(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
さらに貝類の堆積量を増やす凹形状の底面拡張トラップが、前記側壁拡張トラップを設けた場所の取水路底面に、前記取水路幅方向にわたって設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の取水設備。
さらに貝類の流出を防ぐ邪魔板が、前記側壁拡張トラップの下流側の終端部分に前記取水路長手方向と直交し、前記取水路幅方向にわたって設けられ、前記邪魔板の上面は、海面高さよりも低いことを特徴とする請求項1から3のいずれか1に記載の取水設備。
【背景技術】
【0002】
火力発電所や原子力発電所などの発電所には、発電で使用した蒸気を冷却する復水器へ冷却用の海水を供給する循環ポンプが設けられており、循環ポンプには取水設備を介して海水が供給される。取水設備は、海水の取込み口である取水口と、ポンプ槽と、取水口とポンプ槽とを繋ぐ取水路とを含み、循環ポンプは、取水設備の終端であるポンプ槽に設置される。ポンプ槽に繋がる取水路は、数百〜数千メートルの長さを有し、運転中は常時、海水が貯えられている。
【0003】
海水中には、ムラサキイガイやフジツボなどの貝類が生息しており、それらの稚貝が取水路の壁に付着し成長して死滅すると壁から剥がれ落ちる。死滅した貝類は、海水によって運ばれ、取水設備内の海水流速が遅い場所、特に通常、取水路よりも幅広に設計されているポンプ槽に堆積する。貝類の堆積量が増えると流路面積が狭まり海水流速が速くなるため、一定の堆積量を超えると貝類がオーバーフローして最終的にはポンプ槽終端付近に設置されている循環ポンプへ流入する。貝類が循環ポンプへ流入すると、循環ポンプを介して海水といっしょに貝類が復水器へ運ばれ、復水器のチューブ破損を引き起こす。復水器のチューブ破損は、発電の停止につながるためこれを防止することが必要である。通常、取水設備では、循環ポンプの手前にスクリーンを設けて貝類等の流入を防止しているが、貝類が大量になるとスクリーンが目詰まりして運転に支障をきたすことがある。
【0004】
そこで循環ポンプへの貝類流入を防止すべく、ポンプ槽内の貝類を除去する技術やポンプ槽内に貝類を貯留する技術が提案されている。例えば陸上に吸引ポンプを設置し、これと接続されている配管口をポンプ槽に設置し、堆積している貝類を吸引除去する装置がある(例えば特許文献1参照)。またポンプ槽の底部を掘り込んだ貝溜まりを設けて貝類を一定量貯留し、貝類の循環ポンプへの流入を防止する取水設備がある(例えば特許文献2参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載されている貝類を除去する装置は、大掛かりでさらにそれ自体のメンテナンスが必要となりコストがかかる。また装置が故障した際には取水設備の運転を停止し、堆積している貝類を除去する必要がある。
【0007】
特許文献2に記載されているポンプ槽の底部に貝溜まりを設ける取水設備では、貝溜まりを設ける位置が制約され、貝類の貯留量がポンプ槽の大きさに制約される。またポンプ槽内において貝類を回収する作業は、必ずしも容易ではない。
【0008】
本発明の目的は、大掛かりな装置を用いることなく貝類を捕捉し、循環ポンプへの貝類流入防止を容易かつ安価に行うことのできる取水設備を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、海水の取込み口である取水口と、送水用の循環ポンプが設置されたポンプ槽と、前記取水口と前記ポンプ槽とを繋ぐ取水路と、を含む取水設備において、前記取水路側壁の任意の場所に、海水流速を局所的に低下させて貝類を捕捉し堆積させる凹形状の側壁拡張トラップが設けられ
、前記側壁拡張トラップは、平面視において外側の底辺が内側の底辺に比べて短い台形状であり、貝類の回収が容易なことを特徴とする取水設備である。
【0010】
本発明によれば、海水流速を局所的に低下させて貝類を捕捉し堆積させる凹形状の側壁拡張トラップを設け、ここに貝類を堆積させることができるので、大掛かりな装置を用いることなく、循環ポンプへの貝類流入を容易に防止することができる。また側壁拡張トラップは、取水路側壁の任意の場所に設けることができるので、取水路の構造、形状等に合せ適切な場所に設置すれば効率的に貝類を捕捉し、回収作業も容易となる。
