(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】
(24)【登録日】2024-08-26
(45)【発行日】2024-09-03
(54)【発明の名称】海水循環システムの管理方法
(51)【国際特許分類】
F28G 13/00 20060101AFI20240827BHJP
E02B 9/04 20060101ALI20240827BHJP
F28B 9/06 20060101ALI20240827BHJP
F01K 13/00 20060101ALI20240827BHJP
G21D 1/00 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
F28G13/00 Z
E02B9/04 Z
F28B9/06
F01K13/00 E
G21D1/00 R
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020180931
(22)【出願日】2020-10-28
(65)【公開番号】P2022071776
(43)【公開日】2022-05-16
【審査請求日】2023-10-05
(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】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】今岡 侑太
【審査官】河野 俊二
(56)【参考文献】
【文献】特開昭６３－２４３６９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－０６１４１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１７６７３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２２９５９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２００９／０２９４１００（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２０６３２１１２８（ＣＮ，Ｕ）
【文献】特開平０５－３４１０９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０６－３０８２８５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２８Ｇ １３／００
Ｆ２８Ｂ ９／０６
Ｆ０１Ｋ １３／００
Ｇ２１Ｄ １／００
Ｅ０２Ｂ ９／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
取水管と、取水管から分岐し各冷却器に接続する供給管と、各前記冷却器から排出される海水を回収する排出管と、を有する複数の分岐管と、
各前記排出管と合流し、前記海水を放水する放水管と、
前記取水管に設けられ、前記取水管で取水した前記海水を各前記冷却器に供給する循環ポンプと、
を備え、
循環ポンプを停止する循環ポンプ停止工程と、
前記循環ポンプの点検と、少なくとも取水管及び供給管の清掃と、を実施する点検・清掃工程と、
前記冷却器をバイパスするバイパス配管を、少なくとも１つ以上の前記分岐管に取り付けるバイパス配管取付工程と、
前記循環ポンプの試運転を行う試運転工程と、
前記循環ポンプを停止し、前記バイパス配管を取り外すバイパス配管取り外し工程と、
前記循環ポンプを駆動し、各前記冷却器に前記海水を継続的に供給する通常運転工程と、
を含む
海水循環システムの管理方法。
【請求項2】
前記供給管には、弁が設けられ、前記バイパス配管取付工程において、前記バイパス配管を取り付けない前記分岐管の弁を閉弁し、
前記バイパス配管取り外し工程において、前記弁を開弁する
請求項１に記載の海水循環システムの管理方法。
【請求項3】
前記冷却器は、前記点検・清掃工程の実施時、駆動している第１淡水冷却器と、
前記点検・清掃工程の実施時、停止している第２淡水冷却器と、
を有し、
前記分岐管は、
前記第１淡水冷却器に海水を供給し、かつ回収する第１分岐管と、
前記第２淡水冷却器に海水を供給し、かつ回収する第２分岐管と、
を有し、
前記循環ポンプ停止工程において、前記第１分岐管の弁を閉弁し、かつ工業用水を供給する工業用水配管を前記第１淡水冷却器に接続する
請求項２に記載の海水循環システムの管理方法。
【請求項4】
