(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低温側流体として海水を用いる熱交換器の管板および細管の入口部の表面に設けられ海水圧力より高い圧力で淡水を供給されて前記管板および細管の入口部を淡水の湿潤状態とする防汚板を備え、前記防汚板内に耐水性繊維の不織布または耐水性高分子化合物の発泡体または耐水性の多孔質セラミックスからなる湿潤層を設けたことを特徴とする海洋生物汚損防止装置。
【請求項２】
熱交換器への海水の入口圧力を検出する海水入口圧力検出器と、淡水の注入圧力を検出する淡水注入圧力検出器と、淡水の注入圧力を調節する圧力調節弁と、前記両圧力検出器の出力を受けて前記圧力調節弁をコントロールする差圧コントローラとを備えたことを特徴とする請求項１記載の海洋生物汚損防止装置。
【請求項３】
潮位の変動や海水の渦流などに応じて前記差圧コントローラの設定値を変化させる制御装置を設けたことを特徴とする請求項２記載の海洋生物汚損防止装置。
【請求項４】
淡水注入ラインに薬液注入装置を接続したことを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載の海洋生物汚損防止装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラントの軸受冷却水用海水冷却器のように低温側流体に海水を使用する熱交換器の海水側、特に熱交換器管板及び細管に海洋生物が付着しまた生育することによって熱交換器の熱交換効率が低下することを防止する海洋生物汚損防止装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、発電プラントに設備される熱交換器の一つである軸受冷却水用海水冷却器は２台設置されており、熱貫流率保持のため以下のような対策が講じられている。
【０００３】
(1) 細管表面保護のための皮膜形成
細管の材質として黄銅系を使用している場合、細管表面の保護皮膜の形成のために硫酸第一鉄の投入を行っている。しかしこれはあくまでも表面保護であって、海洋生物の付着を抑制するものではない。
【０００４】
(2) 海水に混じって来る異物による細管の詰まり防止
海水には多量の異物が混じって流入してくるため海水取り入れ口にフィルターが設置されているが、それでも海水冷却器の細管を塞ぐ異物は流入してくるので、通常の流れを逆にして異物を排除する逆洗装置を設置している。しかしこの装置の働きは異物の除去であり、着生した海洋生物を排除するものではない。
【０００５】
(3) 海水系全体の海洋生物除去のための薬物投入
海水の取り入れ部に、薬物（塩素）を投入し、海洋生物を死滅させる方法であり、非常に有効な手段であるが、残留塩素が海洋へ流出する環境汚染問題があるため最近では使用されない。
【０００６】
以上のように着生した海洋生物の除去に有効な対策がない現状では、定期的に海水冷却器の切り替えを行い内部の清掃を行っている。このように海水冷却器の清掃は人力に頼る以外方法がなく、付着物の性質上、硫化水素ガスの発生する危険作業であり、採取した海洋生物の処理にも多大の費用が掛かっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の海水冷却器には、海洋生物の付着・着生によって下記の課題が生じている。
(1) 海水冷却器の管板や細管に海洋生物が付着・生育することによって、熱貫流率が低下し、特に夏場において海水冷却器の２台運転を行わなければならないなど、プラントの全体効率が低下する。
【０００８】
(2) 海水冷却器の熱貫流率が低下してきた場合、管板や細管に付着した海洋生物を除去するために、定期的に海水冷却器を切り替えて内部の清掃を行わなければならない。
(3) 海水冷却器の管板や細管に海洋生物が付着・生育することによって海水の流れが妨げられ、滞留による細管の腐食の原因となる。
【０００９】
本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、海水を使用する熱交換器に海洋生物が付着しまた生育することを防止することのできる海洋生物汚損防止装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に対応する発明は、低温側流体として海水を用いる熱交換器の管板および細管の入口部の表面に設けられ海水圧力より高い圧力で淡水を供給されて前記管板および細管の入口部を淡水の湿潤状態とする防汚板を備え、前記防汚板内に耐水性繊維の不織布または耐水性高分子化合物の発泡体または耐水性の多孔質セラミックスからなる湿潤層を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に対応する発明は、熱交換器への海水の入口圧力を検出する海水入口圧力検出器と、淡水の注入圧力を検出する淡水注入圧力検出器と、淡水の注入圧力を調節する圧力調節弁と、前記両圧力検出器の出力を受けて前記圧力調節弁をコントロールする差圧コントローラとを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に対応する発明は、潮位の変動や海水の渦流などに応じて前記差圧コントローラの設定値を変化させる制御装置を設けたことを特徴とする。
