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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024121088
(43)【公開日】2024-09-06
(54)【発明の名称】生物付着防止装置
(51)【国際特許分類】
G21D 1/00 20060101AFI20240830BHJP
G21C 15/18 20060101ALI20240830BHJP
E02B 1/00 20060101ALI20240830BHJP
B63B 59/04 20060101ALN20240830BHJP
【ＦＩ】
G21D1/00 R
G21C15/18 S
E02B1/00 301Z
B63B59/04 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023027986
(22)【出願日】2023-02-27
(71)【出願人】
【識別番号】000006208
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100149548
【弁理士】
【氏名又は名称】松沼 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100162868
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 英輔
(74)【代理人】
【識別番号】100161702
【弁理士】
【氏名又は名称】橋本 宏之
(74)【代理人】
【識別番号】100189348
【弁理士】
【氏名又は名称】古都 智
(74)【代理人】
【識別番号】100196689
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 康一郎
(72)【発明者】
【氏名】河野 雄輔
(57)【要約】
【課題】海洋生物の付着を防止することでプラントの安定的な運用を実現する生物付着防止装置を提供する。
【解決手段】生物付着防止装置は、海洋沿岸に設けられた原子力発電プラントの取水口に海洋生物が付着することを防止する生物付着防止装置であって、取水口に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部と、取水口よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置と、第一温度計測部で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に気泡発生装置を駆動する制御部と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】生物付着防止装置は、海洋沿岸に設けられた原子力発電プラントの取水口に海洋生物が付着することを防止する生物付着防止装置であって、取水口に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部と、取水口よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置と、第一温度計測部で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に気泡発生装置を駆動する制御部と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
海洋沿岸に設けられた原子力発電プラントの取水口に海洋生物が付着することを防止する生物付着防止装置であって、
前記取水口に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部と、
前記取水口よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置と、
前記第一温度計測部で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する制御部と、
を備える生物付着防止装置。
前記取水口に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部と、
前記取水口よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置と、
前記第一温度計測部で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する制御部と、
を備える生物付着防止装置。
【請求項2】
前記取水口から沖側に離間した位置に設けられ、海水の温度を計測する第二温度計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記第二温度計測部で計測された温度が、前記第一閾値よりも低い温度である第二閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１に記載の生物付着防止装置。
前記制御部は、前記第二温度計測部で計測された温度が、前記第一閾値よりも低い温度である第二閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１に記載の生物付着防止装置。
【請求項3】
前記気泡発生装置に併設された第三温度計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記第三温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも低い温度である第三閾値よりも高く、かつ前記第一閾値よりも低い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１又は２に記載の生物付着防止装置。
