(57)【要約】【課題】取水温度と放水温度との温度差が許容範囲内を超えてしまうことを抑えることができる冷却水の温度調整システム、及び温度調整方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、復水器６３を冷却するために取水路６４から取り込んだ冷却水を冷却する冷却動作を行う冷却装置４と、前記冷却水として前記取水路６４に取り込む取込水の温度である取水温度と、前記復水器６３の冷却に使用した後に放水路６５から放水する放出水の温度である放水温度との温度差が、該温度差の許容範囲を示す規定温度内になるように、前記冷却装置４の前記冷却動作を制御する冷却制御手段５５と、を備える冷却水の温度調整システム、温度調整方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
復水器内で蒸気を冷却するために取水路から取り込んだ冷却水を冷却する冷却動作を行う冷却装置と、
前記冷却水として前記取水路に取り込む取込水の温度である取水温度と、前記復水器の冷却に使用した後に放水路から放水する放出水の温度である放水温度との温度差が、該温度差の許容範囲を示す規定温度内になるように、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する冷却制御手段と、を備える、
冷却水の温度調整システム。
【請求項２】
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記規定温度よりも低い温度で設定されている閾値温度を超えたときに、前記冷却装置に前記冷却動作を実行させるように構成される、
請求項１に記載の冷却水の温度調整システム。
【請求項３】
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記閾値温度になるよう、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する、
請求項２に記載の冷却水の温度調整システム。
【請求項４】
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記閾値温度以上であり、且つ前記規定温度以上の温度で設定されている異常温度を超えたときに、前記温度差が該異常温度未満のときよりも、前記冷却装置による前記冷却水の冷却能力を高めるよう前記冷却動作を制御する、
請求項２又は３に記載の冷却水の温度調整システム。
【請求項５】
復水器内で蒸気を冷却するための冷却水として取水路に取り込む取込水の温度である取水温度と、前記復水器の冷却に使用した後に放水路から放水する放出水の温度である放水温度との温度差に基づいて、該温度差の許容範囲を示す規定温度内になるように、前記取水路内の前記冷却水を冷却する冷却装置の冷却動作を制御する、
冷却水の温度調整方法。
【請求項６】
前記温度差が前記規定温度よりも低い温度で設定されている閾値温度を超えたときに、前記冷却装置に前記冷却動作を実行する、
請求項５に記載の冷却水の温度調整方法。
【請求項７】
前記温度差が前記閾値温度になるよう、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する、
請求項６に記載の冷却水の温度調整方法。
【請求項８】
前記温度差が前記閾値温度以上であり、且つ前記規定温度以上の温度で設定されている異常温度を超えたときに、前記温度差が該異常温度未満のときよりも、前記冷却装置による前記冷却水の冷却能力を高めるよう前記冷却動作を制御する、
請求項６又は７に記載の冷却水の温度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火力発電所等のプラントに設置されている復水器内で蒸気を冷却するために取り込んだ冷却水の温度を調整する冷却水の温度調整システム、及び温度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、火力発電所等のプラントでは、タービンを駆動させるための蒸気を水に戻す復水器が設置されており、該復水器は、取水路を通じて河川や海から取り込まれた水を使用して蒸気を冷却するように構成されている。
【０００３】
そして、前記取水路には、例えば、特許文献１に開示されているような、液化天然ガス（ＬＮＧ）を気化させて天然ガス（ＮＧ）に変えるためのＬＮＧ気化装置が設置されることがある。
【０００４】
かかるＬＮＧ気化装置は、液化天然ガスが流入するＬＮＧ流入口と、該ＬＮＧ流入口に連通し且つ取水路内の水に接触するようにして設置されている伝熱管と、該伝熱管内で取水路内の水との熱交換により液化天然ガスを気化させた天然ガスが流出するＮＧ流出口と、を備えている。
【０００５】
