JP2015147189A - Condensate demineralization system and condensate demineralization method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、蒸気タービンの復水に含まれる不純物イオンを除去する復水脱塩装置および復水脱塩方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a condensate demineralizer and a condensate demineralization method for removing impurity ions contained in condensate of a steam turbine.
一般に、火力発電所等の発電プラントでは、高純度水をボイラ内で加熱して蒸気を作り、この蒸気で蒸気タービンを駆動して発電し、そして、蒸気タービンで膨張仕事を終えた蒸気を復水器で冷却して復水として回収し、この復水をボイラで再び加熱して蒸気を作るというサイクル(これをタービンサイクルという)を繰り返している。このタービンサイクルでは、復水を純度の高い給水に処理してボイラへ送るために、復水中の各種の不純物イオンや金属酸化物等の汚染物を除去する必要がある。 In general, in a power plant such as a thermal power plant, high-purity water is heated in a boiler to produce steam, the steam turbine is driven by this steam to generate power, and the steam that has finished expansion work is recovered by the steam turbine. The cycle of cooling with a water vessel and collecting it as condensate and heating the condensate again with a boiler to produce steam (this is called a turbine cycle) is repeated. In this turbine cycle, it is necessary to remove contaminants such as various impurity ions and metal oxides in the condensate in order to process the condensate into high-purity feed water and send it to the boiler.
このため、発電プラントでは、復水系に復水脱塩装置を設置して、復水中に含まれる不純物イオンを除去し、ボイラが要求する水質を満足させるようにしている。 For this reason, in a power plant, a condensate demineralizer is installed in the condensate system to remove impurity ions contained in the condensate and satisfy the water quality required by the boiler.
復水脱塩装置は、主にカチオン交換樹脂(陽イオン樹脂)及びアニオン交換樹脂(陰イオン樹脂)等のイオン交換樹脂を充填した脱塩塔を複数台備えた脱塩設備、飽和状態になったイオン交換樹脂を再生する再生設備、薬品を供給する設備および脱塩塔に復水を供給・排出する給排水設備等で構成されており、これらの設備コスト及び設置スペースが発電プラントの初期コストを高める要因の一つとなっている。また、発電プラントでは、稼働開始後も、イオン交換樹脂を再生するための薬品や樹脂の交換、設備の定期的なメンテナンス等によってランニングコストが発生する。 The condensate demineralizer is mainly desalted with a plurality of desalting towers filled with ion exchange resins such as cation exchange resin (cation resin) and anion exchange resin (anion resin). Regeneration equipment that regenerates ion exchange resin, equipment that supplies chemicals, and water supply and drainage equipment that supplies and discharges condensate to the desalting tower. These equipment costs and installation space reduce the initial cost of the power plant. It is one of the factors that increase. In addition, in a power plant, running costs are incurred due to replacement of chemicals and resins for regenerating ion exchange resins and periodic maintenance of facilities even after the start of operation.
この種の従来技術として、複数台の脱塩塔に対してイオン交換樹脂の再生設備を1台で共通の設備として使用することにより復水脱塩装置全体としての小形化を図った技術、複数台の脱塩塔のうち通水する脱塩塔の台数を調整して脱塩処理水量を制御することによりイオン交換樹脂の再生処理頻度、薬品の使用頻度を低減させランニングコストを低く抑えるようにした技術等が既に開発されている。 As this type of conventional technology, a technology for reducing the size of the condensate demineralizer as a whole by using a single ion exchange resin regeneration facility as a common facility for a plurality of desalting towers. By adjusting the number of desalting towers that pass water among the desalting towers of the base and controlling the amount of desalting treatment water, the frequency of ion-exchange resin regeneration treatment and the use of chemicals can be reduced to keep running costs low. Technology has been developed.
しかし、上述した従来技術では1つのタービンサイクルに対して復水脱塩設備を1ユニット設置しているので、脱塩塔の設置台数自体は抑制することはできず、発電プラントとしての初期コストに占める設備コスト及び設置スペースを抑制することはできない。 However, since one unit of condensate demineralization equipment is installed in one turbine cycle in the above-described conventional technology, the number of installed desalting towers cannot be suppressed, and the initial cost as a power plant is reduced. The occupied equipment cost and installation space cannot be suppressed.
そこで本発明は上述した従来技術の課題を解決するためになされたものであり、1つのユニットの復水脱塩設備を複数のタービンサイクルで共通の設備として使用できるように構成して、設備コスト及び設置スペースを低減し、またランニングコストも軽減することができる復水脱塩装置および復水脱塩方法を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and is configured so that a single unit of condensate demineralization equipment can be used as a common equipment in a plurality of turbine cycles. It is another object of the present invention to provide a condensate demineralization apparatus and a condensate demineralization method that can reduce installation space and reduce running costs.
