JP6504869B2

JP6504869B2 - 熱交換器の細管洗浄装置及び方法

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Publication number: JP6504869B2
Application number: JP2015056973A
Authority: JP
Inventors: 和規林; 義英梶
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 2015-03-19
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2019-04-24
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: JP2016176641A

Description

本発明は、熱交換器の細管洗浄装置及び方法に関し、例えば、原子力や火力などの各種の発電プラントにて、蒸気タービンで使用した蒸気を冷却水との熱交換により冷却凝縮して水に戻す復水器に適用して好適である。

例えば、原子力発電プラントとして、加圧水型原子炉（ＰＷＲ：Pressurized Water Reactor）がある。この加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、一次系全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させ、この蒸気をタービン発電機へ送って発電するものである。このとき、タービン発電機の発電に使用した蒸気は、復水器で冷却されて復水となり、再び蒸気発生器に戻される。

この復水器は、中空形状をなすハウジングの上部に蒸気の流入口が設けられ、下部に水（復水）の排出口が設けられると共に、ハウジングの一側部に入口水室が設けられ、他側部に出口水室が設けられ、この入口水室と出口水室を連結するように冷却水が流れる多数の細管が配置されて構成されている。従って、冷却水が多数の細管内に常時流動しており、流入口からハウジングの内部に流入した蒸気は、この冷却水との間で熱交換（冷却）が行われて復水となり、排出口から排出される。

このような復水器では、冷却水として海水が使用されることが一般的であり、この海水が入口水室から多数の細管内に流入し、出口水室に排出される。この海水は、貝類や藻類などの微生物が生息しており、多数の細管に微生物を含む海水が流れ込むと、この微生物が細管の内壁面に付着し、貝類や藻類に生育することで細管を閉塞させてしまうおそれがある。

このような問題を解決するものとして、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載された復水器細管洗浄運転装置は、発電プラントの通常運転中に、復水器の細管に洗浄用ボールを投入し、この洗浄用ボールにより復水器細管に付着した水垢や海水生成物を除去するものである。

特開２００９−０５２８２１号公報

従来の復水器の細管洗浄装置は、洗浄用ボールによる細管の洗浄作業を定期的に（例えば、１日に１回）実施している。即ち、復水器の上流側に洗浄用ボールを投入し、復水器の下流側でこの洗浄用ボールを回収している。この場合、洗浄用ボールは、復水器の下流側に設けられたストレーナにより回収している。このストレーナは、海水に含まれるゴミなどが付着することから、従来、細管の洗浄作業を実施する前にこのストレーナを開放することで、付着しているごみなどを除去している。ところが、前回の細管の洗浄作業時に、全ての洗浄用ボールを回収しきれずに、一部の洗浄用ボールがストレーナに残留していると、ストレーナを開放したとき、洗浄用ボールが海に流出してしまう。

本発明は上述した課題を解決するものであり、外部への洗浄用ボールの流出を抑制する熱交換器の細管洗浄装置及び方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の熱交換器の細管洗浄装置は、蒸気の流入口と復水の排出口が設けられるハウジングと、前記ハウジングにおける各端部に設けられる入口水室及び出口水室と、前記ハウジングの内部で前記入口水室と前記出口水室を連通して内部に冷却水が流れる多数の細管と、前記入口水室及び前記出口水室にそれぞれ連結される取水管及び排水管と、を有する熱交換器において、前記取水管に洗浄用ボールを投入する投入部を有する洗浄用ボール投入装置と、前記排水管から洗浄用ボールを回収する回収部を有する洗浄用ボール回収装置と、前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記洗浄用ボール回収装置による洗浄用ボール回収作業を実施後、所定期間だけ前記回収部を開放し、前記回収部を閉止してから前記洗浄用ボール投入装置による洗浄用ボール投入作業を開始する、ことを特徴とするものである。

従って、洗浄用ボール回収作業を実施した後に回収部を開放して付着した異物を除去することで、回収部に洗浄用ボールが残存しても、この残存していた洗浄用ボールを確実に回収した後、回収部を開放することとなり、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置は、前記回収部で回収した洗浄用ボールを前記投入部に循環するボール循環ラインと、前記ボール循環ラインに設けられるボール循環ポンプとを有し、前記制御装置は、前記回収部の開放時に、前記ボール循環ポンプを停止することを特徴としている。