そして、上記ＬＮＧ気化装置が設置されている取水路では、該取水路内を流れる水と伝熱管内の液化天然ガスとが熱交換するため、該取水路内を流れる水が冷却された状態で復水器に供給されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１７８００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、火力発電所等のプラントには、環境保全のため、取水路に取り込む水の水温と復水器で使用した後にプラント外に放出（排出）する水の水温との温度差を所定の範囲内に収めることが求められる。
【０００８】
上記ＬＮＧ気化装置は、取水路内に取り込んだ水温によらず、一定の冷却能力を発揮することはできるものの、例えば、プラントで計測した取水路に取り込む水の水温と、実際の取水路内の水の水温とが異なっている場合、前記温度差が大きくなることがある。
【０００９】
そのため、上記従来のプラントでは、上記ＬＮＧ気化装置のような、取水路内の水を冷却するための設備が導入されていたとしても、前記温度差を前記所定の範囲内に保てなくなることがあった。
【００１０】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、取水温度と放水温度との温度差が許容範囲内を超えてしまうことを抑えることができる冷却水の温度調整システム、及び温度調整方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の冷却水の温度調整システムは、
復水器内で蒸気を冷却するために取水路から取り込んだ冷却水を冷却する冷却動作を行う冷却装置と、
前記冷却水として前記取水路に取り込む取込水の温度である取水温度と、前記復水器の冷却に使用した後に放水路から放水する放出水の温度である放水温度との温度差が、該温度差の許容範囲を示す規定温度内になるように、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する冷却制御手段と、を備える。
【００１２】
上記構成の冷却水の温度調整システムによれば、前記温度差が前記規定温度内になるように、冷却制御手段が冷却装置の冷却動作を制御するため、前記温度差が前記規定温度内に収まり易くなる。
【００１３】
本発明の冷却水の温度調整システムにおいて、
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記規定温度よりも低い温度で設定されている閾値温度を超えたときに、前記冷却装置に前記冷却動作を実行させるように構成されていてもよい。
【００１４】
このようにすれば、前記温度差が前記規定温度に近付いた時点で冷却装置の冷却動作を実行することができるため、前記温度差を前記規定温度よりも低い温度で維持し易くなる。
【００１５】
また、本発明の冷却水の温度調整システムにおいて、
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記閾値温度になるよう、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する、ように構成されていてもよい。
【００１６】
このようにすれば、冷却装置が、規定温度よりも低い温度である閾値温度を目標にして温度差が閾値温度に近付くように取水路内の冷却水を冷却できるため、前記温度差が前記規定温度に到達しにくくすることができる。
【００１７】
さらに、本発明の冷却水の温度調整システムにおいて、
前記冷却制御手段は、前記温度差が前記閾値温度以上であり、且つ前記規定温度以上の温度で設定されている異常温度を超えたときに、前記温度差が該異常温度未満のときよりも、前記冷却装置による前記冷却水の冷却能力を高めるよう前記冷却動作を制御する、ように構成されていてもよい。
【００１８】
このようにすれば、例えば、前記取水温度や、前記放水温度の変化により前記温度差が急激に大きくなって前記規定温度を超えてしまったとしても、冷却装置の冷却動作の冷却能力を高めることで温度差を迅速に規定温度内に収めることができる。
【００１９】
本発明の冷却水の温度調整方法は、
復水器内で蒸気を冷却するための冷却水として取水路に取り込む取込水の温度である取水温度と、前記復水器の冷却に使用した後に放水路から放水する放出水の温度である放水温度との温度差に基づいて、該温度差の許容範囲を示す規定温度内になるように、前記取水路内の前記冷却水を冷却する冷却装置の冷却動作を制御する。
【００２０】
また、本発明の冷却水の温度調整方法は、
前記温度差が前記規定温度よりも低い温度で設定されている閾値温度を超えたときに、前記冷却装置に前記冷却動作を実行する、ように構成されていてもよい。
【００２１】
そして、本発明の冷却水の温度調整方法は、
前記温度差が前記閾値温度になるよう、前記冷却装置の前記冷却動作を制御する、ように構成されていてもよい。
【００２２】
さらに、本発明の冷却水の温度調整方法は、
