JPS6030990A - 異物除去装置の運転方法及び装置 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は復水器等の管式熱交換器で使用する冷却水中の
水棲生物等の異物を効果的に冷却水系から分離する異物
除去装置の運転方法並びにその方法の実施に使用する制
御装置に係シ、特に異物除去装置のフィルターエレメン
トが円筒状をなし、フィルターエレメントの外周面にこ
し取られた異物を水流によシ除去し、系外に排出するよ
うにした異物除去装置の運転方法並びにその方法を実施
する制御装置に関する。

〔発明の背景〕

海水を冷却水として使用する火力・原子力発電プラント
の復水器では取水口にスクリーン等を配置して冷却海水
系に流入する異物を除去することが行われている。しか
しながら、取水口より復水器まで円は、相当の距離があ
るため、取水口のスクリーンを通過した小さな海草ある
いは稚貝が冷却水管内で成長し、これが復水器の冷却細
管を詰らせる恐れがあるため、復水器に近接してその上
流側に異物除去装置を設け、ここで異物を除去している
。この異物除去装置としては、異物の除去性能が優れて
いることは勿論であるが、それに加え、工よ。４□□７
．４、う７゜わ、えウォ　１冷却水系外に排水する動作
が復水器へ冷却水を送ｐながら行えることが必要である
。

この要望を満す装置として例えば特公昭５５−４９８９
８号公報に見られる異物除去装置が提案されている。

この公知の装置では、ゲージングの入口に設けられたバ
タフライ弁は通常運転時には全開していて、冷却水はフ
ィルターエレメントの外側から内側に向って流ｎるが、
エレメントに付着した異物を系外に排出するブローダウ
ン運転時には、バタフライ弁はどちらか一方に閉じ方向
に一定角度変位し、フィルターエレメントの外周に沿っ
た旋回流を起すと同時にブローダウン弁を開いて冷却水
の一部とともに異物を系外に排出していた。

前記特許公報中には、ブローダウン運転をいつ行うかに
ついての説明はな−か、実用化されたプラントでは、フ
ィルターエレメントの上流と下流の圧力差が所定値を越
えるとブローダウン運転を行う方法が採用されている。

この公知の方法では、復水器への冷却水流量が常に一定
の場合には余シ問題は生じないが、近年発電プラントの
所内動力を低減するため、冷却水量もタービン負荷に応
じて必要最小限となるような制御が行われている。

冷却水流量が変動すると、フィルターエレメントの目詰
シが一定であっても上、下流の差圧は流量によって大き
く変動し、冷却水量が少ない場合には、目詰シが相当に
進んでいるにも拘らずブローダウン運転が行われないと
いう問題が生じた。

また、冷却水量が多いとぎには、はとんど目詰シが生じ
ていない場合でもブローダウン運転となシ、冷却水が無
駄に排出されてしまうという問題があった。

更に、目詰りが進んでいるにも拘らず、ブローダウン運
転を行わないでいると、次にブローダウン運転を行って
もエレメント上に付着した異音が一部れなくなシ、ブロ
ーダウン運転では、もはや、回復不能になることが判明
した。

〔発明の目的〕

本発明の目的はブローダウン運転によって系外に排出さ
れる冷却水量を少なくすることのできる運転方法及びそ
の制御装置を提供することにある。

更に、異物除去装置のあらゆる運転状態においてフィル
ターエレメントの目詰シが、ブローダウン運転によ２て
回復不能となる状況に至る以前にブローダウン運転をｑ
能とした運転方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

本−Ａ明の要旨は、異物除去装置のフィルターエレメン
トの上流、下流差圧が、冷却水流量に応じて予め定めら
れたしきい値を上回ったとき、ブローダウン運転を行う
ようにしたことにある。

