JPH0135223Y2

JPH0135223Y2 -

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Publication number: JPH0135223Y2
Application number: JP1984182709U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-02
Filing date: 1984-12-02
Publication date: 1989-10-26
Also published as: JPS6198527U

Description

【考案の詳細な説明】〔考案の技術分野〕本考案は発電プラントの給水や脱塩水等の水質
調整を行なう薬液を希釈する薬液希釈装置に係
り、特に薬液の原液を希釈水で希釈して所定濃度
の希釈薬液を得る薬液希釈装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

火力発電プラントや原子力発電プラントの運転
において、ボイラや配管等にスケール付着や腐食
などの水質に起因する障害が発生すると、これが
原因でボイラの熱効率が低下したり、各配管が損
傷する恐れがあり、しかも修理のためにプラント
運転を停止させたりしなければならない。このた
め、水質に起因する障害の防止は、プラント運転
上の最重要項目の１つであり、火力発電プラント
や原子力発電プラントに使われる水質を最適に調
整することは、重要な要素である。

水質調整手段としての薬液注入装置は脱塩水
（給水）に希釈薬液を注入して防食性を持たせ、
ボイラ給水やボイラ水、蒸気として最も適合する
状態にセツトするものであり、発電プラントを構
成する管材や機器保護の目的で種々の薬液を注入
し、発電プラントの水質のPH調整や脱酸素、硬度
除去等を行なつている。

発電プラントの水質調整に使用される薬液に
は、PH調整や脱酸素用としてヒドラジン、PH調整
補助用としてアンモニア、硬度除去用としてリン
酸ソーダなどがある。

例えば、市販されているヒドラジン濃度は通常
60％であるが、このヒドラジンを水質調整用とし
て用いるためには、希ヒドラジンとして約0.5％、
濃ヒドラジンとして約５％程度の濃度にまで希釈
させる必要があり、この希釈のために自動溶解方
式を採用した薬液希釈装置が用いられ、省力化が
図られている。

従来の薬液希釈装置は、第５図に示すように構
成されており、薬液の原液を純水等の希釈水で自
動的に希釈する薬液希釈機構１が備えられてい
る。薬液希釈機構１は薬液の原液を貯溜した原液
貯蔵タンク２と、このタンク２内の原液が入口弁
３を介して案内される計量タンク４と、計量タン
ク４内の原液が出口弁５を介して案内されるエジ
エクタ６とを有し、このエジエクタ６には希釈水
としての純水が希釈水遮断弁７を経由して圧入さ
れ、そのエジエクタ効果により計量タンク４内の
原液を吸引するようになつている。吸引された原
液、例えばヒドラジンは、純水と混合して希釈さ
れつつ、希釈薬液貯蔵タンク８に希釈液入口ノズ
ル８ａを経て案内され、貯溜される。貯蔵タンク
８に貯溜された希釈薬液は希釈注入ライン９を経
て、薬液注入ポンプ１０により発電プラントの給
水管１１に案内され、給水等に供給されるように
なつている。

次に、薬液希釈の原理を説明すると、原液貯蔵
タンク２内に貯溜された薬液の原液は、計量タン
ク４に入口弁３を経て供給され、計量タンク４に
取付けられた図示しないレベルスイツチにより所
定量が検出されると一定値信号を出力して入口弁
３を閉じる。その後に、後述するように計量タン
ク４の出口弁５と希釈水遮断弁７とが開かれる。

希釈水遮断弁７の開放により、希釈水としての
純水がエジエクタ６に案内され、このエジエクタ
６を通過する際、エジエクタ作用により薬液の原
液が吸い込まれ、吸い込まれた原液は純水と混
合・希釈されながら、希釈薬液貯蔵タンク８に案
内され、内部に貯溜される。

ところで、計量タンク４の出口弁５は計量タン
ク４に取付けられた図示しないレベルスイツチの
低位信号により閉じられる。これにより、所定量
の薬液が希釈薬液貯蔵タンク８に案内されたこと
になる。

一方、純水側の希釈水遮断７は、希釈薬液貯蔵
タンク８に取付けられた図示しないレベルスイツ
チにより開閉制御され、レベルスイツチが一定値
以下を検出したとき、遮断弁７を全開させ、薬液
の希釈が開始される。また、レベルスイツチの一
定値以上検出信号により、遮断弁７は閉塞され、
純水の供給が遮断される。これにより、薬液の原
液の純水による濃度希釈は完了する。

