(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプによりボイラ水を加圧し、その加圧されたボイラ水をエジェクタへ圧送して同エジェクタ内に負圧を発生させ、その負圧により酸素製造装置にて製造された酸素をエジェクタ内に吸い込んで、ボイラ水に酸素を溶解させた後、そのボイラ水をボイラ給水管に供給してボイラ給水管内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置において、
前記酸素製造装置をエジェクタに対して複数台並列に設けるとともに、各酸素製造装置の下流側に酸素製造装置とエジェクタ側及び外部のいずれかを連通させる切換弁をそれぞれ設けたことを特徴とするボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。
【請求項２】
前記切換弁と各酸素酸素製造装置との間には、酸素製造装置にて製造される酸素濃度を測定する共通の酸素濃度計が接続されている請求項１に記載のボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。
【請求項３】
前記エジェクタと各酸素製造装置との間には、酸素製造装置にて製造された酸素を貯留するレシーバタンクが設けられ、駆動する酸素製造装置を他の酸素製造装置に切換する際、切換駆動された酸素製造装置にて製造された酸素の濃度が所定濃度となるまでは、当該酸素製造装置とレシーバタンクとの間の連通を遮断する請求項１又は請求項２に記載のボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば汽力発電プラントにおいて、復水器からボイラへボイラ水を供給する給水管の内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置は、ポンプによりボイラ給水管に接続されたバイパス管からボイラ水を吸い込み、その吸い込んだボイラ水に酸素製造装置から供給される酸素ガスを溶解している。そして、その酸素ガスを含有するボイラ水を再度ボイラ給水管に還元することにより、ボイラ給水管内面に酸化鉄の腐食防止皮膜が形成されるようになっている。
【０００３】
ところが、従来の腐食防止皮膜形成装置では、何らかの原因で酸素製造装置に異常が発生した際には酸素ガスが正常に供給されないことから、ボイラ給水管に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成することができないという問題があった。
【０００４】
そこで、酸素製造装置を２台設け、一方の酸素ガス発生装置をメイン側酸素製造装置とし、他方の酸素製造装置をサブ側酸素ガス発生装置としている。すなわち、通常時にはメイン側酸素製造装置が駆動され、サブ側酸素製造装置は停止される。一方、メイン側酸素製造装置に異常が発生した際には、メイン側酸素製造装置を停止させ、サブ側酸素製造装置を駆動させる。これにより、メイン側酸素製造装置に代わってサブ側酸素製造装置からバイパス管に酸素ガスが供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記酸素製造装置を２台設けた腐食防止皮膜形成装置においては、次のような問題があった。
【０００６】
（１）メイン側酸素製造装置からサブ側酸素製造装置に駆動が切り替わった直後においては、サブ側酸素製造装置から正常濃度の酸素ガスが製造されない。すなわち、酸素製造装置は駆動を開始してから所定時間経過しないと正常濃度の酸素を製造することができない。そのため、メイン側酸素製造装置からサブ側酸素製造装置への駆動切り替わり直後においては低濃度の酸素ガスがボイラ給水管に供給されることから、効率良くボイラ給水管に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成することができないという問題があった。
【０００７】
（２）低濃度の酸素ガスには腐食性ガスが含まれていることが多い。そのため、腐食を防止するために酸素ガスを供給しているにもかかわらず、低濃度の酸素ガスが供給されている場合には、腐食を進行させるおそれもある。
