(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温水を濾過処理する高温濾過装置の運転方法において、高温濾過装置の一次側と二次側を連通するバイパス路と、該バイパス路を開閉可能なバイパス弁と、高速濾過装置の入口側と出口側にそれぞれ配置される入口側開閉弁および出口側開閉弁を設け、高温濾過装置内に設けられたフィルタの二次側の温度と圧力を検出して、該圧力が前記温度における飽和蒸気圧に対し予め定められた所定差まで近づいたとき、バイパス弁が開かれることにより、前記フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高温濾過装置への通水の流量制御を行うことを特徴とする高温濾過装置の運転方法。
【請求項２】
前記圧力が前記温度における飽和蒸気圧に対し予め定められた所定差まで近づいたとき、先ずバイパス弁が開かれ、次に入口側開閉弁および出口側開閉弁が絞られる、請求項１の高温濾過装置の運転方法。
【請求項３】
高温水を濾過処理する高温濾過装置の運転方法において、通常時に高温水を濾過処理する高温濾過装置の本塔に対し、高温濾過装置の予備塔を並列に接続し、前記予備塔の入口側と出口側にそれぞれ配置される予備塔入口側開閉弁および予備塔出口側開閉弁と、予備塔入口側開閉弁の一次側と二次側を連通する予備塔入口側バイパス路と、該予備塔入口側バイパス路を開閉可能な予備塔入口側バイパス弁とを設け、本塔におけるフィルタの二次側の温度と圧力を検出して、該圧力が前記温度における飽和蒸気圧に対し予め定められた所定差まで近づいたとき、予備塔入口側バイパス弁および予備塔出口側開閉弁が開かれ、次に予備塔入口側開閉弁が開かれるとともに予備塔入口側バイパス弁が閉じられて予備塔で濾過処理が行われることにより、本塔への通水に加え予備塔への通水を並行して行い、前記フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高温濾過装置への通水の流量制御を行うことを特徴とする高温濾過装置の運転方法。
【請求項４】
予備塔入口側バイパス弁および予備塔出口側開閉弁が開かれた後、前記予備塔の温度が上がった時点で予備塔入口側開閉弁が開かれる、請求項３の高温濾過装置の運転方法。
【請求項５】
濾過処理される高温水の水温が１００℃以上である、請求項１ないし４のいずれかに記載の高温濾過装置の運転方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば発電所における給水系やヒータドレン系における高温水を濾過処理する高温濾過装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所等では、給水系やヒータドレン系において１００℃以上の高温水を濾過処理することがあるが、この高温濾過装置には、高温水に耐え得る耐熱性のフィルタを用いる必要がある。従来から、金属フィルタやセラミックフィルタ等の使用が検討されているが、近年、疎水性の高分子フィルタの使用が検討され始めている。
【０００３】
疎水性高分子フィルタは、一旦乾燥されてしまうと、疎水性が発揮されて水を通さなくなり、濾過機能が失われる性質を有している。そのため、たとえば通水初期に、フィルタ差圧（フィルタ圧力損失）や高温水処理システムの差圧、あるいは水温との関係で、フィルタの二次側の圧力が処理する高温水の飽和蒸気圧以下になると、被処理水はフィルタ面で蒸気に変化し、フィルタが乾いてフィルタによる水処理そのものが不可能になり、系統へ濾過処理された水として回収できなくなる場合がある。疎水性高分子フィルタが一度乾燥してしまうと、性能を復元させるためには、薬品による湿潤化作業が必要となる。したがって、高分子フィルタを適用する場合には、常時、該フィルタが乾燥に至らない条件を採用することが望まれる。
【０００４】
一方、金属フィルタやセラミックフィルタは、発電所におけるヒータドレン水のような２００℃程度の温度条件下でも使用可能であるが、除鉄性能が不安定であること、差圧が上昇しやすいこと、溶出物が出やすいこと等の問題を抱えており、本格導入には至っていない。このような問題を解決するために高分子フィルタの適用が検討されつつあるが、高分子フィルタは前述の如き別の問題を抱えている。
【０００５】
