KR20020064192A - 여과기, 여과기의 역세척 방법, 여과 장치 및 발전 플랜트 - Google Patents
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Abstract
필터로부터의 용출이 적고, 열 사이클에 의한 필터의 파손 및 투수 성능의 저하를 방지한다.
수중에 함유되는 고형 현탁물을 여과하는 불소 수지제 필터를 사용 전에 불소 수지의 융점 이하의 온도로 기체 중 및 액체 중의 어느 한쪽에서 열처리한다. 또한, 열수 또는 기체에 의해 유체 투과 처리를 행한다.
Description
본 발명은 고온수 중에 함유되는 고형 불순물을 제거하기 위한 여과기와 그 역세척(back wash) 방법, 여과기를 갖는 여과 장치 및 이 여과기 또는 여과 장치를설치한 발전 플랜트에 관한 것이다.
종래, 발전 플랜트에 있어서, 복수기(復水器)의 구조재 또는 배관재로부터 생성되는 고형 현탁물, 주로 철의 산화물을 제거할 경우에는, 급수를 가열하기 전에 폴리에틸렌제 중공사(中空絲)막 필터 또는 플리츠(pleat)형 필터 등의 여과기가 사용되었다. 또한, 급수를 가열한 후의 고온수 중에서 고형 현탁물을 제거할 경우에는, 금속 필터 및 전자 필터 등이 사용되었다(예를 들어, 일본국 특개평10-339793호 공보 참조).
그러나, 상술한 필터를 사용한 여과기에서는, 전열 저해 또는 배관 내면에서의 부식 억제를 목적으로 하고, 현탁물 농도를 저하시키는 기구를 갖는 필터 또는 여재(濾材)를 설치하고 있지만, 상기 폴리에틸렌제 중공사막 여과기는 내열 온도가 60 정도이기 때문에, 급수 가열기에 배치하여 사용할 수 없다. 또한, 급수 중에 존재하는 현탁물은 급수 가열기에도 발생한다.
또한, 금속 필터는 화학적으로 불안정하거나, 사용한 금속 재료가 용출되거나, 또는 금속 표면이 부식되어 산화 피막이 형성되어 필터 구멍이 폐색된다는 문제가 있다. 또한, 전자 필터에 대해서는, 그 제철(除鐵) 성능이 현탁물의 성질과 상태에 크게 좌우된다.
또한, 일반적인 내열성 중공 형상 다공질막 필터 모듈에서는, 외측 통과 중공 형상 다공질막과의 갭에 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 등의 저점도 수지를 주입하여 가열 경화시켜 밀봉하는 제조 방법이 알려져 있다(예를 들어, 일본국 특공소44-5526호 공보, 일본국 특공소56-40602호 공보 참조).
그러나, 고도로 수질 관리된 발전소의 급수 또는 히터 드레인 등 100 이상의 고온수로부터 고형 현탁물을 제거하는 필터로서는, 중공 형상 다공질막의 소재 자체가 내열성 및 용출성의 관점에서 충분한 성능을 갖고 있어도, 밀봉제로서 사용되는 이들 수지로부터의 용출량이 많아 용출성이 불충분하기 때문에, 이들 수지를 필터에 적용하는 것은 곤란하다.
이것을 해결하기 위해, 상기 중공 형상 다공질막을 불소 수지제로 하고, 이 중공 형상 다공질막을 열용융성 불소 수지로 밀봉함으로써, 내열성을 가지며 용출량이 적은 불소 수지만으로 필터 모듈을 제조하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어, 일본국 특허 제2993217호 공보 참조).
도 21은 상기 방법에 의해 얻어지는 중공 형상 다공질막의 필터 모듈 밀봉부의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 21에 나타낸 바와 같이, 중공 형상 다공질막의 필터 모듈(104)은, 외측 통(101)의 내측에 불소 수지의 일종인 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)제 중공 형상 다공질막(102)을 열용융성 수지인 폴리테트라플루오르에틸렌/헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP)로 밀봉하여 FEP의 지지부(103)를 형성하여 구성된다. 외측 통(101)은 스테인레스강 등의 금속, PTFE, FEP, 테트라플루오르에틸렌/퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체(PFA) 등을 사용할 수 있다. 밀봉제로서 사용할 수 있는 열용융성 수지는 불소 수지인 FEP 및 PFA가 적합하다.
이 방법에서는, 금속과 불소 수지만으로 또는 불소 수지만으로 필터 모듈을 구성할 수 있기 때문에, 발전소의 고온수 중에 함유되는 고형 현탁물을 분리하는필터로서 필요한 내열성 및 용출성의 관점에서는 상술한 과제를 갖고 있는 필터보다도 개선되었다.
그런데, 상술한 종래의 발전 플랜트에 있어서는, 수중에 함유되는 현탁물 또는 용해 성분의 배관으로의 석출, 퇴적에 의한 전열 성능의 저하, 또는 펌프의 진동 등을 방지하기 위해, 여과기 또는 탈염 장치를 설치하여 수중의 현탁물 또는 이온을 제거하도록 하고 있다.
그러나, 저온의 복수에서는, 상기 폴리에틸렌제 필터의 여과기를 설치하여 고형 현탁물을 제거할 수 있지만, 고온수 중에서 발생하는 고형 현탁물을 제거하기 위해서는, 상기 폴리에틸렌제 필터에서는 내열 온도가 낮기 때문에 100 이상의 고온수에 적용하는 것은 불가능하다.
또한, 100 이상의 급수에서 적용되고 있는 금속 필터는, 화학적으로 불안정하거나, 고형물이 석출되어 막히거나, 또는 수질 관리 수준에서 본 소재로부터의 용출 성분에 의한 수질 오염에 의해, 고온수에 대한 적용이 곤란했다.
그리고, 전자 필터에 대해서도 제거할 수 있는 것은, 자성을 띤 현탁물뿐이기 때문에 여과 성능이 낮으며, 분리한 고형 현탁물을 제거하는 필터를 재생하는 것이 곤란했다.
또한, 도 21에 나타낸 필터에 있어서는, 발전소의 고온수를 처리하는 열 사이클을 회피하는 것이 불가능하고, 열팽창 계수가 서로 다른 이종(異種) 재료의 외측 통(101)과 지지부(103)가 열 사이클에 의해 신축하여 박리되어, 필터 모듈(104)이 파손되기 쉽다.
또한, 복수 여과용으로서 적용되는 여과기에 있어서는, 필터를 구성하는 중공사막을 역세척 재생하는 것이 실행되고 있다. 이 경우, 막을 가스가 통과할 수 있는 압력(버블 포인트)보다 낮은 압력에서는 가스가 막을 통과할 수 없는 것을 이용하여, 버블 포인트보다 낮은 압력을 가하여 여과기 상부 공간의 물을 압출하여 막 표면에 퇴적된 고형 현탁물을 제거하는 방법이 채용되고 있다.
한편, 발전 플랜트에서 이용되는 버블 포인트가 역세척 시의 압력보다 높으면 종래의 방법을 적용할 수 있으나, 버블 포인트가 낮은 충전재 또는 막에서는, 역세척에 의해 가스가 통과하면 소수화(疏水化)되어, 친수화 처리의 공정이 필요하게 되고, 계통의 정화 처리 시간이 필요 이상으로 소요되어 약액 처리도 필요하게 된다.
또한, 고온에서 사용하는 필터에서는 고온 상태에서 역세척이 불가능하기 때문에, 냉각시키고 나서 역세척을 행하고, 가열하여 재기동할 필요가 있다. 따라서, 냉각 또는 가열을 위한 설비가 필요하며, 냉각 및 가열에 장시간이 소요되어, 재기동까지 긴 시간을 필요로 한다.
상술한 바와 같이 종래의 기술에 있어서는, 폴리에틸렌제 중공사막 여과기의 경우는 내열 온도가 60 정도이기 때문에 급수 가열기에서는 사용하는 것이 불가능하고, 금속 필터의 경우는 화학적으로 불안정하거나, 사용한 금속 재료가 용출되거나, 또는 구멍의 부식(산화 피막 형성)에 의해 폐색되며, 전자 필터의 경우는 제철 성능이 현탁물의 성질과 상태에 크게 좌우되는 등의 과제가 있다.
또한, 도 21에 나타낸 필터에 있어서는, 발전소의 고온수를 처리하는 열 사이클을 회피하는 것이 불가능하고, 열팽창 계수가 서로 다른 이종 재료의 외측 통(101)과 지지부(103)가 열 사이클에 의해 신축하여 중공 형상 다공질막(102)이 파손되기 쉬우며, 필터 모재에 의한 수질 오염이 발생한다. 또한, 이 필터는 재생이 곤란하며, 고도의 수질 관리와 장기간의 안정된 성능이 요구되는 발전소의 고온수에 함유되는 고형 현탁물을 제거하는 필터로서 사용하는 것이 곤란하다는 과제가 있다.
또한, 종래의 여과기 역세척의 기술에 있어서는, 필터가 버블 포인트가 낮은 충전재 또는 막일 경우, 역세척에 의해 가스가 통과하면 소수화하기 위한 필터의 친수화 처리 공정이 필요하게 되고, 계통의 정화 처리 시간이 필요 이상으로 소요되어 약액 처리도 필요하게 되며, 고온에서 사용하는 필터에서는 고온 상태에서 역세척이 불가능하기 때문에, 냉각시키고 나서 역세척을 행하고, 가열하여 재기동할 필요가 있어, 냉각 또는 가열을 위한 설비가 필요하거나, 냉각 및 가열에 장시간이 소요되어, 재기동까지 긴 시간을 필요로 한다는 과제가 있다.
본 발명은 상기 사정을 고려하여 안출된 것으로서, 그 목적은 화학적으로 안정되며, 필터로부터의 용출을 고려하지 않고 고온수 중에 함유되는 현탁물을 양호하게 제거할 수 있고, 필터로부터의 용출이 적어 관리 수질을 만족시킬 수 있으며, 열 사이클에 의한 필터의 파손 및 투수 성능의 저하를 방지할 수 있는 여과기와 여과기의 역세척 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 복잡한 설비와 역세척 조작마다의 친수화 처리를 필요로 하지 않고, 간편한 설비 구성에 의해 고온에서 역세척을 행할 수 있는 상기 여과기를 사용한 여과 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 여과기 또는 여과 장치를 적용하여, 급수 또는 히터 드레인 등의 고온수 중으로부터 고형 현탁물을 제거할 수 있는 발전 플랜트를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 여과기를 나타내는 구성도.
도 2a 및 도 2b는 제 1 실시형태에서 탱크 내에 설치된 불소 수지제 필터가 중공(中空) 형상으로 형성된 예를 나타내는 개략도.
도 3은 제 1 실시형태에서 탱크 내에 설치된 불소 수지제 필터가 플리츠 형상으로 형성된 예를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 여과기를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 여과기의 필터 모듈을 조제하기 위한 장치를 나타내는 구성도.
도 6은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 필터 모듈의 비열처리와 열처리에 의한 차압(差壓)과 투수 성능의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 여과기의 필터 모듈을 조제하기 위한 장치를 나타내는 계통도.
도 8은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 불소 수지제의 중공 형상 다공질막으로부터 열수(熱水) 중에서의 불소 용출 속도의 시간 변화를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 여과기의 모듈 밀봉부를 나타내는단면도.
도 10은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 여과기의 모듈 밀봉부를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 가스 역세척 설비를 구비한 고온 여과 장치의 계통도.
도 12는 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 고온 고압수의 팽창을 이용하여 역세척을 행하는 고온 여과 장치의 계통도.
도 13은 본 발명의 제 9 실시형태에 의한 증기 역세척 설비를 구비한 고온 여과 장치의 계통도.
도 14는 본 발명의 제 10 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 15는 본 발명의 제 11 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 16은 본 발명의 제 12 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 17은 본 발명의 제 13 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 18은 본 발명의 제 14 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 19는 본 발명의 제 15 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 20은 본 발명의 제 16 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도.