請求項４に対応する発明は、淡水注入ラインに薬液注入装置を接続したことを特徴とする。
【００１４】
請求項１記載の発明は、発電プラント等の海水系統の中でも特に海洋生物の付着による障害が大きい熱交換器の管板・細管入口部に防汚板を取り付けることによって海洋生物が嫌う淡水の湿潤状態とし、海洋生物の付着・生育を防止するようにしたものである。
【００１５】
請求項２，３記載の発明は、請求項１記載の防汚板へ供給する淡水の圧力を海水の圧力よりわずかに高く制御することによって、常に一定の淡水が注入され湿潤状態を保つことで海洋生物の着生を防止するようにしたもの、また淡水の流出孔に砂などの異物が詰まるのを防止するために、淡水の注入圧力を間欠的に変化させる制御装置を有するようにしたものである。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１，２，３記載の防汚板・淡水注入の系統に、薬液注入装置を併設することで、海洋生物の繁殖期に付着防止効果を高めるとともに淡水注入系統配管及び淡水流出孔の化学的洗浄もできるようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態の海洋生物汚損防止装置を適用した軸受冷却水用海水冷却器の淡水注入部の正面図である。図に示すように、海水冷却器１の淡水注入部は、管板２に細管３が図のように多数配置されている。４は淡水注入配管であり、海水冷却器１の上下から導入されている。
【００１８】
図２は図１の淡水注入部の一部Ａの詳細図であり、図３は図２のIII −III 線に沿う断面図である。図に示すように、管板２には多数の細管３が取り付けられている。この管板２の表面に防汚板９を取り付ける。防汚板９は、淡水注入配管４に接続された分配管５と、淡水流出孔６を有する淡水湿潤層７から構成されている。淡水湿潤層７はポリアミド繊維やポリプロピレン繊維の不織布，耐水性合成ゴムの発泡体あるいは耐水性多孔質セラミックスによって形成する。８は、耐水流出孔６から流出して、または淡水湿潤層７から滲み出して海水流路に形成された淡水膜である。
【００１９】
このように、防汚板９によって表面を覆われた管板２は常に淡水の湿潤状態になっており、海洋生物が着生するのを防止する。また細管３の入口部分は防汚板９から滲み出す淡水により淡水膜８で常に覆われた状態となっているため、細管３の内面も海洋生物が着生するのを防止できる。細管３の内部は海水の流速が速く海洋生物の着生は起こらない。
このように、本実施の形態によれば、海水との接触面となる防汚板９が常に淡水による湿潤状態となっており、海洋生物の着生を防止することができる。
【００２０】
図４は、本発明の第２の実施の形態の海洋生物汚損防止装置の配管および制御の系統図である。
図４に示すように、本実施の形態は、海水冷却器１、海水冷却器の水室部に淡水を注入するための淡水注入口１０、淡水の注入圧力を調節する圧力調節弁１１、注入圧力の変化を与えるための制御装置１２、海水の圧力と淡水の圧力をある一定の差圧にコントロールする差圧コントローラー１３、淡水中の異物を除去するためのフィルタ１４、淡水注入圧力の取出弁１５および海水の入口圧力取出弁１６から構成している。
【００２１】
このように構成した本実施の形態において、海水冷却器１に入る海水の圧力は潮位の変化によって常に変化するので、海水の入口圧力取出弁１６で検出した圧力に対して淡水注入圧力取出弁１５から取り出した圧力を常に高く保つように差圧コントローラ１３によって圧力調節弁１１を制御する。また常に一定の圧力で注入していても渦流などの影響で、淡水流出孔６に砂などの異物が詰まるのでこれを防止するために、制御装置１２から差圧コントローラ１３に信号を発信し、圧力調節弁１１を制御して淡水の注入圧力を間欠的に変化させ、海水と淡水の差圧を変化させる。
【００２２】
本実施の形態によれば、海水の圧力より高い圧力で常に淡水を供給し防汚板９を湿潤状態に保つことができるので、少ない淡水でより良好な汚損防止状態が保持できる。さらに海水と淡水の圧力差を間欠的に変化させることにより、局部的に生じる渦流などの影響で異物が滞留するのを防止することができる。
【００２３】
図５は本発明の第３の実施の形態を示す系統図である。
