(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄対象物となる配管系統に洗浄ポンプおよびストレーナを有する循環配管を接続して洗浄ループを形成し、前記洗浄ポンプと前記ストレーナとの間から分岐して給水管とアンモニアを貯留する薬品注入装置を接続し、前記給水管に脱気装置を接続するとともに、この脱気装置に純水槽を接続し、前記洗浄ポンプの上流側にミキシング装置を接続し、前記ミキシング装置に蒸気供給管を介して蒸気供給装置を接続し、前記配管系統と前記ストレーナとの間を接続する前記循環配管と並列にろ過フィルタを接続し、前記ストレーナの入口側に排水管を分岐接続してなることを特徴とする発電用プラント配管の内面洗浄装置。
【請求項２】
］  前記ろ過フィルタは前段に活性炭処理塔を設けてなることを特徴とする請求項１記載の発電用プラント配管の内面洗浄装置。
【請求項３】
前記ろ過フィルタは前段に脱塩装置を設けてなることを特徴とする請求項１又は２記載の発電用プラント配管の内面洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は化学プラントや発電用プラント等に多数使用される炭素鋼配管等の配管の据え付け工事完了後の現地洗浄工事に好適した発電用プラント配管の内面洗浄方法、内面洗浄保管方法および内面洗浄装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来における据え付け工事完了後の発電用プラント配管の系統内の洗浄方法およびその装置を図５および図６により説明する。
図５は従来この種の配管内面の洗浄装置を示す系統図で、図６は配管洗浄工程を示す工程図である。図５中、符号１は据え付け工事完了後の発電用プラント配管系統で、洗浄対象物となる配管系統である。配管系統１には洗浄ポンプ２およびストレーナ３が直列接続した循環配管４が取付けられる。
【０００３】
洗浄ポンプ２とストレーナ３との間から分岐して給水管５と薬品注入装置６がそれぞれ弁を介して接続し、給水管５に給水ポンプ７と純水槽８が弁を介して接続している。ストレーナ３の上流側の循環配管４から分岐して排水管９が弁を介して接続し、排水管９の下流側は弁を介して中和槽10と沈殿槽11に並列接続される。
【０００４】
沈殿槽11には弁を有する放水管12が設けられ、中和槽10には排水ポンプ13が設けられ、排水ポンプ13は流入管16に接続し弁を介して活性炭処理塔15に接続している。活性炭処理塔15の出口側は弁を介して流出管14が接続し、流出管14は沈殿槽11に接続している。上記洗浄装置における洗浄方法としては図６に示した工程図に従っている。
【０００５】
すなわち、押し出し洗浄，循環洗浄，アルカリ洗浄および界面活性剤添加後、配管内面洗浄して保管される。それぞれの工程においてはその都度排水処理が行われる。錆の発生を抑制するために純水，ヒドラジンからなる洗浄水（以下、ヒドラジン水という）を使用し、純水槽８内の洗浄水を配管系統１から配管内面に残留する異物とともに押し出し、配管内面の洗浄を行う方法が一般的である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来例では、ヒドラジンは防食効果が高い反面、化学的酸素要求量（以下、ＣＯＤという）も高く、分解処理を行うためには処理設備が必要で、その排水処理には多大な時間と労力を要する課題がある。
【０００７】
また、ヒドラジンは変異原性が認められた化学物質として公表されており、薬品としての取扱いが厄介であり、さらに配管を洗浄する洗浄水は押し出しで使用し、再利用しないため、図６に示した工程図のようにプラント全体では多量の洗浄水と、大規模な廃水処理設備を必要とする課題がある。
【０００８】
すなわち、従来は、例えば原子力プラント１基の建設の洗浄に要する水（純水）は約35,000ｍ3 にものぼり、造水やその設備に要する費用が相当に必要であった。
【０００９】
また、昨今の水事情では、渇水時に水事情が逼迫して、十分な供給が困難となる場合も考えられ、かかる場合には工事を一時的に中断せねばならず、工期遅延の大きな要因となりうる。
