(57)【要約】【課題】空気抜き管における海水の滞留を防止することができる海水熱交換器を提供する。【解決手段】実施の形態による海水熱交換器は、対象流体を海水と熱交換させる熱交換部と、熱交換部と連通し、海水が流れる海水系統と、を備えている。海水系統は、海水が流れる海水管と、熱交換部と海水管とに連通した水室と、水室から空気を排出する空気抜き管と、海水管に設けられ、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部と、海水管のうち抵抗部よりも水室とは反対側の部分と空気抜き管とを連通するバイパス管と、を有している。【選択図】図１
2020024066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象流体を海水と熱交換させる熱交換部と、
前記熱交換部と連通し、海水が流れる海水系統と、を備え、
前記海水系統は、
海水が流れる海水管と、
前記熱交換部と前記海水管とに連通した水室と、
前記水室から空気を排出する空気抜き管と、
前記海水管に設けられ、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部と、
前記海水管のうち前記抵抗部よりも前記水室とは反対側の部分と前記空気抜き管とを連通するバイパス管と、を有する、海水熱交換器。
【請求項２】
前記海水系統は、前記熱交換部の入口側と出口側とにそれぞれ設けられている、請求項１に記載の海水熱交換器。
【請求項３】
前記海水系統は、前記空気抜き管に設けられた空気弁を更に有し、
前記バイパス管は、前記空気抜き管のうち前記空気弁よりも前記水室の側の部分に連通している、請求項１または２に記載の海水熱交換器。
【請求項４】
前記海水系統は、前記バイパス管に設けられたバイパス弁を更に有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の海水熱交換器。
【請求項５】
前記抵抗部は、弁、除塵装置、ろ過装置、および伸縮継手のうち少なくとも１つを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の海水熱交換器。
【請求項６】
前記海水系統は、前記海水管の内部の海水を排出する排出管を更に有し、
前記バイパス管は、前記排出管を介して前記海水管に連通している、請求項１〜５のいずれか一項に記載の海水熱交換器。
【請求項７】
前記海水系統は、前記排出管に設けられた排出弁を更に有し、
前記バイパス管は、前記排出管のうち前記排出弁よりも前記海水管の側の部分に連通している、請求項６に記載の海水熱交換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、海水熱交換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象流体を海水と熱交換させるための海水熱交換器が知られている。海水熱交換器の一例として、蒸気タービンを備えた発電プラントなどで使用される復水器が挙げられる。一般的な復水器は、例えば図３に示すように構成されている。外洋から取水路を通って取水槽に導かれた海水は、海水ポンプＰ’により汲み上げられ、復水器１０１に送られる。復水器１０１に送られた海水は、入口海水管１１４を通って入口水室１０２に流入する。そして、海水は、この入口水室１０２から復水器チューブ１０３を通過して、出口水室１０４に流入する。海水は、この復水器チューブ１０３を通過する際、蒸気タービンから復水器１に送られた蒸気（対象流体）と熱交換する。これにより、蒸気は海水で冷却されて凝縮する。その後、海水は、出口水室１０４から出口海水管１１９を通って放水槽へ排出され、さらに放水管を通って外洋へ放出される。
【０００３】
ここで、復水器チューブ１０３で海水と蒸気とを熱交換する伝熱面積を確保するために、入口水室１０２と出口水室１０４は海水で満たされた状態（満水状態）にしておくことが望ましい。そのため、入口水室１０２に、入口側空気抜き管１０７が接続されている。入口側空気抜き管１０７には、入口側空気弁１１１が設けられている。また、入口水室１０２には、その満水状態を検出するために、入口側水位計１０５が設けられている。
【０００４】
復水器１の起動時など、入口水室１０２が満水状態でないとき、入口側空気弁１１１を開く。すると、入口水室１０２に流入する海水に押し出されるように、入口側空気抜き管１０７から空気が排出される。入口側空気抜き管１０７から排出された空気は、空気タンク１１３を介して大気に放出される。空気タンク１１３では、空気から海水が分離可能になっている。入口水室１０２が満水状態になると入口側空気弁１１１を閉じる。
【０００５】
同様に、出口水室１０４に、出口側空気抜き管１０８が接続されている。出口側空気抜き管１０８には、出口側空気弁１１２が設けられている。また、出口水室１０４には、その満水状態を検出するために、出口側水位計１０６が設けられている。