도 21은 종래의 중공 형상 다공질막의 필터 모듈 밀봉부의 일례를 나타내는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 여과기
2 : 탱크
3 : 필터
3a : 불소 수지제 중공(中空) 형상 필터
3b : 불소 수지제 플리츠 형상 필터
4a : 피처리액 유입 라인
4b : 처리액 유출 라인
5 : 밀봉부
6 : 플리츠 필터 지지판
7 : 플리츠 필터 고정판
8 : 역세척 라인
9 : 역세척 설비
10 : 유체(流體) 배출 라인
11 : 버블링(bubbling) 가스 공급 라인
12 : 버블링 가스 공급 설비
13 : 유체 배출 라인
14 : 드레인 라인
15 : 열처리 용기
16 : 히터
17 : 필터 모듈
18 : 열수 세정용 압력 용기
19 : 냉각기
20 : 필터
21 : 탈염(脫鹽) 장치
22 : 펌프
23 : 히터
24 : 중공 형상 다공질막
25 : 지지부
26 : 밀봉부
30 : 필터
30a : 관판(罐板)
31 : 여과기
32 : 물
33 : 역세척 라인
34 : 역세척 탱크
35 : 가스
36 : 칸막이
36a : 제 1 실
36b : 제 2 실
37 : 처리액 저장실
38 : 공급 라인
39 : 보급수
40 : 보급수 라인
41 : 가스 탱크
42a, 43a : 리크 밸브
42, 43 : 리크 라인
44 : 폐액 수용조
45, 46 : 드레인 라인
47a∼47g : 밸브
50 : 냉각기
51 : 스팀 라인
52 : 증발기
53 : 증기
55 : 복수기(復水器)
56 : 복수 탈염 설비
57 : 저압 히터
58 : 고압 히터
59 : 증발 장치
60 : 급수 라인
61 : 고압 터빈
62 : 저압 터빈
63 : 메인(main) 증기 라인
64 : 고압 히터 드레인 라인
65 : 저압 히터 드레인 라인
66 : 급수 여과기
67 : 히터 드레인 여과기
69 : 역세척 라인
70 : 히터 드레인 여과기
71 : 역세척 라인
72 : 원자로 압력 용기
73 : 탈기기(脫氣器)
74 : 증발기
75 : 습분(濕分) 분리기
76 : 습분 분리기 드레인 라인
77 : 습분 분리기 드레인 여과기
78 : 절탄기(節炭器, ecomomizer)
상술한 과제를 해결하기 위해, 여재로서, 특히, 150 를 초과하는 고온수 중에서도 필터로부터 재료가 용출되지 않고, 화학적으로 안정된 재료를 다양하게 선정한 결과, 불소 수지가 이 조건을 만족시키는 것이 판명되었다. 그러나, 불소 수지제 필터는, 필터 모재를 잡아당겨 제조하기 때문에, 사용 시에 고온수와 접촉하면, 필터가 변형되어 투수 성능이 저하되거나, 또는 열 사이클에 의해 필터가 파손되는 경우가 있다.
그래서, 특허청구범위의 청구항 1에 따른 발명에서는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터를 설치하며, 이 불소 수지제 필터는 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리를 한 필터인 것을 특징으로 하는 여과기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 용기 내에 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터를 설치함으로써, 고온수 중에서 내구성을 갖고, 특히, 150 를 초과하는 고온수 중에 함유되는 현탁물을 확실하게 제거할 수 있다. 200 열수에 침지했을 때, 불소 수지로부터 용출되는 불소는 100ppt 이하로서 배관재의 부식 원인으로 되는 농도가 아니고, 처리액의 수질을 양호하게 유지할 수 있으며, 현탁물을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 의하면, 불소 수지제 필터를 사용 전에 불소 수지의 융점(327 ) 이하의 온도로 기체 중 및 액체 중의 어느 한쪽에서 열처리하는 것에 의해, 불소 수지제 필터 제조 시의 잔류 응력을 미리 제거하여 둠으로써, 필터 사용 시의 고온수와의 접촉에 의한 필터 변형에 따른 투수 성능의 저하를 방지하는 동시에, 필터 모재와 지지부와의 접착부 파손이 발생되기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
또한, 필터의 열처리 온도를 100 미만으로 한 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 현저하게 저하된다. 또한, 필터의 열처리 온도가 250 를 초과한 경우에 있어서도, 유지 시간이 1시간 미만일 경우에는, 투수 성능이 양호해지나, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하게 된다. 또한, 필터의 열처리 온도는 100 내지 250 이며, 유지하는 시간이 1시간 미만일 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 저하된다.
그래서, 특허청구범위의 청구항 2에 따른 발명에서는, 상기 열처리는 100 내지 250 의 온도에서 1시간 이상 상기 불소 수지제 필터를 유지하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 필터 사용 시의 고온수와의 접촉에 의한 필터 모재의 변형에 따른 투수 성능의 저하, 및 필터 모재와 필터 지지부의 파손 원인으로 되는제조 시의 잔류 응력을 상기의 온도 조건으로 처리함으로써 제거할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 3에 따른 발명에서는, 상기 불소 수지제 필터는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리를 한 필터인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 필터를 열처리하여 제조 시의 잔류 응력을 제거할 수 있기 때문에, 안정된 투수 성능을 얻을 수 있는 동시에, 필터 모재와 필터 지지부의 파손을 방지할 수 있으며, 열수 및 증기 중의 어느 하나를 투과하여 용출 성분을 미리 제거하기 때문에, 수질 오염을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 필터를 열처리하여 제조 시의 잔류 응력을 제거할 수 있기 때문에, 안정된 투수 성능을 얻을 수 있는 동시에, 필터 모재와 필터 지지부의 파손을 방지할 수 있으며, 열수 및 증기 중의 어느 하나를 투과하여 용출 성분을 미리 제거하기 때문에, 수질 오염을 방지할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 4에 따른 발명에서는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터를 설치하며, 이 불소 수지제 필터는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리를 한 필터인 것을 특징으로 하는 여과기를 제공한다.
본 발명에 의하면, 필터에 고순도 열수 및 증기 중의 어느 하나를 투과시킴으로써, 고온에서의 필터 사용 시에 수중에 용출되는 성분을 세정 또는 재료 개질(改質)에 의해 미리 제거할 수 있고, 필터 사용 시의 필터로부터의 수질 오염을 방지하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 5에 따른 발명에서는, 상기 유체 투과 처리에서의 불소 수지제 필터를 투과하는 유체는, 온도가 100 내지 250 이고, 필터 통과 시간이 1시간 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 상기의 온도 및 시간 조건으로 필터에 열수를 투과시킴으로써, 용출 성분을 단시간에 제거할 수 있고, 필터 사용 시의 필터로부터의 수질 오염을 방지하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 조건으로 필터에 증기를 통과시킴으로써, 용출 성분을 단시간에 제거할 수 있고, 필터 사용 시의 필터로부터의 수질 오염을 방지하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 6에 따른 발명에서는, 상기 유체는 열수이며, 발전 플랜트의 pH값, 용존 산소 농도 및 화학 성분 중의 적어도 일부를 포함하는 수질인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 필터의 사용 환경과 동일하거나 유사한 수질의 열수에 의해 투과 처리함으로써, 고온에서의 필터 사용 시에 수중에 용출되는 성분을 단순한 열수보다도 효율적으로 세정 또는 재료 개질에 의해 미리 제거할 수 있고, 필터 사용 시의 필터로부터의 수질 오염을 단순한 열수보다도 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 7에 따른 발명에서는, 상기 불소 수지제 필터는 중공 형상, 플리츠 형상, 평막(平膜) 형상 및 튜브 형상 중에서 선택된 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 필터의 형상에 의존하지 않고, 안정된 투수 성능 및 수질 오염이 적은 불소 수지제 필터를 얻을 수 있다.
특허청구범위의 청구항 8에 따른 발명에서는, 상기 불소 수지제 필터의 표면에 부착된 현탁물을 제거하는 역세척 설비 및 세정 설비 중의 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 불소 수지제 필터를 역세척 설비 또는 세정 설비에 의해 역세척 또는 세정함으로써, 불소 수지제 필터 표면에 부착된 현탁물의 오염을 제거할 수 있다. 또한, 불소 수지제 필터 표면에 헐겁게 부착된 현탁물은 물 및 공기를 이용한 역세척 설비에 의해 제거할 수 있다. 이것에 의해, 불소 수지제 필터를 교환하지 않고 재사용할 수 있으며, 처리액의 수질을 양호하게 유지할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 9에 따른 발명에서는, 상기 불소 수지제 필터가 다수의 중공 형상 다공질막으로 구성되고, 이들 중공 형상 다공질막의 단부를 상기 불소 수지보다 융점이 낮은 열용융성 불소 수지로 용착(溶着)하여 지지부를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 열 사이클에 의한 이종 재료의 신축 차가 커서 접착부가 박리되어 중공 형상 다공질막의 파손을 일으키는 외측 통을 삭제하고, 이종 재료가 접촉하는 것은 중공 형상 다공질막과 밀봉부 사이만으로 함으로써, 열 사이클에 의한 이종 재료의 신축을 감소시켜 중공 형상 다공질막의 파손이 발생되기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 10에 따른 발명에서는, 상기 불소 수지제 필터가 다수의 중공 형상 다공질막으로 구성되고, 이들 중공 형상 다공질막의 단부를 상기 불소 수지로 용착하여 지지부를 형성하며, 상기 중공 형상 다공질막과 상기 지지부 사이를 이들보다 융점이 낮은 열용융성 불소 수지로 용융 밀봉하여 밀봉부를 형성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 외측 통이 없어서 접착하는 것은 중공 형상 다공질막과 밀봉부, 및 밀봉부와 지지부 사이뿐이고, 열 사이클에 의한 이종 재료의 신축은 작아서 중공 형상 다공질막의 파손이 발생되기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 11에 따른 발명에서는, 사용 전에 기체 및 액체 중의 적어도 하나를 이용하여 가열 처리를 한 불소 수지제 필터를 가지며, 여과 처리 시에 피처리액을 갖고 상기 불소 수지제 필터에 의해 여과를 하는 제 1 공간과, 이 제 1 공간 위쪽에 위치하고 여과 처리 시에 처리액을 갖는 제 2 공간으로 분리되어 있는 여과기의 역세척 방법으로서, 물, 공기, 수증기 중의 어느 하나 또는 그 조합으로 이루어진 역세척 유체를 상기 여과기의 상기 제 2 공간 측으로부터 공급하고, 상기 불소 수지제 필터를 통과시킨 후에 상기 여과기의 외부로 배출하는 제 1 역세척 처리와, 물을 여과기의 제 1 공간 측으로부터 공급하고, 상기 불소 수지제 필터를 통과시킨 후에 상기 여과기의 상기 제 2 공간 측으로부터 외부로 배출하는 제 2 역세척 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 여과기의 역세척 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 여과 조작에 따라 필터 표면에 부착되는 현탁물의 오염을 2가지의 역세척 처리를 병용함으로써 효과적으로 제거할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 12에 따른 발명에서는, 상기 제 2 역세척 처리 시에,상기 여과기의 상기 제 1 공간의 압력과 상기 제 2 공간의 압력 차가 상기 불소 수지제 필터의 버블 포인트 이상으로 되도록 상기 여과기에 공급하는 물의 유량을 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제 2 역세척 시의 물의 흐름을 원활하게 함으로써, 효율적으로 단시간에 역세척 처리를 행할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 13에 따른 발명에서는, 상기 제 1 역세척 처리와 상기 제 2 역세척 처리 사이에 상기 여과기의 상기 제 1 공간 측으로부터 버블링 가스를 공급하고, 상기 불소 수지제 필터를 요동시킨 후에 상기 버블링 가스를 상기 여과기의 외부로 배출하는 버블링 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.
