JPH02163401A - 発電プラントの海水系統熱処理装置およびその運転方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は火力及び原子力発電プラントのタービン設備の
復水器冷却水系統とタービン設備補機冷却系統に関し、
海生物付着防止としての発電プラントの海水系統熱処理
装置及びその運転方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、火力及び原子力発電プラントにおけるタービン設
備の復水器冷却水系統及びタービン設備補機冷却水系統
は、海水をポンプにて汲み上げ、配管、送水路を通じて
復水器又は海水熱交換器へ送水し、被冷却側を冷却した
のちに再び配管、送水路を通って外洋へ排出するよう構
成されている。

第６図に従来技術による復水器冷却系統及び補機冷却海
水系統を示す。第６図において、準冠水ポンプ１によっ
て外洋から海水を汲み上げ、配管によって四方切換弁３
を通り、復水器入口管４を経て復水器６に送水される。

復水器６でタービン蒸気を冷却し、熱交換した海水は再
び復水器出口管８によって四方切′換弁３を経て放出管
９を通じて外洋放水路１０に排出される。復水器６の入
口及び出口には各々復水器氷室大口弁５及び復水器氷室
出口弁７が設けられている。

そして復水器６の冷却水としての海水は、取水海水温度
と放水海水温度の差が規定されているため、監視用とし
て入口側海水温度を検出する復水器冷却水入口温度検出
計１１と出口側海水温度を検出する復水器冷却水出口温
度検出計１２とが設置され、検出信号は復水器冷却水出
入口温度差監視装置１３に送られている。

一方、補機冷却海水系統は、循環水ポンプ］の吐出配管
２から補機冷却水取出管１４により分岐し、補機冷却海
水ポンプ１６により背圧したのち、同ポンプ吐出管１７
によって送水され。補機冷却熱交換器２０にて交換した
のちに放出管２３を経て放水口２４に排出される。ここ
で、補機冷却系銃の取出管１４のポンプ１６の吸込側に
は、入口弁１５．熱交換器２０の出入口には各々熱交換
器２０の隔離用として熱交換器人口弁１９．出口弁２１
が設けられている。

一般に海水熱交換器２０は複数設けられており、本図で
は３台の図としている。また、循環水ポンプ吐出配管１
７より分岐した補は冷却水設備ではなく、直接海水取水
槽より専用ポンプにて海水熱交換器に送水するような構
成の補機冷却海水設備の場合もある。

この第６図に示すような系統設備では、外洋の海水温度
すなわち熱交換入口温度と熱交換器出口温度（放水海水
温度）の関係を示すと第７図のようになり、入口温度Ｔ
ｏの海水が熱交換後に復水器ではＴ１、補機熱交換器で
はＴ２まで温度上昇することになり、復水器冷却水の温
度監視は温度差ΔＴ　（Ｔ１−Ｔｏ　＞として規定され
て監視されている。

（発明が解決しようとする課題） このような海水で冷却しようとする設備においては、海
生物が配管や機器に付着し、さらに成長して配管・機器
を閉塞し、ポンプによる送水伍が減少するという問題が
あった。このため、海生物を除去するため発電プラント
停止時に設備内の海水を排出して海生物を除去する作業
を行う必要があった。

しかし配管が長大になるとこの海生物除去作業は、期間
も長くかかり作業費用も大きなものとなっていた。また
除去作業のため必ず海水設備を停止しなければならず、
補機冷却海水系統によって冷却される設備は停止し、空
調設備などは冷却海水が停止することにより代りの空調
設備を要していた。

さらに配管や機器に海生物が付着し流体抵抗が増加して
流量が減少するため、熱交換器の性能が低下し、本来の
冷却能力が低下するという問題を発生することになる。

この対策としては、予め海生物の付着による流体抵抗の
増加を見越してポンプ揚程の高いものを８２置している
が、ポンプ設備が大形となりコスト上昇を招き、また駆
動モータの容旧アップによる運転費（動力費）の増加と
いう問題があった。

海生物の付着成長防止方法としては、部品注入方法の他
に、水の温度を上げて海生物付着防止を行う方法、即ち
熱処理方法があるが、熱処理を行うための高温水の供給
方法と、高温水の流入による冷却系統設備の性能低下に
問題がめった。またこのとき、復水器出入口の温度差Δ
丁を越えてしまうこと等による冷却水管理上の問題がめ
った。

