JPH05180594A - 熱交換器における伝熱管内面洗浄装置 - Google Patents

熱交換器における伝熱管内面洗浄装置

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JPH05180594A
JPH05180594A JP3344392A JP34439291A JPH05180594A JP H05180594 A JPH05180594 A JP H05180594A JP 3344392 A JP3344392 A JP 3344392A JP 34439291 A JP34439291 A JP 34439291A JP H05180594 A JPH05180594 A JP H05180594A
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JP
Japan
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heat transfer
cleaning
transfer tube
cleaning medium
medium supply
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JP3344392A
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English (en)
Inventor
Koji Ishibashi
光司 石橋
Tokunori Matsushima
徳紀 松嶋
Shozo Nakamura
昭三 中村
Katsumoto Otake
克基 大嶽
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】冷却水系への薬品注入を行なわなくても、プラ
ント効率を低下させることなく伝熱管の内面に付着した
スケールやスライムを取り除き、付着の防止を図る熱交
換器における伝熱管内面洗浄装置を提供する。 【構成】洗浄媒体供給装置8と洗浄媒体供給制御装置1
1及び管内汚れ検知装置12により、低温の洗浄媒体1
0を投入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は熱交換器における伝熱管
の内面洗浄システムに係り、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し、除去すると共に、付
着を防止する伝熱管内面洗浄装置に関する。
【0002】
【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
温の上昇によリバクテリア,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、伝熱性能の低下に伴い、蒸気
タービンの効率が低下し、発電機の出力が下がることに
より膨大な損失となる。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
の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、冷却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わ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、ある程度成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。また、樹脂粒子を海洋に流出することに
なるので、環境問題上、粒子回収設備を設置しなければ
ならず、コスト面及び、管理面で問題がある。
【0003】さらに、特開昭61−25498 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し、か
つ、この気液混合流に超音波を発信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。この時、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,成長の活発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59−30000 号公報に見られるように、水,砂,空気
の三相流を用いて伝熱管を洗浄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、局部的に洗浄が激しく行なわれ、伝熱管を部分的
に損傷させる可能性がある。しかも、運転中に洗浄を行
うことができないため、プラント効率を低下させること
なく洗浄する点についての考慮がなされていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多数
の伝熱管を、夫々、確実で効果的に、かつ、熱交換器の
運転を損なうことなく洗浄することができ、しかも、熱
交換器の性能向上を図ると共に、自然環境への影響がな
いような洗浄システムを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
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、伝熱管内を流れる液体中に、その液体よりも
低温の洗浄媒体を定期的に流下させ、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なうよ
うにした。また、熱交換器の冷却水入口側水室内伝熱管
入口端に洗浄媒体供給装置を配置し、洗浄媒体供給装置
を移動させることにより、投入した低温の洗浄媒体を多