이것에 의해, 필터를 요동시킴으로써 필터에 부착된 현탁물을 보다 확실하게 제거하는 동시에, 여과기 하부에 침강한 현탁물을 외부로 배출할 수 있기 때문에, 역세척 처리를 보다 효과적으로 행할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 14에 따른 발명에서는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 필터를 설치하여 이루어진 여과기와, 상기 여과기에 역세척용 물을 공급하는 역세척 탱크를 구비하며, 상기 역세척 탱크는 물을 용이하게 통과시키고 가스를 통과시키기 어려운 칸막이에 의해 2실로 분할되고, 그 2실은 압력 제어 가능한 가스 공급 라인과 역세척용 보급수를 공급하는 보급수 라인이 연결되는 제 1 실과, 상기 여과기의 처리액 저장실 측에 연결되는 제 2 실인 것을 특징으로 하는 여과 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 역세척 탱크의 칸막이가 물을 통과시키고 가스를 통과시키기 어려운 점을 이용하여, 칸막이의 상부에 채운 물만을 순식간에 여과기의 상부 물탱크에 공급하여 역세척을 행할 수 있다. 가스가 필터를 통과하여 포함하는 물을 증발시켜 필터를 소수화하지 않기 때문에, 친수화 처리가 불필요하여 친수화와 그 후의 정화 시간을 절약할 수 있고, 재기동까지의 시간을 대폭으로 단축시킬 수 있는 동시에, 친수화에 사용하는 약품과 그 처리가 불필요하여 폐기물 발생을 삭감할 수 있다. 다른 기계적인 방식에 의해 물만을 순식간에 일정량 공급할 경우에는 장치가 대형화되는 것에 대하여, 본 발명에서는 물 공급량을 칸막이만으로 제어할 수 있어 간소화할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 15에 따른 발명에서는, 상기 여과기의 처리액 저장실 측에 연결되는 제 1 리크 라인에 설치되고 상기 여과기의 처리액 저장실 측 내의 기체를 외부로 배출하는 제 1 리크 밸브와, 상기 역세척 탱크의 제 1 실 측에 연결되는 제 2 리크 라인에 설치되고 상기 역세척 탱크의 제 1 실 내의 기체를 외부로 배출하는 제 2 리크 밸브를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 역세척 조작 전에 여과기 상부의 물탱크에 연결된 리크 밸브를 개방하여 보급수를 역세척 탱크를 개재시켜 공급하고, 여과기 상부의 물탱크에 저장된 가스를 물로 치환할 수 있기 때문에, 연속되는 역세척 조작에 의해 가스가 필터를 통과하여 필터가 소수화하는 것을 한층 더 효과적으로 회피할 수 있다. 또한, 역세척 탱크의 보급수가 연결된 실에 리크 밸브를 설치함으로써, 역세척 후에 즉시 탱크 내의 가스를 물로 치환할 수 있어 단시간에 반복적으로 역세척이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 16에 따른 발명에서는, 상기 역세척 탱크의 칸막이는 친수성 충전물 또는 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 칸막이를 친수성 충전물 또는 막으로 함으로써, 가스와 물의 분리 성능이 향상되어, 가스가 칸막이를 통과하는 양을 저감시킬 수 있고, 필터를 보다 소수화되기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 17에 따른 발명에서는, 상기 역세척 탱크의 칸막이는 평막, 플리츠 형상, 원통 형상 또는 중공사 형상인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 칸막이를 평막, 플리츠 형상, 원통 형상, 중공사 형상으로 하여 면적을 증대시킴으로써 칸막이의 압력 손실을 낮게 억제할 수 있고, 역세척수의 주입 시간이 짧아져 역세척 효율이 향상된다.
특허청구범위의 청구항 18에 따른 발명에서는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 필터를 설치하여 이루어진 여과기와, 이 여과기의 상기 피처리액 유입 측으로부터 드레인을 빼내는 드레인 라인과, 이 드레인 라인에 설치된 냉각기를 갖는 것을 특징으로 하는 여과 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 역세척수를 반입하지 않고, 여과기 내부의 고온 고압수를 이용하여 여과기의 역세척을 행할 수 있다. 여과기 내부의 고온 고압수 압력을 낮추어 팽창시키면서 빼낼 때에 냉각기에 의해 물로 되돌려 드레인하기 때문에, 큰 프레시 탱크는 불필요하다. 또한, 여과기 상부의 물탱크 부분의 물은 처음에는 압력이 높기 때문에 액체 상태이나, 압력이 낮아지면 비등(沸騰)하여 증기로 되어 체적이 급격하게 팽창한다. 따라서, 비등 후에는 증기가 필터를 큰 선속도로 대량으로 통과하기 때문에, 여과기의 처리액 저장실의 고온 고압수에 의해 필터의 역세척이 가능하다. 또한, 필터를 통과하는 것은 증기뿐이기 때문에, 소수화하는 것을 회피할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 19에 따른 발명에서는, 상기 여과기의 용기 내에서의 상기 처리액 유출 라인 측에 증기를 공급하는 스팀 라인을 접속한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 여과기의 처리액 측으로부터 발생하는 증기 이외에 증기 공급이 가능하기 때문에, 필터로부터 고형 현탁물을 제거할 수 있을 때까지 역세척에 필요한 증기를 충분히 공급할 수 있다.
특허청구범위의 청구항 20에 따른 발명에서는, 상기 여과기의 필터는 불소 수지제 필터이고, 이 필터는 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리를 하거나, 또는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리가 실행되어 이루어진 것을 특징으로 한다.
특허청구범위의 청구항 21에 따른 발명에서는, 증발 장치와, 이 증발 장치로부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 터빈과, 이 터빈으로부터의 배증기를 복수로 하는 복수기와, 이 복수기로부터 상기 증발 장치에 복수를 공급하는 급수 라인과, 이 급수 라인에 설치되는 히터와, 상기 급수 라인에 접속하고 상기 히터로부터 배출되는 드레인수를 다시 상기 히터에 공급하는 히터 드레인 라인을 갖는 발전 플랜트로서, 청구항 1 또는 4에 기재된 여과기를 상기 급수 라인과 상기 히터 드레인 라인 중의 적어도 하나에 개재시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 발전 플랜트를 제공한다.
본 발명에 의하면, 급수 라인 또는 히터 드레인 라인에 상기 여과기를 개재시킴으로써, 급수 중 또는 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식(erosion) 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감이 가능해진다.
또한, 본 발명의 발전 플랜트에 의하면, 필터의 잔류 응력 및 용출 성분을 미리 제거하여 둠으로써, 안정된 투수 성능에 의해 수질 오염 없이 히터 드레인 또는 급수 등의 고온수 중으로부터 고형 현탁물을 제거하는 것이 가능해진다.
특허청구범위의 청구항 22에 따른 발명에서는, 증발 장치와, 이 증발 장치로부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 터빈과, 이 터빈으로부터의 배증기를 복수로 하는 복수기와, 이 복수기로부터 상기 증발 장치에 복수를 공급하는 급수 라인과, 이 급수 라인에 설치되는 히터와, 상기 급수 라인에 접속하고 상기 히터로부터 배출되는 드레인수를 다시 상기 히터에 공급하는 히터 드레인 라인을 갖는 발전 플랜트로서, 청구항 14 또는 18에 기재된 여과 장치를 상기 급수 라인과 상기 히터 드레인 라인 중의 적어도 하나에 개재시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 발전 플랜트를 제공한다.
본 발명에 의하면, 복수, 급수, 고압 히터 및 저압 히터에서 발생하는 고형 현탁물을 제거할 수 있기 때문에, 고형 현탁물에 기인하는 부식을 저감시킬 수 있는 동시에, 증발기 내면으로의 고형물 부착에 의한 전열 효율을 저하시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 급수, 고압 히터 및 저압 히터에서 발생하는 고형 현탁물을 제거할 수 있기 때문에, 고형 현탁물에 기인하는 부식을 저감시킬 수 있는 동시에, 증발기 내면으로의 고형물 부착에 의한 전열 효율을 저하시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 여과기, 여과 장치 및 발전 플랜트의 실시형태를 도면에 의거하여 설명한다.
제 1 실시형태(도 1 내지 도 3)
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 여과기를 나타내는 구성도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 여과기(1)는 용기로서의 탱크(2)를 갖고, 이 탱크(2)는 내부에 불소 수지제 필터(3)가 설치되는 한편, 저부(底部)에 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인(4a)이 접속되는 동시에, 상부에 불소 수지제 필터(3)에 의해 여과한 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인(4b)이 접속되어 있다. 여기서, 피처리액은 필터(3)에 의한 여과 처리를 실행하기 전의 용액을 의미하고, 처리액은 필터(3)에 의해 여과된 용액을 의미한다.
피처리액 유입 라인(4a)은, 예를 들어, 발전 플랜트의 복수기로부터 압력 용기 또는 증발 장치(도시 생략)에 연결되는 급수 라인 등이며, 급수 중에 철 등의 현탁물을 함유하는 라인이다. 또한, 불소 수지제 필터(3)는 사불화에틸렌 수지(PTFE)에 의해 중공 형상 또는 플리츠(주름) 형상으로 형성되고, 그 표면에 직경 0.01㎛ 내지 0.5㎛의 작은 구멍이 다수 형성되어 있다. 또한, 구멍 직경은 0.05㎛ 내지 0.45㎛로 설정하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 불소 수지제 필터(3)에는, 사용 온도 근방이나 그를 초과하는 온도의 열수 또는 기체 중에서 가열 처리를 1시간 이상 부가한 필터가 사용되고 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 실시형태에서 탱크(2) 내에 설치된 불소 수지제 필터가 중공 형상으로 형성된 예를 나타내는 개략도로서, 도 2a는 불소 수지제 중공 형상 필터가 U자 형상으로 설치된 예를 나타내고, 도 2b는 불소 수지제 중공 형상 필터가 I자 형상으로 설치된 예를 나타내고 있다.
도 2a에서는, 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)의 양단이 밀봉부(5)에 의해 유지됨으로써, 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)가 U자 형상으로 설치되어 있다.
또한, 도 2b에서는, 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)의 한쪽 끝이 밀봉부(5)에 의해 유지됨으로써, 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)가 I자 형상으로 설치되어 있다.
불소 수지제 중공 형상 필터(3a)를 유지하는 밀봉부(5)는 탱크(2) 내의 상부에 배치되고, 피처리액과 처리액의 격벽으로서의 기능을 가지며, 그 재질은 고온수 중에서 내구성을 갖는 재료, 예를 들어, 스테인레스강 또는 사불화에틸렌-육불화프로필렌 공중합 수지(FEP) 또는 PFA가 선택된다.
도 3은 본 실시형태에서 탱크(2) 내에 설치된 불소 수지제 필터가 플리츠 형상으로 형성된 예를 나타내는 개략도이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 불소 수지제 플리츠 형상 필터(3b)는 한쪽 끝이 밀봉부(5)에 의해 유지되는 한편, 다른쪽 끝이 플리츠 필터 지지판(6)에 지지된 플리츠 필터 고정판(7)에 의해 고정된다.
다음으로, 본 실시형태의 작용을 설명한다. 예를 들면, 발전 플랜트의 복수기로부터 배출된 피처리액이 피처리액 유입 라인(4a)을 통과하여 탱크(2) 내에 유입되고, 이 탱크(2) 내에서는 피처리액이 불소 수지제 필터(3)에 의해 여과된다. 또한, 불소 수지제 필터(3)는 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)와 불소 수지제 플리츠 형상 필터(3b)에서 동일하게 여과를 행한다.
여기서, 불소 수지제 필터(3)에는 직경 0.01㎛ 내지 5㎛의 작은 구멍이 다수 형성되어 있기 때문에, 그 이상의 직경의 현탁물은 불소 수지제 필터(3)의 표면에 포집된다. 이와 같이 하여 여과된 처리액은, 탱크(2)의 상부로부터 처리액 유출 라인(4b)을 거쳐 급수 라인(도시 생략)에 공급된다.
이와 같이 본 실시형태의 여과기(1)에 의하면, 탱크(2) 내에 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터(3)를 설치함으로써, 고온수 중에서 내구성을 갖고, 특히, 150 를 초과하는 고온수 중에 함유되는 현탁물을 확실하게 제거할 수 있다. 200 열수에 침지했을 때, 불소 수지로부터 용출되는 불소는 100ppt 이하로서 배관재의 부식 원인으로 되는 농도가 아니고, 처리액의 수질을 양호하게 유지할 수 있으며, 현탁물을 저감시키는 것이 가능하다. 또한, 불소 수지제 필터(3)는 사용 온도 근방이나 그를 초과하는 온도의 열수 또는 기체 중에서 1시간 이상 가열 처리된 것을 사용함으로써, 필터재로부터 용출되는 불순물을 저감시킬 수 있고, 처리수의 수질을 양호하게 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 불소 수지제 필터(3)의 재질에 사불화에틸렌 수지를 사용했으나, 그 이외의 불소 수지를 사용할 수도 있다.
