(57)【要約】【課題】復水器において冷却水として使用される海水を通水するチューブに穿孔等の破損が発生した場合に、海水の漏洩の発生検知と、チューブにオガクズを投入する作業を自動化して、破損箇所からの海水の復水器内への漏出を迅速、かつ効率的に防止する。【解決手段】海水用チューブ４０を備えた復水器３０と、海水供給用配管４２と、復水排出管３２と、を備え、オガクズと水との混練物を海水供給用配管に供給するオガクズ供給装置６０と、復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器５０と、電導度検出器により復水の電導度が所定値を越えていることが検知された場合にオガクズ供給装置を作動させて混練物を海水供給用配管に供給させる制御装置１１０と、を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気を冷却するための海水を通水するチューブを備えた復水器と、海水取水口と前記チューブとを接続する海水供給用配管と、前記復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管と、を備えた復水器システムであって、
オガクズと水との混練物を前記海水供給用配管に供給するオガクズ供給装置と、前記復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器と、該電導度検出器により復水の電導度が所定値を越えていることが検知された場合に前記オガクズ供給装置を作動させて前記混練物を前記海水供給用配管に供給させる制御装置と、を備えたことを特徴とする復水器システム。
【請求項２】
前記オガクズ供給装置は、オガクズを収容すると共に外部にオガクズを排出する排出口を備えた収容部と、該収容部の排出口を開閉するゲートと、前記収容部から排出されてきたオガクズを受け容れる攪拌機と、該攪拌機に水を供給する水供給配管と、該水供給配管を開閉して供給する水量を調整する水供給弁と、前記攪拌機内で水と混練されたオガクズを前記海水供給用配管内に投入するオガクズ投入配管と、該オガクズ投入配管からの前記混練オガクズの投入量を調整する調整弁と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の復水器システム。
【請求項３】
蒸気を冷却するための海水を通水するチューブを備えた復水器と、海水取水口と前記チューブとを接続する海水供給用配管と、前記復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管と、前記復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器と、を備えた復水器システムに装備されて、前記チューブに形成された孔を閉塞する孔閉塞材料を前記海水供給用配管に供給する孔閉塞材料供給装置であって、
前記孔閉塞材料を収容する収容部と、前記収容部から排出されてきた前記孔閉塞材料を受け容れて攪拌する攪拌機と、前記攪拌機内で攪拌された孔閉塞材料を前記海水供給用配管内に投入する孔閉塞材料投入配管と、該孔閉塞材料投入配管からの前記孔閉塞材料の投入量を調整する調整弁と、を備えたことを特徴とする孔閉塞材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電設備を構成する復水器において冷却用の海水を通水するチューブに穿孔等の破損が発生した場合に、破損箇所からの海水の漏出を迅速に検知して防止することができるようにした復水器システム、及び孔閉塞材料供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所等のボイラーを含む発電設備では、ボイラーにより水を加熱することにより生成された蒸気はタービンを駆動した後で復水器により冷却、凝集されて復水となり、給水ポンプによって再びボイラーに供給されて循環利用される。
復水器において蒸気を冷却する冷却水としては海水が使用され、海から取水した海水は、復水器に供給されて冷却に供された後で海に排出される。
循環水（復水）中に海水が混入した場合には、海水混入水がボイラーやタービンに流入し、発電プラントの構成機器や配管等を腐食させる原因となる。具体的には例えばボイラーやタービンの要所に海水中のマグネシウムが付着して局部過熱が発生する等してダメージを与える。例えば、海水の混入によってボイラー内の蒸気管が破損すると、ボイラーを長期間停止して修理を行う必要がある。このため、海水が混入した場合には早急な対応が求められる。
特許文献１には、ボイラー水中に含まれる塩素イオンの濃度変化に伴う電導度の変動を検出することにより、海水漏洩を認識する技術が提案されている。