前記制御部は、前記第三温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも低い温度である第三閾値よりも高く、かつ前記第一閾値よりも低い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１又は２に記載の生物付着防止装置。
【請求項4】
前記取水口と、該取水口よりも内陸側に設けられたポンプ室とを連通する管路上に設けられ、該管路を流通する海水の温度を計測する第四温度計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記第四温度計測部で計測された温度が、前記第一閾値よりも高い温度である第四閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１又は２に記載の生物付着防止装置。
前記制御部は、前記第四温度計測部で計測された温度が、前記第一閾値よりも高い温度である第四閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する請求項１又は２に記載の生物付着防止装置。
【請求項5】
前記気泡発生装置は、
圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記圧縮空気が流通する流路を有するとともに、外部に向かって前記圧縮空気が噴出する複数の微細孔を有する装置本体と、
を有する請求項１に記載の生物付着防止装置。
圧縮空気を生成する圧縮部と、
前記圧縮空気が流通する流路を有するとともに、外部に向かって前記圧縮空気が噴出する複数の微細孔を有する装置本体と、
を有する請求項１に記載の生物付着防止装置。
【請求項6】
深さ方向に間隔をあけて設けられた複数の前記気泡発生装置を備え、
前記制御部は、前記第一温度計測部で計測された温度と前記第一閾値との差分が、予め定められた差分閾値よりも大きくなるに従って、前記複数の気泡発生装置のうちの深い側に設けられた前記気泡発生装置を駆動する請求項１に記載の生物付着防止装置。
前記制御部は、前記第一温度計測部で計測された温度と前記第一閾値との差分が、予め定められた差分閾値よりも大きくなるに従って、前記複数の気泡発生装置のうちの深い側に設けられた前記気泡発生装置を駆動する請求項１に記載の生物付着防止装置。
【請求項7】
前記複数の気泡発生装置では、水深が深い位置の前記気泡発生装置になるほど、前記気泡の発生量が多くなる請求項６に記載の生物付着防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、生物付着防止装置に関する。
【背景技術】
【0002】
原子力発電プラントでは、原子炉を冷却する冷却水として、海洋等の水源から取り入れた水を用いている。プラントには、水を取り入れるための取水口が設けられている（例えば下記特許文献１参照）。プラントが海洋沿岸に位置する場合、経年運用に伴って、取水口にはフジツボやミドリガイなどの海洋生物が付着することがある。
【0003】
このような海洋生物の付着量が増えると、取水口の流路が阻害されて当該取水口からの水の取りこみ可能量が減少し、プラントの安定的な運用に支障を来たす虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】国際公開第２０１６／２０８０１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、従来は、上記のような海洋生物の付着を防止するための有効な措置が取られておらず、冷却水の取水が円滑に行われずにプラントの運用に影響が及ぶことがあった。
【0006】
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、海洋生物の付着を防止することでプラントの安定的な運用を実現する生物付着防止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】
【0007】
上記課題を解決するために、本開示に係る生物付着防止装置は、海洋沿岸に設けられた原子力発電プラントの取水口に海洋生物が付着することを防止する生物付着防止装置であって、前記取水口に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部と、前記取水口よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置と、前記第一温度計測部で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示によれば、海洋生物の付着を防止することでプラントの安定的な運用を実現する生物付着防止装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示の第一実施形態に係る生物付着防止装置の構成を示す模式図である。
【図2】本開示の第一実施形態に係る気泡発生装置の構成を示す模式図である。
【図3】本開示の第一実施形態に係る制御部の機能ブロック図である。
【図4】本開示の第一実施形態に係る制御部の制御フローを示すフローチャートである。
【図5】本開示の第二実施形態に係る生物付着防止装置の構成を示す模式図である。
【図6】本開示の第二実施形態に係る制御部の制御フローを示すフローチャートである。
