特許第6969417号(P6969417)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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特許6969417海水温度測定システム、発電設備及び制御方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6969417
(24)【登録日】2021年11月1日
(45)【発行日】2021年11月24日
(54)【発明の名称】海水温度測定システム、発電設備及び制御方法
(51)【国際特許分類】
   G01K 1/14 20210101AFI20211111BHJP
   G01K 13/02 20210101ALI20211111BHJP
   G01D 21/00 20060101ALI20211111BHJP
【FI】
   G01K1/14 Q
   G01K13/02
   G01D21/00 C
【請求項の数】9
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2018-16254(P2018-16254)
(22)【出願日】2018年2月1日
(65)【公開番号】特開2019-132753(P2019-132753A)
(43)【公開日】2019年8月8日
【審査請求日】2020年11月26日
(73)【特許権者】
【識別番号】000211307
【氏名又は名称】中国電力株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】浦田 稔
【審査官】 菅藤 政明
(56)【参考文献】
【文献】 特開平3−274482(JP,A)
【文献】 実開平1−74760(JP,U)
【文献】 特開昭56−72337(JP,A)
【文献】 特開昭63−58113(JP,A)
【文献】 特開2000−65647(JP,A)
【文献】 特許第2972915(JP,B1)
【文献】 中国実用新案第204301774(CN,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01K 1/14
G01K 13/02
G01D 21/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
海水の温度を測定する温度測定部と、
前記温度測定部に取付けられ、海水中を移動可能な移動部と、
海水の塩分濃度を海深ごとに測定する塩分濃度測定部と、
前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、前記移動部を塩分濃度が前記閾値以上となる海深まで移動させ、前記温度測定部によって、移動した先の海深での海水の温度を測定させる制御部と、
を有する、海水温度測定システム。
【請求項2】
前記制御部は、前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、前記閾値より低い場合に、前記移動部を海底側に移動させる、請求項1に記載の海水温度測定システム。
【請求項3】
前記移動部及び温度測定部は、海水中に浸漬されて海深方向に延在する筒状の防護管内に設けられ、前記移動部は、前記防護管内を移動する、請求項1又は請求項2に記載の海水温度測定システム。
【請求項4】
前記防護管は、側面に複数の開口が設けられる、請求項3に記載の海水温度測定システム。
【請求項5】
前記塩分濃度測定部は、塩分濃度を測定可能な濃度センサを海深ごとに複数有している、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の海水温度測定システム。
【請求項6】
前記制御部は、それぞれの前記濃度センサの塩分濃度の測定結果を取得することで海深毎の塩分濃度を取得して、各海深のうち、塩分濃度が前記閾値以上になる海深である適正海深に、前記移動部を移動させる、請求項5に記載の海水温度測定システム。
【請求項7】
前記塩分濃度測定部は、前記移動部に取付けられ、前記移動部と共に移動することで、海深ごとの塩分濃度を測定する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の海水温度測定システム。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の海水温度測定システムの測定した海水の温度の測定結果に基づき、冷却用の海水を取り込む、発電設備。
【請求項9】
海水の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部に取付けられ、海水中を移動可能な移動部と、海水の塩分濃度を海深ごとに測定する塩分濃度測定部と、を有する海水温度測定システムの制御方法であって、
