JPH08170806A - ボイラの給水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】給水管の内壁面全体に対して均一な酸化鉄の腐
食防止用保護皮膜を形成することを目的とする。 【構成】ボイラ３と、ボイラ３で発生した蒸気が蒸気管
６を介して送り込まれ、発電機を駆動する蒸気タービン
１２と、蒸気タービン１２を通過した蒸気を復水する復
水器１３と、復水されたボイラ水を給水管１６を介して
ボイラ３に供給するようにした汽力発電所１において、
給水管１６内には酸素水を供給する。酸素水は気体と異
なり液体であるためボイラ水にスムーズかつ均一に溶け
込む。そして、このボイラ水が給水管の内壁面に接触さ
れることにより、給水管の内壁面に３価の酸化鉄（Fe₂O
₃ ）とからなる保護皮膜が均一に形成される。そして、
この保護皮膜により給水管１６の腐食が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はボイラへの給水経路にお
ける水管の内壁面に保護皮膜を形成させ、水管の腐食防
止を行うボイラの給水処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば蒸気タービンを廻して、この蒸気
タービンに駆動連結された発電機によって発電する汽力
発電所等において、ボイラ水を熱して蒸気をつくるため
のボイラが使用されている。一般に汽力発電所におい
て、ボイラ水はボイラで発生した蒸気を凝縮させ復水と
して再利用している。しかし、復水中には酸素や蒸気利
用工程中の不純物が溶存され易いため、従来から炭素鋼
よりなる水管の腐食が問題となっている。そこで、水管
の腐食を防止するために種々の給水処理方法が提案され
ている。この水管の腐食を防止する方法として例えば、
特開平２−１５７５０３号公報に示されるような方法が
知られている。すなわち、従来の方法においては、ボイ
ラ水内に酸素ボンベから微量の酸素ガスを供給し、復水
に酸素を溶解している。そして、この酸素の溶解された
復水と水管の内面とを接触させ、水管の内面に酸化鉄
（特に３価の酸化鉄〔Fe₂O₃ 〕）の保護皮膜を形成し、
この保護皮膜により水管の腐食を防止している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のボイ
ラへの給水処理方法においては、復水に気体である酸素
ガスを注入しているため、復水中に酸素が均一に溶解さ
れにくい。そのため、水管の内面全体に対して酸化鉄の
保護皮膜が均一に形成されにくいという問題があった。

【０００４】この発明は、上記従来の技術に存在する問
題点に着目してなされたものであって、その目的は、復
水中に予め酸素の溶解された酸素水を注入することによ
り、水管の内面全体に対して均一に酸化鉄の保護皮膜を
形成することの可能なボイラの給水処理方法を提供する
ことにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１の発明は、ボイラで発生した蒸気を蒸気管
を介して復水器に送り込んでボイラ水に復水し、復水さ
れたボイラ水を給水管を介して再びボイラに戻すボイラ
の給水方法において、復水器の下流域における給水管に
は水に酸素を溶解した所定濃度の酸素水を注入し、給水
管内を流れるボイラ水に酸素水を溶け込ませて給水管の
内壁面に酸化鉄の腐食防止用皮膜を形成することを要旨
とするものである。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、前
記給水管上にボイラ水の脱気を行う脱気手段を備えてい
る場合には、脱気手段の下流側に酸素水を注入すること
を要旨とするものである。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１において、復
水器から排出されるボイラ水を酸素溶解タンクに供給
し、酸素発生器にて発生された酸素を酸素溶解タンク内
へ導き、同タンク内のボイラ水に散気により溶解して酸
素水を生成することを要旨とするものである。

【０００８】請求項４の発明は、請求項１において、給
水管には復水されたボイラ水を分流するためのバイパス
経路を接続し、酸素発生器にて発生された酸素をバイパ
ス管内を流れるボイラ水に溶解して酸素水を生成するこ
とを要旨とするものである。

【０００９】請求項５の発明は、請求項４に記載のボイ
ラの給水処理方法において、バイパス経路にエジェクタ
を設け、エジェクタにより噴射されるボイラ水に対して
酸素を溶解させることを要旨とするものである。

【００１０】

【作用】このように構成された請求項１の発明は、ボイ
ラで発生した蒸気は蒸気管を介して復水器に送り込まれ
てボイラ水として復水される。復水されたボイラ水は給
水管を介して再びボイラに戻され、給水管内を流れるボ
イラ水に酸素水が注入される。酸素水は気体と異なり液
体であるためボイラ水にスムーズかつ均一に溶け込む。
そして、このボイラ水が給水管の内壁面に接触されるこ
とにより、給水管の内壁面に酸化鉄の腐食防止用皮膜が
均一に形成される。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１に記載の作用
に加え、給水管上にボイラ水の脱気を行う脱気手段を備
えている場合には、脱気手段の下流側に酸素水が注入さ
れるので、酸素水に含まれる酸素が脱気されることはな
い。この結果、酸素水は所定濃度でもってボイラ水に溶
け込まされ、給水管内の内壁面に対して確実に酸化鉄の
腐食防止用皮膜が形成される。