【０００６】
復水器１の起動時など、出口水室１０４が満水状態でないとき、出口側空気弁１１２を開く。すると、出口水室１０４に流入する海水に押し出されるように、出口側空気抜き管１０８から空気が排出される。出口側空気抜き管１０８から排出された空気は、空気タンク１１３を介して大気に放出される。出口水室１０４が満水状態になると出口側空気弁１１２を閉じる。
【０００７】
上述した入口水室１０２と出口水室１０４を満水状態にする過程で、入口側空気抜き管１０７や出口側空気抜き管１０８に海水が流入する場合がある。空気抜き管１０７、１０８に海水が流入している状態で空気弁１１１、１１２を閉じると、空気抜き管１０７、１０８内で空気や海水の流れがなくなり、空気抜き管１０７、１０８内に海水が滞留した状態になる。空気抜き管１０７、１０８内に海水が滞留した状態が続くと、海水に含まれる海洋生物が空気抜き管１０７、１０８の内面に付着し、空気抜き管１０７、１０８内に詰まりが生じてしまうおそれがある。このため、空気抜き管１０７、１０８は、定期的にメンテナンスが行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−３０３９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、空気抜き管における海水の滞留を防止することができる海水熱交換器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】
実施の形態による海水熱交換器は、対象流体を海水と熱交換させる熱交換部と、熱交換部と連通し、海水が流れる海水系統と、を備えている。海水系統は、海水が流れる海水管と、熱交換部と海水管とに連通した水室と、水室から空気を排出する空気抜き管と、海水管に設けられ、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部と、海水管のうち抵抗部よりも水室とは反対側の部分と空気抜き管とを連通するバイパス管と、を有している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、空気抜き管における海水の滞留を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施の形態による復水器を示す概略模式図である。
【図２】図２は、第２の実施の形態による復水器を示す概略模式図である。
【図３】図３は、一般的な復水器を示す概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
（第１の実施の形態）
以下、図１を参照して、本発明の実施の形態による海水熱交換器について説明する。海水熱交換器は、対象流体を海水と熱交換させるための機器である。ここでは、海水熱交換器の一例として、復水器を例にとって説明する。
【００１５】
復水器１は、発電プラントなどにおいて蒸気タービンなどを駆動するために用いた動力用の蒸気を液体に戻すための装置である。すなわち、復水器１は、対象流体である蒸気を海水と熱交換して冷却させるように構成されている。図１に示すように、復水器１は、容器部３０と、熱交換部３１と、入口側海水系統３２と、出口側海水系統３３と、を備えている。本実施の形態では、熱交換部３１の入口側に入口側海水系統３２が設けられるとともに、出口側に出口側海水系統３３が設けられている。
【００１６】
容器部３０は、内部空間を有しており、上部が発電プラント内の蒸気タービンのケーシングに接続されるようになっている。また、容器部３０の下部は、発電プラント内の蒸気発生器（例えば、ボイラー）に管を介して接続されるようになっている。この内部空間には、後述する熱交換部３１を構成する複数の復水器チューブ３が横断している。このような構成により、蒸気タービンから排出された蒸気（対象流体）が、容器部３０の内部空間に流入し、復水器チューブ３の内部を通過する海水と熱交換する。これにより、蒸気は、海水で冷却されて凝縮し復水となる。この復水は、発電プラント内の蒸気発生器に戻されるようになっている。
【００１７】
熱交換部３１は、対象流体である蒸気を海水と熱交換させるように構成されている。熱交換部３１は、複数の復水器チューブ３を有している。復水器チューブ３は、一端（図１の左端）が後述する入口水室２に接続され、他端（図１の右端）が後述する出口水室４に接続されている。これにより、復水器チューブ３は、入口水室２と出口水室４とに連通しており、海水は、入口水室２から復水器チューブ３の内部を通過して出口水室４へ流れるようになっている。復水器チューブ３は、容器部３０の内部空間を横断している。このため、復水器チューブ３の内部を通過する海水が、復水器チューブ３の外部（容器部３０の内部空間）を流れる蒸気と熱交換し、蒸気を冷却、凝縮して復水にすることができる。このような復水器チューブ３は、海水と蒸気とを熱交換する伝熱面積を確保する観点から、複数設けられている。