제 2 실시형태(도 4)
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 여과기를 나타내는 구성도이다.
또한, 본 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일하거나 대응하는 부분에는 동일 부호를 사용하는 동시에, 상기 제 1 실시형태와 상이한 구성 및 작용만을 설명한다. 또한, 탱크(2) 내의 구조는 상기 제 1 실시형태와 동일하다.
본 실시형태는, 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된 현탁물을 제거하기 위해, 물, 공기, 수증기 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어진 역세척 유체를 사용한 역세척을 가능하게 하는 설비가 설치되어 있다. 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이, 탱크(2)의 상부에 역세척 유체를 탱크(2) 내에 보내는 역세척 라인(8)의 한쪽 끝이 접속되고, 이 역세척 라인(8)의 다른쪽 끝이 역세척 설비(9)에 접속되어 있다. 또한, 탱크(2) 하부와 역세척 설비(9)를 역세척 라인(8a)이 연결하고 있다. 그리고, 탱크(2)의 하부에는 역세척 유체 등을 탱크(2) 밖으로 배출하는 유체 배출 라인(10)이 탱크(2)의 처리액 저장실 아래쪽에 위치하는 공간에 접속되어 있다.
또한, 탱크(2)의 하부에는 탱크(2) 내에 버블링 가스를 공급하는 버블링 가스 공급 라인(11)의 한쪽 끝이 내부까지 연장되어 있고, 이 버블링 가스 공급 라인(11)의 다른쪽 끝에는 버블링 가스 공급 설비(12)가 접속되어 있다.
그리고, 탱크(2)의 상부에는 탱크(2)의 처리액 저장실에 있는 유체 등을 배출하는 유체 배출 라인(13)이 접속되는 한편, 탱크(2)의 저부에는 탱크(2) 저부에 침강한 현탁물을 배출하기 위한 드레인 라인(14)이 접속되어 있다.
다음으로, 본 실시형태의 작용을 설명한다. 피처리액 중에 함유되는 현탁물은 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된다. 현탁물을 제거하지 않은 상태에서 여과처리를 계속했을 경우에는, 탱크(2) 내부에서의 압력 손실이 커지기 때문에, 탱크(2)의 입구부와 출구부의 차압이 커지고, 피처리액의 흐름을 저해하기 때문에, 단위 시간당 처리량이 저하되어, 처리 효율이 저하된다. 또한, 현탁물의 일부가 떠내려가 탱크(2) 출구부의 수질을 악화시키는 요인으로 된다.
그래서, 처리액의 유량 및 수질을 양호하게 유지하기 위해서는, 일정 차압에 도달한 시점에서 여과기(1)로의 통수(通水)를 정지시키고, 물, 공기, 수증기 등의 유체를 이용하여 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된 현탁물을 제거하는 것이 필요하게 된다. 여과기(1)는 여과 처리 시에 피처리액을 갖는 제 1 공간과, 그 위쪽에 위치하고 여과 처리 시에 처리액을 갖는 제 2 공간으로 분리되어 있으나, 이 구조를 갖는 여과기에 대하여 여과 조작을 정지시켜 후술하는 2가지 역세척 처리를 행한다.
즉, 피처리액 유입 라인(4a)에 설치된 밸브(도시 생략)를 폐쇄하고, 피처리액 유입 라인(4a)으로부터 탱크(2)로의 통수를 정지시킨 후, 제 1 역세척 처리로서, 물, 공기, 수증기 중의 어느 하나 또는 그 조합으로 이루어진 역세척 유체를 역세척 설비(9)로부터 역세척 라인(8)을 통과하여 탱크(2) 내의 제 2 공간 측에 공급하고, 이 역세척 유체가 제 1 공간 측의 불소 수지제 필터(3)를 통과하여 그 표면에 부착된 현탁물을 수반하여 유체 배출 라인(10)으로부터 배출된다. 이 조작에 의해, 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된 현탁물은 제거된다.
그리고, 제 2 역세척 처리로서, 물을 역세척 설비(9)로부터 역세척 라인(8a)을 통과하여 탱크(2)의 제 1 공간 측에 공급하고, 불소 수지제 필터(3)를 통과시켜, 탱크(2)의 공간 측의 유체 배출 라인(13) 또는 처리액 유출 라인(4b)으로부터 배출한다. 이 때, 불소 수지제 필터(3)가 갖는 버블 포인트 이상의 압력 차가 제 1 공간 측과 제 2 공간 측에 생기는 것과 같은 유량으로 흐르게 한다. 버블 포인트는 불소 수지제 필터(3)를 구성하는 막이 알코올로 젖은 경우에 공기가 막을 통과하는데 필요하게 된다. 제 1 공간의 압력과 제 2 공간의 압력과의 압력 차를 의미한다. 버블 포인트 이상의 압력 차로 되도록 상대적으로 역세척 유체의 상류 측, 즉, 제 1 공간의 압력을 높이도록 물의 유량을 조절함으로써, 물이 제 1 공간으로부터 제 2 공간으로 통수하기 쉬워지고, 제 2 역세척 처리가 적합하게 진행된다.
또한, 실험에 의하면, 버블 포인트가 0.1㎫인 불소 수지제 필터(3)에 대하여 제 1 공간과 제 2 공간의 차압을 0.2㎫ 이상으로 함으로써, 제 2 역세척 처리가 현저하게 효율적으로 실행됨을 확인할 수 있었다. 이것으로부터, 압력 차가 버블 포인트의 2배 이상으로 되도록 물의 유량을 조정하는 것이 보다 적합함을 이해할 수 있다.
이 제 2 역세척 처리에 의해, 제 1 역세척 처리에 의해 저하되는 투수 성능이 회복된다. 또한, 불소 수지제 필터(3)의 건전성도 확인할 수 있다.
또한, 이 제 2 역세척 처리는 제 1 역세척 처리 후에 계속하여 행하는 것이 바람직하나, 이 때, 예를 들어, 제 1 역세척 처리와 제 2 역세척 처리 사이에 후술하는 버블링 처리를 행하는 것이 보다 적합하다.
즉, 버블링 처리로서, 버블링 가스 공급 설비(12)로부터 버블링 가스 공급라인(11)을 통과하여 탱크(2) 내에 버블링 가스가 공급되고, 이 버블링 가스를 유체 배출 라인(10)으로부터 배출함으로써, 불소 수지제 필터(3)가 요동하여, 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된 현탁물이 제거된다. 그리고, 불소 수지제 필터(3) 표면으로부터 제거되어, 탱크(2) 하부에 침강한 현탁물은 드레인 라인(14)으로부터 배출된다. 여기서의 버블링 가스로서는, 예를 들어, 공기를 사용하는 것을 생각할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 불소 수지제 중공 형상 필터(3a)와 불소 수지제 플리츠 형상 필터(3b)의 양쪽에 적용 가능하다. 또한, 본 실시형태에서는, 역세척 설비(9) 대신에 화학 약품을 이용하여 필터를 세정하는 화학 세정 설비를 설치하도록 할 수도 있다. 화학 세정 설비에서 이용되는 화학 약품으로서는, 예를 들어, 과산화수소수, 또는 염산, 황산, 아세트산, 옥살산 등의 산, 또는 수산화나트륨 등의 알칼리를 들 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 불소 수지제 필터(3)를 역세척 설비(9) 또는 세정 설비에 의해 역세척 또는 세정함으로써, 불소 수지제 필터(3) 표면에 부착된 현탁물의 오염을 제거할 수 있다. 또한, 불소 수지제 필터(3) 표면에 헐겁게 부착된 현탁물은 역세척 유체를 이용한 역세척 설비(9)나 화학 세정 설비 또는 버블링 가스 공급 설비(12)에 의해 제거할 수 있다. 이것에 의해, 불소 수지제 필터(3)를 교환하지 않고 재사용할 수 있으며, 처리액의 수질을 양호하게 유지할 수 있다.
제 3 실시형태(도 5, 도 6)
도 5는 본 발명의 제 3 실시형태에 의한 여과기의 필터 모듈을 조제하기 위한 장치를 나타내는 구성도이다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 밀폐된 중공 형상의 열처리 용기(15)에는, 상하 방향으로 히터(16)가 매설 또는 설치되는 동시에, 내부에 공기(A)가 채워져 있다. 그리고, 열처리 용기(15) 내에는 불소 수지의 일종인 PTFE제 필터 모듈(17)이 수납되고, 히터(16)에 의해 내부 공기(A)를 가열함으로써, 필터 모듈(17)이 열처리된다.
(실시예 1 내지 실시예 6)
도 6은 열처리를 행하지 않는 필터 모듈을 그대로 열수 투과했을 때와, 도 5에 나타낸 장치를 이용하여 대기(공기(A)) 중에서 200 로 1시간 유지하여 열처리하고, 열수를 투과했을 때의 차압 및 투수 능력의 관계를 나타내는 도면이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 대기 중에서 열처리하여 잔류 응력을 제거하고, 열수 투과 시의 열 변형을 억제한 필터 모듈(17)에서는, 열수의 투과를 반복하여도 투수 능력은 변화하지 않고, PTFE로부터 용출되는 불소가 저감된다. 이 경우의 투수 능력 및 불소 수지의 용출량을 표 1의 실시예 1과 같이 기준값으로 하여 100으로 나타낸다.
또한, 불활성 가스 중에서 100 로 2시간 유지하여 조제한 필터 모듈(실시예 2), 불활성 가스 중에서 250 로 1시간 유지하여 조제한 필터 모듈(실시예 3), 150 의 순수(純水) 중에서 1시간 유지하여 조제한 필터 모듈(실시예 4), 200 의 순수 중에서 1.5시간 유지하여 조제한 필터 모듈(실시예 5), 250 의 순수 중에서 1시간유지하여 조제한 필터 모듈(실시예 6)에서는 하기와 같은 표 1을 얻었다.
(비교예 1 내지 비교예 3)
한편, 불활성 가스 중에서 90 로 2시간 유지하여 조제한 필터 모듈(비교예 1), 불활성 가스 중에서 100 로 0.8시간 유지하여 조제한 필터 모듈(비교예 2), 250 의 순수 중에서 0.9시간 유지하여 조제한 필터 모듈(비교예 3)에서는 하기와 같은 표 1을 얻었다.
또한, 하기의 표 1에 있어서, 투수 능력은 기준값 100 이상인 것이 바람직하며, 용출량은 130 이하가 허용 범위이다.
도 6 및 표 1에 나타낸 결과로부터 명확히 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 실시예 6과 같이 사용 전에 기체 중 또는 순수 중의 분위기에서 PTFE의 융점(327 ) 이하의 온도 100 내지 250 로 1시간 이상 유지하여 열처리함으로써 잔류 응력을 제거하고, 열수 투과 시의 열 변형을 억제한 것에서는, 투수 능력이 향상되는 동시에, 불소 수지의 용출량이 저감되었다.
한편, 표 1에 나타낸 바와 같이 열처리 온도를 100 미만으로 한 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 현저하게 저하된다(비교예 1). 또한, 열처리 온도가 100 이며 유지하는 시간이 1시간 미만일 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 현저하게 저하된다(비교예 2). 또한, 열처리 온도가 250 인 경우에도 유지 시간이 1시간 미만이면, 투수 성능은 향상되지만, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가한다(비교예 3).
따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이 열처리를 하지 않은 필터 모듈에서는, 열수 투과 시에 제조 시의 잔류 응력에 의해 막이 변형되어 투수 능력이 저하된다.
실시예 1 내지 6에 의해 얻어진 필터 모듈(17)에서는, 히터 드레인 또는 급수 등과 같이 빈번하게 열 사이클이 관계되는 여과기에 적용한 경우, 제조 시의 잔류 응력을 미리 열처리에 의해 제거하여 둠으로써, 내열 사이클 성능이 안정된 필터 모듈(17)을 제공할 수 있다.
또한, 열처리 용기(15) 내에서 온도를 상승시키는 시간은, 1시간 이상 소요하여 상기 처리 온도로 상승시키고, 1시간 이상 일정 온도로 유지하여 잔류 응력을 제거한 후, 3 내지 6시간 소요하여 서서히 냉각시킨다. 또한, 불소 수지 사이의 열팽창 계수에 차가 있어서 급격한 온도 상승은 필터 모듈(7)을 파손시킬 가능성이 있기 때문에, 1시간 이상이며, 길면 길수록 바람직하다.
