(57)【要約】【課題】  本発明は、クラゲが多量に急激に来襲した場合にも、発電プラントを停止させずに、循環水系を保護することが可能な発電プラントに用いられる循環水系保護装置を提供することを課題とする。【解決手段】  取水スクリーン４と、複数の循環水ポンプ６と、復水器８と、復水器出口弁１１を有する発電プラントにおいて、取水スクリーンの上流と下流に備えられた水位計によって算出される水位差が最大になった場合又は、水位差の変化速度が所定値以上となった場合には、発電機出力を予め定められた出力までランバックさせるとともに、複数の循環水ポンプの少なくとも１台をトリップさせ、残った循環水ポンプがランアウトしないように復水器出口弁の開度を絞る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水スクリーンと、前記スクリーンで除塵される冷却水を送水する複数の循環水ポンプと、前記循環水ポンプから供給される冷却水によってタービン排気蒸気を冷却する復水器と、前記復水器へ供給する冷却水量を調整する復水器出口弁を有する発電プラントに用いられる循環水系保護装置であって、
前記取水スクリーンの上流と下流に備えられた水位計の検出信号から算出される水位差によって、前記発電機出力及び前記復水器に供給する冷却水量を制御する制御手段を有し、
前記制御手段は、前記水位差について予め定められた複数の水位差の段階に応じて、前記発電機出力及び前記復水器に供給する冷却水量を低減し、前記予め定められた複数の水位差の内で最大の水位差になった場合には、前記発電機出力を予め定められた出力までランバックさせるとともに、前記複数の循環水ポンプの少なくとも１台をトリップさせ、残った循環水ポンプがランアウトしないように前記復水器出口弁の開度を絞るようにすることを特徴とする発電プラントに用いられる循環水系保護装置。
【請求項２】
取水スクリーンと、前記スクリーンで除塵される冷却水を送水する複数の循環水ポンプと、前記循環水ポンプから供給される冷却水によってタービン排気蒸気を冷却する復水器と、前記復水器へ供給する冷却水量を調整する復水器出口弁を有する発電プラントに用いられる循環水系保護装置であって、
前記取水スクリーンの上流と下流に備えられた水位計の検出信号から算出される水位差の変化速度が予め定められた速度以上になった場合、前記発電機出力及び前記復水器に供給する冷却水量を低減する制御手段を有することを特徴とする発電プラントに用いられる循環水系保護装置。
【請求項３】
請求項２において、前記制御手段は、前記水位差の変化速度が予め定められた速度以上になった場合、前記発電機出力を予め定められた出力までランバックさせるとともに、前記複数の循環水ポンプの少なくとも１台をトリップさせ、残った循環水ポンプがランアウトしないように前記復水器出口弁の開度を絞るようにすることを特徴とする発電プラントに用いられる循環水系保護装置。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記制御手段は、前記冷却水の温度上昇が温排水規制の範囲内に収まるように前記発電機出力を制御することを特徴とする発電プラントに用いられる循環水系保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所取水口において海中のクラゲ等の水中浮遊物が来襲するのを連続監視し、冷却水及び発電機出力を制限する発電所の運用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所や原子力発電所は岸壁等に取水口を設けて、ここから一定量の海水を取り入れ、復水器及び補機冷却設備へ冷却水を供給して冷却している。
【０００３】
一方、近海にはクラゲ等の浮遊物が潮流に乗って海中を浮遊し、これらの浮遊物は発電所の冷却水の取水にとともに取水口付近に寄り集まる。
【０００４】
これら浮遊物が取水口に取り込まれ海水の取水が阻害されると、冷却系設備の冷却が困難となり、最悪のときには発電所の運転中止に至る。
【０００５】
通常の場合、取水口より上流側に海水除塵装置たとえば回転式コンベアを備えた取水スクリーンを設置して浮遊物を除去したり、あるいは取水スクリーンの外側に設けられているカーテンウォール等で浮遊物の進入を防止している。クラゲは水温の上昇等によって一時的に大量発生し、しかもその生態系についてよく知られておらず、いつ発生するか、海面もしくは海底のどこに生息しているか、その予想も困難である。
【０００６】