【００１８】
次に、入口側海水系統３２について説明する。図１に示すように、入口側海水系統３２は、熱交換部３１と連通して海水が流れる系統であり、入口海水管１４と、入口水室２と、入口側空気抜き管７と、入口側バイパス管９と、を有している。
【００１９】
入口海水管１４は、海水ポンプＰによって外洋から汲み上げられた海水が流れる管であり、後述する入口水室２に連通している。
【００２０】
入口海水管１４には、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部Ｒ１が設けられている。本実施の形態では、抵抗部Ｒ１は、入口側海水弁１５と、除塵装置１６と、入口側エキスパンションジョイント１７（伸縮継手）と、を含んでいる。
【００２１】
入口側海水弁１５は、開閉することによって、入口海水管１４における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。入口側海水弁１５は、復水器１の運転時に開き、復水器１の停止時に閉じられる。入口側海水弁１５は、流路内に設けられた弁体を有しているため、海水が通過する際に圧力損失が生じる。このため、入口側海水弁１５は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００２２】
除塵装置１６は、フィルタを有しており、入口海水管１４を流れる海水に含まれる海洋生物や異物を捕集する。このようなフィルタを有するため、除塵装置１６は、海水がそのフィルタを通過する際に圧力損失が生じる。このため、除塵装置１６は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００２３】
入口側エキスパンションジョイント１７は、入口海水管１４を入口水室２に接続する。この入口側エキスパンションジョイント１７によって、入口海水管１４と入口水室２とが相対的に変位した場合であっても、連通状態が維持されるようになっている。入口側エキスパンションジョイント１７は、蛇腹状の伸縮管として構成されているため、海水が通過する際に圧力損失が生じる。このため、入口側エキスパンションジョイント１７は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００２４】
入口水室２は、熱交換部３１と入口海水管１４とに連通しており、その内部に入口海水管１４から流入した海水を収容可能になっている。入口水室２には、その側部に各復水器チューブ３の一端（図１の左端）が接続されている。これにより、入口海水管１４を通って入口水室２に流入した海水が、各復水器チューブ３へ流れるようになっている。
【００２５】
入口水室２には、入口側水位計５が設けられている。この入口側水位計５により、入口水室２に所定量以上の海水が収容されているか、すなわち入口水室２が海水で満たされた状態（満水状態）であるか否かを検出することができるように構成されている。
【００２６】
入口側空気抜き管７は、入口水室２に接続されている。入口側空気抜き管７は、入口水室２内の空気を排出するための管である。入口側空気抜き管７から排出された空気は、後述する空気タンク１３を介して大気に放出される。
【００２７】
入口側空気抜き管７には、入口側空気弁１１が設けられている。入口側空気弁１１は、開閉することによって、入口側空気抜き管７における空気または海水の流れを許可または遮断するように構成されている。入口側空気弁１１は、入口水室２が満水状態でないときに開き、入口水室２が満水状態であるときに閉じられる。この入口側空気弁１１の開閉は、入口側水位計５の検出結果に応じて自動的に制御されてもよいし、作業員が手動により操作してもよい。入口側空気弁１１は、入口水室２が満水状態でないときに開き、入口水室２内の空気が入口側空気抜き管７から排出される。また、入口側空気弁１１は、入口水室２が満水状態であるときに閉じ、入口水室２内の海水が入口側空気抜き管７を通って空気タンク１３へ流れることが防止される。
【００２８】
入口側バイパス管９は、入口海水管１４と入口側空気抜き管７とに接続されている。より具体的には、入口側バイパス管９の一端は、入口海水管１４のうち抵抗部Ｒ１（最も上流側の入口側海水弁１５）よりも入口水室２とは反対側（上流側）の部分（連通点Ｃ１）に連通し、他端は、入口側空気抜き管７のうち入口側空気弁１１よりも入口水室２の側の部分に連通している。
【００２９】
入口側バイパス管９には、入口側バイパス弁２６が設けられている。入口側バイパス弁２６は、開閉することによって、入口側バイパス管９における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。入口側バイパス弁２６は、入口水室２が満水状態でないときは閉じており、入口水室２が満水状態のときは開く。
【００３０】
次に、出口側海水系統３３について説明する。図１に示すように、出口側海水系統３３は、熱交換部３１と連通して海水が流れる系統であり、出口水室４と、出口海水管１９と、出口側空気抜き管８と、出口側バイパス管１０と、を有している。