【０００８】
本発明は、上記問題を解消するためになされたものであり、その目的は、酸素製造装置に異常が発生してもボイラ給水管に所定濃度の酸素ガスを供給することが可能なボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、請求項１に記載の発明では、ポンプによりボイラ水を加圧し、その加圧されたボイラ水をエジェクタへ圧送して同エジェクタ内に負圧を発生させ、その負圧により酸素製造装置にて製造された酸素をエジェクタ内に吸い込んで、ボイラ水に酸素を溶解させた後、そのボイラ水をボイラ給水管に供給してボイラ給水管内面に酸化鉄の腐食防止皮膜を形成するボイラ給水管の腐食防止皮膜形成装置において、前記酸素製造装置をエジェクタに対して複数台並列に設けるとともに、各酸素製造装置の下流側に酸素製造装置とエジェクタ側及び外部のいずれかを連通させる切換弁をそれぞれ設けたことをその要旨とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、前記切換弁と各酸素酸素製造装置との間には、酸素製造装置にて製造される酸素濃度を測定する共通の酸素濃度計が接続されていることをその要旨とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明では、前記エジェクタと各酸素製造装置との間には、酸素製造装置にて製造された酸素を貯留するレシーバタンクが設けられ、駆動する酸素製造装置を他の酸素製造装置に切換する際、切換駆動された酸素製造装置にて製造された酸素の濃度が所定濃度となるまでは、当該酸素製造装置とレシーバタンクとの間の連通を遮断することをその要旨とする。
【００１２】
従って、請求項１に記載の発明においては、酸素製造装置はエジェクタに対して複数台並列に設けられていることから、何らかの原因で酸素製造装置に異常が発生した際等には、酸素製造装置駆動手段により他の酸素製造装置が切換駆動される。これにより、ボイラ水に酸素を溶解する動作を継続することが可能となる。また、酸素製造装置の駆動開始直後には、その酸素製造装置にて製造される酸素の濃度は低いことから、酸素製造装置の駆動開始直後には切換弁を切換操作して酸素製造装置と外部とを連通させる。また、酸素濃度が所定値となったら、切換弁を切換操作して酸素製造装置とエジェクタ側とを連通させる。
【００１３】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明の作用に加え、共通の酸素濃度計により各酸素製造装置にて製造される酸素の濃度が測定される。
請求項３に記載の発明においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加え、酸素製造装置にて製造された酸素は一旦レシーバタンクに貯留された後、エジェクタ側に供給される。酸素製造装置の切換駆動時には、駆動された酸素製造装置からレシーバタンクへの酸素の供給が遮断される。そして、切換駆動された酸素製造装置にて製造される酸素の濃度が所定濃度に達した際には、その酸素製造装置とレシーバタンクとの間が連通される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ボイラ１１には炭素鋼からなるボイラ給水管１２が接続され、ボイラ１１にはボイラ給水管１２を介してポンプ１３によりボイラ水が圧送される。前記ボイラ給水管１２にはバイパス管１４が接続され、同バイパス管１４の途中にはバイパス管用ポンプ１５が接続されている。同ポンプ１５の駆動に伴い、ボイラ給水管１２からバイパス管１４内にボイラ水が吸い込まれる。バイパス管用ポンプ１５よりも下流側におけるバイパス管１４の部位にはエジェクタ１６が接続されている。このエジェクタ１６には酸素吸込管１７を介してレシーバタンク１８が接続されている。
【００１５】
前記酸素吸込管１７には流量調整弁１９、同流量調整弁１９よりも上流側の部位に流量計２０が接続されている。前記レシーバータンク１８には酸素流入管２２が接続されている。酸素流入管２２はメイン管２５とサブ管２６とに分岐されている。メイン管２５にはメイン酸素製造装置２７が接続されている。また、メイン管２５にはメイン側三方切換弁２９、同三方切換弁２９よりも下流側の部位において逆止弁３０が接続されている。
