(57)【要約】      （修正有）【課題】複数の発電系統を有する発電所へのクラゲ襲来時にクラゲに対する早期対応を可能にし、発電および蒸気の供給を確保することが可能な発電所におけるクラゲ襲来対処装置および対処方法を提供することを目的とする。【解決手段】クラゲ襲来探知手段４０と、クラゲ襲来探知手段４０からの情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定するクラゲ分散開始判定手段４１と、クラゲ分散開始判定手段４１からの情報に基づき襲来したクラゲを複数の発電系統のうち特定の発電系統以外の発電系統の冷却水取水路側へ分散させる放水銃２と、クラゲ分散開始判定手段４１からの情報に基づき特定の発電系統における循環ポンプによる冷却水の吸込流量を優先的に減少させる冷却水流量制御手段４２と、を備える。【選択図】図１
2008232578.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の発電系統を有し復水器に供給される冷却水として海水を用いる発電所に設けられるクラゲ襲来探知手段と、前記クラゲ襲来探知手段からの情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定するクラゲ分散開始判定手段と、前記クラゲ分散開始判定手段からの情報に基づき襲来したクラゲを前記複数の発電系統のうち特定の発電系統以外の発電系統の冷却水取水路側へ分散させる放水銃と、前記クラゲ分散開始判定手段からの情報に基づき前記特定の発電系統における循環ポンプによる冷却水の吸込流量を優先的に減少させる冷却水流量制御手段と、を備えたことを特徴とする発電所におけるクラゲ襲来対処装置。
【請求項２】
複数の発電系統を有し復水器に供給される冷却水として海水を用いる発電所へのクラゲの襲来を探知し、前記クラゲの探知情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定し、前記クラゲを分散させる必要があるときは襲来したクラゲを放水銃によって前記複数の発電系統のうち特定の発電系統以外の発電系統の冷却水取水路側へクラゲを分散させるとともに、前記特定の発電系統における循環ポンプによる冷却水の吸込流量を優先的に減少させることを特徴とする発電所におけるクラゲ襲来対処方法。
【請求項３】
前記放水銃によりクラゲを分散させる際には前記特定の発電系統以外の発電系統から優先的に負荷降下を行う負荷降下判定手段を有していることを特徴とする請求項１に記載の発電所におけるクラゲ襲来対処装置。
【請求項４】
前記放水銃によりクラゲを分散させる際には前記特定の発電系統以外の発電系統から優先的に負荷降下を行うことを特徴とする請求項２に記載の発電所におけるクラゲ襲来対処方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電所におけるクラゲ襲来の影響を低減する装置および方法に関し、特に襲来したクラゲを分散させることにより発電および蒸気の供給を確保することが可能なクラゲ襲来対処装置および対処方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
沿岸に建設された火力発電所等の発電所においては、復水器に供給される冷却水として海水が用いられる。海水は、取水口から取水され循環ポンプによって復水器に供給される。発電所にクラゲが襲来した際には、取水口の除塵機のスクリーンにクラゲが張り付くので、復水器へ供給される冷却水の流量低下が生じる。そのため、復水器の真空度の低下が発生し、これを回避するための操作を行う必要がある。クラゲの流入防止に関する技術として特許文献１が知られている。特許文献１のクラゲ流入防止装置においては、海底に空気放出管を配設し、空気排出管から放出される空気による海水の流れを利用して取水口からのクラゲの流入を防止している。
【特許文献１】特開平２００４−２７８１４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、従来におけるクラゲ襲来時の対応については、運転員が経験と現場の状況に基づき判断していたため、最適な対応を迅速にとることが難しく、発電や蒸気の供給に関し問題が生じていた。また、複数の発電系統を有する発電所では、蒸気需要元への蒸気供給との関係から特定の発電系統についてはクラゲが襲来しても発電を継続することが要請されていた。
【０００４】