【００３１】
出口水室４は、熱交換部３１と出口海水管１９とに連通しており、その内部に復水器チューブ３から流入した海水を収容可能になっている。出口水室４には、その側部に各復水器チューブ３の他端（図１の右端）が接続されている。これにより、各復水器チューブ３から出口水室４に海水が流入するようになっている。また、出口水室４には、出口海水管１９が接続されている。これにより、出口水室４に流入した海水が、出口海水管１９へ流れるようになっている。
【００３２】
出口水室４には、出口側水位計６が設けられている。この出口側水位計６により、出口水室４に所定量以上の海水が収容されているか、すなわち出口水室４が海水で満たされた状態（満水状態）であるか否かを検出することができるように構成されている。
【００３３】
出口海水管１９は、出口水室４からの海水が流れる管である。
【００３４】
出口海水管１９には、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部Ｒ２が設けられている。本実施の形態では、抵抗部Ｒ２は、出口側エキスパンションジョイント２０（伸縮継手）と、ボールストレーナ２１（ろ過装置）と、出口側海水弁２２と、を含んでいる。
【００３５】
出口側エキスパンションジョイント２０は、出口海水管１９を出口水室４に接続する。この出口側エキスパンションジョイント２０によって、出口海水管１９と出口水室４とが相対的に変位した場合であっても、連通状態が維持されるようになっている。出口側エキスパンションジョイント２０は、蛇腹状の伸縮管として構成されているため、海水が通過する際に圧力損失が生じる。このため、出口側エキスパンションジョイント２０は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００３６】
ボールストレーナ２１は、フィルタを有している。復水器１は、メンテナンス時に、復水器チューブ３や入口海水管１４、出口海水管１９の内部を洗浄することを目的として、入口側海水系統３２からスポンジ状ボールが投入されることがある。ボールストレーナ２１は、フィルタによって、このスポンジ状ボールを捕集し回収するようになっている。このようなフィルタを有するため、ボールストレーナ２１は、海水がそのフィルタを通過する際に圧力損失が生じる。このため、ボールストレーナ２１は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００３７】
出口側海水弁２２は、開閉することによって、出口海水管１９における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。出口側海水弁２２は、復水器１の運転時に開き、復水器１の停止時に閉じられる。出口側海水弁２２は、流路内に設けられた弁体を有しているため、海水が通過する際に圧力損失が生じる。このため、出口側海水弁２２は、海水の流れに対する抵抗をなすようになる。
【００３８】
出口側空気抜き管８は、出口水室４に接続されている。出口側空気抜き管８は、出口水室４内の空気を排出するための管である。出口側空気抜き管８から排出された空気は、後述する空気タンク１３を介して大気に放出される。
【００３９】
出口側空気抜き管８には、出口側空気弁１２が設けられている。出口側空気弁１２は、開閉することによって、出口側空気抜き管８における空気または海水の流れを許可または遮断するように構成されている。出口側空気弁１２は、出口水室４が満水状態でないときに開き、出口水室４が満水状態であるときに閉じられる。この出口側空気弁１２の開閉は、出口側水位計６の検出結果に応じて自動的に制御されてもよいし、作業員が手動により操作してもよい。出口側空気弁１２は、出口水室４が満水状態でないときに開き、出口水室４内の空気が出口側空気抜き管８から排出される。また、出口側空気弁１２は、出口水室４が満水状態であるときに閉じ、出口水室４内の海水が出口側空気抜き管８を通って空気タンク１３へ流れることが防止される。
【００４０】
出口側バイパス管１０は、出口海水管１９と出口側空気抜き管８とに接続されている。より具体的には、出口側バイパス管１０の一端は、出口側空気抜き管８のうち出口側空気弁１２よりも出口水室４の側の部分に連通し、他端は、出口海水管１９のうち抵抗部Ｒ２（最も下流側の出口側海水弁２２）よりも出口水室４とは反対側（下流側）の部分（連通点Ｃ２）に連通している。
【００４１】
出口側バイパス管１０には、出口側バイパス弁２７が設けられている。出口側バイパス弁２７は、開閉することによって、出口側バイパス管１０における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。出口側バイパス弁２７は、出口水室４が満水状態でないときは閉じており、出口水室４が満水状態のときは開く。
【００４２】
