(57)【要約】【課題】放水路に放出される排出海水に同伴される泡を安定して連続して監視することができる使用済排出海水の泡監視装置及び排出システムを提供する。【解決手段】本発明に係る使用済排出海水の泡監視装置１３は、使用済の排出海水１１の放水路１２の路外に設けられ、泡２２を同伴する排出海水１１から放出される赤外線を測定し、温度を求める赤外放射温度計１５と、赤外放射温度計で測定された測定結果から排出海水１１に泡２２が浮遊しているか否かを求める制御手段１６と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済の排出海水を放水する放水路の路外に設けられ、泡を同伴する排出海水から放出される赤外線を測定し、温度を求める赤外放射温度計と、
前記赤外放射温度計で測定された測定結果から前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを求める制御手段と、
を有することを特徴とする使用済排出海水の泡監視装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記制御手段の判断結果に基づいて前記泡の有無を表示する表示手段を有することを特徴とする使用済排出海水の泡監視装置。
【請求項３】
使用済の排出海水を海に放水する排水路と、
請求項１又は２の使用済排出海水の泡監視装置と、
前記排出海水に浮遊している泡を消泡する消泡装置と、
を有することを特徴とする使用済排出海水の排出システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記制御手段は、前記赤外放射温度計で測定された測定結果に基づいて前記泡の発生量が所定量以上となったら、前記消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出システム。
【請求項５】
使用済の排出海水を放水する放水路の路外から、泡を同伴した排出海水から放出される赤外線を赤外放射温度計を用いて測定し、前記赤外放射温度計で測定された測定結果から前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断することを特徴とする使用済排出海水の泡監視方法。
【請求項６】
請求項５の使用済排出海水の泡監視方法により前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断し、前記排出海水に前記泡が浮遊している場合には、消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出処理方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断した判断結果に基づいて、前記排出海水に浮遊している前記泡の量が所定量以上となったら、前記消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火力発電所や原子力発電所等の発電プラントや化学プラント等の冷却水として、あるいは排ガスの洗浄用水として、海水を使用した後に再び海へ排出する使用済排出海水に同伴される泡を監視する使用済排出海水の泡監視装置及び排出システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所、火力発電所などの種々の発電プラントでは、海水は復水器等の冷却水や、海水脱硫設備の排ガス処理用の水や熱交換器等の熱交換用の水として多量に使用されている。復水器で使用された後の使用済の排出海水、海水脱硫設備で用いた使用済の排出海水、熱交換器等から排出される排出海水は、温排水として放水路に排出され、海域や河川域に排出されている。
【０００３】
放水路には、一般に海の潮位の変動に対応するため堰を設置しているが、この堰を越えて排水が下流側に流れ落ちて空気を巻き込むことで、放水路の水面上には多量の泡が発生する。また、放水路には、排水が空気を巻き込むことで生じる泡の他に、界面活性剤などの化学薬品、微生物や生物死骸など汚染物などの様々な原因により生じている泡も含まれている場合がある。
【０００４】
空気を巻き込むことで生じる泡のほとんどは排水路の途中で消泡するが、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、化学薬品や汚染物等による界面活性作用により容易に破泡しないため、使用済海水や排出海水の表面に浮遊している場合が多く、排水路の排出口から海に排出される場合がある。
【０００５】
また、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、空気を巻き込むことで生じる泡に比べ外観も悪く、排水基準に泡の規制がないが、これらに起因して生じた泡が同伴された排出海水は、外観的に汚濁排水と認識されやすい。そのため、排水が放水される周辺の海域や河川域で行われている漁業や農業の安全性を確保する観点から、泡の安全性の確認や証明を行う場合がある。
【０００６】
