(57)【要約】【課題】環境基準値を超過する海水が外洋に放水されることを防止する海水系統の停止方法を提供すること。【解決手段】海水を取水する取水口１０及び取水された海水を取水口１０から熱交換設備Ｓに供給する循環ポンプ１２を有する取水系統２と、海水を電気分解して塩素を生成する電解槽１６２及び取水口１０から電解槽１６２に海水を導入するとともに取水口１０に塩素溶液を注入する海水電解装置ポンプ１６４を有する塩素注入系統３と、を備える海水系統１の停止方法であって、電解槽１６２の運転を停止する電解槽停止工程と、電解槽停止工程により前記電解槽１６２の運転が停止された後、海水電解装置ポンプ１６４を所定時間稼働して、塩素注入系統３内の塩素溶液を希釈しつつ、希釈した塩素溶液を取水口に注入する希釈工程と、希釈工程が終了した後、循環ポンプ１２を停止させる循環ポンプ停止工程と、を備える。【選択図】図３
2018021722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水を取水する取水口及び取水された海水を前記取水口から熱交換設備に供給する循環ポンプを有する取水系統と、
海水を電気分解して塩素を生成する電解槽、及び前記取水口から前記電解槽に海水を導入するとともに前記取水口に塩素溶液を注入する海水電解装置ポンプを有する塩素注入系統と、を備える海水系統の停止方法であって、
前記電解槽の運転を停止する電解槽停止工程と、
前記電解槽停止工程により前記電解槽の運転が停止された後、前記海水電解装置ポンプを所定時間稼働して、前記塩素注入系統内の塩素溶液を希釈しつつ、希釈した塩素溶液を前記取水口に注入する希釈工程と、
前記希釈工程が終了した後、前記循環ポンプを停止させる循環ポンプ停止工程と、を備える海水系統の停止方法。
【請求項２】
前記希釈工程の後、前記循環ポンプ停止工程の前に、前記塩素注入系統内を工水洗浄する工水洗浄工程を備える請求項１に記載の海水系統の停止方法。
【請求項３】
前記希釈工程の実施時間は、前記塩素注入系統内で塩素溶液を貯留する受液槽に残留している塩素溶液が取水口に全量注入されたとしても、環境基準値を満たす濃度になる時間に設定される請求項１又は２に記載の海水系統の停止方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取水口から海水を取水して熱交換設備に供給する取水系統と、海水から塩素溶液を生成して取水口に注入する塩素注入系統と、を備える海水系統の停止方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電所やＬＮＧ気化施設等のプラントにおける熱交換設備には、海水系統が並設されている。海水系統では、循環ポンプを用いて、取水口及び取水路を介して外洋から海水が取水され、取水された海水が熱交換設備に循環される。また、海水系統では、循環されて熱交換された海水が放水路及び放水口を介して外洋に放出される。
【０００３】
ところで、海水系統には、薬品注入系統（塩素注入系統）が設置される。塩素注入系統は、取水口から海水を取水して塩素溶液を生成し、生成された塩素溶液を取水口に注入している。これにより、取水された海水に含まれる海生生物が、海水系統内の水路へ付着することを防止している。例えば、塩素注入系統では、海水の電気分解により塩素が生成され、生成された塩素を含む海水を取水口に注入している。
【０００４】
このような海水系統において海水の循環を停止する際には、まず、海水を取水する循環ポンプが停止され、その後、塩素注入系統において海水を取水する海水電解装置ポンプが停止される。海水電解装置ポンプが停止されることにより塩素の注入が停止され、塩素注入系統には、高濃度の塩素溶液が残留する。このように、系統内に塩素溶液が残留するものとして、循環ポンプを停止した後に海水使用機器内の海水を淡水で希釈するとともに、敢えて塩素を注入し、海水で満たされた機器の腐食を防止する海水使用機器保管方法が提案されている（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】特開昭６２−２８８４９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
