(57)【要約】【課題】常時海水を塩素殺菌することがなく、環境保全に寄与し、しかも復水器の海水リークが解消される復水器の冷却装置及び方法を提供する。【解決手段】冷却水１１を貯水する冷却水槽２４と、冷却水１１を導入する導入通路１２と、該導入通路１２と接続され、冷却水１１を導入する入口水室１３と、該入口水室１３から導入される冷却水１１を通過させ、蒸気タービン１４からの蒸気１５を冷却して復水１６とする複数の冷却水細管１７を有する復水器１８と、冷却後の冷却水１１を冷却水細管１７から排出する出口水室２０と、出口水室２０と接続され、冷却水１１を放水する排出通路２１と、該導入通路１２又は排出通路２１に介装され、冷却水槽２４から冷却水１１を取水する取水ポンプＰ1と、排出通路２１と接続され、冷却水槽２４に冷却水１１を戻すと共に、海底の冷温水域４２に配設されるパイプライン４１と、を具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却水を貯水する冷却水槽と、
前記冷却水を導入する導入通路と、
該導入通路と接続され、前記冷却水を導入する入口水室と、
該入口水室から導入される前記冷却水を通過させ、蒸気タービンからの蒸気を冷却して復水とする複数の冷却水細管を有する復水器と、
前記復水器の底部に設けられ、前記復水を貯蔵する復水用水室と、
冷却後の前記冷却水を前記冷却水細管から排出する出口水室と、
前記出口水室と接続され、前記冷却水を放水する排出通路と、
該導入通路又は排出通路に介装され、前記冷却水槽から前記冷却水を取水する取水ポンプと、
前記排出通路と接続され、前記冷却水槽に冷却水を戻すと共に、海底の冷温水域に配設されるパイプラインと、を具備することを特徴とする復水器の冷却装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記冷却水が海水の場合、
前記取水ポンプが、前記排出通路に介装され、前記冷却水を減圧吸水する減圧吸水ポンプであることを特徴とする復水器の冷却装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記導入通路に介装され、前記冷却水を前記入口水室まで満水とする補助ポンプを有することを特徴とする復水器の冷却装置。
【請求項４】
請求項１において、
前記冷却水が河川水又は市水の場合、
前記取水ポンプが、前記導入通路に介装され、冷却水を吸引吐出する吐出ポンプであることを特徴とする復水器の冷却装置。
【請求項５】
冷却水を複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の排出通路側に、冷却水を循環する海底の冷温水域に設置されるパイプラインを設け、冷却水を循環再利用することを特徴とする復水器の冷却方法。
【請求項６】
請求項５において、冷却水として海水を用いる場合、複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の排出通路側に、冷却水を減圧吸水する取水ポンプを設け、前記冷却水を減圧吸引して復水器内の冷却水細管に供給することを特徴とする復水器の冷却方法。
【請求項７】
請求項５において、冷却水として河川水又は市水を用いる場合、複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の導入通路側に、冷却水を吐出吸水する吐出ポンプを設け、前記冷却水を復水器内の冷却細管に供給することを特徴とする復水器の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復水器の冷却装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、火力発電設備等においては、ボイラ火炉で発生した蒸気を復水器で冷却凝縮させて復水とし、ボイラ給水として循環使用している。ここで、復水器内では、蒸気を冷却する冷却水細管が複数（例えば４０００〜５０００本）設けられ、該冷却水細管には冷却用の海水が冷却水として導入されている。
【０００３】
ここで、タービン蒸気の冷却を行う復水器（凝縮器）は、タービン効率を高めるために、その内部の蒸気圧は、真空に近い低圧となっており（例えば真空度−７２０ｍｍＨｇ）、その温度は３０〜４０℃であるので、海水は熱交換により温排水となる。
【０００４】