また本発明によれば、前記側壁拡張トラップは、平面視において外側の底辺が内側の底辺に比べて短い台形状であり、貝類の回収が容易であるため、定期的に行われる貝類の回収作業を効率よく実施することができる。
【0011】
また本発明は、前記取水設備において、前記側壁拡張トラップは、前記ポンプ槽の入口直前に設けられており、貝類を前記ポンプ槽の入口直前で捕捉することを特徴とする。
【0012】
本発明によれば、前記側壁拡張トラップは、前記ポンプ槽の入口直前に設けられており、貝類を前記ポンプ槽の入口直前で捕捉するので、前記ポンプ槽への貝類流入を最小限に抑えて前記循環ポンプへの貝類流入を防止することができる。
【0015】
また本発明は、前記取水設備において、さらに貝類の堆積量を増やす凹形状の底面拡張トラップが、前記側壁拡張トラップを設けた場所の取水路底面に、前記取水路幅方向にわたって設けられていることを特徴とする。
【0016】
本発明によれば、さらに貝類の堆積量を増やす凹形状の底面拡張トラップが、前記側壁拡張トラップを設けた場所の取水路底面に、前記取水路幅方向にわたって設けられているので、貝類の回収頻度を低減することができる。
【0017】
また本発明は、前記取水設備において、さらに貝類の流出を防ぐ邪魔板が、前記側壁拡張トラップの下流側の終端部分に前記取水路長手方向と直交し、前記取水路幅方向にわたって設けられ、前記邪魔板の上辺は、海面高さよりも低いことを特徴とする。
【0018】
本発明によれば、さらに貝類の流出を防ぐ邪魔板が、前記側壁拡張トラップの下流側の終端部分に取水路幅方向にわたって設けられているので、貝類が前記側壁拡張トラップを越えて循環ポンプへ流入することを防止することができる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、大掛かりな装置を用いることなく貝類を捕捉し、循環ポンプへの貝類流入防止を容易かつ安価に行うことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための形態】
【0021】
図1は、本発明の第1実施形態としての取水設備1の全体構成を示す横断面図である。また
図2は、
図1の取水設備1の側壁拡張トラップ31近傍の縦断面図である。まず取水設備1の全体構成について説明し、その後、貝類51の捕捉、堆積の流れについて説明する。
【0022】
取水設備1は、火力発電所(図示省略)の復水器冷却水として使用する海水を取水する設備であって、海水を取込む取水口11と、海水が流れ込むポンプ槽12と、取水口11とポンプ槽12とを繋ぐ取水路13と、を含む。取水口11とポンプ槽12と取水路13とは、一体の構造物である。海水は、取水口11から取水路13を通りポンプ槽12へ流れていく。そして取水路13の側壁には、貝類51を捕捉し、一箇所に集中して堆積させる凹形状の側壁拡張トラップ31が設けられている。
【0023】
取水口11は、海水の取込み口であり、海に面した場所あるいは海中に設置される。取水口11は、取水路13の基端に接続し海水を取水路13へ導入する。
【0024】
ポンプ槽12は、取水路13の終端に接続し、ポンプ槽12の終端付近には送水用の循環ポンプ23が設置されている。ポンプ槽12は、循環ポンプ23を設置するため取水路13の終端であるポンプ槽入口21から漸拡的に広がっており、流路断面積が取水路13に対して大きくなっている。そのためポンプ槽12は、取水路13に比べて海水流速が遅く、貝類51が堆積しやすい場所となっている。またポンプ槽12は、90度湾曲した形状をしており、湾曲部内側流路22では海水流速がさらに遅くなるため貝類51が堆積しやすい。
【0025】
循環ポンプ23は、ポンプ槽12の終端付近に設置され、発電所の復水器(図示省略)へ海水を送水する。本実施形態では循環ポンプ23は、2台設置されているが、2台に限定されるものではない。循環ポンプ23は、取水設備1の大きさに応じて1台又は2台以上設置される。
【0026】
取水路13は、取水口11とポンプ槽12とを繋ぐ海水の流路であり、縦断面形状が矩形のコンクリート製である。取水路13の大きさは、一例を示すと、幅約3m、高さ約10m、全長は数百〜数千mに渡る。