提案された保管方法では、注入された淡水及び塩素の容量に応じた海水がドレン排出されるため、塩素を含む海水が放水される可能性がある。また、海水電解装置ポンプが停止中であっても、機器の清掃や定期点検におけるブロー等により残留している高濃度の塩素溶液が取水口に注入される可能性がある。いずれの場合においても、機器から排出又は取水口に注入された塩素溶液が注入箇所に滞留し、環境基準値を超過する海水が外洋に放出されるおそれがある。
【０００７】
本発明は、環境基準値を超過する海水が外洋に放出されることを防止する海水系統の停止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】
本発明は、海水を取水する取水口及び取水された海水を前記取水口から熱交換設備に供給する循環ポンプを有する取水系統と、海水を電気分解して塩素を生成する電解槽、及び前記取水口から前記電解槽に海水を導入するとともに前記取水口に塩素溶液を注入する海水電解装置ポンプを有する塩素注入系統と、を備える海水系統の停止方法であって、前記電解槽の運転を停止する電解槽停止工程と、前記電解槽停止工程により前記電解槽の運転が停止された後、前記海水電解装置ポンプを所定時間稼働して、前記塩素注入系統内の塩素溶液を希釈しつつ、希釈した塩素溶液を前記取水口に注入する希釈工程と、前記希釈工程が終了した後、前記循環ポンプを停止させる循環ポンプ停止工程と、を備える海水系統の停止方法に関する。
【０００９】
また、前記希釈工程の後、前記循環ポンプ停止工程の前に、前記塩素注入系統内を工水洗浄する工水洗浄工程を備えてもよい。
【００１０】
また、前記希釈工程の実施時間は、前記塩素注入系統で塩素溶液を貯留する受液槽に残留している塩素溶液が取水口に全量注入されたとしても、環境基準値を満たす濃度になる時間に設定されてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の海水系統の停止方法によれば、環境基準値を超過する海水が外洋に放出されることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る海水系統が設置されたプラントの全体構成を示す概略構成図である。
【図２】一実施形態の海水系統における塩素注入系統の塩素注入設備の構成を示す概略構成図である。
【図３】一実施形態の海水系統における機器の停止タイミングを示すタイムチャートである。
【図４】一実施形態の海水系統における停止手順を示すフローチャートである。
【図５】一実施形態の海水系統において目標となる塩素濃度を示す表である。
【図６】一実施形態の海水系統において希釈時間と塩素濃度との関係性を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図１〜図６を参照して説明する。
初めに、図１を用いて海水系統１の構成について説明する。
【００１４】
図１に示すように、発電所やＬＮＧ気化施設等のプラントＲには、海水を熱交換媒体として用いる熱交換設備Ｓが設けられている。熱交換設備Ｓには、海水を熱交換設備Ｓに循環（供給）するための海水系統１が並設される。
海水系統１は、熱交換媒体である海水を取水する取水系統２と、該取水系統２に塩素を注入する塩素注入系統３と、を備える。
【００１５】
取水系統２は、取水口１０と、取水路１１と、循環ポンプ１２と、放水路１３と、放水口１４と、を備える。
取水口１０は、外洋に近い位置に設けられ、外洋から海水を取水する。
取水路１１は、海水の流路であり、取水口１０に接続される。
【００１６】