【００１０】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、ヒドラジンの処理等に要する課題および洗浄水を多量に使用する課題を解決し、脱気水、この脱気水にアンモニアを添加した溶液、または純水にアンモニアを添加した溶液から選択された少なくとも一種の洗浄水を循環させながらろ過設備に通水することにより、従来例と同様の防食効果を有し、かつ洗浄水の使用量が少なく廃水処理方法が簡単な発電用プラント配管の内面洗浄方法、内面洗浄保管方法および内面洗浄装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、洗浄対象物となる配管系統に洗浄ポンプおよびストレーナを有する循環配管を接続して洗浄ループを形成し、前記洗浄ポンプと前記ストレーナとの間から分岐して給水管とアンモニアを貯留する薬品注入装置を接続し、前記給水管に脱気装置を接続するとともに、この脱気装置に純水槽を接続し、前記洗浄ポンプの上流側にミキシング装置を接続し、前記ミキシング装置に蒸気供給管を介して蒸気供給装置を接続し、前記配管系統と前記ストレーナとの間を接続する前記循環配管と並列にろ過フィルタを接続し、前記ストレーナの入口側に排水管を分岐接続してなることを特徴とする。請求項１の発明によれば、仮設配管設備の簡素化と、廃水処理設備の簡素化を図ることができる。
【００１８】
請求項２の発明は、前記ろ過フィルタは前段に活性炭処理塔を設けてなることを特徴とする。
【００１９】
請求項３の発明は、前記ろ過フィルタは前段に脱塩装置を設けてなることを特徴とする。
請求項３の発明によれば、配管内の異物に由来する溶融塩類による水質の悪化を防止することができる。また、アンモニアを添加した溶液を洗浄水として用いた場合、脱塩装置により、アニオンだけを除去し、洗浄水の防食効果を保持することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１および図２により本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄方法およびその装置の第１の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄装置の実施の形態を説明するための系統図で、図２は同じく洗浄方法の実施の形態を説明するための工程図である。なお、図１中、図５と同一部分には同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。
【００２７】
図１において、配管系統１と洗浄ポンプ２との間に接続した循環配管４に弁を介してブロア18が接続し、また洗浄ポンプ２の上流側にミキシング装置17が直列接続している。ミキシング装置17に蒸気供給管19の一端が弁を介して接続し、蒸気供給管19の他端に蒸気供給装置20が接続している。
【００２８】
配管系統１の出口側循環配管４と並列にそれぞれ弁を介して活性炭処理塔15，脱塩装置46およびろ過フィルタ21が接続している。ろ過フィルタ21の出口側は循環配管４に弁を介して接続している。循環配管４には弁を介して排水管９が分岐接続し、この排水管９の下流側には廃水槽22が弁を介して接続している。
【００２９】
廃水槽22にはサンプリング管23と排水ポンプ13が設置しており、排水ポンプ13の吐出側には弁を有する放水管12が接続し、サンプリング管23は分析装置24に接続している。放水管12から分岐してろ過フィルタ50が弁を介して接続しており、ろ過フィルタ50の下流側に弁を介して脱塩装置51が接続している。脱塩装置51の下流側は弁を介して戻り配管52が接続し、戻り配管52は純水槽８給水ポンプ７の吸込側にそれぞれ弁を介して接続している。
【００３０】
前記ミキシング装置17とストレーナ３とを接続する循環配管４には弁を介して給水管５が分岐接続し、この給水管５には弁を介して脱気装置25が接続している。脱気装置25の入口側は給水ポンプ７の吐出側に弁を介して接続している。給水管５には脱気装置25をバイパスするバイパス配管53が弁を介して接続している。給水ポンプ７の吸込側は弁を介して純水槽８に接続している。
