JP2013083379A - 取排水口温度差制御システム、排水経路の点検方法、及び取水経路の点検方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の発電ユニットの冷却系統を相互に利用することにより、冷却水の取水口と排水口の温度差を効率よく規制値以下に保持し、あるいは発電中の発電ユニットを停止させることなく冷却水経路内部の異常を点検可能とする。
【解決手段】取水口から取り込まれた冷却水を用いて蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器を夫々備えた複数の発電ユニットと、各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、を備え、取水口の冷却水温度と一方の排冷却水温度との差が設定値を上回った場合であって、他方の排冷却水温度が一方の排冷却水温度よりも低い場合に、下流側連絡弁を開放して他方の排冷却水を一方の排水経路内に導入することにより、取水口における冷却水温度と一方の排水路内の排冷却水の温度との差が所定値内に収まるように制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発電プラントにおける復水器を含む冷却系統の運用方法の改善に関し、特に冷却水の経路を自在に変更することにより、冷却水の取水口と排水口の温度差を所定値以下に保持し、又は発電中の発電ユニットを停止させることなく冷却水経路内部の異常の有無を点検する方法に関する。

火力発電所や原子力発電所等の発電プラントにおいては、蒸気タービンの動力として利用した蒸気を冷却して水に戻す復水器が設置されている。冷却水には、海水又は河川水が利用されており、取水口から取り込まれた水は、復水器において蒸気タービンの動力となった蒸気と熱交換されて、排水口から海や河川に排出される。
排水口から排出される冷却水の温度は、取水口の水温に比べて高くなるが、取水口と排水口の水温差が大きいと生態系に悪影響を及ぼす虞があることから、通常、自治体等との協定により取排水口温度差については規制値（協定値）が定められている。発電機の運転をする際には、発電機の負荷等の調整を行って、規制値を遵守するようにしている。
このように取排水口温度差の規制値を遵守することを目的としてなされた発明として、特許文献１が挙げられる。特許文献１には、逆洗時に、発電機の負荷等の調整を効率よく行って、取排水口温度差を規制値以下に保つ発明が記載されている。

特開２０１０−１６９３６８公報

しかしながら、特許文献１に記載の発明は、１の発電ユニット内で実施することが前提となる冷却系統の運用に関する発明であって、複数の発電ユニット同士の連携については考慮されていない。従って、冷却系統を効率よく運用するという点では、まだ改善の余地がある。
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、複数の発電ユニットを有する発電プラントにおいて、各ユニットの冷却系統を相互に利用することにより、冷却水の取水口と排水口の温度差を効率よく規制値以下に保持し、あるいは発電中の発電ユニットを停止させることなく冷却水経路内部の異常を点検可能とすることを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の取排水口温度差制御システムは、取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、前記取水口から取り込まれる前記冷却水の温度を計測する取水温度センサと、前記各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、該各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、該下流側連絡経路を開閉する下流側連絡弁と、前記下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路内の排冷却水の温度を夫々計測する複数の排水温度センサと、前記取水口の冷却水温度と一方の前記排水経路内の排冷却水温度との差が設定値を上回った場合であって、他方の前記排水経路内の排冷却水温度が一方の前記排水経路内の排冷却水温度よりも低い場合に、前記下流側連絡弁を開放して他方の前記排水経路内の排冷却水を一方の前記排水経路内に導入することにより、前記取水口における冷却水温度と一方の前記排水路内の排冷却水の温度との差が所定値内に収まるように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１において、他方の前記排水経路から下流側連絡経路内に導入された排冷却水を、一方の前記排水経路に送水する下流側連絡ポンプを、前記下流側連絡経路内に備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の取排水口温度差制御システムは、取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、前記取水口から取り込まれる前記冷却水の温度を計測する取水温度センサと、該各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、該各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、該下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路を夫々開閉する複数の下流側開閉弁と、前記下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路内を流れる排冷却水の温度を夫々計測する複数の排水温度センサと、前記取水口の冷却水温度と一方の前記排水経路内の排冷却水温度との差が設定値を上回った場合であって、他方の前記排水経路内の排冷却水温度が一方の前記排水経路内の排冷却水温度よりも低い場合に、前記各下流側開閉弁の開度を調整して他方の前記排水経路内の排冷却水を一方の前記排水経路内に導入することにより、前記取水口における冷却水温度と、一方の前記排水経路内の排冷却水の温度との差が所定値内に収まるように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする。
請求項１乃至３の発明は、少なくとも２以上の発電ユニットを備えた発電プラントに適用される温度差制御システムである。各発電ユニットの排水経路を互いに下流側連絡経路にて接続することにより、他方の発電ユニットからの排冷却水を一方の発電ユニット側の排水経路内に流入させることができるようにした。仮に、一方の発電ユニット側の排冷却水温度が高い場合には、温度が低い排冷却水を放出している他の発電ユニットの排冷却水を一方の排冷却水に混合する制御を行う。