さらに、上記の如きフィルタの材質に関する問題とは別に、一般に高温水を濾過処理する系統においては、系内に蒸気を発生させないという基本的な前提条件が要求されることが多い。これは、フィルタの材質にかかわらず要求されるものであり、とくに前述の如き高分子フィルタを使用する場合には、フィルタの性能を確保する面からも、蒸気を発生させないことが強く望まれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明の課題は、上記のような問題および要求に鑑み、高温水を蒸気に変えることなく液体状態のまま所定の濾過処理を行うことができ、濾過処理後の水を適切に回収可能な、高温濾過装置の運転方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る高温濾過装置の運転方法は、高温水を濾過処理する高温濾過装置の運転方法において、高温濾過装置の一次側と二次側を連通するバイパス路と、該バイパス路を開閉可能なバイパス弁と、高速濾過装置の入口側と出口側にそれぞれ配置される入口側開閉弁および出口側開閉弁を設け、高温濾過装置内に設けられたフィルタの二次側の温度と圧力を検出して、該圧力が前記温度における飽和蒸気圧に対し予め定められた所定差まで近づいたとき、バイパス弁が開かれることにより、前記フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高温濾過装置への通水の流量制御を行うことを特徴とする方法からなる。
【０００８】
この方法においては、高温濾過装置の一次側と二次側を連通するバイパス路と、該バイパス路を開閉可能なバイパス弁とを設け、高温濾過装置への通水の流量制御とバイパス弁の開閉とを連動させるようにし、それによって、フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように高温濾過装置への通水の流量制御を行う。
【０００９】
あるいは、通常時に高温水を濾過処理する高温濾過装置の本塔に対し、高温濾過装置の予備塔を並列に接続し、前記予備塔の入口側と出口側にそれぞれ配置される予備塔入口側開閉弁および予備塔出口側開閉弁と、予備塔入口側開閉弁の一次側と二次側を連通する予備塔入口側バイパス路と、該予備塔入口側バイパス路を開閉可能な予備塔入口側バイパス弁とを設け、本塔におけるフィルタの二次側の温度と圧力を検出して、該圧力が前記温度における飽和蒸気圧に対し予め定められた所定差まで近づいたとき、予備塔入口側バイパス弁および予備塔出口側開閉弁が開かれ、次に予備塔入口側開閉弁が開かれるとともに予備塔入口側バイパス弁が閉じられて予備塔で濾過処理が行われることにより、本塔への通水に加え予備塔への通水を並行して行うようにし、それによって、本塔のフィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように本塔への通水の流量制御を行うことができる。このようにすれば、被処理水である高温水は、常に、本塔と予備塔で濾過処理されることになるので、必ず濾過処理された処理水が送り出されることになる。
【００１０】
また、フィルタの二次側の圧力が飽和蒸気圧以上であるか否かを判断するためには、フィルタの二次側の温度と圧力を検出して飽和蒸気圧との関係を判定し、該判定に基づいて高温濾過装置への通水の流量制御を行う。
【００１１】
本発明で対象とする高温水は、たとえば水温が１００℃以上の水であり、飽和蒸気圧より下回ると蒸気に変化するものである。
【００１２】
なお、本発明における高温濾過装置への通水の流量制御は、流量制御弁を用いて行うことも可能であるが、弁による圧力損失を極力低く抑えてフィルタ装置全体としての圧力降下を低く抑えるために、弁自体の圧力損失が小さい単なる開閉弁を用いることが好ましい。
【００１３】