このよう忙すれば、冷却水量が変動した場合でも、予め
定められたしきい値はその時の冷却水流量における所定
の目詰シ状態での上流、下流差圧を表わしているから、
常に目詰り率が予め定めらｎた値を越えるとブローダウ
ン運転が行われることになシ、本発明の目的を達成する
ことができる５〔発明の芙施例〕 第１図は異物除去装置を冷却水系統とともに示しｆｃ図
である。第１図において、取水口より取シ入れられた冷
却水は冷却水ポンプ１０によシ加圧され、異物除去装置
２０の入口管２１に送られる。

入口管２１にはバタフライ弁２２が設けられているが、
この升は通常は全開している。円筒状ケーシング２３内
に流入した冷却水は円筒状のフィルターエレメント２４
ｔ−外側から内側に向って流れ、出口管２５から復水器
の入口冷却水管３１を経て復水器３０に至シ、ここで熱
交換し、出口冷却氷雪３２を経て海に戻される。

冷却水中に含まれる異＊Ｓはフィルターエレメント２４
の外周に付着するが、フィルターエレメント２４に付着
した異物の量をエレメント２２の上、下流に導圧管４１
．４２を介して接続された差圧計４０によって、エレメ
ント上、下流間差圧として間接的に検知し、この差圧値
が冷却水ポンプ１０と異物除去装置の間に接続した流量
とンサ４５の値によって定まるしきい値を起えたとき、
制御装置５０よリブローダウン運転の指令が発せられる
。プローダクン運転指令は、バタフライ弁　：アクチェ
エータ６５と、ブローダウン弁アクチェータ６６とに与
えられ、バタフライ弁２２が全開位置から、第２１の実
線及び破線に示す位置まで、閉じ方向に変位し、ブロー
ダウン弁２７は全開する。ブローダウン運転中、バタフ
ライ弁はまず最初の所定時間例えば１０分間第２図の実
線位置を保ち、フィルターエレメント２４の回シに反時
計方向（第２図参照）の旋回流を起し、次に、所定時間
例えば１０分間第２図の破線位置に保持され、時計方向
の旋回流を引き起す。フィルターエレメントの回シの旋
回流によシ、エレメント２４の外周面に付着した異物Ｓ
は、旋回水流によりエレメント表面から剥ぎ取られ、ブ
ローダウン弁２７の方向へ移動し、弁２７から系外へ排
出されるのである。このようなブローダウン運転におい
て、エレメント２４０目詰りと、エレメント上下間の差
圧について説明する。

第３図は、冷却水ポンプ１０と異物除去装置間の管路の
流速即ち、異物除去装置を通過する冷却水量を横軸に、
フィルターエレメントの上下差圧を縦軸にとって、フィ
ルターの目詰りをパラメータとして示したものである。

目詰り率０％は、異物がまったく付着していない状態を
示し、５０チとは、フィルターの目のうち面積において
その半分が塞がれている状態を示している。図より明ら
かな如く、目詰シ率ｏｓ、ｓｏｗいずれの場合にも入口
流速つまり冷却水量が多くなるにつれて、大きくなる傾
向を示している。

今、従来技術として説明した如く、差圧が所定の値例え
ばΔＰ２に達するとブローダウン運転を行うように設定
した場合、入口流速がｖ２の場合には、目詰り率５０チ
のときにブローダウン運転を行うこととなるが、冷却水
量が少ない運転状態すなわち流速Ｖｌでは、目詰り率７
５チにならないと、ブローダウン運転を行わないことに
なる。

反対に、冷却水量が非常に多くなつｆｃ流速ｖ３では、
目詰シ率３０チでブローダウン運転に入夛、その頻度が
高くなシ、ブローダウン弁よυ排出される冷却水が多く
なる欠点がある。

