(57)【要約】【課題】逆洗処理の停止の判断を自動的に行うと共に、逆洗処理の時間をより長く確保した復水器洗浄システムを提供する。【解決手段】制御部は、取排水温度差が基準取排水温度差以上であるか否かを判断する（Ｓ１６）。次に、取排水温度差が基準取排水温度差以上のときには、排水温度上昇率が予め設定した基準排水温度上昇率未満か否かを判断する（Ｓ２０）。排水温度上昇率が基準排水温度上昇率以上のときには、復水器の逆洗処理を停止する（Ｓ２４）。一方、排水温度上昇率が基準排水温度上昇率未満のときには、復水器の逆洗処理を継続する（Ｓ１２）。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンから排出される蒸気を復水する復水器の逆洗処理時に、前記復水器に供給される冷却水の取水温度を計測する第１の温度計測部と、前記逆洗処理時に前記復水器から排水される前記冷却水の排水温度を計測する第２の温度計測部と、
前記第１および第２の温度計測部が計測した前記取水温度と前記排水温度とに基づいて取排水温度差を算出すると共に、前記第２の温度計測部が計測した前記排水温度に基づいて排水温度上昇率を算出する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記取排水温度差が基準取排水温度差以上であるときの前記排水温度上昇率に基づいて、前記逆洗処理の停止のタイミングを制御すること
を特徴とする復水器洗浄システム。
【請求項２】
前記制御部は、
前記排水温度上昇率が、予め設定した基準排水温度上昇率以上のときには、前記復水器の逆洗処理を停止すること
を特徴とする請求項１に記載の復水器洗浄システム。
【請求項３】
前記基準取排水温度差は、
逆洗処理を停止した後の排水の排水温度上昇率と、逆洗処理を停止してから復水処理が開始されるまでの時間とに基づいて設定されること
を特徴とする請求項１に記載の復水器洗浄システム。
【請求項４】
前記基準排水温度上昇率は、
逆洗処理を停止した後の排水の排水温度上昇率に基づいて設定されること
を特徴とする請求項１に記載の復水器洗浄システム。
【請求項５】
前記逆洗処理の処理時間を計測するタイマをさらに有し、
前記タイマは、予め設定された規定運転時間の経過後に、前記制御部に逆洗処理を停止させる停止信号を供給し、
前記制御部は、供給された前記停止信号に基づいて前記逆洗処理を停止させること
を特徴とする請求項１に記載の復水器洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、復水器洗浄システムに関する。詳細には、取排水温度差が基準取排水温度差以上であっても、排水温度上昇率が予め設定した基準排水温度上昇率未満のときには逆洗処理を継続することで、逆洗処理時間をより長く確保した復水器洗浄システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントでは、蒸気タービンから排出される蒸気を冷却して凝縮させることにより復水する復水器が広く利用されている。この復水器は、タービンの蒸気が導入される複数の水室と、この水室を貫通する多数の細管と、細管に冷却水（主に海水）を供給する配管と、細管内部の海水の流れ方向を切り換える切換弁とを備えている。タービンから排出された蒸気は、復水器の水室に導入されて細管の外周面に接触する。このとき、細管内部には海水が流されているため、細管に接触した蒸気は冷却されて復水される。
【０００３】
ここで、復水器の細管内に流される冷却水としては上述したように海水が使用される場合が多い。通常、海水中には微生物等の海洋生物やゴミ等が含まれており、この海洋生物等が細管内部を流れる際に細管内面に付着することがある。この付着物等により、細管内部の冷却水の円滑な流れが阻害され、細管内部を流れる海水の流量が減少し、冷却効率の低下を招く。
【０００４】
そこで、細管内面に付着した海水中に含まれるゴミや海洋生物を取り除くために、細管の流れを逆流させることで、細管内面に付着した海水中のゴミや海洋生物を取り除く、いわゆる逆洗処理が行われる（特許文献１および非特許文献１参照）。逆洗処理中は取排水温度差が上昇するため、逆洗処理は一定の規定時間だけ行った後、復水処理に切り換えて、環境規制値で規定される取排水温度差を遵守している。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３５６４７９号公報
【非特許文献１】http://www.chuden.co.jp/torikumi/atom/hamaoka/detail/131/data/unten0222.pdf