前記温度差が前記閾値温度以上であり、且つ前記規定温度以上の温度で設定されている異常温度を超えたときに、前記温度差が該異常温度未満のときよりも、前記冷却装置による前記冷却水の冷却能力を高めるよう前記冷却動作を制御する、ように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
以上のように、本発明の冷却水の温度調整システム、及び温度調整方法によれば、取水温度と放水温度との温度差が許容範囲内を超えてしまうことを抑えることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る火力発電所、及び温度調整システムのブロック図である。
【図２】図２は、同実施形態に係る温度調整システムの取水温度測定装置の説明図である。
【図３】図３は、同実施形態に係る温度調整システムの制御装置のブロック図である。
【図４】図４は、同実施形態に係る温度調整システムによる温度調整方法のメインフローチャートである。
【図５】図５は、同実施形態に係る温度調整システムによる温度調整方法のフローチャートであって、冷却制御手段の動作のフローチャートである。
【図６】図６において、（ａ）は温度差平均が閾値温度を超えたときの状態を示す温度差平均の推移を示すグラフであり、（ｂ）は温度差平均が異常温度を超えたときの状態を示す温度差平均の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の一実施形態に係る温度調整システム、及び温度調整方法について添付図面を参照しつつ説明を行う。
【００２６】
温度調整システムは、図１に示すように、ボイラ６０で発生させた蒸気を利用して発電機６１を駆動させるためのタービン６２と、該タービン６２を駆動させるための蒸気を水に戻す復水器６３と、該復水器６３内で蒸気（ボイラ６０で発生させた蒸気）を冷却するための冷却水を取り込む取水路６４と、該復水器６３を冷却した後の放出水を放水するための放水路６５と、が設置された火力発電所等のプラントで使用されるシステムである。
【００２７】
温度調整システム１は、前記冷却水として取水路６４から取り込む取込水の温度である取水温度を測定する取水温度測定装置２と、放水路６５から放水する放出水の温度である放水温度を測定する放水温度測定装置３と、取水路６４内の冷却水を冷却するための冷却装置４と、該冷却装置４の冷却動作を制御するための制御装置５と、を備えている。
【００２８】
取水温度測定装置２は、例えば、図２に示すように、カーテンウォールＣの外側に設置されており、河川等から取水路６４に流れ込む水の温度（すなわち、冷却装置４により冷却される前の水の温度）を取水温度として測定するように構成されている。
【００２９】
本実施形態に係る取水温度測定装置２は、水中で水温を測定するための測温部２０と、  水面の位置に合わせて測定部を上下動させる位置調整機構２１と、を備えている。すなわち、測温部２０は、温度の測定位置を一定（水深）に保つため潮位にあわせて移動するように構成されている。
【００３０】
位置調整機構２１は、筒状であり且つ軸線方向を上下方向に対応させた姿勢で設置されるガイド部２１０と、該ガイド部２１０内で前記軸線方向に沿って移動可能なフロート２１１とを有する。
【００３１】
ガイド部２１０は、例えば、カーテンウォールＣに固定されていればよい。
【００３２】
フロート２１１の下側には、測温部２０が設置されている。また、フロート２１１は、水面に浮かぶように構成されており、水位の増減に合わせてガイド部２１０内で前記軸線方向に沿って移動する（上下動する）。これにより、測温部２０も水位の増減に合わせてガイド部２１０内で前記軸線方向に沿って移動するようになっている。
【００３３】
図１に示すように、放水温度測定装置３は、放水路６５内に設置されており、復水器６３の冷却に利用された後にプラント外（例えば、プラント外の海域）に放水される放出水の放水温度を測定するように構成されている。
【００３４】
図１乃至図３には図示していないが、冷却装置４は、取水路６４内に設置され且つ内部に冷媒を流通させるための冷却配管を備えている。そのため、冷却装置４は、冷却配管内の冷媒と取水路６４内の冷却水とを熱交換することにより、該冷却水の温度を下げることができるように構成されている。
【００３５】
なお、冷却配管は、取水路６４内で冷却水が流れる方向に沿って延びるように構成されていることが好ましい。また、冷却配管内には、例えば、冷媒として液化天然ガス（ＬＮＧ）を流通させればよい。
【００３６】
制御装置５は、図３に示すように、取込水の温度（取水温度）が入力される取水温度入力手段５０と、放出水の温度（放水温度）が入力される放水温度入力手段５１と、取水温度入力手段５０に入力された取水温度と放水温度入力手段５１に入力された放水温度の温度差を導出する温度差導出手段５２と、該温度差導出手段５２で導出した温度差を記憶する記憶手段５３と、温度差導出手段５２で導出した温度差の平均値である温度差平均を導出する温度差平均導出手段５４と、該温度差平均導出手段５４が導出した温度差平均に基づいて冷却装置４の冷却動作（冷却水の冷却能力）を制御する冷却制御手段５５と、を備えている。