또한, 사용 시에 열 변형되기 어려운 필터 모듈(17)을 얻기 위해서는, 상기 냉각 시간이 길수록 잔류 응력을 저감시킬 수 있기 때문에 가급적 서서히 냉각시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기와 같이 유지하는 열처리 온도는 100 내지 250 가 적합하고, 필터 모듈(17) 또는 막 제조 시의 온도보다 0 내지 10 높은 온도가 바람직하다. 또한, 기체 중에서 열처리한 후에 다시 액체 중에서 처리하여, 필터가 사용되는 환경에서 열처리를 행하여 두는 것도 필터 모듈(17)의 내열 사이클성을 향상시키는 관점에서 효과적이가.
상기 필터 모듈(17)은 내열성 및 내약품성을 갖는 불소 수지제이며, 중공 형상, 평막 형상 또는 튜브 형상으로 형성되거나, 또는 원통 형상 용기에 입상(粒狀) 불소 수지를 충전한 충전탑과 같이 구성할 수도 있고, 막의 모듈에 고정시키는 재료도 불소 수지인 것이 바람직하다.
또한, 열처리 용기(15) 내에 채우는 기체는 상기 공기(A) 이외에, 질소, 아르곤 등의 불활성 가스, 수증기 등의 모듈 재질을 열처리 시에 열화시키지 않는 것이 바람직하다. 그리고, 열처리 용기(15) 내에 채우는 것은 대기(공기(A)) 등의 기체 이외에 액체도 가능하고, 사용 할 수 있는 액체는 순수 및 초순수 등과 같이 모듈의 오염으로 되는 불순물을 함유하지 않는 것이 적합하며, 필터 사용 환경의 pH값, 용존 산소 농도 또는 화학 성분의 수질을 갖는 액체이면 보다 한층 바람직하다.
이와 같이 실시예 1 내지 6에 의하면, 모듈 사용 전에 열처리하여 제조 시의 잔류 응력을 제거할 수 있기 때문에, 사용 시에 반복되는 열 사이클에 대해서도 안정된 처리 성능을 얻는 것이 가능해진다.
또한, 불소 수지제 필터 모듈(17)은 중공 형상, 플리츠 형상, 평막 형상 및 튜브 형상 중에서 선택된 형상이기 때문에, 안정된 투수 성능 및 수질 오염이 적은 불소 수지제 필터를 얻을 수 있다.
제 4 실시형태(도 7)
도 7은 본 발명의 제 4 실시형태에 의한 여과기의 필터 모듈을 조제하기 위한 장치를 나타내는 계통도이다. 또한, 상기 제 3 실시형태와 동일하거나 대응하는 부분에는 동일 부호를 사용하여 설명한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 열수 세정용 압력 용기(18) 내는 고온의 열수(W)로 채워져 있고, 필터 모듈(17)이 수납되어 있다. 그리고, 열수 세정용 압력 용기(18)의 출구 측의 라인(L1)에는 냉각기(19), 필터(20) 및 이온 교환체를 충전한 탈염 장치(21)가 개재되고, 이 라인(L1)이 펌프(22)의 급수 측과 접속되어 있다. 이 펌프(22)의 배출 측에는 라인(L2)이 접속되고, 이 라인(L2)에는 히터(23)가 개재되며, 이 라인(L2)이 열수 세정용 압력 용기(18)와 접속되어 있다.
따라서, 펌프(22)를 구동시킴으로써, 열수 세정용 압력 용기(18) 내의 고온 세정액이 냉각기(19)에 의해 냉각된 후, 필터(20)에 의해 세정액 중에 함유되는 필터 모듈(17)의 용출물로부터 고형 현탁물이 제거되고, 탈염 장치(21)에 의해 이온 성분이 제거된 세정수가 펌프(22)에 공급된다. 그리고, 펌프(22)로부터 배출된 세정수는, 열수(W)로서 가열되어 열수 세정용 압력 용기(18)의 입구 측에 공급된다.
(실시예 7 내지 실시예 12)
불소 수지제 중공사막의 필터 모듈(17)을 비등하지 않는 압력 이상으로서230 에서 1시간 열수 침지하여, 침지액 중의 용출 성분을 조사한 결과, 불소 이외의 성분은 검출되지 않고, 투수 능력도 향상되었다. 이를 하기 표 2의 실시예 9로서 나타낸다.
또한, 150 및 200 에서 1시간 열수 침지한 경우를 실시예 7 및 8로서 나타내고, 150 , 200 및 230 에서 1시간 증기를 투과한 경우를 실시예 10 내지 12로서 나타내며, 이들 실시예에서는, 표 2로부터 명확히 알 수 있듯이 투수 능력이 향상되고, 불소의 용출량도 현저하게 저감되었다.
도 8은 오토클레이브(autoclave)에 의한 막의 열수 침지 시에서의 불소 용출 속도의 시간 변화를 나타내는 도면이다. 도 8로부터 명확히 알 수 있듯이, 초기의 수시간에서 대부분의 불소가 용출된 후는 거의 용출되지 않는다. 이것으로부터, 수시간 열수에서 처리함으로써 용출되는 불소의 제거가 가능함을 알 수 있다.
(비교예 4 내지 비교예 10)
한편, 표 2의 비교예 4 내지 10에 나타낸 바와 같이, 필터 모듈(7)에 고순도 열수(W) 및 증기 중의 어느 하나를 투과시킬 경우, 열수(W) 또는 증기의 온도를 100 미만으로 한 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 현저하게 저하된다(비교예 7, 9). 또한, 열수(W) 또는 증기의 온도가 250 를 초과한 경우에도 유지 시간이 1시간 미만이면, 투수 성능은 양호해지나, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하게 된다(비교예 6, 8, 10). 또한, 열수(W) 또는 증기의 온도가 100 내지 250 이며 유지하는 시간이 1시간 미만일 경우에는, 불소 수지로부터 용출되는 불소의 양이 증가하며, 투수 성능이 현저하게 저하된다(비교예 4, 5)
(실시예 13 내지 실시예 16)
표 3에 나타낸 실시예 13 및 14는, 불활성 가스에 의한 열처리를 온도 100 내지 250 에서 1시간 이상 유지하여 행하고, 그 후에 열수 투과 처리로서 비등하지 않는 압력 이상으로 100 내지 250 온도의 열수(W)를 1시간 이상 필터에 통과시킨 경우를, 또한, 실시예 15 및 16은, 순수에 의한 열처리를 온도 100 내지 250 에서 1시간 이상 유지하여 행하고, 그 후에 증기 투과 처리로서 100 내지 250 온도의 증기를 1시간 이상 필터에 통과시킨 경우를 각각 나타내고 있다.
표 3으로부터 명확히 알 수 있듯이, 상기 조건으로 필터를 열처리함으로써, 제조 시의 잔류 응력을 효율적으로 제거할 수 있으며, 상기 조건으로 열수(W) 또는 증기를 투과시킴으로써, 필터 사용 시에 불소가 용출되어 수질을 오염시키는 성분을 단시간에 제거할 수 있다.
이와 같이 본 실시형태에서는, 도 7에 나타낸 장치에 의해 열수(W)를 필터 모듈(17)에 투과하면서 필터(20)로 용출 성분을 제거하고, 탈염 장치(21)에 의해 탈염 처리한 열수를 순환하여 사용할 수 있기 때문에, 배치(batch) 처리보다도 효율적으로 단시간에 저농도까지 용출 성분을 제거할 수 있다.
또한, 배치 처리에서는 막 내측의 용출 성분을 제거하는 것이 곤란하지만, 상기 순환 방식에서는 내면까지 효율적으로 단시간에 용출 성분을 제거할 수 있다. 그리고, 불소 수지제 필터를 상술한 충전탑과 같이 충전물로 한 경우에 대해서도 효율적으로 제거할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 불소 수지제 필터 모듈(17)의 외측으로부터 내측을 향하여 세정하고 있지만, 열수 세정용 압력 용기(18)의 출구와 입구를 반대로 하여 필터 모듈(17)을 내측으로부터 외측으로 세정하는 것도 가능하다.
또한, 본 실시형태에서 사용되는 열수(W)의 온도는 상기와 같이 100 내지 25O 이고, 처리 시간은 1시간 내지 1주일이 적합하다.
또한, 본 실시형태의 열수(W)는 순수나 수증기, 또는 pH값, 용존 산소 농도, 화학 성분의 적어도 일부 중의 적어도 하나에 관해서 발전소 사용 환경의 모의(模擬)에 의해 얻어진 액체로 하는 것이 적합하다.
또한, 투과의 온도는 용출 성분을 제거하면서 스텝 형상 또는 일정 속도로 서서히 증가시킴으로써, 필터 모듈(17)의 열 충격에 의한 파손을 회피할 수 있고, 용출 성분의 제거를 행하면서 승온(昇溫)함으로써, 용출 성분에 의한 계 내의 오염을 억제할 수 있기 때문에, 처리 시간의 단축화가 가능해진다.
또한, 필터 모듈(17)은 소수성이므로, 열수(W)로 세정하기 전에 이소프로필알코올 등의 알코올류에 침지하여 친수화해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 본 실시형태의 히터(23) 및 냉각기(19)를 열교환기 대신에 사용함으로써, 계통을 간략화할 수 있고, 열 이용 효율의 향상도 도모된다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 열수(W)로 필터 모듈(17)을 세정하여 미리 용출 성분을 제거할 수 있기 때문에, 발전소에 설치하여 사용할 경우에 필터 설치에 의한 수질 저하를 방지할 수 있다.
또한, 열수(W)를 발전 플랜트의 pH값, 용존 산소 농도 및 화학 성분의 일부 또는 전부 중의 적어도 하나에 관해서 사용 환경의 모의에 의해 얻어진 수질로 한 경우에는, 필터 모듈(17)의 사용 환경과 동일하거나 유사한 수질의 열수(W)로 투과 처리함으로써, 고온에서의 필터 모듈(17)의 사용 시에 수중에 용출되는 성분을 단순한 열수보다도 효율적으로 세정 또는 재료 개질에 의해 미리 제거할 수 있고, 사용 시의 필터 모듈(17)로부터의 수질 오염을 단순한 열수보다도 낮게 억제하는 것이 가능해진다.
제 5 실시형태(도 9)
도 9는 본 발명의 제 5 실시형태에 의한 여과기의 모듈 밀봉부를 나타낸 단면도이다. 도 9에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 불소 수지의 일종인 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)제 중공 형상 다공질막(24)의 단부가 PTFE보다 융점이 낮은 열용융성 불소 수지인 테트라플루오르에틸렌/퍼플루오르알킬비닐에테르 공중합체(PFA)로 이루어진 지지부(25)로 용착함으로써 직접 밀봉되어 있다.
다음으로, 본 실시형태의 작용을 설명한다. 발전소의 고온수를 처리하는 필터에서는, 열 사이클을 회피하는 것이 불가능하고, 도 21에 나타낸 종래의 필터에서는, 열팽창 계수가 서로 다른 이종 재료의 외측 통(101)과 지지부(103)가 열 사이클에 의해 신축되기 때문에, 필터 모듈(104)이 파손되기 쉽다.
그래서, 본 실시형태에서는, 열 사이클에 의한 이종 재료의 신축 차가 크고, 접착부가 박리되어 필터 모듈의 파손을 일으키는 외측 통(101)을 삭제하여, 이종 재료가 접촉하는 것은 중공 형상 다공질막(24)과 지지부(25) 사이만으로 함으로써, 열 사이클에 의한 이종 재료의 신축을 감소시켜 필터 모듈의 파손이 발생되기 어렵게 하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태의 밀봉 방법은, 예를 들어, 일복국 특허 제2993217호 공보의 방법에 의해, 중공 형상 다공질막(24)를 열용융성 PFA만으로 용융 밀봉함으로써, 다른 밀봉제를 사용하지 않고, 밀봉과 지지부(25)의 형성을 동시에 행할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서 사용하는 불소 수지제 중공 형상 다공질막(24)은 상기와 같이 PTFE가 바람직하다. 그리고, 지지부(25)를 형성하는 밀봉제로서 사용되는 열용융성 불소 수지는, 예를 들어, PFA, FEP, ETFE, 폴리클로로트리플루오르에틸렌(PCTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성을 갖고, 산 및 알칼리에 대한 내약품성이 우수한 PFA와 FEP는 PTFE 중공사와 동종의 수지이고, 친화성이 높으며, 밀봉제로서 가장 적합하다.
