JP6061271B2 - プレート式熱交換器の開放要領 - Google Patents

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Description

本発明は、原子力発電施設の使用済燃料貯蔵ピットにおけるピット水系のクーラに用いて好適なプレート式熱交換器の開放要領に関する。
プレート式熱交換器は、図３及び図４Ａ，図４Ｂに示すように、熱交換されるＡ流体（冷水等）とＢ流体（温水等）が流通する通路孔１０１ａ，１０１ｂ及び１０２ａ，１０２ｂが形成され、かつ、表面に波形の伝熱面Ｓを有する伝熱プレート１００を、ガスケット１０３を介在させて積層し、積層された伝熱プレート１００間に交互に、Ａ流体とＢ流体がそれぞれ流通する流路（図中矢印参照）を形成したものであり、伝熱プレート１００の伝熱面Ｓを介して、Ａ流体とＢ流体の熱交換が行われるようになっているのは良く知られている（特許文献１参照）。
そして、定期点検等においては、熱交換器を開放（分解）して伝熱プレート１００の洗浄に加えて当該伝熱プレート１００の表面（伝熱面Ｓ）に貼り付けられたゴム等からなるガスケット１０３の交換が行われるが、この際、食品業界等では、化学洗浄や高圧水洗浄等で各部の洗浄が行われるのが一般的であった。
特許第４４１６０７６号公報
ところで、前述したプレート式熱交換器は、原子力発電施設（プラント）の使用済燃料貯蔵ピットのピット水系（以下、ＳＦＰ水系と言う）のクーラとしても採用されている。そして、ＳＦＰ水系における定期点検等に伴い、このプレート式熱交換器を開放（分解）する必要がある。
ところが、前記開放点検下における伝熱プレートの洗浄やガスケット交換作業時等には、放射性のピット水（以下、ＳＦＰ水と言う）と非放射性の原子炉補機冷却水（以下、ＣＣＷ水と言う）とのコンタミネーション（contamination：混合）が懸念される。即ち、ＳＦＰ水が流れる流路のドレン後のノズル部残水により、熱交換器開放後、ＣＣＷ水が流れる流路への滴り水が発生することによるものと、伝熱プレートの作業中の接触等によるコンタミネーションの懸念がある。
しかしながら、コンタミネーションをコントロール（管理）できるガスケット交換方法として、化学洗浄等の方法も考えられるが、大掛かりな設備が必要となることから、コンタミネーションによる伝熱プレートのＣＣＷ水側の汚染を防止する容易な開放点検要領の確立が強く希求されている。
そこで、本発明は、熱交換される流体間のコンタミネーションを効果的にコントロールしてメンテナンスを容易に行うことができるプレート式熱交換器の開放要領を提供することを目的とする。
斯かる目的を達成するための本発明に係るプレート式熱交換器の開放要領は、
多数の伝熱プレートがガスケットを介して積層されて、熱交換される２つの流体が伝熱プレート間に形成された各々の流路を上下方向に交互に流れることで熱交換が行われるプレート式熱交換器の開放要領において、
施設内の系統から分離された熱交換器の一方の流路に対し純水によるフィードアンドブロー洗浄を実施する第１の工程と、
前記フィードアンドブロー洗浄後に、両方の流路におけるノズル部のドレン処置を行うと共に少なくとも一方の流路に温風を送風して伝熱プレートを乾燥させる第２の工程と、
前記一方の流路に剥離性塗料を注入して当該流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側に剥離性塗料を塗布した後、熱交換器を開放して伝熱プレートを本体部から２枚１組で取り外す第３の工程と、
前記取り外した伝熱プレートを仮設架台に吊り込み、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側にも剥離性塗料を塗布した後、２枚１組の伝熱プレートを引き剥がし、先ず、一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側における剥離性塗料を剥離して洗浄し、引き続き、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側における剥離性塗料を剥離して洗浄する第４の工程と、
前記洗浄後の伝熱プレートを熱交換器の本体部に戻して熱交換器を復旧する第５の工程と、
前記他方の流路を純水によるフィードアンドブロー洗浄を行い、前記熱交換器を施設内の系統に戻し、系統を復旧させる第６の工程と、
を備えたことを特徴とする。
