KR101188028B1

KR101188028B1 - 복수탈염시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101188028B1
Application number: KR1020110005137A
Authority: KR
Inventors: 이창소
Original assignee: 한국정수공업 주식회사
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-10-05
Also published as: KR20120083796A

Abstract

본 발명은 복수 중에 포함된 이온성분들을 제거하는 복수탈염시스템에 관한 것으로, 유입되는 복수 중 일부가 복수탈염장치를 통과하면서 처리됨과 동시에 복수의 전도도 및 불순물의 농도에 따라 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되도록 되어 있어, 복수탈염장치의 가동이 최소화되고 재생약품이 절감되며 재생폐액의 발생도 적게 되어 가동비용이 절감되며, 응축기에서 해수가 누수되어 복수의 전도도가 급격하게 올라가 오염된 복수가 복수탈염장치로 유입되더라도 긴급처리가 가능하여 계통수의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

복수탈염시스템 및 방법 {Condensate Polishing System and Method}

본 발명은 복수 중에 포함된 이온성분들을 제거하는 복수탈염시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유입되는 복수 중 일부가 복수탈염장치를 통과하면서 처리됨과 동시에 복수의 전도도 및 불순물의 농도에 따라 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되도록 된 복수탈염시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 원자력발전소나 화력발전소 등에서 스팀을 생산하는 계통수 내의 나트륨이온이나 염소이온의 증가는 응축기의 냉각수로 사용하는 바닷물이 누수 되어 유입되는 경우 발생한다.

한편, 계통수 내의 불순물은 순환계통 배관의 산화에 의해 발생되는 산화철분이 대부분이다. 이러한 산화철분은 매우 작은 입자로 대부분 복수탈염장치의 이온교환수지층에서 제거된다. 이러한 이유로, 이온교환수지를 사용하는 종래의 복수탈염시스템은 유입수의 질에 상관없이 유입수를 모두 복수탈염장치를 통과시켜 복수 중의 이온성분과 입자성분을 제거한다.

그러나 종래의 복수탈염장치는 이온교환수지로 복수와 함께 유입되는 산화철 입자들을 완벽하게 제거하지 못하기 때문에, 이온교환수지층에서 여과 제거되지 않은 입자들이 계통수를 통해 증기발생기로 유입되고 누적되어 증기발생기 튜브를 부식시켜 발전소 운전에 많은 문제를 초래한다.

특히, 유입되는 철분들이 산소와 반응하여 강력한 산화성 물질을 생성하여 양이온교환수지와 음이온교환수지를 산화시켜서 SO4?이온과 Cl?이온을 증가시켜 부식비율이 높아지게 된다. 이러한 누적된 철분 슬러지를 제거하기 위하여 약품세정을 하며 이로 인하여 다량의 세정폐액이 발생되는 악순환이 초래된다.

또, 종래의 이온교환수지를 이용한 복수탈염장치는 정지시에 이온교환수지층에서 교환된 이온들이 누출되고 다시 가동시에는 누출된 이온을 포함한 물을 버리고 운전해야한다. 따라서 응축기에서 해수 누수에 따른 불순물이나 이온성분들이 갑작스럽게 유입되는 경우 즉시 대처하기가 어렵게 된다.

또한, 종래의 복수탈염장치는 해수의 누수가 없어 Na이온과 Cl이온의 증가가 거의 없는 등 유입수의 이온성분이 기준치 이하인 경우에도 복수탈염장치를 가동시켜 유입수를 통과시키므로 불필요한 가동을 하게 된다.

이러한 복수탈염장치의 불필요한 가동으로 인하여 장치 내부의 부식을 억제하기 위하여 주입되어 있는 에탄올아민(ETA)이나 암모니아, 하이드라진과 같은 약품이 이온교환수지층에서 불필요하게 제거되어 복수탈염 이후에 다시 주입해야 한다. 이와 같은 불필요한 가동과 약품의 투여로 가동비용이 상승하게 된다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 응축기에서 해수 누수에 따른 불순물이나 이온성분들이 갑작스럽게 유입되는 경우에도 즉시 대처가 가능하고, 유입되는 복수의 전도도 및 불순물의 농도에 따라 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되는 복수탈염시스템 및 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여, 복수탈염장치, 유입수밸브를 구비한 유입수관로 및 처리수밸브를 구비한 처리수관로로 구성되는 복수탈염시스템에 있어서, 상기 유입수관로 상에 정밀여과기와 분석장치를 설치하고, 제1우회수밸브를 구비하고 상기 분석장치 이후의 유입수관로와 처리수관로를 연결하는 제1우회수관로를 설치하며, 제2우회수밸브를 구비하고 상기 분석장치 이후의 유입수관로와 상기 유입수밸브 이후의 유입수관로를 연결하는 제2우회수관로를 설치하고, 처리수우회밸브를 구비하고 상기 처리수관로의 처리수밸브 전후의 처리수관로를 연결하는 처리수우회관로를 설치한 복수탈염시스템과 상기 복수탈염시스템을 이용하는 복수탈염방법을 특징으로 한다.