そこでこの発明は、複数の発電系統を有する発電所へのクラゲ襲来時にクラゲに対する早期対応を可能にし、発電および蒸気の供給を確保することが可能な発電所におけるクラゲ襲来対処装置および対処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】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、複数の発電系統を有し復水器に供給される冷却水として海水を用いる発電所に設けられるクラゲ襲来探知手段と、前記クラゲ襲来探知手段からの情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定するクラゲ分散開始判定手段と、前記クラゲ分散開始判定手段からの情報に基づき襲来したクラゲを前記複数の発電系統のうち特定の発電系統以外の発電系統の冷却水取水路側へ分散させる放水銃と、前記クラゲ分散開始判定手段からの情報に基づき前記特定の発電系統における循環ポンプによる冷却水の吸込流量を優先的に減少させる冷却水流量制御手段と、を備えたことを特徴とする発電所におけるクラゲ襲来対処装置である。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、複数の発電系統を有し復水器に供給される冷却水として海水を用いる発電所へのクラゲの襲来を探知し、前記クラゲの探知情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定し、前記クラゲを分散させる必要があるときは襲来したクラゲを放水銃によって前記複数の発電系統のうち特定の発電系統以外の発電系統の冷却水取水路側へクラゲを分散させるとともに、前記特定の発電系統における循環ポンプによる冷却水の吸込流量を優先的に減少させることを特徴とする発電所におけるクラゲ襲来対処方法である。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発電所におけるクラゲ襲来対処装置において、前記放水銃によりクラゲを分散させる際には前記特定の発電系統以外の発電系統から優先的に負荷降下を行う負荷降下判定手段を有していることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発電所におけるクラゲ襲来対処方法において、前記放水銃によりクラゲを分散させる際には前記特定の発電系統以外の発電系統から優先的に負荷降下を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、特定の発電系統については、他の発電系統に比べて取水路側のクラゲの量が減少し、また循環ポンプによるクラゲの吸い込み量も減少するので、クラゲが襲来しても特定の発電系統については発電を継続することができ、蒸気を蒸気需要元に供給することができる。
【００１０】
請求項３および請求項４に記載の発明によれば、クラゲ襲来の影響による冷却水の流量低下により、特定の発電系統以外の発電系統においては発電の継続が困難になるが、特定の発電系統以外の発電系統から優先的に負荷降下が行われるので、特定の発電系統以外の発電系統においても軽負荷での発電を継続することができ、クラゲ襲来による発電への影響を小に抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
つぎに、この発明の実施の形態について図面を用いて詳しく説明する。図１ないし図４は、本発明の実施の形態を示している。図２は、火力発電所の概要を示しており、この火力発電所は三つの発電系統（発電ユニット）を有している。図２において、符号１は火力発電所の沿岸海域に設けられたカーテンウォールを示している。カーテンウォール１の近傍には、沿岸から後述する各発電系統の取水路１２、２２、３２の上流側に進入してきたクラゲ３の群れを水の噴射により分散させる放水銃２が配置されている。
【００１２】
第一の発電系統は、第一の除塵機１１と、第一の取水路１２と、第一の循環ポンプ（第一のＣＷＰ）１３と、第一のボイラ１４と、第一のタービン１５と、第一の復水器１６と、第一の放水路１７を有している。第一の取水路１２は、カーテンウォール１の下流側に位置している。第一の除塵機１１は、第一の取水路１２の上流端に設けられている。冷却水としての海水４ａは、第一の除塵機１１を介して第一の取水路１２に流入し、第一の循環ポンプ１３によって第一の復水器１６に供給されている。第一の発電系統においては、ボイラ１４からの蒸気５ａによってタービン１５が駆動され、タービン１５に連結されている発電機（図示略）により発電が行われる。復水器１６は、タービン１５からの蒸気５ａを海水４ａによって冷却する機能を有しており、蒸気５ａを冷却した海水４ａは復水器１６から第一の放水路１７を通って海に放出される。
【００１３】
