(57)【要約】【課題】昇温開始から蒸留水取り出し開始までの時間を短縮すること。【解決手段】受け入れる発泡性液体を濃縮液と蒸気とに分離させる蒸発工程と、前記濃縮液を起動時の温度から沸騰開始温度まで昇温させる加熱工程と、前記濃縮液を保温する保温工程と、を含み、前記加熱工程を実施する前に前記保温工程を実施しておき［０−Ｔ０］、前記加熱工程の実施時において当該加熱工程を連続的［Ｔ０−Ｔ１］にあるいは、間欠的［Ｔ０−Ｔ２］に行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け入れる発泡性液体を濃縮液と蒸気とに分離させる蒸発工程と、
前記濃縮液を起動時の温度から沸騰開始温度まで昇温させる加熱工程と、
前記濃縮液を保温する保温工程と、
を含み、
前記加熱工程を実施する前に前記保温工程を実施しておき、前記加熱工程の実施時において当該加熱工程を連続的にあるいは、間欠的に行うことを特徴とする発泡性液体の蒸発処理方法。
【請求項２】
受け入れる発泡性液体を濃縮液と蒸気とに分離させる蒸発器と、
前記蒸発器から供給される濃縮液を前記蒸発器に戻す循環系に設けられて当該循環系の濃縮液を加熱する加熱器と、
前記循環系に設けられて当該循環系の濃縮液を保温する保温手段と、
前記濃縮液における泡の発生を検知する泡検知手段と、
前記循環系の濃縮液を前記加熱器で加熱する起動前に前記保温手段を保温制御し、前記循環系の濃縮液を前記加熱器で加熱した起動後に前記泡検知手段で泡の発生が検知された場合、前記加熱器の加熱制御を間欠的に行う一方、前記泡検知手段で泡の発生が検知されない場合は前記加熱器の加熱制御を連続的に行う制御手段と、
を備えることを特徴とする発泡性液体の蒸発処理装置。
【請求項３】
制御手段は、前回の起動時に前記泡検知手段で泡の発生が検知され、かつ、前回の起動時に中間濃縮された濃縮液を今回の起動時に引き続き濃縮処理する場合、今回の起動時に前記加熱器の加熱制御を間欠的に行うことを特徴とする発泡性液体の蒸発処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、洗濯排水などの発泡性液体の蒸発処理方法および蒸発処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載の蒸発処理方法では、起動時において、洗濯排水などの被処理液（発泡性液体）を受け入れる蒸発器と、これに連絡した加熱器との間で被処理液をポンプにより循環しながら、被処理液を急速に加熱する加熱操作を間欠的に加えて被処理液の温度を段階的に上昇させ蒸発器内の非凝縮性ガスを徐々に押し出し、以後蒸発器と加熱器の間で被処理液を循環しつつ蒸発を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−３４６９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、起動する際、蒸発器に受け入れた約４０℃の発泡性液体を、加熱器への加熱蒸気供給を段階的に行って７０℃、９５℃、１００℃と段階的に上昇させることで、発泡性液体における発泡の抑制を図っている。このように、発泡性液体の液温を段階的に上昇させることで発泡を抑制することができ、消泡剤を投入するようなメンテナンスを要する事態を回避できるが、加熱器への加熱蒸気の供給を数回止めて数十分の停止時間を設けることになるため、昇温開始から蒸留水取り出し開始までの時間が掛かるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、装置を起動する前から蒸発器、加熱器および濃縮液配管内に保有している液温を高温に維持しておくことで、昇温開始から蒸留水取り出し開始までの時間を短縮することのできる発泡性液体の蒸発処理方法および蒸発処理装置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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の発泡性液体の蒸発処理方法は、受け入れる発泡性液体を濃縮液と蒸気とに分離させる蒸発工程と、前記濃縮液を起動時の温度から沸騰開始温度まで昇温させる加熱工程と、前記濃縮液を保温する保温工程と、を含み、前記加熱工程を実施する前に前記保温工程を実施しておき、前記加熱工程の実施時において当該加熱工程を連続的にあるいは、間欠的に行うことを特徴とする。