【００１２】請求項３の発明は、請求項１に記載の作用
に加え、復水器から排出されるボイラ水は、酸素溶解タ
ンクに供給される。酸素発生器にて発生された酸素は、
ボイラ水の貯溜された酸素溶解タンク内へ導かれ、同タ
ンク内で散気によって溶解される。

【００１３】請求項４の発明は、請求項１に記載の作用
に加え、復水器から排出されるボイラ水は、バイパス経
路に供給される。バイパス管内を流れるボイラ水に対し
て、酸素発生器にて発生された酸素が供給される。そし
て、バイパス経路内で酸素がボイラ水に溶解されて酸素
水となる。

【００１４】請求項５の発明は、請求項４に記載の作用
に加え、エジェクタにより高速で噴射されるボイラ水の
巻き込み作用により、バイパス経路内に酸素が送出され
る。そして、エジェクタ内で酸素がボイラ水に溶解され
て酸素水となる。このとき、酸素は、高速で流れるボイ
ラ水に混合されるため、ボイラ水に対してスムーズかつ
均一に溶解される。

【００１５】

【実施例】

（第１実施例）以下、本発明を汽力発電プラントに使用
される貫流式ボイラに具体化した第１実施例を図１に従
って説明する。

【００１６】図１に示すように、汽力発電プラント１に
は、酸素水製造装置２が設けられている。まず、汽力発
電プラント１について説明する。汽力発電プラント１に
は、ボイラ３が設けられている。ボイラ３は、火炉４と
火炉４に接続された節炭器５とを備えている。節炭器５
は、火炉４から排出される燃焼ガスを回収し、火炉４に
供給される給水の余熱に利用される。火炉４内には、ボ
イラ水を通過させるための図示しない水管が設けられて
いる。そして、火炉４内では、水管の外面と燃焼ガスと
の接触により蒸気が発生する。

【００１７】火炉４の蒸気吹出し口には、蒸気管６を介
して図示しない発電機を駆動するための蒸気タービン１
２に接続されている。火炉４と蒸気タービン１２との間
における蒸気管６上には、蒸気の流れる上流側から順に
汽水分離器７と過熱器８とが設けられている。そして、
蒸気管６内を流れる蒸気と、蒸気吹出し口から水けだち
により吹き出された水滴とは、汽水分離器７により分離
される。すなわち、汽水分離器７により、蒸気のみが過
熱器８へ送られる。また、過熱器８に供給された蒸気
は、過熱器８によりさらに高い温度に加熱される。

【００１８】汽水分離器７は、ドレン管９を介して前記
節炭器５に接続されている。汽水分離器７と節炭器５と
の間におけるドレン管９上には、水滴の流れる上流側か
ら順にドレンタンク１０、循環ポンプ１１が接続されて
いる。そして、ドレンタンク１０には、汽水分離器７に
より蒸気と分離された水滴が回収され、この水滴は、循
環ポンプ１１により前記節炭器５内に循環供給される。

【００１９】前記蒸気タービン１２には、海水等の冷却
水を通過させるための図示しない複数の細管を備えた復
水器１３が接続されている。そして、復水器１３内にお
いて冷却管の外表面に対し、蒸気タービン１２から送出
された蒸気が接触することにより、その蒸気は伝導によ
り復水される。

【００２０】この復水器１３は、炭素鋼よりなる給水管
１６を介して前記節炭器５に接続されている。給水管１
６の上流側には、復水器ポンプ１７が設けられている。
そして、復水器１３で復水されたボイラ水は、この復水
ポンプ１７によりボイラ３の節炭器５に圧送される。復
水器１３の下流側における給水管１６上には、電磁フィ
ルタ１８が設けられている。そして、復水されたボイラ
水に含まれる鉄、銅等の金属酸化物は、電磁フィルタ１
８により濾過される。

【００２１】電磁フィルタ１８の下流側における給水管
１６上には、脱塩装置１９が設けられている。通常この
脱塩装置１９内では、ボイラ水を脱塩する以外に脱気も
行われる。すなわち、ボイラ水中に溶存している塩分以
外に、酸素や炭酸ガス等は、脱塩装置１９による脱気に
より、除去される。