第二の発電系統は、第二の除塵機２１と、第二の取水路２２と、第二の循環ポンプ（第二のＣＷＰ）２３と、第二のボイラ２４と、第二のタービン２５と、第二の復水器２６と、第二の放水路２７を有している。第二の取水路２２は、カーテンウォール１の下流側に位置している。第二の除塵機２１は、第二の取水路２２の上流端に設けられている。冷却水としての海水４ｂは、第二の除塵機２１を介して第二の取水路２２に流入し、第二の循環ポンプ２３によって第二の復水器２６に供給されている。第二の発電系統においては、ボイラ２４からの蒸気５ｂによってタービン２５が駆動され、タービン２５に連結されている発電機（図示略）により発電が行われる。復水器２６は、タービン２５からの蒸気５ｂを海水４ｂによって冷却する機能を有しており、蒸気５ｂを冷却した海水４ｂは復水器２６から第二の放水路２７を通って海に放出される。第二の発電系統では、ボイラ２４から出た蒸気５ｂは、蒸気需要元２８に供給されるようになっている。
【００１４】
また、冷却水４ｂを供給する配管の途中に、流量制御弁２９が設けられている。流量制御弁２９は、第一の電動式開閉弁２９ａと、第二の電動式開閉弁２９ｂと、第三の電動式開閉弁２９ｃとから構成されている。第一の電動式開閉弁２９ａは、第二の循環ポンプ２３と第二の復水器２６との間に設けられている。第三の電動式開閉弁２９ｃは、第二の復水器２６の下流側に設けられている。第二の電動式開閉弁２９ｂは、第一の電動式開閉弁２９ａの上流側と第三の電動式開閉弁２９ｃとをつなぐバイパス配管の途中に設けられている。なお、図示されていないが、第一および第三の発電系統においても、同様の流量制御弁が設けられている。
【００１５】
第三の発電系統は、第三の除塵機３１と、第三の取水路３２と、第三の循環ポンプ（第三のＣＷＰ）３３と、第三のボイラ３４と、第三のタービン３５と、第三の復水器３６と、第三の放水路３７を有している。第三の取水路３２は、カーテンウォール１の下流側に位置している。第三の除塵機３１は、第三の取水路３２の上流端に設けられている。冷却水としての海水４ｃは、第三の除塵機３１を介して第三の取水路３２に流入し、第三の循環ポンプ３３によって第三の復水器３６に供給されている。第三の発電系統においては、ボイラ３４からの蒸気５ｃによってタービン３５が駆動され、タービン３５に連結されている発電機（図示略）により発電が行われる。復水器３６は、タービン３５からの蒸気５ｃを海水４ｃによって冷却する機能を有しており、蒸気５ｃを冷却した海水４ｃは復水器３６から第三の放水路３７を通って海に放出される。
【００１６】
図１は、発電所におけるクラゲ襲来対処装置の一例を示している。火力発電所の沿岸側には、クラゲ３の襲来を監視するクラゲ襲来探知手段４０が設けられている。クラゲ襲来探知手段４０は、たとえば各除塵機１１、２１、３１における取水側と取水路側における海水の水位を監視する監視装置により構成されている。この監視装置は、クラゲ３が襲来すると各除塵機１１、２１、３１の取水側の一部がクラゲ３によって塞がれ、平常時よりも海水の各除塵機の取水側と取水路側の水位差が上昇することを利用したものである。クラゲ襲来探知手段４０からの情報は、クラゲ分散開始判定手段４１に入力されている。クラゲ分散開始判定手段４１は、クラゲ襲来探知手段４０からの情報に基づき襲来したクラゲを分散させる必要があるか否かを判定する機能を有している。クラゲ分散開始判定手段４１は、クラゲ３の襲来が発電に影響を及ぼすと判定した際には、放水銃２に放水開始の情報を出力するようになっている。放水銃２は、水の噴射により海水に浮遊しているクラゲ３の群れを別の方向に分散させるものであり、本実施の形態では放水銃２は第二の除塵機２１の取水側に浮遊しているクラゲ３の群れを第一の除塵機１１の取水側および第三の除塵機３１の取水側に分散させる機能を有している。
【００１７】
クラゲ分散開始判定手段４１からの情報は、冷却水流量制御手段４２にも入力される。冷却水流量制御手段４２は、クラゲ分散開始判定手段４１からの情報に基づき流量制御弁２９を制御し、第二の発電系統における循環ポンプ２３による冷却水４ｂの吸込流量を優先的に減少させる機能を有している。すなわち、冷却水流量制御手段４２は、流量制御弁２９を構成する第一の電動式開閉弁２９ａと、第二の電動式開閉弁２９ｂと、第三の電動式開閉弁２９ｃの開度を適切に制御することにより循環ポンプ２３の吸込流量を調整する機能を有している。このように、第二の発電系統においては、襲来したクラゲ３の発電への影響を考慮し、循環ポンプ２３による冷却水４ｂの吸込流量を優先的に減少させ、クラゲ３の第二の取水路２２への吸い込み量を抑制している。
【００１８】
第一の復水器１６には、第一の復水器１６内の真空度を検知する第一の圧力センサ４４が設けられている。第二の復水器２６には、第二の復水器２６内の真空度を検知する第二の圧力センサ４５が設けられている。第三の復水器３６には、第三の復水器３６内の真空度を検知する第三の圧力センサ４６が設けられている。各圧力センサ４４、４５、４６からの情報は、負荷降下判定手段４３に入力されている。負荷降下判定手段４３は、クラゲ分散開始判定手段４１からの情報と各圧力センサ４４、４５、４６からの情報に基づき、第一の発電系統の負荷４７および第三の発電系統の負荷４９から優先的に負荷降下を行う機能を有している。すなわち、負荷降下判定手段４３は、蒸気需要元２８への蒸気供給を考慮して第二の発電系統での発電を最も優先し、第一の発電系統の負荷４７および第三の発電系統の負荷４９から優先的に負荷降下を行うようにしている。