ところで、入口側空気抜き管７と出口側空気抜き管８は、下流側において合流し、共通管３４に接続されている。この共通管３４に、逆止弁２４と、排気弁２５と、空気タンク１３と、が設けられている。
【００４３】
逆止弁２４は、入口水室２および出口水室４から空気タンク１３への空気の流れは許可するが、空気タンク１３から入口水室２および出口水室４への空気の流れは遮断するように構成されている。排気弁２５は、開閉することによって、流路における空気又は海水の流れを許可または遮断するように構成されている。空気タンク１３は、入口水室２または出口水室４から排出された空気から、海水を分離可能に構成されている。空気タンク１３は、分離された海水を内部に収容可能になっている。空気タンク１３は、大気と連通しており、入口水室２および出口水室４から排出された空気を大気に放出するようになっている。
【００４４】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００４５】
本実施の形態による復水器１の運転時に、外洋から取水路を通って取水槽に導かれた海水は、海水ポンプＰにより汲み上げられ、復水器１に送られる。復水器１に送られた海水は、入口海水管１４を流れ、入口水室２に流入する。海水は、入口水室２から復水器チューブ３を通過して、出口水室４に流入する。海水は、この復水器チューブ３を通過する際、蒸気タービンから復水器１に送られた蒸気と熱交換する。これにより、蒸気は海水で冷却されて凝縮する。その後、海水は、出口水室４から出口海水管１９へ流れる。海水は、出口海水管１９を通って放水槽へ排出され、さらに放水管を通って外洋へ放出される。
【００４６】
ここで、複数の復水器チューブ３のそれぞれに海水を行き渡らせ、復水器チューブ３で海水と蒸気とを熱交換する伝熱面積を確保するために、入口水室２と出口水室４を満水状態にすることが望ましい。以下、復水器１の起動時について説明する。
【００４７】
復水器１の起動時には、入口水室２は満水状態でない。このため、入口側空気弁１１を開くとともに、入口側バイパス弁２６を閉じる。この状態で、入口海水管１４から入口水室２に海水を流入させる。すると、入口水室２内の海水量が増大し水位が上昇していく。それとともに、入口水室２に流入する海水に押し出されるように、入口水室２内の空気が入口側空気抜き管７から排出される。入口水室２への海水の流入を続けると、やがて入口水室２が海水で満たされて満水状態になる。
【００４８】
また、復水器１の起動時には、出口水室４も満水状態でない。このため、出口側空気弁１２を開くとともに、出口側バイパス弁２７を閉じる。この状態で、復水器チューブ３から出口水室４に海水を流入させる。すると、出口水室４内の海水量が増大し水位が上昇していく。それとともに、出口水室４に流入する海水に押し出されるように、出口水室４内の空気が出口側空気抜き管８から排出される。出口水室４への海水の流入を続けると、やがて出口水室４が海水で満たされて満水状態になる。
【００４９】
なお、入口水室２と出口水室４を効率的に満水状態にするために、満水状態になるまで海水ポンプＰによる供給流量を増やしてもよい。また、例えば出口側海水弁２２の開度を小さくする（絞る）などして、出口水室４からの流出流量を減らしてもよい。
【００５０】
入口水室２が満水状態になると、入口側水位計５により入口水室２が満水状態であることが検出される。これにより、入口側空気弁１１を閉じる。入口側空気弁１１を閉じると、入口側空気抜き管７内の空気の流れがなくなる。
【００５１】
入口側空気弁１１を閉じた後、入口側バイパス弁２６を開く。入口側バイパス弁２６を開くと、入口海水管１４と入口水室２とが、入口側バイパス管９と入口側空気抜き管７とを介して連通する。なお、入口側バイパス弁２６は、入口側空気弁１１と同時に閉じてもよい。
【００５２】
ここで、本実施の形態では、入口海水管１４に、海水に対する抵抗をなす抵抗部Ｒ１（入口側海水弁１５、除塵装置１６、入口側エキスパンションジョイント１７）が設けられている。このことにより、入口海水管１４内の海水の流れには、抵抗部Ｒ１の抵抗により圧力損失が生じ、入口海水管１４のうち抵抗部Ｒ１よりも上流側の部分（連通点Ｃ１）と入口水室２との間に圧力差が生じる。このため、連通点Ｃ１から入口側バイパス管９と入口側空気抜き管７とを通って入口水室２に海水が流れ、その海水は、抵抗部Ｒ１での圧力損失に相当する流量で流れる。この結果、入口側空気抜き管７に海水の流れが形成されることになる。
【００５３】
同様に、出口水室４が満水状態になると、出口側水位計６により出口水室４が満水状態であることが検出される。これにより、出口側空気弁１２を閉じる。出口側空気弁１２を閉じると、出口側空気抜き管８内の空気の流れがなくなる。
【００５４】
出口側空気弁１２を閉じた後、出口側バイパス弁２７を開く。出口側バイパス弁２７を開くと、出口水室４と出口海水管１９とが、出口側空気抜き管８と出口側バイパス管１０とを介して連通する。なお、出口側バイパス弁２７は、出口側空気弁１２と同時に閉じてもよい。