【００２２】脱塩装置１９の下流側における給水管１６
上には、その上流側から順に昇圧ポンプ２０、低圧ヒー
タ２１及び脱気手段としての脱気器２２が設けられてい
る。そして、昇圧ポンプ２０により、給水管１６を流れ
るボイラ水の圧力がさらに高められるとともに、脱気器
２２に流入されるボイラ水の温度は、低圧ヒータ２１に
より高められる。また、脱気器２２内でボイラ水は沸騰
による脱気が行われる。すなわち、ボイラ水中に溶存す
る酸素及び炭酸ガスは除去され、この処理によって給水
管１６等の腐食が防止される。

【００２３】なお、脱気器２２は、脱気器２２内の蒸気
を逃がすためのベント管２３及び復水戻し管２４を介し
て前記復水器１３に接続されている。脱気器２２の下流
側における給水管１６上には、上流側から順に給水ポン
プ２５及び高圧ヒータ２６が設けられている。そして、
給水ポンプ２５により、脱気器２２で脱気されたボイラ
水は、ボイラ３に圧送される。それとともに、高圧ヒー
タ２６により、ボイラ３の節炭器５に流入されるボイラ
水の温度は、所定値まで高められる。

【００２４】なお、脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との
間、及び脱気器２２と給水ポンプ２５との間における給
水管１６には、上流側から順に流量計１４と溶存酸素計
１５とが設けられている。溶存酸素計１５は、図示しな
い制御回路に電気的に接続されている。そして、この溶
存酸素計１５により、給水管１６内を流れるボイラ水中
に溶存している酸素濃度は検出される。

【００２５】続いて、酸素水製造装置２について説明す
る。酸素水製造装置２には酸素発生器２７が備えられて
いる。第１実施例における酸素発生器２７は、ＰＳＡ
（Ｐｌｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓｏｒｐｔｉｏ
ｎ）法により高純度の酸素を製造するものである。すな
わち、本実施例における酸素発生器２７は、既に公知技
術となっているＰＳＡ（Ｐｌｅｓｓｕｒｅ Ｓｗｉｎｇ
Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ：圧力スイング吸着）法により
酸素を製造するものである。

【００２６】ＰＳＡ法とは、高圧の下で空気を吸着剤と
してのゼオライトに接触させ、その空気中に含まれる窒
素ガス、一酸化炭素、二酸化炭素、窒素酸化物、炭化水
素をゼオライトにより吸着させ、高純度（８０．０％〜
９９．５％）の酸素を製造する方法である。すなわち、
ゼオライトは結晶構造中のカチオンが静電引力作用を窒
素ガス等の被吸着気体分子に及ぼすので、分子径は酸素
のほうが若干小さくても、極性の大きい被吸着気体がゼ
オライトの静電場に吸着される。そのことにより、酸素
と被吸着気体とが分離される。その後、減圧して圧力差
を生じせしめることにより、ゼオライトに吸着された被
吸着気体が除去される。この結果、給水管１６を腐食す
るガスは除去される。

【００２７】酸素発生器２７には酸素供給管２８が接続
され、酸素供給管２８の下流端は酸素溶解タンク２９内
に接続されている。酸素溶解タンク２９内における酸素
給水管２８の下流端には、散気板３１が設けられてい
る。また、酸素供給管２８上には上流側から順にバッフ
ァタンク４５及びコンプレッサ３０が設けられている。
酸素発生器２７にて発生された酸素は、コンプレッサ３
０にて圧縮加圧され、散気板３１を介して酸素溶解タン
ク２９内に散気される。そして、酸素は酸素溶解タンク
２９内の注入されたボイラ水に溶解される。第１実施例
において、酸素溶解タンク２９内におけるボイラ水の温
度は３０°Ｃ〜４０°Ｃとなっている。以下、酸素が溶
解されたボイラ水を酸素水という。

【００２８】酸素溶解タンク２９の上端には、注水管３
２の下流端が接続されている。注水管３２の上流端は、
前記昇圧ポンプ２０の下流側における給水管１６に接続
されている。注水管３２上には上流側から順に、酸素溶
解タンク２９に対して供給されるボイラ水の流量を調整
するための電動弁３４、逆止弁３３及び減圧弁４６とが
設けられている。電動弁３４は図示しない制御回路に電
気的に接続されている。

【００２９】また、酸素溶解タンク２９の上端には逃が
し管３５が接続され、逃がし管３５の他端は前記バッフ
ァタンク４５に接続されている。逃がし管３５上には上
流側から順に逆止弁４７、減圧弁３６が設けられてい
る。そして、酸素溶解タンク２９内に供給された酸素ガ
スは、同タンク２９内のボイラ水と接触した後に溶解さ
れる。溶解されなかった酸素ガスは逃がし管３５を介し
て減圧弁３６にて減圧され、バッファタンク４５に逃が
される。また、酸素溶解タンク２９には安全弁３７が設
けられている。この安全弁３７により、酸素溶解タンク
２９内の圧力が規定値以上に達すると、安全弁３７は自
動的に開いて内部圧力の上昇を防ぐ。