上記の課題を解決するため、本発明の実施形態に係る復水脱塩装置は、イオン交換樹脂が充填された複数台の脱塩塔と、発電プラントのタービンサイクルの復水系に接続されて当該復水系からの復水を前記脱塩塔に供給する給水経路と、前記脱塩塔から排出された復水を前記タービンサイクルの復水系に戻す出口経路と、前記給水経路内に設けられた脱塩塔入口弁と、前記出口経路内に設けられた脱塩塔出口弁と、を備え、前記復水中に含まれる不純物イオンを前記脱塩塔で除去する復水脱塩装置において、前記タービンサイクルを複数備え、各タービンサイクルの前記給水経路および出口経路を前記各脱塩塔に接続することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a condensate demineralization apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a plurality of demineralization towers filled with an ion exchange resin and a condensate system of a turbine cycle of a power plant. A water supply path for supplying condensate from the condensate system to the demineralizer, an outlet path for returning the condensate discharged from the demineralizer to the condensate system of the turbine cycle, and a dewatering provided in the water supply path In the condensate demineralization apparatus, comprising a salt tower inlet valve and a desalting tower outlet valve provided in the outlet path, and removing impurity ions contained in the condensate by the demineralizer, the turbine cycle And the feed water path and the outlet path of each turbine cycle are connected to the respective desalting towers.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各図を通して共通する装置や部品については共通する符号を付与することによって重複する説明は適宜割愛する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, about the apparatus and components which are common throughout each figure, the overlapping description is abbreviate | omitted suitably by giving the same code | symbol.
(実施形態1)
以下、本発明に係る復水脱塩システムの実施形態1について、図1および図2を参照して説明する。図1は本発明の実施形態1を示す復水脱塩装置の概略系統図であり、図2(a)は入口管を流れる復水の水質を測定するユニット入口水質測定計器の検出レベルを示す図、(b)は出口管を流れる復水の水質を測定する出口水質測定計器の検出レベルを示す図である。
(Embodiment 1)
Hereinafter, Embodiment 1 of the condensate demineralization system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic system diagram of a condensate demineralization apparatus showing Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 2 (a) shows a detection level of a unit inlet water quality measuring instrument for measuring water quality of condensate flowing through an inlet pipe. (B) is a figure which shows the detection level of the outlet water quality measuring instrument which measures the quality of the condensate which flows through an outlet pipe.
(構成)
図1において、破線で囲んだ部分が本実施形態1に係る復水脱塩装置1であり、ここでは、イオン交換樹脂の再生設備や薬品供給する設備については図示を省略している。
(Constitution)
In FIG. 1, a portion surrounded by a broken line is the condensate demineralizer 1 according to the first embodiment, and here, illustration of an ion exchange resin regeneration facility and a chemical supply facility is omitted.
本実施形態1の復水脱塩装置1は、陽イオン交換樹脂(カチオン樹脂)および陰イオン交換樹脂(アニオン樹脂)を一緒に充填した複数台の脱塩塔(A)2a、脱塩塔(B)2b、脱塩塔(C)2c、脱塩塔(D)2dおよび脱塩塔(E)2eを設置しており、これらの脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eは、2つのタービンサイクルに共通の設備として使用できるように、給水経路と出口経路とをユニット1およびユニット2の2ユニット分設けている。 The condensate demineralization apparatus 1 according to Embodiment 1 includes a plurality of demineralization towers (A) 2a and demineralization towers (a deionization tower (a cation resin) and an anion exchange resin (anion resin) packed together. B) 2b, Desalting tower (C) 2c, Desalting tower (D) 2d and Desalting tower (E) 2e are installed, These desalting towers (A) 2a to Desalting tower (E) 2e Has a water supply path and an outlet path for two units, unit 1 and unit 2, so that they can be used as equipment common to two turbine cycles.
すなわち、脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの各通水入口部には、第1のタービンサイクルに接続されるユニット1系の給水本管31から分岐した給水管41a〜41eが接続され、同様に、第2のタービンサイクルに接続されるユニット2系の給水本管32から分岐した給水管42a〜42eが連通されている。そして、ユニット1系の給水管41a〜41eの中間部にはそれぞれ脱塩塔入口弁51a〜51eが設けられ、同様に、ユニット2系の給水管42a〜42eの中間部にもそれぞれ脱塩塔入口弁52a〜52eが設けられている。
That is, demineralizer each passing water inlet portion (A). 2a-demineralizer (E) 2e, a
ここで、給水本管31およびこれから分岐した給水管41a〜41eからなる配管路、給水本管32およびこれから分岐した給水管42a〜42eからなる配管路がそれぞれ前述した給水経路である。 Here, water mains 3 1 and the water supply pipe 4 1 A~4 pipe path consisting of 1 e branching therefrom, water mains 3 2 and the water supply pipe 4 2 A~4 2 pipe path including the e respectively this from branched This is the water supply route described above.
一方、脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの各通水出口部には、ユニット1系の出口管71a〜71eおよびユニット2系の出口管72a〜72eがそれぞれ接続されている。そして、ユニット1系の出口管71a〜71eは出口本管61で合流して第1のタービンサイクルに接続され、同様にユニット2系の出口管72a〜72eは出口本管62で合流して第2のタービンサイクルに接続されるようになっている。さらに、出口管71a〜71e、72a〜72eの各中間部にはそれぞれ脱塩塔出口弁81a〜81e、82a〜82eが設けられている。
On the other hand, at each water outlet of each of the desalting tower (A) 2a to the desalting tower (E) 2e, the
ここで、出口本管61とこれに連通する出口管71a〜71eとからなる配管路、出口本管62とこれに連通する出口管72a〜72eとからなる配管路がそれぞれ前述した出口経路である。 Here, consists outlet main pipe 6 first pipe path consisting of the outlet pipe 7 1 a~7 1 e communicated thereto, an outlet pipe communicating with this outlet main pipe 6 2 7 2 a~7 and 2 e Each of the piping lines is the above-described outlet path.
