(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水ポンプ、ストレーナ、整流器を備えるとともにこの順に配置され、前記整流器において、生成した電解液を海水用管体内に供給して海洋性生物の付着を防止する発電設備の電解装置の冬期運用を制御する制御装置であって、
大気温度を測定する測定部と、
前記測定の結果、前記大気温度が所定温度より高いことを条件に前記電解装置への水の供給を停止し、前記大気温度が所定温度以下であることを条件に前記整流器の稼動を停止した上で、前記電解装置へ水を供給するとともにストレーナを稼動してストレーナへの閉塞を防止する処理部と、を備える制御装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記冬期運用において前記電解装置への水の供給が所定時間行われることを条件に、前記ストレーナの稼動を行う、
請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記ストレーナの稼動条件を記憶する記憶部であって、冬期とそれ以外とで異なる稼動条件を記憶する記憶部、を備え、
前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記稼動条件に従い、前記ストレーナを稼動する、
請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
海水ポンプ、ストレーナ、整流器を備えるとともにこの順に配置され、前記整流器において、生成した電解液を海水用管体内に供給して海洋性生物の付着を防止する発電設備の電解装置の冬期運用方法であって、
大気温度を測定するステップと、
前記測定の結果、前記大気温度が所定温度より高いことを条件に前記電解装置への水の供給を停止し、前記大気温度が所定温度以下であることを条件に前記整流器の稼動を停止した上で、前記電解装置へ水を供給するとともにストレーナを稼動してストレーナへの閉塞を防止するステップと、を含む冬期運用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備に設置された電解装置の制御装置及び冬期運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
臨海地域に設置された発電設備は、発電機の駆動軸部等を冷却する軸冷水を冷却するために大量の海水を利用する。海水の利用は海に設置した海水用管体を用いて行うが、このような海水用管体内には、経時的に微生物等の海洋生物が堆積して通水を阻害する要因となるため、海水電解装置を別途設置することが一般的である。
【０００３】
具体的には、海水電解装置は、直流電流を通電させる整流器を備え、海水を通水する管体内の海水に対して整流器が直流電流を通電させることで、海水を電気分解し、海水から次亜塩素酸ナトリウム水溶液（以下、「電解液」と呼ぶ）を生成する。そして、発電設備では、海水用電解装置によって生成した電解液を海水用管体内に適量ずつ供給することで、海洋生物の付着を防止する。
このような海水電解装置について、特許文献１には内部の結露状態や海水リーク状態を目視によって確認、判別可能にする工夫が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９７６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、海水温度が低下すると海洋生物の管体内への付着が減少するため、例えば、１２月１日〜２月末の期間は海水電解装置の運転を停止し、整流器の電源もロックしている。しかしながら、海水電解装置の運転を停止してしまうと、大気温度が低すぎる場合に装置内部が凍結してしまうおそれがあるため、発電設備では、大気温度が０℃以下となった場合に、凍結防止運転として整流器の電源をオフのまま海水電解装置を運転することとしている。
【０００６】
ところで、海水電解装置が海水を取り込む際には海水中のゴミを除去する必要があるため、海水電解装置にはストレーナが設けられている。このストレーナは、整流器の電源オンが稼動条件となっているため、大気温度が低い状況が続き、整流器を稼動することなく海水電解装置の運転を継続した場合には、ストレーナが閉塞しストレーナ差圧が上昇してしまう。その結果、従来における海水電解装置の冬期運用方法では、ストレーナの閉塞による機器破損が生じる可能性が高く、改善が求められていた。
