JP2001317026A - 被加熱水の放水システムおよびその方法 - Google Patents
被加熱水の放水システムおよびその方法Info
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Abstract
化を図ること。 【解決手段】配管7によって被加熱水を水中側に導くと
ともに、水中側に導かれた被加熱水を配管7から配管7
の外部である水中へと放水する被加熱水の放水システム
において、配管7から配管7の外部である水中へと被加
熱水を放水する放水部9を、配管7に複数設ける。
Description
ステムおよびその方法に係り、更に詳しくは、被冷却体
の冷却に用いられることによって、自身は加熱された水
を海中等に放水する被加熱水の放水システムおよびその
方法に関するものである。
供された蒸気を復水器において冷却し、水に戻す場合に
は、冷却媒体として海水が用いられた被加熱水の放水シ
ステムが適用されている。
海水は、図11に示すように、取水インテイクヘッド1
にて適正吸い込み速度にて取水され、取水管2を介して
ポンプステーション3側に移送される。そして、海水
は、ポンプステーション3において循環水ポンプ4によ
って復水器5側に汲み上げられ、そこで図示しない蒸気
の冷却に用いられる。
自身は蒸気から熱を受けて加熱され温水となった海水
は、一旦復水器5からシールピット6へと溜められ、更
にそこから放水管7を介して海中に導かれ、放水管排水
ヘッド8より海中へ放水される。
た被加熱水の放水システムでは、以下のような問題があ
る。
では、図11に示すように、放水管排水ヘッド8は、放
水管7の海中側先端部に一箇所のみ設けられている。し
たがって、復水器5において蒸気の冷却に用いられ、自
身は温水となった海水は、この放水管排水ヘッド8のみ
から排出される。
局所的に海水温度が高くなる。更に、放水管排水ヘッド
8から放出された温水は、図12(a)に示すように放
水管排水ヘッド8の近傍の海中から海面方向に上昇する
ので、放水管排水ヘッド8の直上Ep付近の海面温度も
また局所的に高くなる。
生息環境に影響を与える恐れがあることから、海面温度
の上昇に関して様々な規制や指針が制定されている。例
えば、世界銀行が定めている温排水拡散の環境指針で
は、温水を海中に排出する場合、図12(b)に示すよ
うに、海面において、放水管排水ヘッド8の直上Epを
中心とした半径100mの場所Bにおいて、温水排出に
よる温度上昇を3℃以下に制限しなければならない。
指針を満足するために、放水管排水ヘッド8を海中深く
配置する必要がある。これによって、放水管排水ヘッド
8から放出された温水が海面方向へと上昇する過程にお
ける熱拡散作用を利用し、海面における温度上昇を抑制
している。
ればならないために、放水管7の製造コストが非常にか
かるという問題がある。また、これに伴って、施工上の
工期もかさむという問題がある。
ものであり、放水管に温水を排水する排水部を複数設
け、そこから温水を分散して海中に排水することによっ
て海面における温度上昇を抑制し、もって、放水管の短
縮化を図ることが可能な被加熱水の放水システムおよび
その方法を提供することを目的とする。
めに、本発明では、以下のような手段を講じる。
って被加熱水を水中側に導くとともに、水中側に導かれ
た被加熱水を配管から配管の外部である水中へと放水す
る被加熱水の放水システムにおいて、配管から配管の外
部である水中へと被加熱水を放水する放水部を、配管に
複数設ける。
る取水手段と、取水手段によって取水された水を配管を
介して移送する移送手段と、移送手段によって移送され
た水を、被冷却体を冷却する冷却水として用いる冷却部
と、冷却部において被冷却体の冷却に用いられることに
よって、被冷却体より熱を受け、加熱された被加熱水を
水中側に導く配管である放水配管と、放水配管に複数設
けられ、放水配管によって水中側に導かれた被加熱水
を、放水配管から放水配管の外部である水中へと放水す
る放水部とを備える。
項2の発明の被加熱水の放水システムにおいて、各放水
部が設けられた配管において、この配管によって水中側
に導かれる被加熱水が配管内において移動する移動速度
が、各放水部の上流側においてほぼ一定になるような整
流距離をピッチとして各放水部を設ける。
ちいずれか1項の発明の被加熱水の放水システムにおい
て、各放水部が設けられた配管において、各放水部を、
当該配管の断面中心を通る水平線よりも上部側に設け
る。
ちいずれか1項の発明の被加熱水の放水システムにおい
て、被加熱水の主流が配管内において移動する移動速度
を、配管の長さ方向に亘ってほぼ一定にすることが可能
なように、各放水部が設けられた配管の内径を、水中側
ほど小さくする。