【００３１】
なお、図１中、符号47は給水ポンプ７の吐出側に弁を介して接続した給水枝管で、この給水枝管47はストレーナ３と排水管９との間の循環配管４に分岐接続している。符号48は薬品注入主管で、薬品注入装置６に接続し、その下流側はストレーナ３の下流側の循環配管４に分岐接続している。49は薬品注入主管48から分岐した薬品注入枝管で、弁を介して給水管５に分岐接続している。
【００３２】
ここで、バイパス配管53の弁を閉じることにより脱気装置25を流出した脱気水に薬品注入装置６からのアンモニアを添加することができ、バイパス配管53の弁を開くことにより純水にアンモニアを添加することができる。アンモニアを添加した脱気水またはアンモニアを添加した純水あるいはアンモニアを添加しない純水は洗浄水として給水管５から循環配管４に流入する。
【００３３】
しかして、発電用プラント配管の配管系統１を洗浄するために配管系統１に接続する循環配管４，洗浄ポンプ２および循環配管４に付設する前述した機器類で洗浄ループを構成する。そして、洗浄ループ内に純水槽８から給水ポンプ７で供給される洗浄水を流入して循環させ配管系統１の内面を洗浄する。
【００３４】
配管系統１の内部に残留する異物はストレーナ３で除去を行う。また、洗浄ループを循環する全流量の一部を活性炭処理塔15，ろ過フィルタ21に導き、活性炭処理塔15で洗浄水中の油脂分等を除去し、ろ過フィルタ21で微小な異物を除去する。洗浄ループには薬品注入装置６が薬品注入主管48および弁を介して接続されており、薬品注入装置６から給水管５または薬品注入主管48を通してアンモニアを添加した洗浄水または添加剤としてアンモニアを洗浄ループに供給する。
【００３５】
なお、上述の構成においては、給水ポンプ７によらなくとも、洗浄ポンプ２によって洗浄水を洗浄ループ内で循環させるような構成も実現可能である。また、洗浄ループを循環する洗浄水の水質によっては、活性炭処理塔15とろ過フィルタ21との間に位置する脱塩装置46を通して、溶融塩類を除去するか、あるいはアニオンだけを除去することができる。
【００３６】
純水槽８から給水ポンプ７で供給される洗浄水は脱気装置25により溶存酸素量を低減させる。また、配管系統１内の油分除去を行う場合には蒸気供給装置20から蒸気供給管19，ミキシング装置17を介して洗浄ループ内の洗浄水の温度を高め、添加剤（アンモニア）を添加した洗浄水で油分除去を行う。その洗浄水の処理にあたっては、上述の方法によって浄化を行い、保管液とすることもできる。
【００３７】
廃水処理を行う場合、洗浄ループから排水管９に導き、一旦廃水槽22で排水を受け、分析装置24で排水の分析を行い、排水基準を判定し、適合していれば排水ポンプ13で放水管12から系外放出を行う。
【００３８】
なお、水質条件によって、廃水槽22内の廃水を排水ポンプ13から放水管12，ろ過フィルタ50および脱塩装置51を通して洗浄用水とし、この洗浄用水を戻り配管52を通して純水槽８に戻すか、給水ポンプ７の吸込側に流入して再利用することもできる。
【００３９】
洗浄作業が終了し、系統の試運転が始まるまでの間の系統保管に移行する場合には、系統を満水で保管する場合は発電用プラントの配管系統を隔離して満水状態で系統保管に移行させる。
【００４０】
また、配管系統内面を乾燥状態に保つ乾燥保管を行う場合には、洗浄ループから水抜きを行った後で、配管系統１内にブロア18から乾燥空気を供給し、乾燥保管に移行させる。
【００４１】
図２は本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄方法の実施の形態をまとめて工程図で示したものである。すなわち、図１に示した洗浄ループにより循環洗浄を行い、アルカリ洗浄後、保管する。循環洗浄およびアルカリ洗浄後の排水処理時にはそれぞれ排水を行う。
【００４２】
つぎに図３により本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄保管方法の実施の形態を説明する。