また、放水路の下流側にはフロートを設置して、放水路の水面上に浮遊している泡が海域や河川域に流れ出さないようにしている。しかし、放水路の水面上に浮遊している泡を海域や河川域に流れ出さないようにフロートで止めておくと、フロート周辺には多量の泡が集中して、高波が来た場合や強風が生じた場合には、フロート周辺に浮遊している泡が近隣に飛散してしまう場合がある。
【０００７】
そこで、放水路の水面上に泡が発生するのを抑制するため、従来では、例えば、冷却水として用いる海水中に消泡剤等の薬剤を添加し、海水を冷却水として用いる際に泡が発生するのを抑制する発泡抑制方法などが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、放水路の水面上に泡が発生するのを抑制する他に、フロートが浮いている放水路周辺の水面を作業員が直接確認するか監視カメラなどを用いて目視で監視し、フロートで泡が止まっているのを確認した際には、フロート周辺の水面上に浮遊している泡を回収し、分析等していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００８／０４１４００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、作業員が直接確認するか監視カメラなどを用いて目視で監視する方法では、夜間は放水路の水面上に浮遊している泡を確認することは困難であるため、昼夜を通じて安定して放水路の水面上に浮遊している泡を監視することは困難である、という問題がある。
【００１１】
そこで、放水路の水面上に浮遊している泡を昼夜を通じて安定して監視することができる泡の泡検知装置が切望されている。
【００１２】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、放水路に放出される排出海水に同伴される泡を安定して連続して監視することができる使用済排出海水の泡監視装置及び排出システム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】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、使用済の排出海水を放水する放水路の路外に設けられ、泡を同伴する排出海水から放出される赤外線を測定し、温度を求める赤外放射温度計と、前記赤外放射温度計で測定された測定結果から前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを求める制御手段と、を有することを特徴とする使用済排出海水の泡監視装置である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記制御手段の判断結果に基づいて前記泡の有無を表示する表示手段を有することを特徴とする使用済排出海水の泡監視装置である。
【００１５】
第３の発明は、使用済の排出海水を海に放水する排水路と、第１又は第２の発明の使用済排出海水の泡監視装置と、前記排出海水に浮遊している泡を消泡する消泡装置と、を有することを特徴とする使用済排出海水の排出システムである。
【００１６】
第４の発明は、第３の発明において、前記制御手段は、前記赤外放射温度計で測定された測定結果に基づいて前記泡の発生量が所定量以上となったら、前記消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出システムである。
【００１７】
第５の発明は、使用済の排出海水を放水する放水路の路外から、泡を同伴した排出海水から放出される赤外線を赤外放射温度計を用いて測定し、前記赤外放射温度計で測定された測定結果から前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断することを特徴とする使用済排出海水の泡監視方法である。
【００１８】
第６の発明は、第５の発明の使用済排出海水の泡監視方法により前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断し、前記排出海水に前記泡が浮遊している場合には、消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出処理方法である。
【００１９】
第７の発明は、第６の発明において、前記排出海水に泡が浮遊しているか否かを判断した判断結果に基づいて、前記排出海水に浮遊している前記泡の量が所定量以上となったら、前記消泡装置を用いて前記排出海水に浮遊している前記泡を消泡することを特徴とする使用済排出海水の排出処理方法である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、放水路に放出される排出海水に同伴される泡を安定して連続して監視することができる。このため、海水を使用した後に再び海洋へ排出する排出海水に同伴される泡に対して適切に消泡処理を施すことができ、昼夜を通じて効率よく除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本実施例に係る使用済排出海水の排出システムの構成の概略構成図である。
【図２】図２は、図１の放水路の一部を示す部分拡大図である。