また、従来では、海水を常時取水しているので、海水中に含まれる海洋生成物（微生物、フジツボ等）の殺菌のために、塩素発生装置からの次亜塩素酸ナトリウムを供給している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３００３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１にかかる塩素発生装置で、海水を電気分解する場合、常時取水しているので、電気分解のための電力が常にかかり、ランニングコストが嵩むという、問題がある。
【０００７】
また、従来では、復水器で温められた冷却水である温排水をそのまま海に放出するものであるので、この温排水による海面の温度上昇となり、環境保全が懸念されている。
【０００８】
また、冷却水細管に例えば隙間やクラックやピンホール等の亀裂等が生じると、そこから冷却水である海水が液漏れする海水リークが発生するので、亀裂が発生しても海水リークが解消される、復水器の冷却装置及び方法の出現が切望されている。
【０００９】
本発明は、前記問題に鑑み、常時海水を塩素殺菌することがなく、環境保全に寄与し、しかも復水器の海水リークが解消される復水器の冷却装置及び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】
【００１０】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、冷却水を貯水する冷却水槽と、前記冷却水を導入する導入通路と、該導入通路と接続され、前記冷却水を導入する入口水室と、該入口水室から導入される前記冷却水を通過させ、蒸気タービンからの蒸気を冷却して復水とする複数の冷却水細管を有する復水器と、前記復水器の底部に設けられ、前記復水を貯蔵する復水用水室と、冷却後の前記冷却水を前記冷却水細管から排出する出口水室と、前記出口水室と接続され、前記冷却水を放水する排出通路と、該導入通路又は排出通路に介装され、前記冷却水槽から前記冷却水を取水する取水ポンプと、前記排出通路と接続され、前記冷却水槽に冷却水を戻すと共に、海底の冷温水域に配設されるパイプラインと、を具備することを特徴とする復水器の冷却装置にある。
【００１１】
第１の発明によれば、復水器内で蒸気を凝縮した冷却水は、海底の冷温水域に配設されるパイプラインを通過することで、冷却され、冷却水槽に戻され、この戻された冷却水を循環利用することで、常時海水から取水することが無くなる。これにより、常時海水から取水して塩素殺菌する必要がなくなる。
【００１２】
また、復水器で温められた冷却水を海に放出するものではなく、冷温水域で冷却して再利用するので、温排水による海面の温度上昇が解消され、環境保全に寄与することとなる。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記冷却水が海水の場合、前記取水ポンプが、前記排出通路に介装され、前記冷却水を減圧吸水する減圧吸水ポンプであることを特徴とする復水器の冷却装置にある。
【００１４】
第２の発明によれば、冷却水細管に例えば隙間やクラックやピンホール・クラック等の亀裂が発生した場合でも、減圧吸水する取水ポンプで減圧吸引される結果、内側に引かれることとなるので、タービン後の蒸気ドレンである復水が、亀裂を通過して冷却水側に混入するので、復水側に海水が漏洩することが防止される。
【００１５】
第３の発明は、第２の発明において、前記導入通路に介装され、前記冷却水を前記入口水室まで満水とする補助ポンプを有することを特徴とする復水器の冷却装置にある。
【００１６】
第３の発明によれば、補助ポンプにより、復水器内の多数の冷却水細管内へ冷却水を満水にすることができ、取水ポンプの負荷の低減を図ることができる。
【００１７】
第４の発明は、第１の発明において、前記冷却水が河川水又は市水の場合、前記取水ポンプが、前記導入通路に介装され、冷却水を吸引吐出する吐出ポンプであることを特徴とする復水器の冷却装置にある。
【００１８】
第４の発明によれば、冷却水として海水の代わりに河川水又は市水を用いるので、海水リークが発生することがない。
【００１９】
第５の発明は、冷却水を複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の排出通路側に、冷却水を循環する海底の冷温水域に設置されるパイプラインを設け、冷却水を循環再利用することを特徴とする復水器の冷却方法にある。
【００２０】
第５の発明によれば、復水器内で蒸気を凝縮した冷却水は、海底の冷温水域に配設されるパイプラインを通過することで、冷却され、冷却水槽に戻され、この戻された冷却水を循環利用することで、常時海水から取水することが無くなる。これにより、常時海水から取水して塩素殺菌する必要がなくなる。
【００２１】
