(57)【要約】【課題】発電所において海水温度が急激に変化した場合であっても、取水口と放水口との海水温度の温度差を協定値未満に保つことができるようにする。【解決手段】温度上昇予測システム２０は、予測の対象となる日付及びこの日付の各時間における潮の干満に関する干満情報を取得する入力受付部２１と、予め、海水の急激な温度上昇が生じる可能性の高い潮の干満に関する条件に関する温度上昇情報が記録された温度変化条件データベース２４と、温度変化条件データベース２４を参照して、温度上昇情報を取得し、干満情報に含まれる潮の干満が温度上昇情報における前記条件に該当する時間を求める温度変化予測部２２と、条件に該当する時間の前になると警報を発する警報部２３とを備える。オペレータは、警報部２３により警報が発せられると、発電量を低減し、放水口から排出される海水の温度を低減する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水の温度上昇を予測するシステムであって、
予測の対象となる日を指定する日付情報を受け付ける入力受付手段と、
前記日付情報により指定される日の潮位に関する潮位情報を取得する潮位情報取得手段と、
海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位の条件に関する温度変化条件情報が記録された温度変化条件データベースと、
前記温度変化条件情報データベースを参照して、前記温度変化条件情報を取得し、前記潮位情報において前記温度変化条件に該当する時間を求める予測部とを備えることを特徴とする海水温度上昇予測システム。
【請求項２】
請求項１記載の海水温度上昇予測システムであって、
前記温度変化条件情報は、海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位に関する発生条件と、当該発生条件に該当する場合に温度上昇が発生する可能性の高い時間に関する時間条件とが対応付けられてなり、
前記予測部は、前記潮位情報が前記温度変化条件情報に含まれる前記発生条件に該当するか否かを判定し、該当する場合には、前記発生条件と対応付けられた前記時間条件に基づき、温度上昇が発生する可能性の高い時間を求めることを特徴とする海水温度上昇予測システム。
【請求項３】
請求項１又は２記載の海水温度上昇予測システムであって、
前記温度変化条件データベースには、１年間を複数に分割した各期間に対して前記温度変化条件情報が記録されており、
前記予測部は、前記入力受付手段が取得した日付情報により指定される日付が該当する期間の前記温度変化条件情報を取得することを特徴とする海水温度上昇予測システム。
【請求項４】
海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位の条件に関する温度変化条件情報が記録された温度変化条件データベースを備えたコンピュータにより、海水の温度上昇を予測する方法であって、
前記コンピュータが、予測の対象となる日を指定する日付情報を受け付けるステップと、
前記コンピュータが、前記日付情報により指定される日の潮位に関する潮位情報を取得するステップと、
前記コンピュータが、前記温度変化条件データベースを参照して、前記温度変化条件情報を取得し、前記潮位情報において前記温度変化条件に該当する時間を求めるステップと、を備えることを特徴とする海水温度上昇予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所などにおける海水を冷却水として利用する冷却システムの取水口と放水口における温度差が所定の温度以上とならないように海水温度の上昇を予測するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、発電所などでは、例えば、特許文献１に記載されているように、復水器冷却システムにより、取水口から海水を取り入れ、復水器における冷却水として利用した後、放水口から海に排出することにより復水器の冷却を行っている。このような設備における取水口と放水口との海水温度の差は、海水温度の上昇を防止すべく、公害防止協定により所定の協定値（例えば７℃）未満になるように定められている。
【０００３】
このため、従来は、取水口及び放水口の近傍に温度計を設置し、取水口及び放水口の水温を監視し、取水口と放水口との水温の差が設定値（例えば、６．７℃）以上になると警報を発し、オペレータが循環ポンプの吐出流量を増加することや発電量を低減することにより放水口より排出される海水の水温を降下させて、温度差を低減していた。なお、例えば、特許文献１にはこのように吐出流量を調整可能なシステムが記載されている。