請求項４に記載の排水経路の点検方法は、取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、前記各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、前記各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、該下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路を夫々開閉する複数の下流側開閉弁と、を備えた発電プラントの冷却系統における排水経路の点検方法であって、一方の前記冷却水循環ポンプが動作中である場合に、一方の前記下流側開閉弁を閉止して、一方の前記復水器から流出する排冷却水を前記下流側連絡経路から他方の前記排水経路に導入する下流側開閉弁閉止ステップと、該下流側開閉弁閉止ステップにより排冷却水の流れが停止した一方の前記排水経路内部の異常の有無を点検する点検ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項４の発明は、少なくとも２以上の発電ユニットを備えた発電プラントに適用される排水経路の点検方法に関するものである。各発電ユニットの排水経路を互いに下流側連絡経路にて接続することにより、一方の発電ユニットからの全ての排冷却水を他方の発電ユニット側の排水経路内に流入させることができるようにした。一方の発電ユニットが発電中であっても、そのユニットに対応する排水経路の使用を停止することができる。

請求項５に記載の取水経路の点検方法は、取水口から冷却水を取り込む複数の取水経路と、該各取水経路内に配置されて各前記取水経路を夫々開閉する複数の上流側開閉弁と、該各上流側開閉弁の下流側に配置されて前記取水経路を相互に連絡する上流側連絡経路と、該上流側連絡経路の下流側に配置されて前記各取水経路内に導入された冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、夫々備えた複数の発電ユニットと、を備えた発電プラントの冷却系統における取水経路の点検方法であって、一方の前記冷却水循環ポンプが動作中である場合に、一方の前記上流側開閉弁を閉止して、一方の前記冷却水循環ポンプへ流れる冷却水を他方の前記取水経路及び前記上流側連絡経路を介して一方の前記冷却水循環ポンプに導入する上流側開閉弁閉止ステップと、該上流側開閉弁閉止ステップにより冷却水の流れが停止した一方の前記取水経路内部の異常の有無を点検する点検ステップと、を含むことを特徴とする。
請求項５の発明は、少なくとも２以上の発電ユニットを備えた発電プラントに適用される取水経路の点検方法に関するものである。各発電ユニットの取水経路を互いに上流側連絡経路にて接続することにより、一方の発電ユニットにて利用される全ての冷却水を他方の発電ユニット側の取水経路から流入させることができるようにした。一方の発電ユニットが発電中であっても、そのユニットに対応する取水経路の使用を停止することができる。

本発明においては、複数の発電ユニットを有する発電プラントにおいて、各ユニットの排水経路同士又は取水経路同士を連絡経路にて接続し、一方の発電ユニットが他の発電ユニットの排水経路又は取水経路を利用することができるようにした。
従って、取水口における冷却水の温度と、一方の発電ユニットから排出される排冷却水の温度に差がある場合には、他方の発電ユニットからの低温な排冷却水を一方の排冷却水に混合して、冷却水の取排水口温度差を低減し、効率よく規制値以下に保持することができる。
また、一方の発電ユニットから排出される排冷却水を、他方の発電ユニット側の排水経路から排出することができるので、一方の発電ユニットが発電中であっても、その発電ユニット側の排水経路を利用せずに排冷却水を排出することができる。同様に、一方の発電ユニットが利用する冷却水を、他方の発電ユニット側の取水経路から取り込むことができるので、一方の発電ユニットが発電中であっても、その発電ユニット側の取水経路を利用することなく、冷却水を取り込むことができる。従って、発電中の発電ユニットを停止させることなく、冷却水経路内部の異常を点検することができる。