또한, 본 실시형태에 의해 제조한 필터 모듈에 대하여, 상기 제 3 실시형태또는/및 상기 제 4 실시형태에 기재된 방법에 의해 열처리와 열수 투과를 행하면, 안정된 투수 성능이 얻어지는 동시에, 수질 오염이 적은 발전소의 고온수에 적합한 필터를 제공하는 것이 가능해진다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 중공 형상 다공질막(24)의 외주와 밀봉제 사이의 이종 재료가 접촉하는 길이는 매우 적고, 열 사이클에 의한 신축 길이의 차도 미소해져, 열 사이클에 대하여 강한 모듈 밀봉부를 형성할 수 있다.
제 6 실시형태(도 10)
도 10은 본 발명의 제 6 실시형태에 의한 여과기의 모듈 밀봉부를 나타낸 단면도이다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태는, 상기 제 5 실시형태의 PFA제 지지부(25)를 PTFE로 이루어진 지지부(25b)로 하고, 이 지지부(25b)와 PTFE제 중공 형상 다공질막(24) 사이가 PTFE보다 저융점이며 열용융성 불소 수지로서의 PFA로 이루어진 밀봉부(26)에 의해 밀봉되어 있다.
예를 들면, PTFE제 중공 형상 다공질막(24)을 밀봉하는 부분에는 PFA 튜브가 피복되고, PFA 튜브를 지지부(25b)에 형성된 구멍에 삽입하여 상기 제 5 실시형태와 동일하게 PFA를 열용융하여 중공 형상 다공질막(24)을 PTFE로 이루어진 지지부(25b)에 밀봉한다.
또한, 본 실시형태에서 사용하는 불소 수지제 중공 형상 다공질막은 PTFE가 바람직하다. 그리고, 지지부(25b)의 재질은 스테인레스강 등의 금속이나 PTFE, PFA, FEP가 바람직하다. 밀봉제로서 사용되는 열용융성 불소 수지는 PTFE제 중공 형상 다공질막(24)과 동종의 수지이고, 친화성이 높은 PFA 및 FEP가 바람직하다.
또한, 본 실시형태에 의해 제조한 필터 모듈에 대하여, 상기 제 1 실시형태 또는/및 상기 제 2 실시형태에 기재된 방법에 의해 열처리와 열수 투과를 행하면, 안정된 투수 성능이 얻어지는 동시에, 수질 오염이 적은 발전소의 고온수에 적합한 필터를 제공하는 것이 가능해진다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 중공 형상 다공질막(24)의 외주와 밀봉부(5)와의 접착부 사이, 및 지지부(25b)와 밀봉부(26)와의 접착부 사이와 같이 이종 재료가 접촉하는 길이는 매우 적기 때문에, 열 사이클에 의한 신축 길이의 차도 미소해져, 열 사이클에 대하여 강한 모듈 밀봉부를 구비한 지지부를 형성할 수 있다.
제 7 실시형태(도 11)
도 11은 본 발명의 제 7 실시형태에 의한 여과 장치의 구성을 나타내는 계통도이다.
본 실시형태의 여과 장치는, 용기(2) 내에 필터(30)를 관판(30a)에 의해 매달아 설치되는 여과기(31)를 구비하고, 이 여과기(31)에는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인(4a)과, 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인(4b)이 각각 접속되어 있다. 여과기(31)의 관판(30a) 위는 처리액 저장실(37)로 되어 있고, 이 처리액 저장실(37) 측에는 역세척용 물(32)을 공급하기 위한 역세척 라인(33)이 접속되며, 이 역세척 라인(33)에는 물(32)을 저장하는 역세척 탱크(34)가 설치되어 있다.
역세척 탱크(34)는 물(32) 등의 액체를 용이하게 통과시키고 가스(35) 등의기체를 통과시키기 어려운 칸막이(36)에 의해 2실로 분할되어 있다. 그리고, 분할된 한쪽 실(제 1 실)(36a)은 가스(35)를 공급하는 가스 공급 라인(38)과 역세척용 보급수(39)를 공급하는 보급수 라인(40)에 연결되어 있고, 다른쪽 실(제 2 실)(36b)은 역세척 라인(33)을 통하여 여과기(31)의 처리액 저장실(37) 측에 연결되어 있다. 가스 공급 라인(38)에는 가스 탱크(41)가 설치되고, 공급하는 가스(35)의 압력 제어가 가능하게 되어 있다.
여과기(31)의 처리액 저장실(37) 측과 역세척 탱크(34)의 제 1 실(36a) 측에는 각각 리크 밸브(42a, 43a)를 갖는 리크 라인(42, 43)이 설치되어 있다. 또한, 여과기(31)의 아래쪽에는 폐액 수용조(44)가 배치되고, 이 폐액 수용조(44)에는 여과기(31)의 피처리액 측 상부(관판(30a)의 하부) 및 여과기(31)의 저부로부터 드레인 라인(45, 46)이 각각 도출되어 있다. 각 라인(4a, 4b, 33, 38, 40, 45, 46)에는 각각 개폐용 밸브(47a∼47g)가 설치되어 있다.
다음으로 작용을 설명한다. 통상의 피처리액 여과 시에 있어서는, 피처리액 유입 라인(4a)의 밸브(47a) 및 처리액 유출 라인(4b)의 밸브(47b)만이 개방으로 되고, 다른 밸브는 모두 폐쇄로 되어, 피처리액 유입 라인(4a)으로부터 계통수가 여과기(31)에 공급되고, 필터(30)에 의해 여과된 후, 처리액 유출 라인(4b)으로부터 계통에 유출된다.
한편, 역세척 시에 있어서는, 피처리액 유입 라인(4a)의 밸브(47a) 및 처리액 유출 라인(4b)의 밸브(47b)를 폐쇄로 한다. 그리고, 먼저, 역세척의 조작 전단계에서, 여과기(31)의 처리액 저장실(37)에 접속되어 있는 리크 라인(42)의 리크밸브(42a)를 개방하는 동시에, 역세척 라인(33)의 밸브(47c)를 개방하여 역세척 탱크(34)로부터 물(32)을 여과기(31)에 공급한다. 이것에 의해, 여과기(31)의 처리액 저장실(37)에 가스가 잔류되어 있을 경우, 그 가스를 물(32)로 치환할 수 있다. 이것에 의해, 필터(30)의 소수화를 효과적으로 방지할 수 있다.
다음으로, 역세척 조작으로서, 여과기(31)가 100℃ 미만인 경우에 역세척 탱크(34)와 여과기(31)를 연결하는 역세척 라인(33)의 밸브(47c)를 개방으로 한 상태에서, 가스 공급 라인(38)의 밸브(47d)를 개방하고, 가스 탱크(41)로부터 소정 압력의 가스(35)를 역세척 탱크(34)의 제 1 실(36a)에 공급한다. 이것에 의해, 가스(35)의 압력에 의해 역세척 탱크(34) 내의 물(32)이 여과기(31)에 주입되고, 필터(30)를 여과 처리 시와는 반대 방향으로 통수한다. 이 경우, 여과기(31)의 처리액 측 상부의 드레인 라인(45)의 밸브(47f)를 개방으로 하고, 오버플로(overflow)에 의해 드레인을 폐액 수용조(44)에서 수용한다.
즉, 상술한 바와 같이, 역세척 탱크(34)의 내부는 물(32)을 용이하게 통과시키지만 가스(35)를 통과시키기 어려운 칸막이(36)가 설치되어 2실로 분할되어 있으며, 제 2 실(36b)은 물(32)로 채워지고, 여과기(31)에 접속되어 있다. 또한, 제 1 실(36a)에는, 개폐용 밸브(37d)를 갖는 가스 공급 라인(38)과 밸브(47e)를 갖는 보급수(39) 공급용 보급수 라인(40)이 접속되어 있다. 그래서, 역세척에 필요한 양의 보급수(39)가 보급되는 동시에, 물(32)을 가압하기 위한 가스(35)의 공급이 실행된다.
가스(35)는 칸막이(36)를 통과하기 어렵기 때문에, 역세척 탱크(34)의 제 1실(36a) 내의 물(32)이 없어진 시점에서, 여과기(31)로의 물(32) 공급은 정지된다. 그래서, 가스 공급 라인(38)의 밸브(47d)를 폐쇄한다. 다음으로, 드레인 밸브(47f)를 개방하여 필터(30)로부터 제거된 고형 현탁물을 여과기(31) 내의 물과 함께 폐액 수용조(44)에 회수한다. 필터(30)가 수중에 주입되는 기포의 상승에 의해 막 진동하는 것과 같은 중공사막으로서 구성되어 있을 경우에는, 역세척 탱크(34)로부터의 역세척 조작에 이어서, 여과기(31)의 하부로부터 가스를 주입하여 버블링 조작을 행하는 것은 필터(30) 상의 현탁 고형물 제거에는 효과적이다.
그리고, 역세척 탱크(34)의 제 1 실(36a)에는 리크 밸브(43a)를 갖는 리크 라인(43)이 설치되어 있기 때문에, 리크 밸브(43a) 개방에 의해 가스 빼기를 행하는 동시에 제 1 실(36a)에 단시간으로 보급수(39)를 공급할 수 있다. 따라서, 반복적으로 역세척을 행하는 것이 가능해지고, 필터(30)로부터의 고형 현탁물 제거를 효율적으로 행할 수 있다.
역세척 탱크(34) 내부의 칸막이(36)는, 예를 들어, 친수성 물질의 충전물 또는 막으로 구성되는 친수성의 것일 경우, 가스(35)와 물(32)의 분리성이 향상되기 때문에, 필터(30)의 소수화를 회피하는데 효과적이다. 또한, 칸막이(36)에 평막, 플리츠 형상, 원통, 중공사 등의 막을 이용하여 칸막이(36)의 막 면적을 증대시키는 구조로 하면, 칸막이(36)의 압력 손실을 저감시킬 수 있기 때문에, 공급하는 가스(35)의 압력을 낮출 수 있다.
또한, 역세척 탱크(34)의 물(32)을 압출하는 가스 압력은 일정 값으로 하는 것이 아니라, 일단 가스 탱크(41)에 가스를 저장하고 나서, 순식간에 역세척탱크(34)의 물(32)을 여과기(31)에 공급하도록 하면, 효율적인 역세척이 가능해진다. 또한, 역세척 탱크(34)의 제 1 실(36a)의 물을 압출한 시점의 압력이 칸막이(36)가 가스(35)를 통과시키기 시작하는 최저 압력 이하로 되도록 가스 탱크(41)의 압력을, 예를 들어, 10배로 하면, 가스 탱크(41)의 용량은 역세척수 용량의 1/9배로 되고, 가스 탱크(41)를 소형화할 수 있어 경제적이다. 물(32)을 압출한 시점의 압력은, 칸막이(36)를 가스(35)가 통과하는 압력으로부터 0.1㎫ 이상 1㎫ 이하 정도이고, 가스 탱크(41)의 압력은 1㎫ 이상 15㎫ 이하가 적당하다.
이상의 본 실시형태에 의하면, 필터(30)를 소수화시키지 않고 가스 압력만으로 역세척할 수 있기 때문에, 설비를 간소화할 수 있는 동시에, 친수화 처리 및 여과기 내의 정화 처리 시간을 삭제할 수 있고, 여과기(31)의 재기동 시간의 단축이 도모되며, 약품 폐기물의 발생과 그 처리도 불필요해진다.
또한, 본 실시형태의 필터(30)에는, 제 1 내지 제 4 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리가 실행되며, 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리가 실행되어 이루어진 불소 수지제 필터를 적용할 수 있다.
제 8 실시형태(도 12)
도 12는 본 발명의 제 8 실시형태에 의한 여과 장치의 구성을 나타내는 계통도이다.
본 실시형태에서는, 용기(2) 내에 필터(30)를 관판(30a)에 의해 매달아 설치되는 여과기(31)를 구비하고, 이 여과기(31)에는, 피처리액이 유입되는 피처리액유입 라인(4a)과, 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인(4b)이 각각 접속되어 있다. 여과기(31)의 관판(30a) 위는 처리액 저장실(37)로 되어 있다.