水を水中側に導くとともに、水中側に導かれた被加熱水
を、配管に複数設けられ、被加熱水を配管から配管の外
部へと放水する放水部から、水中へ放水する。
ついて図面を参照しながら説明する。
図中の符号は、図11および図12と同一部分について
は同一符号を付して示し、重複説明を避ける。
の形態を図1から図6を用いて説明する。
の放水方法を適用した被加熱水の放水システムの一例を
示す全体構成図である。
放水方法を適用した被加熱水の放水システムは、図11
に示す従来技術による被加熱水の放水システムにおける
放水管排水ヘッド8を省略し、代わりに放水管7の表面
に複数の排水ノズル9を設けた構成としている。
放水管7の長手方向に沿って等しい間隔Pで放水管7の
上部に設ける。更に、この排水ノズル9は、図3の放水
管7の断面図に示すように、放水管7の断面中心Cを通
る鉛直軸Vを含むように放水管7の頭頂部に設ける。
水管7内を流通する温水が、この排水ノズル9を介し
て、放水管7の内部から外部へと排出するようにしてい
る。放水管7内を流通する温水のうち温度の高い温水
は、自然循環によって放水管7内の上部側に移行するの
で、このように放水管7の頭頂部に排水ノズル9を設け
ることによって、放水管7から海中に温水を排出しやす
くなるようにしている。
の断面中心Cを通る水平軸Hよりも上部に設けた場合の
一例を示す放水管7の断面図である。このように、排水
ノズル9は、必ずしも放水管7の頭頂部に設けなくと
も、放水管7の断面中心Cを通る水平軸Hよりも上部に
設けるようにしても良い。
温水は、図4に矢印で図示するように放水管7の内部で
あって排水ノズル9の近傍において、この排水ノズル9
を介して温水の一部が放水管7の内部から外部へと排出
することによって、温水の流れに乱れが生じる。そし
て、この乱れた温水の流れは、放水管7の下流側に行く
に従って整定して行き、再び定常速度で流れるようにな
る。
9の間隔Pは、排水ノズル9の近傍において一旦乱れた
温水の流速が、定常速度に再び整定することが可能な距
離である。この距離を整定距離という。この整定距離は
一般的に、配管の内径Dに対して3〜5倍の長さであ
る。すなわち、放水管7の内径Dが2mの場合、整定距
離は6〜10mとなるので、この場合、排水ノズル9の
間隔Pは、最短でも6mとする。
合における排水ノズル9の個数と最も上流側の排水ノズ
ル9の水深De(図1参照)、および最も上流側の排水
ノズル9までの放水管7の長さLe(図1参照)との関
係を示す図である。これは、熱の拡散モデルを適用した
プルーム理論に基づいて解析して得た結果であり、排水
ノズル9の間隔Pを10m、放水管7内の温水の流速を
2m/sとした条件で行った。
ら排出した温水は、海中を海面方向に向かって真っ直ぐ
上昇し、その上昇過程における熱の拡散を考慮して海面
における海水温度を評価する。
であり、左縦軸は最も上流側の排水ノズル9が配置され
る水深De(図1参照)を、また右縦軸は最も上流側の
排水ノズル9までの放水管7の長さLe(図1参照)を
それぞれ示している。
9を10箇所に設けた場合においては、最も上流側の排
水ノズル9の必要な水深Deは2.8m、必要な放水管
7の長さLeは280mである。すなわち、この場合、
放水管7の全長は、280m+9×10m=370mと
なる。
においては、最も上流側の排水ノズル9の必要な水深D
eは3.8m、必要な放水管7の長さLeは350mで
ある。すなわち、この場合、放水管7の全長は、350
m+4×10m=390mとなる。
においては、排水ノズル9の必要な水深Deは8m、必
要な放水管7の長さLeは800mである。すなわち、
この場合、放水管7の全長は、800mとなる。
に係る被加熱水の放水方法を適用した被加熱水の放水シ
ステムの作用について説明する。
適用した被加熱水の放水システムは、上述したように放
水管7に、等しい間隔Pで排水ノズル9を複数設け、放
水管7内を流通する温水を複数の排水ノズル9を介して
海中に排出する。
管7内を流通する温水の移動速度が定常速度となるのに
十分な間隔Pとしている。これによって、全ての排水ノ
ズル9からほぼ等しい流量で温水が排出される。
水を分割してほぼ等しい流量で海中に排水することによ
って、温水が海中において効率よく希釈され、海面にお
ける温度上昇が抑制される。
理論に基づいた解析結果によると、放水管7内の流速を
2m/s、排水ノズル9の間隔Pを10mとした場合、
放水管7に排水ノズル9を1箇所しか設けなかった場合
には、海面温度の上昇を+3℃以内に抑えるために必要
な放水管7の全長が800mであるのに対して、放水管
7に排水ノズル9を10箇所設けた場合には、放水管7
の全長が370mとなる。
およびそれに伴う製造費用および建設費用の削減、また