【0027】
側壁拡張トラップ31は、局所的に流路断面積が大きくなるように取水路側壁24の両側一部分を凹形状に拡張して形成されており、ポンプ槽入口21の直前に設けられている。側壁拡張トラップ31は、ポンプ槽入口21の直前に限定されず任意の場所に設けることができるが、ポンプ槽入口21の直前に設けると取水路13で発生した貝類51が側壁拡張トラップ31を必ず通るため、ポンプ槽12、循環ポンプ23への貝類51の流入を効果的に防止することができる。
【0028】
取水路の構造上、側壁拡張トラップ31をポンプ槽入口21の直前に設けることができず、ポンプ槽入口21の上流側に側壁拡張トラップ31を設けたような場合には、側壁拡張トラップ31よりも下流側で発生した貝類51は、側壁拡張トラップ31で捕捉されることなくポンプ槽12へ流入する。このような場合、少なくともポンプ槽12へ流入する貝類51の量がポンプ槽12から循環ポンプ23へオーバーフローする量まで達しないように側壁拡張トラップ31の場所を設定する。これにより循環ポンプ23への貝類51の流入を防止することができる。
【0029】
側壁拡張トラップ31の大きさは、貝類51を滞留させる程度に海水流速を遅くすることが可能で、貝類51を長期間堆積させておくことのできる大きさとし、貝類51の発生量、定期清掃の頻度によって適宜決めればよい。次回の定期清掃までに発生する貝類51全てを堆積できる大きさとすれば、ポンプ槽12、循環ポンプ23への貝類51の流入を効果的に防止することができる。
【0030】
側壁拡張トラップ31をコストや物理的な制約により十分大きくすることができないときは、側壁拡張トラップ31から貝類51がオーバーフローしてポンプ槽12へ流入するが、少なくともポンプ槽12へ流入する貝類51の量がポンプ槽12から循環ポンプ23へオーバーフローする量まで達しないように側壁拡張トラップ31の大きさを設定する。これにより循環ポンプ23への貝類51の流入を防止することができる。
【0031】
また上記のように側壁拡張トラップ31を十分大きくすることができないときは、側壁拡張トラップ31よりも上流側に側壁拡張トラップ31をもう一箇所設けることで、貝類51の堆積量を補うこともできる。
【0032】
側壁拡張トラップ31は、平面視において外側底辺41が内側の底辺に比べて短い台形状に設けられており、取水路側壁24と上流側傾斜面42、下流側傾斜面43との成す角がそれぞれ鈍角となっている。側壁拡張トラップ31の平面視形状は、台形状に限定されるものではないが、台形状とすれば貝類51の回収が容易となり好ましい。このとき取水路側壁24と上流側傾斜面42との角度は、側壁拡張トラップ31において剥離流れによる渦が発生する角度にすると貝類51をより捕捉しやすくなるが、回収の容易さと合わせて検討し適宜決めればよい。
【0033】
次に、本発明の取水設備1における貝類51の捕捉、堆積の流れについて説明する。取水口11から取り込まれる海水には、多数の稚貝が含まれており、それらが取水路13の壁面全域に付着する。付着した稚貝は、成長して死滅すると剥がれ落ちる。剥がれ落ちた貝類51は、海水によってポンプ槽12へ向かって運ばれ側壁拡張トラップ31に到達する。側壁拡張トラップ31では、流路断面積が大きくなっているので海水流速が遅くなり貝類51が堆積する。
【0034】
堆積した貝類51は、定期的に回収される。貝類51は、側壁拡張トラップ31に集中して堆積しており、また側壁拡張トラップ31は、台形状になっているので水中ロボット(図示省略)や水中ポンプ(図示省略)等を使って集中的かつ容易に回収することができ、取水設備1を停止せずに回収することができる。
【0035】
このように本取水設備1を用いると貝類51を一箇所に集中して堆積させることができ、堆積した貝類51の回収を容易に行うことができる。そのためポンプ槽12、循環ポンプ23への貝類51の流入を効果的に防止することができる。
【0036】