上記のような本発明に係る高温濾過装置の運転方法においては、フィルタの二次側の圧力が低下して飽和蒸気圧に近づくと、該圧力が飽和蒸気圧以上に保たれるように、高温濾過装置への通水量が抑制される。この通水量の制御においては、高温濾過装置に対しバイパス路を設ける場合には、高温濾過装置への通水量を小さく絞るとともに、残りをバイパス路に逃がすようにすればよい。また、本塔と予備塔を並列に接続する場合には、本塔におけるフィルタの二次側の圧力に応じて、つまり、本塔のフィルタ二次側の圧力が飽和蒸気圧に近づいたら、予備塔への通水を並行して行い、本塔への通水量を小さく抑えればよい。バイパス路を設ける方式の場合には、高温濾過装置への通水量が低減されると、それだけ高温濾過装置における圧力損失、とくにフィルタ圧力損失が小さくなるので、その分フィルタ二次側の圧力が高く維持されて、フィルタ二次側の圧力が確実に飽和蒸気圧以上に保たれる。二次側圧力が飽和蒸気圧以上に保たれることにより、フィルタ面での蒸気発生が防止され、ひいては系統内に蒸気が発生することが防止される。また、本塔と予備塔を並列に接続する場合には、本塔のフィルタ二次側の圧力が低下して飽和蒸気圧に近づいたら、予備塔への通水が開始されて本塔への通水量が小さく抑えられるから、同様に、高温濾過装置としての本塔における圧力損失が小さく抑えられ、フィルタ二次側の圧力が飽和蒸気圧以上に保たれて、フィルタ面での蒸気発生、系統内での蒸気発生が防止される。この本塔と予備塔を並列に接続する方式では、蒸気動作後に、通水を完全に本塔から予備塔に切り換えて、本塔を濾過系から切り離し、本塔のフィルタ二次側の圧力が低下した原因を確認することもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置の系統を示している。図１において、１は高温水の供給ライン、２は濾過処理後の水の回収ラインを示しており、供給ライン１と回収ライン２との間に高温濾過装置３が設けられている。高温濾過装置３の入口側および出口側には、各々、開閉弁４、５が設けられている。
【００１５】
高温濾過装置３内には、本実施態様では、中空糸状あるいはスパイラル状あるいはプリーツ状等に加工された疎水性高分子からなるフィルタ６が配設されている。このフィルタ６の形式については、後述の如く他の形式のものを採用することも可能である。
【００１６】
高温濾過装置３には、フィルタ６の二次側の温度（Ｔ）を検出する温度センサ７と、圧力（Ｐ）を検出する圧力センサ８が付設されている。これら温度センサ７と圧力センサ８からの検知信号は、制御装置９に送られ、フィルタ６の二次側における圧力が飽和蒸気圧以上に保たれているか否かの判定に供される。
【００１７】
高温濾過装置３の一次側と二次側との間には、より正確には、開閉弁４の上流側と開閉弁５の下流側の位置間には、高温濾過装置３の一次側と二次側を連通可能なバイパス路１０が設けられている。バイパス路１０には、該バイパス路１０を開閉可能なバイパス弁１１が設けられている。このバイパス路１０のバイパス弁１１は、高温濾過装置３への通水の制御、つまり開閉弁４、５の開閉制御と連動させて作動される。
【００１８】
このように構成された高温濾過装置の系統を用いて、本発明に係る方法は次のように実施される。
通常時には、バイパス路１０のバイパス弁１１は閉じられ、開閉弁４、５が全開されて、供給されてきた高温水は全量高温濾過装置３を通過され、フィルタ６によって濾過処理される。この濾過処理においては、高温水がフィルタ６を通過することによる圧力損失によって、フィルタ６の二次側の圧力は、供給側の圧力に比べ低下する。したがって、この圧力損失が大きいと、フィルタ６の二次側の圧力の低下度合が大きくなり、該圧力が飽和蒸気圧以下になるおそれが生じる。
【００１９】
フィルタ６の二次側の圧力は、圧力センサ８で直接検知され、飽和蒸気圧は、温度センサ７によるそのときの検知温度に対する飽和蒸気圧として、制御装置９により演算、または予め記憶された状態線図から読み取られる。そして、制御装置９により、圧力センサ８によるフィルタ６の二次側の検知圧力が、飽和蒸気圧以上であるか否か、および、飽和蒸気圧との間にどの程度の差があるかが判断、演算される。
【００２０】
本実施態様では、圧力センサ８による検知圧力が、飽和蒸気圧に対し、予め定めた所定差まで近づいたとき、先ずバイパス弁１１が開かれてバイパス路１０が開かれ、次に弁４、５が絞られる。バイパス路１０での圧力損失は小さいので、供給されてきた高温水の大半はバイパス路１０を流れ、残りが、高温濾過装置３を通過する。高温濾過装置３を通過する流量が小さく絞られることにより、高温濾過装置３通過による圧力損失（圧力低下）は大幅に低減され、フィルタ６の二次側における圧力が飽和蒸気圧以下となることはなく、蒸気発生が確実に防止される。また、フィルタ６の二次側での蒸気発生が防止されることにより、回収ライン２を通して回収される処理水中にも蒸気は発生せず、系統内での蒸気の発生も確実に防止される。