그리고, 여과기(31)의 저부로부터 도출되는 드레인 라인(45)에는, 밸브(47g)와 함께 드레인 냉각용 냉각기(50)가 설치되어 있다. 또한, 물을 이용하는 역세척 라인(33)은 생략할 수 있다.
본 실시형태에 있어서는, 역세척 조작 시에, 계통의 밸브(47a, 47b)를 폐쇄하고, 여과기(31)를 고온 고압 상태로 하여 밸브(47g)의 개방 정도에 의해 유량을 제어하면서, 냉각기(50)에 의해 여과기(31) 내의 액체를 냉각시켜 폐액 수용조(44)에 배출한다. 여과기(31) 내의 압력 저하에 따라, 여과기(31)의 처리액 저장실(37) 측 내의 물이 팽창하여 필터(30)를 통과하고, 이것에 의해 역세척 작용이 실행된다. 즉, 이 압력 저하에 의해, 필터(30)를 통과하는 유체는 액체에서 증기로 변화하고, 액체에 비하여 체적이 급격하게 증가한다. 따라서, 필터(30)를 통과하는 매체의 체적도 현저하게 증가하고, 액체로 세정하는 것보다도 높은 세정 효과를 기대할 수 있게 된다. 고형 현탁물은 증기와 함께 운반되어, 냉각기(50)에 의해 응축된 액체 중에 유지되고, 폐액 수용조(44)에 회수된다.
본 실시형태에 의하면, 여과기(31)를 냉각시키지 않고 고온 상태에서 여과기(31) 내의 고온 고압수만을 사용하여 역세척할 수 있기 때문에, 여과기(31) 재기동까지의 시간의 대폭적인 단축이 가능하다. 또한, 역세척수를 외부로부터 공급하지 않기 때문에 폐액 발생이 적다.
즉, 본 실시형태에 의하면, 역세척수를 반입하지 않고, 여과기(31) 내부의고온 고압수를 이용하여 여과기의 역세척을 행할 수 있다. 여과기 내부의 고온 고압수 압력을 낮추어 팽창시키면서 빼낼 때에, 냉각기(50)에 의해 물로 되돌려 드레인하기 때문에, 큰 프레시 탱크는 불필요하다.
또한, 여과기(31) 상부의 처리액 저장실(37) 부분의 물은 처음에는 압력이 높기 때문에 액체이나, 압력이 저하되면 비등하여 증기로 되어 체적이 급격하게 팽창한다. 따라서, 비등 후에는 필터를 증기가 큰 선속도로 대량으로 통과하기 때문에, 여과기의 처리액 저장실의 고온 고압수에 의해 필터의 역세척이 가능하다. 필터를 통과하는 것은 증기뿐이기 때문에 소수화하는 것을 회피할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 필터(30)에 있어서도, 제 1 내지 제 4 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리가 실행되며, 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리가 실행되어 이루어진 불소 수지제 필터를 적용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 제 7 실시형태와 동일한 역세척 장치를 병설할 수도 있다.
제 9 실시형태(도 13)
도 13은 본 발명의 제 9 실시형태에 의한 여과 장치의 구성을 나타내는 계통도이다.
본 실시형태에서는, 용기(2) 내에 필터(30)를 관판(30a)에 의해 매달아 설치되는 여과기(31)를 구비하고, 이 여과기(31)에는, 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인(4a)과, 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인(4b)이 각각 접속되어 있다. 여과기(31)의 관판(30a) 위는 처리액 저장실(37)로 되어 있다. 여과기(31)의 처리액 저장실(37)에는, 밸브(47h)를 갖는 스팀 라인(51)을 개재시켜 증발기(52)가 접속되어 있다. 여과기(31)의 저부로부터 도출되는 드레인 라인(45)에는, 밸브(47g)와 함께 드레인 냉각용 냉각기(50)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 역세척 조작 시에는, 제 8 실시형태와 동일한 방법에 의해 여과기(31) 내의 액체를 드레인한 후, 밸브(47h)를 개방하여 증발기(52)로부터 증기(53)를 스팀 라인(51)을 개재시켜 여과기(31)에 공급하고, 필터(30) 상의 고형 현탁물을 증기(53)에 의해 세정 제거하며, 냉각기(50)에 의해 증기(53)를 응축시켜, 액체 중에 유지시켜 폐액 수용조(44)에 회수한다. 이와 같이 하여 증기(53)를 계속하여 얻을 수 있기 때문에, 고형 현탁물의 부착 상태에 따라 세정하는 증기의 양을 자유롭게 조정할 수 있다.
또한, 여과기(31)를 100℃ 미만으로 하여 여과기(31) 내의 물을 밸브(47g)로부터 드레인한 후, 증발기(52)의 증기로 역세척하는 것도 가능하다. 저압에서 증기(53)에 의한 역세척을 행할 수 있기 때문에, 필터(30)의 소수화를 회피할 수 있고, 여과기(31) 내에서 증기(53)가 응축되기 때문에, 드레인 냉각용 냉각기(50)를 삭제하거나, 또는 설비 용량을 작게 할 수 있다.
본 실시형태에 의하면, 역세척에 증기를 사용하기 때문에, 필터(30)의 소수화를 방지할 수 있으며, 증기(53)는 응축되어 물로 되고, 체적이 현저하게 감소하기 때문에, 폐기물 양이 적은 역세척이 가능하다.
또한, 본 실시형태의 필터(30)에 있어서도, 제 1 실시형태, 제 2 실시형태,제 3 실시형태 및 제 4 실시형태에서 설명한 바와 같이, 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리가 실행되며, 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리가 실행되어 이루어진 불소 수지제 필터를 적용할 수 있다.
제 10 실시형태(도 14)
도 14는 본 발명의 제 10 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다.
도 14에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 통과하여 증발 장치(59)에 급수가 흐르는 급수 라인(60)을 구비하고 있다. 이 급수 라인(60)에서는, 후술하는 터빈을 구동시킨 습기 증기가 복수기(55)에 의해 냉각되어 복수로 되고, 이 복수가 복수 탈염 설비(56)에 의해 이온성 불순물이 제거되어 급수로 되며, 이 급수가 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 거쳐 고온의 급수로 되어 증발 장치(59)에 공급된다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 증발 장치(59)로부터 고압 터빈(61), 저압 터빈(62)으로의 메인 증기 라인(63)을 구비하고 있으며, 이 메인 증기 라인(63)에서는, 증발 장치(59)에서 발생한 증기가 고압 터빈(61) 및 저압 터빈(62)을 구동시킨다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 고압 터빈(61)으로부터 추기(抽氣)된 증기가 고압 히터(58)를 통하여 응축되어 급수 라인(60)에 흐르는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 추기된 증기가 저압 히터(57)를 통하여 응축되어 급수 라인(60)에 흐르는 저압 히터 드레인 라인(65)을 구비하고 있으며, 이들 히터 드레인 라인(64, 65)에서는, 고압 터빈(61) 및 저압 터빈(62)으로부터 추기된 증기가 각각 고압 히터(58) 및 저압 히터(57)에서 급수를 가열한 후에 응축되고, 그 응축수(드레인수)가 급수 라인(60)에 되돌려지도록 구성되어 있다.
그리고, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 통과하여 증발 장치(59)로 흐르는 급수 라인(60)에 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게 구성된 급수 여과기(66)가 복수 설치되어 있다.
즉, 이들 급수 여과기(66)는 저압 히터(57)의 전단(前段), 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 개재되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 급수 여과기(66)를 개재시킴으로써, 급수 중의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감이 가능해진다.
제 11 실시형태(도 15)
도 15는 본 발명의 제 11 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 발전 플랜트의 제 10 실시형태와 동일하거나 대응하는 부분에는 동일 부호를 첨부하여 설명하고, 상기 제 10 실시형태와 상이한구성 및 작용만을 설명한다. 그 이외의 발전 플랜트의 각 실시형태도 동일하다.
도 15에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)에 각각 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게 구성된 히터 드레인 여과기(67)가 개재되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 히터 드레인 라인(64, 65)에 각각 히터 드레인 여과기(67)를 개재시킴으로써, 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감이 가능해진다.
제 12 실시형태(도 16)
도 16은 본 발명의 제 12 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다.
도 16에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 도 14에 나타낸 제 10 실시형태와 동일하게 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 통과하여 증발 장치(59)에 흐르는 급수 라인(60)에 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게 구성된 급수 여과기(68)가 복수 설치되어 있다.
즉, 이들 급수 여과기(68)는 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 개재되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 각 급수 여과기(68)에 역세척 라인(69)이 각각 접속되고, 이들 역세척 라인(69)은 역세척 설비(9)에 접속되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 제 10 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 동시에, 각 급수 여과기(68)에 역세척 설비(9)를 설치함으로써, 각 급수 여과기(68)의 원래의 성능을 항상 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는, 역세척 설비(9) 대신에 또는 역세척 설비(9)와 함께, 화학 세정 설비 또는 버블링 가스 공급 설비(12)를 발전 플랜트에 설치하는 구성으로 할 수도 있다.
제 13 실시형태(도 17)
도 17은 본 발명의 제 13 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 도 15에 나타낸 제 11 실시형태와 동일하게 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)에 각각 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게 구성된 히터 드레인 여과기(70)가 개재되어 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 각 히터 드레인 여과기(70)에 역세척 라인(71)이 각각 접속되고, 이들 역세척 라인(71)은 역세척 설비(9)에 접속되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 제 11 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는동시에, 각 히터 드레인 여과기(70)에 역세척 설비(9)를 설치함으로써, 각 히터 드레인 여과기(70)의 원래의 성능을 항상 유지하는 것이 가능해진다.
또한, 제 12 실시형태 및 본 실시형태에서는, 역세척 설비(9) 대신에 또는 역세척 설비(9)와 함께, 화학 세정 설비 또는 버블링 가스 공급 설비(12)를 발전 플랜트에 설치하는 구성으로 할 수도 있다.
제 14 실시형태(도 18)
도 18은 본 발명의 제 14 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다. 본 실시형태의 발전 플랜트는, 비등수형 원자력 발전소(BWR)에 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나에 나타낸 여과기가 설치된 예를 나타내고 있다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 통과하여 원자로 압력 용기(72)에 급수가 흐르는 급수 라인(60)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 원자로 압력 용기(72)로부터 고압 터빈(61), 저압 터빈(62)으로의 메인 증기 라인(63)을 구비하는 동시에, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57) 및 고압 히터(58)를 통과하여 원자로 압력 용기(72)에 흐르는 급수 라인(60)에 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게구성된 급수 여과기(66)가 복수 설치되어 있다.
즉, 이들 급수 여과기(66)는 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 개재되어 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)에 각각 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나의 여과기와 동일하게 구성된 히터 드레인 여과기(67)가 개재되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 급수 여과기(66)를 개재시키는 동시에, 히터 드레인 라인(64, 65)에 각각 히터 드레인 여과기(67)를 개재시킴으로써, 급수 중 및 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감, 및 방사능의 저감이 가능해진다.
제 15 실시형태(도 19)
도 19는 본 발명의 제 15 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다. 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 가압수형 원자력 발전소(PWR)에 제 1 내지 제 9 실시형태에 나타낸 여과기가 설치된 예를 나타내고 있다.
도 19에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57), 탈기기(73) 및 고압 히터(58)를 통과하여 증발기(74)에 급수가 흐르는 급수 라인(60)을 구비하고 있다. 여기서, 탈기기(73)는 비응축 가스를 약간의 증기와 함께 대기에 배출하는 것이다. 또한, 고압 터빈(61)과 저압 터빈(62) 사이에 위치하고, 습분 분리기 드레인 라인(76)을 통하여 탈기기(73)와 연결되는 습분 분리기(75)는 증기 중에 존재하는 액체방울을 제거하는 것이다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 증발기(74)로부터 고압 터빈(61), 저압 터빈(62)으로의 메인 증기 라인(63)을 구비하는 동시에, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57), 탈기기(73) 및 고압 히터(58)를 통과하여 증발기(74)에 흐르는 급수 라인(60)에 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나의 여과기와 동일하게 구성된 급수 여과기(66)가 복수 설치되어 있다.