前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、前記移動部を塩分濃度が前記閾値以上となる海深まで移動させ、前記温度測定部によって、移動した先の海深での海水の温度を測定させる、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、海水温度測定システム、発電設備及び制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
火力発電所などでは、復水器を冷却するために海から取水しており、冷却に利用された海水は、海に戻される。ここで、海水を冷却に利用する際には、環境保護の観点から、海水の取水温度と放水温度との間の温度差を所定値に収めるように、規制されている。そのため、海水を利用する際には、取水する海水の水面付近の温度を測定して、温度差が所定値に収まっているかを監視している。そして、温度差が所定値以上になりそうな場合は、発電所の出力を抑えて、温度差が大きくなることを抑制している。
【0003】
ここで、海には、河川の水も流入する。流入した河川の水は、海水の水面付近に滞留する場合があり、また、海水温度より温度が低い場合がある。従って、この場合に水面付近の温度を測定すると、河川の水を測定することとなり、実際の海水の温度より低い温度が検出されるおそれがある。この場合、海水の取水温度と放水温度との間の温度差が、実際の値より大きくなってしまい、発電所の出力を制限する必要が無いのに、出力が制限されてしまうおそれがある。特に、春先や梅雨の時期には、河川からの流入量が増加するため、この傾向が顕著となる。また、干潮時には、海の水面が下がるため、河川の水が相対的に多くなり、この傾向が顕著となる。特許文献1には、防護壁内で海水を循環させつつ海水温度を測定することで、海水の適正な温度を検出する旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2017−194304号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、特許文献1の技術では、循環させるための設備が必要となり、設備が大掛かりになる場合がある。そのため、海水温度を適切に測定するためには、改善の余地がある。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するために、海水温度を適切に測定可能な海水温度測定システム、発電設備及び制御方法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】
【0007】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の海水温度測定システムは、海水の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部に取付けられ、海水中を移動可能な移動部と、海水の塩分濃度を海深ごとに測定する塩分濃度測定部と、前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、前記移動部を塩分濃度が前記閾値以上となる海深まで移動させ、前記温度測定部によって、移動した先の海深での海水の温度を測定させる制御部と、を有する。
【0008】
前記制御部は、前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、前記閾値より低い場合に、前記移動部を海底側に移動させることが好ましい。
【0009】
前記移動部及び温度測定部は、海水中に浸漬されて海深方向に延在する筒状の防護管内に設けられ、前記移動部は、前記防護管内を移動することが好ましい。
【0010】
前記防護管は、側面に複数の開口が設けられることが好ましい。
【0011】
前記塩分濃度測定部は、塩分濃度を測定可能な濃度センサを海深ごとに複数有していることが好ましい。
【0012】
前記制御部は、それぞれの前記濃度センサの塩分濃度の測定結果を取得することで海深毎の塩分濃度を取得して、各海深のうち、塩分濃度が前記閾値以上になる海深である適正海深に、前記移動部を移動させることが好ましい。
【0013】
前記塩分濃度測定部は、前記移動部に取付けられ、前記移動部と共に移動することで、海深ごとの塩分濃度を測定することが好ましい。
【0014】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の発電設備は、前記海水温度測定システムの測定した海水の温度の測定結果に基づき、冷却用の海水を取り込む。