본 발명은 유입되는 복수의 전도도 및 불순물의 농도에 따라 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되므로 복수탈염장치의 가동이 최소화되고 재생약품이 절감되며, 재생폐액의 발생도 적게 되어 가동비용이 절감되는 효과가 있다

또, 본 발명은 복수탈염장치에 대한 부하가 줄게 되어 복수탈염장치의 가동에 따른 신뢰성이 증대될 뿐만 아니라, 이온교환수지의 재생 횟수가 크게 줄게 되고 재생과정에서의 교차오염에 의한 이온의 누출이 차단되어 부식이 최소화되는 효과가 있다.

또, 본 발명은 정밀여과기를 통과한 복수 중 일부가 복수탈염장치를 통과하면서 처리되고 있어 복수탈염장치의 이온교환수지층에서 교환된 이온들이 누출되어 누출된 이온을 포함한 물을 버리고 운전해야 하는 일이 발생하지 아니하므로, 응축기에서 해수가 누수되어 복수의 전도도가 급격하게 올라가 오염된 복수가 복수탈염장치로 유입되더라도 긴급처리가 가능하여 계통수의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 정밀여과기 등 새로운 기기를 추가하고 운전방법만을 변경하면 기존에 사용하고 있는 복수탈염장치에도 쉽게 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명 복수탈염시스템 실시예의 구성도이다.

이하 본 발명 실시예를 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 복수탈염장치(80), 유입수밸브(11)를 구비한 유입수관로(1) 및 처리수밸브(21)를 구비한 처리수관로(2)로 구성되는 복수탈염시스템에 있어서, 상기 유입수관로(1) 상에 정밀여과기(60)와 분석장치(70)를 설치하고, 제1우회수밸브(31)를 구비하고 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 처리수관로(2)를 연결하는 제1우회수관로(3)를 설치하며, 제2우회수밸브(41)를 구비하고 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 유입수밸브(11) 이후의 유입수관로(1)를 연결하는 제2우회수관로(4)를 설치하고, 처리수우회밸브(51)를 구비하고 상기 처리수관로(2)의 처리수밸브(21) 전후의 처리수관로(2)를 연결하는 처리수우회관로(5)를 설치한 복수탈염시스템과 상기 복수탈염시스템을 이용하는 복수탈염방법을 특징으로 한다.

상기 정밀여과기(60)는 상기 복수탈염장치(80)에 유입되는 복수 중에 포함된 금속산화물 등의 입자들을 여과하며, 그 여과기 모듈로는 공극의 크기가 1 마이크론 이하, 보다 바람직하게는 0.1-0.2 마이크론 정도의 카트리지타입모듈이나 중공사막모듈을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분석장치(70)는 복수의 전도도와 불순물의 농도를 측정하기 위한 측정기와 측정치를 기준치와 비교분석하는 비교기를 구비한다. 상기 분석장치(70)는 상기 정밀여과기(60) 이후의 유입수관로(1)에 장착되어 상기 정밀여과기(60)를 통과하는 복수의 전도도와 Na, Cl 등의 불순물의 농도를 측정하고 측정치를 기준치와 비교하여 상기 제1우회수밸브(31) 또는 상기 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)의 개폐신호를 출력한다. 상기 분석장치(70)는 복수 중에 함유된 Ca나 Mg 등의 성분을 분석할 수도 있다.

상기 유입수관로(1)와 처리수관로(2)는 상기 복수탈염장치(80)의 전과 후에 설치되며, 상기 유입수관로(1)에는 유입되는 복수를 차단 또는 통과시키는 유입수밸브(11)가 장착되고, 상기 처리수관로(2)에는 처리되어 배출되는 복수를 차단 또는 통과시키는 처리수밸브(21)가 장착된다.

상기 제1우회수관로(3)는 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 처리수관로(2)를 연결하며, 상기 분석장치(70)의 신호에 따라 개폐되는 제1우회수밸브(31)가 장착된다. 상기 제2우회수관로(4)는 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 유입수밸브(11) 이후의 유입수관로(1)를 연결하며, 제2우회수밸브(41)가 장착된다. 상기 처리수우회관로(5)는 상기 처리수관로(2)의 처리수밸브(21) 전후의 처리수관로(2)를 연결하며 처리수우회밸브(51)가 장착된다.

