(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラントの系統水を採取してサンプル水を得るサンプル水取込手段と、該サンプル水取込手段から送出されたサンプル水に溶解剤を注入して該サンプル水中の鉄分を溶解させる溶解手段と、該溶解手段から送出されたサンプル水に反応液を注入して鉄分と反応させる反応手段と、該反応手段から送出されたサンプル水の鉄分濃度を検出する鉄分検出手段とを具備する鉄分分析装置において、
前記サンプル水取込手段は、第１配管と第２配管とを接続するサンプル水切取装置を備え、
前記サンプル水切取装置は、
サンプル水を導入するサンプル水導入管と、当該サンプル水切取装置からサンプル水が吐き出されるサンプル水導出管と、キャリアの貯蔵タンクからキャリアを供給可能なキャリア供給ポンプとを接続し、第１配管と第２配管との内径と長さを等しく設定し、
前記サンプル水導入管に第１配管を連通するとともに、キャリア供給ポンプに第２配管の一端を、サンプル水導出管に第２配管の他端をそれぞれ連通する第１切替状態と、サンプル水導入管に第２配管を連通するとともに、キャリア供給ポンプに第１配管の一端を、サンプル水導出管に第１配管の他端をそれぞれ連通する第２切替状態とに変換可能とし、
前記第１切替状態では、第１配管にサンプル水を導入するとともに、第２配管にキャリアを供給して第２切替状態で導入されたサンプル水を吐き出し、
前記第２切替状態では、第２配管にサンプル水を導入するとともに、第１配管にキャリアを供給して第１切替状態で導入されたサンプル水を吐き出すように構成され、
前記第１配管又は第２配管の内部にキャリアが充満された状態で、サンプル水切取装置を状態変換することを特徴とする鉄分分析装置。
【請求項２】
前記サンプル水導入管を流れるサンプル水は、そのレイノルズ数が乱流域となる流速に設定されることを特徴とする請求項１に記載の鉄分分析装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、火力発電プラント等のプラントの系統水から採取したサンプル水中の鉄分の濃度を計測し分析するための鉄分分析装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラントの配管を流れる系統水中の鉄分の濃度が所定値を越えると、配管内部等に鉄分が付着し圧損が大きくなる等の問題が想定できることや、起動時のクリーンアップ工程終了の判断のために、火力発電所等のプラントでは、その系統水を採取して鉄分分析装置によって鉄分濃度を計測分析することが行われる。
【０００３】
この種の鉄分分析装置には、ＪＩＳで規定された分析法が通常用いられる。すなわち、バッチ方式で採取したサンプル水に塩酸等の溶剤を添加して加熱することによりサンプル水中の鉄分の内の不溶性の鉄分を溶解して全ての鉄をイオン化し、これを所定の薬品を添加して発色させ、この発色させたサンプル水に特定波長の光を照射して、所定幅のサンプル水層を通過する間に生じる光吸収により、ランベルト・ペール法則により、鉄分濃度を計測するものである。
【０００４】
ところで、従来のこのような鉄分分析装置におけるサンプル水の採取方式は、プラント配管の系統水をサンプル水として容器に採取して鉄分分析装置の設置されている場所まで持ってきてから、又は鉄分分析装置のそばに置いた容器にプラント配管からサンプル用配管を引き延ばしてその容器にサンプル水を採取してから、この容器中のサンプル水をポンプで吸い上げて鉄分分析装置に導入するというオフライン方式であった。そして、このポンプとしては、所定の一定流量および一定圧力を確保するために、プランジャ式のポンプが使用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、粒子状の鉄分を含んだサンプルを採取する際、上記のようなプランジャ式のポンプを使用すると、サンプル水中の粒子状の鉄分を均一に採取できず、またサンプル水中の粒子状の鉄分によりポンプシールの寿命が極端に短くなる傾向があり、さらにサンプル水中に気泡があると、エアーロックによりポンプ吐き出しが不安定になるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みて成されたものであり、その目的は、サンプル水を連続的に採取できるようにした鉄分分析装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載のものは、プラントの系統水を採取してサンプル水を得るサンプル水取込手段と、該サンプル水取込手段から送出されたサンプル水に溶解剤を注入して該サンプル水中の粒子状の鉄分を溶解させる溶解手段と、該溶解手段から送出されたサンプル水に反応液を注入して鉄分と反応させる反応手段と、該反応手段から送出されたサンプル水の鉄分濃度を検出する鉄分検出手段とを具備する鉄分分析装置において、