建設工期の短縮が可能となる。例えば、上記のように、
放水管7に排水ノズル9を10箇所設けた場合を、放水
管7に排水ノズル9を1箇所しか設けなかった場合と比
較すると、放水管7の1mあたりに課される諸コストの
概算値(製造費用、建設費用、および建設工期短縮に係
るコスト削減効果)である70万円/mを用いると、放
水管7の長さが430m短縮されることから、これは約
3億円のコスト削減に相当する。
熱水の放水方法を適用した被加熱水の放水システムにお
いては、上記のような作用により、温水を分割してほぼ
等しい流量で海中に排水することができるので、温水が
海中において効率よく希釈される。その結果、海面にお
ける温度上昇が抑制されるので放水管7の長さを短縮す
ることができる。
コスト、および放水システム全体の建設コストを削減す
るとともに、放水システム全体の建設工期も短縮するこ
とができる被加熱水の放水方法を適用した被加熱水の放
水システムを実現することが可能となる。
の形態を図7から図8を用いて説明する。
被加熱水の放水方法を適用した被加熱水の放水システム
の放水管7の一例を示す外形図である。
接続することによって下流側ほど内径が小さくなる放水
管7を、また図8は、下流側に行くに従って内径を連続
的に小さくした放水管7をそれぞれ示している。
しい間隔Pでその上部に複数の排水ノズル9を設けてい
る。
た上流側の排水ノズル9(1)、9(2)、・・・側か
ら順に海水に排出されるので、下流側に行くにしたがっ
て放水管7内の温水の量は少なくなる。全長が長い放水
管7ほどその効果は顕著になる。その結果、放水管7内
の下流側ほど温水の流速が低下し、排水ノズル9毎に排
出される温水の量にバラツキが生じる。この対策とし
て、下流側ほど放水管7の内径を小さくすることによっ
て流路を絞り、放水管7の全長に亘って温水の流速を一
定に保つようにしたのが、図7および図8に示すような
放水管7の例である。
に排水ノズル9を1列に設けた場合であり、この場合、
放水管7の任意の断面形状は、図3に示す通りとなる。
放水管7の上部に2列に設けた場合であり、この場合、
放水管7の任意の断面形状は図5に示す通りとなる。更
に、図8に示す例では、同一列の排水ノズル9(例えば
排水ノズル9(1)、9(3)、9(5)、・・・)を
それぞれ等しい間隔Pで放水管7に設けている。
適用した被加熱水の放水システムの全体構成の一例は、
図1に示す第1の実施の形態のものと同様である。ま
た、放水管7において排水ノズル9を設ける場所は、図
3または図5に示す通りである。
1の実施の形態と同様の作用効果に加えて、更に、以下
の作用効果を奏することができる。
に設けられた上流側の排水ノズル9(1)、9(2)、
・・側から順に海水に排出されるので、下流側に行くに
したがって放水管7内の温水の量は少なくなる。この効
果は、全長が長い放水管7ほど顕著になる。
水の放水方法を適用した被加熱水の放水システムでは、
放水管7の下流側ほどその内径を小さくすることによっ
て流路を絞り、放水管7の全長に亘って温水の流速を一
定にしている。
であっても、全ての排水ノズル9からほぼ等しい流量で
温水が排出され、温水が海中において効率よく希釈され
る。
の形態を図9から図10を用いて説明する。
る被加熱水の放水方法を適用した被加熱水の放水システ
ムの全体構成の一例を示す図である。
放水方法を適用した被加熱水の放水システムは、図1に
示す第1の実施の形態に係る被加熱水の放水方法を適用
した被加熱水の放水システムにおける放水管7を、複数
本備えた構成としている。
水管7(a)、7(b)、7(c)を設けた被加熱水の
放水システムの一例である。これら放水管7(a)、7
(b)、7(c)には等しい間隔Pで複数の排水ノズル
9を設けている。
の放水管7に、3本の分岐した放水管7(d)、7
(e)、7(f)を設けた被加熱水の放水システムの一
例である。これら放水管7、7(d)、7(e)、7
(f)には等しい間隔Pで複数の排水ノズル9を設けて
いる。
0に示す被加熱水の放水システムともに、放水管7の構
成は、図2に示すように単一径の配管、図7に示すよう
に温水の下流側ほど内径が細くなるように異径の配管を
接続したもの、図8に示すように温水の下流側に行くに
したがって連続的に内径を細くした配管のいずれでも良
い。
ける場所は、図3に示すように頭頂部でも良く、または
図5に示すように配管の断面中心Cを横切る水平線Hよ
り上部側に複数列設けるようにしても良い。
第1の実施の形態と同様の作用効果を奏することができ
る。
は図8のようにした場合には、第2の実施の形態と同様
の作用効果を奏することができる。
て、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかか
る構成に限定されない。特許請求の範囲に記載された技
術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更
例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及
び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと
了解される。
放水管に温水を排水する排水部を複数設け、そこから温
水を分散して海中に排水することができる。
され、もって、放水管の短縮化を図ることが可能な被加
熱水の放水システムおよびその方法を実現することがで
きる。
適用した被加熱水の放水システムの一例を示す全体構成
図。
合)。
例を示す断面図。
図。
を示す断面図。
水ノズルの個数(横軸)と最上流側排水ノズルの水深
(左縦軸)、および最上流側排水ノズルまでの放水管長
さ(右縦軸)との関係を示す図。
放水管の構成の一例を示す外形図。
した放水管の構成の一例を示す外形図。
適用した被加熱水の放水システムの一例を示す全体構成
図(3本の独立した放水管を用いた場合)。
を適用した被加熱水の放水システムの一例を示す全体構
成図(1本の放水管から3本の放水管を分岐させた場
合)。
体構成図。
を示す模式図。
Claims (6)
- 【請求項1】 配管によって被加熱水を水中側に導くと
ともに、前記水中側に導かれた被加熱水を前記配管から
前記配管の外部である前記水中へと放水する被加熱水の
放水システムにおいて、 前記配管から前記配管の外部である前記水中へと前記被
加熱水を放水する放水部を、前記配管に複数設けたこと
を特徴とする被加熱水の放水システム。 - 【請求項2】 水中から水を取水する取水手段と、 前記取水手段によって取水された水を配管を介して移送
する移送手段と、 前記移送手段によって移送された水を、被冷却体を冷却
する冷却水として用いる冷却部と、 前記冷却部において前記被冷却体の冷却に用いられるこ
とによって、前記被冷却体より熱を受け、加熱された被
加熱水を水中側に導く配管である放水配管と、 前記放水配管に複数設けられ、前記放水配管によって前
記水中側に導かれた前記被加熱水を、前記放水配管から
前記放水配管の外部である前記水中へと放水する放水部
とを備えたことを特徴とする被加熱水の放水システム。 - 【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の被加熱
水の放水システムにおいて、 前記各放水部が設けられた配管において、この配管によ
って前記水中側に導かれる前記被加熱水が前記配管内に
おいて移動する移動速度が、前記各放水部の上流側にお
いてほぼ一定になるような整流距離をピッチとして前記
各放水部を設けたことを特徴とする被加熱水の放水シス
テム。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のうちいずれか1項に記
載の被加熱水の放水システムにおいて、 前記各放水部が設けられた配管において、前記各放水部
を、当該配管の断面中心を通る水平線よりも上部側に設
けたことを特徴とする被加熱水の放水システム。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のうちいずれか1項に記
載の被加熱水の放水システムにおいて、 前記被加熱水の主流が前記配管内において移動する移動
速度を、前記配管の長さ方向に亘ってほぼ一定にするこ
とが可能なように、前記各放水部が設けられた配管の内
径を、前記水中側ほど小さくしたことを特徴とする被加
熱水の放水システム。 - 【請求項6】 配管によって被加熱水を水中側に導くと
ともに、前記水中側に導かれた被加熱水を、前記配管に
複数設けられ、前記被加熱水を前記配管から前記配管の
外部へと放水する放水部から、前記水中へ放水するよう
にしたことを特徴とする被加熱水の放水方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000138442A JP4544697B2 (ja) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | 被加熱水の放水システムおよびその方法 |
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- 2000-05-11 JP JP2000138442A patent/JP4544697B2/ja not_active Expired - Fee Related
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