従って、回収部の開放時に、ボール循環ポンプを停止することから、回収部を開放したときに、洗浄用ボールが循環されることはなく、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記制御装置は、前記回収部を閉止後、回収部閉止確認信号が入力されると、前記洗浄用ボール投入装置を作動することを特徴としている。

従って、回収部を閉止後、回収部閉止確認信号が入力されるまで洗浄用ボール投入装置が作動することはなく、外部への洗浄用ボールの流出を確実に抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記回収部閉止確認信号は、回収部閉止確認スイッチの操作により出力される信号であることを特徴としている。

従って、作業者が回収部の閉止状態を確認した後、回収部閉止確認スイッチの操作により回収部閉止確認信号を出力することで、外部への洗浄用ボールの流出を確実に抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記回収部における上流側と下流側の差圧を検出する差圧計が設けられ、前記制御装置は、前記洗浄用ボール回収装置の作動時、前記差圧が予め設定された規定差圧を超えると、警報を発することを特徴としている。

従って、回収部に異物が付着すると、回収部における上流側と下流側の差圧が規定差圧を超えると警報が発せられることで、回収部への異物の付着による破損を抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記回収部を開閉する開閉スイッチが設けられ、前記制御装置は、前記差圧が前記規定差圧を超えた後、前記開閉スイッチから回収部開放信号が入力されると、前記回収部を開放することを特徴としている。

従って、回収部における上流側と下流側の差圧が規定差圧を超えて警報が発せられたとき、作業者が開閉スイッチを操作することで、回収部開放信号を出力して回収部を開放することができ、回収部への異物の付着による破損を抑制することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置では、前記制御装置は、予め設定された所定の時間になると前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動する自動洗浄モードと、洗浄開始信号が入力されると前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動する手動洗浄モードとを有することを特徴としている。

従って、制御装置は、自動洗浄モードと手動洗浄モードを有することで、作業者がこのモードを自由に選択することができ、汎用性を向上することができる。

本発明の熱交換器の細管洗浄方法は、蒸気の流入口と復水の排出口が設けられるハウジングと、前記ハウジングにおける各端部に設けられる入口水室及び出口水室と、前記ハウジングの内部で前記入口水室と前記出口水室を連通して内部に冷却水が流れる多数の細管と、前記入口水室及び前記出口水室にそれぞれ連結される取水管及び排水管と、を有する熱交換器において、回収部を閉止して前記排水管から洗浄用ボールを回収する工程と、洗浄用ボール回収作業が終了すると所定期間だけ前記回収部を開放する工程と、所定時間の経過後に前記回収部を閉止して投入部から前記取水管に洗浄用ボールを投入する工程と、を有することを特徴とするものである。

本発明の熱交換器の細管洗浄装置及び方法によれば、洗浄用ボール回収作業を実施後に前記回収部を開放するので、残存していた洗浄用ボールを回収し、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

図１は、本実施形態の復水器の細管洗浄装置を表す概略構成図である。図２は、復水器の細管洗浄方法を表すタイムチャートである。図３は、復水器の全体構成を表す一部切欠斜視図である。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る熱交換器の細管洗浄装置及び方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。

本実施形態の熱交換器は、例えば、復水器であって、原子力発電プラントに適用されたものであり、原子力発電プラントは、原子炉格納容器内に格納された加圧水型原子炉及び蒸気発生器、蒸気タービン、発電機、復水器などにより構成されている。なお、加圧水型原子炉は、軽水を原子炉冷却材及び中性子減速材として使用し、炉心全体にわたって沸騰しない高温高圧水とし、この高温高圧水を蒸気発生器に送って熱交換により蒸気を発生させるものである。

蒸気発生器は、冷却水配管を介して蒸気タービンに連結されており、蒸気タービンは、復水器が連結されている。復水器は、冷却水（例えば、海水）を循環する取水管及び排水管が設けられると共に冷却水配管を介して蒸気発生器に連結されている。そのため、蒸気発生器で生成された蒸気は、冷却水配管を通して蒸気タービンに送られ、この蒸気により蒸気タービンを駆動して発電機により発電を行う。蒸気タービンを駆動した蒸気は、復水器で海水を用いて冷却されて復水となり、冷却水配管を通して蒸気発生器に戻される。