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した逆洗処理の方法では、逆洗処理の停止の判断や停止操作は、作業者に委ねられており、モニターに表示される取排水温度差の変化グラフ等を常時監視しながら行っている。そのため、作業者は、常時モニターを監視していなければならず、作業者の負担が大きいという問題がある。
【０００７】
また、逆洗処理は、予め設定された逆洗処理の規定時間に基づいて行われるが、逆洗処理の停止のタイミングは作業者によって多少のズレがある。特に、逆洗処理を停止して復水処理が開始されるまでの時間（回復時間）の温度上昇を考慮する場合には、逆洗処理の停止の操作タイミングが作業者間で異なることが多い。このような場合には、環境規制値で規定された取排水温度差に近づき発電出力抑制等の対応が必要となると共に、逆洗処理の運転時間を充分に確保できない。そのため、細管の内部が充分に洗浄されず、復水器の復水処理における冷却機能を充分に回復できないという問題がある。
【０００８】
また、上記特許文献１に記載される復水器には、復水器の冷却管内部の洗浄処理については開示されているものの、洗浄処理の停止タイミングについては何等開示されていない。
【０００９】
そこで、本願発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、逆洗処理の停止の判断を自動的に行うと共に、逆洗処理の時間をより長く確保した復水器洗浄システムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明は、上記課題を解決するために、タービンから排出される蒸気を復水する復水器の逆洗処理時に、前記復水器に供給される冷却水の取水温度を計測する第１の温度計測部と、前記逆洗処理時に前記復水器から排水される前記冷却水の排水温度を計測する第２の温度計測部と、前記第１および第２の温度計測部が計測した前記取水温度と前記排水温度とに基づいて取排水温度差を算出すると共に、前記第２の温度計測部が計測した前記排水温度に基づいて排水温度上昇率を算出する制御部とを備え、前記制御部は、前記取排水温度差が基準取排水温度差以上であるときの前記排水温度上昇率に基づいて、前記逆洗処理の停止のタイミングを制御することを特徴とするものである。
【００１１】
制御部は、前記排水温度上昇率が、予め設定した基準排水温度上昇率以上のときには、前記復水器の逆洗処理を停止する。
【００１２】
基準取排水温度差は例えば６．６℃であり、前記排水温度上昇率は例えば０．１℃／分である。
【００１３】
この発明で制御部は、取排水温度差が基準取排水温度差以上であるか否かを判断する。従来では、算出した取排水温度差が基準取排水温度差以上であるときには、復水器の逆洗処理の停止後から復水処理が開始されるまでの時間（回復時間）の温度上昇を考慮して逆洗処理を停止していた。これに対し、本発明では、取排水温度差が基準取排水温度差以上であっても、さらに排水温度上昇率が予め設定した基準排水温度上昇率未満か否かを判断する。これは、排水温度上昇率が基準排水温度上昇率未満のときには、その差分だけ環境規制値に到達する時間が遅くなるため、逆洗処理の時間を延長できるからである。
【００１４】
このように、排水温度上昇率を考慮して取排水温度差を予測することにより逆洗処理を停止するか否かを判断すれば、取排水温度差が基準取排水温度差以上の場合に逆洗処理を停止させてしまう従来の方法よりも、逆洗処理の時間を長く確保できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、逆洗処理時間をより長い時間確保できるため、復水器の細管内部を充分に洗浄でき、復水器の冷却機能を維持、回復できる。
【００１６】
また本発明によれば、制御部が逆洗処理の停止を判断して実行するため、作業者が逆洗処理の停止するタイミングを判断する場合と比較して、正確かつ迅速な逆洗処理の継続、停止の判断がなされ、環境規制値を確実に遵守できる。また、作業者自身が逆洗処理の停止を実行しなくて良いため、作業者の負担が軽減される。これらにより、作業効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
（復水器洗浄システムの構成）
図１は、この発明の一実施形態に係る逆洗処理時の復水器洗浄システム５０における要部の概略構成を示す図である。
【００１８】