【0015】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示の制御方法は、海水の温度を測定する温度測定部と、前記温度測定部に取付けられ、海水中を移動可能な移動部と、海水の塩分濃度を海深ごとに測定する塩分濃度測定部と、を有する海水温度測定システムの制御方法であって、前記温度測定部が位置する海深での前記塩分濃度測定部の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、前記移動部を塩分濃度が前記閾値以上となる海深まで移動させ、前記温度測定部によって、移動した先の海深での海水の温度を測定させる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、海水温度を適切に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
図1図1は、第1実施形態に係る発電設備の模式図である。
図2図2は、第1実施形態に係る海水温度測定システムの模式図である。
図3図3は、第1実施形態に係る制御部のブロック図である。
図4図4は、第1実施形態に係る制御部の制御内容のフローを説明するフローチャートである。
図5図5は、海水温度測定システムによる海水の温度測定を説明する図である。
図6図6は、第2実施形態に係る海水温度測定システムの模式図である。
図7図7は、第2実施形態に係る制御部の制御内容のフローを説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【0019】
(第1実施形態)
最初に、第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る発電設備の模式図である。図1は、第1実施形態に係る発電設備100を鉛直方向上方から見た図である。図1に示すように、発電設備100は、発電システム1と、海水温度測定システム10とを有する。発電設備100は、本実施形態では火力発電所であり、発電システム1は、火力発電を行う設備である。図1に示すように、発電システム1は、陸地L上であって、海Sの近傍に配設されている。発電設備100は、本実施形態では火力発電所であり、発電システム1は、火力発電を行う設備である。発電システム1は、取水口1Aと放水口1Bとが設けられている。取水口1Aは、海Sと発電システム1とに接続されており、海Sから取水した海水Wを、発電システム1に供給する。発電システム1は、取水口1Aから取水された海水Wを、図示しない復水器の冷却水として利用する。放水口1Bは、海Sと発電システム1とに接続されており、復水器の冷却に使用された後の海水Wを、発電システム1から海Sに放出する。
【0020】
ここで、取水口1Aにより海Sから取水される海水Wの温度を、取水温度とし、放水口1Bにより海Sに放出される海水Wの温度を、放水温度とする。この場合、発電システム1は、放水温度と取水温度との温度差が所定値以下となるように運転される。発電システム1は、例えば、放水温度と取水温度との温度差が、1日平均で7℃以下となり、瞬時において最大でも10℃以下となるように、運転されている。
【0021】
このように、発電システム1は、温度差が所定値以下となるように運転が制御されている。従って、取水温度が誤検出された場合、温度差を適切に検出することができなくなり、発電システム1の適切な運転ができなくなる。本実施形態においては、海水温度測定システム10により取水温度を検出することで、取水温度の誤検出を抑制している。
【0022】
図1に示すように、海水温度測定システム10は、海Sであって取水口1Aの近傍に設けられて、海水Wの温度を測定している。海水温度測定システム10は、このように取水口1Aの近傍に設けられることで、取水温度を適切に検出することができる。ただし、海水温度測定システム10は、海水Wの温度を測定するものであればよく、必ずしも発電システム1用の取水温度を測定するものでなくよい。また、海水温度測定システム10は、取水口1Aの近傍に設けられなくてもよい。以下、海水温度測定システム10について詳細に説明する。
【0023】
図2は、第1実施形態に係る海水温度測定システムの模式図である。図2に示すように、海水温度測定システム10は、海Sと陸地Lとにわたって設けられている。以下、鉛直方向の上方に向かう方向(海底から離れる方向)を、方向Z1とする。方向Z1は、海Sの海深が浅くなる側の方向であるといえる。また、方向Z1と反対方向、すなわち鉛直方向の下方に向かう方向(海底に向かう方向)を、方向Z2とする。方向Z2は、海Sの海深が深くなる方向であるといえる。また、方向Z1と方向Z2との両方に沿った方向を、方向Zとする。言い換えれば、方向Zは、鉛直方向に沿った方向であり、海Sの海深に沿った方向である。
【0024】
図2に示すように、海水温度測定システム10は、足場12と、安全柵14と、防護管16(風波防護壁)と、測定ユニット18と、塩分濃度測定部19と、を有する。足場12は、陸地Lから海Sに向かって張り出すように設けられる板状部材である。安全柵14は、足場12上に設けられて足場12を囲う柵である。
【0025】