【０００３】
ところで、復水器内に海水を通水するためのチューブが配管されているタイプにあっては、経年劣化、その他の原因によってチューブに微小な穿孔が発生しチューブから復水器内に海水の漏洩（チューブリーク）が起きることがある。チューブの内径は１〜２ｃｍ程度であるが、このチューブに１ｍｍ前後の微小穴が形成されることがあり、この穴から海水が復水中に混入した場合には復水の電導度の上昇となって検知される。
運転員が復水の電導度検知装置による検知結果からチューブリークが発生したと判断した場合には、復水中への海水の混入を阻止するための応急処置として、手作業により海水の取水口と復水器内のチューブとの間を結ぶ配管内に水を混ぜたオガクズを投入する。細かい粉状態のオガクズは、チューブに形成された微小穴を塞いて海水の漏出を効果的に防止すると共に、チューブ内の通水を妨げることがない。
この人手による応急処理は迅速を要する緊急の作業である。しかし、運転員がチューブリークを判定してから、手作業によりオガクズや、大型ポリバケツ、攪拌装置等の用具を用意し、大型ポリバケツ内でオガクズを水と混練し、更にこれを海水供給ポンプ入口へ投入するまでに長い時間（例えば、早くても２０分〜３０分）を要するため、この間に復水中への海水混入が進行して構成機器への悪影響が増大する。また、上記の各作業は人手によって行われる緊急対応であるため、運転員に対して短時間に過度な負担を強いる結果をもたらしていた。
【０００４】
また、人手による混練作業は多大な労力がかかるばかりでなく、混ぜムラが発生し易く、オガクズの塊がチューブ内に進入してチューブを詰まらせる原因となる虞がある。
海水混入を早期に阻止できなかった場合には、ボイラー水をブローしたり、復水中に薬品を注入する等の手間のかかる修復作業が必要となるため、改善策が強く求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以上のように、復水器内に配管された海水通水用のチューブに穿孔が発生した場合には、復水器外部の配管を経由して水と混練したオガクズをチューブ内に投入する作業が人手により行われていた。しかし、人手による作業は投入までに長い時間を要し、その間に海水を含んだ復水が各種機器に循環してダメージを与える虞があった。また、オガクズ投入作業は作業員に対して短時間中に過大な負担を強いる過酷な作業でもある。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、復水器において冷却水として使用される海水を通水するチューブに穿孔等の破損が発生した場合に、海水の漏洩の発生検知と、チューブにオガクズを投入する作業を自動化して、破損箇所からの海水の復水器内への漏出を迅速、かつ効率的に防止することを可能とするオガクズ自動供給装置を備えた復水器システム、及び孔閉塞材料供給装置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】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る復水器システムは、蒸気を冷却するための海水を通水するチューブを備えた復水器と、海水取水口と前記チューブとを接続する海水供給用配管と、前記復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管と、を備えた復水器システムであって、オガクズと水との混練物を前記海水供給用配管に供給するオガクズ供給装置と、前記復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器と、該電導度検出器により復水の電導度が所定値を越えていることが検知された場合に前記オガクズ供給装置を作動させて前記混練物を前記海水供給用配管に供給させる制御装置と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る復水器システムでは、前記オガクズ供給装置は、オガクズを収容すると共に外部にオガクズを排出する排出口を備えた収容部と、該収容部の排出口を開閉するゲートと、前記収容部から排出されてきたオガクズを受け容れる攪拌機と、該攪拌機に水を供給する水供給配管と、該水供給配管を開閉して供給する水量を調整する水供給弁と、前記攪拌機内で水と混練されたオガクズを前記海水供給用配管内に投入するオガクズ投入配管と、該オガクズ投入配管からの前記混練オガクズの投入量を調整する調整弁と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る孔閉塞材料供給装置は