【００３０】なお、酸素溶解タンク２９には、溶存酸素
計３８及びタンク２９内におけるボイラ水の水位を監視
するためのレベルセンサ３９が設けられている。これら
の溶存酸素計３８及びレベルセンサ３９は図示しない制
御回路に電気的に接続されている。そして、制御回路は
レベルセンサ３９からの信号に基づいて前記電動弁３４
の開閉を制御する。

【００３１】酸素溶解タンク２９の下端には、二股分岐
状の酸素水供給管４０が接続されている。酸素水供給管
４０の一方の下流端は脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０と
の間における給水管１６に接続され、他方の下流端は脱
気器２２と給水ポンプ２５との間における給水管１６に
接続されている。

【００３２】酸素水供給管４０の分岐ライン上には、上
流側から順に一対の注入ポンプ４１、流量計４２、逆止
弁４３及び電動締切弁４４が設けられている。酸素溶解
タンク２９内の酸素水は注入ポンプ４１にて吸引され、
給水管１６内の酸素濃度が所定濃度となるように注入さ
れる。また、注入ポンプ４１は図示しない制御回路に電
気的に接続されている。そして、前記溶存酸素計１５か
らの濃度検出信号に基づいて制御回路は、注入ポンプ４
１を駆動制御し、酸素水の注入量を制御するようになっ
ている。

【００３３】第１実施例において、給水管１６を流れる
ボイラ水の水温は復水ポンプ１７から低圧ヒータ２１ま
でが約３０°Ｃ〜４０°Ｃ、低圧ヒータ２１から脱気器
２２までが約１２０°Ｃ、脱気器２２から高圧ヒータ２
６までが約１８０°Ｃ、そして高圧ヒータ２６から節炭
器５までが２９０°Ｃとなっている。また、給水管１６
を流れるボイラ水の流量は８００〜２０００トン／分と
なっている。さらに、給水管１６内を流れるボイラ水の
酸素濃度は、注入ポンプ４１が駆動制御により１５０ｐ
ｐｂに保持されるようになっている。

【００３４】また、脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との
間における給水管１６に供給される酸素水の注入圧力は
７〜８Kg／Cm² となっており、脱気器２２と給水ポンプ
２５との間における給水管１６に供給される酸素の注入
圧力は９．８Kg／Cm² となっている。

【００３５】酸素水が給水管１６の内壁面に対して接触
することにより、給水管１６の内壁面に保護皮膜として
の３価の酸化鉄（Fe₂O₃ ）が形成される。この保護皮膜
により給水管１６の腐食を防止している。特に３価の酸
化鉄はボイラ水に溶け出しにくい性質となっている。そ
して、酸化鉄により復水されたボイラ水内に含まれる腐
食性物質による腐食を防止するための保護皮膜が形成さ
れる。

【００３６】次に、上記のように構成された汽力発電プ
ラント１において、酸素水製造装置２から供給される酸
素水にて給水管１６内に酸化鉄の保護皮膜を形成する方
法について説明する。

【００３７】まず、汽力発電プラント１におけるボイラ
水の給水について説明する。火炉４の蒸気吹出し口から
吹き出された蒸気は、蒸気管６を介して蒸気タービン１
２に送出され、蒸気タービン１２を回転させ、復水器１
３に送出される。復水器１３内で図示しない冷却管にて
冷却され、冷却された蒸気は再びボイラ水として復水さ
れる。復水されたボイラ水は電磁フィルタ１８にてボイ
ラ水に含まれる鉄、銅等の金属酸化物が濾過された後、
脱塩装置１９により復水されたボイラ水に溶存した塩分
が除去されるとともに、脱気により酸素や炭酸ガス等が
除去される。

【００３８】さらに、ボイラ水は昇圧ポンプ２０により
脱気器２２に送られ、ボイラ水に溶存する給水管１６等
の腐食の原因となる酸素及び炭酸ガスは除去される。そ
の後、給水ポンプ２５によりボイラ水はボイラ３の節炭
器５内に圧送される。つまり、復水器１３にて復水され
たボイラ水は給水管１６を介してボイラ３内に給水され
る。

【００３９】続いて、ボイラ水の給水中における酸素水
製造装置２の作用について説明する。まず、制御回路は
電動弁３４を開く。すると、昇圧ポンプ２０の下流域に
おける給水管１６からボイラ水が注水管３２を介して酸
素溶解タンク２９内に注入される。そして、制御回路は
レベルセンサ３９からの信号に基づいて酸素溶解タンク
２９内にボイラ水が満たされたことを判断すると、電動
弁３４を閉じる。