循環ポンプ１２は、熱交換設備Ｓに海水を循環させるポンプである。循環ポンプ１２は、取水路１１に接続されるとともに、熱交換設備Ｓの近傍に設けられる。循環ポンプ１２は、循環ポンプ動翼を開閉することにより海水の取水量を変化させることが可能となっている。このような循環ポンプ１２は、動作することにより、取水路１１から海水を取水し、熱交換設備Ｓに海水を循環させる。
【００１７】
放水路１３は、熱交換設備Ｓから排出された排水を流す流路であり、熱交換設備Ｓ又は循環ポンプ１２に接続される。
放水口１４は、放水路１３及び外洋の間に設けられる。
【００１８】
以上のような取水系統２によれば、（循環ポンプ動翼が開の状態で）循環ポンプ１２が動作することにより、海水は、外洋から取水口１０に取水され、取水路１１を介して熱交換設備Ｓに供給される。また、熱交換設備Ｓに供給され熱交換された海水は、放水路１３を介して放水口１４から外洋に放出される。一方で、循環ポンプ１２が停止されることにより、海水の流通が停止され、それぞれの水路に存在する海水はその場に滞留する。
【００１９】
塩素注入系統３は、取水口１０から海水が導入される導水路１５１と、導入された海水を用いて塩素溶液を生成する塩素注入設備１５２と、生成された塩素溶液を取水口１０に注入するための塩素注入路１５３と、を備える。また、塩素注入系統３は、塩素注入設備１５２から取水口１０に接続される排水ドレン１５４を備える。
【００２０】
以上のような塩素注入系統３では、取水口１０の海水が、導水路１５１を介して塩素注入設備１５２に供給される。塩素注入設備１５２では、供給された海水の一部が電気分解されることによって、海水から塩素が生成される。また、塩素注入設備１５２では、生成された塩素が海水に溶解されることにより、塩素溶液が生成される。生成された塩素溶液は、塩素注入路１５３を流通して取水口１０に注入される。
【００２１】
次に、図２を用いて塩素注入設備１５２の構成について詳述する。
塩素注入設備１５２は、受液槽１６１と、電解槽１６２と、海水電解装置ポンプ１６４と、工水供給部１６７と、排水弁１６８と、第１調整弁１６９と、第２調整弁１７０と、第３調整弁１７１と、を備える。
【００２２】
受液槽１６１は、取水口１０から導水路１５１に導入された海水を貯留するとともに、塩素溶液を貯留する。受液槽１６１は、導入された海水及び塩素溶液を混合した状態で貯留し、貯留されている塩素溶液が塩素注入路１５３に供給される。つまり、受液槽１６１は、取水口１０に注入される塩素溶液の貯留タンクとして機能する。
【００２３】
電解槽１６２は、受液槽１６１から供給された海水（塩素溶液）を電気分解することにより、海水から塩素溶液を生成する。
【００２４】
海水電解装置ポンプ１６４は、取水口１０から受液槽１６１を介して電解槽１６２に海水を導入するとともに、取水口に塩素溶液を注入する。海水電解装置ポンプ１６４は、取水口１０及び受液槽１６１の間に設けられる導入ポンプ１６４ａと、受液槽１６１及び電解槽１６２の間に設けられるリサイクルポンプ１６４ｂと、を備える。
導入ポンプ１６４ａは、導水路１５１を介して取水口１０から導入した海水を受液槽１６１に供給する。
【００２５】
リサイクルポンプ１６４ｂは、受液槽１６１に貯留されている海水（塩素溶液）を吸い出して、吸い出した海水（塩素溶液）の一部を塩素注入路１５３に供給する。また、リサイクルポンプ１６４ｂは、吸い出した海水（塩素溶液）の残りを、電解槽１６２を通して受液槽１６１に還流する。
【００２６】
工水供給部１６７は、電解槽１６２及びリサイクルポンプ１６４ｂの間に設けられる。工水供給部１６７は、電解槽１６２に工業用水を供給する。工水供給部１６７は、工業用水を電解槽１６２に供給することにより、電解槽１６２内を洗浄することが可能となっている。
【００２７】
排水弁１６８は、電解槽１６２から受液槽１６１に還流する水路から分岐して排水ドレン１５４に接続される水路上に設けられる。排水弁１６８は、排水ドレン１５４への排水量を制御する。本実施形態において、排水弁１６８は、工水供給部１６７から供給されて電解槽１６２内を洗浄した工業用水を排水ドレン１５４に排出する際に開かれ、普段は閉じられる。