前記通常運転工程の後、前記工業用水配管を取り外し、前記第１分岐管の前記弁を開弁する工業用水配管取り外し工程を含む請求項３に記載の海水循環システムの管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、海水循環システムの管理方法に関する。
【背景技術】
【0002】
発電所や工場では、冷却器の冷媒を冷却するため、海水が利用される。各冷却器に海水を供給する海水循環システムは、海水を取水する取水管と、取水管から各冷却器に海水を供給する分岐管と、分岐管から排出された海水を海に放水する放水管と、海水を循環させる循環ポンプと、を備える。また、海水循環システムにおいては、下記特許文献に示すように、定期的に循環ポンプ等の点検が実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－１２５５６９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
循環ポンプ等の点検時、取水管や分岐管の内壁に付着した汚泥や貝等の除去（清掃）が実施される。しかしながら、取水管等の内壁から汚泥や貝等を剥がすものの、その全てを外部に排出できず、取水管等の内部に残ってしまう場合がある。そして、循環ポンプ等の点検の終了後、冷却器よりも上流側に残った汚泥等は、海水に流されて冷却器に供給されると、冷却器の早期浸食の原因となる。
【0005】
本発明は、前記の課題に鑑みてなされたもので、取水管等に残った汚泥等を冷却器に供給することなく排出できる海水循環システムの管理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】
【0006】
上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係る海水循環システムは、取水管と、取水管から分岐し各冷却器に接続する供給管と、各前記冷却器から排出される海水を回収する排出管と、を有する複数の分岐管と、各前記排出管と合流し、前記海水を放水する放水管と、前記取水管に設けられ、前記取水管で取水した前記海水を各前記冷却器に供給する循環ポンプと、を備える。海水循環システムの管理方法は、循環ポンプを停止する循環ポンプ停止工程と、前記循環ポンプの点検と、少なくとも取水管及び供給管の清掃と、を実施する点検・清掃工程と、前記冷却器をバイパスするバイパス配管を、少なくとも１つ以上の前記分岐管に取り付けるバイパス配管取付工程と、前記循環ポンプの試運転を行う試運転工程と、前記循環ポンプを停止し、前記バイパス配管を取り外すバイパス配管取り外し工程と、前記循環ポンプを駆動し、各前記冷却器に前記海水を継続的に供給する通常運転工程と、を含む。
【0007】
試運転工程で循環ポンプが正常に駆動するか否かの確認を行うため、取水管から海水が取水される。この結果、各分岐管に海水が供給され、取水管及び供給管に残った汚泥等が海水とともに移動する。つまり、汚泥等は、バイパス配管を通って排出管に流れ、放水管から海に放水される。以上から、通常運転工程時には、取水管等には汚泥等が残っておらず、冷却器に汚泥等が供給されない。また、循環ポンプの試運転を実施しつつ汚泥等が排出されるため、汚泥等を排出するための作業が不要となり、労力が削減する。
【0008】
また、一態様に係る海水循環システムの管理方法において、前記供給管には、弁が設けられている。前記バイパス配管取付工程において、前記バイパス配管を取り付けない前記分岐管の弁を閉弁する。前記バイパス配管取り外し工程において、前記弁を開弁する。
【0009】
これによれば、閉弁された弁の下流側にある冷却器に汚泥等が供給されない。つまり、海水循環システムの分岐管の全てにバイパス配管を取り付ける必要性がなく、労力が削減する。
【0010】
また、一態様に係る海水循環システムの管理方法において、前記冷却器は、前記点検・清掃工程の実施時、駆動している第１淡水冷却器と、前記点検・清掃工程の実施時、停止している第２淡水冷却器と、を有する。前記分岐管は、前記第１淡水冷却器に海水を供給し、かつ回収する第１分岐管と、前記第２淡水冷却器に海水を供給し、かつ回収する第２分岐管と、を有する。前記循環ポンプ停止工程において、前記第１分岐管の弁を閉弁し、かつ工業用水を供給する工業用水配管を前記第１淡水冷却器に接続する。
【0011】
上記構成によれば、第１分岐管の供給管の清掃は、弁よりも上流側に限定されるものの、駆動する第１淡水冷却器に冷却水（工業用水）を供給できる。また、閉弁しているため、試運転工程時、取水管等の汚泥が第１淡水冷却器に供給されない。
【0012】
また、一態様に係る海水循環システムの管理方法において、前記通常運転工程の後、前記工業用水配管を取り外し、前記第１分岐管の前記弁を開弁する工業用水配管取り外し工程を含む。
