(57)【要約】【課題】原子力発電所や火力発電所、水力発電所等の本体発電設備の放水ラインから排出された、現状の未利用の水流の運動エネルギーを回収するとともに、発電出力が安定的であり且つ設備費を抑制することができる付設型の水力発電設備を提供する。【解決手段】この水力発電設備２は、火力発電所、原子力発電所または水力発電所を本体発電設備１とし、その本体発電設備１に付設されるものであって、本体発電設備１の放水ライン４の水流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、水力発電設備用の変圧・送電設備が、本体発電設備用の変圧・送電設備３と共用されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
火力発電所、原子力発電所または水力発電所を本体発電設備とし、該本体発電設備に付設される水力発電設備であって、
前記水力発電設備は、前記本体発電設備の放水ラインの水流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、前記水力発電設備用の変圧・送電設備は、前記本体発電設備用の変圧・送電設備と共用されていることを特徴とする水力発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原子力発電所や火力発電所、水力発電所等の発電設備を本体発電設備とし、これら本体発電設備に好適に採用し得る付設型の水力発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
原子力発電所や火力発電所、水力発電所等の発電設備（以下、「本体発電設備」ともいう）では、使用された大量の水が放水ライン（放水路）から排出されている。本体発電設備から排出された水は海や河川に放水される。しかし、本体発電設備から排出された大量の水は、全体として大きな運動エネルギーを有する。そこで、このような排水の運動エネルギーを利用する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１等に利用技術が提案されるものの、火力あるいは原子力発電の復水器冷却に使用後の大量の海水は、現状の設備では未だ有効に利用されておらず、また、中規模以上の水力発電所においても、水力発電後の放水ライン（放水路）からの水流は全体として大きな運動エネルギーを有するが、大規模な工業的利用は行われていないのが実情である。その理由は、設備費が割高になることから経済性が成り立ちにくいことが大きな要因と考えられる。
【０００５】
一方、農業用水あるいは小規模河川水等の水流を利用して小規模発電を実施しているものもある。しかし、これら小規模発電においては、発電規模に比して変電・送電設備が大きくなり、経済的利益を得るのが困難であると同時に水流量の安定性に欠けるため、発電出力が不安定であるという問題がある。
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、原子力発電所や火力発電所、水力発電所等の本体発電設備の放水ライン（放水路）から排出された、現状の未利用の水流の運動エネルギーを回収するとともに、発電出力が安定的であり且つ設備費を抑制することができる付設型の水力発電設備を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る水力発電設備は、火力発電所、原子力発電所または水力発電所を本体発電設備とし、該本体発電設備に付設される水力発電設備であって、前記水力発電設備は、前記本体発電設備の放水ラインの水流の運動エネルギーを利用して発電するものであり、前記水力発電設備用の変圧・送電設備は、前記本体発電設備用の変圧・送電設備と共用されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の一態様に係る水力発電設備によれば、本体発電設備に付設され、本体発電設備の放水ラインの水流の運動エネルギーを利用して発電するので、水流量が安定している。そのため、上述したような農業用水あるいは小規模河川水等の水流を利用する小規模発電に比べて、発電出力を安定させることができる。そして、本発明の一態様に係る水力発電設備は、水力発電設備用の変圧・送電設備が、本体発電設備用の変圧・送電設備と共用されているので、変圧・送電設備に対して新たな設備投資が不要または設備投資を抑制することができる。そのため、経済的にも有利である。
ここで、本発明の一態様に係る水力発電設備において、前記放水ラインの水流によって回転運動を発生させて発電する構成とすることは好ましい。また、前記放水ラインの水流によって発生させた振動によって発電する構成とすることは好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
上述のように、本発明によれば、本体発電設備の、現状の未利用の水流の運動エネルギーを回収するとともに、発電出力が安定的であり且つ設備費を抑制することができる付設型の水力発電設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一態様に係る水力発電設備を備える発電設備の一実施形態を説明する模式図である。
