(57)【要約】【課題】海水温度が上昇した場合でも軸受冷却水の温度を適性に保つ。【解決手段】発電機を駆動する蒸気タービンの排気蒸気を海水と熱交換することにより凝縮して復水させる復水器１０と、蒸気タービンの軸受の冷却に用いる軸受冷却水を冷却水と熱交換させることにより冷却する軸受冷却水冷却器１１と、を含んで構成される発電設備における、軸受冷却水の冷却方法であって、上記冷却水として海水及び海水よりも温度の低い工業用水を用い、海水の温度、工業用水の温度、及び軸受冷却水の温度に基づき、上記冷却水における、海水と工業用水との比率を制御するようにする。例えば、夏季等に海水の温度が上昇すると、上記冷却水における、海水に対する工業用水の割合が大きくなるように制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電機を駆動する蒸気タービンの排気蒸気を海水と熱交換することにより凝縮して復水させる復水器と、
前記蒸気タービンの軸受の冷却に用いる軸受冷却水を冷却水と熱交換させることにより冷却する軸受冷却水冷却器と、
を含んで構成される発電設備における、前記軸受冷却水の冷却方法であって、
前記冷却水として海水及び前記海水よりも温度の低い工業用水を用い、
前記海水の温度、前記工業用水の温度、及び前記軸受冷却水の温度に基づき、前記冷却水における、前記海水と前記工業用水との比率を制御する
軸受冷却水の冷却方法。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受冷却水の冷却方法であって、
前記海水の温度が上昇した場合に、前記冷却水における、海水に対する工業用水の割合が大きくなるように制御する
軸受冷却水の冷却方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の軸受冷却水の冷却方法であって、
前記海水の温度が所定値以下である場合に、前記冷却水における、海水に対する工業用水の割合が小さくなるように制御する
軸受冷却水の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、発電設備における軸受冷却水の冷却方法に関し、とくに軸受冷却水の温度を適性に保つための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発電プラントにおけるタービン軸受け潤滑油の冷却設備の点検時間を十分に確保するため、 発電プラントの運転中は、２次熱交換器の２次冷却水循環路（２次循環流路）に海水を循環させて１次冷却水の冷却を行い、発電プラントを停止させる際に、タービンの熱変形を防止するためにタービンを低速回転させるターニング工程を行い、ターニング工程において、２次冷却水循環路（２次循環流路）に工業用水を供給して１次冷却水の冷却を行うことが記載されている。
【０００３】
特許文献２には、各種の工場等から放出される冷却水や余剰の工業用水を利用して発電するシステムを提供するため、水力発電システムを、内部に水を貯留可能な貯水タンクと、軸受冷却水冷却器から放出された冷却水を回収して貯水タンクに供給する第１給水系統と、余剰の工業用水を貯水タンクに供給する第２給水系統と、貯水タンク内に貯留された水を放出させる放水系統と、該放水系統に設けられ、放出された水の水力により発電させられる水力発電機とを備える構成とすることが記載されている。
【０００４】
特許文献３には、発電ユニット停止時に、第１の冷却対象機器と第２の冷却対象機器を冷却するにあたり、２台の冷却水ポンプを運転することの無駄を解消すべく、発電ユニット停止時に、ボイラおよび発電機に関係する第１冷却水供給系統における、第１の冷却対象機器を、タービンに関係する第２の冷却対象機器に冷却水を供給する第２冷却水供給系統に含むように構成し、第２冷却水供給系統に対する冷却水の供給を、１台の軸受冷却ポンプで行うように構成し、第１冷却水供給系統と第２冷却水供給系統とに対する冷却水の供給配分を、仕切り弁の開度によって調整することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−４０２５３号公報
【特許文献２】特開２０１２−５７５２８号公報
【特許文献３】特開２０１４−９２０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
火力発電プラント等の発電設備においては、オイルクーラやコンプレッサ等の機器の冷却に使用する軸受冷却水の冷却に海水を使用している。ここで夏季等に大気や海水の温度が上昇すると、軸受冷却水と海水との間の熱交換を行う熱交換器（以下、軸受冷却水冷却器と称する。）の熱交換効率が低下するが、これは例えば、冷却水の量を増加（冷却水弁の開度増大、海水ポンプの追加起動等）させることにより対応している。また例えば、夏季到来前に軸受冷却水冷却器の清掃を行う等して熱交換効率の向上を図っている。