これに対して側壁拡張トラップ31がない場合、貝類51は、取水路13を通過しポンプ槽12へ流入する。ポンプ槽12は、取水路13に比べて幅広であるため、海水流速が遅く貝類51が堆積しやすい。貝類51が堆積すると徐々に流路断面積が狭まり海水流速が速くなる。そして一定量堆積した時点で貝類51がオーバーフローして循環ポンプ23へ流入する。ポンプ槽12において貝類51が堆積する場所は、広範囲に亘るため容易に特定することができず、回収時には取水設備1を停止している。
【0037】
またポンプ槽12の湾曲部内側流路22では、さらに海水流速が遅くなり貝類51が大量に堆積する。湾曲部内側流路22が堆積した貝類51で塞がると、他の流路の海水流速が速くなり、循環ポンプ23へ貝類51が流入してしまう。
【0038】
さらにポンプ槽12は、循環ポンプ23の故障原因となる空気の混入を防止するために循環ポンプ23での吸い込み渦の原因となる回転流が発生しないように設計されている。ポンプ槽12内に貝類51が堆積すると、予期せぬ回転流が発生して循環ポンプ23に空気が混入する恐れがある。そのためポンプ槽12に貝類51が堆積している状態は、好ましいとは言えない。
【0039】
図3は、本発明の第2実施形態としての取水設備2の取水路13の横断面図である。第1実施形態に示す取水設備1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0040】
第2実施形態に示す取水設備2の構成は、第1実施形態に示す取水設備1と基本的に同じであるが、側壁拡張トラップの設置位置、数が異なる。取水設備2の取水路13には、間隔を空けて複数の側壁拡張トラップ31a、31b、31cが設けられている。ここで使用する側壁拡張トラップ31a、31b、31cの構造、形状は、第1実施形態に示した側壁拡張トラップ31と同様とすることができる。
【0041】
側壁拡張トラップ31aは、取水口11から側壁拡張トラップ31aの間で発生した貝類51を堆積させる。同様に側壁拡張トラップ31bは、側壁拡張トラップ31aから側壁拡張トラップ31bの間で発生した貝類51を堆積させ、側壁拡張トラップ31cは、側壁拡張トラップ31bから側壁拡張トラップ31cの間で発生した貝類51を堆積させる。
【0042】
このように側壁拡張トラップ31を複数設けると貝類51を分散して堆積させることができる。この結果、第1実施形態の取水設備1の側壁拡張トラップ31に比べてそれぞれの側壁拡張トラップ31a、31b、31cを小さくすることができる。
【0043】
本実施形態のように取水路13に複数の側壁拡張トラップ31a、31b、31cを設けると、各々の側壁拡張トラップにおける貝類51の堆積量を確認することで貝類51が発生しやすい区間を推定することができる。一方で貝類51の堆積、回収場所を一箇所に集約できなくなるため回収作業に手間がかかる。側壁拡張トラップ31の設置数は、特定の数に限定されないので、その数は、コストや上記メリットとデメリットとを比較検討し適宜決めればよい。
【0044】
図4は、本発明の第3実施形態としての取水設備3の全体構成を示す横断面図である。第1実施形態に示す取水設備1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0045】
第3実施形態に示す取水設備3の構成は、第1実施形態に示す取水設備1と基本的に同じであるが、取水路13の形状が異なる。また側壁拡張トラップ32の構造、形状も、第1実施形態の側壁拡張トラップ31と異なる。
【0046】
第3実施形態に示す取水設備3には、側壁拡張トラップ32が取水路側壁24の片側のみに設けられている。側壁拡張トラップをコストや物理的な制約により取水路側壁24の両側に設けることができない場合は、本実施形態のように側壁拡張トラップ32を取水路側壁24の片側のみに設けてもよい。特に、
図4に示すように取水路13が湾曲している場合は、湾曲部の内側で流速が遅くなるので、湾曲部の内側のみに側壁拡張トラップ32を設けても効果的に貝類51を捕捉、堆積させることができる。
【0047】
図5は、本発明の第4実施形態としての取水設備4の側壁拡張トラップ31近傍の縦断面図である。第1実施形態に示す取水設備1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0048】
