JPH07207645A - 海生物着生防止スクリーン装置および海生物着生防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷却用海水中に浮遊している塵芥および海生
物の侵入を防止する共に、海草、貝類といった海生物の
着生を防止する海生物着生防止スクリーン装置および海
生物着生防止方法を提供する。 【構成】 （１）陽極となる金網型またはラック型スク
リーンと、陰極となる該スクリーンと絶縁された金属構
造物と、陽極、陰極間に直流電流を流す直流電源装置と
を具備することを特徴とする海生物着生防止スクリーン
装置。 （２）金網型またはラック型スクリーンの海水浸漬部分
の全面を海水中で陽極とし、該スクリーンと絶縁された
金属構造物を陰極とし、陽極、陰極間に直流電流を流す
直流電源装置により電気回路を構成し、直流電解を行な
い、該スクリーンを陽極活性溶解することによって該ス
クリーンへの海水物の着生を抑制することを特徴とする
海生物着生防止方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火力発電所、原子力発
電所、製鉄所、石油精製所等の冷却用海水取入口に設置
される海生物着生防止スクリーン装置および該スクリー
ンを用いた海生物着生防止方法に関する。さらに詳しく
は、冷却用海水中に浮遊している塵芥および海生物（魚
類、クラゲ等）の侵入を防止する共に、海生物（海草
類、貝類）の着生を防止する海生物着生防止スクリーン
装置および海生物着生防止方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】火力発電所、原子力発電所、製鉄所、石
油精製所等の各種プラントの冷却水は、殆どが海水に頼
っている。特に、電力使用の増加と共に発電所で使用さ
れる冷却用海水の量は数万トン〜数十万トン／時に及ぶ
ようになった。それ故、海水取入設備の保守管理はプラ
ント運用上の重要な技術課題となっている。

【０００３】その第１の課題が取入設備の腐食対策であ
る。幸い、耐食材料、塗装、ライニングあるいは電気防
食といった防食技術の進歩により、今日、設備の腐食防
止対策はほぼ満足し得るレベルにある。

【０００４】第２に設備の腐食対策と同様に重要な課題
は、冷却用水としてみると海水中に存在する有用、有害
の海中棲息生物、例えば貝類、海藻類の付着、成育、繁
殖に伴うトラブル防止である。プラント設備の本来の機
能保持にとって海生物の付着防止対策は大きな鍵であ
る。特に、取水管路壁面に付着、成育、繁殖するムラサ
キイガイ、フジツボ等の付着防止ならびに除去、処理対
策にある。

【０００５】これらの海生物の付着防止対策は古くから
研究され、塩素、次亜塩素酸塩、有毒金属イオンの生成
あるいは防汚塗料等が有効な手段として実用化されてい
るが、今日の環境保全の立場からこれらの有毒物質によ
る防止対策は、有用な生物をも死滅させるし、二次環境
汚染の問題を抱えており適用の制限や禁止の方向にあ
る。二次環境汚染のない海生物付着防止手段も近年研究
が進められており、一部では実用開発も行われている。
シリコーン樹脂を主体とした塗装、ライニングよる海生
物の幼生の着生抑制や無害イオン生成遷移金属（主とし
て鉄鋼）のアノード溶解による該金属表面への海生物着
生抑制あるいは防止方法がその例であ。

【０００６】一方、取水口やその前面に設置される金網
型またはラック型スクリーンは、実用上下記の問題点が
ある。

【０００７】（１）スクリーンの腐食、防食対策： 耐食性のある高級材料は経済的に不利であり、結節部、
溶接部、異種金属接触あるいは隙間部に生ずる腐食は、
高級材料といえども避けられない。

【０００８】従って、低級材料（鉄鋼）の網またはラッ
クからなり、塗装や電気防食で腐食防止を行っている。

【０００９】（２）海生物の付着防止対策 金網型またはラック型スクリーンは塵芥および海生物
（魚類、クラゲ等）の侵入を阻止することにあり、網目
や格子目が何らかの理由で目詰まりを起こすと取水路に
送る海水の量が大幅に減少し、プラントの操業に支障を
来すことになりかねない。