【００２８】
第１調整弁１６９は、導入ポンプ１６４ａ及び受液槽１６１の間の水路上に設けられ、導入ポンプ１６４ａから供給される海水の量を調整する。
第２調整弁１７０は、リサイクルポンプ１６４ｂ及び電解槽１６２の間の水路上に設けられ、電解槽１６２に供給される海水（塩素溶液）の量を調整する。これにより、第２調整弁１７０は、電解槽１６２における塩素発生量を調整して、受液槽１６１の塩素濃度を調整することができる。
第３調整弁１７１は、リサイクルポンプ１６４ｂ及び塩素注入路１５３の間の水路上に設けられ、塩素注入路１５３への海水（塩素溶液）の注入量を調整する。
【００２９】
以上のような塩素注入設備１５２によれば、電解槽１６２は、リサイクルポンプ１６４ｂが動作することにより受液槽１６１から供給される海水を電気分解して塩素を取り出す。また、電解槽１６２は、取り出した塩素を海水に溶解して塩素溶液を生成する。受液槽１６１は、生成された塩素溶液を貯留する。
【００３０】
導入ポンプ１６４ａは、動作することにより、導水路１５１を介して取水口１０から受液槽１６１へ海水を供給する。したがって、受液槽１６１は、電解槽１６２によって生成された塩素溶液と、取水口１０から供給された海水とを混合した状態で貯留する。リサイクルポンプ１６４ｂは、動作することにより、受液槽１６１から塩素溶液を吸い出して、塩素注入路１５３を介してその一部を取水口１０に注入する。また、リサイクルポンプ１６４ｂは、動作することにより、吸い出した残りの塩素溶液を電解槽１６２に供給する。
【００３１】
工水供給部１６７は、電解槽１６２を洗浄する際に工業用水を供給する。排水弁１６８は、開状態にされることにより、電解槽１６２を洗浄した工業用水を排水ドレン１５４に排水する。
【００３２】
次に、本実施形態に係る海水系統１の停止方法について図３及び図４を参照して説明する。
本実施形態に係る海水系統１の停止方法は、電解槽１６２の運転を停止する電解槽停止工程と、塩素注入系統３（塩素注入設備１５２）内の塩素溶液を希釈する希釈工程と、循環ポンプ１２を停止する循環ポンプ停止工程と、を備える。また、本実施形態に係る海水系統１の停止方法は、希釈工程の後、循環ポンプ停止工程の前に、塩素注入系統３（塩素注入設備１５２）を工水洗浄する工水洗浄工程を備える。なお、図３において、運転中の海水系統１の状況は、時刻ｔ０で示されている。
【００３３】
図３及び図４に示すように、電解槽停止工程では、海水電解装置ポンプ１６４の停止に先立って、海水を電気分解する電解槽１６２の運転が停止される（ステップＳ１、時刻ｔ１）。これにより、電解槽１６２は、海水からの塩素の取り出しを停止する。そして、リサイクルポンプ１６４ｂによって受液槽１６１から電解槽１６２に供給される塩素溶液は、略同濃度のまま受液槽１６１に還流される。また、導入ポンプ１６４ａが動作することにより、受液槽１６１には、導水路１５１を介して取水口１０から導入される海水が供給される。希釈工程は、電解槽１６２が停止されることにより開始される（ステップＳ２）。
【００３４】
希釈工程は、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液の濃度を下げるために実施される（時刻ｔ１〜ｔ２の間）。導入ポンプ１６４ａが動作することにより、受液槽１６１には導水路１５１を介して取水口１０から導入された海水が供給され続ける。また、リサイクルポンプ１６４ｂが動作することにより、受液槽１６１から吸い出された塩素溶液の一部は、塩素注入路１５３を介して取水口１０に注入され続ける。また、受液槽１６１から吸い出された塩素溶液の残りは、運転を停止している受液槽１６１を通って受液槽１６１に還流され続ける。したがって、塩素注入設備１５２（受液槽１６１）内の塩素溶液の濃度は上昇せず徐々に低下していく。
【００３５】