【０００７】
しかし海水温度が大きく上昇した場合、機器の油温度の冷却に支障が生じる可能性があり、負荷抑制をせざるを得ない状況に至る場合もある。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、海水温度が上昇した場合でも軸受冷却水の温度を適性に保つことが可能な、発電設備における軸受冷却水の冷却方法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】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、発電機を駆動する蒸気タービンの排気蒸気を海水と熱交換することにより凝縮して復水させる復水器と、前記蒸気タービンの軸受の冷却に用いる軸受冷却水を冷却水と熱交換させることにより冷却する軸受冷却水冷却器と、を含んで構成される発電設備における、前記軸受冷却水の冷却方法であって、前記冷却水として海水及び前記海水よりも温度の低い工業用水を用い、前記海水の温度、前記工業用水の温度、及び前記軸受冷却水の温度に基づき、前記冷却水における、前記海水と前記工業用水との比率を制御することとする。
【００１０】
本発明によれば、海水温度が上昇した場合でも軸受冷却水の温度を適性に保つことができる。
【００１１】
本発明のうちの他の一つは、上記軸受冷却水の冷却方法であって、前記海水の温度が上昇した場合に、前記冷却水における、海水に対する工業用水の割合が大きくなるように制御することとする。
【００１２】
本発明によれば、例えば、夏季等に海水温度が上昇した場合に軸受冷却水の温度上昇の抑制を図ることができる。
【００１３】
本発明のうちの他の一つは、上記軸受冷却水の冷却方法であって、前記海水の温度が所定値以下である場合に、前記冷却水における、海水に対する工業用水の割合が小さくなるように制御することとする。
【００１４】
本発明によれば、例えば、冬季等において、海水の温度が適性であるか又は低下すると、冷却水に含まれる工業用水の割合が海水よりも小さくなるように適切に制御がなされるので工業用水の取水量を抑制することができる。
【００１５】
その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、海水温度が上昇した場合でも軸受冷却水の温度を適性に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】火力発電プラントの発電設備の構成（一部）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１９】
図１に火力発電プラントの発電設備の構成の一部を示す。発電設備は、燃料を燃焼させる燃焼炉、給水装置、通風装置、脱硫装置等を備えるボイラ、ボイラから供給される蒸気によって発電機を運転するための動力を発生する蒸気タービン（いずれも不図示）、蒸気タービンからの排気蒸気を凝縮し復水させる復水器１０、蒸気タービンの動力を利用して発電する発電機（不図示）等を備えて構成されている。
【００２０】
同図に示す軸受冷却水冷却器１１は、冷却対象１２（タービン軸受等を潤滑するタービンオイルのオイルクーラ、制御コンプレッサ、所内コンプレッサ等）の冷却に用いる軸受冷却水を冷却水と熱交換させることにより冷却する。
【００２１】
循環水ポンプ２１は、海水を汲み上げるとともに、汲み上げた海水を復水器１０及び海水昇圧ポンプ２２に供給する。
【００２２】
海水昇圧ポンプ２２は、循環水ポンプ２１によって汲み上げられた海水を昇圧して軸受冷却水冷却器１１に供給する。
【００２３】
同図に示す工業用水昇圧ポンプ２３は、河川等から汲み上げた工業用水を昇圧して軸受冷却水冷却器１１に供給する。尚、工業用水としては、例えば、脱硫装置等で使用されている、海水よりも低温の河川水の余剰分を利用することができる。
【００２４】
同図に示す軸受冷却水ポンプ２４は、軸受冷却水を昇圧して軸受冷却水冷却器１１に循環供給する。
【００２５】
発電設備の運転時、循環水ポンプ２１により取水口３１から海水が汲み上げられて復水器１０に供給される。復水器１０に供給された海水は、復水器１０の水室を循環して蒸気タービンからの排気蒸気との間で熱交換した後、放水口３２に導かれて海に放出される。
【００２６】
循環水ポンプ２１によって汲み上げられた海水の一部は海水昇圧ポンプ２２に流入する。海水昇圧ポンプ２２に流入した海水はここで昇圧された後、軸受冷却水と熱交換させる冷却水として軸受冷却水冷却器１１に供給される。
【００２７】
工業用水昇圧ポンプ２３によって汲み上げられた工業用水は、海水昇圧ポンプ２２から供給される海水に混合され、軸受冷却水と熱交換させる冷却水として軸受冷却水冷却器１１に供給される。
【００２８】