【００４０】酸素発生器２７にて発生された酸素は、コ
ンプレッサ３０の駆動により酸素供給管２８を介して散
気板３１から排出される。そして、酸素は酸素溶解タン
ク２９内に貯溜されたボイラ水内で散気される。この散
気によりボイラ水に酸素が溶解され、酸素水が生成され
る。

【００４１】また、散気板３１から酸素が排出されるこ
とにより、酸素溶解タンク２９内の圧力は上昇するが、
安全弁３７により同タンク２９内の圧力は規定値以下に
保持される。さらに、酸素溶解タンク２９内で溶解され
ない酸素は、逃がし管３５を介してバッファタンク４５
に戻される。

【００４２】それとともに、制御回路は注入ポンプ４１
を作動させて、給水管１６内の酸素濃度が１５０ｐｐｂ
に達するように酸素水を酸素水供給管４０を介して給水
管１６内に供給する。そして、酸素水は給水管１６内を
流れるボイラ水に混合され、給水管１６の内壁面に対し
て、酸素水を含むボイラ水が接触される。この接触によ
り、給水管１６の内壁面には３価の酸化鉄（Fe₂O₃ ）の
保護皮膜が形成される。この保護皮膜により、ボイラ水
に含まれる腐食性物質による給水管１６の腐食が防止さ
れる。特に、３価の酸化鉄は腐食性物質と接触しても溶
け出しにくいので、保護皮膜が長時間にわたって形成保
持される。なお、給水管１６において、酸素水は脱塩装
置１９及び脱気器２２の下流側に注入されるので、各機
器１９，２２の脱気作用により酸素水中の酸素が脱気さ
れることはない。

【００４３】従って、第１実施例におけるボイラの給水
処理方法においては、給水管１６に流れるボイラ水に酸
素ガスを注入するのでなく、酸素水を注入したので、ボ
イラ水に酸素水をスムーズかつ均一に溶け込ませること
ができる。そのため、給水管１６の内壁面に酸化鉄の保
護皮膜がムラなく均一に形成することができ、給水管１
６の腐食を確実に防止できる。

【００４４】また、脱気作用を有する脱塩装置１９及び
脱気器２２の下流域を流れるボイラ水に酸素水を注入し
た。そのため、脱塩装置１９及び脱気器２２により酸素
水に溶存する酸素が脱気されることがない。その結果、
酸素水の濃度を低下させることなく、ボイラ水に溶け込
ませることができて、給水管１６内の内壁面に酸化鉄の
腐食防止用皮膜を確実に形成できる。

【００４５】さらに、酸素水は復水器１３から排出され
るボイラ水を使用しているので、酸素水を生成するため
に別の水源からの水を使用する必要がない。しかも、こ
の酸素水は給水管１６を介してボイラ３に注入された
後、蒸気となって復水器１３にて復水されるので、ボイ
ラ水の循環経路から排出することなく再び利用できる。
この結果、酸素水を生成するためのランニングコストを
低減できる。

【００４６】（第２実施例）次に、第２実施例について
図２に従って説明する。但し、前記第１実施例における
汽力プラント１とは第２実施例における汽力プラントと
同一構成であるため、その説明を省略するとともに、同
一符号を付すものとする。

【００４７】酸素水製造装置５１について説明する。図
２に示すように、汽力発電プラント１には、酸素水製造
装置５１が設けられている。酸素水製造装置５１には、
前記給水管１６からボイラ水を引き込むためのバイパス
経路であるバイパス管５２が備えられ、同バイパス管５
２は二方向に分岐されている。バイパス管５２の上流端
は、脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との間における給水
管１６に接続されている。バイパス管５２の第１の下流
端は、脱塩装置１９と昇圧ポンプ２０との間における給
水管１６に接続され、第２の下流端は、脱気器２２と給
水ポンプ２５との間における給水管１６に接続されてい
る。バイパス管５２の上流端と分岐点との間には、その
上流側から順に電動締切弁５３及び逆止弁５４が設けら
れている。

【００４８】また、バイパス管５２の各分岐ライン上に
は、その上流側から順に、各分岐ライン内に所定量（１
００リットル／分）のボイラ水が供給されているかを監
視するための流量計５５、昇圧ポンプ５６、エジェクタ
５７、逆止弁５８及び電動締切弁５９が設けられてい
る。エジェクタ５７内にはノズルが設けられ、そのノズ
ルからボイラ水が高速で噴出されるようになっている。
前記流量計５５、昇圧ポンプ５６及び電動締切弁５９
は、図示しない制御回路に電気的に接続され、この制御
回路により駆動制御される。なお、バイパス管５２の上
流端から分岐点までのボイラ水の流量は、２００リット
ル／分となっている。