【図7】本開示の第三実施形態に係る生物付着防止装置の構成を示す模式図である。
【図8】本開示の第三実施形態に係る制御部の制御フローを示すフローチャートである。
【図9】本開示の第四実施形態に係る生物付着防止装置の構成を示す模式図である。
【図10】本開示の第四実施形態に係る制御部の制御フローを示すフローチャートである。
【図11】本開示の各実施形態に係る制御部のハードウェア構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
＜第一実施形態＞
以下、本開示の第一実施形態に係る生物付着防止装置１について、図１から図４を参照して説明する。この生物付着防止装置１は、原子力発電プラントの取水口９０にフジツボやミドリガイ等の海洋生物が付着することを防止するための装置である。
以下、本開示の第一実施形態に係る生物付着防止装置１について、図１から図４を参照して説明する。この生物付着防止装置１は、原子力発電プラントの取水口９０にフジツボやミドリガイ等の海洋生物が付着することを防止するための装置である。
【0011】
図１に示すように、取水口９０は、原子炉の冷却水として用いられる水を海洋から取り入れるための管路であり、その端部は海洋に向かって開放されている。冷却水を必要とする各種設備と取水口９０との間は数百メートルから１キロメートル程度離れている。詳しくは図示しないが、これら設備と取水口９０との間の管路には水を圧送するためのポンプやフィルター、止水ゲート等の付随設備が設けられている。取水口９０の設けられる位置では、水深が数メートル程度である。
【0012】
（生物付着防止装置１の構成）
生物付着防止装置１は、第一温度計測部１０と、気泡発生装置２０と、制御部３０と、を備えている。第一温度計測部１０は、取水口９０に取り付けられている。第一温度計測部１０は、取水口９０を通過する海水の温度を計測し、その値を電気信号として制御部３０に送信する。つまり、第一温度計測部１０と制御部３０とは電気的に接続されている。第一温度計測部１０として具体的には温度センサーが挙げられる。また、海水による腐食に対する耐性を有する温度センサーを用いることが望ましい。
生物付着防止装置１は、第一温度計測部１０と、気泡発生装置２０と、制御部３０と、を備えている。第一温度計測部１０は、取水口９０に取り付けられている。第一温度計測部１０は、取水口９０を通過する海水の温度を計測し、その値を電気信号として制御部３０に送信する。つまり、第一温度計測部１０と制御部３０とは電気的に接続されている。第一温度計測部１０として具体的には温度センサーが挙げられる。また、海水による腐食に対する耐性を有する温度センサーを用いることが望ましい。
【0013】
気泡発生装置２０は、圧縮空気によって海水中にマイクロバブルを生成することで、深層の海水を表層まで上昇させるための装置である。気泡発生装置２０は、取水口９０よりも水深が深い沖合の位置に設けられている。図２に示すように、気泡発生装置２０は、圧縮部２１と、複数の装置本体２２と、を有する。圧縮部２１は、例えば陸上に設けられている。圧縮部２１は、大気を圧縮して圧縮空気を生成する。圧縮部２１としては軸流圧縮機や遠心圧縮機等、公知の回転機械が用いられる。なお、圧縮部２１は、沖合に停泊している船舶や台船上に配置されていてもよい。
【0014】
装置本体２２は、圧縮部２１に連通する管状の部材である。装置本体２２は、水深が浅い位置から深い位置にかけて間隔をあけて複数配列されている。装置本体２２の内部には圧縮空気が流通するための流路が形成されている。装置本体２２の外面には、圧縮空気を噴出させてマイクロバブルを発生させるための微細孔（図示省略）が多数形成されている。また、深い位置にある装置本体２２ほど、この孔の数が多くなる。又は、深い位置にある装置本体２２ほど寸法体格が大きく設定されている。つまり、深い位置の装置本体２２になるほど、より多くのマイクロバブルを生成するように構成されている。装置本体２２は、図２のように上下方向に延びていてもよいし、図示しない水平方向に延びていてもよい。
【0015】
制御部３０は、第一温度計測部１０が計測した温度に基づいて気泡発生装置２０の動作を制御する。図３に示すように、制御部３０は、温度取得部３１と、判定部３２と、記憶部３３と、駆動部３４と、を有する。温度取得部３１は、第一温度計測部１０から電気信号として入力された取水口９０の海水温度を取得する。判定部３２は、当該海水温度を、予め定められた第一閾値と比較する。ここで言う第一閾値とは、上述した海洋生物の活性が低下するに十分な低温であることを意味する。活性が低下する、とは、海洋生物が死滅したり、増殖を止めたりする状態を指す。記憶部３３は、この第一閾値を予め記憶している。駆動部３４は、判定部３２の判定結果に基づいて、上記の気泡発生部を駆動・停止するための信号を発出する。
【0016】
判定部３２によって、取水口９０の海水温（第一温度）が第一閾値よりも高いと判定された場合、海洋生物の活性が高まる傾向にあると判断できる。そこで、判定部３２は駆動部３４に対して、気泡発生装置２０を駆動させるための信号を送信するように指示する。駆動部３４が当該信号を送信することで、気泡発生装置２０が駆動し、海中にマイクロバブルが発生する。
【0017】
また、制御部３０は、第一温度計測部１０で計測された温度と第一閾値との差分が、予め定められた差分閾値よりも大きくなるに従って、複数の気泡発生装置２０のうちの深い側に設けられた気泡発生装置２０を優先的に駆動する。
【0018】