軸受冷却水ポンプ２４は、軸受冷却水冷却器１１及び冷却対象１２に軸受冷却水を循環供給する。
【００２９】
軸受冷却水冷却器１１に供給された冷却水（海水及び工業用水）は、ここで軸受冷却水と熱交換され、その後は放水口３２に導かれて海に放出される。
【００３０】
海水昇圧ポンプ２２によって昇圧された海水の、軸受冷却水冷却器１１への供給ラインには、軸受冷却水冷却器１１に上記冷却水として供給する海水の流量を調節するための海水流量制御バルブ４１が設けられている。
【００３１】
工業用水昇圧ポンプ２３によって昇圧された工業用水の軸受冷却水冷却器１１への供給ラインには、軸受冷却水冷却器１１に上記冷却水として供給する工業用水の流量を調節するための工業用水流量制御バルブ４２が設けられている。
【００３２】
海水昇圧ポンプ２２によって昇圧された海水の軸受冷却水冷却器１１への供給ラインには、海水の温度Ｔ１を計測する海水温度センサＳ１が設けられている。
【００３３】
工業用水昇圧ポンプ２３によって昇圧された工業用水の軸受冷却水冷却器１１への供給ラインには、工業用水の温度Ｔ２を計測する工業用水温度センサＳ２が設けられている。
【００３４】
軸受冷却水ポンプ２４によって昇圧された軸受冷却水の軸受冷却水冷却器１１への供給ラインには、軸受冷却水の温度Ｔ３を計測する軸受冷却水温度センサＳ３が設けられている。
【００３５】
海水流量制御バルブ４１及び工業用水流量制御バルブ４２の開度は、海水温度センサＳ１によって計測される海水の温度Ｔ１、工業用水温度センサＳ２によって計測される工業用水の温度Ｔ２、及び軸受冷却水温度センサＳ３によって計測される軸受冷却水の温度Ｔ３に基づき、自動的に（例えば、情報処理装置を備えた制御装置によるフィードバック制御により自動的に）、もしくは手動で制御される。
【００３６】
例えば、夏季等において、海水温度センサＳ１の計測温度Ｔ１が上昇すると、上記冷却水において海水に対する工業用水の割合が大きくなるように、海水流量制御バルブ４１及び工業用水流量制御バルブ４２の夫々の開度が適切に制御され、軸受冷却水の温度上昇の抑制が図られる。例えば、上記制御装置は、海水の温度Ｔ１、工業用水の温度Ｔ２、及び軸受冷却水の温度Ｔ３に基づき、軸受冷却水の温度上昇が効率よく適切に抑制されるように(速やかに、工業用水の使用量が制限量を超えないように等）、海水流量制御バルブ４１及び工業用水流量制御バルブ４２の夫々の開度を制御する。
【００３７】
また、例えば、冬季等において、海水の温度Ｔ１が適性であるか又は低下する（所定温度以下になる）と、上記冷却水に含まれる工業用水の割合が海水よりも小さくなるように、海水流量制御バルブ４１及び工業用水流量制御バルブ４２の夫々の開度が制御され、工業用水の取水量が抑制される。例えば、上記制御装置は、海水の温度Ｔ１、工業用水の温度Ｔ２、及び軸受冷却水の温度Ｔ３に基づき、軸受冷却水の温度を適性に保つための工業用水の量が必要最小限となるように、海水流量制御バルブ４１及び工業用水流量制御バルブ４２の夫々の開度を制御する。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態の発電設備においては、夏季等において海水の温度が上昇すると、上記冷却水における海水に対する工業用水の割合が大きくなるように適切に制御がなされ、軸受冷却水の温度上昇の抑制が図られる。このため、例えば、夏期等に海水の温度が大きく上昇した場合でも、軸受冷却水の温度を適性に保つことができる。また冬季等において、海水の温度が所定値以下になると、上記冷却水に含まれる工業用水の割合が海水よりも小さくなるように適切に制御が行われ、工業用水の取水量が抑制される。尚、上記工業用水として、例えば、脱硫装置等で使用されている工業用水の余剰分を使用することで、工業用水を取水量の制限の範囲内で利用しつつ、軸受冷却水の温度を適性に保つことができる。
【００３９】
以上の通り、本実施形態の発電設備にあっては、工業用水の余剰分が十分な量である場合、例えば、海水の供給系統が何らかの事情で停止している場合でも、工業用水を上記冷却水として利用して発電設備の運転を継続することができる。また工業用水を利用することで上記冷却水の塩分濃度が低下するため、機器への生物の付着も防ぐことができる。
【００４０】
ところで、以上の説明は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  復水器、１１  軸受冷却水冷却器、１２  冷却対象、２１  循環水ポンプ、２２  海水昇圧ポンプ、２３  工業用水昇圧ポンプ、２４  軸受冷却水ポンプ、３１  取水口、３２  放水口、４１  海水流量制御バルブ、４２  工業用水流量制御バルブ、Ｓ１  海水温度センサ、Ｓ２  工業用水温度センサ、Ｓ３  軸受冷却水温度センサ
【図１】
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