【００１６】
一方、サブ管２６にはサブ酸素製造装置３１が接続されている。なお、サブ酸素製造装置３１は前記メイン酸素製造装置２７と同構成である。また、サブ管２６にも前記メイン管２５と同様にサブ側三方切換弁３３、逆止弁３４が接続されている。前記両三方切換弁２９，３３にはそれぞれドレン管３５，３６が接続されている。
【００１７】
前記レシーバータンク１８には酸素濃度測定管３７を介して酸素濃度計３８が接続されている。酸素濃度計３８よりも上流側における酸素濃度測定管３７の部位には濃度測定用三方切換弁３９が接続されている。また、酸素濃度計３８にはドレン弁４２が接続されている。前記濃度測定用三方切換弁３９には、前記メイン酸素製造装置２７とメイン側三方切換弁２９との間におけるメイン管２５がメイン側接続管４０により接続されている。また、三方切換弁３９には、前記サブ酸素製造装置３１とサブ側三方切換弁３３との間におけるサブ管２６がサブ側接続管４１により接続されている。
【００１８】
次に、本実施形態の電気的構成を図２のブロック図に基づいて説明する。
腐食防止皮膜形成装置を駆動制御するコントローラＣには各種弁２９，３３，３９，４２、酸素製造装置２７，３１、酸素濃度計３８が接続されている。コントローラＣは酸素濃度計３８により検出される酸素濃度に基づき、各種弁２９，３３，３９，４２の駆動制御を行う。
【００１９】
また、コントローラＣには流量調整弁１９及び流量計２０が接続されている。流量計２０は酸素吸込管１７を流動する酸素の流量を測定し、その測定結果をコントローラＣに出力する。流量調整弁１９は酸素吸込管１７を流動する酸素の流量を調整する。コントローラＣは流量計２０からの測定結果に基づき、流量調整弁１９の開度量を変化させる。すなわち、コントローラＣは流量計２０の検出結果に基づき流量調整弁１９の開度量をフィードバック制御する。さらに、コントローラＣにはバイパス管用ポンプ１５及びタンク内ガス圧力計４３が接続されている。
【００２０】
次にコントローラＣが実行する制御内容を図３及び図４のフローチャートに基づいて説明する。
まず、ステップ１０１においては、メイン酸素製造装置２７を駆動させる。ステップ１０２においてはメイン側三方切換弁２９を切換動作させ、メイン酸素製造装置２７とドレンとの間を連通させる。ステップ１０３においては、濃度測定用三方切換弁３９を切換動作させ、メイン酸素製造装置２７と酸素濃度計３８との間を連通させる。次のステップ１０４においては、メイン酸素製造装置２７にて製造された酸素濃度値を酸素濃度計３８から入力する。ステップ１０５においては、検出された酸素濃度が予め設定された設定値以上か否かを判別する。ここで、検出された酸素濃度が設定値以上の場合には、ステップ１０６に移行する。一方、検出された酸素濃度が設定値以上でない場合には、ステップ１０４に戻り、酸素濃度が設定値以上となるまでステップ１０４、１０５の処理を繰り返す。
【００２１】
ステップ１０６においては、メイン側三方切換弁２９を切換動作させ、メイン酸素製造装置２７とレシーバタンク１８との間を連通させる。ステップ１０７においては、濃度測定用三方切換弁３９を切換動作させ、レシーバタンク１８と酸素濃度計３８との間を連通させる。ステップ１０８においては、流量計２０の測定値に基づき流量調整弁１９の開度量を制御する。
【００２２】
ステップ１０９においては、酸素濃度計３８からレシーバタンク１８内の酸素濃度値及びタンク内ガス圧力計４３からレシーバタンク１８内の酸素圧力値を入力する。次のステップ１１０においては、レシーバタンク１８内の酸素濃度値が設定値以上か否かを判別するとともに、レシーバタンク１８内の酸素圧力値が設定値以上か否かを判別する。ここでいずれの値も設定値以上の場合には、ステップ１０８に戻り、以降の処理を繰り返す。一方、レシーバタンク１８内の酸素濃度値、あるいは圧力値のいずれか一方でも設定値以上でない場合には、ステップ１１１に移行する。ステップ１１１においては、メイン酸素製造装置２７の駆動を停止する。ステップ１１２においては、サブ側三方切換弁３３を切換駆動し、サブ酸素製造装置３１とドレンとの間を連通させる。ステップ１１３においては、濃度測定用三方切換弁３９を切換動作して、サブ酸素製造装置３１と酸素濃度計３８との間を連通させる。
