JPH0370995A - 熱交換器における伝熱管の内面洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱交換器における伝熱管の内面洗浄方法に係り
、特に、発電プラントにおける復水器などの多管式熱交
換器の伝熱管内面に付着するスライムやスケールなどを
清掃除去する伝熱管の内面洗浄方法に関する。

〔従来の技術〕

従来から、冷却器として用いられる熱交換器の伝熱管で
は、水垢や錆などのスケールの生成や水温の上昇による
バグテリヤ、藻、菌類が増殖し、これらに塵埃などが混
入してきて、軟泥状になったスライムなどが生成する。

これらが管内の壁面に付着すると熱交換能力の低下、伝
熱管腐食孔の生成などの障害が起こる。特に、復水器な
どの場合、蒸気タービンの効率が低下し、発電機の出力
が下るため膨大な損失となる。

これらの対策として、現状では化学薬品による洗浄剤を
用いてスケールやスライムを除去しているが、洗浄後の
廃液は水質汚濁の公害問題となるので、中和処理などが
必要であった。特に、海水を用いる熱交換器の場合冷却
水量が多量であるため、薬品流出がない場合であっても
海洋の生態系が変わるとの心配から薬品を用いない方法
がとられつつある。

薬品を用いない洗浄方法として、熱交換水中にスポンジ
ボールを投入浮遊させることで伝熱管内を貫流させなが
ら洗浄することも行なわれているが、スポンジボールの
損耗測定、補充−のための運転管理が煩られしいという
欠点があった。また、特開昭５９−１０３８１号公報に
見られるように、冷却水中に樹脂粒子を混入、循環させ
る方法は初期のスライム生成やスケール付着には十分な
洗浄効果を示す。しかし、ある程度生長したスライムや
スケールに対しては粒子の壁面への衝突が弱まり洗浄効
果が急に低下する恐れがある等の欠点があった。

さらに、特開昭６１−２５２４９８号公報のように、伝
熱管入口端で気体を気泡状に液体中に放出し、かつ、こ
の気液混合流に超音波を発振する方法が提案されている
が、超音波発信部などの設置に多額の費用を必要とする
にの時、気液二相流のみで洗浄しようとすれば、気泡流
では洗浄効果に限界が出て汚れの激しい場所やスライム
の発生、生長の大きな夏期には十分な性能を得ることが
難しいなどの欠点があった。さらには、特開昭５９−３
００００号公報に見られるように、水、砂、空気の三相
流を用いてチューブをクリーニングしようとする装置が
提案されている。これは、洗浄効果が非常に大きいと思
われるが、粒子に水よりも比重の重い砂を用いているた
め、局部的に洗浄が激しく行なわれ、チューブを部分的
に損傷させる可能性がある。

〔発明が解決しようとする１ＩｌｌＩ題〕本発明は、上
述のような従来技術の欠点を解消するために創出された
ものであり、多数の伝熱管を、夫々、確実で効果的に熱
交換器の運転を損うことなく洗浄することができ、しか
も、自動的な運転を可能として効率的に行なえるように
したことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を遠戚するため、本発明は、伝熱管内を液体が
流れる多管式熱交換器において、管内を流れる液体中に
水の比重とほぼ等しい比重の樹脂粒子を循環させ、かつ
、この管内を流下する固液二相流中に伝熱管入口端で気
体を噴出して固気液三相流とすることにより、管内付着
物の除去、及び、塵埃やバクテリアなどの付着の防止を
行うようにしたものである。

また、洗浄を効果的に行うために、本発明は、樹脂粒子
を常に流し塵埃やバクテリアなどの付着を防ぐと共に、
複数個の気体の噴出ノズルからなる洗浄ヘッドを熱交換
器の冷却水入口側水室内に格納配置し、各洗浄ヘッドに
供給する気体の噴出量を管内の汚れ状態に応じて制御さ
せるようにしたものである。

さらに、自動運転を行うために、本発明は、冷却水出入
口側水室に気体溜り、及び、気体抽出系を設けると共に
、粒子補集器２粒子循環ポンプ、及び、粒子回収器から
なる樹脂粒子循環系統を設けるようにしたものである。

〔作用〕

本発明の方法は薬品を用いないので公害問題とはならな
い。しかも、管内付着物の除去、及び、塵埃やバクテリ
アなどの付着防止に樹脂粒子、気体及び水の固気液三相
流を用いているので、管内の流体の乱れが強くなり、樹
脂粒子が壁面に衝突するエネルギが大きいため、洗浄効
果が大幅に向上する。さらに、粒子として比重がほぼ水
に等しい比重の樹脂粒子を用いているので狭い場所や流
れの遅い場所で粒子が沈澱することがなく取扱いが容易
であると共に多管式の熱交換器の場合、各伝熱管内へ均
一に粒子が混入し均一で確実な洗浄が行なえるため局部
的な洗浄しすぎによる伝熱管損傷を防ぐことができる。

また、管内の汚れ状態に応じて、気体の噴出量を制御で
きるので、管内の流速と乱れ具合を制御し、それによっ
て洗浄の強さが制御できるので、常に、最適な伝熱管内
面を保つことが可能となる。

つまり、伝熱管の防食被膜を破壊することなく、管内付
着物の除去、又は、付着の防止が行なえる。

さらに、樹脂粒子循環系統、及び、気体抽出系統を設け
たので自動運転が可能であり、プラント運転中でも伝熱
管内の洗浄、及び、付着防止が可能なため、発電プラン
トの復水器等に適用した場合、大幅なプラント効率の低
下を抑え、膨大な損失を防ぐこととなる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を用いて説
明する。