なお、各脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの通水出口部には、復水中に含まれる陽イオン(カチオン)および陰イオン(アニオン)の双方を計測することが可能な出口水質測定計器9a〜9eがそれぞれ設置されている。
In addition, it is possible to measure both cations (anions) and anions (anions) contained in the condensate at the water outlet of each of the desalting towers (A) 2a to (E) 2e. Each outlet water
一方、前記ユニット1系の給水本管31と出口本管61との間には、バイパス管流量調節弁101を備えたバイパス管111が接続され、同様に前記ユニット2系の給水本管32と出口本管62との間にもバイパス管流量調節弁102を備えたバイパス管112が接続されている。
On the other hand, between the water mains 3 1 and the outlet main pipe 61 of the unit 1 system, the bypass pipe 11 1 provided with a bypass pipe
121はユニット1系の給水本管31に流入する水(復水)の水質を常時監視するユニット入口水質測定器であり、同様に122はユニット2系の給水本管32に流入する水(復水)の水質を常時監視するユニット入口水質測定計器である。これらユニット入口水質測定計器121および122は、金属酸化物等の汚染物等を測定する。 12 1 is a unit inlet water quality measuring device that continuously monitors the quality of water (condensate) flowing into the water main 3 1 of unit 1 system, likewise 12 2 flows into the water main 3 2 units 2 based It is a unit entrance water quality measuring instrument that constantly monitors the quality of water (condensate). These units inlet water quality measuring instrument 12 1 and 12 2 measures the contaminants such as metal oxides.
13は、ユニット入口水質測定計器121、122や出口水質測定計器9a〜9eで計測した測定値を入力して対応する各種弁に開路指令あるいは閉路指令を出力する制御装置である。この制御装置13は、脱塩塔入口弁51a〜51e、脱塩塔出口弁82a〜82eおよびバイパス管流量調節弁101、102の開閉を行うための設定値等を例えば図2(a)、(b)のように設定している。
以下、図2(a)、(b)に基づいて制御装置13の応動を説明する。
図2(a)において、制御装置13は、ユニット入口水質測定計器121、122で計測した測定値を入力し、その入力値が設定レベルLα以上の場合、バイパス管流量調節弁101、102を全開にし、さらに脱塩塔入口弁51a〜51eおよび脱塩塔出口弁82a〜82eを全閉にする指令を出力する。そして、ユニット入口水質測定計器121、122からの入力値が設定レベルLβ(Lα>Lβ)未満の場合には、脱塩塔入口弁51a〜51e、52a〜52eおよび脱塩塔出口弁81a〜81e、82a〜82eを全閉にした状態でバイパス管流量調節弁101、102の開度を制御する。
Hereinafter, the response of the
In FIG. 2A, the
制御装置13は、さらに、ユニット入口水質測定計器121、122で計測された測定値が、設定レベルLα〜Lβ間のハッチング領域にある場合、バイパス管流量調節弁101、102を全閉にするとともに、脱塩塔入口弁51a〜51e、52a〜52eおよび脱塩塔出口弁81a〜81e、82a〜82eを全開にして脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eに水(復水)が流れるように制御する。
In addition, when the measurement value measured by the unit inlet water quality measuring instruments 12 1 and 12 2 is in the hatching region between the setting levels Lα to Lβ, the
出口水質測定計器9a〜9eは、脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの通水出口部から排出された水を計測して、制御装置13に入力する。
The outlet water
また、制御装置13は、前述した図2(a)の設定レベルLα、Lβのほかに、図2(b)に示す設定レベルLγ(Lα>Lγ>Lβ)についても設定しており、出口水質測定計器9a〜9eから入力した測定値が設定レベルLγ未満であれば脱塩処理を実施するように判定して、前記バイパス管流量調節弁101、102、脱塩塔入口弁51a〜51e、52a〜52eおよび脱塩塔出口弁81a〜81e、82a〜82eのうち、対応する弁に開路指令あるいは閉路指令を出力する。
In addition to the setting levels Lα and Lβ shown in FIG. 2A, the
さらに制御装置13は、出口水質測定計器9a〜9eで計測された測定値が設定レベルLγ以上になると、イオン交換樹脂が飽和状態(イオン交換できない状態)にあると判定して、飽和状態と判定された脱塩塔2a〜2eから待機中の脱塩塔2a〜2eへ切り替えるように脱塩塔入口弁51a〜51eおよび脱塩塔出口弁82a〜82eに開路指令あるいは閉路指令を出力する。
Furthermore, when the measured values measured by the outlet water
なお、図1において、弁の図記号が黒く塗りつぶされている弁は全閉状態、塗りつぶされていない弁は開路(全開または開度制御)状態をそれぞれ示している。図1は、ユニット1系の脱塩塔(A)2aおよび脱塩塔(B)2bの2台が第1のタービンサイクルに接続されて稼働状態にあり、ユニット2系の脱塩塔(D)2dおよび脱塩塔(E)2eの2台が第2のタービンサイクルに接続されて稼働状態にあり、残り1台の脱塩塔(C)2cは待機状態にある。 In FIG. 1, a valve with a black symbol is shown in a fully closed state, and an unfilled valve shows an open circuit (fully open or opening degree control). FIG. 1 shows that a unit 1 system desalting tower (A) 2a and a desalting tower (B) 2b are connected to the first turbine cycle and are in operation, and a unit 2 system desalting tower (D ) 2d and desalting tower (E) 2e are connected to the second turbine cycle and are in operation, and the remaining one desalting tower (C) 2c is in a standby state.