本発明の目的は、海水を冷却水とする補機冷却水系統設
備の配管等海生物付着防止をはかることであり、併せて
海生物の付着成長により管内抵抗の増加によるポンプ送
水最減少や、流ｍ減による熱交換器性能低下を防止する
ことができる発電プラントの海水系統熱処理装置および
その運転方法を提供するものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の発電プラントの海水系統熱処理装置は、火力・
原子力発電プラントのタービン設備復水系統とプラント
補機冷却系統において、復水器入口冷却水管と復水器出
口冷却水管との間をバイパス弁を有するバイパス管で連
通し、さらに復水器出口冷却水管と補機冷却海水ポンプ
入口管とを止め弁を有する熱処理水導入管で連通し、さ
らにプラント負荷低下時に復水器通水量を減じて復水器
出口高温水を前記熱処理水導入管に通すよう当該弁を制
御する熱処理制御装置を設けたことを特徴とするもので
ある。

さらに本発明の発電プラントの海水系統熱処理装置運転
方法は、火力・原子力発電プラントのタービン設備復水
系統とプラント補機冷却系統において、復水器入口冷却
水管と復水器出口冷却水管との間をバイパス管で連通し
、さらに復水器出口冷却水管と補機冷却海水ポンプ管と
を止め弁を有する熱処理水導入管で連通し、プラント負
荷の低下時に復水器通水量を減じ、復水器出口高温水を
前記熱処理水導入管を通してプラン補機冷却系に合流さ
せることにより、補機冷却系統の海水温度を海生物の致
死温度相当まで上着させ、海生物の致死に到る相当な時
間にわたって高温水を流し続けることを特徴とするもの
である。

（作　用） 本発明においては、海生物が高温水によると付着しない
という熱処理方法に看目し、又、発電プラントに使用さ
れる海水は１年間の間に季面によって上下する点と、プ
ラントの負荷低下時を利用して補機冷却海水系に高温水
を注入して海生物の付着を防止するものである。

即ち、海水熱処理と熱処理時間の関係を示した第３図に
おいて、約３５℃以上にすると数時間で海生物が致死、
約４０℃では数１０分で致死ということを利用し、補機
海水系統の冷却海水として外洋の冷却水に代わり温度の
上昇した復水器出口水を注入し、補機海水系統内の海生
物付着を抑制するものである。

一方、外洋の海水温度は第５図に示すように設計海水温
度例えば１５℃に対し、年間を通してみると上下の期間
があり、設計海水温度以上は春から１２月にかけての期
間であり、設計海水温度以下は冬期でおる。この設計海
水温度以上の期間に看目し、復水器出口の高温水を補機
海水に導き、熱処理するものである。

この時高温水を冷却水として使用すると熱交換器の性能
が低下するため、第４図のようにプラント負荷を降下し
た期間に、即ち被冷却側の熱負荷が減少し、高温水を導
入しても補機冷却水系の設備能力の限界に達しない期間
に熱処理運転を行うものである。

（実施例） 以下、本発明を第１図に示す実施例を参照して説明する
。第１図において、ポンプ１によって汲み上げられた海
水は配管２によって四方切換弁３を通って復水器入口管
４を経て復水器６に送水される。復水器６でタービン蒸
気を冷却して熱交換した海水は、再び復水器出口管８に
よって四方切換弁３を通り放出管９を通じ外洋放水路１
０に排出される。復水器６の入口および出口には各々復
水器水室入口弁５および出口弁７が設けられている。

又、復水器６の入口および出口海水温度を検出する復水
冷却水入口温度検出計１１と出口温度検出計１２が設け
られている。

本発明においては、復水器６の冷却水入口管４と出口管
８を連絡するバイパス管２５を設け、遠隔操作のバイパ
ス弁２６をバイパス管途中に設けである。さらに復水器
器内真空度を検出する真空度検出計２７と、復水器冷却
水入口温度検出計１１および出口温度検出計１２の信号
を受は取り、復水器水室入口弁７とバイパス弁２６の開
閉を制御調節する熱処理制御装置２８が設けられている
。