第６の発明は、第５の発明において、冷却水として海水を用いる場合、を複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の排出通路側に、冷却水を減圧吸水する取水ポンプを設け、前記冷却水を減圧吸引して復水器内の冷却水細管に供給することを特徴とする復水器の冷却方法にある。
【００２２】
第６の発明によれば、冷却水細管に例えば隙間やクラックやピンホール・クラック等の亀裂が発生した場合でも、減圧吸水する取水ポンプで減圧吸引される結果、内側に引かれることとなるので、タービン後の蒸気ドレンである復水が、亀裂を通過して冷却水側に混入するので、復水側に海水が漏洩することが防止される。
【００２３】
第７の発明は、第５の発明において、冷却水として河川水又は市水を用いる場合、を複数の冷却水細管に供給して蒸気を復水とする復水器の冷却水の導入通路側に、冷却水を吐出吸水する吐出ポンプを設け、前記冷却水を復水器内の冷却細管に供給することを特徴とする復水器の冷却方法にある。
【００２４】
第７の発明によれば、冷却水として海水の代わりに河川水又は市水を用いるので、海水リークが発生することがない。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、復水器内で蒸気を凝縮した冷却水は、海底の冷温水域に配設されるパイプラインを通過することで、冷却され、冷却水槽に戻され、この戻された冷却水を循環利用することで、常時海水から取水することが無くなる。これにより、常時海水から取水して塩素殺菌する必要がなくなる。復水器で温められた冷却水を海に放出するものではなく、冷温水域で冷却して再利用するので、温排水による海面の温度上昇が解消され、環境保全に寄与することとなる。この結果、冷却水を再利用することとなるので、常時海水を塩素殺菌することがない。また、温排水を排出するものではないので、海水上昇が無くなり、環境保全に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、実施例１に係る復水器の冷却装置の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施例１に係る復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。
【図３】図３は、復水器の概略図である。
【図４】図４は、冷却水細管に亀裂が発生した際の様子を示す模式図である。
【図５】図５は、実施例２に係る復水器の冷却装置の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施例３に係る復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施例３に係る他の復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【実施例１】
【００２８】
図１は、実施例１に係る復水器の冷却装置の一例を示す図である。図２は、実施例１に係る復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。図３は、復水器の概略図である。図４は、冷却水細管に亀裂が発生した際の様子を示す模式図である。
図１及び図２に示すように、実施例１に係る復水器の冷却装置は、冷却水１１を貯水する冷却水槽２４と、冷却水１１を導入する導入通路１２と、該導入通路１２と接続され、冷却水１１を導入する入口水室１３と、該入口水室１３から導入される冷却水１１を通過させ、蒸気タービン１４からの蒸気１５を冷却して復水１６とする複数の冷却水細管１７を有する復水器１８と、復水器１８の底部に設けられ、復水１６を貯蔵する復水用水室１９と、冷却後の冷却水１１を冷却水細管１７から排出する出口水室２０と、出口水室２０と接続され、冷却水１１を放水する排出通路２１と、該導入通路１２又は排出通路２１に介装され、冷却水槽２４から冷却水１１を取水する取水ポンプＰ1と、排出通路２１と接続され、冷却水槽２４に冷却水１１を戻すと共に、海底の冷温水域４２に配設されるパイプライン４１と、を具備するものである。なお、図１及び２において、符号２２は海、２３は取水通路、３０は復水通路、３１はボイラ、３２は煙突、Ｇは発電機、Ｐ10は復水ポンプ、４３は水門、４４は回転式スクリーン手段を各々図示する。
【００２９】
復水器１８の冷却系統において、海２２から冷却水槽２４まで取水通路２３を介して導入された冷却水１１である海水は、取水ポンプＰ1により吸引することにより、導入通路１２を介して復水器１８の入口水室１３に導入される。この復水器１８は、発電機Ｇと同軸状に連結された蒸気タービン１４で仕事をした蒸気１５を、復水器１８内に配設され入口水室１３から導かれる冷却水１１が流通する多数の冷却水細管１７によって冷却し復水１６にさせている。