(作用)
以下、第1のタービンサイクルおよび第2のタービンサイクルを稼働させる場合について説明する。
一般に発電プラントの立ち上げ時は、復水系内の不純物濃度が高く、ユニット入口水質測定計器121、122で測定された測定値は図2(a)の設定値Lα以上である。このため、制御装置13は、バイパス管流量調節弁101、102に対して全開指令を出力し、同時に脱塩塔入口弁41a〜41eおよび脱塩塔出口弁81a〜81eに対して全閉指令を出力する。そして、復水系には図示しないボイラ等の補給装置から純水を補給するようになっている。補給された純水は復水系内を循環したあとブロー(排出)されるようになっている。この純水の補給およびブローが開始された直後の状態では、ユニット入口水質計器121、122で測定された復水系の水質(導電率)は図2(a)の設定レベルLα以上の値である。そして、純水を補給とブローを暫く続けることにより復水系内の不純物濃度が低下し、ユニット入口水質計器121、122で計測された測定値が設定レベルLαより小さくなり、ハッチングで示した領域に入ったら、制御装置13は復水脱塩装置の稼働が可能と判定し、各種弁に対して図1に示す弁の開閉状態となるように指令を出力する。すなわち、バイパス管流量調節弁101、102に閉指令を与え、同時に脱塩塔入口弁41a、41b、42d、42e、脱塩塔出口弁81aおよび81b、82dおよび82eを全開状態にして、それまでバイパス管111、112側にバイパスしていた水を脱塩塔2a、2b、2d、2eに通水し、各脱塩塔2a、2b、2d、2eに脱塩処理を行わせる。
(Function)
Hereinafter, a case where the first turbine cycle and the second turbine cycle are operated will be described.
In general, when the power plant is started up, the concentration of impurities in the condensate system is high, and the measured values measured by the unit inlet water quality measuring instruments 12 1 and 12 2 are equal to or higher than the set value Lα in FIG. For this reason, the
以下、脱塩塔2a〜2eで脱塩処理する方法を具体的に説明する。
図1に示すように、ユニット1系に脱塩塔(A)2aおよび脱塩塔(B)2bが接続されている場合、出口水質測定計器9aおよび9bは、それぞれ脱塩塔(A)2aおよび脱塩塔(B)2bから排出された復水の水質を計測し、その測定値を制御装置13に入力する。同様にユニット2系に脱塩塔(D)2dおよび脱塩塔(E)2eが接続されている場合、出口水質測定計器9d、9eは、それぞれ脱塩塔(D)2dおよび脱塩塔(E)2eから排出された復水の水質を計測し、その測定値を制御装置13に入力する。
Hereinafter, the method of desalting in the desalting towers 2a to 2e will be specifically described.
As shown in FIG. 1, when the desalting tower (A) 2a and the desalting tower (B) 2b are connected to the unit 1 system, the outlet water
制御装置13は、出口水質測定計器9a〜9eから送られてきた測定値が図2(b)の網掛けの領域にあれば、図1に示す弁の開閉状態となるように各弁に開閉指令を出力し、脱塩塔(A)2a、脱塩塔(B)2b、脱塩塔(D)2dおよび脱塩塔(E)2eに脱塩処理を行わせる。しかし、ある出口水質測定計器で計測された測定値が設定値Lγ以上になると、制御装置13はその出口水質測定計器が計測した脱塩塔のイオン交換樹脂が飽和状態にあると判定し、当該脱塩塔の入口弁および出口弁に閉指令を出力し、代わりに待機中の脱塩塔の入口弁および出口弁に開指令を出力する。
If the measured values sent from the outlet water
例えば、ユニット1系の出口水質測定計器9aから送られてきた測定値が設定値Lγ以上になると、制御装置13はユニット1系の脱塩塔(A)2a内のイオン交換樹脂が飽和状態にあると判定して脱塩塔(A)2aの入口弁51aと出口弁81aとを閉じ、代わりに待機状態にあった脱塩塔(C)2cの入口弁51cと出口弁81cとを開く。これにより第1のタービンサイクルには、脱塩塔(A)2aに替わって脱塩塔(C)2cが接続され、脱塩塔(C)2cに通水が開始されて脱塩処理が行われる。
For example, when the measured value sent from the outlet water
この脱塩処理が行われている際、脱塩塔(A)2aは図示しない再生設備に接続されてイオン交換樹脂の再生処理が行われる。脱塩塔(A)2aは再生処理が完了したあと、待機状態となる。 During the desalting process, the desalting tower (A) 2a is connected to a regeneration facility (not shown) to regenerate the ion exchange resin. The desalting tower (A) 2a enters a standby state after the regeneration process is completed.