本発明に係る取排水口温度差制御システムの概略構成図である。 本発明に係る取排水口温度差制御システムの動作を示したフローチャート図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第一の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。 取水口と排水口の水温差と、排水口の排冷却水温の時間的経過の一例を示したグラフ図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第二の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。 本発明の第三の実施形態を説明するための冷却系統の概略構成図である。 本発明の第三の実施形態に係る排水経路点検方法に関わる開閉弁の動作を示したフローチャート図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明の第四の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。

〔第一の実施形態〕
本発明の第一の実施形態に係る取排水口温度差制御システムについて図１に基づいて説明する。図１は、本発明に係る取排水口温度差制御システムの概略構成図である。この取排水口温度差制御システムは、蒸気タービン、発電機、及び復水器等を夫々備えた複数の発電ユニットを有する発電プラント（火力発電所や原子力発電所等）に適用されるシステムであり、蒸気タービンの動力となった蒸気と熱交換されて温度が上昇した冷却水の温度上昇幅が、一の発電ユニットにて大きくなった場合に、冷却水の温度上昇幅が少ない他の発電ユニットの冷却水（排冷却水）を混合することにより、冷却水の温度上昇幅を低減させる点に特徴がある。

図１に示す取排水口温度差制御システム１は、電力を生み出す発電機２１（２１ａ、２１ｂ）を備えた発電系統２０と、蒸気タービン２３（２３ａ、２３ｂ）の動力となった蒸気を復水させる冷却系統３０と、発電系統２０と冷却系統３０を制御する制御系統６０と、を含んで構成される。発電系統２０と冷却系統３０は、個々の発電機ごとに発電ユニット１０ａ、１０ｂを構成している。以下、発電ユニット１０ａ、１０ｂを特に区別しない時は、各発電ユニットを示すアルファベット符号ａ、ｂを省略して記載する。
発電系統２０は、発電機２１と、発電機２１を駆動させる蒸気タービン２３と、を備えている。
冷却系統３０は、海や河川等から冷却水を取り込む取水口３１と、取水口３１から取水経路３３を介して取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプ３５と、冷却水循環ポンプ３５によって送水された冷却水を用いて、蒸気タービン２３の動力として利用された水蒸気を復水させる復水器３７と、復水器３７において水蒸気と熱交換されて温度の上昇した排冷却水の経路となる排水経路３９と、排水経路３９から流出した排冷却水を海や河川等に排出する排水口４１と、を備えている。冷却系統３０は発電ユニット１０毎に分離的に構成されており、取水経路３３から排水経路３９にかけての一連の冷却水の経路は、発電プラント内において発電ユニット１０ごとに並列に配置されている。

取水口３１と排水口４１は、各発電ユニットに共通して利用される部位であり、不図示のカーテンウォール等により海洋或いは河川の領域と仕切られている。取水経路３３は、取水経路入口３２において取水口３１と連通しており、排水経路３９は、排水経路出口４０において排水口４１と連通している。
取水口３１内には取水経路３３内に取り込まれる直前の冷却水の温度を計測する１の取水温度センサ４３が設置されている。取水温度センサ４３は、計測した冷却水の温度を取水温度データＴｉとして出力する。なお、取水温度センサ４３を各取水経路３３内に配置して、発電ユニット１０ごとに取水温度データを出力する構成としてもよい。
各排水経路３９上には、夫々の復水器３７から排出された排冷却水の温度を計測する排水温度センサ４５が夫々設置されている。各排水温度センサ４５は、計測した排冷却水の温度を排水温度データＴａ、Ｔｂとして出力する。
本発明に特徴的な構成として、復水器３７ａ、３７ｂの直下流には排水経路３９ａと排水経路３９ｂとを連絡する下流側連絡経路４７と、下流側連絡経路４７を開閉する下流側連絡弁４９と、下流側連絡経路４７内を流れる排冷却水の流れ方向及びその流量を制御する下流側連絡ポンプ５１と、を備えている。

制御系統６０は、管轄エリア内にある複数の発電プラントの夫々の発電機２１の負荷を調整することにより、管轄エリア内の総発電量を制御する中央給電所６１と、取水温度センサ４３と排水温度センサ４５が計測した温度データに基づいて、取水口３１と排水口４１の水温差が目標値を上回る虞がある場合や目標値を上回った場合などに取排水口温度差警報を発する温度差監視装置６３と、温度差監視装置６３から一方の発電ユニット１０ａに関して取排水口温度差警報が出力された場合に、この発電ユニット１０ａ側の排冷却水に他方の発電ユニット１０ｂ側の排冷却水を混合することにより、警報が出力された発電ユニット１０ａの取排水口温度差を低減させる温度差制御装置６５と、を備えている。