このように、一定濃度（体積パーセント濃度）
の薬液の原液量を計量し、所定量の純水をエジエ
クタ６を用いて吸引・混合させることで、所望す
る一定濃度の希釈薬液を得ることが可能である
が、実際には、希釈水遮断弁７の開閉直後のエジ
エクタ効率の悪化（純水量低下による薬液原液の
吸込み不良）や、計量タンク出口弁５の開閉と希
釈水遮断弁７の開閉タイミングの遅れ（開側タイ
ミングが同一でも閉側タイミングが異なり、希釈
水遮断弁７側の閉タイミングが遅くなること）、
さらには、希釈水として供給される純水の圧力変
動や希釈薬液貯蔵タンク８の液レベル変化による
エジエクタ６の二次圧の変動等の諸条件により、
単位時間当りの希釈混合比が異なり、希釈薬液の
濃度に差が生ずる。希釈薬液に生じたタイムラグ
による濃度差はそのまま、入口ノズル８ａを経て
希釈薬液貯蔵タンク８に流れ込み、貯えられる。

希釈薬液入口ノズル８ａは第６図に示すように
貯蔵タンク８の下部においてノズル口がタンク中
心を向くように取付けられているので、入口ノズ
ル８ａから噴出される希釈薬液の噴流により、貯
溜された希釈薬液は混合せしめられ、薬液希釈濃
度の均一化が図れる。しかし、入口ノズル８ａの
噴出流による希釈薬液の均一化はそれ程期待する
ことができず、部分的に濃度（濃淡）が異なる希
釈薬液が貯溜される。

この濃淡混在の希釈薬液は注入ポンプ９により
そのまま給水管１１に注入されるため、濃度の異
なる希釈薬液が給水中に供給される。このため、
給水の自動分析による残留薬液濃度（ヒドラジン
濃度）が異なり、残留薬液濃度の定値制御系の外
乱となつて水質調整を混乱させ、ひいては不測の
トラブルを発生させる恐れがあつた。

また、従来の薬液希釈装置においては、希釈薬
液貯蔵タンクに貯溜された希釈薬液を、手動分析
弁１２の開閉により適当なタイミングで濃度分析
している。そして、希釈薬液の濃度に濃淡による
不均一が検出された場合には、手動により撹拌し
て均一化を図つている。しかしながら希釈薬液濃
度の均一化を手動操作により行なう場合には、自
動化の進んでいる薬液注入装置において、薬液希
釈工程の最終薬液濃度の不均一分析や均一化作業
が最終的に人手に依存する等の不都合があつた。

〔考案の目的〕

本考案は上述した事情を考慮してなされたもの
で、希釈薬液貯蔵タンクに貯溜された希釈薬液の
濃度分析や撹拌均一化作業を積極的かつ自動的に
行ない、薬液注入制御の安定化および省力化を確
実に図るようにした薬液希釈装置を提供すること
を目的とする。

〔考案の概要〕

上述した目的を達成するために、本考案は、薬
液の原液を希釈水で希釈する薬液希釈機構と、こ
の希釈機構で希釈された希釈薬液を貯溜する希釈
薬液貯蔵タンクと、貯溜された希釈薬液を供給す
る希釈薬液注入ラインとを備えた薬液希釈装置に
おいて、前記希釈薬液貯蔵タンクに希釈薬液濃度
を分析する分析計を備えた分析計ラインと、上記
分析計にて分析された希釈薬液濃度のバラツキが
基準値を超えるとき、前記貯蔵タンク内の希釈薬
液を循環させ、撹拌させる循環ラインとを設け、
この循環ラインは、希釈薬液貯蔵タンクの下部
に、タンク中心方向に対して角度をなして取付け
られた循環ノズルを有し、この循環ノズルには前
記貯蔵タンク内で互いに異なる方向に開口する複
数のノズル口を設けたことを特徴とする薬液希釈
装置である。

具体的には、希釈薬液を貯溜する希釈薬液貯蔵
タンクに分析計ラインと循環ラインとを設け、分
析計ラインの分析値に偏差が検知されたとき、循
環ラインを作動させて希釈薬液貯蔵タンクへの循
環を行なつて希釈薬液の再混合を行ない、希釈薬
液貯蔵タンク内に貯溜される希釈薬液の濃度の均
一化を図るようにしたものである。