、蒸気を冷却するための海水を通水するチューブを備えた復水器と、海水取水口と前記チューブとを接続する海水供給用配管と、前記復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管と、前記復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器と、を備えた復水器システムに装備されて、前記チューブに形成された孔を閉塞する孔閉塞材料を前記海水供給用配管に供給する孔閉塞材料供給装置であって、前記孔閉塞材料を収容する収容部と、前記収容部から排出されてきた前記孔閉塞材料を受け容れて攪拌する攪拌機と、前記攪拌機内で攪拌された孔閉塞材料を前記海水供給用配管内に投入する孔閉塞材料投入配管と、該孔閉塞材料投入配管からの前記孔閉塞材料の投入量を調整する調整弁と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、海水用チューブに穿孔が発生したことにより海水が復水中に漏洩し始めたことの検知と、チューブにオガクズを投入する作業を自動化して、破損箇所からの海水の復水器内への漏出を迅速、かつ効率的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の復水器システムを備えた火力発電所における水蒸気系統図である。
【図２】復水システム（復水器、オガクズ供給装置等）の説明図である。
【図３】オガクズ供給装置の起動フローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
図１は本発明の復水器システムを備えた火力発電所における水蒸気系統図であり、図２は復水システム（復水器、オガクズ供給装置等）の説明図であり、図３はオガクズ供給装置の起動フローチャートである。
【００１３】
図１に示した水蒸気系統は、水蒸気を生成するボイラー１と、ボイラー水用配管３と、ボイラー水用配管３を経由してボイラー１から供給される水蒸気によって回転駆動するタービン１０と、タービン１０の回転によって作動して電力を生成する発電機２０と、タービンを駆動させた後の水蒸気を受け容れて冷却させることにより復水とする復水器３０と、復水器から排出された復水をボイラー１に供給する復水排出管３２と、真空、又は減圧状態にある復水器３０のケーシング３１内に配管されて冷却用海水を通水する海水用チューブ４０と、海水用チューブの給水端４０ａと海水取水路（海水取水口）１００との間を接続する海水供給用配管４２と、海水用チューブの排水端４０ｂと海水放水路（海水放水口）１０２との間を接続する海水排出用配管４４と、復水器下部（復水が凝縮して貯めるホットウェル下部）に接続配置されて復水器下部からサンプリングした復水の電導度を検知する電導度計５０と、復水中の電導度が許容値を超えたことを電導度計（電導度検出器）５０が検知した時に制御装置１１０からの指令を受けて海水供給用配管４２内の海水に対してオガクズ（木製バイオマス、その他の孔閉塞材料）と水との混練物を供給するオガクズ供給装置（孔閉塞材料供給装置）６０と、制御装置１１０と、を概略備えている。
復水器のケーシング３１内では、タービン１０からの蒸気が海水用チューブ４０と触れることにより冷却されて復水となる。
【００１４】
また、復水排出管３２の適所には、復水器内の復水を吸引する復水ポンプ３４と、脱気器３５と、復水をボイラー内のボイラー水用配管３に供給する給水ポンプ３６が夫々配置されている。復水ポンプ３４は復水器内に溜まった復水を復水器外に吸引し、給水ポンプ３６は復水ポンプにより吸引されてきた復水をボイラー１内のボイラー水用配管３に供給する。脱気器３５は、脱気室と貯水槽で構成され、主として給水中の溶存酸素、炭素ガス、その他溶存ガスを除去してボイラー及び給水配管の腐食を防止すると共に、給水の加熱、貯水の役割を担う。
【００１５】
海水供給用配管４２の途中には循環ポンプ４６が配置されており、循環ポンプ４６は取水路１００から吸引した海水を海水用チューブ４０の給水端４０ａに供給し、更に海水用チューブ４０を通過した海水を排水端４０ｂから海水排出用配管４４を経由して放水路１０２に排出させる。
復水器が２つのユニットに分かれている場合には、導電度計５０をこれらの個々のユニットの下部に配置することによって個別に海水の漏洩の有無を検知できるように構成し、漏洩が特定されたユニット側の海水供給経路（海水供給用配管４２）に対して重点的にオガクズを投入することとなる。
【００１６】
次に、オガクズ供給装置（孔閉塞材料供給装置）６０の構成と、オガクズ供給装置と復水器との関係（復水器システム）を図２に基づいて説明する。