数の伝熱管に均一に行き渡るようにした。
【0006】さらに、洗浄を効果的に行なうため、本発
明は、制御装置を設け、最適な洗浄をするために、管内
の汚れ状態に応じて洗浄時期を判断し、洗浄時間や洗浄
間隔等を制御するようにし、自動運転を可能にした。
【0007】
【作用】本発明の方法は薬品を用いないので、海洋の水
質汚濁等の公害問題とはならない。しかも、管内付着物
の除去、及び汚泥やバクテリアなどの付着防止のため、
熱交換器の冷却水入口側水室内伝熱管入口端に可動式の
洗浄媒体供給装置を配置することにより、多数の伝熱管
に冷却水よりも低温の洗浄媒体が均等に流入し、狭い場
所や流れの遅い場所でも均一で確実な洗浄が行なえるた
め、局部的な洗浄のしすぎによる伝熱管損傷を防ぐこと
ができ、洗浄効果を大幅に向上させることが出来る。ま
た、低温の粒子を用いているので、冷却水のみの場合よ
りも蒸気の凝縮を促進させるため、復水効率も向上す
る。さらに、本発明は、管内の汚れ状態に応じて、洗浄
媒体の投入時期を判断し、投入時間や投入間隔を制御で
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、伝熱管内付着物の除去、又は付着の防止
を効果的に行なうものである。さらに、自然環境の保護
はもとより、洗浄後、排水と共に海洋に流出させること
ができる洗浄媒体を用いているので、洗浄媒体の回収や
循環系統等の設備を設ける必要がないため、取扱いが容
易である。また、伝熱管内の汚れ具合により洗浄媒体の
投入時期を検知することにより、自動運転が可能となり
管理面での煩わしさがなく、しかも、プラントを停止す
ることなく稼働中に洗浄を行うことができるので、総合
的な洗浄装置のコスト低減、及びプラント効率向上を可
能とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1を用いて説明
する。図1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1に連設されている冷却水4の入口側水室5に導か
れた冷却水4が伝熱管3の内部を通って、伝熱管3の出
口側で本体1に連設されている出口側水室6に至るよう
にしてある。
【0009】一方、復水器本体1の上部の蒸気入口7か
ら流入した蒸気8は、伝熱管3内の冷却水4と熱交換し
て凝縮され、復水9となって本体下部の復水出口10か
ら排水されるように構成されている。また、本体1に
は、入口側水室5に設けられた洗浄媒体供給装置11に
は洗浄媒体噴出口12が設置されており、洗浄媒体噴出
口12が開くことにより、洗浄媒体供給装置11から洗
浄媒体13が投入され、伝熱管3の内部を通って出口側
水室6に至るようになっている。ここで、洗浄媒体13
には比重が水より大きい粒子が適しており、粒子の温度
は伝熱管内に付着する海生生物等が生息しにくい温度が
望ましく、5℃以下が良い。この様に、低温の粒子13
を投入することにより伝熱管3の吸熱効果が向上し、蒸
気の凝縮を促進させることになるので、復水器の性能を
向上させる上で望ましい。また、粒子13は伝熱管3内
を通過することが可能な大きさで、特にφ1〜φ3mmの
ものが、取扱い及び伝熱管3内において粒子13が壁面
へ衝突することによる洗浄効果の面から良い。
【0010】次に図2を用いて洗浄媒体供給制御装置1
4の説明をする。洗浄媒体供給制御装置14は、洗浄媒
体供給装置11の移動及び洗浄媒体噴出口12の開閉を
制御するもので、Iの位置では、管巣15のない中心付
近の洗浄媒体噴出口12を閉じ、洗浄媒体供給装置11
が下降するに連れ、IIの位置では、管巣15のある両端
のみを開、III の位置では管巣15のない両端付近を閉
とする。このように、洗浄媒体供給装置11の移動に伴
う管巣15の有無に応じて洗浄媒体噴出口12の開閉を
制御しているので、洗浄媒体13を無駄なく効率的に投
入することが出来る。また、洗浄媒体供給制御装置14
を設けることにより、洗浄媒体13を各伝熱管に均一に
行き渡るようにしているため、局部的に洗浄を激しく行
ない、伝熱管を部分的に損傷させることもない。更に、
伝熱管3内面の汚れ具合を検知し、洗浄媒体13を投入
する時期を判断する管内汚れ検知装置16を設けること
により、洗浄時間及び洗浄媒体13の投入間隔を制御す
ることができる。これは、伝熱管3内面に付着したスラ
イム等の影響による伝熱性能の低下に伴い、洗浄開始か
ら終了までを自動化するものであり、管内汚れ検知装置
16で伝熱管3内の汚れ具合を検知することにより、洗
浄媒体供給制御装置14と連動して、洗浄媒体供給装置
11及び洗浄媒体噴出口12を起動させることになる。
このように、本発明の復水器は、洗浄媒体供給装置11
と洗浄媒体供給制御装置14により、低温の粒子13を
投入し、図3のように伝熱管3内を粒子13及び冷却水
4の固液二相流を用いて洗浄しているので、管内の液体
の乱れが強いため、粒子13が壁面に衝突するエネルギ
を大きくし、スライム等の管内付着物17が生成しにく
い環境を作る。このため、洗浄効果の大きなシステムと
することが可能になる。また、洗浄媒体供給装置11を
可動式とすることにより、伝熱管3へ粒子13が均一に
混入し、確実な洗浄が行なえるため、局部的な過洗浄に
よる伝熱管3の損傷を防ぐことができ、より安全な洗浄
となるので、常に最適な伝熱管内面を保つことが可能と
なる。また、管内汚れ検知装置16にて伝熱管3内の汚
れ具合を検知することにより、洗浄媒体13の投入時期
を判断し、投入時間や投入間隔等を制御できるため、自
動運転が可能になる。
【0011】次に図4で本発明の他の実施例について説
明する。伝熱管3内を流れる冷却水4と接触することに
より気体18を発生する効果のある低温の洗浄粒子13
