JPS60166049A - 流体純化装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は蒸気タービン発電プラントの蒸気、給水および
ドレン中の金属不純物を除去する装置に関するものであ
る。

〔発明の技術的背景〕

第１図は従来の火力発電プラントにおける復水蒸気ター
ビンの系統図を示す。低圧タービン１からの蒸気は復水
器２で凝縮して復水となる。この復水は復水ポンプ３に
よって、復水中の不純物を除去する復水脱塩装置４、お
よび抽気により復水を加熱する低圧給水加熱器５を通っ
て、真空加熱にて脱ガスする脱気器６に供給される。脱
気器６に供給された給水は給水ポンプ７により加圧され
、さらに高温の高圧給水加熱器８を通ってボイラ９に供
給される。ボイラ９に供給された給水は、高温高圧の蒸
気となって高圧タービン１０を通って低圧タービン１に
供給される循環系を形成している。

このような通常運転中に給水中の鉄、銅等の金属不純物
は復水脱塩装置４において、酸素は脱気器８においてそ
れぞれ除去されてボイラ９の入口で全鉄１ｏｐｐｂ以下
、金銅２１）Ｉ）ｂ以下、酸素７　ｐｐｂ以下のボイラ
入口給水制限値が十分満足されて運転されている。

〔背景技術の問題点〕

上記のような給水制限値内で運転されているプラントで
も、長期間の運転中には莫大な量の金属不純物が高圧給
水加熱器８およびボイラ９内に搬入される。例えば、給
水流量２０００　Ｔｏｎ／ｈｒで鉄１０ｐｐｂを含む給
水で１年間運転されると、約１７５Ｋｐの鉄分が高圧給
水加熱器８内に搬入されることになる。これらの鉄分の
大部分は微小粒径のマグネタイトおよびヘマタイトから
なり、運転中途々に給水温度の高い最終の高圧給水加熱
器８の加熱管内面に付着し、加熱管の閉塞と給水加熱器
性能低下を誘発する。またパルプや給水ポンプ７のイン
ペラーに付着し、パルプのスティック、給水ポンプ７の
振動増大などの問題をおこしている。このため定期市に
酸液による化学洗浄および機械的なジェット水によるジ
ェット洗浄等により除去してハるが、プラントの停止と
莫大な時間と経費を必要としているのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、プラントを停
止することなく短時間で容・易に蒸気、給水およびドレ
ン中の金属不純物を除去する装置を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため本発明は、両端にフランジを有
する円筒と、この円筒の内側に置かれたシャフトと、こ
のシャフトに装着された磁性インペラーとよりなり、蒸
気タービンプラントの蒸気。

給水およびドレンラインなどに設置して磁性インペラー
の表面に流体中の金属不純物元素を付着させるようにし
たことを特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。本
発明は第２図および第３図に示すように、両端にフラン
ジ１１を有する中空の円筒１２の中にシャフト１３を介
して多数の磁性インペラー１４を挿入した流体純化装置
１５で構成されている。

第４図は１５０℃純水中での磁性インペラーへのスケー
ル付着量とインペラ表面の流速との関係を示す実験結果
で、流速５ｍ／ｓ以上でスケール付着量が増大して１０
ｍ／ｓで最大値を示し、これ以上の流速では侵食作用に
より減少する。この最大値は磁性インペラー表面での流
体の流速を単に断面積に比例すると考え、円筒１２の内
部の断面積ｓ、。

磁性インペラー１４がＳ、内に占める面積を８２．流□
体の管路内流速をｖ８．磁性インペラー表面の流速なＶ
、とすると次の（１）式が成り立つ。

８ｒＶｔ＝（８ｔ　８−ｔ）Ｖｔ　−−−（１）磁性イ
ンペラーの円筒内断面積比Ｘ（％）は次ゐ（２）式％式
％ （２） （２）式を（１）式に代入すると次の（３）式が得られ
る。

Ｉ Ｖ、＝□　・・・・・・・・・（３） １　ｘ／１００ （３）式において磁性インペラー表面の流速Ｖ、は５〜
２０ｔｒ＋／ｓの範囲で最も効率よくスケールが付着す
るので、磁性インペラーの円筒内断面積比Ｘ（％）と流
体の流速Ｖ　（ｍ／ｓ）の関係は次の（４）式がらめる
。