前記第３の工程において、伝熱プレートを本体部から２枚１組で取り外す際に他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の旧ガスケットを取り外すと共に、前記第４の工程において、２枚１組の伝熱プレートを引き剥がす際に、一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の旧ガスケットを取り外す一方、当該一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の洗浄後に当該伝熱面側に新ガスケットを取り付け、次いで、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の洗浄後に当該伝熱面側に新ガスケットを取り付けることを特徴とする。
前記第３の工程における剥離性塗料の注入は流路の下部ノズルから供給することを特徴とする。
前記第３の工程における剥離性塗料の塗布後、当該流路に温風を送風して、剥離性塗料を乾燥させることを特徴とする。
前記第６の工程におけるフィードアンドブロー洗浄後にサンプリングにて前記他方の流路の汚染状態を確認することを特徴とする。
前記一方の流路には原子力発電施設の放射性の使用済燃料貯蔵ピットのピット水が流れ、前記他方の流路には非放射性の原子炉補機冷却水が流れることを特徴とする。
本発明に係るプレート式熱交換器の開放要領によれば、熱交換器の開放点検時に、伝熱プレートの伝熱面を剥離性塗料で一時的にコーティングするようにしたので、熱交換する２流体間のコンタミネーションを効果的にコントロールして伝熱プレートの洗浄やガスケットの交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。
本発明の一実施例を示すプレート式熱交換器の開放要領を示す手順図である。 同じくプレート式熱交換器の開放要領を示す手順図である。 同じくプレート式熱交換器の正面図である。 同じくプレート式熱交換器の左側面図である。 同じく伝熱プレートの詳細図である。 一般的なプレート式熱交換器の流路形成を示す伝熱プレート部の分解斜視図である。 同じくＡ流体が流れる伝熱プレートのガスケット形状を示す説明図である。 同じくＢ流体が流れる伝熱プレートのガスケット形状を示す説明図である。
以下、本発明に係るプレート式熱交換器の開放要領を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
図１Ａは本発明の一実施例を示すプレート式熱交換器の開放要領を示す手順図、図１Ｂは同じくプレート式熱交換器の開放要領を示す手順図、図２Ａは同じくプレート式熱交換器の正面図、図２Ｂは同じくプレート式熱交換器の左側面図、図２Ｃは同じく伝熱プレートの詳細図である。
例えば、原子力発電施設の使用済燃料貯蔵ピットのピット水系（ＳＦＰ水系）のクーラとして採用されるプレート式熱交換器は、図２Ａ乃至図２Ｃに示すような構造になっている。
即ち、プレート式の熱交換器１０は、伝熱プレート１１が上部バー１２と下部バー１３により、フレームに組み込まれてなる。フレームは固定フレーム１４と可動フレーム１５からなり、その間に多数の伝熱プレート１１が複数本の締付けボルト１６で固定されている。
各々の伝熱プレート１１の伝熱面Ｓにはガスケット１７が取り付けられており、伝熱プレート１１間の隙間に放射性のＳＦＰ水（図３及び図４Ａ，図４Ｂ中のＢ流体参照）と非放射性のＣＣＷ水（図３及び図４Ａ，図４Ｂ中のＡ流体参照）が上下方向に交互に流れるようになっている。
そして、固定フレーム１４にＳＦＰ水系に接続される入口管台Ｓ１及び出口管台Ｓ２とＣＣＷ水系に接続される入口管台Ｓ３及び出口管台Ｓ４が設けられる。尚、図２Ａ中１８は支柱である。
このように構成された熱交換器１０の定期点検時等における開放要領を図１Ａ及び図１Ｂの手順図に基づいて説明する。
先ず、手順１に示すように、ＳＦＰ水系（系統）から分離された熱交換器１０のＳＦＰ水が流れる流路(一方の流路)に対し純水（ＰＭ水）によるフィードアンドブロー（Ｆ＆Ｂ）洗浄を実施する（第１の工程）。即ち、固定フレーム１４におけるＳＦＰ水系に接続される入口管台Ｓ１から供給したＰＭ水を熱交換器１０内のＳＦＰ水が流れる流路に一旦溜めておいた後、出口管台Ｓ２からフロア-ドレンし、これを数回繰り返すのである。
次に、前記熱交換器１０内のＳＦＰ水が流れる流路とＣＣＷ水が流れる流路（他方の流路）の両方の流路におけるノズル部のドレン残水をノズル部からアクセスして取り除いた後、手順２に示すように、少なくともＳＦＰ水系に接続される出口管台Ｓ２から温風乾燥設備２０より温風を送付し、伝熱プレート１１を乾燥させる（第２の工程）。図中２１はＳＦＰ水系に接続される入口管台Ｓ１に接続される作業用排気ダクト（サーキュレータ等で吸引される）である。