【0013】
第２淡水冷却器による通常運転を確認した後に、工業用水配管取り外し工程が実施される。よって、通常運転を開始し、仮に第２淡水冷却器による運転が正常に行われなかった場合、第１淡水冷却器で対応でき、安全性が高い。
【発明の効果】
【0014】
本開示の海水循環システムの管理方法によれば、取水管等に残った汚泥等が冷却器に供給されない。これにより、冷却器の早期浸食が回避される。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、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、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【0017】
図１は、実施形態に係る海水循環システムの概略図である。最初に、図１を参照しながら、実施形態に係る海水循環システム１００について説明する。また、実施形態においては、海水循環システム１００が火力発電所の各設備（冷却器）に用いられる例を挙げて説明する。
【0018】
海水循環システム１００は、臨海地に設けられた取水口（不図示）から海水を取水し、冷却器に冷却水（海水）を供給する設備である。本実施形態の冷却器は、第１淡水冷却器１０１と、第２淡水冷却器１０２と、油冷却器１０３と、復水冷却器１０４との４つである。第１淡水冷却器１０１と第２淡水冷却器１０２は、火力発電における補器類を冷却するための冷却器である。油冷却器１０３は、蒸気タービンの軸受の軸受油を冷却するための冷却器である。復水冷却器１０４は、復水器の冷媒を冷却するための冷却器である。
【0019】
海水循環システム１００は、取水管１と、循環ポンプ２と、放水管３と、４つの分岐管（第１分岐管１０、第２分岐管２０、第３分岐管３０、第４分岐管４０）と、を備える。取水管１は、取水口（不図示）から海水を取水するための配管である。循環ポンプ２は、取水管１から海水を取水し、各冷却器に海水を循環させるためのポンプである。放水管３は、海水を海に放出するための配管である。分岐管は、冷却器の数に対応して４つ設けられている。次に各分岐管について説明する。
【0020】
第１分岐管１０は、取水管１と第１淡水冷却器１０１の流入口とを接続する第１供給管１１と、第１淡水冷却器１０１の排出口と放水管３とを接続する第１排出管１２と、第１供給管１１に設けられた開閉式の第１上流側弁１３と、第１排出管１２に設けられた開閉式の第１下流側弁１４と、を備える。
【0021】
第２分岐管２０は、取水管１と第２淡水冷却器１０２の流入口とを接続する第２供給管２１と、第２淡水冷却器１０２の排出口と放水管３とを接続する第２排出管２２と、第２供給管２１に設けられた開閉式の第２上流側弁２３と、第２排出管２２に設けられた開閉式の第２下流側弁２４と、を備える。
【0022】
第３分岐管３０は、取水管１と油冷却器１０３の流入口とを接続する第３供給管３１と、油冷却器１０３の排出口と放水管３とを接続する第３排出管３２と、第３供給管３１に設けられた開閉式の第３上流側弁３３と、第３上流側弁３３をバイパスする配管３５と、配管３５に設けられたポンプ３６と、配管３５に設けられた第１弁３７及び第２弁３８と、を備える。
【0023】
第４分岐管４０は、取水管１と復水冷却器１０４の流入口とを接続する第４供給管４１と、復水冷却器１０４の排出口と放水管３とを接続する第４排出管４２と、第４供給管４１に設けられた開閉式の第４上流側弁４３と、第４排出管４２に設けられた開閉式の第４下流側弁４４と、を備える。
【0024】
海水循環システム１００の通常運転時、循環ポンプ２が駆動している。また、第１分岐管１０に関し、第１上流側弁１３と第１下流側弁１４とが開弁している。第２分岐管２０に関し、第２上流側弁２３と第２下流側弁２４とが開弁している。第３分岐管３０に関し、第３上流側弁３３が開弁している。第１弁３７及び第２弁３８の両方又は一方が閉弁している（図１では第１弁３７及び第２弁３８の両方が閉弁している場合を図示）。第４分岐管４０に関し、第４上流側弁４３と第４下流側弁４４とが開弁している。これにより、図１の矢印で示すように、取水管１から海水が取水され、第１淡水冷却器１０１、第２淡水冷却器１０２、油冷却器１０３、及び復水冷却器１０４に海水が供給される。そして、第１淡水冷却器１０１、第２淡水冷却器１０２、油冷却器１０３、及び復水冷却器１０４から排出された海水は、放水管３から海へ排出される。また、油冷却器１０３に供給する海水量を増加させたい場合、第３上流側弁３３が閉弁し、第１弁３７及び第２弁３８が開弁する。さらに、ポンプ３６が駆動することで、油冷却器１０３への供給量が増加する。