【００１０】目詰まりの第一は、海水中に生息する生物
（海藻類、貝類）の付着、成長によるものである。網目
や格子目に固着して成育するこれらの生物は、目幅、格
子幅を狭め通水を阻害するため、定期的（２〜３週間
毎）に地上に引き上げて除去する必要がある。さらに、
スクリーンに付着した海生物の除去作業は典型的ないわ
ゆる３Ｋ（きつい、汚い、危険）作業であり、昨今の人
手不足により作業員の確保も儘ならない状況になりつつ
ある。また、除去作業の度に固着した生物（特にフジツ
ボ）を剥ぎ取るため塗膜や構造材に傷を付けることも多
く、この種のスクリーンのメンティナンス上の問題点と
なっている。

【００１１】これらの海生物の付着防止対策としては、
薬剤（塩素、次亜塩素酸）の注入と汚染防止塗料の塗布
等が考えられるが、薬剤はスクリーンが外海に面してい
るために不経済であり、二次環境汚染防止の点から現在
はあまり実施されていない。

【００１２】大部分は防汚塗料をスクリーンに塗布して
海生物の付着を防止しているが、引上げの度に補修、塗
り替えが必要で、これらの作業、手間を考えると利点が
少ない。またスクリーンに付着した貝類は、局部電池の
構成原因となり、スクリーンの素地（主として鉄鋼）の
腐食を促進する。これらの腐食は、網や格子を陰極とし
て電気防食を施せば腐食を阻止できるが、電気防食法の
適用は海生物の付着を容易にする可能性もある。

【００１３】この種のスクリーン、特にクラゲの侵入防
止用に取水口前面に放置されるスクリーンに付いては本
来の機能を維持するために、海生物の付着防止対策と腐
食防止対策が重要な技術課題である。クラゲの侵入防止
用スクリーンは来襲が予想される春先から秋（４〜１０
月）にかけて設置され、設置期間中は少なくとも３〜４
週間の間隔で引上げて海生物の除去を行い目詰まりを防
止している。腐食防止対策としては耐食性に優れた高級
材料（例えばＳＵＳ）といえども、海水による腐食や海
生物の付着に伴う異常腐食は免れないので多くは使用さ
れず、低級材料（鉄鋼）を塗装と電気防食を併用して使
用しているのが現状である。

【００１４】現在、スクリーン（網型、ラック型）の海
生物付着防止対策は薬剤（塩素、次亜塩素酸）の注入と
防汚塗料の塗布に依存しているのが実情である。薬剤や
防汚塗料を使用せずに海生物の着生あるいは付着の抑制
手段を付加したものでは、クラゲの侵入防止用スクリー
ンとしてＳＵＳ製のパイプを、スダレ状に横に等間隔で
重ね合わせ内部に電熱ヒーターを挿入して、その発熱に
より生物の付着を防止する方法が１件報告されているの
みで他には見出されていない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これら従来
技術の課題を解消し、冷却用海水中に浮遊している塵芥
および海生物の侵入を防止する共に、海草、貝類といっ
た海生物の着生を防止する海生物着生防止スクリーン装
置および海生物着生防止方法を提供することを目的とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、これら従
来技術の課題を解決すべく鋭意検討の結果、スクリーン
そのものを陽極として自己溶解させることにより、該ス
クリーンの海水接触面への海生物の付着を抑制し、スク
リーン構成材の不均一溶解や局部溶解の低減を可能にす
ることを知見し、本発明に到達した。

【００１７】すなわち、本発明のスクリーン装置は、陽
極となる金網型またはラック型スクリーンと、陰極とな
る該スクリーンと絶縁された金属構造物と、陽極、陰極
間に直流電流を流す直流電源装置とを具備することを特
徴とする。

【００１８】図１に金網型スクリーン１１の一例を示
す。また、図２にラック型スクリーンの一例を示す。金
網型またはラック型スクリーンの材料は、海水中に毒性
イオンを生成しない遷移金属、例えば鉄、アルミニウ
ム、マグネシウムまたはこれらの合金等によって構成さ
れる。特に溶解して消耗するため耐食性のある高価な材
料は必要ではなく、加工容易性、溶解特性も優れ、しか
も低廉な価格で入手できることから、鉄鋼、例えばＳＳ
−４００等が好ましく使用される。このスクリーンは、
設置する海域にある他の設備や構造物と電気的に絶縁し
た状態で設置される。

【００１９】直流電源装置は、通常の電源装置でよく特
に限定されないが、断続通電機能を有するものが好まし
い。また、陰極となる該スクリーンと絶縁された金属構
造物とは取水路周辺の他の構造物、例えば除塵装置、鋼
矢板、鋼管杭等、もしくは水底に設置された平板状また
はＩ型の鋼材である。