１−　ｘ／１００　”　Ｃ（Ｃ”定数５〜２ｏｍ／ｓ）
・・・・・・・・・（４） Ｃは定数で流体の性状、温度、ｐＨ１溶存酸素等に依存
する値である。

例えばスケール付着が最大となる流速、すなわち定数値
が１０ｍ／ｓである流体において、円筒１２での流速が
２ｍ／ｓの場合、（４）式より磁性インペラー１４の円
筒内断面積比を８０％とすれば最も効率よく流体を純化
できる。

また、磁性インペラー表面での流速をスケール付着が最
大となる流速龜調整する方法としては、装置が若干複雑
になるが磁性インペラーの円筒内断面積比を例えば２０
〜３０％程度に固定し、磁性インペラーを外部から強制
的に回転させる方法も有効である。特に、この場合は円
筒内の流速が変動するときに有効で、磁性インペラーの
回転数を円筒内の流速の変動にあわせて制御でき、常に
磁性インペラー表面の流速をスケール付着が最大となる
流速に制御することが可能である。

磁性インペラー１４の取付数は多ければ多いほどスケー
ル付着の絶対量が増大し流体純化の効果が大きい。磁性
インペラー１４への金属不純物の付着後は、フランジ１
１を開放し磁性インペラーをフラッシングまたは酸液に
浸漬して金属不純物を除去し再利用することが可能であ
る。

本純化装置を発電プラント系統に利用した一例を第５図
に示す。第５図において、二つの純化装置１５および１
５ａを高圧給水加熱器８の前の給水管に並列に設置し、
温度の高い高圧給水加熱器内で付着する前に給水中の金
属不純物を除去するものである。通常時は純化装置１５
の前後バーブ１６．１７を開、バイパス純化装置１５ａ
の前後パル、プ１８，１９を閉として運転を行なうが、
純化装置１５の磁性インペラー１４の表面に多量の金属
不純物が付着した場合は、バイパス純化装置１５ａの前
後バルブ１８．１９を開とした後、純化装置１５０前後
パルプ１６．１７を閉とする運転を行うことにより、プ
ラントを停止することなく給水中の金属不純物を効率よ
く除去することができる。また、純化装置１５への金属
不純物付着の程度を確認するには、純化装置前後の微少
差圧または振動を計測し、差圧または振動が大となった
時点で上記弁操作を自動的に行なうようにすればさらに
効果的となる。

なお、本実施例では純化装置を高圧給水加熱器の前の給
水管に設置したが、本装置を蒸気ラインおよびドレンラ
インに設置しても効率よく金属不純物を除去でき、発電
プラント以外にも適用が可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、蒸気、給水およびド
レン中の金属不純物をプラントを停止することなく効率
よく除去することができるので、例えば給水加熱器加熱
管の閉塞および性能低下がないような運転が可能となり
、プラントの安全性を高めるとともに効率向上に十分寄
与するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気タービンプラントの概略を示す系統
図、第２図は本発明の一実施例を示す正面図、第３図は
第２図のＡ−Ａ矢視断面図、第４図はスケール付着量比
と流速の関係を示す曲線図、第５図は本発明の一実施例
を示す系統図である。 ８・・・高圧給水加熱器、１１・・・フランジ。 １２・・・円筒、　１３・・・Ｖヤフト。 １４・・・磁性インペラー、　１５，１５ａ・・・流体
純化装置。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 ０ 第２図 第４図 流　違魅 第５図 ／／′１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）両端にフランジを有する中空の円筒と、この円筒
   の内側に置かれたシャフトと、このシャットに装着され
   た磁性インペラーとよりなり、蒸気タービンプラントの
   蒸気、給水およびドレンラインなどに設置して前記磁性
   インペラーの表面に流体中の金属不純物元素を付着させ
   るようにしたことを特徴とする流体純化装置。
2. （２）前記磁性インペラーの円筒内断面積比ｘ（餉と流
   体の流速Ｖ（ｍ／ｓ）とが次式の関係にあるようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の流体純化
   装置。 ■
3. （３）前記磁性インペラーを前記シャフトあまわりに回
   転させるようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の流体純化装置。