【図３】図３は、図１の放水路の一部を示す平面図である。
【図４】図４は、堰が設けられている放水路の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明に係る使用済排出海水の泡監視装置及び使用済排出海水の排出システムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに以下に記載した下記実施例で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【実施例】
【００２３】
本実施例に係る使用済排出海水の泡監視装置の構成について説明する。図１は、本実施例に係る使用済排出海水の泡監視装置を適用した使用済排出海水の排出システムの構成の概略構成図であり、図２は、図１の放水路の一部を示す部分拡大図であり、図３は、実施例に係る使用済排出海水の消泡装置の平面概略図である。図１〜図３に示すように、本実施例に係る使用済排出海水の排出システム１０は、使用済の排出海水１１を海へ排出する放水路１２に設けられ、使用済排出海水の泡監視装置１３と、消泡装置１４とを有するものである。使用済排出海水の泡監視装置１３は、使用済の排出海水１１の放水路１２の路外に設けられ、赤外放射温度計１５と、制御手段１６とを有するものである。
【００２４】
排出海水１１は、例えば、海から取水した海水を火力発電所、原子力発電所等の発電プラントの復水器の冷却水として用い、復水器で熱交換されて温められた温排水であり、復水器などの放水管２０から海に向けて排出される使用済の海水である。
【００２５】
放水路１２には堰２１が設けられ、放水路１２の水面の高さは、復水器の方が海域側よりも高くなるように形成され、海の潮位の変動を受けないようにしている。
【００２６】
放水路１２には、排出海水１１が海に向けて排出されるまでの間に、排出海水１１には泡２２が多量に発生し、泡２２を同伴した排出海水１１が海に向けて流れている。泡２２は、排出海水１１が堰２１を越えて下流側に流れ落ちた際に排出海水１１が空気を巻き込むことで生じる泡や、界面活性剤などの化学薬品、微生物や生物死骸などの汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子などの様々な原因により生じている泡などがある。空気を巻き込むことで生じる泡のほとんどは放水路１２の途中で消泡するが、汚染物等に起因して生じた泡は、水と水以外の物質（化学薬品や汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子）が攪拌されたときに曝気され、いったん沈んだ泡が浮上する際に加圧浮上することによって気泡の周囲に吸着することから界面活性剤としての機能を果たし、気泡が割れにくくなっている。また、こうした泡２２に対しては、物理的な力を加えた場合でも、破泡、消泡せず、余計な泡を生じることが多い。すなわち、小さな泡が放水路１２の下部から上昇する過程で排出海水１１中や放水路１２の底部に堆積した汚泥などの汚濁成分が泡に巻き込まれることで、化学薬品や汚染物、水中の藻類や細菌、無機物や有機物の微粒子、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子などを多く取り込み、泡の中に更に小さい泡が多数存在した状態の泡を形成することが考えられる。これにより、泡２２の皮膜が厚く、強固となる結果、気泡が割れにくくなり、破泡、消泡し難くなっている。そのため、化学薬品や汚染物等に起因して生じた泡は、放水路１２の排出口まで排出海水１１の表面に着色した状態で浮遊している場合が多い。
【００２７】
放水路１２の下流側の放水路１２と海域との境近傍には、泡２２を同伴した排出海水１１の表面近傍の流れを遮る浮体（フロート）２３が係留して設けられている。フロート２３は放水路１２の排出海水１１の流れ方向と略直交する向きに複数設けられており、放水路１２を流れる排出海水１１の海水表層に浮遊する泡２２を、フロート２３で止めて排出海水１１に同伴して海域に拡散するのを抑制するようにしている。
【００２８】
フロート２３同士は、例えば、紐等により各々連結されており、フロート２３の数は、放水路１２の幅大きさ等により調整される。また、発生する泡２２に応じて、フロート２３の高さや、水没量を適宜調整できるようにしてもよい。
【００２９】
フロート２３を形成する材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、発泡ポリスチレン等の有機系樹脂などを用いることが好ましい。消泡装置１４として薬剤噴霧装置を用いて排出海水１１に同伴する泡２２を消泡する場合、フロート２３の表面に酸が付着することで、フロート２３の表面に水垢や微生物が付着するのを抑制し、表面の汚染を抑制できると共に、樹脂と泡とが接触することで破泡作用が発揮され、泡２２の消泡効果を促進することができる。また、フロート２４からの有害物質溶出が無いため環境水域(海、湖沼、河川等)を汚染することも抑制することができる。
【００３０】