【０００７】
この蒸発処理方法によれば、加熱工程を実施する前に保温工程を実施することで、沸騰開始温度に到達するまでの起動時間の短縮を図り、また、蒸発器内の泡が有意なレベルまで成長する前に沸騰開始温度に到達することで、発泡抑制が可能となる。
【０００８】
上述の目的を達成するために、本発明の発泡性液体の蒸発処理装置は、受け入れる発泡性液体を濃縮液と蒸気とに分離させる蒸発器と、前記蒸発器から供給される濃縮液を前記蒸発器に戻す循環系に設けられて当該循環系の濃縮液を加熱する加熱器と、前記循環系に設けられて当該循環系の濃縮液を保温する保温手段と、前記濃縮液における泡の発生を検知する泡検知手段と、前記循環系の濃縮液を前記加熱器で加熱する起動前に前記保温手段を保温制御し、前記循環系の濃縮液を前記加熱器で加熱した起動後に前記泡検知手段で泡の発生が検知された場合、前記加熱器の加熱制御を間欠的に行う一方、前記泡検知手段で泡の発生が検知されない場合は前記加熱器の加熱制御を連続的に行う制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
この蒸発処理装置によれば、起動前に保温手段による保温制御を行い、泡が発生した場合に加熱器の加熱制御を間欠的に行うことで、泡の発生を抑えつつ短い起動時間に短縮することができる。一方、この蒸発処理装置によれば、起動前に保温手段による保温制御を行い、泡が発生しなかった場合に加熱器の加熱制御を連続的に行うことで、泡の発生を抑えつつより短い起動時間に短縮することができる。
【００１０】
また、本発明の発泡性液体の蒸発処理装置では、制御手段は、前回の起動時に前記泡検知手段で泡の発生が検知され、かつ、前回の起動時に中間濃縮された濃縮液を今回の起動時に引き続き濃縮処理する場合、今回の起動時に前記加熱器の加熱制御を間欠的に行うことを特徴とする。
【００１１】
この蒸発処理装置によれば、泡の発生を予め予測しておき、泡の発生を検知する前に、加熱器の加熱制御を間欠的に行うことで、泡の発生を抑えた起動を確実に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、昇温開始から蒸留水取り出し開始までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る発泡性液体の蒸発処理装置の構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る発泡性液体の蒸発処理装置の動作を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る蒸発処理装置の構成図である。図１に示すように、蒸発処理装置１は、例えば、原子力設備において発生した放射性廃液である洗濯排水などの発泡性液体ＰＷの液量を蒸発により濃縮して減少させるものである。この蒸発処理装置１は、蒸発器２と、加熱器３と、精留塔４と、コンデンサ５と、ベントコンデンサ６と、蒸留水冷却器７と、保温手段８と、泡検知手段９と、制御手段１０を備える。
【００１６】