【特許文献１】特開２００２−３４０４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、通常、取水口から取り入れられた海水が、復水器において冷却水として利用された後、放水口から海へ排出されるまでには時間がかかる（地理的条件や循環ポンプの駆動台数等により異なるが例えば２０〜６０分程度）。このため、取水口から取り入れられた海水が放水口から排出されるまでに上昇する温度が協定値を下回る場合であっても、海水が取水口から放水口まで到達する間に海水温度が急激に低下してしまうと、放水される時点で放水温度と海水温度との差が大きくなり、取水口と放水口との温度差が協定値を超えてしまう恐れがある。このことは、一時的に海水温が上昇し、その後、急激に低下した場合も同様である。
【０００５】
本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、海水温度の急激な温度変化を予め予測できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の海水温度上昇予測システムは、海水の温度上昇を予測するシステムであって、予測の対象となる日を指定する日付情報を受け付ける入力受付手段と、前記日付情報により指定される日の潮位に関する潮位情報を取得する潮位情報取得手段と、海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位の条件に関する温度変化条件情報が記録された温度変化条件データベースと、前記温度変化条件情報データベースを参照して、前記温度変化条件情報を取得し、前記潮位情報において前記温度変化条件に該当する時間を求める予測部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
上記のシステムにおいて、前記温度変化条件情報は、海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位に関する発生条件と、当該発生条件に該当する場合に温度上昇が発生する可能性の高い時間に関する時間条件とが対応付けられてなり、前記予測部は、前記潮位情報が前記温度変化条件情報に含まれる前記発生条件に該当するか否かを判定し、該当する場合には、前記発生条件と対応付けられた前記時間条件に基づき、温度上昇が発生する可能性の高い時間を求めてもよい。
また、前記温度変化条件データベースには、１年間を複数に分割した各期間に対して前記温度変化条件情報が記録されており、前記予測部は、前記入力受付手段が取得した日付情報により指定される日付が該当する期間の前記温度変化条件情報を取得してもよい。
【０００８】
また、本発明の海水温度上昇予測方法は、海水の温度変化が生じる可能性の高い潮位の条件に関する温度変化条件情報が記録された温度変化条件データベースを備えたコンピュータにより、海水の温度上昇を予測する方法であって、前記コンピュータが、予測の対象となる日を指定する日付情報を受け付けるステップと、前記コンピュータが、前記日付情報により指定される日の潮位に関する潮位情報を取得するステップと、前記コンピュータが、前記温度変化条件データベースを参照して、前記温度変化条件情報を取得し、前記潮位情報において前記温度変化条件に該当する時間を求めるステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、予測の対象となる日の潮位に関する情報に基づき、海水温度の急激な変化の発生する確率の高い時期を予測することができるため、オペレータは予めこの情報に基づき、発電量を低減するなどの対応をすることができ、取水口と放水口との海水温度の上昇が協定値未満に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の循環ポンプにおける海水温度上昇予測システムの一実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、発電所における復水器の冷却システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、復水器冷却システム１０は、海中に設けられた取水口１２から循環ポンプ１１により海水を取り入れ、復水器１３における冷却水として利用した後、海中に設けられた放水口１４より海に排出するシステムである。
【００１１】
循環ポンプ１１は、吐出流量が調整可能なポンプである。吐出流量が調整可能なポンプとしては、例えば、立軸可動翼循環ポンプなどを用いてもよいし、複数のポンプを並列接続し、ポンプの可動台数を変更することにより吐出量を調整可能に構成してもよい。なお、立軸可動翼循環ポンプは回転軸に動翼が取り付けられており、動翼が回転することにより海水を吸い上げて吐出し、この動翼の開度を変化させることにより、吐出流量を調整可能なポンプである。