【００２１】
なお、フィルタ６の二次側における圧力低下の原因が、フィルタ６の目詰まりによるものであり、フィルタ６が交換あるいは再生時期に達したと判断される場合は、弁４、５を完全に閉じ、高温水の全量をバイパス路１０に流す状態にて、フィルタ６を交換すればよい。
【００２２】
上記第１実施態様においては、フィルタ６として、中空糸状、スパイラル状、あるいはプリーツ状等に加工された疎水性高分子フィルタを用いたが、他の形式のフィルタを使用することも可能である。たとえば、原子力発電所等で使われている濾過脱塩装置のように、疎水性高分子の樹脂を粉末とし、それをフィルタエレメントにプリコートしたものを使用することができる。あるいは、砂濾過装置や復水脱塩装置のように、砂やイオン交換樹脂等の粒状体からなる濾材によって濾層を形成して濾過を行うこともできる。たとえば、疎水性高分子を適当な粒径の粒状体に調製し、その粒状体によって濾材を形成して濾過を行うことができる。
【００２３】
図２は、本発明の第２実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置の系統を示しており、フィルタを、疎水性高分子粒状体を用いた濾層２１から構成した場合を示している。本実施態様では、濾層２１の構成上、図２では図１に比べ天地を逆転させて表示しているが、濾層２１部分以外の基本構成は図１に示した態様と同一である。したがって、同一構成部分については、図２に図１に付したのと同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００２４】
図３、図４は、本発明の第３、第４実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置の系統を示している。これらの実施態様では、蒸気発生の防止の他、系統の運転開始時の昇温過程における問題の発生防止も考慮されている。
【００２５】
図３に示す第３実施態様においては、高温濾過装置３の入口側の開閉弁４に対し、バイパス路３１およびバイパス弁３２が設けられ、このバイパス弁３２は、開閉弁４に比べ通水量の小さい流路の細い弁から構成されている。高温濾過装置３への通水開始時には、高温濾過装置３全体が未だ昇温されていないので、急激な昇温、それによるシール部等の不都合の発生等を回避するために、徐々に昇温させることが望まれる。そのため、通水開始時には開閉弁４を閉じ、バイパス弁３２を開いて、小流量にて高温水を通水することにより高温濾過装置３を徐々に温め、高温濾過装置３が所定温度まで昇温されたときに、開閉弁４を開くとともにバイパス弁３２を閉じ、所定の流量での高温濾過装置３への通水に入る。このようにすれば、通水開始時の昇温過程での不都合の発生が防止される。フィルタ６の二次側における圧力を飽和蒸気圧以上に保つ制御は、前述の第１実施態様と同様に行えばよい。
【００２６】
図４に示す第４実施態様では、濾層２１が疎水性高分子の粒状体から形成されている。高温濾過装置３の入口側の開閉弁４に対し、同様にバイパス路３１およびバイパス弁３２が設けられている。通水開始時の操作は、上記第３実施態様と同様に、フィルタ２１の二次側における圧力を飽和蒸気圧以上に保つ制御は、前述の第２実施態様と同様に行えばよい。
【００２７】
図５は、本発明の第５実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置の系統を示している。本実施態様においては、バイパス路は設けられておらず、高温濾過装置に関して、図３の第３実施態様に示したのと同等の装置が併設されている。すなわち、通常時に高温水を濾過処理する高温濾過装置としての本塔３ａに対し、予備塔３ｂが並列に接続され、本塔３ａにおけるフィルタ６の二次側の圧力に応じて、本塔３ａへの通水に加え予備塔３ｂへの通水を並行して行うことができるようになっている。
【００２８】
