(57)【要約】【課題】使用される機会が少ないため配管内面に錆などの腐食が進んだ配管系統において、その使用の際に系統機能を確保可能とする配管内異物除去装置および配管内異物除去方法を提供する。【解決手段】本発明にかかる配管内異物除去装置は、弁の開放により流体が流れる配管系統の配管途中に介装されたストレーナ本体と、ストレーナ本体内に格納され、流体を濾過する濾過エレメントと、濾過エレメント内に流入した異物を含む流体を排出するブロー管と、ブロー管を開閉する開閉部を備え、開閉部の開動作と弁の開放動作は互いに連係していることを特徴とする。【選択図】図２
2011041902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁の開放により流体が流れる配管系統の配管途中に介装されたストレーナ本体と、
前記ストレーナ本体内に格納され、前記流体を濾過する濾過エレメントと、
前記濾過エレメント内に流入した異物を含む前記流体を排出するブロー管と、
前記ブロー管を開閉する開閉部を備え、
前記開閉部の開動作と前記弁の開放動作は互いに連係していることを特徴とする配管内異物除去装置。
【請求項２】
当該配管内異物除去装置は、前記開閉部を開制御する制御部を備え、前記制御部の制御により、前記開閉部の開動作が、前記弁の開放動作の開始と同時に、または、前記弁の開放動作の開始より所定の時間前に開始されることを特徴とする請求項１に記載の配管内異物除去装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記弁の開信号と同じ信号を受信して、該信号に基づき前記開閉部を開する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の配管内異物除去装置。
【請求項４】
前記開閉部は、該開閉部の開度調整機構を備え、前記制御部は、前記弁の下流側の圧力に応じて前記開度調整機構を制御することにより前記開閉部の開度を調整することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の配管内異物除去装置。
【請求項５】
前記ストレーナ本体は、設備機器の冷却または延焼防止のために流体を供給する配管系統の配管途中に介装されたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の配管内異物除去装置。
【請求項６】
配管途中にストレーナを備える配管内異物除去装置が介装され、弁の開放により流体が流れる配管系統の配管内異物除去方法であって、
前記弁の開放に連係して前記配管内異物除去装置に備えられたブロー管を開することにより、前記ストレーナの本体内に格納される濾過エレメント内に流入した異物を含む前記流体を排出することを特徴とする配管内異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁の開放によって流体が流れる配管系統の配管途中に介装される配管内異物除去装置及び配管内異物除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所や原子力発電所などのプラントにおいては、プラントを運営する上で様々な配管系統が用いられている。このような配管系統では、配管内を流れる流体中にごみや異物が存在すると、下流側に位置するポンプの回転部や弁の開閉部などに詰まりや噛み込みなどを生じるため、ポンプや弁などの設備機器が故障するおそれがある。このため、流体中のごみや異物を濾過などにより除去することが必要であり、フィルタ機能を有する様々な装置が配管系統に設置されている。
【０００３】
そのような装置の一つにストレーナがあり、特にＹ型ストレーナは機器構成や運用の簡便さから広く用いられている。一般に用いられるＹ型ストレーナは濾過エレメントを有し、配管系統の運用中、配管内を流れる流体中の異物等を濾過エレメントにより濾過して除去する。そして、その濾過機能を維持するために、定期的に濾過エレメントを洗浄し、流体中から回収した異物等を配管外に排出する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、管内流体の少なくとも一部が流入するように管内にスクリーンを配置し、このスクリーン内に流入した流体を管外に排出する排出管とその閉止弁を設けるとともに、閉止弁の開閉駆動手段を設け、スクリーン内またはその上流部とスクリーン外またはその下流部の管内の圧力を検出してその差圧に応じて開閉駆動手段を制御する手段を設けたことを特徴とする管内異物除去装置が開示されている。かかる管内異物除去装置によれば、自動的にかつ流体を無駄にすることなく効率的に管内から異物を除去することができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−２７８８０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、プラントにおいて用いられる配管系統には、通常時は使用されず、使用される機会が火災発生時などの非常時に限られるため、流体が流れず配管内部に滞留して配管内部の腐食が著しい場合がある。例えば、屋外で火災が発生した場合に油タンクや変圧器の冷却や延焼防止のために散水ノズルへ流体を供給する配管系統では、通常時は配管系統が停止しているため、滞留流体により配管内面において腐食が進行して錆などが生じている場合がある。