第工図は本発明を発電プラントの復水器へ適用した系統
図である。

復水器本体１の内部には管板２によって多数の伝熱管３
が支持されていて、伝熱管３の入口側で本体ｌに連設さ
れている冷却水の・入口側水室４に導かれた冷却水が伝
熱管３の内部を通って、伝熱管３の出口側で本体■に連
設されている冷却水出口側水室５に至るようにしである
。一方、本体１の上部の蒸気人口６から流入した蒸気は
、伝熱管３内の冷却水と熱交換して凝縮され、復水とな
って本体下部の復水出口７から排水されるように構成さ
れている。

また、本体１には、水室５の出口冷却水配管８に設けら
れた粒子補集器９と、粒子循環ポンプ１０と粒子回収器
１１とからなる樹脂粒子循環系統１２が設けられており
、水室４→伝熱管３内→水室５を循環するようにしであ
る。樹脂粒子は比重が、はぼ、水と同じ比重であるポリ
スチレンなどの粒子が適しており、樹脂粒子の水への混
合割合は、３〜３０％程度が良い。また、粒子径は工〜
５画φのものが取り扱い、及び、管内において粒子が壁
面へ衝突することによる洗浄効果の面から良い。

さらに、本体１には、複数個の気体噴出ノズル１３から
なる洗浄ヘッド１４に気体導管１５を通して供給する気
体の噴出流量を、管内の汚れ状態に応じて制御する洗浄
気体流量制御系統１６が設けられている。この制御系統
１６は、コンプレッサ１７と、気体供給タンク１８と、
制御弁１９と、真空度検出器２１、及び、流量制御装置
２ｏとがら構成される。この時、真空度検出器２１は間
接的に伝熱管内面の汚れを検出していることとなる、本
発明では、本体１に、伝熱管３内に噴出できずにもれた
気体を集積させる気体溜り２４と、伝熱管内３内を流下
した気体を集積させる気体溜り２５と、これらの気体溜
りに蓄積する気体を抽出するためのベンチフグポンプ２
６．２フと、抽出配管２８．２９とより構成される気体
抽出系統３０．３１を設けたので、系内に気体が蓄積し
て障害をおよぼすことはない。

このように、本発明の復水器は、樹脂粒子循環系統１２
と、洗浄気体流量制御系統１６とにより、伝熱管３内を
樹脂粒子、気体、及び、水の固気液三相流を用いて洗浄
しているので、管内の流体の乱れが強くなり、樹脂粒子
が壁面に衝突するエネルギが大きいため洗浄効果の大き
なシステムとすることが可能となる。また、樹脂粒子の
比重をほぼ水の比重と等しくしたことにより、複雑な機
器にも適用でき、取扱いが容易となり、伝熱管へ粒子が
均一に混入し、確実な洗浄が行えるため、局部的な洗浄
しすぎによる伝熱管の損傷を防ぐことができる。さらに
、粒子が樹脂であるため伝熱管へ与える損傷も小さくな
り、より安全な洗浄となる。

さらに、洗浄気体流量制御系統１６により、管内の汚れ
状態に応じて気体の噴出量を制御することができるので
管内の流速と乱れ具合を制御し、それによって洗浄の強
さが制御できるので、常に、最適な伝熱管内面を保つこ
とが可能となる。

第２図を用いてこの様子を、さらに詳しく説明する。こ
れは気体の噴出量を変化させた時の伝熱管３内の固気液
三相流の様子を示した説明図である。

樹脂の粒子は水中に混入されていると考えると、波状流
３４→気泡流３５→スラグ流３６→フロス流３７→環状
流３８→噴勝流３９の順で洗浄強度が増加していく、つ
まり、冷却水量を一定として考えると気体流量を増加さ
せればさせる程、流速と乱れ具合が大きくなるため、粒
子が壁面に衝突するエネルギが大きくなり、洗浄効果が
増す。このように、洗浄強度が気体流量で制御できると
云うことは、実プラントで夏期などのようにスライムの
発生と成長が増加した時に気体の流量を増加させると、
常に、伝熱管をきれいな状態に保つことができると云う
ことになる。

本発明の復水器は、当然ながら、樹脂粒子循環系統、及
び、気体抽出系統なども備えているので、自動運転が可
能であり、発電プラントの効率の低下を抑えることがで
きる。

また、本発明のものは可動部分を水中にもたないのでト
ラブルが少ない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、公害問題を起こさず、伝熱管内の付着
物の除去、及び、付着の防止が可能となり、しかも、運
転中でも効果的に行なえる。また、伝熱管の汚れ状態を
把握しながら洗浄を行なえるので洗浄しすぎによる伝熱
管の損傷の恐れもなく最適な洗浄が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は本発
明の洗浄状態の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、伝熱管内を液体が流れる多管式熱交換器において、 前記伝熱管内を流れる前記液体中に水の比重とほぼ等し
   い比重の樹脂粒子を循環させ、かつ、この管内を流下す
   る固液二相流中に伝熱管入口端で気体を噴出して固気液
   三相流とすることにより、管内付着物の除去、及び、付
   着の防止を図ることを特徴とした熱交換器における伝熱
   管の内面洗浄方法。 ２、複数個の気体噴出ノズルからなる洗浄ヘッドを前記
   熱交換器の冷却水入口側水室内に格納配置し、各洗浄ヘ
   ッドに供給する気体の噴出流量を管内の汚れ状態に応じ
   て制御させる請求項１に記載の熱交換器における伝熱管
   の内面洗浄方法。 ３、前記伝熱管内へ噴出できなかつた気体を集積させる
   気体溜りを冷却水の入口側水室に配置し、かつ、前記伝
   熱管内を流下した気体を集積させる気体溜りを冷却水出
   口側水室に配置し、前記気体溜りに蓄積する気体を抽出
   する系路を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱
   交換器における伝熱管の内面洗浄方法。