復水器洗浄システム５０は、原子力発電所の蒸気タービン系などに適用される。この復水器洗浄システム５０は、図１に示すように、蒸気タービン（図示省略）から排出される排気を冷却して凝縮させることにより復水にする復水器１０と、復水器１０の逆洗処理時において、復水器１０に供給される冷却水の温度を計測する第１の温度計測部１８と、復水器１０から排水される冷却水の温度を計測する第２の温度計測部２０と、復水器１０の洗浄処理系などを制御する制御部１６とを備える。
【００１９】
復水器１０は銅等からなる箱状の筐体を有する。筐体の内部には、周知のように複数の平板が面方向を平行にして配列され、これらの平板を貫通するようにして多数の円筒状の細管が設けられる（図示省略）。本例では、細管が設けられた筐体内部が水室Ａと水室Ｂとの２系統に分離されており、各系統ごとに独立して復水処理および逆洗処理が行えるようになっている。
【００２０】
復水器１０の取水口１０ａには取水した海水を復水器１０に供給する取水管２８が連結され、復水器１０の排水口１０ｂには復水器１０で冷却に使用された海水を排水する排水管３０が連結される。そして、取水管２８および排水管３０は復水器１０の図示しない細管に連結される。本例では、取水管２８および排水管３０は２本に分岐され、水室Ａおよび水室Ｂのそれぞれに連結される。分岐した取水管２８および排水管３０の経路中（交差部）には、復水器１０の細管内部の冷却水の流れ方向を制御する逆洗弁１４が設置される。
【００２１】
この逆洗弁１４の弁方向を切り換えると（図１の破線方向）、逆洗弁１４側の取水管２８および排水管３０の流路が切り替わり、逆洗弁１４よりも復水器側（下流側）の取水管は排水管として機能し、復水器側（上流側）の排水管は取水管として機能する。これにより、本例では逆洗処理から復水処理に切り換わる。
【００２２】
温度計測部としては例えば温度センサが用いられる。本例では、取水側温度センサ１８（第１の温度計測部）は、取水管２８の分岐前の所定位置に設置され、復水器１０に供給される直前の海水温度を計測する。排水側温度センサ２０（第２の温度計測部）は、排水管３０の合流後の所定位置に設置され、復水器１０から排出された排水の温度を計測する。取水側温度センサ１８と排水側温度センサ２０とは、温度の測定条件を同一とするため、復水器１０から略同一距離だけ離れた位置の取水管２８および排水管３０のそれぞれに設置される。取水側温度センサ１８および排水側温度センサ２０における計測値（取水および排水の温度データ）は遂次制御部１６に供給される。
【００２３】
制御部１６は、周知のようにＣＰＵ(Central Processing Unit)とＲＡＭ(Random Access Memory)とＲＯＭ(Read Only Memory)とを有する。ＣＰＵは復水器洗浄システム５０の全体の動作を制御する。ＲＯＭは、制御プログラムや予め設定した後述する基準取排水温度差データや基準排水温度上昇率データを格納している。制御部１６の動作については後述する。制御部１６には、上述したように、逆洗弁１４と取水側温度センサ１８と排水側温度センサ２０とタイマ２２とが接続され、さらにインタフェース３２を介して表示部２４と入力部２６とが接続されている。
【００２４】
表示部２４は、例えばＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等の表示装置によって構成され、制御部１６から供給される取水および排水の温度データに基づいて画像信号を生成して、この画像信号に基づいた画像をＬＣＤ画面に表示する。例えば、ＬＣＤ画面に、後述する取水および排水の温度データに基づいた取排水温度差のグラフや排水温度上昇率のグラフを表示する。
【００２５】
タイマ２２は、復水器１０の逆洗処理の運転時間を計測するものであり、制御部１６から逆洗弁１４に対し、弁切り替え信号が供給されると、予め設定された逆洗処理の運転時間をカウントする。そして、運転時間が経過した後には、逆洗弁１４の弁切り換え信号が供給されて元の正常な復水処理に復帰する。
【００２６】
入力部２６は、例えば、キーボートやタッチパネルで構成され、作業者によって逆洗処理に切り替えるための入力操作が行われると、この操作に基づいた入力信号が制御部１６に供給される。
（逆洗処理時の動作）
次に、上述した復水器１０の逆洗処理の動作について説明する。図２は、復水器１０の逆洗処理時の制御部１６および温度センサの動作を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１０で制御部１６は、作業者によって入力部２６のキーボート等から逆洗処理が選択されると、逆洗弁１４に弁方向を逆洗処理に切り換える切換信号を供給する。逆洗弁１４は、供給された切換信号に基づいて、逆洗弁１４の方向を切り換える。これにより、逆洗処理が開始される。