本実施の形態はループ式試験装置によりアンモニア添加による配管内面の防食効果を確認した例である。ループ式試験装置は図３に示したように構成されている。
【００４３】
すなわち、図３中、符号26は循環タンクで、この循環タンク26の下部側面にポンプ吸込み管27が接続し、ポンプ吸込み管27の下流側に循環ポンプ28，脱気装置入口管29，流量計30および脱気装置25が順次直列接続している。脱気装置25と循環タンク26との間には脱気装置出口管31が接続している。脱気装置出口管31は循環タンク26の上部側面に接続している。
【００４４】
脱気装置出口管31には溶存酸素濃度計32および電気伝導度計33が設けられている。循環ポンプ28の吐出側に接続した脱気装置入口管29にバイパス管34が接続し、バイパス管34にテストピース座35および流量計36が接続している。テストピース座35の入口側バイパス管34と溶存酸素濃度計32の入口側の脱気装置出口管31との間に連結管37が接続している。
【００４５】
上記構成のループ式試験装置により実プラントにおける洗浄，保管を想定した本発明の方法と従来の方法の比較試験を行った。
(1) 試験水
【表１】
0004035256.tif 000002
【００４６】
試験水のうち、試験−１，試験−２が本発明の方法に対応し、試験−３が従来法に対応する。
(2) テストピース材質：ＳＴＰＴ−370
(3) 試験方法
図３に示すループ式試験装置のテストピース座（３ヶ所）35にテストピースを挿入し、装置内に試験水を張込んだ。その後、表２に示すようにテストピース座35に対し、それぞれ操作−１〜３の異なった試験を行い、試験前と試験時に発生した錆を除去したテストピースの重量差から比較評価を行った。
【００４７】
【表２】
0004035256.tif 000003
【００４８】
(4) 試験結果
表３から明らかなように、操作−１，２のように全て満水状態の操作であれば、本発明の方法は従来法と同等の値を示した。操作−３の水抜き保管状態では本発明の方法が従来法の１／２の値を示し、防食効果が優れていることが確認された。
【００４９】
【表３】
0004035256.tif 000004
【００５０】
つぎに図４に示した試験装置により発電用プラント配管のろ過設備を用いた循環洗浄例を説明する。
図４に示す試験装置はつぎのように構成されている。すなわち、模擬廃水槽38に接続する廃水供給管39は弁および循環ポンプ28を介してろ過水槽41に接続している。ろ過水槽41内にはろ過フィルタ42が内蔵している。ろ過水槽41のろ過水流出管43には圧力計44が設けられてろ過水槽45に接続している。
【００５１】
従来から配管系統内を洗浄するために、系統を洗浄水で満水とし、洗浄水を系統から押し出す方法が行われてきた。この方法によると、洗浄水を押し出しで使用するため、多量の洗浄水が必要であった。さらに、系統内の異物を含んだ多量の廃水が発生するため、洗浄する配管系統の容量に応じた廃水処理設備が必要であった。
【００５２】
現在では、配管系統の本設または仮設の循環ポンプの吸込み側にストレーナを設置し、最初は押し出しにより洗浄水の濁度を下げ、洗浄水の濁度が下がったところで循環に切換える方法が行われている。この方法によると、洗浄水の使用量は押し出しだけの方法より削減されるものの、洗浄する配管系統の容量に応じた廃水処理設備は必要である。
【００５３】
本発明の方法は、配管系統の本設または仮設の循環ポンプ28の吸込み側にストレーナ（60メッシュ程度）を設置し、系統洗浄水で満水とした後、ただちに循環を行い、系統の循環流量に応じた流量を仮設のろ過フィルタ42（孔径2.5 μｍ）に通水して行う。
【００５４】
この方法によれば、洗浄水の再利用が可能であるため、系統からの排出量が少量ですみ、洗浄水の使用量は大幅に削減される。さらに、ろ過フィルタ42に通水されることによって洗浄水の濁度が十分に下がっているので、沈降分離等のための廃水処理設備および廃水処理作業の必要がなく、洗浄水を外部に放出することができる。
【００５５】
