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公開番号2024171406
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023088383
出願日2023-05-30
発明の名称陰イオン検出装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01N 27/06 20060101AFI20241205BHJP(測定;試験)
要約【課題】陰イオンをさらに精度高く検出することが可能な陰イオン検出装置を提供する。
【解決手段】陰イオン検出装置は、複数種類のイオンを含む試料水が流通する供給管と、予熱器と、予熱された試料水をさらに加熱して分離対象となるイオンに由来する物質を含む蒸気とドレン水とに分離する加熱槽と、加熱槽からドレン水を取り出す排出管と、排出管上に設けられ、残存した分離対象となるイオンを除去するイオン交換樹脂を有するイオン交換部と、ドレン水に含まれる陰イオンの濃度を検出する濃度検出部と、を備え、加熱槽は、槽本体と、予熱された試料水が貯留される貯留部と、貯留部に設けられ、試料水を加熱して蒸気を発生させる加熱部と、蒸気を槽本体の外部に排出する排出部と、を有し、排出管の入口側端部は、加熱槽における定常時の液面よりも下方に位置している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数種類のイオンを含む試料水が流通する供給管と、
該供給管上に設けられ、前記試料水を予熱する予熱器と、
前記予熱された前記試料水をさらに加熱することで、前記複数種類の前記イオンのうち、分離対象となるイオンに由来する物質を含む蒸気とドレン水とに分離する加熱槽と、
前記加熱槽から前記ドレン水を取り出す排出管と、
前記排出管上に設けられ、前記ドレン水に残存した前記分離対象となる前記イオンを除去するイオン交換樹脂を有するイオン交換部と、
前記排出管上における前記イオン交換部の下流側に設けられ、前記ドレン水に含まれる陰イオンの濃度を検出する濃度検出部と、
を備え、
前記加熱槽は、
槽本体と、
該槽本体の上部に設けられ、前記予熱された前記試料水を供給する供給部と、
該槽本体の内部に配置された充填物と、
前記槽本体の下方に設けられ、前記予熱された試料水が貯留される貯留部と、
該貯留部に設けられ、前記試料水を加熱して蒸気を発生させる加熱部と、
前記蒸気を前記槽本体の外部に排出する排出部と、
を有し、
前記排出管の入口側端部は、前記加熱槽における定常時の液面よりも下方に位置している陰イオン検出装置。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記排出管は、前記加熱槽に連通するとともに、該加熱槽から下流側に離間するに従って上方に向かう第一区間と、該第一区間に連通するとともに該第一区間から下流側に離間するに従って下方に向かう第二区間と、を有する請求項１に記載の陰イオン検出装置。
【請求項３】
前記排出管上に設けられた圧力調整弁をさらに有する請求項１又は２に記載の陰イオン検出装置。
【請求項４】
前記供給部、及び前記排出部にそれぞれ設けられた加熱槽圧力調整弁をさらに備える請求項１又は２に記載の陰イオン検出装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、陰イオン検出装置に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
発電プラントの水・蒸気サイクルでは、系統の機器や配管が腐食により損傷するのを防ぐために、塩化物イオンや硫酸イオンをはじめとした腐食原因となる成分が混入しないよう厳しく管理がなされている。しかしながら、復水器の冷却配管の破損による海水漏洩や、補給水製造装置の動作不良などの要因により、上記の不純物成分が水・蒸気サイクルに混入してしまう場合もある。不純物が混入した場合は、不純物による汚染範囲および腐食影響をできる限り最小限にとどめるために、系統水ブローによる不純物の系外排出、ｐH低下防止のための薬品添加、漏洩発生配管の施栓、プラント運転停止などの対策を早急に実施する必要がある。そのためには不純物混入を速やかに検知することが重要であり、水・蒸気サイクル中の不純物監視のために多くのプラントで酸電気伝導率の計測が行われている。
【０００３】