その後、出口水質測定計器9eから送られてきた測定値が制御装置13の設定値Lγ以上になると、制御装置13は脱塩塔(E)2e内のイオン交換樹脂が飽和状態にあると判定し、脱塩塔(E)2eの入口弁52eと出口弁82eとを閉じ、代わりに待機中にある脱塩塔(A)2aのユニット2系の入口弁52aと出口弁82aとを開く。これにより第2のタービンサイクルには、脱塩塔(E)2eに替わって脱塩塔(A)2aが接続され、脱塩塔(A)2aへの通水が開始され、脱塩処理が行われる。
Thereafter, when the measured value sent from the outlet water quality measuring instrument 9e becomes equal to or higher than the set value Lγ of the
この脱塩処理が行われている際、脱塩塔(E)2eは図示しない再生設備に接続替えされて充填されているイオン交換樹脂の再生処理が行われる。脱塩塔(E)2eは再生処理が完了したあと、待機状態となる。 During the desalting process, the desalting tower (E) 2e is connected to a regeneration facility (not shown) to regenerate the ion exchange resin filled. The desalting tower (E) 2e enters a standby state after the regeneration process is completed.
このように、稼働中の脱塩塔に充填されているイオン交換樹脂が飽和レベルに達すると、制御装置13が判定して待機中の脱塩塔へ自動的に切り替え接続し、ボイラにとって必要な水質を確保できるよう稼働を継続する。
As described above, when the ion exchange resin filled in the operating desalting tower reaches the saturation level, the
また、制御装置13は、ユニット入口水質計器121、122の測定値によって復水系内の水質が図2の設定レベルLβ以下の任意の値になったことを検出したら、ユニット入口水質計器121、122の測定結果に応じてバイパス管流量調節弁101および102を開いて復水の一部をバイパス管111、112にバイパスさせるとともに、入口弁51a〜52eの一部と、これと直列接続された出口弁81a〜82eとを閉じる。すなわち、復水系の水質が良くなると、脱塩処理する必要がなくなるので、通水する脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの台数を減らすように、関係する各弁を開閉する。このように復水系の水質がよくなると、脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eの稼働台数を減らすことにより、脱塩塔2a〜2eに充填されているイオン交換樹脂が飽和する時期を延ばすことができ、脱塩設備の連続運転時間を延長することができる。
When the
以上の説明では脱塩塔内のイオン交換樹脂が飽和状態になったことで待機中の脱塩塔に切り替え接続するように説明したが、脱塩塔が故障等で使用不可になった場合も同様に待機中の脱塩塔に切り替え接続することができる。 In the above description, the ion exchange resin in the desalting tower has been saturated so that it can be switched to the standby desalting tower, but there are cases where the desalting tower becomes unusable due to failure or the like. Similarly, it can be switched to a standby demineralization tower.
(効果)
以上述べたように、本実施形態1によれば、複数台の脱塩塔を複数のタービンサイクルの共通設備として構成したので、この種の従来装置と比べて全体設備の小形化、設置スペースの縮小化を図ることができ、その結果、発電プラントの初期コストを低減することが可能になる。また、従来装置に比べて、脱塩塔の設置台数を削減することができるので、脱塩設備としての稼働率を上げることもできる。さらに、脱塩塔を削減することにより、pH調整のために使用される薬剤、イオン交換樹脂の再生に必要な薬品量の削減並びに樹脂の交換頻度を少なくすることができ、脱塩装置のランニングコストを削減することができる。
(effect)
As described above, according to the first embodiment, since a plurality of demineralization towers are configured as a common facility for a plurality of turbine cycles, the overall facility can be reduced in size and installed space compared to this type of conventional apparatus. It is possible to reduce the size, and as a result, it is possible to reduce the initial cost of the power plant. In addition, since the number of installed desalting towers can be reduced as compared with the conventional apparatus, it is possible to increase the operating rate of the desalination equipment. Furthermore, by reducing the number of desalting towers, it is possible to reduce the amount of chemicals used for pH adjustment, the amount of chemicals necessary for the regeneration of ion exchange resins, and the frequency of resin exchange, and the running of the desalting equipment. Cost can be reduced.
(実施形態2)
以下、本発明に係る復水脱塩システムの実施形態2について、図3を参照して説明する。図3は本発明の実施形態2を示す復水脱塩装置概略系統図である。
(Embodiment 2)
Hereinafter, Embodiment 2 of the condensate demineralization system according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic system diagram of a condensate demineralizer showing Embodiment 2 of the present invention.
(構成)
本実施形態2は、実施形態1のようにカチオン樹脂とアニオン樹脂とを1つの脱塩塔に充填する代わりに、脱塩塔をカチオン樹脂のみを充填したカチオン脱塩塔と、アニオン樹脂のみを充填したアニオン脱塩塔とに分離したことを特徴とするものである。
(Constitution)
In this Embodiment 2, instead of packing a cation resin and an anion resin into one desalting tower as in Embodiment 1, a cation desalting tower in which only a cation resin is packed in a desalting tower, and only an anion resin are used. It is characterized by being separated into a packed anion desalting tower.
図3において、本実施形態2は図1の脱塩塔(A)2a〜脱塩塔(E)2eを、カチオン樹脂のみを充填したカチオン脱塩塔(A)20a〜カチオン脱塩塔(E)20eと、アニオン樹脂のみを充填したアニオン脱塩塔(A)30a〜アニオン脱塩塔(E)30eとの別塔構成としている。 In FIG. 3, the present embodiment 2 is different from the desalting tower (A) 2a to the desalting tower (E) 2e of FIG. 1 in that the cation desalting tower (A) 20a to the cation desalting tower (E ) 20e and an anion desalting tower (A) 30a to an anion desalting tower (E) 30e filled with only an anion resin.