ストレーナおよびろ過フィルタ42からなるろ過設備において、ろ過フィルタ42を採用するために行った模擬廃水（濁度50度，浮遊物質量48mg／リットルに調製）による試験結果の概要はつぎのとおりである。
【００５６】
(1) ろ過フィルタ42の仕様選定
形式      プリーツ型
孔径      2.5 μｍ
【００５７】
(2) 実機適用試験
ろ過面積36ｍ2 以上に維持することにより、下記の処理条件を満足できることが認められた。
ろ過水の浮遊物質量      10mg／リットル以下
通水流量                30ｍ3 ／時
通水量                  300 ｍ3 
【００５８】
上記のろ過設備を採用して行った実プラントでの洗浄水使用量（実績値）は、ろ過設備を用いない場合の洗浄水使用量（計画値）の半分以下であり、洗浄水を削減する効果のあること、および廃水処理することなく洗浄水を外部に放出可能であることが確認された。
【００５９】
すなわち、従来の洗浄方法によれば、原子力プラント１基の建設の洗浄に要する水（純水）は約35,000ｍ3 にものぼるが、一方、本実施の形態を適用した場合の洗浄用水量は5,000 〜6,000 ｍ3 程度であり、コストや工期遅延の問題を大きく改善することが可能となる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の内面洗浄方法によれば、従来ヒドラジンを使用していた廃水処理の煩雑さを解消することができ、洗浄水を多量に使用する必要がなく、廃水処理方法が簡単となる。また、押し出し洗浄工程が削減できるため、使用水量を減少できる。
【００６１】
また、本発明の内面洗浄保管方法によれば、配管系統内を洗浄水で満水状態として、配管系統内を防食効果の高い保管状態とすることができる。また、水抜き後、配管系統内を乾燥状態に保ち、防食効果を高めることができる。
さらに、本発明の内面洗浄装置によれば、内面洗浄方法と相俟って、仮設配管設備および廃水処理設備の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄装置の第１の実施の形態を示す系統図。
【図２】本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄方法の第１の実施の形態を説明するための洗浄工程を示す工程図。
【図３】本発明に係る発電用プラント配管の内面洗浄保管方法の実施の形態を説明するためのループ式試験装置を示す系統図。
【図４】図２における直列式試験装置を示す系統図。
【図５】従来の発電用プラント配管の内面洗浄装置を説明するための系統図。
【図６】従来の発電用プラント配管の内面洗浄方法を説明するための工程図。
【符号の説明】
１…配管系統、２…洗浄ポンプ、３…ストレーナ、４…循環配管、５…給水管、６…薬品注入装置、７…給水ポンプ、８…純水槽、９…排水管、10…中和槽、11…沈殿槽、12…放水管、13…排水ポンプ、14…流出管、15…活性炭処理塔、16…流入管、17…ミキシング装置、18…ブロア、19…蒸気供給管、20…蒸気供給装置、21…ろ過フィルタ、22…廃水槽、23…サンプリング管、24…分析装置、25…脱気装置、26…循環タンク、27…ポンプ吸込み管、28…循環ポンプ、29…脱気装置入口管、30…流量計、31…脱気装置出口管、32…溶存酸素濃度計、33…電気伝導度計、34…バイパス管、35…テストピース座、36…流量計、37…連結管、38…模擬廃水槽、39…廃水供給管、40…圧力計、41…ろ過水槽、42…ろ過フィルタ、43…ろ過水流出管、44…圧力計、45…ろ過水槽、46…脱塩装置、47…給水枝管、48…薬品注入主管、49…薬品注入枝管、50…ろ過フィルタ、51…脱塩装置、52…戻り配管、53…バイパス配管。
【図１】
0004035256.tif 000005
【図２】
0004035256.tif 000006
【図３】
0004035256.tif 000007
【図４】
0004035256.tif 000008
【図５】
0004035256.tif 000009
【図６】
0004035256.tif 000010