ここで、取水口３１と排水口４１の温度差の規制値について簡単に説明する。発電プラントにおいては、取水口と排水口の水温差が大きいと生態系に悪影響を及ぼす虞があることから、通常、自治体等との協定により取排水口温度差については規制値が定められている。この規制値は、例えば一日の平均温度差が７℃以内、瞬時値ベースでは１０℃以内というように設定されている。
温度差監視装置６３は、発電ユニット１０毎に取排水口温度差を算出して、規制値を超える虞がある場合等に警報を発する。具体的には、取水温度センサ４３からの取水温度データＴｉと、各排水温度センサ４５ａ、４５ｂからの排水温度データＴａ、Ｔｂから、発電ユニット毎に取排水口温度差（Ｔａ−Ｔｉ）、（Ｔｂ−Ｔｉ）を算出して、これが規制値を超える虞があるか否か、又は現に規制値を超えているか否かを判定し、規制値を超える虞がある場合や規制値を超えている場合に警報（温度差警報信号）を発する。
温度差監視装置６３から警報が発報された場合、発電プラントでは、警報の発報対象となった発電ユニットを構成する発電機の負荷を下げる等の措置を取って、取排水口温度差が規制値を超えないように制御する必要がある。

温度差制御装置６５は、温度差監視装置６３から温度差警報信号が発報された場合に、下流側連絡弁４９を開閉制御して、温度差警報信号の出力されていない発電ユニット１０側の排冷却水を、温度差警報信号が出力された発電ユニット１０側の排冷却水に混合して、温度差警報信号の出力されていない発電ユニット１０側の取水温度と排水温度との差を低減させるように制御する。
特に図示はしないが、温度差制御装置６５は、各排水温度センサ４５ａ、４５ｂからの排水温度データＴａ、Ｔｂを取得して、各発電ユニット１０の排水温度ＴａとＴｂとの大小を比較し、又は目標となる排水温度と実際の排水温度（Ｔａ又はＴｂ）との大小を比較する演算手段と、温度差制御装置６５の動作停止目標となる排水温度や、目標となる排水温度にまで温度を低下させる際の時間的な変化率の目標を設定又は入力するためのキーボードやタッチパネル等の入力手段と、設定された目標温度と目標変化率等（目標値）を一時的に記憶させる記憶手段（不揮発性メモリ等）と、演算手段による演算結果と記憶手段に記憶された目標値とから、冷却系統の各部に制御指令を出力する制御手段と、を備えている。
演算手段及び制御手段はごく一般的なマイコン等から構成することができ、各種の演算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵにより実行される制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵによる実行処理のために制御プログラムや各種のデータが展開されるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。

上述の取排水口温度差制御システムによる具体的な取排水口温度差制御について、図１乃至図３に基づいて説明する。図２は、本発明に係る取排水口温度差制御システムの動作を示したフローチャート図である。図３は、本発明の第一の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。以下、発電ユニット１０ａが発電中であり、発電ユニット１０ｂが休止中の例により説明する。

発電ユニット１０ａについて、取排水口温度差（Ｔａ−Ｔｉ）が設定値を上回って温度差監視装置６３から温度差警報信号が出力された場合、温度差制御装置６５は、中央給電所６１に対して発電ユニット１０ａの高負荷運転が今後も継続するか否かを確認する（ステップＳ１）。
高負荷運転が継続しない場合は、排冷却水の温度が徐々に低下することが予想されるため、監視を継続することとして、処理を終了する（ステップＳ１にてＮｏ）。
高負荷運転が継続する場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）は、排冷却水温度が高い状態にて推移することが予想されるため、排冷却水温度を下げるための制御を行う。まず、温度差制御装置６５は、発電ユニット１０ｂの冷却水循環ポンプ３５が作動中か否かを確認する（ステップＳ２）。