オガクズ供給装置６０は、オガクズを収容したオガクズホッパ（収容部、孔閉塞材料収容部）６１と、モータ、電磁弁等の駆動部を作動させることにより開閉操作されてオガクズホッパ内のオガクズを次段の攪拌機７０に排出するオガクズゲート６２と、攪拌機に工水を供給する工水供給配管（水供給配管）６５と、工水供給弁（水供給弁）６６と、オガクズホッパの排出口から排出されてきたオガクズ、及び工水供給配管６５から供給されてきた工水（水）を受け容れて攪拌する攪拌機７０と、を概略備えている。
【００１７】
攪拌機７０によって工水と混練されたオガクズは、オガクズ投入配管（孔閉塞材料投入配管）７２ａ、７２ｂを経由して２本の海水供給用配管４２Ａ、４２Ｂに夫々供給される。各オガクズ投入配管７２ａ、７２ｂには、電磁弁等により開閉駆動されるオガクズ投入弁７３ａ、７３ｂが配置されていて、投入時期、投入量を調整する。なお、オガクズ投入弁７３ａ、７３ｂにオガクズの投入量を調整する機能をもたせてもよい。
取水路１００から取水された海水は、一旦循環ポンプ取水槽１１０ａに収容されてから海水供給用配管４２Ａ、４２Ｂに配置された循環ポンプ４６Ａ、４６Ｂによって吸引されて復水器内の海水用チューブ４０Ａ、４０Ｂに供給される。
本例では、オガクズ投入配管７２ａ、７２ｂを、各循環ポンプ４６Ａ、４６Ｂの上流側位置において各海水供給用配管４２Ａ、４２Ｂに接続することにより、オガクズと工水との混練物を海水用チューブ４０Ａ、４０Ｂに供給するように構成している。
【００１８】
通常運転時にはオガクズ供給装置（孔閉塞材料供給装置）６０は作動せず、海水用チューブへのオガクズの投入は行われないが、電導度計５０が復水中の電導度が基準値を超えている異常状態を検知した場合には、制御装置１１０がオガクズゲート６２、工水供給弁６６、攪拌機７０、オガクズ投入弁（調整弁）７３ａ、７３ｂを所定の手順で作動させる。
なお、オガクズとは、樹木、木材、木片等の削りカス等の粉状体、粒状体を広く含むものであり、チューブ４０に形成された微小な孔を塞ぐのに適した性状（形状、サイズ、材質等）を有したものである。木製バイオマスとも称される。
【００１９】
オガクズを含めた木製バイオマス以外の材料がチューブの孔を塞ぐのに役立つ場合には、それ以外の材料を使用してもよい。従って、海水用チューブに投入する物としてはオガクズ等の木製バイオマスに限るものではなく、海に排出された時に汚染の心配のない物であれば何であっても良い。
【００２０】
次に、図３に基づいてオガクズ供給装置の起動フローを説明する。
まず、復水排出管３２に設置された電導度計５０が復水中の電導度が基準値を超えたことを検知すると、海水用チューブ４０Ａ、４０Ｂに孔が形成されている可能性が高いため、オガクズ供給装置を起動すべき旨の指令と警報を発生させる（ステップＳ１）。
制御装置１１０は、まずオガクズ供給装置６０側のオガクズゲート６２、及び工水供給弁６６を開放すると共に攪拌機７０を起動して、攪拌機の内部にオガクズと工水を適量ずつ投入する（ステップＳ２、３）。攪拌機が例えば３分間攪拌作業を実施した段階で攪拌を停止し、オガクズゲートを閉じる（ステップＳ４）。この時、工水供給弁は開放し続ける。
攪拌機による攪拌によって混ぜムラをなくし、投入される混練物の流動性を高めることができる。
【００２１】
次いで、オガクズ投入弁７３ａ、７３ｂを開放して各海水供給用配管４２Ａ、４２Ｂ内の海水中にオガクズと工水との混練物を投入する（ステップＳ５）。
伝導度が基準値を超えていることの検知から混練物投入までの時間は、約３分間となる。
この間、電導度計５０は復水中の電導度を検知し続け、復水中の電導度が基準値を下回った場合には（ステップＳ６、Ｙｅｓ）、攪拌機の駆動を停止させ、工水供給弁を閉じ、更にオガクズ投入弁７３ａ、７３ｂを閉じる。
【００２２】
ステップＳ６において、復水中の電導度が基準値を下回ったことが検知されない場合には、ステップＳ２〜ステップＳ６を繰り返す。
このように本発明の復水器システムによれば、復水器内に配管される海水通水用のチューブに穿孔等の破損が発生した場合に、海水の漏洩の発生検知と、チューブ内に穿孔を閉塞するためのオガクズを投入する作業を自動化して、破損箇所からの海水の復水器内への漏出を迅速、かつ効率的に防止することができる。
また、オガクズと水との混練度を高め、オガクズの塊がチューブに詰まりを起こす不具合を防止できる。
【００２３】
＜発明の構成、作用、効果のまとめ＞