【００２０】また、本発明の海生物着生防止方法は、金
網型またはラック型スクリーンの海水浸漬部分の全面を
海水中で陽極とし、該スクリーンと絶縁された金属構造
物を陰極とし、陽極、陰極間に直流電流を流す直流電源
装置により電気回路を構成し、直流電解を行ない、該ス
クリーンを陽極活性溶解することによって該スクリーン
への海水物の着生を抑制することを特徴とする。

【００２１】つまり、本発明の海生物着生防止方法は、
スクリーンを直流電源装置の正極に接続して陽極とし、
スクリーンと絶縁された金属構造物を直流電源装置の負
極に接続して陰極とし、電気回路を構成して、海水浸漬
部分のスクリーン全面を陽極活性溶解させて、該スクリ
ーンへの海生物の着生を防止すると共に、海生物の浸入
も防止するものである。

【００２２】陽極活性溶解させる際の電気回路の電流は
微小電流でよく、その陽極電流密度は０．２〜１．０未
満Ａ／ｍ²程度が好ましく、０．３〜０．６Ａ／ｍ²がさ
らに好ましい。また、断続通電する場合には、１日１〜
１２回程度通電し、その時間は各回１〜１２時間程度が
好ましい。また、海水温度等の環境変動によって陽極電
流密度、通電回数、通電時間を任意に変化させることは
当然のことである。

【００２３】このように、本発明は、スクリーン（網
型、ラック型）の表面に電極材料を取り付けず、スクリ
ーンそのものを陽極として自己溶解させることにより、
該スクリーンの海水接触面への海生物の付着を抑制し、
スクリーンの不均一溶解や局部溶解の低減を可能にした
ものである。

【００２４】鉄鋼をスクリーン（網型、ラック型）とし
て加工した場合、結節部、溶接部あるいは取付け固定架
台との接触部等に局部溶解の発生が懸念される。しか
し、後述の実施例に詳述するごとく、自然腐食において
は局部溶解の発生する危険性はあるが、外部から電流を
印加して溶解させた場合には局部溶解の原因となる要素
は殆ど排除され、鉄鋼が海水に触れている部分（陽極
部）はほぼ均一に溶解することを確認している。従っ
て、スクリーン構成材料の寸法は自然侵食量に負荷電流
による溶解量を加味した線径および板厚にすればよい。

【００２５】なお、本発明での着生対象海生物は、イガ
イ、フジツボ、ホヤ等の貝類や海草類といった自力付着
機能を有するものである。

【００２６】

【実施例】以下、本発明を実施例等に基づいて具体的に
説明する。

【００２７】試験例１ 鉄鋼製金網型またはラック型スクリーンは、ＳＳ線材や
型材から種々の機械加工を経て網状または格子状に組立
てられる。

【００２８】鉄鋼の海水による異常腐食、特に局部腐食
の要因は加工歪、溶接、制作・組立加工で生ずる隙間等
である。これらは自然腐食にあっては無視できない要素
である。しかし、外部から電圧を陽極的に負荷して強制
的に溶解させた場合、これらの要因と異常腐食との関係
が明らかでない。そこで金網型スクリーンやラック型ス
クリーンに模した種々の局部腐食の要因を取り入れた試
料を作製し、海水中で０．３Ａ／ｍ²と０．５Ａ／ｍ²の
陽極電流密度を付加して約６ヶ月間の通電テストを行っ
た。

【００２９】テスト材は、ＳＳ４００の鋼材である。金
網型スクリーンは線径３．２ｍｍ、空隙４５ｍｍで、金
網型スクリーンの寸法は約６００×９００ｍｍを基準と
した。ラック型スクリーンは厚さ４．５ｍｍ×幅３８ｍ
ｍの鋼材で格子の空隙５０ｍｍである。金網の結節は線
材同士の点または線接触、格子は溶接によった。金網型
スクリーンの周辺は厚さ５ｍｍ×幅５０ｍｍの硬質塩化
ビニール板で枠止めした。ラック型スクリーンは格子面
の水深方向の数箇所に３０×３０ｍｍの硬質塩化ビニー
ルで絶縁し、鋼板の当板を介してボルト・ナット締め部
を設けた。