【００４９】また、酸素水製造装置５１には、酸素発生
器６０が備えられている。この酸素発生器６０は前記第
１実施例と同様にＰＳＡ法により酸素を製造するもので
ある。なお、酸素発生器６０には、空気を濃縮加圧する
ための図示しないコンプレッサが設けられている。酸素
発生器６０には、二方向に分岐された酸素ガス供給管６
１が接続されている。酸素ガス供給管６１の各分岐ライ
ンの下流端は、前記エジェクタ５７に接続されている。
そして、エジェクタ５７内に設けられたノズルからボイ
ラ水が高速で噴出されることにより、エジェクタ５７内
の酸素ガス供給部は負圧となっている。すなわち、酸素
ガス供給管６１内の酸素ガスは、エジェクタ５７内の負
圧力により、エジェクタ５７内に吸引され、ボイラ水に
混合される。

【００５０】酸素ガス供給管６１上には、酸素発生器６
０にて発生した酸素を所定量貯めておくためのバッファ
タンク６２が設けられている。前記バッファタンク６２
には、同タンク６２内の酸素の濃度を計測するための酸
素濃度計６３が設けられている。酸素ガス供給管６１の
各分岐ライン上には、上流側から順に、同管６１内を流
れる酸素ガスの流量を計測するための流量計６４、電動
コントロールバルブ６５、逆止弁６６が設けられてい
る。なお、前記酸素濃度計６３、流量計６４及び電動コ
ントロールバルブ６５は、図示しない制御回路に電気的
に接続されている。

【００５１】そして、酸素濃度計６３によりバッファタ
ンク６２内の酸素濃度が検出され、前記制御回路は、そ
の検出値に基づいてエジェクタ５７に供給するための酸
素ガスの流量を決定し、電動コントロールバルブ６５の
開度を制御するようになっている。

【００５２】なお、第２実施例において、給水管１６を
流れるボイラ水の水温及び流量は、前記第１実施例と同
じである。また、給水管１６内を流れるボイラ水の酸素
濃度は、電動コントロールバルブ６５の開度制御によ
り、１００ｐｐｂに保持されるようになっている。さら
に、バイパス管５２内を流れるボイラ水の圧力値は、そ
の上流端から昇圧ポンプ５６までが７〜８Ｋｇ／ｃｍ²
となっている。加えて、バイパス管５２から給水管１６
に対する酸素水の供給圧力値は、昇圧ポンプ５６により
加圧されることにより、９．９Ｋｇ／ｃｍ² 以上となっ
ている。

【００５３】次に、上記のように構成された第２実施例
において、制御回路によって汽力発電プラント１の給水
管１６内に酸化鉄の保護皮膜を形成する方法について説
明する。なお、バッファタンク６２内には、既に所定量
の酸素ガスが酸素発生器６０から供給されているものと
する。

【００５４】エジェクタ５７内の負圧力により、バッフ
ァタンク６２内の酸素ガスは、酸素ガス供給管６１を介
してエジェクタ５７に吸引される。そして、酸素水は、
エジェクタ５７内で高速で噴出されるボイラ水に対し
て、エジェクタ内に供給された酸素ガスが溶解されるこ
とにより生成され、バイパス管５２の各分岐ラインの下
流端から給水管１６内に注入される。そして、酸素水
は、給水管１６の内壁面に対して接触することにより、
給水管１６の内壁面に保護皮膜としての３価の酸化鉄
（Fe₂O₃ ）が形成される。

【００５５】また、給水管１６内の酸素濃度を所定値
（１００ｐｐｂ）に保持するために、バイパス管５２に
注入される酸素水の量が制御される。すなわち、給水管
１６内の酸素濃度は、エジェクタ５７内でボイラ水に溶
解される酸素ガスの量を制御して、所望濃度の酸素水を
生成し、給水管１６内に注入することにより所定濃度に
保持される。具体的には、バイパス管５２に注入される
酸素の量を制御するために、エジェクタ５７へ送出され
る酸素ガスの流量は、バッファタンク６２に設けられた
酸素濃度計６３によって検出された検出値に基づいて決
定される。この検出値に基づいて、バッファタンク６２
内における酸素ガスの濃度に応じて電動コントロールバ
ルブ６５の開度が制御される。よって、バッファタンク
６２内の酸素ガスの濃度に応じて、所定流量の酸素ガス
がエジェクタ５７内に送出される。