尚、取水槽水位の異常な低下を回避するために、循環水ポンプの停止又は復水器出口弁の開度を絞ることにより、また、循環水ポンプの出口弁をバイパスする配管・弁・減圧装置を設け循環水ポンプの出口弁を閉じることにより、系統流量を減少させるようにしたものとして、特許文献１に記載のものがある。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−１０５３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、クラゲが多量に来襲した場合の循環系の保護対策については十分に考慮されていない。
【０００９】
本発明の目的は、クラゲが多量に急激に来襲した場合にも、発電プラントを停止させずに、循環水系を保護することが可能な発電プラントに用いられる循環水系保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、取水スクリーンと、スクリーンで除塵される冷却水を送水する複数の循環水ポンプと、循環水ポンプから供給される冷却水によってタービン排気蒸気を冷却する復水器と、復水器へ供給する冷却水量を調整する復水器出口弁を有する発電プラントに用いられる循環水系保護装置であって、取水スクリーンの上流と下流に備えられた水位計の検出信号から算出される水位差によって、前記発電機出力及び前記復水器に供給する冷却水量を制御する制御手段を有し、制御手段は、水位差について予め定められた複数の水位差の段階に応じて、発電機出力及び復水器に供給する冷却水量を低減し、予め定められた複数の水位差の内で最大の水位差になった場合には、発電機出力を予め定められた出力までランバックさせるとともに、複数の循環水ポンプの少なくとも１台をトリップさせ、残った循環水ポンプがランアウトしないように復水器出口弁の開度を絞るようにすることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、取水スクリーンの上流と下流に備えられた水位計の検出信号から算出される水位差の変化速度が予め定められた速度以上になった場合、発電機出力及び復水器に供給する冷却水量を低減する制御手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、冷却水の温度上昇が温排水規制の範囲内に収まるように発電機出力を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、来襲する海水中の浮遊物に対して、発電プラントを停止させることなく、循環水系統に関連する機器の保護対策を講じることが可能となる。また、温排水規制を考慮した循環水系統に関連する機器の保護対策を講じることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図１，図２を用いて構成及び動作について説明する。
【００１５】
図１に本発明の一実施形態である循環水系保護装置を用いた発電プラントの系統構成について示す。図示するように発電プラントは海水中の浮遊物を除去する取水スクリーン４と、冷却水を復水器８に供給する複数台の循環水ポンプ６と、冷却水量を制御する復水器出口弁１１と、タービン排気蒸気を冷却する復水器８と、蒸気を発生するボイラーや原子炉といった蒸気発生装置７と、蒸気により駆動されるタービン９と、タービン９に連結された発電機１０を有している。
【００１６】
取水スクリーン４は取水口１で冷却水として使用される海水中の浮遊物を除去する。浮遊物を除去した冷却水は循環水ポンプ６によって復水器８へ送水される。この冷却水は復水器出口弁１１、又は循環水ポンプ６が可動翼型循環水ポンプの場合はポンプ自体で流量を制御する。
【００１７】
復水器８ではボイラー及び原子炉といった蒸気発生装置７から発生しタービン９及び発電機１０を回転させた蒸気を、前記冷却水により冷却する。蒸気を冷却した冷却水は、取水時の水温に比べ温度が上昇し排水口１２へ排水される。このときの温度上昇は温排水規制により７℃以内としなければならない。
【００１８】
本実施形態の特徴である発電所の循環水系保護手段は取水スクリーンの上流の水位計２と下流の水位計３，制御装置５，取水スクリーン４，循環水ポンプ６，復水器出口弁１１と蒸気発生装置７で構成されている。すなわち、取水スクリーンの上流水位計２で水位ｈ１を、取水スクリーンの下流水位計３で水位ｈ２の計測信号を発し、制御装置５で水位差ｈ１−ｈ２によって、取水スクリーン４，循環水ポンプ６，復水器出口弁１１と蒸気発生装置７の制御を行う。