加熱器３は、蒸気加熱型式であって加熱蒸気が加熱器ケーシング３ａ内の伝熱管外面に導入され、蒸発器２から濃縮液ポンプ１１により加熱器ケーシング３ａ内の伝熱管内面に送られた発泡性液体ＰＷが、伝熱管を介して加熱蒸気で加熱される。加熱器３にて加熱された発泡性液体ＰＷは、熱媒体として配管Ｐ２を経て蒸発器２に導入される（加熱工程）。具体的に、発泡性液体ＰＷは、加熱器３を通過する際に、外部供給の加熱蒸気と熱交換を行い、蒸気と液（濃縮液）の２相流になる。なお、加熱器３への加熱蒸気の導入や導入の停止、すなわち加熱器３による発泡性液体ＰＷの加熱のオンやオフは、加熱器ケーシング３ａに加熱蒸気を導入するための配管に設けられた加熱蒸気開閉弁Ｖ１の開閉動作により行われる。
【００１７】
蒸発器２は、蒸発器ケーシング２ａの底部と中部とが配管Ｐ１，Ｐ２を介して加熱器３に接続され、底部側の配管Ｐ１に濃縮液ポンプ１１が設けられて循環系が構成されている。蒸発器２は、発泡性液体ＰＷが導入され、この発泡性液体ＰＷが加熱器２において加熱されて蒸気と液（濃縮液）の２相流となり蒸発器ケーシング２ａ内に流入され、蒸発器ケーシング２ａ内で蒸気と液に分離させる（蒸発工程）。
【００１８】
そして、これら蒸発器２および加熱器３の循環系で発泡性液体ＰＷを加熱しながら濃縮して循環させることで濃縮液をより濃縮し、濃縮後の濃縮液は、濃縮液ポンプ１１と加熱器３との間で配管Ｐ１から分岐された分岐配管Ｐ３を経て装置外に排出される。
【００１９】
精留塔４は、精留塔ケーシング４ａの底部が配管Ｐ４を介して蒸発器ケーシング２ａの上部に接続されている。また、精留塔４は、精留塔ケーシング４ａの底部が配管Ｐ５を介して蒸発器ケーシング２ａの中部に接続されている。また、精留塔４は、精留塔ケーシング４ａの上部が配管Ｐ６を介してコンデンサ５に接続されている。精留塔４を抜けた蒸気は、配管Ｐ６を経てコンデンサ５に導入される。また、精留塔ケーシング４ａの底部に溜まった不純物を含むドレンは、ドレン配管である配管Ｐ５を経て蒸発器ケーシング２ａに戻される。
【００２０】
コンデンサ５は、配管Ｐ６を介して精留塔４に接続され、精留塔４を経た蒸気が導入される。コンデンサ５は、冷却水（例えば、原子炉補機冷却水）が冷却媒体として導入されて蒸気を凝縮する。凝縮によって得られた蒸留水は、配管Ｐ７を経て排出され、蒸留水ポンプ１２により蒸留水冷却器７に送られ、その一部が配管Ｐ７から分岐する配管Ｐ１２により精留塔４に流水として送られる。また、蒸気のうち凝縮しなかった気体成分は、配管Ｐ８を経てベントコンデンサ６に導入される。
【００２１】
ベントコンデンサ６は、配管Ｐ８を介してコンデンサ５から蒸気が導入される。ベントコンデンサ６は、コンデンサ５と同様に冷却水（例えば、原子炉補機冷却水）が冷却媒体として導入されて蒸気を凝縮する。凝縮によって得られたドレンは、配管Ｐ９を経て装置外に排出される。一方、排気は、配管Ｐ１０を経て装置外に排出される。
【００２２】
蒸留水冷却器７は、配管Ｐ７を介してコンデンサ５から蒸留水が導入される。蒸留水冷却器７は、コンデンサ５と同様に冷却水（例えば、原子炉補機冷却水）が冷却媒体として導入されて蒸留水を冷却する。冷却された蒸留水は配管Ｐ１１を経て装置外に排出される。この蒸留水冷却器７から排出された蒸留水は、例えば、蒸留水タンクに貯留されて有害成分を含まないことが確認された後に放水される。また、蒸留水冷却器７で冷却された蒸留水を排出する配管Ｐ１１は、その途中に配管Ｐ１３が分岐して設けられている。配管Ｐ１３は、蒸発器２において発泡性液体ＰＷが導入される部分に接続され、例えば、蒸留水冷却器７から排出された蒸留水に有害成分が含まれる場合に、この蒸留水を蒸発器２に戻して循環させるためのものである。なお、有害成分を含まないこととは、蒸留水冷却器７から排出された蒸留水が、放射性物質が所定レベルまで低下された良質水であることを意味する。なお、配管Ｐ１１は、配管Ｐ１３が分岐する位置よりも蒸留水の下流側に蒸留水排出開閉弁Ｖ２が設けられ、この蒸留水排出開閉弁Ｖ２の開閉動作により蒸留水冷却器７からの蒸留水の排出または排出の停止が行われる。また、配管Ｐ１３は、蒸留水循環開閉弁Ｖ３が設けられ、この蒸留水循環開閉弁Ｖ３の開閉動作により蒸留水冷却器７から蒸発器２への蒸留水の循環または循環の停止が行われる。