【００５６】従って、第２実施例におけるボイラの給水
処理方法において、エジェクタ５７によって酸素水を生
成するための水は、復水器１３から排出されるボイラ水
を使用しているため、別の水源から水を使用する必要が
ない。しかも、この酸素水は給水管１６を介してボイラ
３に注入された後、蒸気となって復水器１３によって復
水されるので、ボイラ水の循環経路から排出することな
く再び利用できる。この結果、第１実施例と同様に、酸
素水を生成するためのランニングコストを低減できる。

【００５７】また、エジェクタ５７内において、高速で
噴出されるボイラ水に対して酸素ガスを溶解して酸素水
を生成するようにしたため、酸素ガスはボイラ水にスム
ーズに溶解され易いとともに、均一に溶解され易く、必
要以上の酸素ガスを使用することがない。そのため、酸
素ガスの使用量を低減でき、酸素水を生成するためのラ
ンニングコストを低減できる。

【００５８】なお、本発明は以下のように変更してもよ
い。 （１）上記第１及び第２実施例では貫流式のボイラに具
体化したが、降水管内のボイラ水と、上昇管内で発生す
る蒸気と水との混合体との比重差によって循環力を利用
する自然循環式ボイラや、循環ポンプを用いてボイラ水
の循環力を生じせしめる強制循環式ボイラに具体化して
もよい。

【００５９】（２）第１及び第２実施例において、酸素
発生器２７にて発生させる酸素は、圧力差を生じせしめ
て、酸素ガスと被吸着気体とを分離するＰＳＡ法によ
り、高純度の酸素ガスを製造したが。この方法以外に
も、温度差を生じせしめて、酸素ガスと被吸着気体とを
分離するＴＳＡ（Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｗｉｎｇ Ａｄｓ
ｏｒｐｔｉｏｎ：温度スイング吸着）法により、高純度
の酸素ガスを製造してもよい。すなわち、ＴＳＡ法によ
れば、低温下でゼオライトに被吸着気体の吸着を実行す
る。その後、温度上昇して温度差を生じせしめることに
より、被吸着気体（腐食性ガス）とゼオライトとの吸着
平衡のバランスを崩してゼオライトから被吸着気体を分
離する。この方法によれば、あらゆる吸着分離操作に適
応できる。また、ＴＳＡ法以外にも、深冷分離法、膜分
離法により濃縮酸素を製造してもよい。さらに、酸素ボ
ンベを用いて酸素を発生させてもよい。酸素ボンベを用
いれば、酸素ボンベ内の圧力により酸素を酸素溶解タン
ク２９内に供給できるので、コンプレッサ３０を省略で
きる。

【００６０】（３）第１実施例では、給水管１６内を流
れるボイラ水の濃度が１５０ｐｐｂになるように酸素水
を注入したが、１００〜２００ｐｐｂの範囲内の濃度で
あればよい。また、望ましい範囲として、８０〜２００
ｐｐｂの範囲内の濃度となるように酸素水を注入しても
よい。さらに、可能な範囲として、２０〜３００ｐｐｂ
の範囲内の濃度となるように酸素水を注入してもよい。

【００６１】（４）第１実施例では、コンプレッサ３０
の吸引力にて酸素ガスを酸素溶解タンク２９に供給し、
散気板３１から酸素ガス噴出させたが、コンプレッサ３
０及び散気板３１を省略し、以下に示す構成に変更して
もよい。すなわち、酸素溶解タンク２９の外部に同タン
ク内のボイラ水を循環させるための循環パイプを設け、
循環パイプ上には上流側から順に循環ポンプ、エジェク
タを設ける。そして、エジェクタの負圧力により、酸素
ガスを酸素発生器２７から引き込み、エジェクタ内で噴
出させるボイラ水に対して混合して酸素水を製造するよ
うにしてもよい。

【００６２】（５）第１実施例では、注水ポンプ４１を
制御することにより、給水管１６への酸素水の注入量を
制御したが、酸素水供給管４０の分岐ライン上にそれぞ
れ電動コントロールバルブを設け、この電動コントロー
ルバルブを制御することにより、給水管１６に対する酸
素水の注入量を制御してもよい。

【００６３】（６）第２実施例では、エジェクタ５７に
よって、高速で噴出するボイラ水に対して酸素を溶解し
たが、エジェクタ５７の代わりに、気液混合ポンプを使
用してもよい。

【００６４】以上、この発明の各実施例について説明し
たが、各実施例から把握できる請求項以外の技術的思想
について、以下にそれらの効果と共に記載する。 （Ａ）請求項１に記載のボイラの給水方法において、前
記給水管上にボイラ水の脱塩を行う脱塩装置１９を備え
ている場合には、脱塩装置１９の下流側に酸素水を注入
するボイラの給水処理方法。この方法によれば、脱塩装
置１９の下流側を流れるボイラ水に対して酸素水を注入
することにより、脱気作用を有する脱塩装置１９にて酸
素水から酸素が脱気されるのを防止できるので、酸素水
の濃度を低下させることなく、ボイラ水に溶け込ませる
ことができる。そのため、給水管内の内壁面に酸化鉄の
腐食防止用皮膜を確実に形成できる。