図３（ａ）では、冷却水循環ポンプ３５ｂが停止中なので（ステップＳ２でＮｏ）、温度差制御装置６５から冷却水循環ポンプ制御信号を送信して、冷却水循環ポンプ３５ｂを起動する（ステップＳ３）。なお、冷却水循環ポンプ３５ｂが動作中である場合（ステップＳ２でＹｅｓ）は、ステップＳ４の動作を行う。
温度差制御装置６５は、各排水温度センサ４５ａ、４５ｂの排水温度データＴａとＴｂとを比較し、Ｔａ＞Ｔｂを満たすか否かを確認する（ステップＳ４）。なお、冷却水循環ポンプ３５を起動した後に排冷却水温度を計測しているのは、復水器３７を通過した冷却水の温度が現にＴａ＞Ｔｂを満たしており、発電ユニット１０ａ側の排冷却水の温度を下げることができるか否かを確認するためである。
Ｔａ＞Ｔｂを満たしていない場合（ステップＳ４にてＮｏ）、温度差制御装置６５による制御は行わず、監視を継続することとして処理を終了する。また、温度差制御装置６５を用いて取排水温度制御を行うことができない旨とともに、取排水口温度差の規制値を遵守するためには、発電機２１ａの負荷を下げる必要がある旨を中央給電所６１に通知する。
Ｔａ＞Ｔｂを満たす場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、発電ユニット１０ｂ側の排冷却水を用いて発電ユニット１０ａ側の排冷却水の温度を下げることができるので、目標となる排水温度Ｔａ’と、現在の排水温度Ｔａから排水温度Ｔａ’に至るまでの時間的な変化率の値を温度差制御装置６５の入力手段（不図示）から受け付け、入力された値を目標値として設定し、記憶手段に記憶する（ステップＳ５）。
温度差制御装置６５は、連絡弁制御信号を発して下流側連絡弁４９を開放する（ステップＳ６）。また、連絡ポンプ制御信号を発して下流側連絡ポンプ５１を駆動させ、排水経路３９ｂから排水経路３９ａに冷却水を導入する（ステップＳ７）。

上記制御により、発電ユニット１０ａ側の排冷却水の温度が低下し、温度差監視装置６３による警報が消滅した場合、温度差制御装置６５は、排水温度Ｔａが目標値（排水温度Ｔａ’）を達成したか否かを確認し、達成している場合には、連絡ポンプ制御信号を発して下流側連絡ポンプ５１を停止するとともに、連絡弁制御信号を発して下流側連絡弁４９を閉止する。また、発電機２１ｂが運転中でない場合は、冷却水循環ポンプ制御信号を送信して冷却水循環ポンプ３５を停止する。
なお、発電機２１ｂが停止中の場合の例により説明したが、発電機２１ｂが運転中である場合にも同様の制御を行うことが可能である。また、温度差制御装置６５は、下流側連絡弁４９の開度を適宜調整し、或いは下流側連絡ポンプ５１の出力を制御することにより、取排水口温度差の時間的な変化率を調整することができる。

図５は、取水口と排水口の水温差と、排水口の排冷却水温の時間的経過の一例を示したグラフ図である。図においては、１８：００頃に発電ユニット１０ａに関して、一日の平均取排水口温度差が７℃以上となって規制値を超える虞がある旨の警報が温度差監視装置６３から出力されている。その後、本発明においては図２のステップＳ１〜Ｓ７の動作を行い、下流側連絡弁４９を開放して排水経路３９ｂから排水経路３９ａに排冷却水を導入し、混合している。また、この動作を行った結果、２２：００頃には一日の平均取排水口温度差が７℃以上となる虞がなくなったとして、温度差監視装置６３からの温度差警報が消滅している。また、目標となる排水温度を達成したとして、温度差制御装置６５は、下流側連絡ポンプ５１を停止するとともに下流側連絡弁４９を閉止している。
なお、下流側連絡ポンプ５１を用いない構成とすることもできる。この場合、冷却水循環ポンプ３５ｂの出力を適宜調整することにより作り出した排水経路３９ａと排水経路３９ｂの流水圧力差を利用して、発電ユニット１０ｂ側の排冷却水が排水経路３９ａに導入されるようにすればよい。