そして、脱塩塔を別塔構成にしたことに伴い、前述した出口水質測定計器9a〜9eの代わりにアニオン脱塩塔の出口水質測定計器31a〜31eを設けるとともに、カチオン脱塩塔(A)20a〜カチオン脱塩塔(E)20eの通水出口部にカチオン脱塩塔の出口水質測定計器21a〜21eを設けている。
And in connection with having made the desalination tower into another tower structure, while providing the outlet water quality measuring instruments 31a-31e of the anion desalting tower instead of the above-mentioned outlet water
さらに、カチオン脱塩塔(A)20a〜カチオン脱塩塔(E)20eに対してそれぞれカチオン脱塩塔バイパス弁22a〜22eを設け、アニオン脱塩塔(A)30a〜アニオン脱塩塔(E)30eに対してそれぞれアニオン脱塩塔バイパス弁32a〜32eを設けている。さらにまた、アニオン脱塩塔(A)30a〜アニオン脱塩塔(E)30eに対してそれぞれアニオン脱塩塔入口弁33a〜33eを設けている。その他は実施形態1と同様なので、説明を割愛する。
Furthermore, cation desalting
図3は、図1と同様に第1のタービンサイクルおよび第2のタービンサイクルの双方が稼働している状態を示す。カチオン脱塩塔については、ユニット1系ではカチオン脱塩塔(A)20aおよびカチオン脱塩塔(B)20bの2台を使用し、ユニット2系ではカチオン脱塩塔(D)20dおよびカチオン脱塩塔(E)20eの2台を使用し、残り1台のカチオン脱塩塔(C)20cが待機している状態を示す。 FIG. 3 shows a state where both the first turbine cycle and the second turbine cycle are operating as in FIG. As for the cation demineralization tower, two units of the cation demineralization tower (A) 20a and the cation demineralization tower (B) 20b are used in the unit 1 system, and the cation demineralization tower (D) 20d and the cation demineralization tower are used in the unit 2 system. A state in which two salt towers (E) 20e are used and the remaining one cation demineralizer (C) 20c is on standby.
また、アニオン脱塩塔については、ユニット1系ではカチオン脱塩塔(A)20aに直列接続されたアニオン脱塩塔(A)30aと、カチオン脱塩塔(B)20bに直列接続されたアニオン脱塩塔(B)30bとの2台を使用し、ユニット2系ではカチオン脱塩塔(D)20dに直列接続されたアニオン脱塩塔(D)30dと、カチオン脱塩塔(E)20eに直列接続されたアニオン脱塩塔(E)30eとの2台を使用し、残り1台のアニオン脱塩塔(C)30cが待機している状態を示す。 As for the anion desalting tower, in the unit 1 system, an anion desalting tower (A) 30a connected in series to the cation desalting tower (A) 20a and an anion connected in series to the cation desalting tower (B) 20b. In the unit 2 system, an anion desalting tower (D) 30d connected in series to a cation desalting tower (D) 20d and a cation desalting tower (E) 20e are used. The two anion demineralization towers (E) 30e connected in series are used, and the remaining one anion demineralization tower (C) 30c is on standby.
(作用)
実施形態1で説明したように、発電プラントの立ち上げ時は復水系内の不純物濃度が高く、ユニット入口水質測定器121、122で測定された測定値が設定値Lα以上であるので、制御装置13は、実施形態1同様にバイパス管流量調節弁101および102に全開指令を出力し、脱塩塔入口弁41a〜41e、42a〜42eおよび脱塩塔出口弁81a〜81e、82a〜82eに対して全閉指令を出力する。
(Function)
As described in the first embodiment, when the power plant is started up, the concentration of impurities in the condensate system is high, and the measured values measured by the unit inlet water quality measuring devices 12 1 and 12 2 are equal to or higher than the set value Lα.
純水を補給しながらブローを暫く続けることにより復水系内の不純物濃度が低下し、ユニット入口水質計器121、122で計測された測定値が図2(a)の設定レベルLα未満になったら、制御装置13は復水脱塩装置の稼働が可能と判定し、各種弁に対して図3に示す弁の開閉状態となるように指令を出力する。すなわち、バイパス管流量調節弁101、102に閉指令を与え、同時に脱塩塔入口弁41a、41b、42d、42e、脱塩塔出口弁81a、81b、82d、82eに全開指令を与え、更に、新たに設けたアニオン脱塩塔入口弁33a、33b、33d、33eに全開指令を与え、カチオン脱塩塔バイパス弁22a〜22e、アニオン脱塩塔入口弁33a〜33eにも全閉指令を与える。
By continuing to blow for a while while supplying pure water, the concentration of impurities in the condensate system decreases, and the measured value measured by the unit inlet water quality meters 12 1 and 12 2 becomes less than the set level Lα in FIG. Then, the
これにより、今までバイパス管111、112側に流れていた復水は、カチオン脱塩塔(A)20aとアニオン脱塩塔(A)30aの直列配管路、カチオン脱塩塔(B)20bとアニオン脱塩塔(B)30bの直列配管路、カチオン脱塩塔(D)20dとアニオン脱塩塔(D)30dの直列配管路、カチオン脱塩塔(E)20eとアニオン脱塩塔(E)30eの直列配管路に流れ、各脱塩塔は脱塩処理を行う。 As a result, the condensate that has been flowing to the bypass pipes 11 1 and 11 2 side until now is a series piping line of the cation demineralizer (A) 20a and the anion demineralizer (A) 30a, the cation demineralizer (B). 20b and anion desalting tower (B) 30b in series piping, cation desalting tower (D) 20d and anion desalting tower (D) 30d in series piping, cation desalting tower (E) 20e and anion desalting tower (E) It flows to the serial piping line of 30e, and each desalting tower performs a desalting process.