【００３７】
なお、制御手段５は、パソコンのような、処理装置（ＣＰＵ）や、記憶装置等を備えた冷却装置４とは別体のものであってもよいし、冷却装置４に組み込まれたものであってもよい。
【００３８】
取水温度入力手段５０には、取水温度測定装置２が測定した取水温度が入力される。なお、取水温度入力手段５０には、取水温度測定装置２から取水温度が直接入力されてもよいし、取水温度測定装置２から取水温度が間接的に入力されてもよい（すなわち、ハードディスクや、外部の機器等に記憶された取水温度が読み出された後に入力されてもよい）。
【００３９】
放水温度入力手段５１には、放水温度測定装置３が測定した放水温度が入力される。なお、放水温度入力手段５１も、放水温度測定装置３から放水温度が直接入力されてもよいし、放水温度測定装置３から放水温度が間接的に入力されてもよい（すなわち、ハードディスクや、外部の機器等に記憶された取水温度が読み出された後に入力されてもよい）。
【００４０】
温度差導出手段５２が導出した温度差は、記憶手段５３によって記憶されるように構成されている。
【００４１】
温度差平均導出手段５４は、複数の温度差（温度差平均を導出する処理を実行する前の時点から温度差平均を導出する処理を実行する時点までの間に温度差導出手段５２が導出した複数の温度差）の平均値を導出し、かかる平均値を温度差平均とするように構成されている。
【００４２】
また、温度差平均導出手段５４は、温度差平均を導出する際に、記憶手段５３に記憶されている温度差を取得したり、温度差導出手段５２が導出した温度差を直接取得したりするように構成されていてもよい。
【００４３】
冷却制御手段５５には、取水温度と放水温度の温度差の許容範囲を示す規定温度と、該規定温度よりも低い温度（小さい温度値）で設定されている閾値温度と、規定温度以上の温度（温度値）で設定されている異常温度と、が設定されている。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）においては、規定温度を「Ｐ１」、閾値温度を「Ｐ２」、異常温度を「Ｐ３」で図示している。
【００４４】
冷却制御手段５５は、温度差平均と閾値温度、及び異常温度と比較する比較処理と、比較処理での比較結果に基づいて冷却装置４の冷却動作を制御する制御処理と、を実行するように構成されている。
【００４５】
比較処理では、温度差平均が閾値温度未満であるか閾値温度以上であるかを判定し、温度差平均が閾値温度以上である場合は、続いて、温度差平均が異常温度未満であるか温度差平均が異常温度以上であるかを判定するように構成されている。
【００４６】
このように、比較処理では、温度差平均が閾値温度未満であるか、温度差平均が閾値温度以上であり且つ異常温度未満であるか、温度差平均が異常温度以上であるか、が判定される。
【００４７】
制御処理では、比較処理で温度差平均が閾値温度未満であると判定されている場合は、冷却装置４を駆動させない。
【００４８】
一方、制御処理では、比較処理で温度差平均が閾値温度以上であると判定されている場合、冷却装置４を駆動させる。より具体的に説明すると、制御処理では、比較処理で温度差平均が閾値温度以上であり、且つ異常温度未満であると判定されている場合、冷却装置４を駆動させる。そして、比較処理で温度差平均が異常温度以上であると判定されている場合は、温度差平均が閾値温度以上であり且つ異常温度未満である場合よりも、冷却装置４の冷却能力を高めるように、冷却装置４の冷却動作を制御する。
【００４９】
なお、以下の説明においては、温度差平均が閾値温度以上であり且つ異常温度未満である場合における冷却装置４の冷却動作を通常冷却動作と称し、温度差平均が異常温度以上である場合における冷却装置４の冷却動作を緊急冷却動作と称する場合がある。
【００５０】
本実施形態に係る温度調整システム１の構成は以上の通りである。続いて、温度調整システム１による冷却水の温度調整方法を説明する。
【００５１】
温度調整システム１で冷却水の温度調整方法を説明する場合、図４に示すように、取水温度を取水温度入力手段５０に入力し（Ｓ１）、放水温度を放水温度入力手段５１に入力し（Ｓ２）、温度差導出手段５２が該取水温度と該放水温度とに基づいてこれらの温度差を導出する（Ｓ３）。
【００５２】
そして、温度差導出手段５２が導出した温度差は、記憶手段５３により記憶される（Ｓ４）。
【００５３】
続いて、温度差平均導出手段５４が温度差平均を導出し（Ｓ５）、冷却制御手段５５による冷却装置４（冷却動作）の制御に移る（Ｓ６）。
【００５４】
冷却制御手段５５は、比較処理を実行し、図５に示すように、温度差平均と閾値温度とを比較し（Ｓ７）、温度差平均が閾値温度未満であるか、閾値温度以上であるかを判定する。
【００５５】
温度差平均が閾値温度以上であると判定した場合は（Ｓ７でＹｅｓ）、続いて、温度差平均と異常温度とを比較し（Ｓ８）、温度差平均が異常温度未満であるか、異常温度以上であるかを判定する。