図５に示すように、本実施の形態は、海水冷却器１、海水冷却器の水室に淡水を注入するための淡水注入口１０、淡水の注入圧力を調節する圧力調節弁１１、注入圧力に変化を与えるための制御装置１２、海水の圧力と淡水の圧力をある一定の差圧にコントロールする差圧コンロトーラ１３、淡水中の異物を除去するためのフィルタ１４、淡水注入圧力の取出弁１５、海水の入口圧力取出弁１６のほかに薬液注入装置１７と逆止弁１８を備えた構成としている。
【００２４】
このように構成した本実施の形態において、通常状態では、海水冷却器１に入る海水の圧力は潮位の変化によって常に変化するので、海水入口圧力取出弁１６で検出した圧力に対して淡水注入圧力取出弁１５から取り出した圧力を常に高く保つように差圧コントローラ１３によって圧力調節弁１１を制御する。また常に一定の圧力で注入していても渦流などの影響で、淡水の流出孔６に砂などの異物が詰まるのでこれを防止するために、淡水の注入圧力を間欠的に変化させるために制御装置１２から差圧コントローラ１３に信号を発信し、圧力調節弁１１を制御して差圧を変化させる。さらに海洋生物の繁殖期のように着生の増加が予想される場合は、薬液注入装置１７を稼動させて淡水に塩素を加え着生防止作用を高める。この場合の塩素量は過去の海水系全体に塩素を投入していた場合に比較して１／１００，０００程度であり環境に与える影響はほとんどない。
【００２５】
本実施の形態によれば、海洋生物の繁殖期とされる３月から６月に集中的に薬液注入装置１７を稼動することによって、海洋生物の着生防止効果を高めることができる。
【００２６】
図６は本発明の第４の実施の形態を示す構成図である。
図６（ａ）に示すように、海水導水路１９の海水標準水位の上下の海水表面域に海洋生物の生育域２０があることがよく知られているので、本実施の形態は、図６（ｂ）のように海水導水路１９の海水表面域に防汚板９を設置する。防汚板９は淡水の流出孔６と淡水の湿潤層２１からなっており、淡水を供給する注入配管４を接続する。
【００２７】
このように構成した本実施の形態によれば、海水導入路９の海水表面域に海洋生物が付着・育成するのを防ぐことができる。
以上説明したように、本発明の海洋生物汚損防止装置によれば、海水を使用する熱交換器において海水との接触面となる防汚板９が常に淡水による湿潤状態となっているので、海洋生物の着生を防止することができる。
【００２８】
また、海水の圧力より高い圧力で常に淡水を供給することによって防汚板を湿潤状態に保つことができるので、少ない淡水でより効果の高い状態が保持できる。さらに、間欠的に圧力を変化させる制御装置を設置して、局部的に生じる渦流などの影響で異物の滞留が生じるのを防止することができる。
【００２９】
また、海洋生物の繁殖期とされる３月から６月に集中的に薬液注入装置を使用して、効率よく海洋生物の着生を防止することができる。
さらに、本発明は、海水冷却器に限らず低温側流体に海水を使用するチューブラー式熱交換器において使用することができ、海洋生物の着生を効率よく防止することができる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の海洋生物汚損防止装置によれば、海水を使用する熱交換器の管板や細管に海洋生物が付着しまた生育することを防止することができるので、熱交換器の熱貫流率を高く保ちプラント効率を高く維持することができる。
【００３１】
また、定期的に清掃するなどのメンテナンスに掛かる費用が低減するだけでなく、細管を清浄に保つことができるので腐食による細管の漏洩がなくなるなど、信頼性の高いプラント設備を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の海洋生物汚損防止装置の構成図。
【図２】図１のＡ部分の詳細図。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図。
【図４】本発明の第２の実施の形態の海洋生物汚損防止装置の配管と制御の系統図。
【図５】本発明の第３の実施の形態の海洋生物汚損防止装置の配管と制御の系統図。
【図６】本発明の第４の実施の形態の海洋生物汚損防止装置の構成図。
【符号の説明】
１…海水冷却器、２…管板、３…細管、４…淡水注入配管、５…分配管、６…淡水流出孔、７…淡水湿潤層、８…淡水膜、９…防汚板、１０…淡水注入口、１１…圧力調節弁、１２…制御装置、１３…差圧コントローラ、１４…淡水フィルター、１５…淡水注入圧力取出弁、１６…海水入口圧力取出弁、１７…薬液注入装置、１８…逆止弁、１９…海水導水路、２０…海洋生物生育域、２１…淡水湿潤層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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