ここで、本実施形態の復水器について説明する。図３は、復水器の全体構成を表す一部切欠斜視図である。

図３に示すように、復水器１０は、ハウジング１１と、入口水室１２，１３と、出口水室１４，１５と、伝熱管群１６，１７とから構成されている。

ハウジング１１は、箱型で上部が四角錐台の中空形状をなしており、上部に使用済の蒸気が流入する蒸気流入口２１が形成される一方、下部にこの蒸気が凝縮して生成された水（復水）を排出する復水排水口２２が形成されている。

ハウジング１１は、その長手方向（水平方向）における各端部に管板２３，２４が固定されている。入口水室１２と出口水室１５は、一方の管板２４に水平方向に隣接して固定され、出口水室１４と入口水室１３は、他方の管板２３に隣接して固定されている。ここで、入口水室１２と出口水室１４は、ハウジング１１を介して水平方向に対向した位置に配置され、入口水室１３と出口水室１５は、ハウジング１１を介して水平方向に対向した位置に配置されている。そして、入口水室１２，１３は、下部に入口ノズル２５，２６が設けられ、出口水室１４，１５は、下部に出口ノズル２７，２８（図３参照）が設けられている。

入口水室１２と出口水室１４は、ハウジング１１内で伝熱管群１６により連結され、入口水室１３と出口水室１５は、ハウジング１１内で伝熱管群１７により連結されている。伝熱管群１６は、複数の伝熱管（細管）３１により構成され、ハウジング１１の内部に配置され、一端部が管板２３に貫通するように支持され、他端部が管板２４に貫通するように支持されている。そのため、入口水室１２と出口水室１４は、複数の伝熱管３１により連通している。また、伝熱管群１７は、複数の伝熱管３２により構成され、ハウジング１１の内部に配置され、一端部が管板２３に貫通するように支持され、他端部が管板２４に貫通するように支持されている。そのため、入口水室１３と出口水室１５は、複数の伝熱管３２により連通している。

また、ハウジング１１は、内部に各伝熱管３１，３２の長手方向に所定間隔で複数の管支持板３３，３４が配置されている。管支持板３３は、下部が支持部材３５によりハウジング１１の底部に支持され、管支持板３４は、下部が支持部材（図示略）によりハウジング１１の底部及び側部に支持されている。伝熱管３１は、中間部が各管支持板３３を貫通して支持され、伝熱管３２は、中間部が各管支持板３４を貫通して支持されている。

そのため、蒸気Ｓは、蒸気流入口２１からハウジング１１内に入り、このハウジング１１内を鉛直方向における下方へ流れ、復水排水口２２から復水Ｗとなって排出される。一方、冷却水としての海水Ｃは、各入口ノズル２５，２６から各入口水室１２，１３に導入され、各伝熱管３１，３２を水平方向に沿って流れて出口水室１４，１５へ流れ込み、各出口ノズル２７，２８から排出される。ここで、蒸気Ｓは、ハウジング１１内を鉛直方向に流れ、海水Ｃは、伝熱管３１，３２内を水平に流れることから、蒸気Ｓの流れと海水Ｃの流れが混合せずに交差するものとなり、熱交換が行われる。即ち、蒸気Ｓは、伝熱管３１，３２内を流れる海水Ｃにより冷却され、復水Ｗとなってハウジング１１内に落下する。

ここで、本実施形態の復水器の細管洗浄装置及び方法について詳細に説明する。図１は、本実施形態の復水器の細管洗浄装置を表す概略構成図、図２は、復水器の細管洗浄方法を表すタイムチャートである。

本実施形態において、図１に示すように、復水器の細管洗浄装置４０は、洗浄用ボール投入装置４１と、洗浄用ボール回収装置４２と、制御装置４３とを有している。復水器１０は、前述したように、ハウジング１１の両側に入口水室１２（１３）と出口水室１４（１５）が設けられ、と、入口水室１２と出口水室１４は、ハウジング１１内で伝熱管群１６（伝熱管３１）により連結されている。そして、入口ノズル２５に取水管４４が連結され、出口ノズル２７に排水管４５が連結されている。なお、入口水室１３と出口水室１５に対しても、取水管及び排水管が連結され、細管洗浄装置４０が連結されている。