防護管16は、方向Zに沿って延在する筒状の部材であり、位置が固定されている。防護管16は、方向Z1側の端部16Aが、足場12の海Sに張り出している箇所に取付けられる。防護管16は、端部16Aから、方向Z2側の端部16Bまで、方向Z2に向けて延在している。防護管16は、端部16Aと端部16Bとの間の箇所から、端部16Bまでが、海水Wに浸漬されている。防護管16は、水面WAから端部16Bまでの方向Zに沿った長さが、例えば、0.3m以上7.0m以下であり、1m以上7.0m以下であることが好ましいが、この長さは任意であってよい。なお、測定ユニット18は、水面WAから端部16Bまでを移動するため、防護管16の水面WAから端部16Bまでの方向Zに沿った長さは、測定ユニット18が移動可能な最大距離であるともいえる。
【0026】
防護管16は、筒状部材であり、内部の空間16Cが、方向Zに沿って延在して、開口する端部16Bと連通している。従って、空間16Cには、端部16Bから海水Wが流入する。また、防護管16は、側面に開口16Dが設けられている。開口16Dは、方向Zに沿って複数設けられている。開口16Dは、防護管16の外周と内周とを連通しており、言い換えれば、空間16Cを、防護管16の外部と連通している。従って、空間16Cには、開口16Dからも、海水Wが流入する。このように、防護管16は、内部の空間16Cに海水Wが流入する。従って、海水Wの水面WAの位置は、防護管16の内部と外部とで一致している。
【0027】
測定ユニット18は、防護管16の内部の空間16Cに位置しており、空間16C内において、海水W中を方向Zに沿って移動しつつ、海水Wの温度を測定する。測定ユニット18は、海水温度測定システム10の他の構成に対し有線などで物理的に接続されていないが、例えば有線で足場12等に接続されていてもよい。また、測定ユニット18は、防護管16の外部の海水W中に配置されてもよい。
【0028】
測定ユニット18は、温度測定部22と、移動部24と、制御部26とを有する。温度測定部22は、海水Wの温度を測定可能な温度計(温度センサ)である。
【0029】
移動部24は、温度測定部22及び制御部26に取付けられており、温度測定部22及び制御部26と一体となっている。移動部24は、海水W中を方向Zに沿って移動可能な機構である。本実施形態では、移動部24は、制御部26の制御により浮力を調整可能なフロート(浮体)である。移動部24は、浮力を大きくすることで、海水W中で方向Z1側に移動し、浮力を小さくすることで、海水W中で方向Z2側に移動する。例えば、移動部24は、図示しない浮体と弁とを有し、制御部26によって弁を開閉されることで、浮体内に注入する海水Wの量を制御して、浮力を調整する。この場合、浮体内に注入する海水の量が多いと浮力が小さくなり、海水の量が少ないと浮力が大きくなる。ただし、浮力の調整機構は、この例に限られない。さらに言えば、移動部24は、海水W内を方向Zに沿って移動可能な機構であればよく、移動するための方式は任意である。
【0030】
制御部26は、例えばコンピュータであり、演算装置、すなわちCPU(Central Processing Unit)を有する。制御部26は、温度測定部22と、移動部24と、塩分濃度測定部19とを制御する。制御部26の制御内容については後述する。なお、制御部26は、測定ユニット18に取付けられていなくてもよく、例えば発電システム1や足場12に配置されるなど、測定ユニット18と別体として設けられてもよい。この場合、制御部26は、無線通信により、温度測定部22と移動部24とを制御する。
【0031】
塩分濃度測定部19は、海水Wの塩分濃度を海深ごとに測定する。塩分濃度測定部19は、基部30と、複数の濃度センサ32を有する。基部30は、方向Zに沿って延在する軸状の部材であり、位置が固定されている。基部30は、方向Z1側の端部30Aが、足場12の海Sに張り出している箇所に取付けられる。基部30は、端部30Aから、方向Z2側の端部30Bまで、方向Z2に沿って延在している。基部30は、端部30Aと端部30Bとの間の箇所から、端部30Bまでが、海水Wに浸漬されている。基部30は、防護管16の外部に設けられているが、防護管16の内部の空間16C内に設けられてもよい。また、基部30の端部30Bは、防護管16の端部16Bに対し、方向Zにおいて略同一の位置にあるが、端部30Bの位置はそれに限られない。
【0032】
濃度センサ32は、海水Wの塩分濃度を測定するセンサであり、例えば、海水Wの電気伝導度に基づき、海水Wの塩分濃度を測定する。濃度センサ32は、基部30に取付けられている。濃度センサ32は、方向Zに沿って、基部30に複数設けられている。すなわち、濃度センサ32は、方向Zに所定の距離を置きつつ、方向Zに沿って配列している。このように、それぞれの濃度センサ32は、方向Zにおける位置が、互いに異なっている。
【0033】