図４に示すように、制御部３０は、まずステップＳ１で第一温度計測部１０から第一温度を取得する。次いで、ステップＳ２で判定部３２が第一温度と第一閾値との大小比較を行う。ステップＳ２でＮｏと判定された場合、再びステップＳ１に戻る。他方で、ステップＳ２でＹｅｓと判定された場合、駆動部３４が気泡発生装置２０を駆動させる（ステップＳ３）。気泡発生装置２０を駆動することで、海水中に多数のマイクロバブルが生じる。このマイクロバブルが浮力によって上昇することで、深層の低温の海水が表層に向かって上昇する。その結果、表層の海水温度が徐々に低下していく。すると、海洋生物の活性が低下した状態となり、取水口９０に付着するこれら海洋生物の数が低減する。
【0019】
（作用効果）
ここで、上記のフジツボやミドリガイのような海洋生物の付着量が増えると、取水口９０からの水の取りこみ可能量が減少し、プラントの安定的な運用に支障を来たす虞がある。しかしながら、従来は、上記のような海洋生物の付着を防止するための有効な措置が取られておらず、プラントの運用に影響が及ぶことがあった。そこで、本実施形態では上述の各構成を採用している。
ここで、上記のフジツボやミドリガイのような海洋生物の付着量が増えると、取水口９０からの水の取りこみ可能量が減少し、プラントの安定的な運用に支障を来たす虞がある。しかしながら、従来は、上記のような海洋生物の付着を防止するための有効な措置が取られておらず、プラントの運用に影響が及ぶことがあった。そこで、本実施形態では上述の各構成を採用している。
【0020】
上記構成によれば、取水口９０の水温（第一温度）が第一温度計測部１０で計測される。当該水温が第一閾値よりも高い場合には、海洋生物の活性が高まる傾向にあると判断できる。そこで、気泡発生装置２０を駆動することで、取水口９０よりも水深が深い層の低温の海水を気泡によって表層まで上昇させる。これにより、取水口９０付近の海水温が低下し、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数を減らすことができる。特に、冬季のうちに海洋生物の幼生の数を減らしておくことで、春季以降の成体の増殖を効果的に抑えることができる。その結果、通年を通じて取水口９０に取り付く海洋生物の数を減少させることが可能となる。また、海洋生物の数を減らすに当たって、薬剤等を用いる必要がないため、生態系に与える影響も最小限度に抑えることが可能となる。したがって、プラントの環境性能を下げることなく、当該プラントを安定的に運用することができる。
【0021】
さらに、上記構成によれば、圧縮空気を装置本体２２の微細孔から噴射させることのみによって、低廉かつ安定的に多数のマイクロバブルを形成することができる。また、気泡を発生させるに当たって化学製品や薬剤を用いる必要がないため、環境負荷を最小限に抑えることも可能となる。
【0022】
ここで、沖合の深層では、水圧で気泡が押しつぶされて体積が小さい状態となる。上記構成によれば、水圧が高い深層では相対的に大量の気泡を発生させることで、水圧による気泡の体積の減少分を気泡の数で補完することが可能となる。これにより、深層から表層に向かう海水の流れを安定的に作り出すことが可能となる。したがって、深層の低温の海水をより効率的に表層まで上昇させることができる。結果として、表層の海洋生物の活性を効果的に低下させることが可能となる。
【0023】
また、取水口９０の海水温と第一閾値との差分が差分閾値よりも大きい場合には、海洋生物の不活性化のために海水の大幅な冷却が必要となると判断できる。そこで、このような条件下では、水深が比較的に深い位置に設けられた気泡発生装置２０を駆動する。これにより、深層の低温の海水が表層まで上昇し、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。他方で、第一閾値との差分が差分閾値よりも小さい場合には、海洋生物の不活性化のために必要となる海水の温度低下量が小さくて済むと判断できる。そこで、より表層に近い（浅い）位置の気泡発生装置２０を駆動する。これにより、海水温の状態に応じて、気泡発生装置２０を経済的に運用することが可能となる。特に、本実施形態のように深い位置ほど多くのマイクロバブルを発生させるように構成されている場合には、上記の構成は経済性の観点で有利である。
【0024】
以上、本開示の第一実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
【0025】
【0026】
図５に示すように、本実施形態に係る生物付着防止装置１は、上記第一実施形態で説明した構成に加えて、第二温度計測部１１０をさらに備えている。第二温度計測部１１０は、取水口９０から沖合に離間した位置の海水中に設けられている。第二温度計測部１１０が設けられる水深は取水口９０よりも深いことが望ましい。第二温度計測部１１０は、当該海域の海水温を計測して、その値を電気信号として制御部３０に送信する。つまり、この第二温度計測部１１０も制御部３０に対して電気的に接続されている。
【0027】
制御部３０では、第一温度計測部１０で計測された取水口９０の海水温（第一温度）に加えて、第二温度計測部１１０で計測された海水温（第二温度）に基づいて、気泡発生装置２０の動作をコントロールする。具体的には、制御部３０では、判定部３２によって、第二温度計測部１１０で計測された温度が、第一閾値よりも低い温度である第二閾値よりも高く、かつ第一温度計測部１０で計測された温度が第一閾値よりも高い場合に気泡発生装置２０を駆動する。つまり、取水口９０の海水温に加えて、沖合の海水温を指標として用いることによって、沿岸から沖合にかけての広い範囲で、海水温の傾向を知ることが可能となる。したがって、海洋生物の発生数の長期的な傾向を早期に察知することが可能とされている。
【0028】