【００５５】
同様に、本実施の形態では、出口海水管１９に、海水に対する抵抗をなす抵抗部Ｒ２（出口側エキスパンションジョイント２０、ボールストレーナ２１、出口側海水弁２２）が設けられている。このことにより、出口海水管１９内の海水の流れには、抵抗部Ｒ２の抵抗により圧力損失が生じ、出口水室４と出口海水管１９のうち抵抗部Ｒ２よりも下流側の部分（連通点Ｃ２）との間に圧力差が生じる。このため、出口水室４から出口側空気抜き管８と出口側バイパス管１０とを通って出口海水管１９に海水が流れ、その海水は、抵抗部Ｒ２での圧力損失に相当する流量で流れる。この結果、出口側空気抜き管８に海水の流れが形成されることになる。
【００５６】
このように本実施の形態によれば、海水管１４、１９に、海水の流れに対する抵抗をなす抵抗部Ｒ１、Ｒ２が設けられており、バイパス管９、１０が、海水管１４、１９のうち抵抗部Ｒ１、Ｒ２よりも水室２、４とは反対側の部分と空気抜き管７、８とを連通している。このことにより、復水器１の運転時に、バイパス管９、１０および空気抜き管７、８に、抵抗部Ｒ１、Ｒ２での抵抗によって生じる圧力損失に相当する流量の海水を流すことができる。このため、空気抜き管７、８に海水の流れを形成することができ、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止することができる。従って、空気抜き管７、８の内面への海洋生物の付着を抑制し、空気抜き管７、８内の詰まりを防止することができる。この結果、メンテナンスの頻度を減らすことができる。
【００５７】
また、本実施の形態によれば、上述したように、空気抜き管７、８に、海水を流し続けることができる。このことにより、空気抜き管７、８がステンレス製である場合に内面に形成される不動態皮膜に、海水の流れによって酸素を供給し続けることができる。このため、不動態皮膜の再生を促進し、空気抜き管７、８の腐食を防止することができる。このように、空気抜き管７、８の耐久性を向上させることができる。この結果、メンテナンスの頻度を減らすことができる。
【００５８】
また、本実施の形態によれば、海水管１４、１９を流れる海水が抵抗部Ｒ１、Ｒ２から受ける抵抗によって生じる圧力損失を利用して、空気抜き管７、８に海水の流れを形成することができる。このため、バイパス管９、１０や空気抜き管７、８に海水を流すためのポンプなどの動力装置を設けることを不要にでき、簡易かつ効率的に、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止することができる。
【００５９】
また、本実施の形態によれば、空気抜き管７、８からの海水は、入口水室２または出口海水管１９に流すことができる。このため、空気抜き管７、８内の海水を排出するための別の流路（管など）を設けることを不要にでき、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止するための構成が複雑化することを防止できる。
【００６０】
また、本実施の形態によれば、海水系統３２、３３は、熱交換部３１の入口側と出口側とにそれぞれ設けられている。このため、入口水室２の側の入口側空気抜き管７と、出口水室４の側の出口側空気抜き管８との双方において、海水の滞留を防止することができる。この結果、復水器１全体としてのメンテナンスの頻度を減らすことができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、バイパス管９、１０は、空気抜き管７、８のうち空気弁１１、１２よりも水室２、４の側の部分に連通している。このことにより、空気弁１１、１２を閉じているときに、空気抜き管７、８における空気弁１１、１２と水室２、４との間の部分に海水の流れを形成することができる。このため、当該部分に海水を流すときに空気抜き管７、８のうち空気弁１１、１２よりも下流側の部分へ海水が流れることを防止しつつ、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止することができる。
【００６２】
また、本実施の形態によれば、バイパス管９、１０にバイパス弁２６、２７が設けられている。このことにより、水室２、４から空気を排出しているときは、バイパス弁２６、２７を閉めることによって、空気抜き管７、８へ海水が流れることを防止することができる。また、水室２、４から空気を排出していないときは、バイパス弁２６、２７を開くことによって、空気抜き管７、８に海水の流れを形成し、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止することができる。
【００６３】