このように、塩分濃度測定部19は、濃度センサ32を、海深ごとに複数有しているといえ、それぞれの濃度センサ32に海水Wの塩分濃度を測定させることで、海水Wの海深ごとの塩分濃度を測定可能である。なお、濃度センサ32は、水面WAの位置から、基部30の端部30Bまで分布している。言い換えれば、濃度センサ32は、少なくとも、測定ユニット18が移動可能な最も方向Z1側の位置(水面WA)から、測定ユニット18が移動可能な最も方向Z2側の位置(ここでは防護管16の端部16B)まで、分布している。従って、塩分濃度測定部19は、測定ユニット18が移動可能な各海深における海水Wの塩分濃度を測定できる。
【0034】
次に、制御部26の制御内容について説明する。図3は、第1実施形態に係る制御部のブロック図である。図3に示すように、制御部26は、移動制御部40と、濃度測定制御部42と、判定部44と、温度測定制御部46とを有する。移動制御部40と、濃度測定制御部42と、判定部44と、温度測定制御部46とは、制御部26の図示しない記憶部(メモリ)に記憶されたソフトウェア(プログラム)であるが、それぞれ専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【0035】
移動制御部40は、移動部24の浮力を調整することで、測定ユニット18の方向Zに沿った移動を制御する。移動制御部40は、移動部24の浮力を減少させて、測定ユニット18を方向Z1側に移動させる。また、移動制御部40は、移動部24の浮力を増加させて、測定ユニット18を方向Z2側に移動させる。また、移動制御部40は、測定ユニット18を現在の位置に留まらせたい場合は、移動部24の浮力をそのままにする。
【0036】
濃度測定制御部42は、塩分濃度測定部19による海水Wの塩分濃度の測定を制御する。濃度測定制御部42は、塩分濃度測定部19のそれぞれの濃度センサ32に、海水Wの塩分濃度を測定する旨の指示を出すことで、塩分濃度測定部19に、海深ごとの海水Wの塩分濃度を測定させる。濃度測定制御部42は、それぞれの濃度センサ32の測定結果を、海水Wの海深毎の塩分濃度の測定結果として取得する。濃度測定制御部42は、例えば無線通信により、濃度センサ32に指示を出して測定結果を取得する。
【0037】
ここで、濃度センサ32は、方向Zにおける測定ユニット18が移動可能な位置に分布している。そのため、濃度センサ32のうちの1つは、測定ユニット18(温度測定部22)が現在位置している海深にあることとなる。濃度測定制御部42は、その濃度センサ32の測定結果を取得することで、測定ユニット18が現在位置している海深の海水Wの塩分濃度を取得できる。
【0038】
判定部44は、測定ユニット18が現在位置している海深の海水Wの塩分濃度の測定結果が、予め定めた閾値より低いかを判定する。ここでの閾値は、任意に設定可能であるが、海水の一般的な塩分濃度の値であり、例えば、3.1%以上3.8%以下程度である。
【0039】
判定部44が判定を行ったら、移動制御部40は、判定部44の判定結果に基づき、測定ユニット18の位置を制御する。移動制御部40は、測定ユニット18が現在位置している海深の海水Wの塩分濃度が、閾値以上である場合、測定ユニット18を現在の海深に留まらせる。そして、温度測定制御部46は、温度測定部22に、現在の海深(留まった位置の海深)における海水Wの温度を測定させる。
【0040】
一方、移動制御部40は、測定ユニット18が現在位置している海深の塩分濃度が、閾値より低い場合、測定ユニット18を、現在の海深から、海水Wの塩分濃度が閾値以上となる海深まで移動させる。より詳しくは、移動制御部40は、測定ユニット18が現在位置している海深の塩分濃度が、閾値より低い場合、測定ユニット18を方向Z2側(海底側)に移動させて、海水Wの塩分濃度が閾値以上となる海深まで到達させる。そして、温度測定制御部46は、測定ユニット18が移動した後に、温度測定部22に海水Wの温度を測定させる。言い換えれば、温度測定制御部46は、温度測定部22に、移動した先の海深、すなわち塩分濃度が閾値以上となる海深における、海水Wの温度を測定させる。
【0041】
さらに言えば、判定部44は、各海深における海水Wの塩分濃度を閾値と比較する。そして、判定部44は、各海深のうち、塩分濃度の測定結果が閾値以上となる海深を、適正海深として抽出する。移動制御部40は、現在の海深の海水Wの塩分濃度が閾値より低い場合、すなわち現在の海深が適正海深でない場合、測定ユニット18を、現在の位置から適正海深まで移動させる。そして、温度測定制御部46は、温度測定部22に、移動した先の適正海深、すなわち塩分濃度が閾値以上となる海深における、海水Wの温度を測定させる。なお、適正海深が複数ある場合、すなわち複数の海深で塩分濃度が閾値以上である場合、移動制御部40は、適正海深のうち、最も方向Z1側の海深に測定ユニット18を移動させることが好ましい。
【0042】