【0025】
次に、海水循環システム１００の管理方法について説明する。海水循環システム１００の管理方法は、火力発電所の各設備の点検に伴い、海水循環システム１００の各設備の点検等を行う管理方法である。海水循環システム１００の管理方法は、循環ポンプ停止工程Ｓ１と、点検・清掃工程Ｓ２と、バイパス配管取付工程Ｓ３と、試運転工程Ｓ４と、バイパス配管取り外し工程Ｓ５と、通常運転工程Ｓ６と、工業用水配管取り外し工程Ｓ７と、を含む。以下、各工程を説明する。
【0026】
図２は、実施形態に係る海水循環システムにおいて、循環ポンプ停止工程及び点検・清掃工程を示す概略図である。図２に示すように、循環ポンプ停止工程Ｓ１は、循環ポンプ２の駆動を停止する。これにより、各冷却器への海水の供給が停止し、配管の内部に海水がない状態となる。
【0027】
また、循環ポンプ停止工程Ｓ１は、第１分岐管１０の弁（第１上流側弁１３）の閉弁を行う。そして、工業用水配管５０を第１淡水冷却器１０１の流入口に接続する。工業用水配管５０は、工業用水を供給する配管である。これにより、図２の矢印で示すように、第１淡水冷却器１０１には、引き続き冷却水が供給される。そして、第１淡水冷却器１０１から排出された工業用水は、第１排出管１２と放水管３とを介して海に排出される。これによれば、火力発電所の点検時、火力発電所の主な設備は停止しているものの、駆動している一部の設備の冷却を第１淡水冷却器１０１によって行うことができる。
【0028】
点検・清掃工程Ｓ２は、点検作業と清掃作業とを実施する。点検作業の対象設備は、循環ポンプ２と、第２淡水冷却器１０２と、油冷却器１０３と、復水冷却器１０４とである。清掃作業の対象は、取水管１と、第２分岐管２０と、第３分岐管３０と、第４分岐管４０と、である。また、第１供給管１１は、第１上流側弁１３よりも上流側を清掃する。清掃は、各配管の内壁の汚泥や貝等などの付着物を除去する作業である。なお、本開示の海水循環システムの管理方法において、清掃は、配管全てを行った場合に限定されず、少なくとも取水管及び供給管を行った場合に適用される。つまり、少なくとも取水管及び供給管を清掃すれば、これらの配管に残った汚泥等が冷却器に供給される可能性があるからである。よって、放水管３のみ清掃した場合は、本開示の海水循環システムの管理方法の対象外となる。
【0029】
図３は、実施形態に係る海水循環システムにおいて、バイパス配管取付工程及び試運転工程を示す概略図である。バイパス配管取付工程Ｓ３は、各分岐管に冷却器をバイパスするバイパス配管５１、５２を取り付ける。なお、本実施形態では、第２分岐管２０と第４分岐管４０とにバイパス配管５１、５２を取り付ける。
【0030】
詳細に説明すると、第２供給管２１と第２淡水冷却器１０２の流入口との接続を切り離す。また、第２淡水冷却器１０２の排出口と第２排出管２２との接続を切り離す。そして、バイパス配管５１の一方を第２供給管２１と接続し、バイパス配管５１の他方を第２排出管と接続する。第４分岐管においても、同じように、第４供給管４１と復水冷却器１０４の流入口との接続を切り離す。復水冷却器１０４の排出口と第４排出管４２との接続を切り離す。そして、バイパス配管５２の一方を第４供給管４１と接続し、バイパス配管５２の他方を第４排出管４２と接続する。
【0031】
また、バイパス配管取付工程Ｓ３において、バイパス配管５１、５２を取り付けない分岐管がある場合、冷却器よりも上流側の弁を閉じる。本実施形態では、第３分岐管３０にバイパス配管５１、５２を取り付けないため、第３上流側弁３３を閉じる。
【0032】
試運転工程Ｓ４は、通常運転を行う前に、点検した循環ポンプ２が正常に駆動するか否かを確認する。よって、当該工程によれば、循環ポンプ２の駆動により、図３の矢印で示すように、取水管１から海水が取水される。この結果、第２分岐管２０と第４分岐管４０に海水が供給され、一方で、第１分岐管１０及び第３分岐管３０に海水が供給されない。そして、循環ポンプ２の正常な運転が確認出来たら、循環ポンプ２を停止し、試運転工程Ｓ４を終了する。また、循環ポンプ２の停止により各分岐管から海水が抜ける。
【0033】
図４は、実施形態に係る海水循環システムにおいて、バイパス配管取り外し工程及び通常運転工程を示す概略図である。バイパス配管取り外し工程Ｓ５は、図４に示すように、バイパス配管５１、５２を取り外す工程である。そして、第２供給管２１と第２淡水冷却器１０２の流入口とを接続する。また、第２淡水冷却器１０２の排出口と第２排出管２２とを接続する。第４分岐管においても、同じように、第４供給管４１と復水冷却器１０４の流入口とを接続する。また、復水冷却器１０４の排出口と第４排出管４２とを接続する。
