KR890000169B1 - 이물제거방법 및 그 장치 - Google Patents

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가부시기가이샤 히다찌세이사꾸쇼
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Abstract

내용 없음.

Description

이물제거방법 및 그 장치
제1도는 본원 발명의 일실시예를 나타낸 이물 제거 장치의 계통도.
제2도는 이물제거장치의 블로우다운 운전시의 평면도.
제3도는 블로우다운 운전제어장치의 블록도.
제4도는 블로우다운밸브와 스로틀밸브의 개폐도 특성도.
제5도는 필터엘레맨트 눈막힘율 50%시의 입구유속과 필터 엘레멘트와의 관계를 나타낸 특성도.
제6도는 필터엘레멘트 눈막힘율과 필터엘레멘트 차압과의 관계를 나타낸 특성도.
제7도는 필터엘레멘트 눈막힘율 50%, 30%에 있어서의 이물농도의 시간경과변화를 나타낸 특성도.
제8도는 각종 필터엘레멘트 눈막힘율에 있어서의 입구유속과 필터엘레멘트 차압광틔 관계를 나타낸 특성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
(20) : 이물제거장치 (22) : 스로틀밸브
(24) : 필터엘레멘트 (27) : 블로우다운벨브
(40) : 차압계 (45) : 유량센서
(50) : 제어장치 (51) : 기준치설정기
(52) : 비교기 (53), (54) : 밸브제어기
(65), (66) : 액튜에이터
본원 발명은 복수기(復水器)등의 관식(管式) 열교환기에서 사용하는 냉각수중의 물에 서식하는 생물등의 이물(異物)을 냉각수계에서 분리하는 이물제거방법 및 그 장치에 관한 것이며, 특히 케이싱내에 배치된 필터엘레멘트의 외주면에 붙어 있는 이물을 선회류에 의해 제거하여, 계외로 배출하도록 한 이물제거방법 및 그 장치에 관한 것이다.
해수를 냉각수로서 사용하는 화력·원자력발전플랜트에서는 취수구에서 복수기까지에 상당한 거리가 있기 때문에 취수구의 스크린을 통과한 작은 해초 또는 조개류 등의 이물이 냉각수 관내에서 성장한다. 이물이 복수기의 냉각수 관을 막히게 할 염려가 있기 때문에, 복수기에 근접해서 그 상류측에 이물제거장치를 설치하여 이물을 제거하고 있다.
예를들면 일본국 특공소 55-49898호 공보에서 볼 수 있는 이물제거장치가 제안되어 있다. 필터 엘레멘트에 부착된 이물을 계외로 배출하는 블로우다운 운전은 필터엘레멘트의 상류와 하류의 압력차(이하 필터엘레멘트 차압이라고 함)가 미리 정해진 소정치를 넘었을때 개시된다.
이물제거장치의 스로틀밸브를 어느 한쪽에 닫는 방향으로 일정 각도 변위시켜, 필터 엘레멘트의 외주에 연한 석회류를 일으킨다. 스로틀밸브의 변위와 동시에 블로우다운밸브를 열어 냉각수의 일부와 함께 이물을 계외로 배출하고 있다.
냉각수 유량이 터빈부하에 따라 필요 최소한으로 하는 제어에 있어서, 냉각수 유량이 변동하면, 필터엘레멘트 눈막힘율이 일정 하더라도 필터엘레멘트 차압은 냉각수 유량에 의해 크게 변동한다.
블로우다운 운전에 있어서의 필터엘레멘트 눈막힘율과 필터 엘레멘트 차암(ΔP)와의 관련에 대해 제8도에 의하여 설명한다.
냉각수 펌프와 이물제거장치간의 관로의 입구유속(V)은 이물제거장치를 통과하는 냉각수 유량을 나타낸다. 필터엘레멘트(ΔP)이 소정치 에를들어(ΔP2)에 달하면 블로우다운 운전을 하도록 설정하고 있다.
블로우다운 운전은 입구유속(V2)의 경우에는 눈막힘율 50%일때, 냉각수 유량이 적은 입구유속(V1)의 경우에는 눈막힘율 70%일때, 냉각수 유량이 많은 입구유속(V3)의 경우에는 눈막힘율 30%일때, 냉각수 유량이 매우 많은 입구유속(V4)의 경우에는 눈막힘율 0%에서 들어간다.
냉각수 유량이 적을 경우에는 필터엘레멘트의 눈막힘이 상당히 진행되고 있음에도 불구하고 블로우다운 운이 행해지지 않았다.