洗浄用ボール投入装置４１は、復水器１０の取水管４４に洗浄用ボールを投入する投入部５１を有している。洗浄用ボール回収装置４２は、復水器１０の排水管４５から洗浄用ボールを回収する回収部５２を有している。制御装置４３は、この洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２を作動制御することができる。

洗浄用ボール投入装置４１の投入部５１は、取水管４４における水平方向の左右両側にこの取水管４４を貫通して取付けられた投入管５３を有している。ボール投入ライン５４は、基端部がボール投入回収器５５に連結され、先端部が分岐ライン５６を介して各投入管５３に連結されており、分岐ライン５６にボール投入元弁５７が設けられている。

一方、洗浄用ボール回収装置４２の回収部５２は、排水管４５における水平方向の左右両側に対向して設けられるストレーナ５８を有しており、ストレーナ５８は、駆動装置５９により閉止位置（図１の実線位置）と開放位置（図１の二点鎖線位置）に移動可能（開閉可能）となっている。また、回収部５２は、排水管４５における水平方向の左右両側であって、ストレーナ５８の下流側にこの排水管４５を貫通して取付けられた回収管６０を有している。ボール回収ライン６１は、基端部が分岐ライン６２を介して各回収管６０に連結され、分岐ライン６２にボール回収元弁６３が設けられており、先端部がボール投入回収器５５に連結されている。

なお、本実施形態にて、洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２は、回収部５２で回収した洗浄用ボールを投入部５１に循環するボール循環ラインを有しており、このボール循環ラインは、ボール投入ライン５４（分岐ライン５６）と、ボール回収ライン６１（分岐ライン６２）により構成される。

ボール投入回収器５５は、回収容器７１に対してボール排出部７２とボール流入部７３が設けられている。ボール排出部７２は、ボール投入回収器切換弁７４が設けられ、ボール投入ライン５４の基端部が連結されており、ボール投入ライン５４にボール投入回収器出口弁７５が設けられている。

ボール回収ライン６１は、中途部にボール循環ポンプ７６が設けられている。ボール回収ライン６１は、先端部がボール循環ポンプ７６より下流側でボールセパレータ７７に連結されており、ボールセパレータ７７より上流側にボール循環ポンプ出口弁７８が設けられている。そして、ボールセパレータ７７から延出される第１回収ライン７９がボール流入部７３に連結され、第２回収ライン８０がボール投入ライン５４におけるボール排出部７２（ボール投入回収器切換弁７４）とボール投入回収器出口弁７５との間に連結されている。

ボール循環ポンプ７６は、ボール回収ライン６１上で洗浄用ボールを循環させるものであり、回収部５２で回収した洗浄用ボールをボール投入回収器５５側へ送給する。ボール循環ポンプ７６は、シール水を供給するシール水供給ライン８１が設けられ、シール水供給ライン８１にボール循環ポンプシール水元弁８２が設けられている。

制御装置４３は、駆動装置５９を制御することで、回収部５２のストレーナ５８を開閉可能である。また、ボール投入回収器切換弁７４とボール投入回収器出口弁７５とボール循環ポンプ７６とボール循環ポンプ出口弁７８とボール循環ポンプシール水元弁８２は、電磁弁であり、制御装置４３は、各弁７４，７５，７６，７８，８２を開閉制御可能である。更に、制御装置４３は、ボールセパレータ７７を切換制御することで、ボール回収ライン６１の連通先を第１回収ライン７９と第２回収ライン８０との間で切換可能である。

このように構成された復水器の細管洗浄装置は、洗浄用ボールによる伝熱管３１（３２）の洗浄作業を定期的に（例えば、１日に１回）実施する。このとき、回収部５２のストレーナ５８は、投入部５１から投入されて伝熱管３１を洗浄した洗浄用ボールを回収する。このストレーナ５８は、メッシュ状をなすものであることから、海水に含まれるゴミなどの異物が付着する。そのため、洗浄用ボールによる伝熱管３１（３２）の洗浄作業の合間に、このストレーナ５８を開放することで、付着している異物を除去している。ところが、前回の伝熱管３１の洗浄作業時に、洗浄用ボールを回収しきれずに一部がストレーナ５８に残留していると、ストレーナ５８を開放したとき、この洗浄用ボールが海に流出してしまう。