また、本実施の形態によれば、入口海水管１４の抵抗部Ｒ１は、入口側海水弁１５と、除塵装置１６と、入口側エキスパンションジョイント１７と、を含んでいる。また、出口海水管１９の抵抗部Ｒ２は、出口側エキスパンションジョイント２０と、ボールストレーナ２１と、出口側海水弁２２と、を含んでいる。このように、他の用途にも利用されている部材を抵抗部Ｒ１、Ｒ２として利用することで、海水の流れに対する抵抗をなすための専用の部材を設けることなく、簡易かつ効率的に、抵抗部Ｒ１、Ｒ２を構成することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態では、入口海水管１４の抵抗部Ｒ１は、入口側海水弁１５と、除塵装置１６と、入口側エキスパンションジョイント１７と、を含んでおり、出口海水管１９の抵抗部Ｒ２は、出口側エキスパンションジョイント２０と、ボールストレーナ２１と、出口側海水弁２２と、を含んでいたが、これに限定されない。抵抗部Ｒ１は、入口側海水弁１５、除塵装置１６、および入口側エキスパンションジョイント１７のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。また、抵抗部Ｒ２は、出口側エキスパンションジョイント２０、ボールストレーナ２１、および出口側海水弁２２のうち少なくとも１つを含んでいてもよい。また、抵抗部Ｒ１、Ｒ２として、これらの部材ではない別の部材を用いてもよい。
【００６５】
また、本実施の形態では、入口側バイパス管９は、入口海水管１４のうち入口側海水弁１５よりも上流側の部分に連通しており、出口側バイパス管１０は、出口海水管１９のうち出口側海水弁２２よりも下流側の部分に連通していたが、これに限定されない。入口側バイパス管９は、入口側空気抜き管７に海水の流れを形成することができれば、例えば、入口海水管１４のうち入口側海水弁１５と除塵装置１６との間の部分や、入口海水管１４のうち除塵装置１６と入口側エキスパンションジョイント１７との間の部分に連通していてもよい。また、出口側バイパス管１０は、出口側空気抜き管８に海水の流れを形成することができれば、出口海水管１９のうち出口側エキスパンションジョイント２０とボールストレーナ２１との間の部分や、出口海水管１９のうちボールストレーナ２１と出口側海水弁２２との間の部分に連通していてもよい。
【００６６】
また、本実施の形態では、入口側海水系統３２と出口側海水系統３３が、バイパス管９、１０を有している例について説明したが、これに限定されない。入口側海水系統３２および出口側海水系統３３のいずれか一方が、バイパス管９、１０を有している構成としてもよい。
【００６７】
（第２の実施の形態）
次に、図２を用いて、第２の実施の形態による海水熱交換器について説明する。
【００６８】
図２に示す第２の実施の形態においては、海水系統は、海水管の内部の海水を排出する排出管を更に有しており、バイパス管は、排出管を介して海水管に連通している点が主に異なり、他の構成は、図１に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図２において、図１に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６９】
図２に示すように、本実施の形態による入口側海水系統３２は、入口側排出管１８（ブロー管）を有している。入口側排出管１８の一端は、入口海水管１４のうち入口側海水弁１５と除塵装置１６との間の部分（連通点Ｃ１）に連通し、他端は、排水槽３５に連通している。入口側排出管１８には、入口側排出弁２８（ブロー弁）が設けられている。入口側排出弁２８は、開閉することによって、入口側排出管１８における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。入口側排出弁２８は、復水器１の運転時は閉じられており、復水器１の停止時に開かれる。入口側排出弁２８が開かれると、入口海水管１４の内部の海水が、入口側排出管１８を通って、排水槽３５へ排出される。
【００７０】
本実施の形態では、入口側バイパス管９は、入口側排出管１８と入口側空気抜き管７とに接続されている。より具体的には、入口側バイパス管９の一端は、入口側排出管１８のうち入口側排出弁２８よりも入口海水管１４の側の部分に接続されており、他端は、入口側空気抜き管７のうち入口側空気弁１１よりも入口水室２の側の部分に接続されている。このように、入口側バイパス管９は、入口側排出管１８を介して入口海水管１４に連通するとともに、入口側空気抜き管７に連通している。
【００７１】
同様に、出口側海水系統３３は、出口側排出管２３（ブロー管）を有している。出口側排出管２３の一端は、出口海水管１９のうちボールストレーナ２１と出口側海水弁２２との間の部分（連通点Ｃ２）に連通し、他端は、排水槽３５に連通している。出口側排出管２３には、出口側排出弁２９（ブロー弁）が設けられている。出口側排出弁２９は、開閉することによって、出口側排出管２３における海水の流れを許可または遮断するように構成されている。出口側排出弁２９は、復水器１の運転時は閉じられており、復水器１の停止時に開かれる。出口側排出弁２９が開かれると、出口海水管１９の内部の海水が、出口側排出管２３を通って、排水槽３５へ排出される。