【００２８】
ステップＳ１２で制御部１６は、逆洗処理が予め設定した規定運転時間以内であるか否かを判断する。規定運転時間は、後述する取排水温度差が環境規制値で定められる温度未満となるような時間に設定される。本例では、逆洗処理の規定運転時間として、復水器１０の細管内の洗浄が十分に行え、かつ、環境規制値の遵守が可能である１５分に設定される。規定運転時間は復水器１０の処理能力によって相違する。この規定運転時間は、作業者が入力部２６から逆洗処理の開始時に直接入力しても良いし、制御部１６内の記憶部に予め記憶しておいても良い。
【００２９】
制御部１６は、逆洗処理が規定運転時間以内であると判断したときにはステップＳ１４に進む。一方、逆洗処理が規定運転時間を越えると判断したときにはステップＳ２４に進み、制御部１６は逆洗処理の運転を自動的に停止する。
【００３０】
ステップＳ１４で、取水側温度センサ１８は、取水管２８内部を流れる海水の取水温度を計測し、計測した取水温度データを制御部１６に供給する。同様に、排水側温度センサ２０は、排水管３０内部を流れる海水の排水温度を計測し、計測した排水温度データを制御部１６に供給する。
【００３１】
ステップＳ１５で制御部１６は、取水側温度センサ１８から供給された取水温度と排水側温度センサ２０から供給された排水温度とに基づいて取排水温度差を算出する。この取排水温度差データは、表示部２４の画面に表示して作業者が監視できるようにしても良い。
【００３２】
ステップＳ１６で制御部１６は、算出した取排水温度差が予め設定した基準取排水温度差以上であるか否かを判断する。基準取排水温度差は、例えば、逆洗処理を停止した後の排水の上昇温度と、上述した環境規制で定められた取排水温度差とに基づいて設定される。本例では、逆洗処理の運転を停止してから復水処理に回復するまでの時間（回復時間）が３分であり、排水の温度上昇が０．３℃上昇するものと仮定し（０．１℃／分）、そして環境規制で定められる基準取排水温度差は７．０℃とする。また、基準取排水温度差は基準取排水温度差に対してある程度余裕を持たせた６．６℃とする。
【００３３】
制御部１６は、算出した取排水温度差が６．６℃未満であると判断した場合にはステップＳ１２に戻り、逆洗処理の運転を継続する。一方、制御部１６は、算出した取排水温度差が６．６℃以上であると判断した場合にはステップＳ１８に進む。
【００３４】
ステップＳ１８で制御部１６は、排水側温度センサ２０から供給された排水温度に基づいて排水温度上昇率を算出する。この排水温度上昇率データは、表示部２４の画面に遂次表示して作業者が監視できるようにしても良い。
【００３５】
ステップＳ２０で制御部１６は、算出した排水温度上昇率が予め設定した基準排水温度上昇率以上であるか否かを判断する。本例では、基準排出温度上昇率は、上述したように０．１℃／分に設定される。制御部１６は、算出した排水温度上昇率が０．１℃／分以上であると判断した場合にはステップＳ２４に進む。０．１℃／分以上であるときには、逆洗処理の停止後の温度上昇により取排水温度差が７℃（基準排水温度上昇率）に到達するかまたは超えることになるため、逆洗処理の規定運転時間（１５分）以内であっても逆洗処理を停止する。ステップＳ２６で制御部１６は、逆洗処理を停止した後、逆洗弁１４を切り換えて復水処理を開始（復帰）させる。
【００３６】
一方、制御部１６は算出した排水温度上昇率が０．１℃未満であると判断した場合にはステップＳ１２に戻り、逆洗処理を継続する。この場合、取排水温度差が６．６℃以上であっても、排水温度上昇率が０．１℃／分未満であるため、回復時間の３分間の排水の温度上昇を考慮しても、取排水温度差は６．９℃未満となる。そのため、基準排水温度上昇率と算出した排水温度上昇率との差分だけ、逆洗処理の運転時間を延長できる。
【００３７】
本実施の形態では、まず、制御部１６は取排水温度差が基準取排水温度差以上であるか否かを判断する。従来では、算出した取排水温度差が基準取排水温度差以上であるときには、復水器１０の逆洗処理の停止後から復水処理が開始されるまでの時間（回復時間）の温度上昇を考慮して逆洗処理を停止していた。これに対し、本実施の形態では、取排水温度差が基準取排水温度差以上であっても、さらに排水温度上昇率が予め設定した基準排水温度上昇率未満か否かを判断する。これは、排水温度上昇率が基準排水温度上昇率未満のときには、排水温度上昇率の勾配が基準排水温度上昇率の勾配よりも小さく、その差分だけ環境規制値に到達する時間が遅くなるため、逆洗処理の時間を延長できるからである。