以上のように本実施形態においては、複数の発電ユニットを有する発電プラントにおいて、各ユニットの排水経路同士又は取水経路同士を連絡経路にて接続し、一方の発電ユニットが他の発電ユニットの排水経路又は取水経路を利用することができるようにした。具体的には、取水口における冷却水の温度と、一方の発電ユニットから排出される排冷却水の温度に差がある場合には、他方の発電ユニットからの低温な排冷却水を一方の排冷却水に混合して、冷却水の取排水口温度差を低減させる。
従来、取排水口温度差が規制値を上回る虞がある場合は、電力需要が高い場合であっても発電機の負荷を下げて対応せざるを得なかった。本発明では、他の発電ユニットからの排冷却水を利用するので、発電機の負荷を低下させることなく排冷却水の温度を下げることができる。従って、発電プラントの発電能力を十分に活かしつつ、取排水口温度差の規制値を遵守することができる。
なお、上記実施形態においては説明を簡略化するため、発電ユニットが２つの場合の例により説明した。この発明を実施するためには、少なくとも２つの発電ユニットを備えていればよく、３以上の発電ユニットを備えた発電プラントにおいて本発明を実施することは言うまでもない。

〔第二の実施形態〕
本発明の第二の実施形態に係る温度差制御システムについて図５に基づいて説明する。図５は、本発明の第二の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。本実施形態においては、下流側連絡経路の下流側に、各排水経路内を流れる排冷却水の流量を調整する下流側開閉弁をそれぞれ設置して、下流側連絡弁と下流側連絡ポンプの構成を省略した点に特徴がある。以下、第一の実施形態と同一の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る発電プラントの冷却系統７０は、下流側連絡経路４７と、下流側連絡経路４７の下流側における各排水経路３９ａ、３９ｂ上に、夫々下流側開閉弁７１ａ、７１ｂを備えている。下流側開閉弁７１は、温度差制御装置６５（図１参照）からの開閉弁制御信号により、全開、全閉、或いはその中間の開度に調整される。
本実施形態に係る温度差制御システムの動作について、図１、及び図２のフローチャートを参照して説明する。なお、本実施形態も第一の実施形態と同様に、発電ユニット１０ａが発電中であり、発電ユニット１０ｂが休止中である場合の例を用いて説明する。

まずステップＳ１からステップＳ５までの動作を行う。続いて温度差制御装置６５は、開閉弁制御信号を出力して下流側開閉弁７１ｂの開度を調整し、排水経路３９ｂを流れる排冷却水の全部又は一部を排水経路３９ａに流入させる。発電ユニット１０ｂ側の排冷却水温度は、発電ユニット１０ａ側の排冷却水温度よりも低いので、発電ユニット１０ａ側の排水温度を低下させることができる。
下流側開閉弁７１の開度は、取排水口温度差の時間的な変化率に応じて適宜調整する。
なお、第一の実施形態における下流側連絡弁４９と下流側連絡ポンプ５１の双方又は一方を備えた構成としても良い。
以上のように、本実施形態においても、各排水経路を連絡する下流側連絡経路を設け、一方の排水経路を流れる排冷却水を他方の排水経路に導入して混合することができるので、発電プラントの発電能力を十分に活かしつつ、取排水口温度差の規制値を遵守することができる。

〔第三の実施形態〕
本発明の第三の実施形態について説明する。本実施形態は、第二の実施形態に示した発電プラントの設備を用いて実施することが可能な冷却系統の点検方法に関するものである。
従来、冷却水の排水経路内部の異常の有無を確認するためには、当該排水経路を利用する発電ユニットの運転自体を停止する必要があった。従って、排水経路内部の点検中は、発電を行うことができず、発電プラントを効率よく運用できていないという問題があった。この問題は取水経路内部の点検においても同様に当てはまるものである。
本発明は、一方の発電ユニット側の下流側開閉弁を完全に閉止して排冷却水の全てを他方の排水経路に導入し、一方の排水経路内の冷却水の流れを完全に遮断することにより、一方の発電ユニットの運用中であっても、排水経路内の点検を可能としたものである。
本実施形態に係る発電プラントの構成は、第二の実施形態と同様であるため、その説明を省略する。本実施形態における制御の流れについて、図１、図６、図５（ｂ）、及び図７に基づいて説明する。図６は、第三の実施形態を説明するための冷却系統の概略構成図である。図７は、本発明の第三の実施形態に係る排水経路点検方法に関わる開閉弁の動作を示したフローチャート図である。なお、以下、発電中の発電ユニット１０ｂを停止することなく、発電ユニット１０ｂ側の排水経路３９ｂの内部を点検する例について説明する。