【００５６】
制御処理では、温度差平均が閾値温度未満と判定されている場合は（Ｓ７でＮｏ）、冷却装置４を駆動させずに処理を終了する。なお、温度差平均が閾値温度未満である状態は、図６（ａ）のｔ１よりも前の時点に示している。
【００５７】
温度差平均が閾値温度以上であると判定されている場合、より具体的には、温度差平均が閾値温度以上であり且つ異常温度未満であると判定されている場合は、冷却装置４を通常冷却動作させる（Ｓ９）。なお、温度差平均が閾値温度以上であり且つ異常温度未満である状態は、図６（ａ）のｔ１からｔ２までの時点に示している。
【００５８】
そして、温度差平均が異常温度以上であると判定されている場合は、冷却装置４を緊急冷却動作させる。なお、温度差平均が異常温度以上である状態は、図６（ｂ）のｔ３からｔ４までの時点に示している。
【００５９】
以上のように、本実施形態に係る温度調整システム１、及び温度調整方法によれば、取水温度と放水温度との温度差が規定温度内になるように、制御装置５が冷却装置４の冷却動作を制御するため、温度差が前記規定温度内になるように、冷却制御手段５５が冷却装置４の冷却動作を制御するため、取水温度と放水温度との温度差が規定温度内に収まり易くなる。
【００６０】
従って、本実施形態に係る温度調整システム１、及び温度調整方法は、取水温度と放水温度との温度差が許容範囲内を超えてしまうことを抑えることができるという優れた効果を奏し得る。?
【００６１】
また、冷却制御手段５５は、温度差が規定温度よりも低い温度で設定されている閾値温度を超えたときに、冷却装置４に冷却動作を実行させるように構成されているため、前記温度差が前記規定温度に近付いた時点で冷却装置４の冷却動作を実行することができるため、前記温度差を前記規定温度よりも低い温度で維持し易くなる。
【００６２】
さらに、温度差が規定温度以上の温度で設定されている異常温度を超えた場合は、温度差が閾値温度以上であり且つ異常温度未満のときよりも、冷却装置４による冷却水の冷却能力を高めるよう冷却動作を制御するため、例えば、前記取水温度や、前記放水温度の変化により前記温度差が急激に大きくなって前記規定温度を超えてしまったとしても、冷却装置４の冷却動作の冷却能力を高めることで温度差を迅速に規定温度内に収めることができる。
【００６３】
なお、本発明の温度調整システム、及び温度調整方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿論である。
【００６４】
上記実施形態において、特に言及しなかったが、本実施形態に係る温度調整システム１、及び温度調整方法は、温度差が閾値温度になるよう、制御装置５が冷却装置４の冷却動作を制御するように構成されていていてもよい。より具体的に説明すると、冷却制御手段５５は、温度差平均が閾値温度以上の温度から閾値温度未満の温度に変化したときに、冷却装置４の冷却動作を停止させるように構成されていてもよい。
【００６５】
このようにすれば、冷却装置４が、規定温度よりも低い温度である閾値温度を目標にして
温度差を調整するよう取水路６４内の冷却水を冷却するため、温度差が規定温度に到達しにくくなる。
【００６６】
上記実施形態において、特に言及しなかったが、冷却制御手段５５は、温度差平均が異常温度以上の温度から異常温度未満であり且つ閾値温度以上の温度に変化したときに、冷却装置４を緊急冷却動作から通常冷却動作に切り替えるように構成されていてもよいし、温度差平均が異常温度以上の温度から閾値温度未満の温度に変化したときに、緊急冷却動作を停止するように構成されていてもよい。
【００６７】
上記実施形態において、冷却装置４は、温度差平均に基づいて冷却装置４の冷却動作を制御するように構成されていたが、この構成に限定されない、例えば、冷却装置４は、温度差導出手段５２が導出した温度差に基づいて冷却装置４の冷却動作を制御するように構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…温度調整システム、２…取水温度測定装置、３…放水温度測定装置、４…冷却装置、５…制御装置、２０…測温部、２１…位置調整機構、５０…取水温度入力手段、５１…放水温度入力手段、５２…温度差導出手段、５３…記憶手段、５４…温度差平均導出手段、５５…冷却制御手段、６０…ボイラ、６２…タービン、６３…復水器、６４…取水路、６５…放水路、２１０…ガイド部、２１１…フロート、Ｃ…カーテンウォール
【図１】
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【図２】
2020076539.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020076539.tif 000007
【図６】
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