【００１２】
取水口１２から取り入れられた海水が、復水器１３を通って、放水口１４から海へ排出されるまでには、地理的条件や循環ポンプ１１の駆動状況により異なるが２０〜６０分程度かかる。また、復水器１３で冷却水として利用された海水が放水口１４に到達するまでには、１０〜２０分程度かかる。
【００１３】
ここで、従来技術の欄に記載したように、取水口１２から取り入れられた海水が放水口１４から排出されるまでに海水温度が急激に変化してしまうと、取水口１２と放水口１４との温度差が協定値（例えば７℃）を超えてしまう恐れがある。また、発電量を低減することにより、復水器１３での温度上昇を抑えることも考えられるが、復水器１３を通過した海水が放水口１４に到達するまでに、例えば、１０〜２０分程度の時間がかかるため、発電量の低減が放水温度の低下に反映されるまで時間がかかり、その間に温度差が協定値を超える恐れがある。従って、予め、海水温度の急激な変化を予測する必要がある。
【００１４】
そこで、発明者らは、海水温度が急激に変化する原因を特定するため、海水温度が急激に変化した日の潮位及び降水量を測定した。
図２は、海水温度が急激に変化した際の降水量を示す表である。同図に示すように、海水の温度の急激な変化が生じた際に、雨天であった場合は非常に少ない。このことから、降水量と海水の温度の急激な上昇とは相関がないことが確認された。
【００１５】
また、図３は、各月における、急激な温度変化（３０分間以内に０．３℃以上の変化）の発生件数と、急激な温度変化が生じた際に干満差が２ｍ以上であった件数及びその割合、干満差が１．５ｍ以下であった件数及びその割合、急激な温度変化の発生時の潮位が２ｍ以上であった件数及びその割合、発生時潮位が１ｍ以下であった件数及びその割合、満潮前後１時間以内に急激な温度変化が生じた件数及びその割合、干潮前後１時間以内に急激な温度変化が生じた件数及びその割合を示す表である。
【００１６】
同図に示すように、春季（４月〜６月）では、急激な温度変化が生じた際に、干満差が２ｍ以上である確率が５０％を超えており、干満差が２ｍ以上となる場合に急激な温度変化が生じる可能性が高いことがわかる。また、該当する期間の急激な温度変化が生じた状況を確認したところ、多くの場合、潮位の変動中であった。
【００１７】
また、夏季（７月〜９月）では、急激な温度変化が生じた際の潮位が２ｍ以上であった割合が５０％を超えており、比較的潮位の高いときに、急激な温度変化が生じる可能性が高いことがわかる。また、該当する期間の急激な温度変化が生じた状況を確認したところ、多くの場合、潮位の変動中であった。
【００１８】
また、秋季（１０月〜１２月）では、潮位との関係は見られないが、急激な温度変化の発生時が干潮の前後１時間以内である割合が５０％を超えており、干潮の前後１時間以内に、急激な温度変化が生じる可能性が高いことがわかる。
【００１９】
また、冬季（１月〜３月）では、急激な温度変化の発生時が、干満差が１．５ｍ以下である割合が５０％を超えており、干満差が１．５ｍ以下である場合に、急激な温度変化が生じる可能性が高いことがわかる。また、該当する期間の急激な温度変化が生じた状況を確認したところ、多くの場合、潮位の変動中であった。
【００２０】
本願発明者らは、上記の実験結果に鑑みて、以下に説明するような、干満潮に関する情報に基づき急激な海水温度の変化の発生を予測し、警報を発する温度上昇予測システムを構成した。
【００２１】
図４は、本実施形態の温度上昇予測システム２０の構成を示す図である。同図に示すように、温度上昇予測システム２０は、例えば、コンピュータなどにより構成され、入力受付部２１と、温度変化予測部２２と、温度変化条件データベース２４と、警報部２３とを備える。なお、温度変化条件データベース２４はハードディスク等の記録媒体により構成され、また、各構成部はＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。
【００２２】
入力受付部２１は、予測の対象となる日付に関する日付情報と、その日の干潮、満潮時刻及びその潮位に関する潮位情報の入力を受け付ける。なお、潮位情報については、例えば、気象庁のホームページなどから取得することができる。
【００２３】
図５は、温度変化条件データベース２４に記録された情報の構成を示す図である。温度変化条件データベース２４には、上述した海水温度に急激な上昇があった際の潮位の測定結果から得られた、各季節に対する急激な温度上昇が発生しやすい条件（以下、発生条件という）と、この発生条件を満たした場合に急激な温度上昇が発生する可能性の高い時間帯（以下、発生時間帯という）に関する温度変化条件情報が記録されている。すなわち、図５に示すように、春季（４月〜６月）に対しては、発生条件として「干満差が２ｍ以上」、発生時間帯として「潮位変動中」が、夏季（７月〜９月）に対しては、発生条件として「潮位変動が２ｍ以上」、発生時間帯として「潮位変動中」が、秋季（１０月〜１２月）に対しては、発生条件は特になく、発生時間帯として「干潮前後１時間内」が、冬季（１月〜３月）に対しては、発生条件として「干満の差が１．５ｍ以下」、発生時間帯として「潮位変動中」が記録されている。