【0034】
また、バイパス配管取り外し工程Ｓ５において、バイパス配管５１、５２を設けなかった第３分岐管３０については、第３上流側弁３３を開弁する。
【0035】
通常運転工程Ｓ６は、循環ポンプ２を駆動し、海水循環システム１００の通常運転させる。これにより、図４に示すように、取水管１から海水が取水され、第２分岐管２０、第３分岐管３０、及び第４分岐管４０に海水が供給される。そして、第２淡水冷却器１０２の正常な運転を確認した後、次工程に移行する。
【0036】
図５は、実施形態に係る海水循環システムにおいて、工業用水配管取り外し工程を示す概略図である。工業用水配管取り外し工程Ｓ７は、第１分岐管１０から工業用水配管５０を取り外す工程である。詳細には、工業用水配管５０と第１淡水冷却器１０１との接続を切り離す。さらに、第１上流側弁１３を開弁する。これにより、図５の矢印で示すように、第１淡水冷却器１０１に海水が供給され、第１淡水冷却器１０１は海水を利用して冷却する。
【0037】
以上、実施形態による海水循環システム１００の管理方法によれば、点検・清掃工程Ｓ２において、各冷却器よりも上流側の配管（例えば取水管１など）に残った汚泥、貝等は、試運転工程Ｓ４の海水供給により流される。また、海水により流された汚泥、貝等は、第２分岐管２０及び第４分岐管４０では、バイパス配管５１、５２を通過して第２排出管２２又は第４排出管４２に流れる。よって、第２淡水冷却器１０２や復水冷却器１０４に汚泥、貝等が供給されない。つまり、第２淡水冷却器１０２や復水冷却器１０４の早期浸食が回避される。また、循環ポンプ２の試運転により汚泥等が排出されるため、汚泥等を排出するための作業が不要となり、労力が削減する。
【0038】
また、第１分岐管１０と第３分岐管３０に関し、弁（第１上流側弁１３、第３上流側弁３３）の閉弁により、冷却器（第１淡水冷却器１０１、油冷却器１０３）に汚泥等が供給されない。よって、海水循環システム１００の分岐管の全てにバイパス配管５１、５２を取り付ける必要性がなく、労力が削減する。
【0039】
また、第１淡水冷却器１０１は、工業用水配管５０から工業用水が供給されているため、第１淡水冷却器１０１による冷却を継続することができる。
【0040】
また、第２淡水冷却器１０２による通常運転を確認した後、工業用水配管取り外し工程Ｓ７を実施しているため、仮に第２淡水冷却器による運転が正常に行われなかった場合、第１淡水冷却器１０１で冷却することができ、安全性が高い。
【0041】
以上、実施形態について説明したが、本開示の海水循環システム１００の管理方法はこれに限定されない。実施形態においてバイパス配管は２つ用いているが、本開示においてバイパス配管は、複数の分岐管のうち少なくとも１つ取り付ければよく、分岐管の全てにバイパス配管を取り付けてもよい。
【符号の説明】
【0042】
１００ 海水循環システム
１０１ 第１淡水冷却器（冷却器）
１０２ 第２淡水冷却器（冷却器）
１０３ 油冷却器（冷却器）
１０４ 復水冷却器（冷却器）
１ 取水管
２ 循環ポンプ
３ 放水管
１０ 第１分岐管（分岐管）
１１ 第１供給管（供給管）
１２ 第１排出管（排出管）
１３ 第１上流側弁（弁）
１４ 第１下流側弁
２０ 第２分岐管（分岐管）
２１ 第２供給管（供給管）
２２ 第２排出管（排出管）
２３ 第２上流側弁（弁）
２４ 第２下流側弁
３０ 第３分岐管（分岐管）
３１ 第３供給管（供給管）
３２ 第３排出管（排出管）
３３ 第３上流側弁（弁）
４０ 第４分岐管（分岐管）
４１ 第４供給管（供給管）
４２ 第４排出管（排出管）
４３ 第４上流側弁（弁）
４４ 第４下流側弁
５０ 工業用水配管
５１、５２ バイパス配管
１０１ 第１淡水冷却器（冷却器）
１０２ 第２淡水冷却器（冷却器）
１０３ 油冷却器（冷却器）
１０４ 復水冷却器（冷却器）
１ 取水管
２ 循環ポンプ
３ 放水管
１０ 第１分岐管（分岐管）
１１ 第１供給管（供給管）
１２ 第１排出管（排出管）
１３ 第１上流側弁（弁）
１４ 第１下流側弁
２０ 第２分岐管（分岐管）
２１ 第２供給管（供給管）
２２ 第２排出管（排出管）
２３ 第２上流側弁（弁）
２４ 第２下流側弁
３０ 第３分岐管（分岐管）
３１ 第３供給管（供給管）
３２ 第３排出管（排出管）
３３ 第３上流側弁（弁）
４０ 第４分岐管（分岐管）
４１ 第４供給管（供給管）
４２ 第４排出管（排出管）
４３ 第４上流側弁（弁）
４４ 第４下流側弁
５０ 工業用水配管
５１、５２ バイパス配管
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】