【００２３】
保温手段８は、循環系の濃縮液を保温するものである（保温工程）。循環系とは、上述した蒸発器２と加熱器３と配管Ｐ１，Ｐ２と濃縮液ポンプ１１とで濃縮液を循環させる系統であり、保温手段８は、この循環系に設けられている。具体的に、保温手段８は、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａの底部に設けられたヒータ８Ａとして構成され、蒸発器ケーシング２ａの底部にある濃縮液を保温する。また、保温手段８は、配管Ｐ１の外周または内部に設けられたヒータ８Ｂとして構成され、配管Ｐ１にある濃縮液を保温する。ヒータ８Ｂとしては、配管Ｐ１の全長または一部に配置される。
【００２４】
泡検知手段９は、濃縮液における泡の発生を検知するものである。具体的に、泡検知手段９は、蒸留水冷却器７から蒸留水を排出するための配管Ｐ１１において配管Ｐ１３が分岐する位置よりも蒸留水の上流側に設けられた電気導電率計測器９Ａとして構成され、蒸留水の電気導電率を計測する。そして、電気導電率計測器９Ａで計測された電気導電率が所定値以下であれば、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａにおいて発生した泡が配管Ｐ６から流出せずに蒸留水に有害成分が含まれていないと判断でき、電気導電率が所定値を超える場合は蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａにおいて発生した泡が配管Ｐ６から流出して蒸留水に有害成分が含まれていると判断できる。また、泡検知手段９は、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の所定高さ位置に設けられた静電容量計測器９Ｂとして構成され、計測された静電容量の変換により、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａにおいて発生した泡が蒸発器ケーシング２ａ内の所定高さ位置に到達したか否かを判断できる。
【００２５】
制御手段１０は、本蒸発処理装置１を制御するもので、具体的には、上述した泡検知手段９による泡の検知に基づき、上述した開閉弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を制御する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係る発泡性液体の蒸発処理装置の動作（蒸発処理方法）を示すタイムチャートである。図２において、横軸は時間経過であり、縦軸は蒸発器２における濃縮液の温度（蒸発器液温）を示す。また、図２において、破線が従来（例えば、特開２０００−３４６９８７号公報に記載）の蒸発処理方法を示し、実線および一点鎖線が本実施形態の蒸発処理方法を示す。
【００２７】
本実施形態の蒸発処理方法は、装置を起動する前から蒸発器２、加熱器３、および濃縮液配管Ｐ１内に保有している液の温度を高温に維持する保温工程と、蒸発器２、加熱器３、および濃縮液配管Ｐ１内に保有している液の温度を沸騰開始温度まで昇温する加熱工程と、を含む。
【００２８】
具体的に、制御手段１０は、加熱器３に加熱蒸気を導入する前である蒸発処理装置１の起動前において加熱蒸気開閉弁Ｖ１を閉動作させている。この起動前において、制御手段１０は、保温手段８を作動させ循環系の濃縮液を保温する［０−Ｔ０］。こうすることで、濃縮液の温度が一定温度（例えば、７０℃）に保温され、この温度環境において蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の濃縮液に泡が発生する事態を抑えることができる。