【００２３】
次のステップ１１４においては、サブ酸素製造装置にて製造された酸素濃度値を酸素濃度計３８から入力する。ステップ１１５においては、検出された酸素濃度値が予め設定された設定値以上か否かを判別する。ここで、検出された酸素濃度が設定値以上の場合には、ステップ１１６に移行する。一方、検出された酸素濃度が設定値以上でない場合には、ステップ１１４に戻り、酸素濃度値が設定値以上となるまでステップ１１４、１１５の処理を繰り返す。
【００２４】
次のステップ１１６においては、サブ側三方切換弁３３を切換動作して、サブ酸素製造装置３１とレシーバタンク１８との間を連通させ、ステップ１１７に移行する。ステップ１１７においては、濃度測定用三方切換弁３９を切換駆動し、レシーバタンク１８と酸素濃度計３８との間を連通させる。ステップ１１８においては、流量計２０の測定値に基づき流量調整弁１９の開度量を制御する。ステップ１１９においては、酸素濃度計３８からレシーバタンク１８内の酸素濃度値及びタンク内ガス圧力計４３からレシーバタンク１８内の圧力値を入力する。そして、次のステップ１２０において、レシーバタンク１８内の酸素濃度値及び圧力値がともに設定値以上か否かを判別する。ここで、両値が設定値以上の場合には前記ステップ１１８に戻り以降の処理を繰り返す。一方、両値が設定値以上でない場合には一旦装置の駆動を停止させるか、再度ステップ１０１に戻る。
【００２５】
次に、本実施の形態における作用について説明する。
バイパス管用ポンプ１５によりボイラ給水管１２からボイラ水が吸い込まれると、そのボイラ水は勢いよくエジェクタ１６に圧送される。エジェクタ１６内をボイラ水が勢いよく流動することによりエジェクタ１６内には負圧が発生する。
【００２６】
また、これと同時にメイン酸素製造装置２７にて酸素が製造され、その製造された酸素が設定濃度となるとレシーバタンク１８にその酸素が貯留される。そして、レシーバタンク１８内の酸素はエジェクタ１６内に発生する負圧により酸素吸込管１７からエジェクタ１６内に吸い込まれる。
【００２７】
このとき、何らかの原因でメイン酸素製造装置２７に異常が発生し、メイン酸素製造装置２７にて製造された酸素濃度が設定値未満となった場合には、ボイラ水への酸素含有量が減少することから、酸素濃度が低いままで装置を駆動しても正常にボイラ給水管１２に酸化防止皮膜が形成されない。そこで、本実施の形態では、メイン酸素製造装置２７にて製造された酸素濃度が設定値未満となった場合にはメイン酸素製造装置２７の駆動が停止され、サブ酸素製造装置３１が切換駆動される。このとき、サブ酸素製造装置３１の駆動開始直後には酸素濃度が低いことから、サブ酸素製造装置３１にて製造される酸素濃度が所定値となるまで、サブ酸素製造装置３１にて製造された酸素が外部に排出される。従って、サブ酸素製造装置３１にて製造された酸素はレシーバタンク１８には供給されず、ボイラ水には溶解されない。
【００２８】
サブ酸素製造装置３１にて製造される酸素濃度が所定値以上となるまでの間は、レシーバタンク１８に貯留されている所定濃度以上の酸素がバイパス管１４内を流動するボイラ水に溶解される。そして、サブ酸素製造装置３１からの酸素濃度が所定値以上になると、サブ酸素製造装置３１がレシーバタンク１８に供給される。
【００２９】
以上詳述したように、本実施の形態では次のような効果を得ることができる。
（１）酸素を製造する装置（メイン酸素製造装置２７とサブ酸素製造装置３１）を、エジェクタ１６に対して２台並列に設け、その内１台の酸素製造装置２７を駆動するとともに、その駆動された酸素製造装置２７とエジェクタ１６側との間を連通するように構成した。これにより、一方の酸素製造装置２７に異常が発生して使用不能となっても他の酸素製造装置３１に切り換えることにより装置全体を停止させることなく連続してボイラ給水管内の腐食防止皮膜の形成動作を行うことができる。