第３図の特性から明らかな如く、特定の目詰シ率に達し
たときブローダウン運転を行うためには、入口流速に応
じて差圧しきい値を変化させれば良いことが判る。すな
わち、目詰シ率が５０チに達するとブローダウン運転す
るように設定するには入口流速がｖｌのとき、しきい値
をΔＰＩ、Ｖ２のときΔＰ２、ｖ３のときΔＰ３となる
よう、第３図の目詰り率５０チの特性曲線に従ったしき
い値を設定し、差圧がその流速のしきい値よシも大きく
なったとき、ブローダウン運転全行えば、入口流速にか
かわらず所定の目詰り率になったとき、異物の排出が行
えることになる。

次に、フィルターの目詰り率とフィルターエレメントの
差圧との関係を入口流速をパラメータとして示したもの
が第７図である。この図中、横軸は、フィルターエレメ
ントに付着した異物量で示してあり、それを目詰り率に
換算した値を並記した。

この特性によれば、目詰９率５０％までは、差圧ΔＰの
上昇は比較的小さく、５０％を越すと、曲線の勾配が大
きくなる。つまシ、流速ｖ３でみると目詰り率５０係以
下での差圧の変化Δｈ１は、目詰シ率が５０チから６０
％に変化したときの差圧変化Δｈ２に等しいか、それ以
下である。流速がそれよシも小さいｖ２．ｖＩでは、ｖ
３程顕著ではないが、同様に、目詰り率５０％以上にな
ると差圧の変化が大きくあられれる。このことは、フィ
ルターエレメントの目詰シ率を５０％以下に常時保ち得
るならば、異物除去装置を含む、冷却水供給系統の抵抗
を小さくできることを示している。

この特性図から、異物除去装置の洗浄差圧設定はフィル
ター目詰シ率５０チに相当するフィルターエレメント差
圧とする必要がある。すなわち、流入異物量が増加して
、エレメント目詰り率が５０％近傍までは、多少の流入
異物量の変化でも安定した差圧状態にあるが目詰シ率が
６０％以上になると、わずかな流量異物量の変化に対し
て、差圧が大きく変化することであシ、所熊、異物除去
装置のブローダウン運転を制御するうえでは安定し、た
差圧状態にある目詰シ率５０％ないし、そ７．ヮエ。、
いえ。オ。、ア。えニオよアい１４ｏすることか必要で
ある。このことは、フィルターの目詰シ率が５０チ近傍
では、異物除去装置内の流動状態は安定しておシ、目詰
シ率が６０チ以上になると流入異物がフィルターエレメ
ントに急激な早さで付着する流動状態にラシ、ブローダ
ウン運転に入った場合、目ｇ５率５０チ以下では異物は
容易にフィルター面よシ分離させ排出させることが可能
であるが、目詰り率６０％以上ではフィルター面付着の
異物を容易に分離することが不可能で洗浄蒔間も長時間
を要することになる。

次に゛、制御装置５０について説明する。流量センサ４
５よシ取シ込まれた入口流速に応じて、しきい値設定器
５１により、所望の目詰り率例えば５０チのときの設定
差圧ΔＰｓを設定する。設定器５１はある種の関数発生
器であシ、入口流速Ｖに応じてΔＰｓの値を出力する。

設定値ΔＰｓと差圧計４０からの差圧信号ΔＰは比較器
５２に入力され、ΔＰとΔＰ８の大小関係を判定する。

ΔＰが設定値ΔＰ８よりも大きくなると、ブローダウン
運転開始信号Ｅが発せられる。開始信号Ｅが発生すると
、ブローダウン弁制御器５３、バタフライ弁制御器５４
が作動を開始する。制御器５３．５４はタイマーを内蔵
しておシ、開始信号Ｅがトリガーとなって、ブローダウ
ン弁２７、バタフライ弁２２をブロック内に示した開度
特性となるよう弁制御信号をアクチェータ６６．６５に
与える。

第６図は、バタフライ弁２２とブローダウン弁２７の開
度特性を示すもので、通常運転時には、７’ｏ−ダウン
弁２７は全開、バタフライ弁２２は全開を保っている。

比較器５２から開始信号Ｅが与えられると、まずバタフ
ライ弁が反時計方向にθ０だけ操作され、フィルターエ
レメントの回りに旋回流が越され、エレメント２４に付
着した異物が剥離してケーシング２３の下方に移動する
。