【００３０】また、無通電の金網型スクリーンおよびラ
ック型スクリーンを比較用として合計６組の試料を天然
の海水を張った独立した槽（１０００リットル／槽）に
浸漬して、各々のスクリーンを構成する構成材料の異常
腐食との関係を調査した。

【００３１】この結果、無通電の金網型スクリーンに
は、加工歪の残っている部分、溶接部周辺あるいは隙間
部を中心に浸食が著しく、原寸３．２ｍｍφの線が２ｍ
ｍφ以下に抉られているところがかなり見られた。ラッ
ク型スクリーンも溶接部や当板部に浸食が見られ、ステ
ンレスボルトを使用した部分は異種金属接触による腐食
も加速され、ボルト穴はがたかたになった。陽極通電し
た金網型スクリーンおよびラック型スクリーンは、自然
腐食に通電による溶解が加わるので、全面が赤錆で覆わ
れているがほぼ全面均一に消耗し、残留歪部、溶接部周
辺あるいは隙間部等は、無通電で見られた異常腐食は皆
無に近かった。言い換えると、電圧負荷して陽極溶解さ
せた場合、加工状況、電極形状、接続方法等の差異は電
極の溶解に大きな影響がなく、ほぼ均一溶解することが
判明した。

【００３２】実施例１および比較例１ 試験例１の結果に基づいて、現用の火力発電所の取水口
前面に設置されているクラゲ侵入防止装置（スクリー
ン）と同位置に、本発明のスクリーン装置を設置して、
海生物の付着状況およびスクリーンの溶解状況を調査し
た。

【００３３】図１に示される金網型スクリーン１１は、
線径６ｍｍ、網目幅５０ｍｍの丸鋼材から製作され、ス
クリーンの全長約２８３０ｍｍ、幅約７７０ｍｍであ
る。スクリーンの外周は厚４．５ｍｍ×幅３８ｍｍのＳ
Ｓ−４００の平鋼を用いて金網の先端を溶接により枠止
めした。

【００３４】図２に示されるラック型スクリーン１２
は、縦格子厚４．５ｍｍ×幅３８ｍｍのＳＳ−４００平
鋼、横格子直径１２ｍｍの丸鋼材から製作され、縦格子
間隔５０ｍｍ、横格子間隔２５０ｍｍである。スクリー
ンの全長約２８３０ｍｍ、幅約７７０ｍｍで、スクリー
ンの外周は厚４．５ｍｍ×幅３８ｍｍのＳＳ−４００平
鋼を用いて格子の先端を溶接により枠止めした。

【００３５】このように製作した両スクリーン１１，１
２は、図３に示すように取水口前面に取付設置された。
同図において、１１は金網型スクリーン、１２はラック
型スクリーン、１３は化繊網、２は可撓性電線管、３は
接続箱、４は直流電源装置、５は鋼管杭をそれぞれ示
す。

【００３６】金網型スクリーン１１およびラック型スク
リーン１２は、それぞれ独立した電気回路を用いてそれ
ぞれの直流電源装置４の正極に接続した。陰極は、浸漬
海域近傍の鋼管杭５を用いて、該直流電源装置４の負極
に導線を接続した（実施例１）。各スクリーンは該水域
の構造物と電気的に絶縁して、干潮水線下の海水中に浸
漬した。

【００３７】現用のクラゲ侵入防止用スクリーンと同水
域に、金網型およびラック型スクリーンを並行して、ク
ラゲが来襲する前の５月中旬に設置した。５月下旬から
稼働を始め、１〜２週間毎に水中ＴＶで観察し海生物の
付着状況を１０月末まで調査した。

【００３８】本発電所の現用スクリーン（比較例１）
は、図３に示されるように浮遊物の流入による損傷を防
止するため、上部がラック型スクリーン１２、下部は化
繊型スクリーン１３で、その網目４５ｍｍからなる網で
ある。

【００３９】本発明に係る金網型およびラック型スクリ
ーン１１，１２の運用は、該スクリーンの鋼材表面の汚
れやスケールを除くため、３Ａ／ｍ²の陽極電流密度で
約１週間通電し、その後０．４Ａ／ｍ²の定常電流に下
げて連続通電を行い、試験期間中は適時水中ＴＶにより
海生物の付着状態と消耗状態を観察した。

【００４０】初期３Ａ／ｍ²の陽極電流密度の通電で
は、金網型スクリーン１１およびラック型スクリーン１
２共に、鋼材表面の汚れは一掃され、美麗な鉄鋼面を呈
しコロイド状の薄褐色の錆で覆われ、前処理期間中は該
両スクリーンとも海生物の付着は全く認められなかっ
た。

