び海水使用機器との位置関係を示す説明図である。
【符号の説明】
１：海水使用機器
２：冷却水路
３：電解鉄イオン供給システム
４：バイパス管路
５：入口弁
６：出口弁
７：取水ポンプ
８：ストレーナ
９：鉄電解槽
１０：鉄電極
１１：直流電源装置
１２：ガス抜き管
１３：流量計
１４：耐圧ホース
１５：遠隔監視及び制御機能
１６：点検架台
１７：移動手段（トラック）

Claims

入口弁及び出口弁を設けたバイパス管路を有し、該バイバス管路に、鉄電極が配設された鉄電解槽を介装し、かつ該バイパス管路に流量計を設け、該鉄電極に直流電流を供給する直流電源装置を具備し、これらが一体化された移動式電解鉄イオン供給装置であって、該入口弁及び該出口弁には、冷却水管に接続する耐圧ホースが連結可能とされ、該直流電源装置には、遠隔監視及び制御機能が付加されていることを特徴とする移動式電解鉄イオン供給装置。
上記入口弁に連結する耐圧ホースが、上記冷却水管の上流側に接続され、上記出口弁に連結する耐圧ホースが、上記冷却水管の下流側に接続される請求項１記載の移動式電解鉄イオン供給装置。
上記遠隔監視及び制御機能が有線及び／又は無線で作動する請求項１又は２記載の移動式電解鉄イオン供給装置。
請求項１、２又は３記載の移動式電解鉄イオン供給装置を用い、定期点検又はチューブ清掃後の１ヶ月間に渡って、濃度０．０３〜０．０８ｐｐｍの初期皮膜形成用鉄イオンを海水使用機器に供給することを特徴とする電解鉄イオン供給方法。
上記鉄イオンの供給が２〜３回／年行われる請求項４記載の電解鉄イオン供給方法。