다음에 이와 같은 본 발명 복수탈염시스템의 작용에 대하여 설명한다. 본 발명 복수탈염시스템을 가동하면, 먼저 상기 제2유입수우회밸브(41)와 처리수우회밸브(51)가 열려 상기 정밀여과기(60)를 통과하는 복수 중 일부가 수질과 상관없이 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리된다. 이와 같이, 수질과 상관없이 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리되는 복수는 상기 정밀여과기(60)를 통과하는 복수 중 약 5% 정도가 바람직하다.

이어서 상기 분석장치(70)가 상기 정밀여과기(60)에 의해 여과된 복수의 성분을 측정하고 기준치와 비교 분석하여, 측정치가 기준치 이하인 경우에는 제1우회수밸브(31)를 열고 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)를 닫아서, 정밀여과기(60)를 통과하는 대부분의 복수가 상기 복수탈염장치(80)를 거치지 않고 제1우회수관로(3)로 우회하여 상기 처리수관로(2)를 통하여 발전계통 또는 증기발생기로 공급된다.

한편, 이러한 본 발명 복수탈염시스템을 일정기간 우회운전하면, 이전에 주입되어 있던 약품 특히, 하이드라진 등이 높은 열에 의해 분해되어 암모니아로 변하고, 이것이 복수의 전도도를 상승시켜 기준치보다 높아지게 된다.

이렇게 복수의 전도도가 상승하여 기준치보다 높아지면, 상기 분석장치(70)는 제1우회수밸브(31)를 닫고 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)를 열어서 정밀여과기(60)를 통해 유입되는 복수가 복수탈염장치(80)를 통과하도록 한다. 이에 따라 복수 중의 암모니아가 제거되어 전도도가 기준치 이하로 낮아지게 된다. 상기와 같이, 상기 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)는 그 개폐 상태가 항상 일치한다.

이와 같이, 복수탈염시스템의 우회운전이 정지되고 복수탈염장치(80)를 통해 복수가 처리되면서 이온교환수지에 의해 제거된 하이드라진과 에탄올아민 등과 같은 약품들을 복수탈염장치(80)의 후단에서 보충하여 계통수의 수질이 적정하도록 관리한다. 또, 우회운전 중에도 복수탈염장치(80)를 통과하는 약 5%의 복수에 포함되어 이온교환수지에 의해 제거된 에탄올아민 등과 같은 약품들도 복수탈염장치의 후단에서 보충한다.

위와 같이, 본 발명에서 유입되는 복수의 수질에 상관없이 항상 복수탈염장치를 통과하여 처리되는 복수의 양은 약 5%로, 이렇게 처리되는 복수의 유속은 3-10m/h 로 하는 것이 바람직하다. 복수탈염장치를 통과하는 유속이 너무 느리면 이온교환수지에 교환된 이온들이 역으로 배출되어 처리수를 악화시킨다.

한편, 통과유속이 빨라지면 통과유량이 많아지고, 약품 사용량이 많아지며, 이온교환수지의 재생이 빈번하게 되고, 빈번한 재생으로 폐수량도 증가하게 되며, 복수탈염장치 후단에서 주입하는 에탄올아민, 하이드라진과 같은 약품량도 증가하게 되어 운전비용이 증가하게 된다.

위에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 제2유입수우회밸브(41)와 처리수우회밸브(51)가 열려 있도록 하여 분석장치에 의한 운전절차에 우선하여 정밀여과기(60)를 통과하는 복수 중 약 5% 정도의 복수가 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리되도록 되어 있다.

따라서 복수탈염장치의 이온교환수지층에서 교환된 이온들이 누출되어 누출된 이온을 포함한 물을 버리고 운전해야 하는 일이 발생하지 아니하므로, 응축기에서 해수가 누수되어 복수의 전도도가 긴급하게 올라가 제1우회밸브(31)가 잠기고, 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)가 급격하게 열려 오염된 복수가 복수탈염장치로 유입되더라도 긴급 처리가 가능하여 계통수의 오염을 방지할 수 있다.

위와 같은 본 발명은 기존의 복수탈염시스템에도 쉽게 적용할 수 있다. 즉, 기존의 복수탈염시스템에 정밀여과기, 분석장치, 제1유입수우회밸브, 제2유입수우회밸브 및 처리수우회밸브를 추가하고 운전방법을 변경하면 본 발명의 복수탈염시스템으로 사용할 수 있다.