【０００７】
このような配管系統を非常時に運転した場合、特許文献１のような従来のＹ型ストレーナを用いた配管系統では、弁の開放により配管内の流体が流れると、その流体の急激な流速上昇により配管内面の錆などの異物が大量に剥離する。そして、大量に剥離した異物はＹ型ストレーナの濾過エレメントに張り付くため、濾過エレメントを短時間で閉塞させ、必要な散水量を確保できない事態が発生しうる。
【０００８】
本発明は、かかる課題に鑑み、使用される機会が少ないため配管内面に錆などの腐食が進んだ配管系統において、その使用の際に系統機能を確保可能とする配管内異物除去装置および配管内異物除去方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明にかかる配管内異物除去装置の代表的な構成は、弁の開放により流体が流れる配管系統の配管途中に介装されたストレーナ本体と、ストレーナ本体内に格納され、流体を濾過する濾過エレメントと、濾過エレメント内に流入した異物を含む流体を排出するブロー管と、ブロー管を開閉する開閉部を備え、開閉部の開動作と弁の開放動作は互いに連係していることを特徴とする。
【００１０】
ここで、ブロー管の開閉部の開動作と弁の開放動作は互いに連係しているとは、例えば、弁の開放動作の開始と同時に、または、弁の開放動作の開始の前後のタイミングで、ブロー管の開閉部が開することをいう。
【００１１】
上記構成によれば、例えば、弁の開放により配管内の流体が流れると、弁の開放に連係してブロー管の開閉部が開するため、配管内の流体の急激な流速上昇により配管内面より剥離した大量の錆等の異物は、ブロー管を通って配管外に排出され、異物がストレーナを閉塞させることがない。従って、使用される機会が少ないため配管内面に錆等の腐食が進んだ配管系統であっても、その使用の際に必要な系統機能を確保することができる。
【００１２】
本発明にかかる配管内異物除去装置の他の構成は、開閉部を開制御する制御部を備え、制御部の制御により、開閉部の開動作が、弁の開放動作の開始と同時に、または、弁の開放動作の開始より所定の時間前に開始されることを特徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、弁の開放動作の開始と同時か、それより前にブロー管が開するため、流体の急激な流速上昇により配管内面より剥離した錆などの異物は、配管系統の下流側に流れる前に、配管外に排出されやすくなり、異物の排出効果を高めることができる。
【００１４】
上記の制御部は、弁の開信号と同じ信号を受信して、その信号に基づき開閉部を開する制御を行うとよい。かかる構成によれば、弁の開指令とブロー管開閉部の開指令を同一の信号により行うことが可能となる。従って、例えば、中央操作室などの操作箇所において、散水弁およびブロー管開閉部の一括操作が可能となるため、操作性や配管系統の運用性を向上させることができる。
【００１５】
上記の開閉部は、開閉部の開度調整機構を備え、制御部は、弁の下流側の圧力に応じて開度調整機構を制御することにより開閉部の開度を調整するとよい。これにより、配管系統が所定の圧力を確保できていない場合は、開閉部の開度を小さくして、所定の圧力を確保するようにできる。
【００１６】
上記のストレーナ本体は、設備機器の冷却または延焼防止のために流体を供給する配管系統の途中に介装されているとよい。油タンクや変圧器などの設備機器の冷却や延焼防止に用いられる配管系統は通常時は使用されないため、配管内面において腐食が進行して錆などが生じている場合がある。従って、かかる配管系統への適用により、本発明にかかる配管内異物除去装置は特に効果を発揮する。