냉각수 유량이 많을 경우에는 필터엘레멘트의 눈이 거의 막히고 있지 않을때에도 블로우다운 운전으로 되 그 빈도가 높고 냉각수가 불필요하게 배출되고 있었다.
또, 필터엘레멘트의 눈막힘이 많이 진행되고 있음에도 불구하고, 블로우다운 운전을 하지 않고 있으면, 다음에 블로우다운 운전을 해도 필터엘레멘트상에 부착된 이물이 떨어지지 않게 되어 블로우다운 운전으로는 더 이상 회복 불능하게 되어 있었다.
또한, 블로우다운 운전개시시에는 스로틀밸브의 변위와 동시에 블로우다운 밸브를 전개(全開)로 하고 있다. 농도가 낮은 채 이물이 배출되는데다가 블로우다운 밸브를 장시간 열고 있므로 냉각수가 슬데없이 배출되고 있었다.
본원 발명의 목적은 냉각수 유량에 따라 블로우다운 운전을 할 수 있는 이물제거방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
본원 발명은 다른 목적은 필요하고 충분한 빈도로 블로우다운 운전을 할 수 있는 이물제거방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본원 발명의 목적은 이물과 함께 계외로 배출되는 냉각수 유량을 적게 할 수 있는블로우다운 운전을 할 수 있는 이물제거방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
본원 발명에서는 이물제거장치의 필터엘레멘트 차압이 냉각수 유량에 따라서 미리 정해진 기준치를 넘었을때, 블로우다운 운전을 하도록 했다.
본원 발명에 있어서의 블로우다운 운전에 대해 설명한다. 이물제거장치의 필터엘레멘트에 이물이 부착되어, 특정 필터엘레멘트 눈막힘율에 달한다. 필터엘레멘트 차압이 입구 유속 즉 냉각수 유량에 따라 미리 정해진 기준치보다 커졌을때, 블로우다운 운전을 개시한다.
필터엘레멘트 차압이 냉각수 유량에 따른 기준치를 넘었을때, 블로우다운 운전을 하므로 냉각수 유량에 ㅂ줄구하고 특정의 필터엘레멘트 눈막함유로 이물을 제거한다.
블로우다운 운전을 특정의 필터엘레멘트 눈막힘율 50%에서 개시하는 경우에 대해 설명한다. 제5도에 있어서, 필터 엘레멘트 눈막힘율 50%의 특성 곡선에 따른 기준치를 설정하고 있다.
기준치를 입구유속(V) 즉 냉각수 유량에 따라 변화시키고 있다.
입구유속이(V1)일때 기준치를(ΔP1)로, 입구유속(V2)일때 기준치를(ΔP2)로, 입구유속(V3)일때 기준치를 (ΔP3)로 되도록 필터엘레멘트 눈막힘율 50%의 특성 곡선에 따른 기준치를 설정하고 있다.
이와 같이 하면 냉각수 유량이 변동했을 경우에도 미리 정해진 기준치는 그때의 냉각수 유량에 있어서의 소정의 눈막힘상태에서의 필터엘레멘트 차압을 나타내고 있으므로, 항상 필터 엘레멘트 눈막힘율이 미리 정해진 값을 넘으면 블로우다운 운전이 행해진다.
다음에, 필터엘레멘트 눈막힘율과 필터엘레멘트 차압(ΔP)와의 관게에 대해 입구유속을 파라미터로 하여 제6도에 의해 설명한다. 필터엘레멘트 눈막힘육은 필터엘레멘트에 부착된 이물량으로 환산하고 있다.
필터엘레멘트 눈막힘율이 50%근방까지는 다소의 유입이물량의 변화에도 필터 엘레멘트 차압(ΔP)은 안정된 상태에 있으며, 이물제거장치내에 유동상태도 안정되어 있다.
그러나, 필터엘레멘트 눈막힘율이 60%이상으로 되면, 약간의 유입 이물량의 변화에 대해 필터엘레멘트 차압(ΔP)이 크게 변화하여 유입이물이 필터 엘레멘트에 급격한 속도로 부착되는 유동상태에 있다.
블로우다운 운전에 들어간 경우, 필터엘레멘트 눈막힘율 50%이하에서는 이물을 필터엘레멘트면에서 용이하게 분리시켜 배출시킬 수 있다. 그러나, 필터엘레멘트 눈막힘율 60%이상에서는 이물을 필터엘레멘트면에서 용이하게 분리시킬 수 없으며, 세정시간도 장시간을 요한다.