赤外放射温度計１５は、泡２２を同伴した排出海水１１の表面から放出される赤外線の放射エネルギーを赤外放射温度計１５の赤外線センサで計測し、泡２２を同伴した排出海水１１の表面温度を測定するものである。すなわち、あらゆる物体は赤外線を放射しており、物体から放射される赤外線の強さ(エネルギー量)は物体の温度が高くなるにしたがって増加するため、物体から放射される放射エネルギー量を検知することにより、物体の温度を測定することができる。このため、赤外放射温度計１５を用いることで、被測定物に接触することなく容易に被測定物の表面温度を測定することができる。
【００３１】
また、物体から放射される赤外線の放射量は、物体の材質や表面状態により異なるため、同一温度であっても放射する赤外線エネルギー量(放射率)は異なる。赤外放射温度計１５は、例えば、放射効率が１００％の理想黒体を基準温度として温度を算出する方法、排出海水１１、泡２２、大気の各々の放射率に合わせて補正した後、温度に換算して温度を算出する方法などを用いて温度を求める。
【００３２】
赤外放射温度計１５で測定された測定結果は制御手段１６に伝達される。
【００３３】
制御手段１６は、赤外放射温度計１５で測定された測定結果から排出海水１１に泡２２が浮遊しているか否かを検知すると共に、フロート２３近傍に浮遊している泡２２の占める範囲を求める。
【００３４】
すなわち、発電プラントなどの復水器の冷却水として用いられる海水は、復水器で熱交換されることで、取水時より温度は上昇し温排水となっている。例えば、排出海水１１の海水温度は、１年で２０℃〜４０℃の範囲内であり、泡２２の表面温度は１５℃〜３０℃の範囲内であり、大気の温度は１０℃〜２０℃の範囲内である。そのため、復水器から排出される排出海水１１、泡２２、大気との各々の間に温度差が生じることになる。温度差は、例えば、フロート２３より上流側か下流側で泡２２の浮遊していない排出海水１１の表面から放射される赤外線を事前または同時に測定し、排出海水１１の表面の温度を測定する。そして、フロート２３近傍で測定された温度が排出海水１１の表面の温度と異なる場合には、フロート２３近傍の排出海水１１に泡２２が浮遊していると判断する。
【００３５】
よって、赤外放射温度計１５を用いて泡２２の浮遊していない排出海水１１の表面から放射される赤外線と、放水路１２のフロート２３の近傍の排出海水１１の表面から放射される赤外線とを測定し、各々の間の温度差を測定することにより、放水路１２のフロート２３の近傍に泡２２があるか否かを求めることができると共に、泡２２の堆積面積を算出することができる。また、フロート２３近傍で排出海水１１と泡２２との各々の間の温度差の生じている領域を測定することにより、フロート２３近傍に浮遊している泡２２の占める割合を求めることができる。
【００３６】
制御手段１６は、赤外放射温度計１５の測定結果に基づく判断結果を監視室のモニタ（表示手段）２５に伝達し、モニタ２５は制御手段１６の判断結果に基づいて放水路１２のフロート２３近傍の排出海水１１に泡２２が浮遊しているか否かと、フロート２３近傍に浮遊している泡２２の占める範囲を表示する。
【００３７】
これにより、放水路１２のフロート２３近傍の排出海水１１に泡２２が浮遊しているか否かと、フロート２３近傍に浮遊している泡２２の占める範囲は、表示手段２３で放水路１２の外部から作業員は容易に監視することができる。
【００３８】
また、本実施例では、表示手段としてモニタ２５を用いているが、これに限定されるものではなく、例えば、警告灯を点灯したり、警報を発生したり、ブザー、サイレンを鳴動させたり、回転灯を回転させるなどでもよい。
【００３９】
よって、本実施例に係る使用済排出海水の泡監視装置１３を放水路１２の路外に設け、放水路１２に放出される排出海水１１に同伴する泡２２を容易に監視することができる。
【００４０】
制御手段１６で泡２２が検知されたら、消泡装置１４により泡２２の消泡処理を行う。本実施例では、消泡装置１４は、薬剤を排出海水１１に噴霧する薬剤噴霧装置である。消泡装置１４は、薬剤３１の薬液を噴霧するスプレー３２と、薬液供給ライン３３と、薬剤タンク３４とを有するものである。スプレー３２から排出海水１１に薬剤３１を供給し、排出海水１１中の微生物を殺菌する。
【００４１】
薬剤３１としては、例えば、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）、オゾン、過酸化水素水などが挙げられる。消泡装置１４は、その先端のスプレー３２からＮａＣｌＯが５ｐｐｍ〜１０ｐｐｍ相当分となるように散布する。また、オゾンが気体の場合にはオゾンを吹きつけるようにしてもよい。
【００４２】
排出海水１１に浮遊している泡２２は、水中の藻類や細菌、多糖類、脂肪等の両親媒性生体高分子が気泡の周囲に吸着し、界面活性剤としての機能を果たす結果、気泡が割れにくくなっている。そこで、消泡装置１４より薬剤３１を排出海水１１に噴霧することで、例えば藻類や、細菌の殺菌が促進され、この藻類や細菌等の存在に起因する泡の破泡抑止性能を低下させ、消泡が促進される。これにより、微生物由来に起因し、破泡し難い汚濁泡に対して、薬剤処理により、効果的に消泡処理がなされる。