【００３０】
ここで、冷却水１１は冷却水槽２４において、図示しない塩素処理手段により、例えば次亜塩素酸ナトリウム等による塩素殺菌を行い、例えば海水に含まれる海容生成物の系統内の付着を防止するようにしている。
【００３１】
この冷却水細管１７を流通した冷却水１１は、復水器１８の出口水室２０から排出通路２１を介して排出される際、排出通路２１と接続されるパイプライン４１を用いて、冷却水槽２４に戻し、循環再利用している。
【００３２】
この際、復水器１８で熱交換した冷却水は温排水となっているので、海底の低温の冷温水域４２にパイプライン４１を浸漬配置させているので、冷却水が冷やされる。
この冷温水域４２としては、深層の低温海水、好ましくは１５℃以下、さらに好ましくは１０℃以下の海底海域としている。
【００３３】
海洋における水温は日射の影響を最も強く受ける表面水温の変化が大きいが、水温の鉛直分布は表面から数十メートルまでは、水温に殆ど変化がなく、それより深度を増すと急激に低下する傾向がある。特に深度については制限がないものの、年平均水温１５℃以下の深水層の海水、更に好ましくは年平均水温１０℃以下の深水層の海水を用いることが好ましい。また、海洋表面の海水を利用すれば、温度の日内変動、季節変動が大きいが、深水層の海水を用いることによりこれらの変動を抑えることができる。発電所設置場所が、親潮、黒潮などの海流が近くに存在する場合には、親潮から冷却水を採取することも可能である。親潮の海表面温度は、８月頃は約２０℃、２月頃は約２℃と変化するが、水深５０ｍでは夏冬ともに約２〜６℃の安定した低温を維持している。
【００３４】
この冷温水域４２にパイプライン４１を配置することで、温排水が冷却され、冷却水槽２４に戻される際には、冷却水として再利用に好適な温度に冷却されることとなる。
【００３５】
よって、本発明では、従来のような復水器で温められた冷却水を海に放出するものではなく、冷温水域４２で冷却して再利用するので、温排水による海面の温度上昇が解消され、環境保全に寄与することとなる。
【００３６】
また、冷却水槽２４には、一度海水を冷却水として導入して、塩素殺菌しているので、循環された冷却水は塩素殺菌する必要がなくなる。
【００３７】
なお、冷却水槽２４の冷却水１１の水位が低下した場合には、水門４３を開いて、必要量の海水を導入する。この際は、塩素殺菌が必要となるが、従来のように、常時海水を導入して、塩素殺菌するものではないので、塩素殺菌の頻度の低下によるランニングコストの低減を図ることができる。また、水門２３を開いた際に導入される海水中の浮遊物をスクリーン手段（例えば回転式スクリーン等）４４で除去しているが、海水導入の頻度が低下するので、このスクリーン手段４４の交換頻度の低減を図ることができる。
【００３８】
また、本実施例では、排出通路２１に介装された取水ポンプＰ1で減圧吸水することとしているので、冷却水細管１７内が減圧となる。
【００３９】
よって、図３及び４に示すように、冷却水細管１７に例えば隙間２７ａやピンホール・クラック２７ｂ等の亀裂が発生した場合でも、取水ポンプＰ1で減圧吸引される結果、内側に引かれることとなるので、タービン後の蒸気ドレンである復水１６が、亀裂を通過して冷却水１１側に混入する(図４参照)。この結果、復水１６側に海水が漏洩することが防止され、復水の海水リークの発生がなくなる。
【００４０】
これに対して、従来においては、冷却水槽２４側に設置していたポンプは、海水を一度吸引して、復水側に吐出する吐出ポンプを用いており、冷却水を冷却水細管１７側に押し込む加圧送水（２〜３ｋｇ／ｃｍ2）となる。この結果、ピンホール等の亀裂が発生した場合には、この加圧送水の作用により、真空条件である復水器（真空度：−７２０ｍｍＨｇ）内側に吹き出すこととなるので、復水１６に漏洩（いわゆる海水リーク）が発生し、ボイラ給水の塩分障害を生じることとなる。
【００４１】
このように、本実施例の復水器の冷却装置によれば、復水器１８の出口水室２０から冷却水１１を排出する排出通路２１に、冷却水１１を減圧吸水する取水ポンプＰ1を設置しているので、冷却水細管１７に亀裂等が発生した場合においても、復水１６が亀裂を通過して冷却水１１側に混入するのみであり、復水１６側への海水リークの発生が防止される。
【００４２】
本実施例によれば、復水器１８内で蒸気を凝縮した冷却水１１は、海底の冷温水域４２に配設されるパイプライン４１を通過することで、冷却され、冷却水槽２４に戻され、この戻された冷却水を循環利用することで、常時海水から取水することが無くなる。これにより、常時海水から取水する場合における塩素殺菌が不要となる。