선회류를 일으키기 시작하고 나서의 경과시간과 케이싱의 배출관 근방에 모이는 이물농도와의 관계를 측정했다. 제7도에 나타낸 것처럼 필터 엘레멘트 눈막힘율과 50% 및 30%의 어느 경우도 경과시간 5분정도의 이물농도가 포화된다.
선회류를 일으키기 시작하고 나서의 경과시간은 5분이상 취해도 의미가 없으며, 쓸데없이 길게 취하면 스로틀밸브를 조인 상태에서 장시간 운전하게 되어, 냉각수 펌프에 커다란 부하를 주게 된다.
본원 발명의 일실시예를 도면에 의하여 설명한다. 이물제거장치를 냉각수 계통과 함께 제1도에 나타낸다. 취수구로부터 들어온 냉각수는 냉각수 펌프(10)에 의해 가압되어, 이물제거장치(20)의 입구관(21)으로 들어간다. 입구관(21)에는 스로틀밸브(22)가 설치되어 있다. 이 스로틀밸브(22)는 통상은 전개되어 있다.
단면이 원형이며 실질적으로 원통형의 케이싱(23)내로 유입된 냉각수는 단면이 원형이고 실질적으로 원통형의 필터엘레멘트(24)를 외측에서 내측을 향해 흐른다. 냉각수는 출구관(25)에서 복수의 입구냉각수 관(31)을 거쳐 복수기(30)에 이르고, 여기서 열교환되어 출구냉각수 관(32)을 거쳐 바다로 되돌려 보낸다.
냉각수중에 포함되는 이물(S)은 필터엘레멘트(24)의 외주에 부착된다. 필터엘레멘트(24)에 부착된 이물의 양을 필터엘레멘트(24)의 상류, 하류에 설치한 도압관(道壓管) (41), (42)을 통해서 접속된 차압계(40)에 의해 필터엘레멘트의 상류와 하류간 차압(필터 엘레멘트 차압)으로서 간접적으로 검지한다.
이 필터엘레멘트 차압치가 냉각수 펌프(10)와 이물제거장치(20)의 사이에 접속된 유량센서(45)의 값에 의해 정해지는 기준치를 넘었을때, 블로우다운 운전제어장치(50)에서 블로우다운 운전의 지령이 발해진다. 블로우다운 운전지령은 스로틀밸브 액튜에이터(65)와, 블로우다운 밸브 액튜에어터(66)에 주어진다.
스로틀밸브(22)가 전개 위치로부터 제2도의 실선으로 나타낸 위치까지 닫히는 방향으로 변위하고, 소정시간(To)예를들면 5분간 유지한 후 블로우다운밸브(27)가 전개한다. 블로우다운 운전중, 스로틀밸브(22)는 먼저 최초의 소정시간(2×To)예를들어 10분간 제2도의 실선위치를 유지하여, 필터엘레멘트(24)의 주위에 시계방향의 선회류를 일으킨다. 다음에, 스로틀밸브(22)가 전개위치로 되돌아가고 소정시간(T2)예를들면 1분간만큼 전개상태를 유지한다. 그다음에 제2도의 파선위치에 유지하여 반시계방향의 선회류를 일으킨다.
이와 같이, 스로틀밸브(22)는 입구관(21)으로부터의 냉각수를 필터엘레멘트(24)의 접선방향으로 편향시킨다. 즉, 스로틀밸브(22)는 닫는 방향으로 소정 각도 예를들어 30도 변위했을때, 필터엘레멘트(24) 외주의 접선방향의 위치로 유지된다.
필터엘레멘트(24)의 주위의 선회류에 의해, 필터엘레멘트(24)의 외주면에 부착된 이물(S)은 필터엘레멘트(24) 표면으로부터 떨어져, 배출관(26) 근방 및 블로우다운밸브(27)의 방향으로 이동해서 블로우다운 밸브(27)에서 계외로 배출된다.
블로우다운 운전제어장치(50)에 대해 제3도에 의하여 설명한다. 유량센서(45)에서 입력된 입구유속(V)에 따라서, 기준치설정기(51)에 의해 원하는 필터엘레멘트 눈막힘율과의 설정치(ΔPS)를 설정한다. 설정기(51)는 일종의 함수발생기이며, 입구유속(V)에 따라서 설정치(ΔPS)의 값을 출력한다.