温度測定制御部46は、温度測定部22が測定した適正海深(塩分濃度が閾値以上となる海深)における海水Wの温度の測定結果を取得し、取得した温度測定結果を、取水温度として発電システム1に伝達する。また、発電システム1は、図1に示す発電システム1内に設けられた温度センサ1Cにより、復水器を冷却した後であって海Sに放出する前の海水Wの温度を測定して、その測定結果を放水温度として取得する。発電システム1は、温度測定制御部46から伝達された取水温度と、温度センサ1Cが測定した放水温度とに基づき、取水温度と放水温度との温度差が所定値以内となるように、冷却用の海水Wを取水口1Aから取り込む。そして、発電システム1は、取り込んだ海水Wで復水器を冷却しながら、運転(発電)を行う。
【0043】
なお、移動制御部40は、通常時においては、測定ユニット18を、基準海深に留まらせている。基準海深は、予め定められた海深であり、温度測定部22が方向Zにおいて水面WA付近に位置する海深である。基準海深は、例えば、温度測定部22が水面WAから方向Z2側に30cm離れた位置となる海深である。移動制御部40は、基準海深における海水Wの塩分濃度が閾値より低い場合に、測定ユニット18を、基準海深から適正海深に移動させる。
【0044】
以上説明した制御部26の制御内容のフローを、フローチャートに基づき説明する。図4は、第1実施形態に係る制御部の制御内容のフローを説明するフローチャートである。図4に示すように、制御部26は、濃度測定制御部42により、塩分濃度測定部19(濃度センサ32)が測定した、各海深における海水Wの海水の塩分濃度の測定結果を取得する(ステップS10)。その後、制御部26は、判定部44により、現在の温度測定部22(測定ユニット18)が位置している海深での海水Wの塩分濃度が、閾値より低いかを判定する(ステップS12)。制御部26は、現在の海深での塩分濃度が閾値より低くない場合(ステップS12;No)、すなわち閾値以上である場合、温度測定制御部46により、現在の温度測定部22が位置している海深において、温度測定部22に海水Wの温度を測定させる(ステップS14)。
【0045】
一方、現在の温度測定部22が位置している海深での海水Wの塩分濃度が、閾値より低い場合(ステップS12;Yes)、制御部26は、移動制御部40により、測定ユニット18を、適正海深、すなわち海水Wの塩分濃度が所定値以上となる海深まで、移動させる(ステップS16)。測定ユニット18が適正海深まで到達したら、制御部26は、温度測定制御部46により、移動した先の適正海深において、温度測定部22に海水Wの温度を測定させる(ステップS18)。適正海深において海水Wの温度を測定させたら、温度測定制御部46は、その海深における海水Wの温度の測定結果を、取水温度として、発電システム1に出力する(ステップS19)。発電システム1は、その取水温度と、温度センサ1Cが測定した放水温度とに基づき、取水温度と放水温度との温度差が所定値以内となるように、海水Wを取水口1Aから取り込んで、発電及び復水器の冷却を行う。なお、ステップS14において、現在の温度測定部22が位置している海深での海水Wの温度を測定した場合にも、ステップS19に移動し、温度測定制御部46は、その位置での海水Wの温度の測定結果を、取水温度として発電システム1に出力する。
【0046】
ステップS19で海水Wの温度の測定結果を出力した後、制御部26は、海水Wの温度測定を終了するかを判断して(ステップS20)、終了しない場合(ステップS20;No)、ステップS10に戻り、次のタイミングにおいて、現在の位置(移動した場合は移動後の位置)における塩分濃度の測定を行い、その後の処理を続ける。制御部26は、温度測定を終了する場合(ステップS20;Yes)、本処理を終了する。
【0047】
ここで、海Sには、海水Wより温度の低い河川の水W1も流入し、海水Wの水面WA付近に滞留する場合がある。この場合に水面WA付近の温度を測定すると、海水Wより低温の河川の水W1を測定することとなり、海水Wの適正な温度を検出できなくなるおそれがある。それに対し、本実施形態に係る海水温度測定システム10は、温度測定部22を有する測定ユニット18を、移動部24により移動可能としている。そして、海水温度測定システム10は、測定ユニット18の現在の海深における塩分濃度の測定結果が閾値より低い場合に、塩分濃度が閾値以上となる適正海深まで測定ユニット18を移動させる。そして、海水温度測定システム10は、温度測定部22に、適正海深における海水Wの温度を測定させる。これにより、海水温度測定システム10は、海水Wの温度を適切に測定できる。以下、具体的に説明する。
【0048】