前記サンプル水取込手段は、第１配管と第２配管とを接続するサンプル水切取装置を備え、
前記サンプル水切取装置は、
サンプル水を導入するサンプル水導入管と、当該サンプル水切取装置からサンプル水が吐き出されるサンプル水導出管と、キャリアの貯蔵タンクからキャリアを供給可能なキャリア供給ポンプとを接続し、第１配管と第２配管との内径と長さを等しく設定し、
前記サンプル水導入管に第１配管を連通するとともに、キャリア供給ポンプに第２配管の一端を、サンプル水導出管に第２配管の他端をそれぞれ連通する第１切替状態と、サンプル水導入管に第２配管を連通するとともに、キャリア供給ポンプに第１配管の一端を、サンプル水導出管に第１配管の他端をそれぞれ連通する第２切替状態とに変換可能とし、
前記第１切替状態では、第１配管にサンプル水を導入するとともに、第２配管にキャリアを供給して第２切替状態で導入されたサンプル水を吐き出し、
前記第２切替状態では、第２配管にサンプル水を導入するとともに、第１配管にキャリアを供給して第１切替状態で導入されたサンプル水を吐き出すように構成され、
前記第１配管又は第２配管の内部にキャリアが充満された状態で、サンプル水切取装置を状態変換することを特徴とする鉄分分析装置である。
【０００８】
請求項２に記載のものは、前記サンプル水導入管を流れるサンプル水は、そのレイノルズ数が乱流域となる流速に設定されることを特徴とする請求項１に記載の鉄分分析装置である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１はその実施の形態の鉄分分析装置の構成を示すブロック図である。１は火力発電所等のプラントの系統水配管であり、本実施の形態では、この配管１の系統水（蒸気／復水／給水等）を減温減圧装置２により例えば温度を摂氏３５度、圧力を３ｋｇ／ｃｍ２程度に調整してサンプル水として取り込む。３はそのサンプル水の単位時間当りの流量を計測するための流量計、４はサンプル水導入管５の圧力を所定の圧力に調整するための圧力リリーフ弁である。６はサンプル水切取装置であり、内部のロータが４５度回転／復帰して弁を切り替えるようにした８方弁により構成されている。以上により、サンプル水取込手段が構成されている。
【００１０】
前記サンプル水切取装置６は、図２に拡大して示すように、内部のロータの回転位置を調整することにより、弁口Ａ−Ｂ、Ｃ−Ｄ、Ｅ−Ｆ、Ｇ−Ｈの各々の間を接続する（実線で示す）切替状態（本発明における第１切替状態に相当）と、弁口Ｂ−Ｃ、Ｄ−Ｅ、Ｆ−Ｇ、Ｈ−Ａの各々の間を接続する（破線で示す）切替状態（本発明における第２切替状態に相当）を選択する（すなわち状態変換する）ことができる。そして、サンプル水の導入管５は弁口Ａに導入され、キャリア（搬送液）は弁口Ｇから導入され、弁口Ｃはサンプル水導出管７に接続され、弁口Ｅはドレイン配管８に接続されている。また、弁口Ｂ−Ｆ間は配管６ａ（本発明における第１配管に相当）により、弁口Ｄ−Ｈ間は配管６ｂ（本発明における第１配管に相当）により各々接続されている。この配管６ａ、６ｂの内径と長さは同じであり、サンプル水の切取量を決定するものである。
【００１１】
９はキャリア（例えば純水等）の貯蔵タンク、１０は溶解剤（例えば塩酸等）の貯蔵タンク、１１は還元剤（例えば塩酸ヒドロキシルアミン１０％溶液等）の貯蔵タンク、１２はイオン化した鉄分に対して特定の色で発色する発色剤（例えば、ＴＰＴＺ ０．００１ｍｏｌ／ｌ溶液等）の貯蔵タンク、１３はＰＨ調整用の緩衝剤（例えば酢酸アンモニウム５０％溶液等）の貯蔵タンクであり、その各々はエア抜き用の脱気装置１４〜１８を介してポンプ１９〜２３に接続されている。このように脱気装置１４〜１８を使用しているので、ポンプ１９〜２３にエアーが吸い込まれることがなくなり、そのポンプ１９〜２３としてプランジャ式ものもが使用できる。前記したサンプル水切取装置６の弁口Ｇには、ポンプ１９（本発明におけるキャリア供給ポンプに相当）の吐き出し側配管が接続され、これによりキャリアがそこに所定の流量で供給される。
【００１２】
前記サンプル水切取装置６の弁口Ｃのサンプル水導出管７には、ポンプ２０によって溶解剤が注入され、これによってサンプル水中の粒子状の鉄分が溶解される。２４はマイクロ波等を利用した加熱装置であり、溶解剤が注入されたサンプル水中の粒子状の鉄分の溶解の化学反応を促進させるために、そのサンプル水を例えば摂氏１５０度程度に加熱する。２５はその加熱装置２４で加熱されたサンプル水を所定温度（例えば摂氏２５度）にまで冷却するための冷却装置、２６は反応温度一定に保持するよう内部が一定の温度（例えば摂氏２５度）に保たれた恒温装置である。
【００１３】
この恒温装置２６において、配管中を順次送られるサンプル水に対して、ポンプ２１から還元剤が、ポンプ２２から発色剤が、ポンプ２３から緩衝剤が、各々順次注入され、各反応コイル２７、２８、２９において各種の化学反応が一定温度で行われる。