酸電気伝導率は、水・蒸気サイクルから採取した試料水をまず陽イオン交換樹脂に通水するなどして陽イオン成分を除去した後に電気伝導率を計測する手法である。水・蒸気サイクルには、腐食抑制のためにアンモニアなどの水処理剤が添加されている。微量の不純物が混入した場合は、不純物濃度よりも水処理剤濃度の方がはるかに大きいため、不純物混入による電気伝導率の変化は水処理剤による電気伝導率に比べて非常に小さく、そのまま電気伝導率を計測しても不純物の混入を確認することはできない。そこで、水処理剤（アンモニアなど）を陽イオン交換樹脂などで除去することにより、水処理剤による電気伝導率上昇をなくし、かつ、陽イオンのカウンターイオンをH +に交換して不純物濃度あたりの電気伝導率を大きくすることで、電気伝導率による高感度な不純物混入検知を可能としている。
【０００４】
この種の検知方法・装置の具体例として、下記特許文献１に記載されたものが知られている。下記特許文献１には、給水および蒸気中の二酸化炭素を除去して酸電気伝導率を計測する手法として、脱ガス酸電気伝導率計が開示されている。試料の脱ガス前処理を行ってから酸電気伝導率の計測を行うことで、溶存ガスの影響なく酸電気伝導率を計測する手法である。本手法では、対象試料を加熱して二酸化炭素を脱気除去することで、二酸化炭素の影響なく酸電気伝導率が計測可能なシステムとしている。
【０００５】
ここで、近年では、給水に注入するアンモニア濃度を従来よりも高くして、腐食に対する耐性を高めたいという強い要請がある。しかしながら、従来のシステムでは、始めに陽イオン交換樹脂でアンモニアを除去するため、給水のアンモニア濃度が高くなった場合には陽イオン交換樹脂の破過時間が短くなり、陽イオン交換樹脂の交換頻度が増加してしまう。その結果、メンテナンス作業負荷の増大および装置の運用コストの上昇を招く虞がある。
【０００６】
そこで、加熱槽内に試料水を導き、槽の下部で蒸気を発生させつつ、上方から液相の試料水を供給し続けることで、液相に溶解しているアンモニアおよび二酸化炭素を蒸気に回収することで、液相のアンモニアおよび二酸化炭素を高効率に除去する技術が提唱されている。加熱槽からドレン水として排出される液体には、微量のアンモニアイオンのみが含まれている状態となる。このドレン水をイオン交換樹脂に通水させることで、アンモニアイオンが除去される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第６１０８０２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記の加熱槽を用いる技術では、ドレン水を外部に導くに当たって、排出管に当該ドレン水とともに蒸気が混入してしまう場合がある。この場合、試料水の蒸気に含まれているアンモニアや二酸化炭素がドレン水に混入し、これら成分の濃度が高くなってしまうという課題がある。結果として、これらアンモニアイオン、及び炭酸イオンの除去効率が低下し、検出対象である塩化物イオン等の不揮発性のイオンの検出精度が低下してしまう。
【０００９】
本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、陰イオンをさらに精度高く検出することが可能な陰イオン検出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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本開示に係る陰イオン検出装置は、複数種類のイオンを含む試料水が流通する供給管と、該供給管上に設けられ、前記試料水を予熱する予熱器と、前記予熱された前記試料水をさらに加熱することで、前記複数種類の前記イオンのうち、分離対象となるイオンに由来する物質を含む蒸気とドレン水とに分離する加熱槽と、前記加熱槽から前記ドレン水を取り出す排出管と、前記排出管上に設けられ、前記ドレン水に残存した前記分離対象となる前記イオンを除去するイオン交換樹脂を有するイオン交換部と、前記排出管上における前記イオン交換部の下流側に設けられ、前記ドレン水に含まれる陰イオンの濃度を検出する濃度検出部と、を備え、前記加熱槽は、槽本体と、該槽本体の上部に設けられ、前記予熱された前記試料水を供給する供給部と、該槽本体の内部に配置された充填物と、前記槽本体の下方に設けられ、前記予熱された試料水が貯留される貯留部と、該貯留部に設けられ、前記試料水を加熱して蒸気を発生させる加熱部と、前記蒸気を前記槽本体の外部に排出する排出部と、を有し、前記排出管の入口側端部は、前記加熱槽における定常時の液面よりも下方に位置している。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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