ここで、海水系統１の循環ポンプ１２が未だ運転し続けていることから、取水口１０には外洋から海水が取水され続ける。つまり、塩素注入路１５３から取水口１０に注入された塩素溶液は、取水口１０に滞留せずに取水系統２に循環される。
【００３６】
このような状況下において、導入ポンプ１６４ａが動作し続けることにより、受液槽１６１には導水路１５１を介して取水口１０から導入された海水が供給され続ける。また、リサイクルポンプ１６４ｂが動作し続けることにより、受液槽１６１内の塩素溶液は、塩素注入路１５３を介して取水口１０に注入され続ける。これにより、受液槽１６１（塩素注入設備１５２）内の塩素溶液は、より濃度の低い海水（取水口１０から導入された海水）により希釈され続ける。したがって、取水口１０に注入される塩素溶液の濃度が徐々に低下していく。海水電解装置ポンプ１６４は、設定された時間を経過するまで運転される（ステップＳ３）。
【００３７】
海水電解装置ポンプ１６４が所定時間（設定された時間を経過するまで）運転されることにより、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液は、十分に希釈される。ここで、希釈工程の実施時間（時刻ｔ１〜ｔ２の間の長さ）は、受液槽１６１（塩素注入設備１５２）に貯留されている塩素溶液が取水口１０に全量放出されたとしても、環境基準値を満たす濃度になる時間に設定される。例えば、希釈工程の実施時間は、６０分に設定される。海水電解装置ポンプ１６４は、希釈工程の終了により停止される（時刻ｔ２）。
【００３８】
工水洗浄工程は、工水供給部１６７から工業用水が供給され、排水弁１６８が開かれることにより開始される（ステップＳ４、時刻ｔ２）。工業用水は、電解槽１６２及び排水弁１６８を介して排水ドレン１５４に排水される。工業用水は、排水ドレン１５４から取水口１０に放出される。ここで、循環ポンプ１２は未だ運転されていることから、取水口１０に放水された工業用水は、取水口１０に滞留せずに取水系統２を循環する。したがって、工業用水を取水口１０に放水したとしても、取水口１０の塩素濃度が上昇することを抑制することができる。また、電解槽１６２の塩素溶液がさらに希釈されるので、塩素注入設備１５２内（塩素注入系統３）に残留する塩素溶液の濃度をさらに低下させることができる。
【００３９】
工水供給部１６７からの工業用水は、所定時間（時刻ｔ２〜ｔ３）供給される（ステップＳ５）。例えば、工業用水は、６０分間供給される。そして、所定時間の経過後、工水供給部１６７からの工業用水の供給が停止され、排水弁１６８が閉じられることにより、工水洗浄工程が終了する（ステップＳ６）。
【００４０】
循環ポンプ停止工程は、海水系統１に海水を循環する循環ポンプ１２を停止する工程である（ステップＳ７）。循環ポンプ停止工程は、工水洗浄工程の終了（時刻ｔ３）とともに開始される。循環ポンプ停止工程では、循環ポンプ１２を停止するとともに、循環ポンプ動翼（図示せず）が停止される。これにより、外洋から取水口１０に海水が取水されなくなり、海水系統１が停止される。
【００４１】
次に、希釈工程の実施時間を決定する実施例について図５及び図６を参照して説明する。
図５に示すように、塩素注入路１５３の塩素注入箇所ｍから護岸ｎまでの容量を５．１３９ｍ３、受液槽１６１の容量を４．９ｍ３とした。そして、環境基準値に適合する取水口１０の塩素濃度を０．０３ｐｐｍとした。受液槽１６１に貯留されている塩素溶液が全量放出されたとしても、環境基準値に適合する塩素濃度とするためには、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液の塩素濃度を３１ｐｐｍ以下にする必要があることがわかった。
【００４２】
希釈工程前の受液槽１６１に貯留されている塩素溶液の塩素濃度を６４５ｐｐｍとし、図６に示すグラフを参照した。希釈工程によって希釈される塩素溶液の塩素濃度の変化と、希釈工程の実施時間との関係を示すグラフから、希釈工程を３０分行うことにより、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液の塩素濃度を３１ｐｐｍ以下にできることがわかった。