図６に示すように、制御部３０は、ステップＳ１からステップＳ２まで、上記第一実施形態と同様に第一温度と第一閾値との大小比較を行う。さらに、ステップＳ３で、第二温度計測部１１０から第二温度を取得する。さらに、ステップＳ４で、第二温度が第二閾値よりも高いか否かの判定を行う。ステップＳ４でＮｏと判定された場合、再びステップＳ１に戻る。他方で、ステップＳ４でＹｅｓと判定された場合には、後続のステップＳ５で、気泡発生装置２０によってマイクロバブルを発生させる。
【0029】
（作用効果）
上記構成によれば、取水口９０から沖側に離間した位置の海水温が第二温度計測部１１０で計測される。当該海水温が第二閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０周囲の海洋全体の温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。このように、取水口９０を基準として、沖合方向への広がりを持った領域で、海水温の傾向を検知することで、海洋生物が幼生の段階で、取水口９０に到達する前の早期の時点で活性を下げるための措置を取ることが可能となる。
上記構成によれば、取水口９０から沖側に離間した位置の海水温が第二温度計測部１１０で計測される。当該海水温が第二閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０周囲の海洋全体の温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。このように、取水口９０を基準として、沖合方向への広がりを持った領域で、海水温の傾向を検知することで、海洋生物が幼生の段階で、取水口９０に到達する前の早期の時点で活性を下げるための措置を取ることが可能となる。
【0030】
以上、本開示の第二実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
【0031】
【0032】
図７に示すように、本実施形態に係る生物付着防止装置１は、第二実施形態で説明した構成に加えて、第三温度計測部２１０をさらに備えている。第三温度計測部２１０は、気泡発生装置２０に併設されている。つまり、第三温度計測部２１０は、取水口９０の近傍であって、かつ取水口９０よりも水深の深い位置の海水温（第三温度）を計測する。第三温度は電気信号として制御部３０に送信させる。つまり、第三温度計測部２１０は制御部３０に対して電気的に接続されている。
【0033】
制御部３０は、第三温度計測部２１０で計測された第三温度が、第一閾値よりも低い温度である第三閾値よりも高く、かつ第一閾値よりも低い場合に気泡発生装置２０を駆動する。具体的には図８に示すように、制御部３０では、第二実施形態と同様にステップＳ１からステップＳ４までを実行した後、ステップＳ５で第三温度を取得する。さらに、ステップＳ６で第三温度が第三閾値よりも高いか否かを判定する。ステップＳ６でＮｏと判定された場合、ステップＳ１に戻る。他方で、ステップＳ６でＹｅｓと判定された場合、後続のステップＳ７で第三温度が第一閾値よりも低いか否かが判定される。ステップＳ７でＮｏと判定された場合、ステップＳ１に戻る。ステップＳ７でＹｅｓと判定された場合には、ステップＳ８で気泡発生装置２０を駆動してマイクロバブルを発生させる。つまり、取水口９０の海水温に加えて、当該取水口９０よりも深い位置の海水温を指標として用いることによって、表層から深層にかけての広い範囲で、海水温の傾向を知ることが可能となる。したがって、海洋生物の発生数の長期的な傾向を早期に察知することが可能とされている。
【0034】
（作用効果）
上記構成によれば、気泡発生装置２０に第三温度計測部２１０が併設されている。第三温度計測部２１０が計測した海水温が第三閾値よりも高く、かつ第一閾値よりも低い場合には、気泡発生装置２０が駆動する。これにより、海洋生物の活性を早期に低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。このように、深度方向における海水温の上昇傾向、又は低下傾向を検知することで、海洋生物が幼生の段階で、取水口９０に到達する前の早期の時点で活性を下げるための措置を取ることが可能となる。
上記構成によれば、気泡発生装置２０に第三温度計測部２１０が併設されている。第三温度計測部２１０が計測した海水温が第三閾値よりも高く、かつ第一閾値よりも低い場合には、気泡発生装置２０が駆動する。これにより、海洋生物の活性を早期に低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。このように、深度方向における海水温の上昇傾向、又は低下傾向を検知することで、海洋生物が幼生の段階で、取水口９０に到達する前の早期の時点で活性を下げるための措置を取ることが可能となる。
【0035】
以上、本開示の第三実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
【0036】
【0037】
図９に示すように、本実施形態に係る生物付着防止装置１は、上記第一実施形態で説明した第一温度計測部１０に加えて、第四温度計測部４１０をさらに備えている。第四温度計測部４１０は、取水口９０から原子力発電設備に向かって延びる管路上に設けられたポンプ室９１と取水口９０との間に配置されている。ポンプ室９１は、管路内の水を圧送するためのポンプを収容する空間である。ポンプ室９１の下流側にも管路が連続している。第四温度計測部４１０は、当該管路におけるポンプ室９１の上流側の領域を流れる海水の温度（第四温度）を計測して、その値を電気信号として制御部に送信する。