【図２】図１の水力発電設備の一実施形態を説明する模式的斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１に示すように、本体発電設備１に対して水力発電設備２が付設されている。本体発電設備１は、火力発電所、原子力発電所または中規模以上の水力発電所のいずれであってもよく、また、既設、新設についても限定されない。なお、本実施形態は、既設の、火力発電所、原子力発電所または水力発電所を本体発電設備とする例である。
【００１１】
ここで、本体発電設備１は、自身により発電した電力が、送電線１ａを介して本体発電設備１用として既設の変圧・送電設備３に送られる。また、水力発電設備２は、自身により発電した電力が、送電線２ａを介して本体発電設備１用の変圧・送電設備３に送られる。つまり、水力発電設備２の変圧・送電設備は、本体発電設備用の変圧・送電設備１と共用されている。
【００１２】
水力発電設備２は小規模な発電設備であり、本体発電設備が火力発電所若しくは原子力発電所であれば、復水器の温排水の放水ライン（既設のものに好適に付設することができる）４に対して付設され、放水ライン４の水流の運動エネルギーを利用して発電する。また、本体発電設備が水力発電所であれば、放水路（既設のものに好適に付設することができる）４に対して付設され、放水路４の水流の運動エネルギーを利用して発電するものである。なお、本発明は、水流の運動エネルギーを利用して発電可能であれば、管路等の放水ラインや水路等の放水路を別段区別する必要はない。
【００１３】
水力発電設備２の一実施例を図２に示す。同図に示すように、この水力発電設備２は、複数の振動式の発電装置５を有する。複数の発電装置５は、放水ライン（放水路）４に沿って所定間隔を空けて水中に並設されている。
例えば、定格出力８００ＭＷ級の既設発電所の放水ライン（放水路）４に振動式の発電装置５を設けた場合、放水量は５０．６ｍ３／ｓであり、振動式発電装置５で利用可能な有効落差を１．５ｍ、損失を５０％とすれば、３７０ｋＷ程度の発電が期待される。なお、必要な放水路の規模の一例は、同図において、幅：Ｗ＝７．７８ｍ、深さ：Ｄ＝５ｍ、長さ：Ｌ＝５１．９ｍである。
【００１４】
また、最大出力１００ＭＷ級の既設水力発電所（例えば有効落差１００ｍ）の場合に、使用水量１１７．６ｍ３／ｓが放水され、この放水ライン（放水路）に上記振動式発電装置５を設置したとき、振動式発電装置５で利用可能な有効落差を２．０ｍ、損失を５０％とすれば、８６０ｋＷ程度の発電が期待される。なお、必要な放水ライン（放水路）の規模の一例は、同図において、Ｗ＝１５．０８ｍ、Ｄ＝６ｍ、Ｌ＝６９．２ｍである。
【００１５】
次に、この水力発電設備の作用・効果について説明する。
上述の水力発電設備２は、本体発電設備１に付設され、本体発電設備１の放水ライン（放水路）４の水流を利用して発電するので、水流量が安定している。そのため、農業用水あるいは小規模河川水等の水流を利用する小規模発電では流量が不安定で安定した発電量が期待しにくいが、当該発電では流量が一定しており安定した発電が可能である。
【００１６】
また、この水力発電設備２によれば、河川等における同様な小水力発電で問題となるごみ等の異物による障害のおそれがない。特に、有効落差が小さく発電出力に比較して使用水量の大きい中規模程度の水力発電の発電能力の向上に有効である。
そして、この水力発電設備２は、上述のように、水力発電設備用の変圧・送電設備が、本体発電設備用の変圧・送電設備３と共用されているので、既存の小規模水力発電と異なり変圧・送電設備に対して新たな設備投資が不要または設備投資を抑制することができる。そのため、独自の変電・送電設備投資が簡略化でき、設備費を抑制できることから経済的にも有利である。
【００１７】
なお、本発明に係る付設型の水力発電設備は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、本体発電設備１に付設される水力発電設備２は、振動式発電装置５を有し、これにより、放水ライン（放水路）４の水流によって発生させた振動によって発電する例で説明したが、これに限定されず、放水ライン（放水路）４の水流によって回転運動を発生させて発電する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００１８】
１    原子力発電所や火力発電所、水力発電所等の発電設備（本体発電設備）
２    水力発電設備
３    （本体発電設備の）変圧・送電設備
４    放水ライン（放水路）
５    振動式の発電装置
【図１】
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【図２】
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