【００６５】（Ｂ）請求項４に記載のボイラの給水処理
方法において、バイパス経路３２，４０，５２上に気液
混合手段２９，３１，５７を設け、気液混合手段２９，
３１，５７によって、酸素とボイラ水とを溶解して酸素
水を生成するボイラの給水処理方法。この方法によれ
ば、酸素水を生成するために、復水器１３から排出され
るボイラ水を使用しているので、別の水源からの水を使
用することがない。この結果、酸素水を生成するための
ランニングコストを低減できる。

【００６６】（Ｃ）前記気液混合手段は気液混合ポンプ
であって、気液混合ポンプにてボイラ水に酸素を溶解さ
せるボイラの給水処理方法。このによれば、酸素水を生
成するためのランニングコストを低減できる。

【００６７】この明細書において、発明の構成に関わる
手段及び部材は、以下のように定義されるものとする。 （イ）貫流式ボイラとは、ボイラを構成する管系の一端
から給水ポンプにより押し込まれた水が管系を通過する
間に蒸発して、他端から発生蒸気が取り出されるものを
いう。

【００６８】

【発明の効果】以上詳述したように請求項１の発明によ
れば、酸素水を給水管内を流れるボイラ水にスムーズか
つ均一に溶け込ませれるので、給水管の内壁面全体に対
して均一な酸化鉄の腐食防止用保護皮膜を形成すること
ができる。

【００６９】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の効果に加え、脱気手段の下流側を流れるボイラ水に対
して酸素水を注入することにより、脱気手段にて酸素水
に溶存する酸素が脱気されるのを防止できるので給水管
内の内壁面に酸化鉄の腐食防止用皮膜を確実に形成でき
る。

【００７０】請求項３及び請求項４の発明によれば、請
求項１に記載の効果に加え、酸素水を生成するために、
復水器から排出されるボイラ水を使用しているので、別
の水源からの水を使用することがない。この結果、酸素
水を生成するためのランニングコストを低減できる。

【００７１】請求項５の発明によれば、請求項４に記載
の効果に加え、エジェクタによって、高速で噴出するボ
イラ水に酸素が混合されるため、ボイラ水に対して酸素
をスムーズかつ均一に溶解できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例における汽力発電プラント及び酸素
水製造装置の経路図

【図２】第２実施例における汽力発電プラント及び酸素
水製造装置の経路図

【符号の説明】

３…ボイラ、６…蒸気管、１３…復水器、１６…給水
管、２２…脱気器（脱気手段）、２７…酸素発生器、２
９…酸素溶解タンク、５２…バイパス管（バイパス経
路）、５７…エジェクタ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ボイラで発生した蒸気を蒸気管を介して復
   水器に送り込んでボイラ水に復水し、復水されたボイラ
   水を給水管を介して再びボイラに戻すボイラの給水方法
   において、 復水器の下流域における給水管には水に酸素を溶解した
   酸素水を注入し、給水管内を流れるボイラ水に所定濃度
   の酸素水を溶け込ませて給水管の内壁面に酸化鉄の腐食
   防止用皮膜を形成することを特徴とするボイラの給水処
   理方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載のボイラの給水処理方法に
   おいて、前記給水管上にボイラ水の脱気を行う脱気手段
   を備えている場合には、脱気手段の下流側に酸素水を注
   入することを特徴とするボイラの給水処理方法。
3. 【請求項３】請求項１に記載のボイラの給水処理方法に
   おいて、復水器から排出されるボイラ水を酸素溶解タン
   クに供給し、酸素発生器にて発生された酸素を酸素溶解
   タンク内へ導き、同タンク内のボイラ水に散気により溶
   解して酸素水を生成することを特徴とするボイラの給水
   処理方法。
4. 【請求項４】請求項１に記載のボイラの給水処理方法に
   おいて、給水管には復水されたボイラ水を分流するため
   のバイパス経路を接続し、酸素発生器にて発生された酸
   素をバイパス管内を流れるボイラ水に溶解して酸素水を
   生成することを特徴とするボイラの給水処理方法。
5. 【請求項５】請求項４に記載のボイラの給水処理方法に
   おいて、バイパス経路にエジェクタを設け、エジェクタ
   により噴射されるボイラ水に対して酸素を溶解させるこ
   とを特徴とするボイラの給水処理方法。