制御装置13は、脱塩塔の稼働中に例えば、出口水質測定計器21aで測定値された水質が設定値Lγ以上になると、カチオン脱塩塔(A)20a内のカチオン交換樹脂が飽和状態にあると判定してカチオン脱塩塔(A)20aの入口弁51aと出口弁81aとを閉じ、代わりに待機状態にあったカチオン脱塩塔(C)20cの入口弁51c、アニオン脱塩塔(C)33cの入口弁33cおよび出口弁81cの三つの弁を開く。これにより第1のタービンサイクルには、カチオン脱塩塔(A)20aおよびアニオン脱塩塔(A)30aに替わって、カチオン脱塩塔(C)20cおよびアニオン脱塩塔(C)30cが接続されて通水が開始され脱塩処理が行われる。
For example, when the water quality measured by the outlet water
これと平行してカチオン脱塩塔(A)20aは図示しない再生設備に接続されて内部に充填しているカチオン交換樹脂の再生処理が行われる。このとき、アニオン脱塩塔(A)30aは飽和していないので、再生処理は行われない。カチオン脱塩塔(A)20aの再生処理が完了したあと、カチオン脱塩塔(A)20aおよびアニオン脱塩塔(A)30aは待機状態となる。 In parallel with this, the cation desalting tower (A) 20a is connected to a regenerating facility (not shown) to regenerate the cation exchange resin filled inside. At this time, since the anion desalting tower (A) 30a is not saturated, the regeneration treatment is not performed. After the regeneration treatment of the cation desalting tower (A) 20a is completed, the cation desalting tower (A) 20a and the anion desalting tower (A) 30a are in a standby state.
その後、出口水質測定計器21eから送られてきた測定値が制御装置13の設定値Lγ以上になると、制御装置13はカチオン脱塩塔(E)20e内のカチオン交換樹脂が飽和状態にあると判定し、カチオン脱塩塔(E)20e側の入口弁52eとアニオン脱塩塔(A)30a側の出口弁82eとを閉じ、代わりに待機中にあるカチオン脱塩塔(A)20aのユニット2系の入口弁52aと出口弁82aとを開く。これにより第2のタービンサイクルには、カチオン脱塩塔(E)20eおよびアニオン脱塩塔(E)30eに替わってカチオン脱塩塔(A)20aおよびアニオン脱塩塔(A)30aが接続され、カチオン脱塩塔(A)20aおよびアニオン脱塩塔(A)30aへの通水が開始され脱塩処理が行われる。
Thereafter, when the measured value sent from the outlet water
これと平行してカチオン脱塩塔(E)20eは図示しない再生設備に接続替えされて充填されているイオン交換樹脂の再生処理が行われる。カチオン脱塩塔(E)20eの再生処理が完了したあと、カチオン脱塩塔(E)20eおよびアニオン脱塩塔(E)30eは待機状態となる。 In parallel with this, the cation desalting tower (E) 20e is reconnected to the regenerative facility (not shown) to regenerate the ion exchange resin filled. After the regeneration treatment of the cation desalting tower (E) 20e is completed, the cation desalting tower (E) 20e and the anion desalting tower (E) 30e are in a standby state.
以上の説明は、カチオン脱塩塔のカチオン樹脂が飽和した場合についてであるが、アニオン樹脂が飽和した場合についても同様に制御装置13からの指令により各弁が開閉し、待機中のカチオン脱塩塔およびアニオン脱塩塔に切り替わる。
The above description is for the case where the cation resin in the cation desalting tower is saturated, but also in the case where the anion resin is saturated, each valve is opened and closed in accordance with a command from the
このように、稼働中の脱塩塔に充填されているイオン交換樹脂が飽和レベルに達すると、制御装置13が判定して待機中の脱塩塔へ自動的に切り替え接続し、ボイラにとって必要な水質を確保できるよう稼働を継続する。
As described above, when the ion exchange resin filled in the operating desalting tower reaches the saturation level, the
なお、カチオン脱塩塔20a〜20eおよびアニオン脱塩塔30a〜30eの脱塩処理によって復水系内の水が浄化され、図2の設定レベルLβ以下になったことがユニット入口水質計器121、122で測定されたら、その測定結果に応じて制御装置13からカチオン脱塩塔バイパス弁22a〜22eあるいはアニオン脱塩塔バイパス弁32a〜32eに対して全閉状態から適切な弁開度への開度指令が出され、カチオン脱塩塔(A)20a〜カチオン脱塩塔(E)20eへの通水量あるいはアニオン脱塩塔(A)30a〜アニオン脱塩塔(E)30eへの通水量を減らして脱塩塔2a〜2eの寿命を延ばすことができる。なお、制御装置13からバイパス管流量調節弁101および102の弁開度を調節する指令を出力する代わりに、弁を開閉して通水する脱塩塔の数を制御し、脱塩塔の通水量を最小限とし、脱塩設備の稼働時間を延長することも可能である。
Incidentally, the
以上の説明では脱塩塔内のイオン交換樹脂が飽和状態になったことで待機中の脱塩塔に切り替え接続するように説明したが、実施形態1と同様に、脱塩塔が故障等で使用不可になった場合も待機中の脱塩塔に切り替え接続することができる。 In the above description, the ion exchange resin in the desalting tower is saturated and switched to the standby desalting tower. However, as in the first embodiment, the desalting tower is broken or the like. Even when it becomes unusable, it can be switched and connected to the demineralization tower on standby.