図5は、海水温度測定システムによる海水の温度測定を説明する図である。ここで、河川の水W1は、海水Wより塩分濃度が低い。海水温度測定システム10は、塩分濃度に基づき、測定ユニット18が河川の水W1が滞留する海深にいるか、海水Wが滞留する海深にいるかを判断する。海水温度測定システム10は、その判断結果に基づき、必要に応じて測定ユニット18を移動させて、海水Wが滞留する海深での海水Wの温度を測定させる。すなわち、図5の左側に示すように、海水温度測定システム10は、測定ユニット18の現在の海深における塩分濃度が閾値以上である場合、測定ユニット18をその海深に留まらせて、その海深での海水Wの温度測定を行う。この場合、現在の海深における塩分濃度が閾値以上であるため、海水温度測定システム10は、現在の海深には河川の水W1でなく海水Wが滞留していると判断して、現在の海深での海水Wの温度を、取水温度として測定する。一方、図5の右側に示すように、海水温度測定システム10は、測定ユニット18の現在の海深における塩分濃度が閾値より低い場合、その海深には河川の水W1が滞留していると判断して、測定ユニット18を、方向Z2に向かって、塩分濃度が閾値以上である海深まで移動させる。そして、海水温度測定システム10は、塩分濃度が閾値以上である海深には海水Wが滞留していると判断して、その海深での海水Wの温度を、取水温度として取得する。
【0049】
以上説明したように、本実施形態に係る海水温度測定システム10は、塩分濃度測定部19と、温度測定部22と、移動部24と、制御部26とを有する。塩分濃度測定部19は、海水Wの塩分濃度を海深ごとに測定する。温度測定部22は、海水Wの温度を測定する。移動部24は、温度測定部22に取付けられ、海水W中を移動可能である。制御部26は、温度測定部22が位置する海深での、塩分濃度測定部19の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、移動部24を塩分濃度が閾値以上となる海深まで移動させる。そして、制御部26は、温度測定部22によって、移動した先の海深(塩分濃度が閾値以上となる海深)での海水Wの温度を測定させる。
【0050】
本実施形態における海水温度測定システム10は、塩分濃度の測定結果が閾値より低い場合に、移動部24を塩分濃度が閾値以上となる海深まで移動させて、移動先における海水Wの温度を測定する。従って、この海水温度測定システム10によると、塩分濃度が閾値以上となる海深に移動するため、河川の水W1が流入している場合でも、確実に海水Wの温度を測定することができる。
【0051】
また、制御部26は、温度測定部22が位置する海深での塩分濃度測定部19の塩分濃度の測定結果が、閾値より低い場合に、移動部24を海底側(方向Z2側)に移動させる。河川の水W1は、発電設備100が設けられる河口付近において、海Sに流入して、水面WA近傍に滞留する。それに対し、本実施形態に係る制御部26は、移動部24を海底側(方向Z2側)に移動させることで、河川の水W1が滞留しない側へ移動部24を移動させることで、移動部24を、海水Wが滞留する海深まで適切に到達させることができる。従って、この海水温度測定システム10によると、海水Wの温度を適切に計測することができる。
【0052】
また、移動部24及び温度測定部22は、防護管16内に設けられ、移動部24は、防護管16内を移動する。防護管16は、海水W中に浸漬されて、海深方向(方向Z)に延在する筒状の部材である。移動部24及び温度測定部22は、防護管16内に配置されることで、風や波によって不適切な位置まで流されることなく、適切な位置で温度測定を行うことができる。
【0053】
また、防護管16は、側面に複数の開口16Dが設けられる。防護管16は、側面に複数の開口16Dが設けられることで、各海深の海水Wを内部に取り込むことができる。温度測定部22は、そのような防護管16内で温度測定を行うことで、海水Wの温度を適切に計測することができる。
【0054】
また、塩分濃度測定部19は、塩分濃度を測定可能な濃度センサ32を、海深ごとに複数有している。そのため、海水温度測定システム10は、海深ごとの塩分濃度を適切に測定することができ、温度測定部22を適切に海水Wが滞留する海深まで到達させることができる。
【0055】
また、制御部26は、それぞれの濃度センサ32の塩分濃度の測定結果を取得することで、海深毎の塩分濃度を取得する。制御部26は、各海深のうち、塩分濃度が閾値以上になる海深である適正海深に、移動部24を移動させる。この海水温度測定システム10は、各海深の塩分濃度を一度に取得して、塩分濃度が閾値以上になる適正海深を検出することができる。従って、この海水温度測定システム10によると、温度測定部22をより適切に海水Wが滞留する海深まで到達させることができる。
【0056】
また、本実施形態に係る発電設備100は、海水温度測定システム10の測定した海水Wの温度の計測結果に基づき、冷却用の海水Wを取り込む。この発電設備100は、海水温度測定システム10の測定した海水Wの温度の計測結果を取水温度として海水Wを取り込むため、取水温度と放水温度との温度差を適切に把握することで、発電を適切に行うことができる。