설정치(ΔPS)와 차압계(40)로부터의 차압신호기(ΔP)는 비교기(52)에 입력되어, 차압신호치(ΔP)와 설정치(ΔPS)의 대소관계를 판정한다. 차압신호치(ΔP)가 설정치(ΔPS)보다도 커지면, 블로우다운 운전개시신호(E)가 발생하면, 블로우다운밸브제어기(53), 스로틀밸브제어기(54)가 작동을 개시한다.
양 제어기(53), (54)는 각기 타이머를 내장하고 있으며, 개시신호(E)가 트리거로 되어, 블로우다운밸브(27), 스로틀밸브(22)를 양 제어기(53), (54)의 블록내에 나타낸 개폐도 특성으로 되도록 밸브제어신호를 액튜에이터(66), (65)에 보낸다.
스로틀밸브(22)와 블로우다운밸브(27)의 개폐도 특성에 대해 제4도에 의하여 설명한다. 통상 운전시에는 블로우다운 밸브(27)는 전페, 스로틀밸브(22)는 전개를 유지하고 있다.
비교기(52)에서 브로우다운 운전개시신호(E)가 발생하면, 먼저 블로우다운 밸브(27)는 전페상태를 유지하고, 스로틀밸브(22)가 반시계방향으로 θ°만큼 조작되어, 필터엘레멘트(24)의 주위에 시계방향의 선회류가 일어난다. 그 결과 필터엘레멘트(24)에 부착된 이물(S)이 박리되어 케이싱(23)의 아래쪽으로 이동한다. 블로우다운 운전개시 부터 시간(To)경과 후에 블로우다운 밸브(27)가 전개되어, 케이싱(23)의 아래쪽으로 이동한 이물(S)은 계외로 배출된다.
다시 시간(To)경과하면, 스로틀밸브(22)는 전개위치로 되돌아 가고, 케이싱(23)내의 선회류가 끝나는 시간(T2)만큼 전개상태를 유지한다. 그후, 스로틀밸브(22)는 시계방향으로 θ°만큼 변위 되어, 필터 엘레멘트(24)의 주위에 반시게방향의 석회류를 일으킨다. 선회류방향이 변함으로써 앞서의 선회류에서는 박리되지 않았던 이물(S)이 필터엘레멘트(24)로부터 박리되어, 블로우다운 밸브(27)에서 배출된다.
케이싱(23)내의 선회류가 멈추는 시간(T2)만큼 스로틀밸브(22)는 전개상태를 유지한다. 그 후 스로틀밸브(22)를 다시 반시계방향으로 θ°맡믐 변위시켜, 필터엘레멘트(24)의 주위에 시게방향의 선회류를 일으키게하여, 이물(S)을 계외로 배출한다. 또한, 시간(T1)이 경과하면, 스로틀밸브(22)는 전개, 블로우다운밸브(27)는 전페의 토앙 운전으로 복귀한다.
제4도의 패넌에 의해 블로우다운운전중 선회류는 시계방향-반대시계방향-시계방향으로 변화한다. 제4도의 개폐도특성은 이물제거장치의크기 등에 의해서도 최적치는 다르다고 생각되지만, To=5분, T1=10분, T2=1분, θ=30도로 설정했을때 바람직한 결과가 얻어졌다.
상기 실시예에서는 이물제거장치의 블로우다운 운전을 안정된 필터 엘레멘트 차압상태에 있는 필터엘레멘트 눈막힘율 50% 내지 그 이하의 유입이물량의 상태의 필터 에레멘트 차압을 검지하여 제어하고 있다. 즉, 이물제거장치가 세정차압설정은 필터 눈막힘율 50%에 상당하는 필터엘레멘트 차압으로 하고 있다.
이와 같이, 필터엘레멘트 눈막힘율을 약 50%이하로 항상 유지할 수 있도록 했으므로, 이물제거장치를 포함하는 냉각수 공급계통의 저항을 작게 할 수 있었다.
또, 본원 발명의 상기 실시예에서는 블로우다운밸브(27)를 열기전에 스로틀밸브(22)를 닫는 방향으로 변위시켜 선회류를 일으키고, 이물(S)의 일부를 필터엘레멘트(24)에서 떼어내서, 배출관(26)근방으로 이동시키고, 이 부분의 이물농도를 높인 다음에 블로우다운 밸브(27)를 열고 있다.
블로우다운 밸브(27)의 전개의 타이밍을 스로틀밸브(22)의 변위보다 5분 늦춤으로써, 블로우하는 냉각수 유량을 종래의 8-12%(전 냉각수 유량에 대한 비율)에서 5-10%로 저감할 수 있었다.