【００４３】
以上、説明したように構成された本実施形態によれば、電解槽停止工程により塩素を取り出す電解槽１６２を停止した後、希釈工程により塩素注入系統３内の塩素溶液を希釈するようにした。そして、希釈工程の後に、循環ポンプ停止工程により、海水系統１に海水を取水する循環ポンプ１２を停止するように構成した。これにより、塩素注入系統３から取水口１０に注入される塩素溶液の塩素濃度が十分に低くなった後、海水系統１における海水の循環が停止される。従って、海水系統１の停止後に塩素注入系統３から取水口１０へ塩素溶液が注入されたとしても、環境基準値を超える海水が外洋に放水されることを防止できる。また、塩素注入系統３に残留する塩素溶液の濃度を低下させることができるので、塩素注入系統３内を点検する際に高濃度の塩素溶液を抜き取る必要がなく、速やかに点検作業を開始することができる。
【００４４】
また、本実施形態によれば、希釈工程の後、循環ポンプ停止工程の前に、塩素注入系統３内を工水洗浄する洗浄工程を設けた。これにより、塩素注入系統３内に残留する塩素溶液の塩素濃度をさらに低減することができる。また、循環ポンプ１２の動作中に洗浄工程が行われるので、取水口１０における塩素濃度をさらに低減することができる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、希釈工程の実施時間を、塩素注入系統３内で塩素溶液を貯留する受液槽１６１に残留している塩素溶液が取水口１０に全量注入されたとしても、環境基準値を満たす濃度になる時間に設定されることとした。これにより、何らかの要因により受液槽１６１に残留する塩素溶液が放出されたとしても、より確実に環境基準値を超過する海水が外洋に放水されることを防止できる。
【００４６】
以上、本発明の海水系統の停止方法の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００４７】
例えば、本実施形態においては工水洗浄工程を設けるとしたが、希釈工程において電解槽１６２の希釈が十分になされているのならば、設けなくともよい。また、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液の濃度は季節によって変化するため、塩素溶液の濃度がより高い場合には希釈工程の実施時間を長くし、塩素溶液の濃度がより低い場合には希釈工程の実施時間を短くしてもよい。また、受液槽１６１に貯留されている塩素溶液について、経験則に基づいて得られる最大濃度に対して必要となる希釈工程の実施時間を設定し、実際の塩素溶液の濃度に関わらず、設定された実施時間だけ希釈工程を行ってもよい。また、希釈工程の実施時間の設定について、塩素注入箇所から取水口１０の護岸までの容量を用いて計算するとしたが、取水路１１の容量を用いて計算することもできる。
【００４８】
また、例えば、受液槽１６１に塩素濃度計（図示せず）を設け、受液槽１６１の塩素濃度を監視して希釈工程の実施時間を決定してもよい。
また、本実施形態においては、塩素注入系統３に取水する海水を取水口１０から取水するとしたが、これに限らず、外洋等から取水するとしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１  海水系統
２  取水系統
３  塩素注入系統
１０  取水口
１２  循環ポンプ
１６２  電解槽
１６４  海水電解装置ポンプ
Ｓ  熱交換設備
【図１】
2018021722.tif 000003
【図２】
2018021722.tif 000004
【図３】
2018021722.tif 000005
【図４】
2018021722.tif 000006
【図５】
2018021722.tif 000007
【図６】
2018021722.tif 000008