を投入した場合、管内流れが、粒子13と気体18及び
冷却水4の固気液三相流となる。このため、管内流れを
乱し粒子13と気体18が管内壁面に衝突する密度を高
めることから、スライム等の管内付着物17を取り除
き、付着を防止することが出来る。ここで、洗浄粒子1
3には、ドライアイスが低温であることと気体18を発
生する点で望ましい。さらに、ドライアイスは時間の経
過と共に気化するため、洗浄後は排水と共に海洋へ流出
させることができることから、回収のための設備も必要
なく、コスト面で大幅な低減となる。また、発生した気
体18は既設の空気抽出口19から水室空気抜ポンプ2
0により抽出されるため、運転上の問題はない。
【0012】
【発明の効果】本発明によれば、冷却水よりも低温の粒
子を投入して伝熱管内の洗浄を行なっているので、通常
の運転時よりも冷却水温度が下がり、復水効率を向上さ
せることが出来る。また、可動式の粒子供給装置を設置
しているため、多数の伝熱管に均一に且つ定期的に粒子
を投入することが出来る。更に、制御装置を設けること
により、伝熱管管巣の有無に応じて粒子噴出口を開閉し
ているので、局所的な過洗浄により伝熱管を損傷させる
こともない。また、伝熱管内の汚れを検知することによ
り、洗浄時期を判断し、粒子の投入時間や投入間隔を制
御できるため、自動運転が可能になる。また、伝熱管内
を通過可能な大きさで冷却水と接触すると気体を発生
し、時間の経過と共に融解する作用を有する低温の粒子
を投入することにより、管内流れを固気液三相流とす
る。これにより、粒子が伝熱管内面と衝突する密度が高
まり、洗浄効果が向上するため最適な洗浄が可能にな
る。更に、時間の経過と共に粒子は融解するので、自然
環境への影響もなく、且つ洗浄後の粒子の回収も必要な
いため理想的な洗浄システムを確立することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す系統図。
【図2】粒子供給制御装置の説明図。
【図3】伝熱管内流れ状況の説明図。
【図4】気体を発生する粒子を用いた場合の伝熱管内流
れ状況の説明図。
【符号の説明】
1…復水器本体、2…管板、3…伝熱管、5…入口側水
室、6…出口側水室、7…蒸気入口、10…復水出口、
11…洗浄媒体供給装置、12…洗浄媒体噴出口、14
…洗浄媒体供給制御装置、16…管内汚れ検知装置、1
9…空気抽出口、20…水室空気抜ポンプ。
フロントページの続き (72)発明者 大嶽 克基 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伝熱管内を液体が流れる多管式熱交換器に
    おいて、前記伝熱管の入口端に洗浄媒体供給装置を設
    け、前記伝熱管内を流れる液体よりも低温の洗浄媒体を
    投入することを特徴とする熱交換器における伝熱管内面
    洗浄装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記洗浄媒体供給装置
    を可動式とし、前記洗浄媒体の投入口を開くと共に前記
    洗浄媒体供給装置を移動させて、前記低温の洗浄媒体を
    前記伝熱管内に均一に、且つ定期的に流入させる制御装
    置を設けた熱交換器における伝熱管内面洗浄装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記伝熱管内の汚れ具
    合を検知する装置を設けることにより、前記伝熱管内の
    洗浄時期を判断し、それに伴い、前記洗浄媒体供給装置
    を起動させ、前記低温の洗浄媒体を投入する熱交換器に
    おける伝熱管内面洗浄装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記伝熱管内を通過す
    ることが可能な大きさの前記低温の洗浄媒体を投入する
    熱交換器における伝熱管内面洗浄装置。
  5. 【請求項5】請求項1において、前記洗浄媒体供給装置
    より、前記伝熱管内を流れる液体と接触することにより
    気体を発生する効果のある低温の洗浄粒子を投入し、前
    記伝熱管内の流れを固気液三相流とした熱交換器におけ
    る伝熱管内面洗浄装置。
  6. 【請求項6】請求項1において、前記伝熱管内を洗浄
    後、流れる液体と接触することにより融解する作用のあ
    る低温の粒子を投入する熱交換器における伝熱管内面洗
    浄方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004008056A1 (ja) * 2002-07-10 2004-01-22 Oki Shin Ichiro 熱交換器の洗浄システム及び洗浄装置
CN108592690A (zh) * 2018-07-30 2018-09-28 张会珍 一种在线自动除垢管壳式换热器
WO2024248057A1 (ja) 2023-05-29 2024-12-05 国立大学法人東京海洋大学 流路維持システムおよび流路維持方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004008056A1 (ja) * 2002-07-10 2004-01-22 Oki Shin Ichiro 熱交換器の洗浄システム及び洗浄装置
CN108592690A (zh) * 2018-07-30 2018-09-28 张会珍 一种在线自动除垢管壳式换热器
CN108592690B (zh) * 2018-07-30 2024-02-09 张会珍 一种在线自动除垢管壳式换热器
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