【0057】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第1実施形態においては、塩分濃度測定部19は、測定ユニット18と別体であり、海深ごとに複数の濃度センサ32が設けられていた。一方、第2実施形態に係る塩分濃度測定部19aは、測定ユニット18aと一体であり、1つの濃度センサ32のみを有している点で、第1実施形態とは異なる。第2実施形態において第1実施形態と構成が共通する箇所は、説明を省略する。
【0058】
図6は、第2実施形態に係る海水温度測定システムの模式図である。図6に示すように、第2実施形態に係る海水温度測定システム10aが有する測定ユニット18aは、温度測定部22、移動部24、制御部26に加え、塩分濃度測定部19aも有している。すなわち、塩分濃度測定部19aは、移動部24に取付けられ、温度測定部22、移動部24、制御部26と一体になっている。
【0059】
塩分濃度測定部19aは、1つの濃度センサのみを有しており、自身が位置している海深での塩分濃度を測定する。塩分濃度測定部19aは、温度測定部22と一体であるため、温度測定部22が位置している海深の海水Wの塩分濃度を計測しているといえる。また、塩分濃度測定部19aは、移動部24と共に移動することで、海深ごとの塩分濃度を測定する。
【0060】
次に、第2実施形態に係る制御部26の制御フローを説明する。図7は、第2実施形態に係る制御部の制御内容のフローを説明するフローチャートである。制御部26は、濃度測定制御部42により、塩分濃度測定部19aに、温度測定部22(測定ユニット18a)が現在位置している海深での海水Wの塩分濃度を測定させて、温度測定部22が現在位置している海深での海水Wの塩分濃度の測定結果を取得する(ステップS30)。そして、制御部26は、判定部44により、温度測定部22が現在位置している海深での海水Wの塩分濃度が、閾値より低いかを判定する(ステップS32)。
【0061】
制御部26は、現在の海深での海水Wの塩分濃度が閾値より低いと判定した場合(ステップS32;Yes)、移動制御部40により、測定ユニット18aを、海底側(方向Z2側)まで移動させる。移動制御部40は、測定ユニット18aを、予め定められた所定の距離だけ、海底側に移動させる。そして、制御部26は、測定ユニット18aを海底側に移動させたら、ステップS30に戻り、移動した先の海深における海水Wの塩分濃度の測定結果を取得し、その海深における塩分濃度が閾値より低いかを再度判定する。制御部26は、塩分濃度が閾値以上となる海深に到達するまで、これを繰り返す。従って、制御部26は、測定ユニット18aを、塩分濃度が閾値以上となる海深まで移動させるといえる。
【0062】
制御部26は、現在の海深での海水Wの塩分濃度が閾値より低くないと判定した場合(ステップS32;No)、すなわち塩分濃度が閾値以上であると判定した場合、現在の温度測定部22(測定ユニット18a)が位置している海深において、温度測定部22に海水Wの温度を測定させる(ステップS36)。
【0063】
塩分濃度が閾値以上である現在の海深で海水Wの温度を測定させたら、温度測定制御部46は、その海深における海水Wの温度の測定結果を、取水温度として、発電システム1に出力する(ステップS37)。その後、制御部26は、海水Wの温度測定を終了するかを判断して(ステップS38)、終了しない場合(ステップS38;No)、ステップS30に戻り、次のタイミングにおいて、現在の位置(移動した場合は移動後の位置)における塩分濃度の測定を行い、その後の処理を続ける。制御部26は、温度測定を終了する場合(ステップS38;Yes)、本処理を終了する。なお、制御部26は、測定ユニット18aを海深側に移動させて海水Wの温度を測定した後、さらに所定の時間が経過した後に、測定ユニット18aを、海面WA側(方向Z1側)に移動させてもよい。
【0064】
以上説明したように、第2実施形態に係る塩分濃度測定部19aは、移動部24に取付けられ、移動部24と共に移動することで、海深ごとの塩分濃度を測定する。従って、第2実施形態に係る海水温度測定システム10aによっても、移動部24を塩分濃度が閾値以上となる海深まで移動させて、その海深での海水Wの温度を測定させることが可能となり、海水Wの温度を適切に測定することができる。また、塩分濃度測定部19aを移動部24と一体とすることで、現在の温度測定部22の位置の塩分濃度を常に計測することができるため、水深毎に複数の濃度センサ32を設ける必要がなくなる。
【0065】
以上、本発明の実施形態について説明したが、これら実施形態の内容によりこの発明が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
【符号の説明】
【0066】
1 発電システム
10 海水温度測定システム
16 防護管
18 測定ユニット
19 塩分濃度測定部
22 温度測定部
24 移動部
26 制御部
32 濃度センサ
40 移動制御部
42 濃度測定制御部
44 判定部
46 温度測定制御部
100 発電設備
W 海水
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7