【００４３】
また、復水器１８で温められた冷却水１１を海に、温排水として放出するものではなく、冷温水域４２で冷却して再利用するので、温排水による海面の温度上昇が解消され、環境保全に寄与することとなる。
【００４４】
また、実施例の復水器の冷却装置によれば、復水器１８の出口水室２０から冷却水１１を排出する排出通路２１に、冷却水１１を減圧吸水する取水ポンプＰ1を設置しているので、冷却水細管１７に亀裂等が発生した場合においても、復水１６が亀裂を通過して冷却水１１側に混入するのみであり、復水１６側への海水リークの発生が解消される。
【００４５】
このように、環境保全に寄与すると共に、復水器１８内での海水リークの発生が無いので、従来のように海水リークが発生した場合における、発電停止等が解消される。
【実施例２】
【００４６】
図５は、実施例２に係る復水器の冷却装置の一例を示す図である。なお、実施例１に係る復水器の冷却装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図５に示すように、本実施例に係る復水器の冷却装置は、実施例１の復水器の冷却装置において、導入通路１２に介装され、冷却水１１を入口水室１３まで満水とする補助ポンプＰ2を有している。
復水器１８の冷却水細管１７は鉛直方向と直交する方向に管板２６、２６に多数配置されており、この冷却水細管１７の内部まで満水とする場合、吸引式の取水ポンプＰ1で、必要以上の動力がかかる。特に、導入通路１２及び排出通路２１が逆Ｕ字管１２ａ、２１ａのように、高さ（Ｈ）で立ち上がって水頭圧がかかるような場合に、満水にするために、補助ポンプＰ2を用いている。
【００４７】
そして、補助ポンプＰ2で復水器１８内の冷却水細管１７の内部まで冷却水１１を行き渡らせたのち、補助ポンプＰ2を停止し、取水ポンプＰ1のみで減圧吸水する。
【００４８】
また、ボイラ運転の際においても、補助ポンプＰ2の吐出圧を調整して、押し込まない程度に冷却水を送給するようにして、取水ポンプＰ1の負荷を低減するようにしてもよい。
【００４９】
また、給水系統の給水の水質を管理しているセンサによって、海水リークが確認された際に、補助ポンプＰ2を停止するようにしてもよい。
これにより、補助ポンプＰ2の吐出が加圧送水とならないので、真空条件である復水器（真空度：−７２０ｍｍＨｇ）内側に吹き出すことが防止され、復水１６に漏洩（いわゆる海水リーク）が生じることがなくなる。
【実施例３】
【００５０】
図６は、実施例３に係る復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。図７は、実施例３に係る他の復水器の冷却装置を有する火力発電ボイラ設備の一例を示す図である。なお、実施例１及び２に係る復水器の冷却装置の構成と重複する部材には同一符号を付してその説明は省略する。
図６に示すように、本実施例に係る復水器の冷却装置は、実施例１の復水器の冷却装置と異なり、冷却水１１として河川４５からの河川水を用いている。
河川４５から河川水を取水通路２３により冷却水槽２４に導入している。
【００５１】
本実施例では、冷却水１１として河川水を用いているので、従来と同様の吐出ポンプによる取水とすることができる。
すなわち、冷却水槽２４内の河川水を一度吸引して、復水器１８側に吐出する吐出ポンプＰ3を用いるようにしており、冷却水１１を冷却水細管１７側に押し込む加圧送水（２〜３ｋｇ／ｃｍ2）としても、亀裂が発生しても海水ではないので、海水リークが発生することが無くなる。
【００５２】
また、図７に示すように、河川水の代わりに市水４６を用いて、冷却水１１としてもよい。
【００５３】
本実施例によれば、実施例１のように冷却水１１として海水を用いる代わりに河川水４５又は市水４６を用いるので、海水リークが発生することがない。
【００５４】
また、海水を用いていないので、海洋生成物のための塩素殺菌も省略することができる。
【符号の説明】
【００５５】
１１  冷却水
１２  導入通路
１３  入口水室
１４  蒸気タービン
１５  蒸気
１６  復水
１７  冷却水細管
１８  復水器
１９  復水用水室
２０  出口水室
２１  排出通路
２４  冷却水槽
４１  パイプライン
４２  冷温水域
４５  河川
４６  市水
Ｐ1  取水ポンプ
Ｐ2  補助ポンプ
Ｐ3  吐出ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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