【００４３】
また、制御手段１６は、赤外放射温度計１５で測定された測定結果に基づいて、消泡装置１４を用いて排出海水１１に浮遊している泡２２を消泡することが好ましい。制御手段１６は、泡２２の発生量が所定量以上と判断した場合に、消泡装置１４を用いて薬剤３１をフロート２３近傍の排出海水１１に噴霧し、排出海水１１に浮遊している泡２２を消泡する。これにより、薬剤３１を無駄に消費することなく、効率よく排出海水１１に浮遊している泡２２の消泡処理を施すことができる。
【００４４】
本実施例においては、消泡装置１４として、薬剤を噴霧する薬剤噴霧装置を用いているが、本実施例はこれに限定されるものではなく、例えば、高温ガスを噴射する高温ガス噴射装置などを用いてもよい。
【００４５】
よって、本実施例に係る使用済排出海水の排出システム１０によれば、使用済の排出海水１１の放水路１２に本実施例に係る使用済排出海水の泡監視装置１３を設け、放水路１２に放出される排出海水１１に同伴した泡２２を安定して連続して監視することができる。このため、昼夜を通じて消泡装置１４により、排出海水１１の表面を浮遊する泡２２が所定量堆積した段階で、迅速かつ確実に効率よく消泡処理を施すことができるため、海域に泡２２が放流するのを抑制することができる。
【００４６】
また、従来のように泡を陸上に回収し、陸上に設けた泡処理設備で処理する場合には、泡の残骸は産業廃棄物として別途処理する必要があるため、泡の処理設備を別途設置する必要があり、ランニングコストが上昇すると共に、廃棄物としての処理コストも嵩むこととなる。これに対し、本実施例に係る使用済排出海水の排出システム１０では、排出海水１１に浮遊している泡２２をそのまま破泡させているため、直接海へ放出することができ、泡２２を処理するために要する泡処理設備の設置コストの低廉及びランニングコストの大幅な削減を図ることが可能となる。
【００４７】
本実施例においては、排出海水１１に同伴した泡２２がフロート２３で海に放流するのを防止するようにし、フロート２３でせき止められている泡２２を含む流域から放出される赤外線を赤外放射温度計１５で測定するようにしているが、本実施例はこれに限定されるものではない。図４は、堰が設けられている放水路１２の一部を示す図である。図４に示すように、放水路１２に設けられている堰３５に滞留する泡２２を含む流域から放出される赤外線を赤外放射温度計１５で測定するようにしてもよい。
【００４８】
本実施例においては、赤外放射温度計１５、制御手段１６、モニタ２５等で用いる一般の電源手段から電気を供給するようにしているが、これに限定されるものではない。電源手段として、太陽光、風力、水力など自然エネルギーから電力を得る発電部と、発電された電力を充電する充電部とを有するものを用いてもよい。発電部としては、例えば、自然エネルギーとして太陽光から電力を得る場合には太陽光発電パネルが用いられ、風力から電力を得る場合には風車が用いられ、水力から電力を得る場合には水車が用いられる。また、充電部としては、例えば、二次電池（充電池）、リチウムイオン充電池、ニッケル水素充電池等を挙げることができる。
【００４９】
例えば、自然エネルギーとして太陽光から電力を得る場合には、昼間に太陽光発電パネルで発電した電気を充電部に充電し、夜間に充電しておいた電気を赤外放射温度計１５、制御手段１６、モニタ２５の運転用などの電気として用いる。これにより、昼夜を通して安定して効率よく節電しつつ赤外放射温度計１５、制御手段１６、モニタ２５などに電気を供給することが可能となる。これにより、本実施例に係る使用済排出海水の排出システム１０に電気を昼夜を通して安定して効率よく供給することができるため、節電を図りつつ効率よく運転することが可能となる。また、自然エネルギーとして風力から電力を得る場合には、風車で発電した電気を充電部に充電し、水力から電力を得る場合には、水車で発電した電気を充電部に充電する。また、使用済排出海水の泡監視装置１３は主に沿岸部に設置されることから、太陽光発電、風力発電、水力を併用することが可能である。
【００５０】
本実施例においては、排出海水１１として、火力発電所、原子力発電所等の発電プラントの復水器等から排出される使用済海水に同伴された泡を監視し、処理する場合について説明したが、本実施例はこれに限定されるものではなく、海水脱硫設備で用いた使用済の排出海水、熱交換器等から排出される排水、河川に排出される排水等についても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０  使用済排出海水の排出システム
１１  排出海水
１２  放水路
１３  使用済排出海水の泡監視装置
１４  消泡装置
１５  赤外放射温度計
１６  制御手段
２０  放水管
２１  堰
２２  泡
２３  浮体（フロート）
２５  モニタ（表示手段）
３１  薬剤
３２  スプレー
３３  薬液供給ライン
３４  薬剤タンク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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