そのため、本実施形態にて、制御装置４３は、洗浄用ボール回収装置４２による洗浄用ボール回収作業を実施後、所定期間だけ回収部５２のストレーナ５８を開放し、このストレーナ５８を閉止してから洗浄用ボール投入装置４１による洗浄用ボール投入作業を開始する。制御装置４３は、回収部５２のストレーナ５８を開放しているとき、ボール循環ポンプ７６を停止する。

また、制御装置４３は、回収部５２のストレーナ５８を所定時間だけ開放した後、このストレーナ５８を閉止するが、このとき、回収部閉止確認信号が入力されると、洗浄用ボール投入装置４１を作動する。作業者により操作可能な回収部閉止確認スイッチ９１が設けられており、回収部閉止確認信号は、作業者がこの回収部閉止確認スイッチ９１を操作（ＯＮ）すると、制御装置４３に出力される信号である。

回収部５２は、ストレーナ５８の上流側と下流側に圧力計９２，９３が設けられると共に、圧力９２，９３の計測値から上流側と下流側の差圧を検出する差圧計９４が設けられ、検出結果（差圧）が制御装置４３に出力される。制御装置４３は、警報機９５が接続されており、洗浄用ボール回収装置４２の作動時、ストレーナ５８の上流側と下流側の差圧が予め設定された規定差圧を超えると、この警報器９５により警報を発する。

回収部５２のストレーナ５８を開閉する手動の開閉スイッチ９６が設けられ、制御装置４３が警報機９５により警報を発した後、作業者がこの開閉スイッチ９６を操作（ＯＮ）すると、開閉スイッチ９６から制御装置４３に回収部開放信号が入力され、制御装置４３は、回収部開放信号に基づいてストレーナ５８を開放する。

制御装置４３は、洗浄モード切替スイッチ９７が接続されている。予め設定された所定の時間（時刻）になると洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２を作動する自動洗浄モードと、洗浄開始信号が入力されると洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２を作動する手動洗浄モードとを有している。作業者が洗浄モード切替スイッチ９７を操作することで、自動洗浄モードと手動洗浄モードに切換えることができる。

ここで、本実施形態の復水器の細管洗浄装置による細管洗浄作業について詳細に説明する。

本実施形態の復水器の細管洗浄方法は、回収部５２を閉止して排水管４５から洗浄用ボールを回収する工程と、洗浄用ボール回収作業が終了すると所定期間だけ回収部５２を開放する工程と、所定時間の経過後に回収部５２を閉止して投入部５１から取水管４４に洗浄用ボールを投入する工程とを有する。

復水器１０にて、入口水室１２、伝熱管１６、出口水室１４などの内面が貝類などの付着や水垢などで汚れた場合には、洗浄用ボールを用いてこの付着物を除去する洗浄作業を行う。即ち、図１及び図２に示すように、時間ｔ１にて、制御装置４３は、自動洗浄モードにおける洗浄開始信号Ｓ１、または、手動洗浄モードでの作業者の操作による洗浄開始信号Ｓ２が入力されると、復水器１０の洗浄作業が開始される。

制御装置４３は、時間ｔ２にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第１回収ライン７９に切り替え、時間ｔ３にて、ボール循環ポンプシール水元弁８２を開放する。続いて、制御装置４３は、時間ｔ４にて、ボール循環ポンプ７６を作動（ＯＮ）し、時間ｔ５にて、ボール循環ポンプ出口弁７８を開放する。すると、ボール循環ポンプ７６の作動によりボール回収ライン６１に対して回収部５２側からボール投入回収器５５側への流れが発生する。そのため、回収部５２にストレーナ５８に洗浄用ボールが残留していると、この洗浄用ボールが海水と共に分岐ライン６２、ボール回収ライン６１、第１回収ライン７９を通ってボール投入回収器５５の回収容器７１に回収される。このとき、ボール投入回収器５５のボール投入回収器切換弁７４が閉止していることから、回収容器７１から洗浄用ボールがボール投入ライン５４に送り出されることはない。