본 실시예에서는 이물제거장치를 통과하는 냉각수 유량을 케이싱 입구부의 유속으로서 검지했지만, 유량센서 대신 고정 오리피스의 전후의 압력차로부터 설정차압을 결정하도록 해도 좋다.
본원 발명에서는 필터엘레멘트 차압이 냉각수 유량에 따라서 미리 정해진 기준치를 넘었을때, 블로우다운 운전을 하도록 했으므로, 필터엘레멘트 눈막힘율을 정확히 검지할 수 있고, 블로우다운 운전을 필요하고 또한 충분한 빈도로 할 수 있다.
또한, 필터엘레멘트 눈막힘율이 소정치에 달하면 자동적으로 블로우다운 운전을 하도록 했으므로, 필터엘레멘트 눈막힘이블로우다운 운전으로는 회복할 수 없는 상태로까지 진행되는 일이 없다.
또한, 필터엘레멘트에 부착된 이물을 소정 시간 필터엘레멘트 주위의 선회류를 일으키게 하여 박리시킨 다음에 이물을 배출하도록 했으므로, 블로우하는 냉각수 유량을 저감시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 케이싱(23)내에 냉각수를 도입하는 공정과, 상기 케이싱(23)내에 배치된 필터엘레멘트(24)에 상기 냉각수를 통과시켜서, 냉각수중의 이물(S)을 냉각수로부터 분리하는 공정과, 상기 필터엘레멘트(24)의 주위에 한방향의 선회류를 일으키게 하여, 상기 필터엘레멘트(24)에 부착된 이물(S)을 상기 필터엘레멘트(24)로부터 박리하는 공정과, 박리된 이물(S)을 상기 냉각수의 일부와 함께 상기 케이싱(23)으로부터 배출하는 공정과, 상기 이물배출공정중에 상기 필터엘레멘트(24)의 주위에 다른 방향의 선회류를 일으키게 하여, 잔류한 이물(S)을 상기 필터엘레멘트(24)로부터 박리하는 공정으로 이루어지는 이물제거방법에 있어서, 상기 이물박리공정은 상기 필터엘레멘트(24)의 상류와 하류와의 차압(ΔP)이 냉각수량에 따라서 미리 정해진 기준치(ΔPS)를 넘었을때, 상기 필터엘레멘트(24)로부터 박리하도록 하고, 상기 이물배출공정은 상기 이물박리공정의 소정시간 경과후에 박리된 이물(S)을 상기 냉각수의 일부와 함께 상기 케이싱(23)으로부터 배출하도록 한 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기준치는 특정의 필터엘레멘트 눈막힘율 50%일때의 필터엘레멘트 차압에 따라서 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 이물제방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 이물박리공정의 소정시간 약 5분간 경과후에, 상기 이물 배출공정을 행하는 것을 특징으로 하는 이물제거방법.
  4. 케이싱(23)과, 상기 케이싱(23)에 설치된 이물(S)을 포함하는 냉각수를 도입하는 입구관(21)과, 상기 케이싱(23)에 배설된 냉각수를 송출하는 출구관(25)과, 상기 케이싱(23)내에 배치된 냉각수로부터 이물(S)을 분리하는 필터엘레멘트(24)와, 상기 입구관(21)내에 배치된 이물(S)을 포함하는 냉각수를 편향시키는 스로틀밸브(22)와, 상기 케이싱(23)에 배설된 이물(S)을 배출하는 이물배출관(26)과, 상기이물배출관(26)에 접속된 이물(S)을 계외로 배출하는 블로우다운밸브(27)와, 상기케이싱(23)에 배치된 스로틀밸브(22)를 개폐조작하는 스포틀밸브용 액튜에이터(65)와, 상기 케이싱(23)에 배치된 블로우다운밸브(27)을 개페조작하는 블로우다운밸브용 액튜에이터(66)로 이루어지는 이물제거장치에 있어서, 상기 필터엘레멘트(24)의 상류와 하류와의 압력차(ΔP)를 검지하여 차압신호를 발생하는 차압계(40)과, 냉각수 유량을 검출하여 차압신호를 발생하는 유량센서(45)와, 상기 유량신호에 따라서 기준치(ΔPS)를 설정하는 설정기(51)와, 상기 차압신호와 상기 기준치(ΔPS)와를 비교하여, 상기 차압신호가 상기 기준치(ΔPS)를 넘었을때에 상기 양 액튜에이터 작동용 신호를 발생한 비교기(52)를 구비한 블로우다운 운전제어장치(50)을 구비한 것을 특징으로 하는 이물제거장치.
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