次に、手順３に示すように、ＳＦＰ水系に接続される出口管台Ｓ２のノズル部から熱交換器１０内のＳＦＰ水が流れる流路にダイヤフラムポンプ等により剥離性塗料を供給し、伝熱プレート１１の伝熱面ＳであるＳＦＰ面側をコーティングした後、熱交換器１０を開放して伝熱プレート１１を２枚１組で取り外す（第３の工程）。注入した余剰の剥離性塗料はＳＦＰ水系に接続される出口管台Ｓ２から排出して仮設容器に回収した後、熱交換器１０内を手順２と同様に温風乾燥設備２０により乾燥させる。尚、剥離性塗料は、油性、水性を問わず、均一に塗れてシート状に剥がせるものであれば良く、ケミパックやメルコート等のストリッパブルペイントを用いると好適である。
次に、手順４に示すように、取り外した伝熱プレート１１を仮設架台２２に吊り込み、ＣＣＷ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面ＳであるＣＣＷ面側にも剥離性塗料を刷毛等にて塗布して一定期間放置し乾燥させた後、２枚１組の伝熱プレート１１を引き剥がし、作業台２３上にて、先ず、ＳＦＰ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面ＳであるＳＦＰ面側における剥離性塗料を剥離して洗浄し、引き続き、作業台２３上で伝熱プレート１１を裏返して、ＣＣＷ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面ＳであるＣＣＷ面側における剥離性塗料を剥離して洗浄する（第４の工程）。尚、剥離性塗料（コーティング）が剥がれにくい時は、塗料を刷毛等で上塗りして剥がすと好適である。また、伝熱プレート１１の伝熱面Ｓは、作業台２３上で手拭き洗浄する。
また、前記第３の工程において、伝熱プレート１１を本体部から２枚１組で取り外す際にＣＣＷ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面Ｓ側の旧ガスケット１７を取り外すと共に、前記第４の工程において、２枚１組の伝熱プレート１１を引き剥がす際に、ＳＦＰ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面Ｓ側の旧ガスケット１７を取り外す一方、当該ＳＦＰ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面Ｓ側の洗浄後に当該伝熱面Ｓ側に新ガスケット１７を取り付け、次いで、ＣＣＷ水が流れる流路に対応する伝熱プレート１１の伝熱面Ｓ側の洗浄後に当該伝熱面Ｓ側に新ガスケット１７を取り付けるようにしても良い。
次に、手順５に示すように、洗浄した伝熱プレート１１を熱交換器１０の本体部に戻して熱交換器１０を復旧する（第５の工程）。
次に、手順６に示すように、熱交換器１０を復旧した後、熱交換器１０のＣＣＷ水が流れる流路に対し純水（ＰＭ水）によるフィードアンドブロー（Ｆ＆Ｂ）洗浄を実施する（第６の工程）。即ち、ＣＣＷ水系に接続される出口管台Ｓ４から供給したＰＭ水を熱交換器１０内のＣＣＷ水が流れる流路に一旦溜めておいた後、入口管台Ｓ３からドレンし、これを数回繰り返すのである。
そして、ＣＣＷ水が流れる流路に対し、サンプリングにて当該流路の汚染状態を確認した後、熱交換器１０をＳＦＰ水系に戻してＳＦＰ水系を復旧させる（第６の工程）。
このようにして本開放要領によれば、熱交換器１０の開放点検時に、伝熱プレート１１の伝熱面Ｓを剥離性塗料で一時的にコーティングするようにしたので、熱交換する２流体間のコンタミネーションを効果的にコントロールして伝熱プレート１１の洗浄やガスケット１７の交換等のメンテナンスを容易に行うことができる。
また、本実施例によれば、剥離性塗料（コーティング）を剥がす際に、伝熱面Ｓに付着したゴミ等の不純物も剥離性塗料（コーティング）と一緒に除去し得ることができる。
尚、本実施例では、伝熱プレート１１の伝熱面Ｓにコーティングを施す例を示したが、伝熱プレート１１全体にコーティングを施しても良い。また、伝熱プレート１１のＳＦＰ水が流れる伝熱面Ｓにおいては、剥離性塗料（コーティング）を剥がす際に、当該伝熱面Ｓに付着した放射性物質も剥離性塗料（コーティング）と一緒に除去し得て放射線線量を大幅に低減することができることが本発明者等の実験等で確認されている。