より詳細には、まず通水開始時には、第３実施態様におけるのと同様に、弁３２を開けて弁のバイパス路３１に比較的小流量で通水するとともに、弁５を開け、本塔３ａでの濾過処理を開始し、本塔３ａの温度が上がった時点で弁４を開け弁３２を閉じて通水し、通常の濾過処理を行う。本塔３ａにおけるフィルタ６の二次側の圧力が低下して飽和蒸気圧に近づいたら（つまり、フィルタ６の差圧が所定以上に上昇したら）、予備塔３ｂ側の弁４２を開けて弁のバイパス路４１に比較的小流量で通水するとともに、弁４３を開け、予備塔３ｂでの濾過処理を開始し、予備塔３ｂの温度が上がった時点で弁４４を開け弁４２を閉じて通水し、予備塔３ｂで通常の濾過処理を行う。この状態では、本塔３ａ、予備塔３ｂともに通常の濾過処理状態にあるが、両塔３ａ、３ｂに並列に通水されるので、本塔３ａの通水量は大幅に低下され、本塔３ａにおけるフィルタ６の圧力損失が大幅に低減されて、飽和蒸気圧に至ることが防止され、フィルタ６の二次側の面や系統内で蒸気が発生することが防止される。
【００２９】
この並列状態の通水への切り換え後には、本塔３ａ側の弁４、弁５を閉じ、本塔３ａを完全に濾過系から切り離すことにより、本塔３ａにおけるフィルタ６の差圧が上昇した原因を確認することができる。
【００３０】
なお、図５に示した第５実施態様では、制御装置を図示していないが、前述の各実施態様と同様、制御装置を設けて、予備塔３ｂの通水開始、予備塔３ｂへの切り換えを自動で行うようにすることもできる。また、図５に示した第５実施態様では、前述の各実施態様におけるバイパス路１０は設けられていないが、緊急時対策用等のために、前述の各実施態様におけるのと同様に、本塔３ａおよび予備塔３ｂに対し、共通のバイパス路１０、バイパス弁１１を設けておいてもよい。
【００３１】
また、図５では、本塔３ａと予備塔３ｂを区別して示したが、両塔３ａ、３ｂおよびその付帯設備は、基本的に同じものでよいので、いずれか一方を本塔、他方を予備塔として運用すればよい。
【００３２】
さらに、上記各実施態様においては、フィルタにはいずれも、形式は別として、疎水性高分子を用いたが、本発明は、金属フィルタやセラミックフィルタを使用する場合にも成立する。金属フィルタやセラミックフィルタを使用する場合にあっても、本発明に係る運転方法を適用することにより、フィルタの二次側での蒸気発生が防止され、ひいては系統内に蒸気が発生することが防止される。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の高温濾過装置の運転方法によれば、高温水を蒸気に変えることなく液体状態のまま確実に濾過処理できるようになり、濾過処理後の水を適切に回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置を含む機器系統図である。
【図２】本発明の第２実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置を含む機器系統図である。
【図３】本発明の第３実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置を含む機器系統図である。
【図４】本発明の第４実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置を含む機器系統図である。
【図５】本発明の第５実施態様に係る方法を実施するための高温濾過装置を含む機器系統図である。
【符号の説明】
１  高温水の供給ライン
２  濾過処理後の水の回収ライン
３  高温濾過装置
３ａ  高温濾過装置としての本塔
３ｂ  予備塔
４  入口側開閉弁
５  出口側開閉弁
６、２１  フィルタ
７  温度センサ
８  圧力センサ
９  制御装置
１０  バイパス路
１１  バイパス弁
３１  高温濾過装置入口側におけるバイパス路
３２  高温濾過装置入口側におけるバイパス弁
４１  予備塔入口側におけるバイパス路
４２  予備塔入口側におけるバイパス弁
４３  予備塔出口側開閉弁
４４  予備塔入口側開閉弁
【図１】
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【図２】
0004548907.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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