【００１９】
つぎに、本実施の形態におけるクラゲ襲来対処方法について説明する。図３および図４は、クラゲ襲来対処方法の手順を示している。図３のステップ１０１において、各除塵機１１、２１、３１における取水側及び取水口側に設けられたクラゲ襲来探知手段４０によって海水の水位差が検知される。この水位差が平常時に比べて異常である場合は、ステップ１０２に進み、火力発電所の運転員による現地確認が行われる。また、これと同時に、ステップ１０３において、各取水路１２、２２、３２における各除塵機１１、２１、３１と除塵ポンプ（図示略）の起動確認が行われる。ステップ１０４では、クラゲ襲来探知手段４０からの情報および現地確認により、クラゲ３が襲来したか否か判断され、クラゲ３の襲来でない場合は、ステップ１０５に進み、異物除去が行われる。その後、ステップ１０６に進み、運転員はＡＮＮ（水位異常）消灯まで現場にて待機することになる。ステップ１０４において、クラゲ３の襲来と判定された場合は、ステップ１０８に進む。ステップ１０８では、各循環ポンプ（ＣＷＰ）の出口圧力、ＣＷＰ電流、復水器真空値を監視しながら、つぎの各操作が行われる。すなわち、ステップ１０８では、海水の水位差１段発生で第二の発電系統における第二の復水器２６のバイパス弁である第二の電動式開閉弁２９ｂが全閉とされ、第二の復水器２６の出口弁である第三の電動式開閉弁２９ｃは３０％に開度が調整される。水位差２段発生において蒸気需要元２８へ蒸気５ｂを供給中であれば、第二の復水器２６の第三の電動式開閉弁２９ｃは２０％に開度が調整される。なお、蒸気需要元２８への蒸気５ｂの供給が停止中であれば、第二の復水器２６の第三の電動式開閉弁２９ｃは開度が最小とされる。同様にステップ１０４において、クラゲ３の襲来と判定された場合は、ステップ１０７に進み、クラゲ３が増加しているか否か判断される。ステップ１０７において、クラゲ３が増加していると判断された場合は、ステップ１０８に進み、上記と同様に各循環ポンプ（ＣＷＰ）の出口圧力、ＣＷＰ電流、復水器真空値を監視しながら、各操作が行われる。ステップ１０７において、クラゲ３が増加していないと判断された場合は、ステップ１０６に進み、運転員はＡＮＮ消灯まで現場にて待機することになる。
【００２０】
また、ステップ１０７において、クラゲ３が増加中と判断された場合は、ステップ１０９に進み、除塵機排水系統が通常運用から非常運用に切替られる。ステップ１０９で除塵機排水系統が通常運用から非常運用に切替られると、ステップ１０６に進み、運転員はＡＮＮ消灯まで現場にて待機することになる。同様にステップ１０７において、クラゲ３が増加中と判断された場合は、ステップ１１０に進み、放水銃２が起動される。ステップ１１０においては、第二の除塵機２１の取水側に浮遊しているクラゲ３の群れは、放水銃２から噴射される水によって分散され、第一の除塵機１１の取水側および第三の除塵機３１の取水側に追いやられる。これにより、第二の発電系統の第二の取水路２２の取水側に浮遊するクラゲ３の量が減少する。また、ステップ１０７でクラゲ３が増加中と判断された場合は、ステップ１１１に進み、碍子水洗ポンプ（図示略）が起動される。なお、第三の発電系統が休止中の場合、ステップ１０７でクラゲ３が増加中と判断された場合は、ステップ１１２に進み、第三の発電系統の第三の循環ポンプ３３が起動される。
【００２１】
ステップ１１０からステップ１１２までの処理が開始されると、ステップ１１３に進み、海水の水位差３段発生が数分以上継続された場合は、蒸気供給制限の可能性がある旨が蒸気需要元２８に連絡される。その後、ステップ１１５へ進み、取排水温度差および各復水器１６、２６、３６の真空度の監視が行われる。また、ステップ１１０とステップ１１１とステップ１１２の処理が開始されると、ステップ１１４に進み、クラゲ３が増加しているか否か判断され、クラゲ３が増加中であれば、ステップ１１６に進む。ステップ１１６では、復水器１６、２６、３６の真空度が低下し、取排水温度差制限が大であることが示され、ステップ１１７に進む。ステップ１１７においては、蒸気需要元２８へ蒸気５ｂの供給が制限される旨の連絡が行われる。
【００２２】
つぎに、ステップ１１８に進み、負荷降下が行われる。負荷降下は、蒸気需要元２８への蒸気５ｂの供給を考慮して第二の発電系統による発電の継続を最も優先する必要があることから、第一の発電系統の負荷４７および第三の発電系統の負荷４９から優先的に行われる。ここでは負荷降下は、ＢＭ（ビルディングメンテナンス）デマンドが所定値以下に低下するように設定されている。ここでは、復水器の冷却水が減少した分だけ負荷降下が行われ、復水器の真空度が低下する場合は、さらに負荷降下が行われる。