ブローダウン運転よ４０．Ｔ。時間経過後にブローダウ
ン弁２７が全開し、ケーシング２３の下方に移動した異
物Ｓは系外に排出される。更に、ある時間Ｔｏ経過する
とバタフライ弁２２は全開位置に戻されゲージング内の
旋回水流がおさまる時間Ｔまたけ全開状態を保ち、その
後、反対方向にθ０だけ変位し、ニレメツ１２４０回シ
に反時計方向の旋回流を引き起す。旋回流方向が変るこ
とによって、先の旋回流では剥離しなかった異物が剥離
して、ブローダウン弁２７よｔ）排出される。

更に一定時間ＴＩだけ経過するとバタフライ弁２２を全
開に戻し、再度反対方向へ００だけ変位させ、旋回流を
生じさせる。第６図のパターンによれば、ブローダウン
運転中、旋回流は時計方向−反時計方向一時計方向に変
化する。ここで、ブローダウン弁２７が開いている時間
が長い程、系外に排出される冷却水が多くなるので、異
物の排出に必要最小限の時間だけ開路することが必要で
ある。

従来技術では、ブローダウン運転と同時にブローダウン
弁を全開にしていたが、本発明者等の試験結果によれば
、ブローダウン弁を開く前に旋回流を起して、異物の一
部をエレメント２４から剥し、排出管２６の近傍へ移動
させ、この部分の異物濃度を高めたうえでブローダウン
弁２７ｔ−開＜方が有利である。ところで、バタフライ
弁２２の一動作からブローダウン弁２７を開くまでの時
間Ｔ、は長くとっても、排出管２６近傍の異物濃度は、
一定値以上には高くならない。それは、旋回流によって
剥れた異物が主流すなわち、エレメントの外側よシ内側
に向う冷却水流によって再びエレメント上に付着するた
めである。

本発明者等は、ケーシングを透明にして、排出管近傍に
集まる異物濃度を測定したところ第７図に示すような傾
向を示すことが判った。横軸は、旋回流を起し始めてか
らの経過時間をとｐ１縦軸に排出管近傍の異物濃度をと
って示している。フィルターエレメントの目詰９率５０
％と３０％について試験したがいずれの場合も、５分相
度で濃度が飽和する特性を示した。このことがらＴｏは
５分以上とっても意味のないことが判る。Ｔｏをいたず
らに長くとると、バタフライ弁を絞った状態で長時間運
転することになシ、冷却水ポンプ１０に大きな負荷をか
けることになる。

尚、第６図の開度特性は異物除去装置の大きさ　ｉなど
によっても最適値は異なると思われるが、Ｔｏ＝５分、
ＴＩ＝１０分、Ｔ２＝１分、θ＝３０度に設定したとき
好ましい結果が得られた。

尚、ブローダウン弁の全開のタイミングを５分遅らせる
ことによシ、ブローする冷却水量を従来の８〜１２％（
全冷却水量に対する比率）から５〜ｌＯ優に低減するこ
とができた。

尚、本実施例では、異物除去装置を通過する流量を入口
部の流速として検知したが、流量センサの代シに、固定
オリフィスの前後の圧力差から、設定差圧を決めるよう
にしても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、フィルターエレ
メントの目詰シを、異物除去装置を通過する流量にＶ６
じて矩まるしきい値をフィルターエレメントの上、下の
差圧が越えたかどうかにより判定するようにしたので、
目詰り率を正確に検知でき、ブローダウン運転を必要に
してかつ十分な頻度で行うことかり能となった。