즉, 이들 급수 여과기(66)는 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 개재되어 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)과, 습분 분리기(75)로부터 탈기기(73)에 도출되는 습분 분리기 드레인 라인(76)에 각각 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나와 동일하게 구성된 히터 드레인 여과기(67) 또는 습분 분리기 드레인 여과기(77)가 개재되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 급수 여과기(66)를 개재시키는 동시에, 히터 드레인 라인(64, 65)에 각각 히터 드레인 여과기(67)를, 또한, 습분 분리기 드레인 라인(76)에 습분 분리기 드레인 여과기(77)를 각각 개재시킴으로써, 급수 중 및 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감, 및 증발기(74)의 화학 제염(除染) 빈도의 저감이 가능해진다.
제 16 실시형태(도 20)
도 20은 본 발명의 제 16 실시형태에 의한 발전 플랜트를 나타내는 계통도이다. 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 화력 발전소에 제 1 내지 제 9 실시형태에 나타낸 여과기가 설치된 예를 나타내고 있다.
도 20에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57), 탈기기(73), 고압 히터(58) 및 절탄기(78)를 통과하여 증발기(74)에 급수가 흐르는 급수 라인(60)을 구비하고 있다. 여기서, 절탄기(78)는 잉여 산소를 재사용하기 위해 모으는 것이다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트는, 증발기(74)로부터 고압 터빈(61), 저압터빈(62)으로의 메인 증기 라인(63)을 구비하는 동시에, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)을 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 복수기(55)로부터 복수 탈염 설비(56), 저압 히터(57), 탈기기(73), 고압 히터(58) 및 절탄기(78)를 통과하여 증발기(74)에 흐르는 급수 라인(60)에 상기 제 1 내지 제 9 실시형태 중의 어느 하나의 여과기와 동일하게 구성된 급수 여과기(66)가 복수 설치되어 있다.
즉, 이들 급수 여과기(66)는 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 개재되어 있다.
또한, 본 실시형태의 발전 플랜트에서는, 고압 터빈(61)으로부터 고압 히터(58)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 고압 히터 드레인 라인(64)과, 저압 터빈(62)으로부터 저압 히터(57)를 통하여 급수 라인(60)에 도출되는 저압 히터 드레인 라인(65)에 각각 상기 제 1 내지 제 9 실시형태와 동일하게 구성된 히터 드레인 여과기(67)가 개재되어 있다.
이와 같이 본 실시형태에 의하면, 저압 히터(57)의 전단, 고압 히터(58)의 전단 및 후단에서의 급수 라인(60)에 각각 급수 여과기(66)를 개재시키는 동시에, 히터 드레인 라인(64, 65)에 각각 히터 드레인 여과기(67)를 개재시킴으로써, 급수 중 및 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감, 및 화력발전 플랜트의 기동 전에 세정 시간의 단축이 가능해진다.
또한, 본 발명은 상기 각 실시형태에 한정되지 않고 다양한 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 발전 플랜트의 제 14 실시형태, 제 15 실시형태 및 본 실시형태에서는, 급수 라인(60) 및 히터 드레인 라인(64, 65)의 양쪽에 여과기를 설치한 예에 대해서 설명했으나, 적어도 하나에 여과기를 설치하면 된다.
또한, 상기 발전 플랜트의 제 10 내지 제 16 실시형태에서 적용되는 제 1 내지 제 9 실시형태의 여과기 또는 여과 장치는, 미리, 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같은 장치에 의해 필터 모듈 사용 전의 열처리 또는 유체 투과 처리를 한 것을 설치하는 것으로 할 수도 있으며, 플랜트에 여과기를 설치한 후에, 필터 모듈 사용 전의 열처리 또는 유체 투과 처리를 실행하는 것으로 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 여과기에 의하면, 고온수 중에서 내구성을 갖고, 고온수 중에 함유되는 현탁물을 확실하게 제거할 수 있다. 그 결과, 처리액의 수질을 양호하게 유지할 수 있으며, 현탁물을 저감시키는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 여과기에 의하면, 불소 수지제 필터를 사용 전에 불소 수지의 융점 이하의 온도로 열처리함으로써, 필터로부터의 용출이 적어 관리 수질을 만족시킬 수 있으며, 열 사이클에 의한 필터의 파손 및 투수 성능의 저하를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 여과 장치에 의하면, 발전 플랜트의 저온 복수, 고온 급수또는 히터 드레인 등의 수중으로부터 고형 현탁물을 제거하는 여과기의 역세척 시에, 종래의 역세척 방법에서는 소수화하여 친수화 처리가 필요하게 되는 여과기에 대하여, 소수화를 회피한 간편한 역세척이 가능해진다.
또한, 본 발명의 발전 플랜트에 의하면, 급수 중 또는 히터 드레인의 현탁물을 저감시킬 수 있고, 이 현탁물의 저감 효과에 기인하는 배관 내면에서의 부식 저감, 전열관 표면으로의 현탁물 부착에 의한 전열 저해의 저감, 전열관 세정 빈도의 저감이 가능해진다. 또한, 필터의 잔류 응력 및 용출 성분을 미리 제거하여 둠으로써, 안정된 투수 성능에 의해 수질 오염 없이 히터 드레인 또는 급수 등의 고온수 중으로부터 고형 현탁물을 제거할 수 있다.
Claims (22)
- 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터를 설치하며, 이 불소 수지제 필터는 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리를 한 필터인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항에 있어서,상기 열처리는 100 내지 250 의 온도에서 1시간 이상 상기 불소 수지제 필터를 유지하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항에 있어서,상기 불소 수지제 필터는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리를 한 필터인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 불소 수지제 필터를 설치하며, 이 불소 수지제 필터는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리를 한 필터인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 유체 투과 처리에서의 불소 수지제 필터를 투과하는 유체는, 온도가 100 내지 250 이고, 상기 유체의 필터 통과 시간이 1시간 이상인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 유체는 열수이며, 발전 플랜트의 pH값, 용존 산소 농도 및 화학 성분 중의 적어도 일부를 포함하는 수질인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 불소 수지제 필터는 중공 형상, 플리츠(pleat) 형상, 평막 형상 및 튜브 형상 중에서 선택된 형상인 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 불소 수지제 필터의 표면에 부착된 현탁물을 제거하는 역세척 설비 및 세정 설비 중의 적어도 하나를 구비한 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 불소 수지제 필터가 다수의 중공 형상 다공질막으로 구성되고, 이들 중공 형상 다공질막의 단부를 상기 불소 수지보다 융점이 낮은 열용융성 불소 수지로용착하여 지지부를 형성한 것을 특징으로 하는 여과기.
- 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,상기 불소 수지제 필터가 다수의 중공 형상 다공질막으로 구성되고, 이들 중공 형상 다공질막의 단부를 상기 불소 수지로 용착하여 지지부를 형성하며, 상기 중공 형상 다공질막과 상기 지지부 사이를 이들보다 융점이 낮은 열용융성 불소 수지로 용융 밀봉하여 밀봉부를 형성한 것을 특징으로 하는 여과기.
- 사용 전에 기체 및 액체 중의 적어도 하나를 이용하여 가열 처리를 한 불소 수지제 필터를 가지며, 여과 처리 시에 피처리액을 갖고 상기 불소 수지제 필터에 의해 여과를 하는 제 1 공간과, 이 제 1 공간 위쪽에 위치하고 여과 처리 시에 처리액을 갖는 제 2 공간으로 분리되어 있는 여과기의 역세척 방법으로서, 물, 공기, 수증기 중의 어느 하나 또는 그 조합으로 이루어진 역세척 유체를 상기 여과기의 상기 제 2 공간 측으로부터 공급하여, 상기 불소 수지제 필터를 통과시킨 후에 상기 여과기의 외부로 배출하는 제 1 역세척 처리와, 물을 여과기의 제 1 공간 측으로부터 공급하여, 상기 불소 수지제 필터를 통과시킨 후에 상기 여과기의 상기 제 2 공간 측으로부터 외부로 배출하는 제 2 역세척 처리를 갖는 것을 특징으로 하는 여과기의 역세척 방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 2 역세척 처리 시에, 상기 여과기의 상기 제 1 공간의 압력과 상기 제 2 공간의 압력 차가 상기 불소 수지제 필터의 버블 포인트 이상으로 되도록 상기 여과기에 공급하는 물의 유량을 조정하는 것을 특징으로 하는 여과기의 역세척 방법.
- 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,상기 제 1 역세척 처리와 상기 제 2 역세척 처리 사이에 상기 여과기의 상기 제 1 공간 측으로부터 버블링 가스를 공급하여, 상기 불소 수지제 필터를 요동시킨 후에 상기 버블링 가스를 상기 여과기의 외부로 배출하는 버블링 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 여과기의 역세척 방법.
- 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 필터를 설치하여 이루어진 여과기와, 상기 여과기에 역세척용 물을 공급하는 역세척 탱크를 구비하며, 상기 역세척 탱크는 물을 용이하게 통과시키고 가스를 통과시키기 어려운 칸막이에 의해 2실로 분할되고, 그 2실은 압력 제어 가능한 가스 공급 라인과 역세척용 보급수를 공급하는 보급수 라인이 연결되는 제 1 실과, 상기 여과기의 처리액 저장실 측에 연결되는 제 2 실인 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 여과기의 처리액 저장실 측에 연결되는 제 1 리크 라인에 설치되고 상기 여과기의 처리액 저장실 측 내의 기체를 외부로 배출하는 제 1 리크 밸브와, 상기 역세척 탱크의 제 1 실 측에 연결되는 제 2 리크 라인에 설치되고 상기 역세척 탱크의 제 1 실 내의 기체를 외부로 배출하는 제 2 리크 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,상기 역세척 탱크의 칸막이는 친수성 충전물 또는 막인 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,상기 역세척 탱크의 칸막이는 평막, 플리츠 형상, 원통 형상 또는 중공사 형상인 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 피처리액이 유입되는 피처리액 유입 라인과 처리액을 유출시키는 처리액 유출 라인을 각각 접속한 용기 내에 상기 피처리액을 여과하는 필터를 설치하여 이루어진 여과기와, 이 여과기의 상기 피처리액 유입 측으로부터 드레인을 빼내는 드레인 라인과, 이 드레인 라인에 설치된 냉각기를 갖는 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 제 18 항에 있어서,상기 여과기의 용기 내에서의 상기 처리액 유출 라인 측에 증기를 공급하는 스팀 라인을 접속한 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 제 14 항 또는 제 18 항에 있어서,상기 여과기의 필터는 불소 수지제 필터이고, 이 필터는 사용 전에 기체 중 및 액체 중의 적어도 하나에서 가열하는 열처리를 하거나, 또는 사용 전에 열수 및 증기 중의 어느 하나로 이루어진 유체를 투과시키는 유체 투과 처리를 하여 된 것을 특징으로 하는 여과 장치.
- 증발 장치와, 이 증발 장치로부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 터빈과, 이 터빈으로부터의 배증기를 복수로 하는 복수기와, 이 복수기로부터 상기 증발 장치에 복수를 공급하는 급수 라인과, 이 급수 라인에 설치되는 히터와, 상기 급수 라인에 접속하여 상기 히터로부터 배출되는 드레인수를 다시 상기 히터에 공급하는 히터 드레인 라인을 갖는 발전 플랜트로서, 청구항 1 또는 4에 기재된 여과기를 상기 급수 라인과 상기 히터 드레인 라인 중의 적어도 하나에 개재시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 발전 플랜트.
- 증발 장치와, 이 증발 장치로부터 공급되는 증기에 의해 구동되는 터빈과, 이 터빈으로부터의 배증기를 복수로 하는 복수기와, 이 복수기로부터 상기 증발 장치에 복수를 공급하는 급수 라인과, 이 급수 라인에 설치되는 히터와, 상기 급수 라인에 접속하여 상기 히터로부터 배출되는 드레인수를 다시 상기 히터에 공급하는 히터 드레인 라인을 갖는 발전 플랜트로서, 청구항 14 또는 18에 기재된 여과 장치를 상기 급수 라인과 상기 히터 드레인 라인 중의 적어도 하나에 개재시켜 배치하는 것을 특징으로 하는 발전 플랜트.
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