【００４１】０．４Ａ／ｍ²の定常電流に下げての通電
では、金網型スクリーン１１ではフジツボやムラサキイ
ガイといった海生物の着生は殆ど見受けられなかった。
また、金網の結節部、隙間あるいはボルト締付下地等の
鋼線に異常消耗は見られなかった。

【００４２】一方、ラック型スクリーン１２は金網型ス
クリーン１１に比較すると海生物の付着が幾分認められ
たが、その付着状態は変則的で周辺部には余り生物は付
着していないのにも拘らず、中央部に近いほどヒドロ虫
を主体とした海生物が付着していた。付着状態を詳細に
観察すると平鋼の表面は電解消耗して薄褐色を呈してお
り、海生物は直接付着していないことが確認された。ヒ
ドロ虫は平鋼錆の上に周囲を取り巻くよう絡み合ってい
てフジツボ類も混在していたが、それらは薄褐色の鉄錆
に覆われて死滅していた。

【００４３】ラック型スクリーン１２の周辺部と中央部
で海生物の付着防止効果が異なるのは、スクリーンを構
成する平鋼が５０ｍｍ間隔で相対しており、直流電流を
印加されて陽極溶解する場合に電気的な干渉が生じる構
造であったためで、平鋼の消耗状態が周辺部で大きく中
央部に近づくにつれて少なくなることで確認された。

【００４４】一方、比較例１のラック型クラゲ防止スク
リーン１２には、設置後１週間前後でフジツボの付着が
観察されたのを始めとして、ムラサキイガイ、ヒドロ虫
類の付着、成育が激しく、清掃時に引き上げられた状態
では、これらの生物が混在して固着していて除去作業に
多くの人手と時間を必要とした。化繊型スクリーン（ナ
イロン糸組）１３にはヒドロ虫類の付着が著しく認めら
れたが、フジツボ類、ムラサキイガイの付着はあまり認
められたかった。なお、スクリーンを除く同海域の海洋
構造物やコンクリートの海表面には、上記海生物のほか
にミドリイガイも本期間中の間にぎっしり付着した。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したごとく、本発明によ
って、海生物（海藻類、フジツボ類、イガイ類等）の付
着を抑制され、スクリーンの使用期間（４〜１０月）
中、２〜３週間毎に必要であった清掃作業（付着した海
生物を除去して通水能力を維持する）を不要にして運用
効率を高めると共に、スクリーンの清掃の度に必要であ
った海生物除去と処理のいわゆる３Ｋ（きつい、汚い、
危険）作業を大幅に軽減する。

【００４６】さらに、本発明は安価なスクリーン構成材
料を使用して海生物の着生防止と不均一溶解や局部溶解
の低減を可能としたので、環境保全は勿論のこと、工業
的、経済的に極めて優れた技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 金網型スクリーンの一例を示す図。

【図２】 ラック型スクリーンの一例を示す図。

【図３】 本発明の海生物着生防止スクリーン装置なら
びに従来のスクリーンの設置図。

【符号の説明】

１１：金網型スクリーン、１２：ラック型スクリーン、
４：直流電源装置、５：鋼管杭。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０２Ｂ 9/04 Ｅ (72)発明者 中沢 真吉 千葉県市原市五井海岸１番地東京電力株式 会社五井火力発電所内 (72)発明者 伊藤 昭則 千葉県市原市五井海岸１番地東京電力株式 会社五井火力発電所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極となる金網型またはラック型スクリ
   ーンと、陰極となる該スクリーンと絶縁された金属構造
   物と、陽極、陰極間に直流電流を流す直流電源装置とを
   具備することを特徴とする海生物着生防止スクリーン装
   置。
2. 【請求項２】 前記スクリーンが遷移金属からなる請求
   項１に記載の海生物着生防止スクリーン装置。
3. 【請求項３】 金網型またはラック型スクリーンの海水
   浸漬部分の全面を海水中で陽極とし、該スクリーンと絶
   縁された金属構造物を陰極とし、陽極、陰極間に直流電
   流を流す直流電源装置により電気回路を構成し、直流電
   解を行ない、該スクリーンを陽極活性溶解することによ
   って該スクリーンへの海水物の着生を抑制することを特
   徴とする海生物着生防止方法。