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる配管内異物除去方法の代表的な構成は、配管途中にストレーナを備える配管内異物除去装置が介装され、弁の開放により流体が流れる配管系統の配管内異物除去方法であって、弁の開放に連係して配管内異物除去装置に備えられたブロー管を開することにより、ストレーナの本体内に格納される濾過エレメント内に流入した異物を含む流体を排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用される機会が少ないため配管内面に錆などの腐食が進んだ配管系統において、その使用の際に系統機能を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態にかかる配管内異物除去装置を備えた配管系統の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態にかかる配管内異物除去装置の構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明にかかる配管内異物除去装置および配管内異物除去方法の好適な実施形態の一例について詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる配管内異物除去装置を備えた配管系統の全体構成を示す概略図である。図２は、本実施形態にかかる配管内異物除去装置の構成を示す概略図である。
【００２１】
図１に示すように、火力発電所や原子力発電所などのプラントでは、火災が発生した場合に油タンクや変圧器などの設備機器の冷却や延焼防止のために散水ノズルから散水を行う散水配管２０の系統が設けられている。本発明にかかる配管内異物除去装置１０は、母管３０から分岐した散水配管２０の配管系統の配管途中に介装される。散水配管２０の配管内異物除去装置１０より下流側には、散水弁用電磁弁２２により開閉する散水弁２１があり、最も下流側に散水ノズル２４が設けられている。
【００２２】
配管内異物除去装置１０は、図２に示すように、ストレーナ１１、ブロー管１４、およびブロー管１４途中に設けられたブロー弁１５（開閉部）から構成される。ブロー弁１５は、ブロー弁１５の開度調整機構（図示せず）を備えている。ストレーナ１１は、配管途中に介装されたストレーナ本体１２、ストレーナ本体１２に格納された濾過エレメント１３、濾過エレメント１３を取り付けたカバーフランジ１６から構成される。
【００２３】
ストレーナ１１は、Ｙ型ストレーナを用いているが、Ｕ型ストレーナでもよいし、その他のフィルタ機能を有する装置でもよい。ブロー管１４はカバーフランジ１６を外部に向けて貫通して設けられ、ブロー弁１５を開することにより、濾過エレメント１３内の異物は、配管内流体とともにブロー管１４を通って排出される。ブロー弁１５は、例えば電磁弁を用いることができる。
【００２４】
ブロー管１４はストレーナ１１に常時接続したままでもよいし、使用時のみストレーナ１１に接続してもよい。すなわち、通常時はストレーナ１１からブロー管１４を取り外し、カバーフランジ１６のブロー管１４取付口にドレンプラグ（図示せず）により栓をしておいて、使用時にブロー管１４を取り付けることとしてもよい。
【００２５】
本実施形態では、配管内異物除去装置１０は、ブロー弁１５を開閉制御する制御部１７を備え、制御部１７には散水弁２１の下流側に設けられた圧力計２３の圧力信号が入力される。
【００２６】
散水配管２０の系統が接続される母管３０内の流体はろ過水である。散水配管２０の系統や母管３０に接続される他の配管系統が使用されると、ろ過水は母管３０を白抜き矢印の通りに流れる。散水配管２０の配管系統は、通常時は使用されないため、散水弁２１および散水弁用電磁弁２２は閉止しており、母管３０から供給されたろ過水は、散水弁２１および散水弁用電磁弁２２により流れを止められている。散水配管２０の系統が使用されない期間が長いと母管３０や散水配管２０の内面で腐食が進み、母管３０や散水配管２０の内面には錆などの異物が生じている。
【００２７】
火災が発生して散水を行う必要が生じた場合や、定期的に散水の試験を行う場合には、現場や現場から離れた場所に位置する中央操作室などの操作箇所にて操作ボタンの押下などにより開信号が発せられる。開信号は、有線や無線などにより制御部１７に伝達され、さらに制御部１７からブロー弁１５および散水弁用電磁弁２２に伝達されて、その開信号に応じてブロー弁１５および散水弁用電磁弁２２は開する。そして、散水弁用電磁弁２２の開により散水弁２１は開放動作を開始する。すなわち、散水弁２１の開放動作の開始と同時にブロー弁１５は開する。
【００２８】
ブロー弁１５の開動作は、上記の通り、散水弁２１の開放動作の開始と同時であってもよいし、散水弁２１の開放動作の開始の前後のタイミングであってもよい。すなわち、ブロー弁１５は散水弁２１の開放動作に連係して開動作を行えばよい。ブロー弁１５の開動作が散水弁２１の開放動作と同時か、または、散水弁２１の開放動作より前に行われた方が、散水配管２０内のろ過水がストレーナ１１下流側に流れる前に、ろ過水に含まれる異物を配管外に排出することができ、異物の排出効果を高めることができる。ブロー弁１５と散水弁２１の開放動作のタイミング調整は、タイマを設けることなどにより制御部１７で行ってもよいし、別途、調整機構を設けてもよい。