【0038】
制御部３０は、第一温度計測部１０で計測された第一温度と第一閾値との比較結果に加えて、第四温度計測部４１０で計測された温度（第四温度）と予め定められた第四閾値との比較結果に基づいて気泡発生装置の動作状態をコントロールする。第四閾値は、第一閾値よりも高い温度である。これは、ポンプ室９１に向かう管路内では、地熱やポンプ室９１からの排熱の影響によって海水がわずかに昇温されるためである。
【0039】
具体的には、制御部３０では、判定部３２によって、第一温度計測部１０で計測された温度が、第一閾値よりも高く、かつ第四温度計測部４１０で計測された温度が第四閾値よりも高い場合に気泡発生装置２０を駆動する。つまり、取水口９０の海水温に加えて、ポンプ室９１近傍の上流側領域の海水温を指標として用いることによって、取水口からポンプ室にかけての広い範囲で、海水温の傾向を知ることが可能となる。したがって、海洋生物の発生数の長期的な傾向を早期に察知することが可能とされている。
【0040】
図１０に示すように、制御部３０は、ステップＳ１からステップＳ２まで、上記第一実施形態と同様に第一温度と第一閾値との大小比較を行う。さらに、ステップＳ３で、第四温度計測部４１０から第四温度を取得する。さらに、ステップＳ４で、第四温度が第四閾値よりも高いか否かの判定を行う。ステップＳ４でＮｏと判定された場合、再びステップＳ１に戻る。他方で、ステップＳ４でＹｅｓと判定された場合には、後続のステップＳ５で、気泡発生装置２０によってマイクロバブルを発生させる。
【0041】
（作用効果）
上記構成によれば、取水口９０から内陸側に離間したポンプ室９１の上流側の海水温が第四温度計測部４１０で計測される。当該海水温が第四閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０の下流側の海水温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、取水口９０付近のみならず、ポンプ室９１の近傍でも海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができるとともに、ポンプ室９１に海洋生物が到達してしまう可能性をも低減することができる。
上記構成によれば、取水口９０から内陸側に離間したポンプ室９１の上流側の海水温が第四温度計測部４１０で計測される。当該海水温が第四閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０の下流側の海水温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、取水口９０付近のみならず、ポンプ室９１の近傍でも海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができるとともに、ポンプ室９１に海洋生物が到達してしまう可能性をも低減することができる。
【0042】
以上、本開示の第四実施形態について説明した。なお、本開示の要旨を逸脱しない限りにおいて、上記の構成に種々の変更や改修を施すことが可能である。
【0043】
＜その他の実施形態＞
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【0044】
例えば、上記第二実施形態で説明した制御フローについて、ステップＳ１，Ｓ２と、ステップＳ３，Ｓ４を並行して実行することも可能である。さらに、この場合、ステップＳ２、及びステップＳ４のいずれか一方でＹｅｓと判定された場合にステップＳ５を実行して気泡発生装置２０を駆動することも可能である。
【0045】
また、上記の各実施形態では、気泡発生装置２０を１つのみ設ける例について説明したが、気泡発生装置２０の数はこれに限定されず、海域ごとに複数設けられていてもよい。また、海底の地形や深度に応じて気泡発生装置２０の寸法体格、数を自在に変更することが可能である。
【0046】
さらに、気泡発生装置２０としてマイクロバブルを発生させるのみならず、ジェット噴射によって気泡を発生させる構成を採ることも可能である。この場合でも上述したものと同様の作用効果を得ることができる。
【0047】
加えて、気泡発生装置２０の駆動中に直上の海面を船舶等が航行する際には、一時的に気泡発生装置２０の駆動を停止することが望ましい。この場合、レーダーやソナー、センサー等の装置を海上に設置し、当該装置の発報をトリガーとして気泡発生装置２０を停止する構成を採ることが考えられる。
【0048】
また、上述した取水口９０の構成は一例であって、プラントの立地や設計・仕様に応じて種々の態様を取ることが可能である。
【0049】
また、上述した第二温度計測部１１０、及び第三温度計測部２１０は、海面に浮遊するブイから海中に吊架される構成を採ってもよい。
【0050】
上記の生物付着防止装置１は、通年にわたって運用されてもよいし、特定の期間のみ運用してもよい。なお、海水温が年間で最も低くなることから冬季には海洋生物の活性が著しく低下する。このため、冬季に生物付着防止装置１を重点的に運用することで、海洋生物の絶対数を早期に低減させることが望ましい。その後、春季・夏季にも運用を続けることで、海洋生物のさらなる活性の低下や、さらなる絶対数の低減を実現することが可能となる。
【0051】
対象となる海洋生物の種類は上記に限定されず、壁面等に付着する性質のある生物であればいかなるものにも効果を発揮する。
【0052】