【００７２】
本実施の形態では、出口側バイパス管１０は、出口側空気抜き管８と出口海水管１９とに接続されている。より具体的には、出口側バイパス管１０の一端は、出口側空気抜き管８のうち出口側空気弁１２よりも出口水室４の側の部分に接続されており、他端は、出口側排出管２３のうち出口側排出弁２９よりも出口海水管１９の側の部分に接続されている。このように、出口側バイパス管１０は、出口側空気抜き管８に連通するとともに、出口側排出管２３を介して出口海水管１９に連通している。
【００７３】
このように本実施の形態によれば、海水系統３２、３３は、海水管１４、１９の内部の海水を排出する排出管１８、２３を更に有しており、バイパス管９、１０は、排出管１８、２３を介して海水管１４、１９に連通している。このことにより、復水器１の運転時に、排出管１８、２３、バイパス管９、１０、および空気抜き管７、８に海水を流すことができる。このため、空気抜き管７、８に海水の流れを形成しつつ、排出管１８、２３にも海水の流れを形成することができる。この結果、空気抜き管７、８における海水の滞留を防止することができるとともに、排出管１８、２３における海水の滞留も防止することができる。
【００７４】
また、本実施の形態によれば、海水系統３２、３３は、排出管１８、２３に設けられた排出弁２８、２９を更に有しており、バイパス管９、１０は、排出管１８、２３のうち排出弁２８、２９よりも海水管１４、１９の側の部分に連通している。このことにより、復水器１の運転時において、排出弁２８、２９を閉じているときに、空気抜き管７、８および排出管１８、２３に海水の流れを形成することができる。このため、復水器１の運転時に、海水が海水管１４、１９から排出管１８、２３を通って排水槽３５へ流れることを防止しつつ、空気抜き管７、８および排出管１８、２３に海水の流れを形成し、空気抜き管７、８および排出管１８、２３における海水の滞留を防止することができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、入口側排出管１８は、入口海水管１４のうち入口側海水弁１５と除塵装置１６との間の部分に連通し、出口側排出管２３は、出口海水管１９のうちボールストレーナ２１と出口側海水弁２２との間の部分に連通していたが、これに限定されない。入口側排出管１８は、例えば、入口海水管１４のうち入口側海水弁１５よりも上流側の部分や、入口海水管１４のうち除塵装置１６と入口側エキスパンションジョイント１７との間の部分に連通していてもよい。また、出口側排出管２３は、例えば、出口海水管１９のうち出口側エキスパンションジョイント２０とボールストレーナ２１との間の部分や、出口海水管１９のうち出口側海水弁２２よりも下流側の部分に連通していてもよい。
【００７６】
また、本実施の形態では、入口側海水系統３２と出口側海水系統３３が、排出管１８、２３を有している例について説明したが、これに限定されない。入口側海水系統３２および出口側海水系統３３のいずれか一方が、排出管１８、２３を有している構成としてもよい。
【００７７】
以上述べた実施の形態によれば、空気抜き管における海水の滞留を防止することができる。
【００７８】
以上、本発明のいくつかの実施の形態を説明したが、これらの実施の形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００７９】
なお、上記の実施の形態では、海水熱交換器の一例として、発電プラントにおける蒸気タービンから排出された蒸気を海水と熱交換させて、冷却、凝縮し、復水にする復水器を用いて説明したが、これに限定されない。他に、発電プラントにおけるタービンなどの軸受けなどを冷却するための冷却水を海水と熱交換させて冷却する冷却水冷却器（海水クーラ）にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１：復水器、２：入口水室、３：復水器チューブ、４：出口水室、７：入口側空気抜き管、８：出口側空気抜き管、９：入口側バイパス管、１０：出口側バイパス管、１１：入口側空気弁、１２：出口側空気弁、１４：入口海水管、１５：入口側海水弁、１６：除塵装置、１７：入口側エキスパンションジョイント、１８：入口側排出管、１９：出口海水管、２０：出口側エキスパンションジョイント、２１：ボールストレーナ、２２：出口側海水弁、２３：出口側排出管、２６：入口側バイパス弁、２７：出口側バイパス弁、２８：入口側排出弁、２９：出口側排出弁、３１：熱交換部、３２：入口側海水系統、３３：出口側海水系統、Ｒ１、Ｒ２：抵抗部
【図１】
2020024066.tif 000003
【図２】
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【図３】
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