また、ブローダウン弁の全開に先たち、排出管近傍に異
物を集めるようにしたので、少ない排出水量で異物を系
外に排出することができる。

また、フィルターエレメントの目詰シが所定値に達する
と自動的にブローダウン運転を行うようにしたので、フ
ィルターエレメントの目詰シが、ブローダウン運転では
回復し得ない状態にまで進゛行することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施した異物除去装置−の系統図、
第２図は異物除去装置の平面図、第３図はフィルターエ
レメント差圧と入口流速の関係を示す特性図、第４図は
フィルターエレメント差圧と目詰り率の関係を示す特性
図、第５図は、制御装置のブロック図、第６図は、ブロ
ーダウン弁とバタフライ弁の開度特性図、第７図は、異
物濃度の経時変化を示す特性図である。 ＩＯ・・・冷却水ポンプ、２０・・・異物除去装置、２
２・・・／（３１７ライ弁、２４・・・フィルターエレ
メント、２７・・・ブローダウン弁、３ｏ・・・復水器
、４ｏ・・・差圧計、４５・・・流量センサ、５０由制
御装置、５１・・・しきい値設定器、５２・・・比較器
、５３．５４・・・イ２図 １５図 入Ｏ流建　〜β５５゜

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、断面が円形のケーシングと、ケーシング内に設けら
   れｆＣｆｆｒ面円形のフィルターエレメントと、ケーシ
   ングとフィルターエレメント間に冷却水を導入する入口
   管と、フィルターニレメン１４−通過した冷却水を送出
   する出口管と、フィルターエレメントに付着した異物を
   除去するため入口管からの冷却水を前記エレメントの接
   線方向に偏向するバタフライ弁と、異物を排出するため
   に前記ケーシングに設けられた排出口と、排出口に接続
   されたブローダウン弁とを有し、冷却水系から異物を除
   去するものにおいて、前記フィルターエレメントの上流
   と下流との差圧信号が、冷却水流量に関連した信号に応
   じて予め定められたしきい値を越えたとき、前記バタフ
   ライ弁を作動させ、前記フィルターエレメントの回シに
   旋回流を起し、更にブローダウン弁を開いて異物を系外
   に排出するようにした異物除去装置の運転方法。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記しきい１直カ
   フイルターエレメントの目ｄ吉シ率が５０チのときのフ
   ィルターエレメントの上流、下流間の圧力歪に応じた値
   に設定されていることを特徴とする異物除去装置の運転
   方法。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記バタフライ弁
   が作動して所定時間経過後に前記ブローダウン弁を開く
   ようＫしたことを特徴とする異物除去装置の運転方法。 ４、特許請求の範囲第１項において、前記ブローダウン
   弁が開いている間に、前記バタフライ弁の角度が変り、
   フィルターエレメントの回シの水流の旋回方向が逆転す
   るようにしたことを特徴とする異物除去装置の運転方法
   。 ５、％許請求の範囲第１項において、前記冷却水流量に
   関連した信号は、前記入口管もしくは出口管の流速であ
   ることを特徴とする異物除去装置の運転方法。 ６、断面が円形で実質的に筒状をなすケーシングと、ケ
   ーシング内に配置された断面が円形で実質的に筒状を：
   　Ｌ、かつ外側から内側に向って冷却水が流れるフィル
   ターエレメントと、フィルターエレメントの回シに旋回
   水流を起すように設けられたバタフライ弁と、フィルタ
   ーエレメントの外側にたまった異物を除去するためのブ
   ローダウン弁と、前記バタフライ弁及びブローダウン弁
   をそれぞれ操作するアクチェータとを備えた異物除去装
   置の制御装置において、前記フィルターエレメントの上
   流と下流の圧力差を積卸し、差圧信号を発生する手段と
   、冷却水流量を検出し、流量信号を発生する手段と、前
   記流量信号に応じてしきい値を設定する設定器と、前記
   差圧信号としきい値を比較する比較器とを有し、この比
   較器の出力によって、前記アクチェータを作動させるよ
   うにした異物除去装置の制御装置。