이상에서 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능하다. 따라서 위의 기재 내용에 의하여 본 발명의 범위가 한정되지 아니한다.

또한, 본 발명의 상세한 설명과 특허등록청구범위에 기재된 도면부호는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해서 참고로 부기한 것으로, 본 발명은 도면상의 형태로 한정되지 아니한다.

본 발명은 신규의 복수탈염시스템은 물론 기존의 복수탈염시스템에도 적용될 수 있다.

1: 유입수관로 11: 유입수밸브
2: 처리수관로 21: 처리수밸브
3: 제1우회수관로 31: 제1우회수밸브
4: 제2우회수관로 41: 제2우회수밸브
5: 처리수우회관로 51: 처리수우회밸브
60: 정밀여과기 70: 분석장치
80: 복수탈염장치

Claims

복수탈염장치(80), 유입수밸브(11)를 구비한 유입수관로(1) 및 처리수밸브(21)를 구비한 처리수관로(2)로 구성되는 복수탈염시스템에 있어서,
상기 유입수관로(1) 상에 정밀여과기(60)와 분석장치(70)를 설치하고,
제1우회수밸브(31)를 구비하고 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 처리수관로(2)를 연결하는 제1우회수관로(3)를 설치하며,
상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 유입수밸브(11) 이후의 유입수관로(1)를 연결하는 제2우회수관로(4)를 설치하고,
상기 처리수관로(2)의 처리수밸브(21) 전후의 처리수관로(2)를 연결하는 처리수우회관로(5)를 설치하여,
상기 정밀여과기(60)를 통과한 복수 중 일부가 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리됨과 동시에,
상기 분석장치(70)의 신호에 따라 상기 제1우회수밸브(31) 또는 상기 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)가 교대로 개폐되어 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되도록 된 것을 특징으로 하는 복수탈염시스템
제1항에 있어서,
상기 제2우회수관로(4)상에 제2우회수밸브(41)가 설치된 것을 특징으로 하는 복수탈염시스템
제1항에 있어서,
상기 처리수우회관로(5)상에 처리수우회밸브(51)가 설치된 것을 특징으로 하는 복수탈염시스템
복수탈염장치(80), 유입수밸브(11)를 구비한 유입수관로(1), 처리수밸브(21)를 구비한 처리수관로(2), 상기 유입수관로(1) 상에 설치된 정밀여과기(60)와 분석장치(70), 제1우회수밸브(31)를 구비하고 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 처리수관로(2)를 연결하는 제1우회수관로(3), 상기 분석장치(70) 이후의 유입수관로(1)와 상기 유입수밸브(11) 이후의 유입수관로(1)를 연결하는 제2우회수관로(4), 상기 처리수밸브(21) 전후의 처리수관로(2)를 연결하는 처리수우회관로(5), 제2우회수관로(4)상에 설치된 제2우회수밸브(41) 및 상기 처리수우회관로(5)상에 설치된 처리수우회밸브(51)로 구성되는 복수탈염시스템을 이용하는 복수탈염방법에 있어서,
상기 제2우회수밸브(41)와 상기 처리수우회밸브(51)를 열어 정밀여과기(60)를 통과한 복수 중 일부가 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리되는 단계와;
상기 정밀여과기(60)를 통하여 여과되는 복수의 전도도 및 불순물의 농도를 분석장치(70)를 통해 측정하여 기 설정된 기준치와 비교하는 단계와;
상기 분석장치(70)에 의한 측정치가 기준치 이하로 판단되는 경우 상기 제1우회수밸브(31)에 열림신호를 출력함과 동시에 상기 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)에 닫힘신호를 출력하는 단계 및;
상기 분석장치(70)에 의한 측정치가 기준치 이상으로 판단되는 경우 상기 제1우회수밸브(31)에 닫힘신호를 출력함과 동시에 상기 유입수밸브(11)와 처리수밸브(21)에 열림신호를 출력하는 단계로 구성되어,
상기 정밀여과기(60)를 통과한 복수 중 일부가 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리됨과 동시에,
상기 분석장치(70)의 신호에 따라 정상운전과 우회운전이 교대로 시행되는 것을 특징으로 하는 복수탈염방법.
제4항에 있어서,
상기 제2우회수밸브(41)와 상기 처리수우회밸브(51)를 열어 정밀여과기(60)를 통과한 복수 중 일부가 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리되는 단계에서,
상기 정밀여과기(60)를 통과한 후 상기 복수탈염장치(80)를 통과하면서 처리되는 복수의 양이 상기 정밀여과기(60)를 통과한 복수의 5%인 것을 특징으로 하는 복수탈염방법.