【００２９】
なお、ブロー弁１５および散水弁用電磁弁２２への開信号は、同一の信号でもよいし、それぞれ独立した別々の信号でもよい。同一の信号であれば、操作箇所での一括操作が可能になるため、操作性や配管系統の運用性を向上させることができる。別々の信号の場合は、制御部１７においてそれぞれの信号を互いに関連づけてもよいし、信号の関連づけを行う機構を別に設けることにより、ブロー弁１５の開動作と散水弁用電磁弁２２の開動作を連係させることができる。
【００３０】
散水弁２１が開放し始めることにより散水配管２０内のろ過水は白抜き矢印の通り、散水配管２０内を下流側に向かって流れ始めるが、流速の上昇が急なため、母管３０や散水配管２０の配管内面に生じていた錆などの異物が大量に剥離する。しかし、ブロー弁１５が開しているため、これらの異物はブロー管１４を通ってろ過水とともに排出される。これにより、大量に剥離した異物は、ストレーナ本体１２の濾過エレメント１３に張り付くことはなく、ストレーナ１１の閉塞は防止される。従って、散水弁２１の下流側にて所定の圧力を確保することができ、散水ノズル２４からの散水に必要な流量を確保することができる。
【００３１】
散水を終了した後は、操作箇所からの閉信号がブロー弁１５および散水弁用電磁弁２２に伝達され、ブロー弁１５および散水弁２１は閉止する。
【００３２】
本実施形態では、散水弁２１の開放動作は散水弁用電磁弁２２を通って流入するろ過水の圧力を利用して開始するため、ブロー弁１５と散水弁用電磁弁２２に同時に開信号が伝達されても、ブロー弁１５が開してから散水弁２１の開放動作が開始されるまでに所定の時間差が生じる。このため、ブロー管１４から異物を十分排出した後に、ストレーナ１１下流側にろ過水を供給することができる。
【００３３】
圧力計２３は、散水弁２１の出口圧力を監視し、その圧力情報を制御部１７に伝達する。制御部１７はその圧力情報に応じてブロー弁１５の開度調整機構を制御することにより、ブロー弁１５の開度が調整される。これにより、散水に必要な容量が確保されていないことが圧力計２３により検出された場合は、ブロー弁１５の開度調整機構によりブロー弁１５の開度が小さくなるよう調整され、散水配管２０の系統圧力が確保される。
【００３４】
配管内面から剥離する錆などの異物の大きさは、経験上、約１ｃｍ四方以上であるため、ブロー管１４の口径は少なくとも１５Ａであることが好ましい。一方、ブロー管１４の口径を大きくすると、散水弁２１の出口圧力が所定の圧力に満たなくなり、散水に必要な系統流量を確保できなくなる。このため、系統流量を確保するために、ブロー管１４の口径は最大２５Ａとするのが好ましい。
【００３５】
本実施形態では、散水配管２０の系統について説明したが、本発明が適用される配管系統はこれに限られるものではなく、通常時は停止していて、使用される機会が少ない配管系統に広く適用可能である。
【００３６】
（実施例）
発明者は、図１に示す構成の、ある火力発電所の散水配管２０の系統において、散水試験を実施した。母管３０の配管圧力は、０．７８４ＭＰａ〜０．９８ＭＰａであり、ストレーナ１１前、ストレーナ１１後（散水弁前）、および散水弁２１後に圧力計を設置して、ブロー弁１５を散水用電磁弁２２の開と同時に開することにより、散水を開始し、散水開始から２０分後まで、各位置における圧力を測定した。その試験結果を表１に示す。
【００３７】
配管内面からの錆を主とする異物がブロー弁１５から排出され、ストレーナ１１が閉塞しないことを確認できた。また、表１に示す通り、散水弁２１後の圧力計２３により、散水ノズル２４圧力が設計圧力の０．４１２ＭＰａ以上を満足していることを確認できた。
【００３８】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、弁の開放によって流体が流れる配管系統の配管途中に介装される配管内異物除去装置及び配管内異物除去方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０…配管内異物除去装置
１１…ストレーナ
１２…ストレーナ本体
１３…濾過エレメント
１４…ブロー管
１５…ブロー弁（開閉部）
１６…カバーフランジ
１７…制御部
２０…散水配管
２１…散水弁
２２…散水弁用電磁弁
２３…圧力計
２４…散水ノズル
３０…母管
【図１】
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【図２】
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