また、上記第四実施形態で説明した制御部３０の動作について、第四温度計測部４１０が計測する第四温度は、気泡発生装置２０を動作させる際に必ずしも判定の指標とする必要はない。つまり、取水口９０からポンプ室９１までの距離が十分に長い場合には、第四温度を単なるリファレンスとして用いるに留め、第一温度計測部１０と制御部３０による気泡発生装置２０の制御を行ってもよい。また、第二実施形態で説明した第二温度計測部１１０を、第一温度計測部１０、及び第四温度計測部４１０と併用してもよい。
【0053】
なお、本開示の実施形態における制御部３０の処理は、適切な処理が行われる範囲において、処理の順番が入れ替わってもよい。
【0054】
本開示の実施形態における記憶部３３、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲においてどこに備えられていてもよい。また、記憶部３３、その他の記憶装置のそれぞれは、適切な情報の送受信が行われる範囲において複数存在しデータを分散して記憶していてもよい。
【0055】
上述した制御部３０による処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ３００が読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータ３００が読み出して実行することによって、上記処理が行われる。コンピュータ３００の具体例を以下に示す。
【0056】
図１１に示すように、コンピュータ３００は、ＣＰＵ３０１と、メインメモリ３０２と、ストレージ３０３と、インターフェース３０４と、を備える。
例えば、上述の制御部３０はコンピュータ３００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ３０３に記憶されている。ＣＰＵ３０１は、プログラムをストレージ３０３から読み出してメインメモリ３０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ３０１は、プログラムに従って、上述した記憶部３３に対応する記憶領域をメインメモリ３０２に確保する。
例えば、上述の制御部３０はコンピュータ３００に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ３０３に記憶されている。ＣＰＵ３０１は、プログラムをストレージ３０３から読み出してメインメモリ３０２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、ＣＰＵ３０１は、プログラムに従って、上述した記憶部３３に対応する記憶領域をメインメモリ３０２に確保する。
【0057】
ストレージ３０３の例としては、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ３０３は、コンピュータ３００のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インターフェース３０４または通信回線を介してコンピュータ３００に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ３００に配信される場合、配信を受けたコンピュータ３００が当該プログラムをメインメモリ３０２に展開し、上記処理を実行してもよい。なお、ストレージ３０３は、一時的でない有形の記憶媒体である。
【0058】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現してもよい。さらに、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータ３００にすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるファイル、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【0059】
なお、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）などのカスタムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、及びこれらに類する処理装置を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ａｒｒａｙ Ｌｏｇｉｃ）、ＧＡＬ（Ｇｅｎｅｒｉｃ Ａｒｒａｙ Ｌｏｇｉｃ）、ＣＰＬＤ（Ｃｏｍｐｌｅｘ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
【0060】
＜付記＞
各実施形態に記載の生物付着防止装置１は、例えば以下のように把握される。
各実施形態に記載の生物付着防止装置１は、例えば以下のように把握される。
【0061】
（１）第１の態様に係る生物付着防止装置１は、海洋沿岸に設けられた原子力発電プラントの取水口９０に海洋生物が付着することを防止する生物付着防止装置１であって、前記取水口９０に設けられ、海水の温度を計測する第一温度計測部１０と、前記取水口９０よりも水深が深い位置に設けられ、マイクロバブルを発生させる気泡発生装置２０と、前記第一温度計測部１０で計測された温度が予め定められた第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置２０を駆動する制御部３０と、を備える。
【0062】
上記構成によれば、取水口９０の水温が第一温度計測部１０で計測される。当該水温が第一閾値よりも高い場合には、海洋生物の活性が高まる傾向にあると判断できる。そこで、気泡発生装置２０を駆動することで、取水口９０よりも水深が深い層の低温の海水を気泡によって表層まで上昇させる。これにより、取水口９０付近の海水温が低下し、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数を減らすことができる。