(効果)
本実施形態2のように、脱塩塔をカチオン脱塩塔20a〜20eと、アニオン脱塩塔30a〜30eとに別塔として構成した場合においても、実施形態1と同様に、複数のタービンサイクルに対して復水脱塩装置を共通の設備とすることができる。また、各脱塩塔の入口にて各不純物濃度を常時監視し、その結果に応じてカチオン脱塩塔バイパス弁又はアニオン脱塩塔バイパス弁を開閉することで、カチオン樹脂脱塩塔のみ、又はアニオン樹脂脱塩塔のみを通水し、各々の稼働可能時間の延長を図ることが可能となる。
(effect)
Even in the case where the desalting tower is configured as separate towers in the
(実施形態共通の効果)
本発明の実施形態によれば、複数のタービンサイクルで復水脱塩設備を共通の設備として使用するようにしたので、この種の従来装置と比べて設備の小形化、設置スペースの縮小化を図ることができ、発電プラントの初期コストを低減することが可能になる。
(Effects common to the embodiments)
According to the embodiment of the present invention, the condensate demineralization equipment is used as a common equipment in a plurality of turbine cycles, so that the equipment can be downsized and the installation space can be reduced as compared with this type of conventional apparatus. This can reduce the initial cost of the power plant.
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。これらの実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。また、これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, these embodiment was shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…復水脱塩装置、2a〜2e…脱塩塔(A〜E)、31…ユニット1系の給水本管、32…ユニット2系の給水本管、41a〜41e…ユニット1系の脱塩塔給水管、42a〜42e…ユニット2系の脱塩塔給水管、51a〜51e…ユニット1系の脱塩塔入口弁、52a〜52e…ユニット2系の脱塩塔入口弁、61…ユニット1系の出口本管、62…ユニット2系の出口本管、71a〜71e…ユニット1系の出口管、72a〜72e…ユニット2系の出口管、81a〜81e…ユニット1系の脱塩塔出口弁、82a〜82e…ユニット2系の脱塩塔出口弁、9a〜9e…出口水質測定計器、101…ユニット1系のバイパス管流量調節弁、102…ユニット2系のバイパス管流量調節弁、111…ユニット1系のバイパス管、112…ユニット2系バイパス管、121…ユニット1系の入口水質測定計器、122…ユニット2系の入口水質測定計器、13…制御装置、20a〜20e…カチオン脱塩塔(A)〜(E)、21a〜21e…カチオン脱塩塔出口水質測定計器、22a〜22e…カチオン脱塩塔バイパス弁、30a〜30e…アニオン脱塩塔(A)〜(E)、31a〜31e…アニオン脱塩塔出口水質測定計器、32a〜32e…アニオン脱塩塔バイパス弁、33a〜33e…アニオン脱塩塔入口弁。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Condensate demineralizer, 2a-2e ... Desalination tower (AE), 3 1 ... Unit 1 system water supply main, 3 2 ... Unit 2 system water supply main, 4 1 a-4 1 e ... unit 1 based
Claims (7)
発電プラントのタービンサイクルの復水系に接続されて当該復水系からの復水を前記脱塩塔に供給する給水経路と、
前記脱塩塔から排出された復水を前記タービンサイクルの復水系に戻す出口経路と、
前記給水経路内に設けられた脱塩塔入口弁と、
前記出口経路内に設けられた脱塩塔出口弁と、
を備え、前記復水中に含まれる不純物イオンを前記脱塩塔で除去する復水脱塩装置において、
前記タービンサイクルを複数備え、各タービンサイクルの前記給水経路および出口経路を前記各脱塩塔に接続することを特徴とする復水脱塩装置。 A plurality of demineralization towers filled with ion exchange resin;
A water supply path connected to the condensate system of the turbine cycle of the power plant and supplying condensate from the condensate system to the demineralizer;
An outlet path for returning the condensate discharged from the desalting tower to the condensate system of the turbine cycle;
A demineralization tower inlet valve provided in the water supply path;
A demineralization tower outlet valve provided in the outlet path;
In the condensate demineralizer for removing impurity ions contained in the condensate with the demineralizer,
A condensate demineralizer comprising a plurality of the turbine cycles, wherein the water supply path and the outlet path of each turbine cycle are connected to each demineralization tower.
前記水質測定計器から入力した測定値が予め定めた設定値以上の場合、イオン交換樹脂が飽和したと判定して前記脱塩塔入口弁および前記脱塩塔出口弁を開閉し、前記復水が供給される脱塩塔を、稼働中の脱塩塔から待機中の脱塩塔に自動的に切り替える制御装置を設けたことを特徴とする請求項1記載の復水脱塩装置。 A water quality measuring instrument for measuring the quality of condensate in the water supply path or the water supply path is provided,
When the measured value input from the water quality measuring instrument is equal to or greater than a predetermined set value, it is determined that the ion exchange resin is saturated, the demineralizer inlet valve and the demineralizer outlet valve are opened and closed, and the condensate is The condensate demineralizer according to claim 1, further comprising a control device for automatically switching the desalting tower to be supplied from an operating desalting tower to a waiting desalting tower.
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2014
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