【００２９】
そして、図２に示すように、蒸発処理装置１の起動時［Ｔ０］において、オペレータの起動操作（起動スイッチのオン操作）が行われることで、制御手段１０は、加熱蒸気開閉弁Ｖ１を開動作させる。これにより、循環系の発泡性液体ＰＷが加熱されて蒸気と濃縮液の２相流となり蒸発器２に導入され、図２に実線で示すように、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の濃縮液の温度が上昇する。ここで、泡検知手段９により泡の発生が検知されない場合、制御手段１０は、加熱蒸気開閉弁Ｖ１を開動作させたままとして加熱器３の加熱制御を連続的に行う。この結果、図２に実線で示すように、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の濃縮液の温度が所定温度（例えば、１００℃）まで上昇する［Ｔ１］。すると、蒸発器２において、発泡性液体ＰＷが濃縮液と蒸気とに適宜分離され、排出される蒸気の放射性物質が所定レベルまで低下された良質水となる定常運転になる。このとき、制御手段１０は、例えば、電気導電率計測器９Ａで計測された電気導電率が良質水のレベルになるまで、蒸留水排出開閉弁Ｖ２を閉動作させるとともに蒸留水循環開閉弁Ｖ３を開動作させて蒸留水冷却器７からの蒸留水を蒸発器２に戻し、電気導電率計測器９Ａで計測された電気導電率が良質水のレベルになった場合に蒸留水循環開閉弁Ｖ３を閉動作させるとともに蒸留水排出開閉弁Ｖ２を開動作させて蒸留水冷却器７からの蒸留水を排出させる。すなわち、制御手段１０は、起動時［Ｔ０］から所定温度に濃縮液の温度が上昇するまで［Ｔ１］の間において、加熱器３の加熱制御（加熱工程）を連続的に行い、起動時間ＳＴ１で蒸発処理装置１を定常運転にする。
【００３０】
一方、図２に一点鎖線で示すように、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の濃縮液の温度が上昇する過程［Ｔ０−Ｔ１］で、例えば、加熱器３からの濃縮液が蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内で既に貯留された濃縮液の液面を叩くことで泡が発生し、泡検知手段９により泡の発生が検知された場合、制御手段１０は、加熱蒸気開閉弁Ｖ１を一旦閉動作させてから開動作させる。これを数回繰り返すことで、濃縮液の温度が徐々に所定温度に上昇する［Ｔ２］。すると、蒸発器２において、発泡性液体ＰＷが濃縮液と蒸気とに適宜分離され、排出される蒸気の放射性物質が所定レベルまで低下された良質水となる定常運転になる。このとき、制御手段１０は、例えば、電気導電率計測器９Ａで計測された電気導電率が良質水のレベルになるまで、蒸留水排出開閉弁Ｖ２を閉動作させるとともに蒸留水循環開閉弁Ｖ３を開動作させて蒸留水冷却器７からの蒸留水を蒸発器２に戻し、電気導電率計測器９Ａで計測された電気導電率が良質水のレベルになった場合に蒸留水循環開閉弁Ｖ３を閉動作させるとともに蒸留水排出開閉弁Ｖ２を開動作させて蒸留水冷却器７からの蒸留水を排出させる。すなわち、制御手段１０は、起動時［Ｔ０］から所定温度に濃縮液の温度が上昇するまで［Ｔ２］の間において、加熱器３の加熱制御（加熱工程）を間欠的に行い、起動時間ＳＴ２で蒸発処理装置１を定常運転にする。
【００３１】
これに対し、従来の蒸発処理方法は、図２に破線で示すように、蒸発処理装置１の起動時［Ｔ０］において、オペレータの起動操作（起動スイッチのオン操作）が行われることで、制御手段１０は、加熱蒸気開閉弁Ｖ１を開動作させる。これにより、循環系の濃縮液が加熱されて熱媒体として蒸発器２に導入される。ただし、従来は、保温工程が行われないため、蒸発器２の蒸発器ケーシング２ａ内の濃縮液に泡が発生する事態を抑えることが難しい。従って、従来では、起動時［Ｔ０］から所定温度に濃縮液の温度が上昇するまで［Ｔ３］の間において、加熱器３の加熱制御（加熱工程）を間欠的に行い、起動時間ＳＴ３で蒸発処理装置１を定常運転にする。