【００１４】
３０は分光光度計であり、恒温装置２６から搬送されてきた処理済みサンプル水に前記発色剤の発色に対応した波長の光を照射して、その光吸収の度合により、鉄分濃度を計測する。３１は背圧コイル（絞り）であり、前記化学反応および計測を安定させるためのものである。
【００１５】
次に作用を説明する。本実施の形態では、サンプル水をプラント系統水の配管１から減温減圧装置２を介して直接的に取り込むオンライン方式を採用しているので、その減温減圧装置２により所定の流速（導入管５内のサンプル水のレイノルズ数が乱流域となる流速）が得られるように設定することにより、粒子状の鉄分を水中に均一に分布させることができ、またサンプル水採取のためのポンプが不要となっている。したがって、従来のようにポンプを使用することによる種々不都合を回避することができる。
【００１６】
また、本実施の形態のサンプル水切取装置６は、サンプル水導入管５から導入されるサンプル水を規定量ずつ切り取って順次後段に搬送する装置であり、切り取ったサンプル水相互間にはキャリアが介在しなくなる。すなわち、いまサンプル水切取装置６のロータが図１、図２の実線の切替状態（第１切替状態）にあるときは、サンプル水導入管５からのサンプル水は、弁口Ａ→弁口Ｂ→配管６ａ→弁口Ｆ→弁口Ｅ→ドレイン配管８に流れる（すなわち、サンプル水導入管５と配管６ａとが連通する）ので、配管６ａ内がサンプル水で充満する。
【００１７】
ここで、ロータを回転して図１、図２の破線の状態に切り替える（第２切替状態に変換する）と、ポンプ１９からキャリアが弁口Ｇ→弁口Ｆ→配管６ａに（つまりサンプル水の導入の向きと反対の向き）に圧入されて（すなわち配管６ａの一端がポンプ１９に連通され）、配管６ａ内に充満していたサンプル水が弁口Ｂ→弁口Ｃを流れ、サンプル水導出管７に吐き出される（すなわち配管６ａの他端がサンプル水導出管７に連通される）。またこのときは、サンプル水導入管５からのサンプル水が、弁口Ａ→弁口Ｈ→配管６ｂ→弁口Ｄ→弁口Ｅ→ドレイン配管８を流れ（すなわち、配管６ｂがサンプル水導入管５に連通され）、配管６ｂ内に充満される。
【００１８】
次に、ロータを回転して図１、図２の実線の状態に復帰させる（第１切替状態に変換する）と、ポンプ１９からキャリアが弁口Ｇ→弁口Ｈ→配管６ｂに圧入されて（すなわち配管６ｂの一端がポンプ１９に連通され）、配管６ｂ内に充満していたサンプル水が弁口Ｄ→弁口Ｃを流れ、サンプル水導出管７に吐き出される（すなわち配管６ｂの他端がサンプル水導出管７に連通される）。またこのときは、サンプル水導入管５からのサンプル水が弁口Ａ→弁口Ｂ→配管６ａ→弁口Ｆ→弁口Ｅ→ドレイン配管８を流れ（すなわち、配管６ａがサンプル水導入管５に連通され）、配管６ａ内に充満される。
【００１９】
このように、サンプル水が配管６ａと６ｂに交互に導入されるので、該配管６ａ或は６ｂ内のサンプル水の全てがサンプル水導出管７に押し出された時点でロータを切り替えるタイミング制御を行うことにより、キャリアはドレイン配管８にのみ排出され、サンプル水導出管７内には吐き出されなくなる。
【００２０】
すなわち、サンプル水導出管７のサンプル水は、図３の（ａ）に示すように、切り取られた規定量ずつが連続するようになる。図３の（ｂ）は従来の場合（例えば配管６ｂがなく、弁口Ｄ、Ｈが閉じている。）の配管内の状態を示す図であり、サンプル水とキャリアが交互に充填されるようになる。したがって、本実施の形態では、サンプル水の鉄分の濃度を連続的に分析計測することができるようになるので、その濃度の連続的な変化に基づく処理（例えば警報発生等）のシステム構築が簡単となる。
【００２１】
なお、このサンプル水の採取は、キャリアが含まれないようにサンプル水のみを完全に連続的に採取することが望ましいが、若干のキャリアが含まれるようにほぼ連続的に採取することもできる。この場合であっても、サンプル水の量とキャリアの量が「サンプル水の量≦キャリアの量」であった従来の場合に比べてサンプル水の採取間隔が短くなる利点がある。
【００２２】
【発明の効果】
以上から本発明によれば、サンプル水を連続的に採取できるので、所定量ずつ採取するサンプル水に含まれるキャリアを少なく乃至ゼロにすることができ、サンプル水中の鉄分濃度の分析を連続して行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の鉄分分析装置のブロック図である。
【図２】  同実施の形態のサンプル水切取装置の部分の拡大図である。
【図３】  （ａ）は本実施の形態により得られるサンプル水の配管内の状態の説明図、
（ｂ）は従来の方法により得られるサンプル水の配管内の状態の説明図である。
【図１】
0003667033.tif 000002
【図２】
0003667033.tif 000003
【図３】
0003667033.tif 000004