そして、制御装置４３は、所定時間が経過すると、時間ｔ６にて、ボール循環ポンプ出口弁７８を閉止し、時間ｔ７にて、ボール循環ポンプシール水元弁８２を閉止すると共に、ボール循環ポンプ７６の作動を停止（ＯＦＦ）する。その後、制御装置４３は、時間ｔ８にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第２回収ライン８０に切り替える。この場合、所定時間とは、回収部５２にストレーナ５８に残留していた洗浄用ボールが回収容器７１まで搬送されて回収されるまでの時間であり、ボール循環ポンプ出口弁７８の開放時間である。この所定時間は、予め実験などにより設定しておく。

時間ｔ９にて、ボール回収ライン６１が第２回収ライン８０に完全に切り替わると、制御装置４３は、時間ｔ１０にて、回収部５２のストレーナ５８を開放し、所定時間が経過した時間ｔ１２にて、ストレーナ５８を閉止する。すると、ストレーナ５８は、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間、完全に開放状態となり、付着していた異物が海水の流れにより除去される。

時間ｔ１３にて、ストレーナ５８が閉止すると、作業者は、目視によりストレーナ５８の閉止を確認する。そして、作業者がストレーナ５８の閉止を確認すると、この作業者は、回収部閉止確認スイッチ９１を操作（ＯＮ）し、制御装置４３に回収部閉止確認信号Ｓ３を出力する。制御装置４３は、時間ｔ１４にて、この回収部閉止確認信号Ｓ３が入力されると、ボール循環ポンプシール水元弁８２を開放し、時間ｔ１５にて、ボール循環ポンプ７６を作動（ＯＮ）すると共に、ボール循環ポンプ出口弁７８を開放する。また、制御装置４３は、時間ｔ１６にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第１回収ライン７９に切り替え、時間ｔ１７にて、ボール投入回収器切換弁７４を開放する。

すると、ボール循環ポンプ７６の作動により、ボール回収ライン６１からボール投入回収器５５を通してボール投入ライン５４に対して回収部５２側から投入部５１側への流れが発生する。そのため、回収容器７１の洗浄用ボールがボール投入ライン５４を通して投入部５１へ送給され、各投入管５３から復水器１０の取水管４４へ投入される。そして、取水管４４に投入された洗浄用ボールは、取水管４４から入口水室１２を通して各伝熱管３１に導入され、洗浄用ボールが各伝熱管３１内を通過することで、内面に付着している異物が除去される。

各伝熱管３１内を通過した洗浄用ボールは、出口水室１４から排水管４５に排出される。回収部５２は、ストレーナ５８により取水管４５を流れる洗浄用ボールを回収し、各回収管６０から洗浄用ボールが分岐ライン６２からボール回収ライン６１に流入する。そして、ボール回収ライン６１の洗浄用ボールは、第１回収ライン７９を通ってボール投入回収器５５の回収容器７１に回収される。

制御装置４３は、時間ｔ１９にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第２回収ライン８０に切り替える。そして、制御装置４３は、時間ｔ２１にて、洗浄時間のタイマ信号Ｓ４または作業者による強制停止スイッチのＯＮ信号Ｓ５または洗浄用ボールのカウント信号Ｓ６のいずれかが入力されると、ボール投入回収器切換弁７４を閉止し、時間ｔ２２にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第１回収ライン７９に切り替える。

その後、制御装置４３は、時間ｔ２４にて、洗浄時間終了のタイマ信号Ｓ７または洗浄用ボールの最終カウント信号Ｓ８のいずれかが入力されると、ボール投入回収器出口弁７５を含水状態とし、時間ｔ２７にて、ボールセパレータ７７を操作し、ボール回収ライン６１を第２回収ライン８０に切り替える。その後、制御装置４３は、時間ｔ２３にて、ボール循環ポンプ出口弁７８を閉止し、時間ｔ２９にて、ボール循環ポンプシール水元弁８２を閉止すると共に、ボール循環ポンプ７６の作動を停止（ＯＦＦ）し、時間ｔ３０にて、復水器１０の洗浄作業が終了する。