【００３２】
すなわち、本実施形態の発泡性液体の蒸発処理方法は、装置を起動する前から蒸発器２、加熱器３、および濃縮液配管Ｐ１内に保有している液の温度を高温に維持する保温工程と、蒸発器２、加熱器３、および濃縮液配管Ｐ１内に保有している液の温度を沸騰開始温度まで昇温する加熱工程と、を含み、加熱工程を実施する前に保温工程を実施しておき、加熱工程の実施時において連続的に昇温する制御方法と間欠的に昇温を行う制御方法を選択可能とする。
【００３３】
濃縮液の温度を予め高くすることで泡の発生が抑えられることが発明者等により見いだされた。また、循環系において、加熱器３から流入した濃縮液により蒸発器２内の液が攪拌されることで泡が発生し、循環中に連続的に泡が成長する。そこで、本実施形態では、保温工程を行うと共に加熱工程中に定期的に循環を止めることで、成長した泡が消える時間が確保される。従って、この蒸発処理方法によれば、加熱工程を実施する前に保温工程を実施することで、起動時に濃縮液の温度を予め高くして泡の発生を抑えることができ、かつ加熱工程を間欠的に行うことで、泡の発生を抑えつつも起動時に濃縮液の温度を高くした分、起動から定常運転までの起動時間を短縮することができる。具体的には、図２に示すように、従来、起動から定常運転まで掛かっていた起動時間ＳＴ３を、それよりも短い起動時間ＳＴ２に短縮することができる。なお、加熱工程により沸騰状態に到達した後には、泡が消える速度が速くなり発生してもすぐに消えるため、有意な泡の成長がなく、泡は発生しない。
【００３４】
また、本実施形態の発泡性液体の蒸発処理装置１は、装置を起動する前から蒸発器２、加熱器３、および濃縮液配管Ｐ１内に保有している濃縮液を保温する保温手段８と、濃縮液における泡の発生を検知する泡検知手段９と、循環系の濃縮液を加熱器３で加熱する起動前に保温手段８を保温制御し、循環系の濃縮液を加熱器３で加熱した起動後に泡検知手段９で泡の発生が検知された場合、加熱器３の加熱制御を間欠的に行う一方、泡検知手段９で泡の発生が検知されない場合は加熱器３の加熱制御を連続的に行う制御手段１０と、を備える。
【００３５】
この蒸発処理装置１によれば、起動前に保温手段８による保温制御を行い、泡が発生した場合に加熱器３の加熱制御を間欠的に行うことで、従来、起動から定常運転まで掛かっていた起動時間ＳＴ３を、泡の発生を抑えつつ短い起動時間ＳＴ２に短縮することができる。一方、この蒸発処理装置１によれば、起動前に保温手段８による保温制御を行い、泡が発生しなかった場合に加熱器３の加熱制御を連続的に行うことで、従来、起動から定常運転まで掛かっていた起動時間ＳＴ３を、泡の発生を抑えつつより短い起動時間ＳＴ１に短縮することができる。
【００３６】
ところで、本実施形態の発泡性液体の蒸発処理装置１では、制御手段１０は、前回の起動時に泡検知手段９で泡の発生が検知された場合、今回の起動時に加熱器３の加熱制御を間欠的に行うことが好ましい。
【００３７】
具体的には、制御手段１０は、蒸発処理装置１の起動時の制御処理を記憶する記憶部１０ａを有しており、起動時に前回の起動時の制御処理を読み出す。そして、今回の蒸発処理装置１の起動時において、前回の起動時に泡検知手段９で泡の発生が検知されていた場合に、加熱器３の加熱制御を間欠的に行う。つまり、泡の発生を予め予測しておき、泡の発生を検知する前に、加熱器３の加熱制御を間欠的に行うことで、泡の発生を抑えた起動を確実に行うことができる。
【符号の説明】
【００３８】
１  蒸発処理装置
２  蒸発器
３  加熱器
８  保温手段
９  泡検知手段
１０  制御手段
【図１】
2015208698.tif 000003
【図２】
2015208698.tif 000004