【００２３】
負荷降下が開始されると、ステップ１１９に進み、各循環ポンプ（ＣＷＰ）１３、２３、３３の電流についてハンチングが生じているか否か判断される。すなわち、ステップ１１９では、循環ポンプ１３、２３、３３を駆動するモータ（図示略）の電流が不規則な変動を繰り返しているか判断される。ステップ１１９でハンチングが生じていないと判断された場合は、ステップ１０６に進み、運転員はＡＮＮ消灯まで現場にて待機することになる。ステップ１１９において、ハンチングが生じていると判断された場合は、図４のステップ１２０に進み、第一の発電系統または第三の発電系統における循環ポンプ（ＣＷＰ）の1台が停止される。つぎに、ステップ１２１に進み、復水器の真空度の低下が継続しているか否か判断される。ステップ１２１で復水器の真空度の低下が継続していないと判断された場合は、ステップ１２２に進み、クラゲ３の除去処理をした後、ステップ１２０で停止させた循環ポンプ（ＣＷＰ）を起動し、真空度を上昇させた後、負荷上昇を行い、蒸気需要元２８への蒸気５ｂの供給制限を解除する。ステップ１２１において、復水器の真空度の低下が継続していると判断された場合は、ステップ１２３へ進み、復水器の真空度低下の警報が発せられる。そして、ステップ１２４において、復水器の真空度が所定値以下となった場合は、真空度に応じてリレーによるトリップ（ステップ１２５）または手動によるトリップ（ステップ１２６）を行う。
【００２４】
このように、火力発電所に襲来したクラゲ３を放水銃２によって分散させ、三つの発電系統のうち第一の発電系統の取水路１２側と第三の発電系統の取水路３２側へクラゲ３を追いやるので、第二の発電系統の取水路２２の取水側に残留しているクラゲ３の量を減少させることができる。また、第二の発電系統における第二の循環ポンプ２３による冷却水４ｂの吸込流量を優先的に減少させるので、クラゲ３の吸い込み量も減少し、第二の発電系統については発電を続行することができ、発電に使用された蒸気５ｂを蒸気需要元２８に供給することが可能となる。
【００２５】
以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、発電所は高温高圧の蒸気によってタービンを駆動して発電する発電所であり、火力発電所は勿論のこと原子力発電所なども含まれる。また、クラゲ３の襲来を検知するクラゲ襲来検知手段４０は、海水の水位差によってクラゲ３の襲来を検知する構成としたが、例えば監視カメラで各取水路１２、２２、３２近傍を常時撮影し、その画像処理データに基づきクラゲ３の検知を行う構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に係わるクラゲ襲来対処装置の概要を示す構成ブロック図である。
【図２】図１の装置を備えた火力発電所の構成を示す構成ブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わるクラゲ襲来対処方法における処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施の形態に係わるクラゲ襲来対処方法における処理手順を示すフローチャートであって図３に続くフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１          カーテンウォール
２          放水銃
３          クラゲ
４ｂ        冷却水
５ｂ        蒸気
１２        第一の取水路
１３        第一の循環ポンプ
１６        第一の復水器
２２        第二の取水路
２３        第二の循環ポンプ
２６        第二の復水器
２８        蒸気需要元
２９        流量制御弁
３２        第三の取水路
３３        第三の循環ポンプ
３６        第三の復水器
４０        クラゲ襲来検知手段
４１        クラゲ分散開始判定手段
４２        冷却水流量制御手段
４３        負荷降下判定手段
４４        第一の圧力センサ
４５        第二の圧力センサ
４６        第三の圧力センサ
４７        第一の発電系統の負荷
４８        第二の発電系統の負荷
４９        第三の発電系統の負荷
【図１】
2008232578.tif 000003
【図２】
2008232578.tif 000004
【図３】
2008232578.tif 000005
【図４】
2008232578.tif 000006