このように本実施形態の復水器の細管洗浄装置にあっては、取水管４４に洗浄用ボールを投入する投入部５１を有する洗浄用ボール投入装置４１と、排水管４５から洗浄用ボールを回収する回収部５２を有する洗浄用ボール回収装置４２と、洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２を作動制御する制御装置４３とを設け、制御装置４３は、洗浄用ボール回収装置４２による洗浄用ボール回収作業を実施後、所定期間だけ回収部５２を開放し、回収部５２を閉止してから洗浄用ボール投入装置４１による洗浄用ボール投入作業を開始する。

従って、洗浄用ボール回収作業を実施した後、回収部５２を開放して付着した異物を除去することができる。そのため、回収部５２に洗浄用ボールが残存しても、この残存していた洗浄用ボールを確実に回収してから、回収部５２を開放することとなり、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、洗浄用ボール投入装置４１及び洗浄用ボール回収装置４２は、回収部５２で回収した洗浄用ボールを投入部５１に循環するボール循環ラインとしてのボール投入ライン５４及びボール回収ライン６１（分岐ライン６２）と、ボール回収ライン６１に設けられるボール循環ポンプ７６とを有し、制御装置４３は、回収部５２の開放時に、ボール循環ポンプ７６を停止する。従って、回収部５２の開放時に、ボール循環ポンプ７６を停止することから、回収部５２を開放したときに、洗浄用ボールが循環されることはなく、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、制御装置４３は、回収部５２を閉止後、回収部閉止確認信号が入力されると、洗浄用ボール投入装置４１を作動する。従って、回収部５２を閉止後、回収部閉止確認信号が入力されるまで洗浄用ボール投入装置４１が作動することはなく、外部への洗浄用ボールの流出を確実に抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、回収部閉止確認信号は、回収部閉止確認スイッチ９１の操作により出力される信号である。従って、作業者が回収部５２の閉止状態を確認した後、回収部閉止確認スイッチ９１の操作により回収部閉止確認信号を出力することで、外部への洗浄用ボールの流出を確実に抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、回収部５２における上流側と下流側の差圧を検出する差圧計９４が設けられ、制御装置４３は、洗浄用ボール回収装置４２の作動時、差圧が規定差圧を超えると警報を発する。従って、回収部５２に異物が付着すると、回収部５２における上流側と下流側の差圧が規定差圧を超えると警報が発せられることで、回収部５２への異物の付着による破損を抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、回収部５２を開閉する開閉スイッチ９６が設けられ、制御装置４３は、差圧が規定差圧を超えた後、開閉スイッチ９６から回収部開放信号が入力されると、回収部５２を開放する。従って、回収部５２における上流側と下流側の差圧が規定差圧を超えて警報が発せられたとき、作業者が開閉スイッチ９６を操作することで、回収部開放信号を出力して回収部５２を開放することができ、回収部５２への異物の付着による破損を抑制することができる。

本実施形態の復水器の細管洗浄装置では、制御装置４３は、自動洗浄モードと手動洗浄モードとを有し、洗浄モード切替スイッチ９７により切替え可能としている。従って、作業者がこのモードを自由に選択することができ、汎用性を向上することができる。

また、本実施形態の復水器の細管洗浄方法にあっては、回収部５２を閉止して排水管４５から洗浄用ボールを回収する工程と、洗浄用ボール回収作業が終了すると所定期間だけ回収部５２を開放する工程と、所定時間の経過後に回収部５２を閉止して投入部５１から取水管４４に洗浄用ボールを投入する工程とを設けている。

従って、洗浄用ボール回収作業を実施した後に回収部５２を開放して付着した異物を除去することで、回収部５２に洗浄用ボールが残存しても、この残存していた洗浄用ボールを確実に回収した後、回収部５２を開放することとなり、外部への洗浄用ボールの流出を抑制することができる。

なお、上述した実施形態では、本発明の熱交換器を、加圧水型原子炉を有する原子力発電プラントの復水器として適用して説明したが、他の形式の原子炉における復水器に適用することもできる。また、原力発電プラントに限らず、火力発電プラントや地熱発電プラントなどの復水器として適用してもよい。更に、本発明の熱交換器を、復水器だけでなく燃料電池やコージェネレーションプラントなどで、胴体内に複数の細管を有する熱交換器に適用してもよい。