〔考案の実施例〕

以下、本考案に係る薬液希釈装置の好ましい実
施例について説明する。

第１図は、本考案の薬液希釈装置の一実施例を
示し、この薬液希釈装置はPH調整、脱酸素用ヒド
ラジン等の薬液の原液を希釈水としての純水で希
釈する薬液希釈機構２０を備えている。薬液希釈
機構２０は、薬液の原液を貯溜した薬液貯蔵タン
ク２１を有し、この薬液貯蔵タンク２１は入口弁
２２を備えた薬液入口ライン２３を介して計量タ
ンク２４に接続される。計量タンク２４には、レ
ベルスイツチ（図示せず）が設けられて、タンク
内に供給される薬液量を計量する一方、計量タン
ク２４からの薬液出口ライン２５には出口弁２６
が設けられ、その先端はエジエクタ２７に接続さ
れる。このエジエクタ２７には希釈水としての純
水が希釈水遮断弁２８を介して流入され、流入さ
れた純水はエジエクタ２７にて薬液を吸引し、こ
の薬液を希釈・混合させながら、希釈薬液混合ラ
イン29を通つて、入口ノズル３０から希釈薬液貯
蔵タンク３１に案内され、内部に貯溜される。こ
の貯蔵タンク３１にも図示しないレベルスイツチ
が設けられ、このレベルスイツチから出力信号に
より希釈水遮断弁２８が開閉制御されるようにな
つている。

また、希釈薬液貯蔵タンク３１の底部から希釈
薬液注入ライン３３が延びており、この注入ライ
ン３３は途中に設けられた希釈薬液注入ポンプ３
４を経て火力発電プラントや原子力発電プラント
の給水管３５に接続され、この給水管３５に希釈
薬液を注入するようになつている。

一方、希釈薬液注入ライン３３の注入ポンプ３
４吐出側から希釈薬液の濃度を分析する分析計ラ
イン３７と希釈薬液貯蔵タンク３１内の希釈薬液
を循環させ、積極的に撹拌させる循環ライン３８
がそれぞれ分岐されており、両ライン３７，３８
の先端は希釈薬液貯蔵タンク３１にそれぞれ接続
され、閉じたサイクルを構成している。分析計ラ
イン３７は減圧オリフイス３９と希釈薬液の濃度
を分析する分析計４０とを順次直列に接続したも
のであり、減圧オリフイス３９は分析計４０を保
護する機能を備えている。

また、循環ライン３８には、循環弁４１と希釈
薬液循環ノズル４２とが順次接続され、このう
ち、循環ノズル４２は希釈薬液貯蔵タンク３１の
下部に取付けられる。具体的には、循環ノズル４
２は希釈薬液貯蔵タンク３１の中心方向に対し、
第２図に示すように角度αだけ傾斜して設けら
れ、第３図に示すように、希釈薬液貯蔵タンク３
１に固着された円筒状取付ボス４４に固着され
る。循環ノズル４２の先端は取付ボス４４のボス
孔４５を貫いて貯蔵タンク３１内に延び、その先
端部に前方に開口するノズル口４６ａと斜め上方
に開口するノズル口４６ｂとが形成され、各ノズ
ル口４６ａ，４６ｂから噴出される噴流により、
希釈薬液に強力な旋回流や乱流を付与し、濃度を
均一化させている。その際、先端ノズル口４６ａ
と上向きノズル口４６ｂを所定方向に開口させた
ものであれば、希釈薬液循環ノズル４２は貯蔵タ
ンク３１の中心方向を向くように設置させてもよ
い。

循環ライン３８に設けらられた循環弁４１は分
析計４０からの検出信号により開閉制御される。
分析計４０は、希釈薬液濃度を連続的に分析して
おり、その連続分析値に所定以上の偏差が検出さ
れたとき、その検出信号により循環弁４１を開
き、循環ライン３８に貯蔵タンク３１内の希釈薬
液を案内して撹拌し、希釈薬液濃度を均一化させ
ている。具体的には、循環ライン３８に取付けら
れた希釈薬液循環ノズル４２の先端ノズル口４６
ａにより、貯溜希釈薬液を第２図において反時計
方向に大きく旋回させ、上向きノズル口４６ｂに
より縦方向の旋回流を与えることにより、希釈薬
液を貯蔵タンク３１内で積極的かつ強力に撹拌
し、薬液濃度の均一化を図つている。