第１の本発明に係る復水器システムは、蒸気を冷却するための海水を通水するチューブ４０を備えた復水器３０と、海水取水口１００とチューブとを接続する海水供給用配管４２と、復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管３２と、を備え、オガクズ（孔閉塞材料）と水との混練物を海水供給用配管（チューブ）に供給するオガクズ供給装置（孔閉塞材料供給装置）６０と、復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器５０と、該電導度検出器により復水の電導度が所定値を越えていることが検知された場合にオガクズ供給装置を作動させて混練物を海水供給用配管に供給させる制御装置１１０と、を備えたことを特徴とする。
これによれば、従来人手によっていたオガクズ投入作業を自動化（無人化）し、海水漏洩の検知から投入完了までの作業を迅速化することができる。
【００２４】
使用するオガクズは流動性の高い粉状体であり水を加えるとふやける。これをチューブ内の海水中に投入すると、復水器内は真空なのでオガクズは真空により引っ張られて穴（大きくても直径１ｍｍ程度）を塞ぐことができる
なお、貫流ボイラーにおいては、ボイラーを起動させる過程で、発生した蒸気をドレンとして復水器に回収する関係で復水の水質が一時的に低下する。このため、復水器システムのスタンバイ時期としてはユニットの起動過程において水質が安定する時期、又は起動完了後が最適である。
【００２５】
第２の本発明に係る復水器システムでは、オガクズ供給装置６０は、オガクズを収容すると共に外部にオガクズを排出する排出口を備えた収容部６１と、該収容部の排出口を開閉するゲート６２と、排出口から排出されてきたオガクズを受け容れる攪拌機７０と、該攪拌機に水を供給する水供給配管６５と、該水供給配管を開閉して供給する水量を調整する水供給弁６６と、攪拌機内で水と混練されたオガクズを海水供給用配管４２内に投入するオガクズ投入配管７２と、該オガクズ投入配管からの混練オガクズの投入量を調整する調整弁７３と、を備えたことを特徴とする。
オガクズの投入タイミングとしては、復水器の電導度が上がったことを検知した時点でなるべく早期に投入して伝導度を低下させたい、という要請が大きい。人による作業では、伝導度の上昇が検知されてから、現場に行って投入するまでに最低でも２０分〜３０分はかかる。本発明によれば、伝導度上昇からオガクズ投入までに要する時間は３分程度である。
【００２６】
また、人による作業ではオガクズに水を混練する作業に多大な労力と時間を要するばかりでなく、混ぜムラが発生し、最悪の場合には海水チューブの詰まりをもたらす。
本発明によれば、海水チューブがオガクズにより詰まりを起こす不具合を解消することができる。
【００２７】
第３の本発明に係る孔閉塞材料供給装置は、蒸気を冷却するための海水を通水するチューブ４０を備えた復水器３０と、海水取水口とチューブとを接続する海水供給用配管４２と、復水器内の復水を復水器外部に排出する復水排出管３２と、復水排出管中の復水の電導度を検出する電導度検出器５０と、を備えた復水器システムに装備されて、チューブに形成された孔を閉塞する孔閉塞材料を海水供給用配管に供給する孔閉塞材料供給装置であって、孔閉塞材料を収容する収容部と、収容部から排出されてきた孔閉塞材料を受け容れて攪拌する攪拌機と、攪拌機内で攪拌された孔閉塞材料を海水供給用配管内に投入する孔閉塞材料投入配管と、該孔閉塞材料投入配管からの孔閉塞材料の投入量を調整する調整弁と、を備えたことを特徴とする。
【００２８】
海水漏洩が検知された時に供給される孔閉塞材料はオガクズ等の木製バイオマスに限るものではなく、粉体、液体に限らず、海水を汚損することがなく効果的な閉塞を行える物質であればどのようなものであってもよい。
【符号の説明】
【００２９】
１…ボイラー、３…ボイラー水用配管、１０…タービン、２０…発電機、３０…復水器、３１…ケーシング、３２…復水排出管、３４…復水ポンプ、３６…給水ポンプ、４０…海水用チューブ、４０ａ…給水端、４０ｂ…排水端、４０Ａ、４０Ｂ…海水用チューブ、４２、４２Ａ、４２Ｂ…海水供給用配管、４４…海水排出用配管、４６、４６Ａ、４６Ｂ…循環ポンプ、５０…電導度計（電導度検出器）、６０…オガクズ供給装置（孔閉塞材料供給装置）、６１…オガクズホッパ（収容部、孔閉塞材料収容部）、６２…オガクズゲート（ゲート）、６５…工水供給配管（水供給配管）、６６…工水供給弁（水供給弁）、７０…攪拌機、７２、７２ａ、７２ｂ…オガクズ投入配管、７３、７３ａ、７３ｂ…オガクズ投入弁（調整弁）、１００…海水取水口（海水取水路）、１０２…海水放水路、１１０…制御装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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