１０復水器（熱交換器）
１１ハウジング
１２，１３入口水室
１４，１５出口水室
１６，１７伝熱管群
２１蒸気流入口
２２復水排出口
２３，２４管板
２５，２６入口ノズル
２７，２８出口ノズル
３１，３２伝熱管
３３，３４管支持板
３５支持部材
４０細管洗浄装置
４１洗浄用ボール投入装置
４２洗浄用ボール回収装置
４３制御装置
４４取水管
４５排水管
５１投入部
５２回収部
５３投入管
５４ボール投入ライン
５５ボール投入回収器
５６分岐ライン
５７ボール投入元弁
５８ストレーナ
５９駆動装置
６０回収管
６１ボール回収ライン
６２分岐ライン
６３ボール回収元弁
７１回収容器
７２ボール排出部
７３ボール流入部
７４ボール投入回収器切換弁
７５ボール投入回収器出口弁
７６ボール循環ポンプ
７７ボールセパレータ
７８ボール循環ポンプ出口弁
７９第１回収ライン
８０第２回収ライン
８１シール水供給ライン
８２ボール循環ポンプシール水元弁
９１回収部閉止確認スイッチ
９２，９３圧力計
９４差圧計
９５警報機
９６開閉スイッチ
９７洗浄モード切替スイッチ
Ｓ蒸気
Ｃ海水
Ｗ復水

Claims

蒸気の流入口と復水の排出口が設けられるハウジングと、
前記ハウジングにおける各端部に設けられる入口水室及び出口水室と、
前記ハウジングの内部で前記入口水室と前記出口水室を連通して内部に冷却水が流れる多数の細管と、
前記入口水室及び前記出口水室にそれぞれ連結される取水管及び排水管と、
を有する熱交換器において、
前記取水管に洗浄用ボールを投入する投入部を有する洗浄用ボール投入装置と、
前記排水管から洗浄用ボールを回収する回収部を有する洗浄用ボール回収装置と、
前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、洗浄開始信号が入力されると、前記洗浄用ボール投入装置によるボール投入作業を実施せずに前記洗浄用ボール回収装置による洗浄用ボール回収作業を実施後、所定期間だけ前記回収部を開放し、前記回収部を閉止してから前記洗浄用ボール投入装置による洗浄用ボール投入作業を開始する、
ことを特徴とする熱交換器の細管洗浄装置。
前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置は、前記回収部で回収した洗浄用ボールを前記投入部に循環するボール循環ラインと、前記ボール循環ラインに設けられるボール循環ポンプとを有し、前記制御装置は、前記回収部の開放時に、前記ボール循環ポンプを停止することを特徴とする請求項１に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
前記制御装置は、前記回収部を閉止後、回収部閉止確認信号が入力されると、前記洗浄用ボール投入装置を作動することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
前記回収部閉止確認信号は、回収部閉止確認スイッチの操作により出力される信号であることを特徴とする請求項３に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
前記回収部における上流側と下流側の差圧を検出する差圧計が設けられ、前記制御装置は、前記洗浄用ボール回収装置の作動時、前記差圧が予め設定された規定差圧を超えると、警報を発することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
前記回収部を開閉する開閉スイッチが設けられ、前記制御装置は、前記差圧が前記規定差圧を超えた後、前記開閉スイッチから回収部開放信号が入力されると、前記回収部を開放することを特徴とする請求項５に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
前記制御装置は、予め設定された所定の時間になると前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動する自動洗浄モードと、洗浄開始信号が入力されると前記洗浄用ボール投入装置及び前記洗浄用ボール回収装置を作動する手動洗浄モードとを有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の熱交換器の細管洗浄装置。
蒸気の流入口と復水の排出口が設けられるハウジングと、
前記ハウジングにおける各端部に設けられる入口水室及び出口水室と、
前記ハウジングの内部で前記入口水室と前記出口水室を連通して内部に冷却水が流れる多数の細管と、
前記入口水室及び前記出口水室にそれぞれ連結される取水管及び排水管と、
を有する熱交換器において、
洗浄開始信号が入力されると前記取水管に洗浄用ボールを投入せずに回収部を閉止して前記排水管から洗浄用ボールを回収する工程と、
洗浄用ボール回収作業が終了すると所定期間だけ前記回収部を開放する工程と、
所定時間の経過後に前記回収部を閉止して投入部から前記取水管に洗浄用ボールを投入する工程と、
を有することを特徴とする熱交換器の細管洗浄方法。