【０００７】
本発明は、このような要望に応じてなされたものであり、冬期停止運用時においても機器破損が生じることなく海水電解装置を運用可能な制御装置及び冬期運用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】
【０００８】
（１）  発電設備の電解装置の冬期運用を制御する制御装置であって、大気温度を測定する測定部と、前記測定の結果、前記大気温度が所定温度より高いことを条件に前記電解装置への水の供給を停止し、前記大気温度が所定温度以下であることを条件に前記電解装置へ水を供給するとともにストレーナの稼動を行う処理部と、を備える制御装置。
【０００９】
（１）の制御装置によれば、冬期の間、大気温度が所定温度（０℃）よりも高い場合には電解装置への水の供給を停止し、大気温度が所定温度以下である場合には電解装置への水の供給を行う。これにより、冬期停止運用中における電解装置内部の凍結を防止することができる。このとき、制御装置は、電解装置へ水を供給している状況では、ストレーナの稼動もあわせて行う。これにより、ストレーナにゴミが閉塞してしまうことを防止でき、ストレーナ差圧を抑えられる結果、機器破損を防止できる。
【００１０】
（２）  前記処理部は、前記冬期運用において前記電解装置への水の供給が所定時間行われることを条件に、前記ストレーナの稼動を行う、（１）に記載の制御装置。
【００１１】
（２）の制御装置によれば、制御装置は、電解装置への水の供給が所定時間経過したタイミングでストレーナの稼動を開始するため、不要な電力を使用することがない。
【００１２】
（３）  前記ストレーナの稼動条件を記憶する記憶部であって、冬期とそれ以外とで異なる稼動条件を記憶する記憶部、を備え、前記処理部は、前記記憶部に記憶された前記稼動条件に従い、前記ストレーナを稼動する、（１）又は（２）に記載の制御装置。
【００１３】
（３）の制御装置によれば、冬期とそれ以外とでストレーナの稼動条件を異ならせて管理するため、電解装置を適切に管理することができる。
【００１４】
（４）  発電設備における電解装置の冬期運用方法であって、大気温度を測定するステップと、前記測定の結果、前記大気温度が所定温度より高いことを条件に前記電解装置への水の供給を停止し、前記大気温度が所定温度以下であることを条件に前記電解装置へ水を供給するとともにストレーナの稼動を行うステップと、を含む冬期運用方法。
【００１５】
（４）の冬期運用方法によれば、（１）の制御装置と同様の効果を奏する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ストレーナ差圧を抑え、海水電解装置の機器破損が生じることのない冬期運用を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】発電設備の概要を示す図である。
【図２】制御装置の構成を示す図である。
【図３】記憶部に記憶された海水電解装置の稼動条件を示す図である。
【図４】制御装置の処理の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態における発電設備１は、臨海地域に設置された火力発電設備であり軸冷水の冷却に海水を利用する。図１は、このような発電設備１のうち、海水用管体内への海洋性生物の堆積を防止する電解液を生成する海水電解装置１０及び海水電解装置１０の制御を行う制御装置２０を示す図である。
【００１９】
図１に示すように、海水電解装置１０は、海水ポンプ１１と、自動ストレーナ１２と、整流器１３と、受液槽１４と、注入ポンプ１５と、を含み、夫々が水管１６を介して接続されている。
【００２０】
海水ポンプ１１は、発電設備１の取水口近傍に設置され、取水口から海水を吸い取り、水管１６に流す。海水ポンプ１１により水管１６に流入した海水は、自動ストレーナ１２及び整流器１３を経て受液槽１４に注入される。
【００２１】
自動ストレーナ１２は、水管１６を流れる海水に含まれるゴミを除去する網目状の器具である。自動ストレーナ１２は、多重系統に設置され、一方を使用中には他方に詰まったゴミを取り除くといったように適宜切り替えて使用することで、常時の稼動を可能とする。
【００２２】