第4実施形態に示す取水設備4には、第1実施形態に示す取水設備1に加えて側壁拡張トラップ31を設けた場所の取水路底面25に貝類51の堆積量を増やすための底面拡張トラップ33が、取水路13の幅方向にわたって凹形状に設けられている。
【0049】
底面拡張トラップ33の大きさは、側壁拡張トラップ31と同様、少なくとも次回の定期清掃まで貝類51がオーバーフローして循環ポンプ12へ流入しないように適宜決めればよい。底面拡張トラップ33を設けると、その容積分だけ貝類51の堆積量を増やすことができ、結果的に側壁拡張トラップ31を小さくすることができる。
【0050】
底面拡張トラップ33は、貝類51の回収を容易にするため縦断面形状において外側底辺44が内側の底辺に比べて短い台形状に設けられており、取水路底面25と上流側傾斜面45、下流側傾斜面46との成す角がそれぞれ鈍角となっているが、側壁拡張トラップ31と同様、台形状に限定されるものではない。
【0051】
図6は、本発明の第5実施形態としての取水設備5の側壁拡張トラップ31近傍の横断面図であり、
図7は、
図6の取水設備5の側壁拡張トラップ31近傍の縦断面図である。第1実施形態に示す取水設備1と同一の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0052】
第5実施形態に示す取水設備5には、第1実施形態に示す取水設備1に加えて側壁拡張トラップ31の下流側終端部分の取水路底面25に、貝類51の流出を防ぐ邪魔板34が取水路13の長手方向と直交し、取水路13の幅方向にわたって設けられている。
【0053】
邪魔板34は、堆積した貝類51の重量や海水の流れによって動かないようにしっかりと固定されている。また邪魔板34は、海水流路全体を塞がないよう邪魔板上面47が海面高さよりも低くなるように設けられている。
【0054】
また邪魔板34は、海水で腐食しない材質とする。本実施形態において邪魔板34は、板状であるが、さらに上流側に側板と底板が設けられているような、ちりとり様の形状としてもよい。
【0055】
邪魔板34を設けることで、側壁拡張トラップ31における貝類51のオーバーフローを邪魔板34の高さまで阻止することができる。また海水流速が突発的に速くなったときに側壁拡張トラップ31からの貝類51の流出を防止することができる。
【0056】
取水設備5には、さらに貝類51を回収する際に使用できるメンテナンス口35が側壁拡張トラップ31を設けている場所の取水路天井部26に設けられている。メンテナンス口35は、作業員が取水路13内に入るために取水路天井部26に設けられているが、メンテナンス口35と側壁拡張トラップ31とを同じ場所に設けることでメンテナンス口35から容易に貝類51の回収を行うことができる。
【0057】
以上、第1から第5実施形態の取水設備1、2、3、4、5により本発明の取水設備を説明したけれども本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、要旨を変更しない範囲で種々の形態に変更し使用することができる。例えば、底面拡張トラップ33と邪魔板34とは、併用してもよい。またポンプ槽12は、取水路13と幅が同一でもよく、直線形状でもよい。取水路13は、取水路天井部26がなく縦断面がコの字形状となるものでもよい。
【0058】
上記実施形態では側壁拡張トラップ31の形状は、台形状であったが、側壁拡張トラップ31の形状は、局所的に海水流速を遅くして貝類を捕捉できれば三角形や円弧形状等でもよい。また側壁拡張トラップ31の上流側傾斜面42と下流側傾斜面43とは、取水路側壁24に対する角度がそれぞれ異なるものであってもよい。
【0059】
また側壁拡張トラップ31、31a、31b、31c、32に堆積した貝類51の堆積量を検知する超音波計測器等を用いた検知手段を設置し、貝類51が回収すべき堆積量に達した時点で、警報を発するようにしてもよい。
【0060】
さらに側壁拡張トラップ31、31a、31b、31c、32に堆積した貝類51を自動で回収する水中ロボット、水中ポンプ又はプロベスター等の回収装置を設置し、貝類51を自動で回収するようにしてもよい。なお回収装置が故障しても、貝類51は、側壁拡張トラップ31、31a、31b、31c、32により引き続き捕捉、堆積されるため、取水設備の運転を即停止する必要はない。