一方、補機冷却海水系統は、循環水ポンプ１の吐出配管
２より補機冷却海水取出管１４により分岐し、補機冷却
海水ポンプ１６により昇圧した後、同ポンプ吐出管１７
によって入口管１８を経て複数の補機冷却水熱交換器２
０に送水される。熱交換後は、出口管２２を通り放水管
２３に集合した後放水口２４に排出される。各熱交換器
２０の出入口には隔離用として入口弁１９および出口弁
が設けである。

更に、本発明においては、復水器６の出口管８と補機冷
却水取出管１４を連絡する熱処理水導入管２９と熱処理
水止め弁３０を設け、補機冷却水熱交換器２０の被冷却
側出口ラインに被冷却水熱交換器出口温度検出計３１を
設け、検出信号を前述の熱処理制御装置２８に送ってい
る。同装置２８にはプラントの負荷状態信号を負荷検出
装置３２から受は取る構成としている。

次にこのように構成された本発明の発電プラントの海水
系統熱処理装置の運転方法について説明する。いまプラ
ント負荷を第４図のように低下した場合、復水器におけ
る熱交換器もそれに応じて減少し、復水器冷却水として
の海水伍も相当但減少可能となるが、この場合従来技術
では復水器冷却水量が一定のため復水器冷却水出入口温
度差Δ丁は小さくなることになる。

本発明では、復水器冷却水量として最低復水器真空度を
保持するに必要な伍としてＡ％を供給し、残り約１００
−Ａ％をバイパス管２５を通して流すことにより復水器
出入口温度差はへＴ以上のＴ３となるが、放水時は再び
合流するためＴｏ十△Ｔの海水が排出される。これは、
制御装置２８の制御により復水器水子出口弁７の開度を
絞り、その分バイパス管２５の途中のバイパス弁２６を
開けることにより、復水器へ流れる流ｆｆ１Ａ％とバイ
パス管２５に流れるｆｆｉ　１００−Ａ％を調節するも
のであり、これによって復水器を通過する海水の温度上
界はＴ３（〉６丁）となるが、放水温度上昇はΔ丁一定
である。

この復水器を通過し入口温度Ｔｏより更に温度上昇した
温度Ｔ３の復水器出口海水を熱処理水導入管２９によっ
て補機海水側へ導き補は海水熱交換器へ送り込むのであ
る。この時熱処理水土め弁３０は開とし、補機冷却海水
取出管人口弁１５は閉とすることになる。これによって
熱交換器入口海水温度はＴ３となり、被冷却側と熱交換
した後出口温度Ｔ４となって排出される。

これら温度上昇の関係を第２図に示す。この図かられか
るとおり復水器冷却水は温度検出計ではΔＴ内に抑えら
れ、海水熱交換器に対してはＴ３の高温水が供給される
ことになる。例えば、第５図の海水温度の年間変化を示
した図から設計海水温度Ｔｏ（１５℃とする場合）以上
の期間において前述のように補機海水系に高温水を導く
と、海水温度１５℃の場合、 Ｔｏ＝１５℃、　Ｔ３　＝１５＋ΔＴ（一般にΔ丁＝７
℃としている）よりＴ３　＝２２℃＋α。

Ｔ２　＝２２℃ Ｔ４　＝２２℃＋α＋１０’Ｃ（海水熱交換器での温度
上昇は一般には約１０℃程度である）よりＴ４＝３２℃
＋α 海水温度２０℃の場合、 同様にＴｏ＝２０℃、　Ｔ３　＝２７℃＋α。

Ｔ２　＝２７℃ Ｔａ　＝３７℃＋α ここでαは、復水器真空度が低警報値に到達してない範
囲において復水器冷却水量を減じた分だけ復水器冷却水
温度差が大きくなり、その大きくなる分を示している。