次に、薬液希釈装置の希釈薬液濃度均一化作用
について説明する。

希釈薬液貯蔵タンク３１に貯溜された希釈薬液
は、希釈薬液注入ライン３３を通り、注入ポンプ
３４により給水管３５に注入され、発電プラント
に使用される給水の水質を調整し、改善してい
る。給水管３５に注入される希釈薬液の単位時間
当りの濃度が均一であればあるほど、給水の水質
調整の制御性が良好となり、安定した水質の給水
をボイラ等に送ることができる。

希釈薬液貯蔵タンク３１に貯溜される希釈薬液
の濃度は、希ヒドラジンを例にとると、0.5％が
基準値でるが、希釈水と薬液の原液との混合割合
が諸条件により異なるため、一般的には基準値の
±10％の濃淡差（濃度差）が生ずる。この濃淡差
のある希ヒドラジンが給水に注入されると、給水
管の下流側に設けられた給水の水質管理用分析計
検出点まで到達するのに、１〜２分間程度かか
り、その後、連続分析や希釈薬液注入量のフイー
ドバツク制御が行なわれる。このため、濃淡差の
ある希ヒドラジンが連続して給水される問題があ
つた。

しかし、本考案に係る薬液希釈装置において
は、希釈薬液貯蔵タンク３１内に貯溜されている
希釈薬液の濃度差（濃淡差）を分析計ライン３７
に設けられた分析計４０で連続的に極めて短時間
で計測することができ、分析計４０により希釈薬
液の濃度差が検出されると、第４図に示す循環弁
開閉制御回路４７により、循環弁４１を開いて循
環ライン３８作動させ、貯蔵タンク３１内に貯溜
された希釈薬液を積極的に、タンク内にわたつて
撹拌するので、希釈薬液の濃淡差を急速に僅少化
させ、基準値の例えば１％程度の濃淡差とするこ
とができる。

希釈薬液貯蔵タンク３１に貯溜された希釈薬液
は注入ポンプ３４により希釈薬液注入ライン３３
を経て注入されるが、その際、注入ポンプ３４の
吐出側から分析計ライン３７が分岐されているの
で、注入される希釈薬液の濃度分析を迅速に行な
うことができる。

次に、薬液希釈装置の循環ライン３８に組み込
まれる循環弁４１の開閉作動について、第４図を
参照して説明する。

薬液希釈装置の運転法選択スイツチ４８を自動
にセツトし、自動運転を開始させる。その際、分
析計４０は予め希釈薬液濃度の基準値が設定され
ており、例えば基準値を±５％を超えると異常値
であるとセツトする。分析計４０が異常値を検出
すると、AND回路４９を経て作動信号がタイマ
TDIに入力される。タイマTDIは設定時間経過す
るとOR回路５０を経て循環弁４１に開信号を出
力し、循環弁４１を開き、希釈薬液を循環ライン
３８を通して循環させ、撹拌させて混合・均一化
を促進させる。

循環ライン３８の作動により、希釈薬液の濃度
差が基準値の例えば±５％以内あるいは値を変え
て±３％以内に達すると、これを分析計４０が検
出して、その検出信号をタイマTD２に入力させ
る。この入力信号を受けタイマTD２は所定時間
後に、自己保持回路であるワイプアウト回路５１
を解除し、循環弁４１を閉じる。したがつて、希
釈薬液貯蔵タンク３１内の希釈薬液はほぼ基準値
の濃度となるようにセツトされる。

なお、本考案の一実施例においては薬液として
ヒドラジンの例を挙げたけれども、PH調整用ある
いはPH調整補助用の薬液として水酸化ナトリウ
ム、アミン、リン酸塩、亜硫酸ソーダ、アンモニ
アなどがあり、硬度除去用薬液にはリン酸ソー
ダ、苛性ソーダなどがある。また、希釈水として
純水を用いた例について説明したが、これは希釈
薬液が注入される溶液と同質あるいは同じもので
あればよい。