【００２４】
温度変化予測部２２は、入力受付部２１が入力を受け付けた日付情報に基づき、温度変化条件データベース２４を参照して予測の対象となる日が該当する季節に対応する温度変化条件情報を取得する。そして、潮位情報における干満潮時の潮位等の条件が発生条件に該当するか否かを判定し、該当する場合には発生時間帯に基づき、予測の対象となる日における急激な温度上昇が発生する可能性が高い時間帯に関する温度上昇発生情報を作成する。
【００２５】
警報部２３は、温度変化予測部２２が作成した温度上昇発生情報に基づき、急激な温度上昇が発生する可能性が高い時間帯の所定の時間前になると、その旨を例えば、画面表示などにより警告する。そして、急激な温度上昇が発生する可能性が高い時間帯が経過した後、警告を終了する。
【００２６】
オペレータは、このような警告により、急激な温度上昇が発生する可能性が高い期間に入ることを認識すると、予め、発電量を低減することにより冷却水の取水口１２と放水口１４との間の温度上昇を抑えておく。これにより、海水温度が急激に上昇したとしても、復水器１３における温度上昇が抑えられているため、結果として取水口１２と放水口１４との間の温度差が協定値を超えることを防止できる。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態によれば、予め測定結果に基づき作成された、季節ごとの急激な温度上昇が生じ易い干潮又は満潮時の潮位等に関する期間情報と、当日の潮位情報とに基づき、急激な温度上昇が発生しやすい期間を予測することができる。このため、急激な温度上昇が生じる前に、予め、発電量を低減し、取水口と放水口との間の温度上昇を抑えることができ、放水口から放出される海水が協定値を超過するのを防止できる。
【００２８】
なお、本実施形態では、温度変化条件データベース２４に季節ごとの温度変化条件を記録するものとしたが、これに限らず、例えば、月ごとに温度変化条件が異なる場合には、各月の温度変化条件を記録してもよく、また、１年間を通しての温度変化条件が略一定である場合には、期間ごとに分けずに一定の温度変化条件を記録してもよい。
【００２９】
また、本実施形態では、入力受付部２１により予測の対象となる日の干潮、満潮の時刻及びその潮位に関する潮位情報を受け付けることとしたが、温度上昇予測システム２０に、予め潮位情報が記録されたデータベースを設けておき、このデータベースを参照することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】発電所における復水器の冷却システムの構成を示す図である。
【図２】海水温度が急激に変化した際の降水量を示す表である。
【図３】各月における、急激な温度変化の発生件数と、急激な温度変化が生じた際に干満差が２ｍ以上であった件数及びその割合、干満差が１．５ｍ以下であった件数及びその割合、急激な温度変化の発生時の潮位が２ｍ以上であった件数及びその割合、発生時潮位が１ｍ以下であった件数及びその割合、満潮前後１時間以内に急激な温度変化が生じた件数及びその割合、干潮前後１時間以内に急激な温度変化が生じた件数及びその割合を示す表である。
【図４】本実施形態の温度上昇予測システムの構成を示す図である。
【図５】温度変化条件データベースに記録された情報の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０  冷却システム
１１  循環ポンプ
１２  取水口
１３  復水器
１４  放水口
２０  温度上昇予測システム
２１  入力受付部
２２  温度変化予測部
２３  警報部
２４  温度変化条件データベース
【図１】
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【図４】
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【図５】
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【図２】
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【図３】
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