【００１９】
このように構成される発電プラントの循環水保護装置の動作について、通常の海中に浮遊しているゴミ等が堆積し取水スクリーンの上流と下流間の水位差が発生した時と、クラゲ等の浮遊物が来襲して短時間で取水スクリーンの上流と下流間の水位差が発生した時とに分けて説明する。
【００２０】
先ず、通常の取水スクリーンにおいて水位差が大きくなった時は、タービン９からの排気熱による冷却水温度上昇が７℃以内に収まるよう発電機１０の出力を下げ、復水器出口弁１１を絞り冷却水量を減じ、取水スクリーン下流の水位ｈ２の水位を回復させる。
【００２１】
制御設定としては、図２に示すように、上流の水位計２と下流の水位計３により計測される水位の水位差ｈ１−ｈ２が取水口水位差高（１）（Ｃ１０１）となった場合、取水スクリーン４は回転を始め、海中浮遊物の除去をはじめる。
【００２２】
次に取水口水位差高（２）（Ｃ１０２）となった場合、取水スクリーン４の回転数が上昇し、海中浮遊物の除去量を増加させる。
【００２３】
取水口水位差高（３）（Ｃ１０３）となった場合、取水スクリーン４は水位差によりスクリーン前後差圧が大きくなり破損又は過トルクとなる危険がある為、取水スクリーン４を停止する。
【００２４】
取水口水位差高（４）（Ｃ１０４）となった場合、取水スクリーン４は上流と下流間の差圧による破損又は循環水ポンプ６の取水口水位低下によるキャビテーションの可能性がある。その為、タービン９からの排気熱による冷却水温度上昇が温排水規制の７℃以内に収まるよう発電機１０の出力をＸＸ％まで下げ、循環水ポンプ６が最低運転流量となるまで、復水器出口弁１１をＡＡ度まで絞り、冷却水量を減らし水位ｈ２を回復させる。
【００２５】
次に、クラゲ等の海中浮遊物が来襲した場合について説明する。クラゲ等が来襲した場合には、海水の取水が困難となる為、冷却水温度上昇が温排水規制の７℃以下になるよう発電機出力を減じた上で循環水ポンプ及び復水器出口弁による復水器への冷却水量を減らす処置を早急に行い、海水除塵装置に付着したクラゲの除去と装置の清掃が復旧対応策となる。
【００２６】
クラゲ等の海中浮遊物が来襲し、水位差がいっきに大きくなり取水口水位変位大（変化速度が予め定めた速度以上）（Ｃ１０６）となった場合、又は上記の（１）から（４）の制御が働いてもさらに取水スクリーンの上流と下流間の水位差が大きくなり、取水口水位差（５）（Ｃ１０５）となった場合は、取水スクリーン４及び循環水ポンプ６の損傷が短時間で発生する恐れがある為、発電機１０の出力を予め決めておいた負荷（ＹＹ％）までランバックさせ、さらに複数ある循環水ポンプ６の何台かをトリップし、残ったポンプがランアウトしない、且つ復水器最低流量以上となる流量とならない復水器出口弁１１開度（ＢＢ度）となるよう操作して冷却水を減らし水位ｈ２を回復させる。尚、Ｃ１０１〜Ｃ１０５は、Ｃ１０１＜Ｃ１０２＜Ｃ１０３＜Ｃ１０４＜Ｃ１０５の関係となっている。
【００２７】
これにより、海中浮遊物の堆積により取水スクリーンの上流と下流間で水位差が生じても、プラントを停止させることなく取水スクリーンの復旧作業に対応できる。また、クラゲ等の浮遊物が来襲しても温排水規制を守った上で、取水スクリーン，循環水ポンプを保護することができる。また、これにより、冷却水の温度上昇が７℃以内となり、取水口スクリーンの上流と下流での差圧による取水スクリーンの損傷又は取水口の水位低による循環水ポンプをキャビテーションから保護することができる。
【００２８】
このように本発明の実施形態によれば、発電所に上記ロジックを持つ制御装置を備えることで、クラゲ等の浮遊物に対して発電所を保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態である発電プラントの系統構成図である。
【図２】本発明の一実施形態による循環水保護のインターロック図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  取水口
２  水位計（取水スクリーン上流）
３  水位計（取水スクリーン下流）
４  取水スクリーン
５  制御装置
６  循環水ポンプ
７  蒸気発生装置
８  復水器
９  タービン
１０  発電機
１１  復水器出口弁
１２  排水口
【図１】
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【図２】
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