【００３０】
（２）酸素製造装置２７，３１とレシーバタンク１８との間に酸素製造装置２７，３１とレシーバタンク１８との間を連通させ、及び切換操作して酸素製造装置２７，３１と外部とを連通させる三方切換弁２９，３３を設けた。そして、酸素濃度が設定値以上となるまでは、酸素製造装置２７，３１と外部とを連通させ、酸素製造装置２７，３１にて製造された低濃度の酸素を外部に排出されるようにした。これにより、低濃度の酸素がレシーバタンク１８に供給されるのを防止できる。その結果、常時設定濃度の酸素をバイパス管１４内に供給することができるので、効率良く、かつ正常にボイラ給水管１２内に腐食防止皮膜を形成することができる。
【００３１】
（３）共通の酸素濃度計３８によりメイン酸素製造装置２７にて製造された酸素濃度、サブ酸素製造装置３１にて製造された酸素濃度及びレシーバタンク１８内の酸素濃度を測定することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００３２】
（４）メイン酸素製造装置２７からサブ酸素製造装置３１に切換駆動された際に、サブ酸素製造装置３１にて製造された酸素の濃度が設定濃度以上になるまでは、レシーバタンク１８内に既に貯留されている設定濃度以上の酸素がエジェクタ１６内に吸い込まれるようにした。これにより、酸素製造装置２７，３１にて製造される酸素の濃度が設定濃度に達するのを待つことなく、ボイラ水への酸素を溶解する動作を行うことができる。
【００３３】
（５）レシーバタンク１８に設けられたタンク内ガス圧力計４３によりタンク１８内の酸素圧力が監視されていることから、酸素製造装置からの酸素漏れ等の異常を容易に検出することができる。
【００３４】
なお、本発明は次のように実施してもよい。
（１）酸素製造装置の数を３台以上として具体化してもよい。
（２）レシーバタンク１８を省略して具体化してもよい。
【００３５】
（３）上記実施形態では、コントローラＣが電気的に制御するように構成したが、コントローラＣの代わりに作業者が各種弁等の機器操作を行うようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、何らかの原因で酸素製造装置に異常が発生しても、他の酸素製造装置を駆動させることにより連続してボイラ水への酸素の溶解動作を行うことができる。その結果、酸素製造装置に腐食防止皮膜形成装置全体を停止させる必要がなくなる。また、常時所定濃度の酸素をエジェクタ側に供給することができるので、効率良く、かつ正常にボイラ給水管内に腐食防止皮膜を形成することができる。
【００３７】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、酸素濃度計を複数設けることなく、各酸素製造装置にて製造される酸素の濃度を測定することができるので、コストの低減を図ることができる。
【００３８】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、酸素製造装置の駆動開始直後でも、エジェクタ側に所定濃度の酸素を供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明を具体化した一実施形態における腐食防止皮膜形成装置の概略的回路図。
【図２】  電気的構成を説明するブロック図。
【図３】  コントローラの制御内容を説明するフローチャート。
【図４】  同じくコントローラの制御内容を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１２…ボイラ給水管、１５…ポンプとしてのバイパス管用ポンプ、１６…エジェクタ、１８…レシーバタンク、２７…メイン酸素製造装置、３１…サブ酸素製造装置、２９…切換弁としてのメイン側三方切換弁、３３…切換弁としてのサブ側三方切換弁、３８…酸素濃度計。
【図１】
0003655009.tif 000002
【図２】
0003655009.tif 000003
【図３】
0003655009.tif 000004
【図４】
0003655009.tif 000005