【００３８】
このように、排水温度上昇率を考慮して取排水温度差を予測することにより逆洗処理を停止するか否かを判断すれば、取排水温度差が基準取排水温度差以上の場合に逆洗処理を停止させてしまう従来の方法よりも、逆洗処理時間として長い時間確保できる。
【００３９】
また本実施の形態によれば、逆洗処理時間をより長くすることができるため、復水器１０の細管内部を充分に洗浄でき、復水器１０の初期冷却機能を維持、回復できる。
【００４０】
さらに本実施の形態によれば、制御部１６が逆洗処理の停止を判断して実行するため、作業者が逆洗処理の停止するタイミングを判断する場合と比較して、正確かつ迅速な逆洗処理の継続、停止の判断がなされ、環境規制値を確実に遵守できる。また、作業者自身が逆洗処理の停止を実行しなくて良いため、作業者の負担が軽減される。これらにより、作業効率の向上を図ることができる。
【００４１】
［第２の実施の形態］
次に、本実施形態について図面を参照して説明する。
本実施の形態は、温度センサの設置する位置が上述した第１の実施の形態とは異なる。なお、その他の復水器洗浄システム５０の構成は、上述した第１の実施の形態と同一であるため、共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００４２】
図３は、この発明の一実施形態に係る逆洗処理時の復水器洗浄システム５０の構成を示す図である。
図３に示すように、取水側温度センサ１８は、復水器１０の水室Ａおよび水室Ｂのそれぞれの取水口１０ａ近傍の取水管２８に設置されている。同様に、排水側温度センサ２０は、復水器１０の水室Ａおよび水室Ｂのそれぞれの排水口１０ｂ近傍の排水管３０に設置されている。
【００４３】
取水側温度センサ１８および排水側温度センサ２０は、それぞれ制御部１６に接続され、計測した取水温度データおよび排水温度データを制御部１６に供給する。ここで、復水器の水室Ａおよび水室Ｂの２系統を同時に逆洗処理する場合には、２個の取水側温度センサ１８から供給される取水温度データの平均を算出し、この算出した平均温度を取水温度データとすることができる。また、高い方の取水温度データを基準にしても良い。一方、復水器１０の水室Ａまたは水室Ｂの１系統のみを逆洗処理する場合には、逆洗処理中の水室Ａの取水口１０ａ近傍に設置された取水側温度センサ１８から供給される温度データを取水温度データとする。排水側温度センサ２０についても同様であるため説明を省略する。
【００４４】
本実施の形態でも、上記第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００４５】
なお、本発明の技術範囲は、上述した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い範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
【００４６】
例えば、上述した取排水温度差および排水温度上昇率の値は一例であって、環境や季節によって取排水温度差および排水温度上昇率の値が変化する場合には、これらの変化に適合させて取排水温度差および排水温度上昇率の値を設定することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の復水器洗浄システムは、火力発電所や原子力発電所で用いられる蒸気タービンからの排気を復水する復水器に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係る復水器洗浄システムの概略構成を示す図である。
【図２】逆洗処理時の制御部の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の他の実施形態に係る復水器洗浄システムの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０…復水器、  １４…逆洗弁、  １６…制御部、  １８…取水側温度センサ、  ２０…排水側温度センサ、  ２２…タイマ、  ２４…表示部、  ２６…入力部、  ２８…取水管
３０…排水管、  ３２…インタフェース、  ５０…復水器洗浄システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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