〔考案の効果〕

以上に述べたように、本考案に係る薬液希釈装
置においては、希釈薬液貯蔵タンクに希釈薬液濃
度を分析する分析計ラインと、上記貯蔵タンク内
の希釈薬液を循環させ、撹拌させる循環ラインと
を設けたから、希釈薬液濃度を分析計ラインで分
析し、その分析濃度にバラツキがあつた場合に
は、循環ラインを作動させて希釈薬液貯蔵タンク
内に貯溜された希釈薬液を自動的に循環させ、積
極的に撹拌、均一化させることができる。したが
つて、貯蔵タンク内に貯溜される希釈薬液を所望
する所定の濃度に維持することができ、薬液注入
制御の安定化・省力化を確実に図ることができ
る。

その際、循環ラインには、希釈薬液貯蔵タンク
の下部にタンク中心方向に対して角度をなして取
付けられた循環ノズルを設け、この循環ノズルに
は貯蔵タンク内で互いに異なる方向に開口する複
数のノズル口を設けたので、循環ラインを通る希
釈薬液を循環ノズルの各ノズル口から異なる方向
に噴出させることができ、この噴流により複数の
異なる旋回流を貯蔵タンク内に生じさせ、貯蔵タ
ンク内に貯溜された希釈薬液を積極的かつ強制的
に撹拌させるので、短時間のうちにほぼ均一濃度
の希釈薬液を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る薬液希釈装置の一実施例
を示す系統図、第２図は上記薬液希釈装置に組み
込まれる希釈薬液貯蔵タンクの平面図、第３図は
上記貯蔵タンクへ取付けられる循環ラインの循環
ノズル取付構造を示す断面図、第４図は前記薬液
希釈装置の循環ラインに組み込まれる循環弁の開
閉制御関係を示すブロツク図、第５図は従来の薬
液希釈装置を示す系統図、第６図は従来の薬液希
釈装置に組み込まれる希釈薬液貯蔵タンクの平面
図である。２０…薬液希釈機構、２１…薬液貯蔵タンク、
２４…定量タンク、２７…エジエクタ、３１…希
釈薬液貯蔵タンク、３３…希釈薬液注入ライン、
３４…希釈薬液注ポンプ、３７…分析計ライン、
３８…循環ライン、３９…減圧オリフイス、４０
…分析計、４１…循環弁、４２…循環ノズル、４
６ａ，４６ｂ…ノズル口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】１薬液の原液を希釈水で希釈する薬液希釈機構
と、この希釈機構で希釈された希釈薬液を貯溜
する希釈薬液貯蔵タンクと、貯溜された希釈薬
液を供給する希釈薬液注入ラインとを備えた薬
液希釈装置において、前記希釈薬液貯蔵タンク
に希釈薬液を分析する分析計を備えた分析計ラ
インと、上記分析計にて分析された希釈薬液濃
度のバラツキが基準値を超えるとき、前記貯蔵
タンク内の希釈薬液を循環させ、撹拌させる循
環ラインとを設け、この循環ラインは、希釈薬
液貯蔵タンクの下部に、タンク中心方向に対し
て角度をなして取付けられた循環ノズルを有
し、この循環ノズルには前記貯蔵タンク内で互
いに異なる方向に開口する複数のノズル口を設
けたことを特徴とする薬液希釈装置。２分析計ラインおよび循環ラインは希釈薬液注
入ラインから分岐されて希釈薬液貯溜タンクに
接続されるとともに、上記希釈薬液注入ライン
に設けられた薬液注入ポンプを共用した実用新
案登録請求の範囲第１項に記載の薬液希釈装
置。３分析計ラインは薬液注入ポンプの吐出側に減
圧オリフイスおよび分析計を順次備えた実用新
案登録請求の範囲第２項に記載の薬液希釈装
置。４循環ラインは途中に循環弁を備えた実用新案
登録請求の範囲第２項に記載の薬液希釈装置。５循環ノズルは、ノズル先端部に前方に開口し
たノズル口と、上方に開口したノズル口とを有
する実用新案登録請求の範囲第４項に記載の薬
液希釈装置。６循環弁は分析計ラインに設けられた分析計の
異常値信号により自動的に開閉されるように設
定された実用新案登録請求の範囲第４項に記載
の薬液希釈装置。