整流器１３は、陰極及び陽極を有し、これらの電極に電源からの直流電流を通電させることで、水管１６を流れる海水を電気分解する。これにより、陰極側に発生した苛性ソーダと陽極側に発生した塩素ガスとが反応して次亜塩素酸ナトリウム水溶液（電解液）が生成される。整流器１３で生成された電解液は、受液槽１４に注入される。
【００２３】
受液槽１４は、生成された電解液を貯蔵する。なお、受液槽１４には、希釈用の大気が適宜供給され、電解液の濃度の調整が行われる。
注入ポンプ１５は、受液槽１４に貯蔵された電解液を取り込み、電解液を必要とする海水ポンプ槽に供給する。これにより、海水用管体内に電解液が供給され、海水用管体内への海洋性生物が付着することを防止できる。
【００２４】
ここで、海水温度が低下すると海洋生物の海水用管体内への付着の割合が減少する。電解液を注入すると海水の塩素濃度が上昇するため、海洋生物が付着しないのであれば電解液を注入しないことが好ましい。そのため、発電設備では、海水温度が低下する冬期の間は、海水電解装置１０の運転を停止し、整流器１３の電源もロックすることとしている（冬期運用）。なお、出願人は、このような冬期運用を１２月１日〜２月末の期間行っているが、当然のことながら、発電設備１の設置された地域によって冬期運用を行う期間は異なる。
【００２５】
制御装置２０は、このような海水電解装置１０の運用を制御する端末装置であり、本実施形態では、特に、海水電解装置１０の冬期運用に特徴を有している。図２を参照して、制御装置２０は、発電設備１の中央制御室等の任意の場所に設置された端末装置であり、処理部２１と、記憶部２２と、通信部２３と、入力部２４と、出力部２５と、測定部２６と、を含んで構成される。
【００２６】
処理部２１は、記憶部２２に記憶されているプログラムを実行し、制御装置２０の全体を制御する。処理部２１が実行するプログラムには、海水電解装置１０の運転を制御する制御プログラム（図４）がある。処理部２１は、制御プログラムを実行すると稼動・停止信号を生成し、通信部２３を介して海水電解装置１０に供給する。例えば、処理部２１は、冬期に入ると、海水電解装置１０に対して停止信号を供給する。これにより、冬期の間、海水電解装置１０は停止する。また、処理部２１は、冬期の間であっても大気温度が所定温度よりも低い場合には、海水電解装置１０に対して稼動信号を供給する。このとき供給する稼動信号には、海水ポンプ１１及び自動ストレーナ１２を稼動するための信号が含まれ、整流器１３を稼動する信号は含まれない。そのため、冬期に大気温度が所定温度よりも低い場合には、海水ポンプ１１及び自動ストレーナ１２は稼動するものの、整流器１３は稼動しない。
【００２７】
なお、大気温度が低い場合に海水ポンプ１１を稼動するのは、海水電解装置１０の内部が凍結してしまうことを防止するためである。そのため、所定温度とは、海水電解装置１０の内部が凍結する温度をいい、本実施形態では、例えば０℃を所定温度としている。
また、海水ポンプ１１を稼動すると海水電解装置１０内に海水が流入することになるが、海水中にゴミが含まれている場合には、自動ストレーナ１２がゴミで閉塞しストレーナ差圧が上昇してしまう。そこで、凍結防止用に海水ポンプ１１を稼動した場合には、自動ストレーナ１２も併せて稼動することとしている。なお、自動ストレーナ１２の稼動は、ストレーナ差圧が上昇していない場合には行う必要がないため、海水ポンプ１１の稼動にあわせて直ちに自動ストレーナを稼動するのではなく、海水ポンプ１１が所定時間にわたり海水を流入させた後に自動ストレーナ１２を稼動することとしてもよい。なお、所定時間とは、自動ストレーナ１２が閉塞することのない時間である。また、ストレーナ差圧を検知する検知部を海水電解装置１０に設け、この検知部からの信号に応じて自動ストレーナ１２を稼動することとしてもよい。
このとき、整流器１３については、電解液を生成する必要がないことから稼動しないため、無駄な機器を稼動することがない。
【００２８】
このような処理部２１による海水電解装置１０の制御は、記憶部２２に記憶されたプログラムや各種条件に基づいて行われる。そこで、記憶部２２は、海水電解装置１０を構成する各機器の稼動条件を記憶することとしている。
図３（１）に示すように、自動ストレーナ１２は、通常期は整流器１３の稼動を稼動条件としているのに対して、冬期は整流器１３の稼動を条件とすることなく海水ポンプ１１の稼動を稼動条件としている。また、図３（２）に示すように、海水ポンプ１１は、通常期は常時稼動しているのに対して、冬期は大気温度が０℃以下であることを条件に稼動することとしている。このように、本実施形態では、冬期の間の自動ストレーナ１２の稼動条件を整流器１３から独立させ、海水ポンプ１１に紐付けることとしている。