また、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、剥離性塗料の種類、剥離方法、注入方法、乾燥方法の変更や各種ドレン処理の方法変更等各種変更が可能であることは言うまでもない。また、本発明は原子力発電施設における他の系統のクーラや原子力発電施設以外の系統におけるクーラにも適用できる。
本発明に係るプレート式熱交換器の開放要領は、熱交換される流体間のコンタミネーションを効果的にコントロールしてメンテナンスを容易に行うことができるので、原子力発電施設のＳＦＰ水系のクーラとして用いて好適である。
１０ プレート式の熱交換器
１１ 伝熱プレート
１２ 上部バー
１３ 下部バー
１４ 固定フレーム
１５ 可動フレーム
１６ 締付けボルト
１７ ガスケット
１８ 支柱
２０ 温風乾燥設備
２１ 作業用排気ダクト
２２ 仮設架台
２３ 作業台
Ｓ 伝熱プレートの伝熱面
Ｓ１ ＳＦＰ水系に接続される入口管台
Ｓ２ ＳＦＰ水系に接続される出口管台
Ｓ３ ＣＣＷ水系に接続される入口管台
Ｓ４ ＣＣＷ水系に接続される出口管台

Claims (6)

  1. 多数の伝熱プレートがガスケットを介して積層されて、熱交換される２つの流体が伝熱プレート間に形成された各々の流路を上下方向に交互に流れることで熱交換が行われるプレート式熱交換器の開放要領において、
    施設内の系統から分離された熱交換器の一方の流路に対し純水によるフィードアンドブロー洗浄を実施する第１の工程と、
    前記フィードアンドブロー洗浄後に、両方の流路におけるノズル部のドレン処置を行うと共に少なくとも一方の流路に温風を送風して伝熱プレートを乾燥させる第２の工程と、
    前記一方の流路に剥離性塗料を注入して当該流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側に剥離性塗料を塗布した後、熱交換器を開放して伝熱プレートを本体部から２枚１組で取り外す第３の工程と、
    前記取り外した伝熱プレートを仮設架台に吊り込み、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側にも剥離性塗料を塗布した後、２枚１組の伝熱プレートを引き剥がし、先ず、一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側における剥離性塗料を剥離して洗浄し、引き続き、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側における剥離性塗料を剥離して洗浄する第４の工程と、
    前記洗浄後の伝熱プレートを熱交換器の本体部に戻して熱交換器を復旧する第５の工程と、
    前記他方の流路を純水によるフィードアンドブロー洗浄を行い、前記熱交換器を施設内の系統に戻し、系統を復旧させる第６の工程と、
    を備えたことを特徴とするプレート式熱交換器の開放要領。
  2. 前記第３の工程において、伝熱プレートを本体部から２枚１組で取り外す際に他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の旧ガスケットを取り外すと共に、前記第４の工程において、２枚１組の伝熱プレートを引き剥がす際に、一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の旧ガスケットを取り外す一方、当該一方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の洗浄後に当該伝熱面側に新ガスケットを取り付け、次いで、他方の流路に対応する伝熱プレートの伝熱面側の洗浄後に当該伝熱面側に新ガスケットを取り付けることを特徴とする請求項１に記載のプレート式熱交換器の開放要領。
  3. 前記第３の工程における剥離性塗料の注入は流路の下部ノズルから供給することを特徴とする請求項１又は２に記載のプレート式熱交換器の開放要領。
  4. 前記第３の工程における剥離性塗料の塗布後、当該流路に温風を送風して、剥離性塗料を乾燥させることを特徴とする請求項１，２又は３に記載のプレート式熱交換器の開放要領。
  5. 前記第６の工程におけるフィードアンドブロー洗浄後にサンプリングにて前記他方の流路の汚染状態を確認することを特徴とする請求項１，２，３又は４に記載のプレート式熱交換器の開放要領。
  6. 前記一方の流路には原子力発電施設の放射性の使用済燃料貯蔵ピットのピット水が流れ、前記他方の流路には非放射性の原子炉補機冷却水が流れることを特徴とする請求項１，２，３，４又は５に記載のプレート式熱交換器の開放要領。
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