【0063】
（２）第２の態様に係る生物付着防止装置１は、（１）の生物付着防止装置１であって、前記取水口９０から沖側に離間した位置に設けられ、海水の温度を計測する第二温度計測部１１０をさらに備え、前記制御部３０は、前記第二温度計測部１１０で計測された温度が、前記第一閾値よりも低い温度である第二閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部１０で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置２０を駆動する。
【0064】
上記構成によれば、取水口９０から沖側に離間した位置の海水温が第二温度計測部１１０で計測される。当該海水温が第二閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０周囲の海洋全体の温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。
【0065】
（３）第３の態様に係る生物付着防止装置１は、（１）又は（２）の生物付着防止装置１であって、前記気泡発生装置２０に併設された第三温度計測部２１０をさらに備え、前記制御部３０は、前記第三温度計測部２１０で計測された温度が前記第一閾値よりも低い温度である第三閾値よりも高く、かつ前記第一閾値よりも低い場合に前記気泡発生装置２０を駆動する。
【0066】
上記構成によれば、気泡発生装置２０に第三温度計測部２１０が併設されている。第三温度計測部２１０が計測した海水温が第三閾値よりも高く、かつ第一閾値よりも低い場合には、気泡発生装置２０が駆動する。これにより、海洋生物の活性を早期に低下させることが可能となる。その結果、取水口９０に付着する海洋生物の数をさらに減らすことができる。
【0067】
（４）第４の態様に係る生物付着防止装置１は、（１）又は（２）の生物付着防止装置１であって、前記取水口９０と、該取水口９０よりも内陸側に設けられたポンプ室９１とを連通する管路上に設けられ、該管路を流通する海水の温度を計測する第四温度計測部４１０をさらに備え、前記制御部３０は、前記第四温度計測部で計測された温度が、前記第一閾値よりも高い温度である第四閾値よりも高く、かつ前記第一温度計測部で計測された温度が前記第一閾値よりも高い場合に前記気泡発生装置を駆動する。
【0068】
上記構成によれば、取水口９０から内陸側に離間したポンプ室９１の上流側の海水温が第四温度計測部４１０で計測される。当該海水温が第四閾値よりも高く、かつ取水口９０の海水温が第一閾値よりも高い場合には、取水口９０の下流側の海水温度が上昇傾向にあると判断できる。つまり、海洋生物の活性がさらに高まる傾向にあると判断できる。そこで、当該条件を満たす場合に、気泡発生装置２０を駆動することで、表層の海水温を低下させる。これにより、取水口９０付近のみならず、ポンプ室９１の近傍でも海洋生物の活性を低下させることが可能となる。
【0069】
（５）第５の態様に係る生物付着防止装置１は、（１）から（３）のいずれか一態様に係る生物付着防止装置１であって、前記気泡発生装置２０は、圧縮空気を生成する圧縮部２１と、前記圧縮空気が流通する流路を有するとともに、外部に向かって前記圧縮空気が噴出する複数の微細孔を有する装置本体２２と、を有する。
【0070】
上記構成によれば、圧縮空気を装置本体２２の微細孔から噴射させることのみによって、低廉かつ安定的に多数のマイクロバブルを形成することができる。
【0071】
（６）第６の態様に係る生物付着防止装置１は、（１）から（５）のいずれか一態様に係る生物付着防止装置１であって、深さ方向に間隔をあけて設けられた複数の前記気泡発生装置２０を備え、前記制御部３０は、前記第一温度計測部１０で計測された温度と前記第一閾値との差分が、予め定められた差分閾値よりも大きくなるに従って、前記複数の気泡発生装置２０のうちの深い側に設けられた前記気泡発生装置２０を駆動する。
【0072】
上記構成によれば、取水口９０の海水温と第一閾値との差分が差分閾値よりも大きい場合には、海洋生物の不活性化のために海水の大幅な冷却が必要となると判断できる。そこで、このような条件下では、水深が比較的に深い位置に設けられた気泡発生装置２０を駆動する。これにより、深層の低温の海水が表層まで上昇し、海洋生物の活性を低下させることが可能となる。
【0073】
（７）第７の態様に係る生物付着防止装置１は、（６）の生物付着防止装置１であって、前記複数の気泡発生装置２０では、水深が深い位置の前記気泡発生装置２０になるほど、前記気泡の発生量が多くなる。
【0074】
ここで、深層では、水圧で気泡が押しつぶされた状態となる。上記構成によれば、水圧が高い深層では相対的に大量の気泡を発生させることで、水圧による気泡の体積の減少分を気泡の数で補完することが可能となる。これにより、深層の低温の海水をより効率的に表層まで上昇させることができる。
【符号の説明】
【0075】
１…生物付着防止装置 １０…第一温度計測部 ２０…気泡発生装置 ３０…制御部 ２１…圧縮部 ２２…装置本体 ３１…温度取得部 ３２…判定部 ３３…記憶部 ３４…駆動部 ９０…取水口 ９１…ポンプ室 １１０…第二温度計測部 ２１０…第三温度計測部 ３００…コンピュータ ３０１…ＣＰＵ ３０２…メインメモリ ３０３…ストレージ ３０４…インターフェース ４１０…第四温度計測部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】