また、記憶部２２は、入力部２４から入力されたデータや、測定部２６が測定したデータ、制御装置２０の一般的な動作に必要とする各種のプログラムを予め記憶している。
【００２９】
通信部２３は、処理部２１が生成した稼動・停止信号を海水電解装置１０に供給する。これにより、海水電解装置１０の各機器が稼動又は停止する。入力部２４は、キーボードやマウスのような、管理者によって操作される入力装置である。出力部２５は、データを表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）等の表示装置や、各種データをプリントアウトする出力装置等である。測定部２６は、様々な情報を測定する測定装置であり、例えば大気温度を測定する。また、測定部２６は、時間を測定するタイマ機能を有することとしてもよく、また、自動ストレーナ１２のストレーナ差圧を測定する圧力測定機能を有することとしてもよい。
【００３０】
続いて、図４を参照して、制御装置２０が海水電解装置１０の運転を制御する際の処理の流れについて説明する。
【００３１】
ステップＳ１では、制御装置２０の処理部２１は、現在が冬期（例えば、１２月１日〜２月末）であるか否かを判別する。このとき、冬期である場合には処理はステップＳ３に移り、冬期でない場合には処理部２１は、海水電解装置１０を通常運転し（ステップＳ２）、処理を終了する。
【００３２】
ステップＳ３では、制御装置２０の処理部２１は、測定部２６が測定した大気温度が０℃以下であるか否かを判別する。このとき、大気温度が０℃以下である場合には処理はステップＳ５に移り、大気温度が０℃を超える場合には処理部２１は、冬期運用として海水電解装置１０の運転を停止し（ステップＳ４）、処理を終了する。
【００３３】
ステップＳ５では、制御装置２０の処理部２１は、海水ポンプ１１及び自動ストレーナ１２を稼動し、処理を終了する。なお、ステップＳ５では、処理部２１は、海水ポンプ１１と自動ストレーナ１２とを同時に稼動することなく、自動ストレーナ１２の稼動開始タイミングと海水ポンプ１１の稼動開始タイミングとを異ならせることとしてもよい。
を稼動した後に自動ストレーナ１２を稼動することとしてもよい。例えば、処理部２１は、海水ポンプ１１が稼動してから所定時間経過後に、即ち、海水電解装置１０への水の供給が所定時間行われることを条件に、自動ストレーナ１２の稼動を開始することとしてもよく、また、処理部２１は、自動ストレーナ１２のストレーナ差圧が所定値を超えることを条件に、自動ストレーナ１２の稼動を開始することとしてもよい。
【００３４】
以上、本実施形態の制御装置２０について説明した。制御装置２０によれば、冬期の間、大気温度が所定温度（０℃）よりも高い場合には海水ポンプ１１を停止し、海水電解装置１０への水の供給を停止する。他方、大気温度が所定温度以下である場合には海水ポンプ１１を稼動し、海水電解装置１０への水の供給を行う。これにより、冬期停止運用中における海水電解装置１０内部の凍結を防止することができる。
このとき、制御装置２０は、海水ポンプ１１を稼動し、海水電解装置１０へ水を供給している状況では、自動ストレーナ１２の稼動もあわせて行う。これにより、自動ストレーナ１２にゴミが閉塞してしまうことを防止でき、ストレーナ差圧を抑えられる結果、機器破損を防止できる。
【００３５】
また、制御装置２０は、海水ポンプ１１を稼動し所定時間経過したタイミングで自動ストレーナ１２の稼動を開始するため、不要な電力を使用することがない。
また、制御装置２０は、冬期とそれ以外とで自動ストレーナ１２の稼動条件を異ならせて管理するため、海水電解装置１０を適切に管理することができる。
【００３６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１  発電設備
１０  海水電解装置
１１  海水ポンプ
１２  自動ストレーナ
１３  整流器
１４  受液槽
１５  注入ポンプ
１６  水管
２０  制御装置
２１  処理部
２２  記憶部
２３  通信部
２４  入力部
２５  出力部
２６  測定部
【図１】
0005524261.tif 000002
【図２】
0005524261.tif 000003
【図３】
0005524261.tif 000004
【図４】
0005524261.tif 000005