となり、補は冷却海水系への高温水は３０℃を越え、熱
交換器出口側では４０℃近くにすることが可能となる。

これにより、第３図のように高温水を通過させることに
より、海生物の致死又は抑制を図るものである。

このような運転を行う場合、復水器冷却水放水温度が△
Ｔを越えないようにすること、又復水器真空度が下がり
過ぎないようにすること、更に補機冷却水被冷却側の温
度が上り過ぎないようにすることとなるため、これらの
状ｇｌを監視する検出装置を設け、制御装置２８により
調節する。一般に被冷却側の淡水側は３５℃に調ＷＪさ
れているが、淡水側の複数冷却器は３５℃以上でも十分
性能を満足し、プラント定格運転中は、約４０℃を越え
た淡水が供給されて冷却器側の警報が作動するが、プラ
ント負荷低下時であり、交換熱ｍが減少しているため、
更に淡水温度が上昇しても性能上の問題はない。

［発明の効果］ 以上のように本発明においては、海生物が高温水による
と付着しないという熱処理を利用し、プラントの負荷低
下時を利用して補機冷却海水系に高温水を注入するよう
構成したことにより、補機冷却海水設備の配管等の海生
物付着防止及び成長の抑制を図ることができる。併せて
海生物付着成長による管路抵抗の増加によるポンプ送水
量の減少や、海水量の減少による熱交換器の性能低下を
防止できる。

さらにプラント運転中であっても、復水器冷却水温度差
Δ丁は一定に制御し、真空度の異常低下を招くことなく
、補機冷却水被冷却側の異常な温度上昇させることなく
、補機海水系の熱処理運転が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の発電プラントの海水系統熱処理装置の
一実施例を示す系統図、第２図は本発明を適用した場合
の冷却水温度の変化を示す特性図、第３図は海生物の致
死に到る時間と熱処理温度との関係を示す特性図、第４
図は発電プラントの負荷変化を示す特性図、第５図は年
間における海水温度の変化を示す特性図、第６図は従来
の復水器冷却水系と補機冷却水系を示す系統図、第７図
は従来技術による海水温度の変化を示す特性図である。 １・・・ポンプ ２・・・復水器冷却水管 ３・・・四方切換弁 ４・・・復水器入口冷却水管 ６・・・復水器 ８・・・復水器出口冷却水管 １０・・・放水口 １１・・・復水器冷却水入口温度検出計１２・・・復水
器冷却水入口温度検出計１３・・・復水器冷却水出入口
温度差監視装置１４・・・補機冷却水取出管 １５・・・補機冷却水取出管入口弁 １６・・・補機冷却水ポンプ １７・・・ポンプ吐出管 ２０、２０ａ、　２０ｂ、　２０Ｃ・・・熱交換器２４
・・・放水口 ２５・・・バイパス管 ２６・・・バイパス弁 ２７・・・復水器真空度検出計 ２８・・・熱処理制御装置 ２９・・・熱処理導入管 ３０・・・熱処理水導入管止め弁 ３１・・・被冷却水熱交換器出口温度検出計３２・・・
負荷検出装置 （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第 図 第 図 岑内 （月） 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）火力・原子力発電プラントのタービン設備復水系
   統とプラント補機冷却系統において、復水器入口冷却水
   管と復水器出口冷却水管との間をバイパス弁を有するバ
   イパス管で連通し、さらに復水器出口冷却水管と補機冷
   却海水ポンプ入口管とを止め弁を有する熱処理水導入管
   で連通し、さらにプラント負荷低下時に復水器通水量を
   減じて復水器出口高温水を前記熱処理水導入管に通すよ
   う当該弁を制御する熱処理制御装置を設けたことを特徴
   とする発電プラントの海水系統熱処理装置。
2. （２）火力・原子力発電プラントのタービン設備復水系
   統とプラント補機冷却系統において、復水器入口冷却水
   管と復水器出口冷却水管との間をバイパス管で連通し、
   さらに復水器出口冷却水管と補機冷却海水ポンプ管とを
   止め弁を有する熱処理水導入管で連通し、プラント負荷
   の低下時に復水器通水量を減じ、復水器出口高温水を前
   記熱処理水導入管を通してプラン補機冷却系に合流させ
   ることにより、補機冷却系統の海水温度を海生物の致死
   温度相当まで上昇させ、海生物の致死に到る相当な時間
   にわたつて高温水を流し続けることを特徴とする発電プ
   ラントの海水系統熱処理装置の運転方法。