図６に示すように、発電ユニット１０ａは停止中であり、発電ユニット１０ｂは発電中である。
温度差制御装置６５（制御装置：図１参照）は、発電ユニット１０ａの冷却水循環ポンプ３５ａが動作中か否かを確認する（ステップＳ１１）。
停止中である場合（ステップＳ１１にてＮｏ）、温度差制御装置６５は、冷却水循環ポンプ制御信号を発し、冷却水循環ポンプ３５ａを起動する（ステップＳ１２）。動作中である場合（ステップＳ１１にてＹｅｓ）は、ステップＳ１３を実行する。
温度差制御装置６５は、開閉弁制御信号を発して、下流側開閉弁７１ｂを全閉にする（ステップＳ１３：開閉弁閉止ステップ）。この動作により、図５（ｂ）に示すように、復水器３７ｂから流出した排冷却水は下流側連絡経路４７を通過して排水経路３９ｂに流入する。従って、下流側連絡経路４７下流側の排水経路３９ｂには排冷却水が流れない。ステップ１３の処理の後、排水経路３９ｂ内部を点検する（点検ステップ）。このように、発電ユニット１０ｂが動作中であっても排水経路３９ｂの使用を停止し、排水経路３９ｂ内部に異常があるか否かを点検することができる。
以上のように本実施形態においては、各発電ユニットからの排冷却水が夫々流れる排水経路を互いに下流側連絡経路にて接続すると共に、この下流側連絡経路の下流側の各排水経路内に、排水経路を開閉する下流側開閉弁を配置した。一方の下流側開閉弁を完全に閉止することにより、一方の復水器から流出する排冷却水は、下流側連絡経路を経由して他方の排水経路に流入し、排水口へと排出される。従って、発電ユニットを停止することなく、排水経路内部の点検を行うことができる。

〔第四の実施形態〕
本発明の第三の実施形態について図８に基づいて説明する。図８は、本発明の第四の実施形態に係る冷却系統の概略構成図である。本実施形態は、第三の実施形態の変形例である。第三の実施形態においては、発電ユニットの動作を停止することなく排水経路内部の点検を行う方法について説明した。本実施形態は、発電ユニットの動作を停止することなく、取水経路内部の点検を行う点に特徴がある。以下、第一乃至第三の実施形態と同様の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態に係る冷却系統８０は、冷却水循環ポンプ３５の直上流に、取水経路３３ａと取水経路３３ｂとを連絡する上流側連絡経路８１と、取水経路３３の上流側連絡経路８１との接続部の上流側に配置されて、取水経路３３を開閉する上流側開閉弁８３（８３ａ、８３ｂ）とを備えている。この上流側開閉弁８３は、温度差制御装置６５（図１参照）からの開閉弁制御信号により、全開、全閉、或いはその中間の開度に調整可能である。

本実施形態における制御の流れについて、図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下、発電中の発電ユニット１０ｂを停止することなく、発電ユニット１０ｂ側の取水経路３３ｂの内部を点検する例について説明する。
図８（ａ）に示すように、発電ユニット１０ａは停止中であり、発電ユニット１０ｂは発電中である。
温度差制御装置６５（制御装置）は、発電ユニット１０ａの冷却水循環ポンプ３５ａが動作中か否かを確認する（ステップＳ１１）。
停止中である場合（ステップＳ１１にてＮｏ）、温度差制御装置６５は、冷却水循環ポンプ制御信号を発し、冷却水循環ポンプ３５ａを起動する（ステップＳ１２）。動作中である場合（ステップＳ１１にてＹｅｓ）は、以下の動作を実行する。
冷却水循環ポンプ３５ａが動作したら、温度差制御装置６５は開閉弁制御信号を発して、上流側開閉弁８３ｂを全閉にする（ステップＳ１３に相当）。この動作により、図８（ｂ）に示すように、取水経路３３ｂから冷却水循環ポンプ３５ｂに流入していた冷却水は、取水経路３３ａから上流側連絡経路８１を通って冷却水循環ポンプ３５ｂに流入する。このように、上流側開閉弁８３ｂの上流側に位置する取水経路３３ｂ内では、冷却水が流れないので、発電ユニット１０ｂが動作中であっても、取水経路３３ｂ内部に異常があるか否かを点検することができる。

以上のように本実施形態においては、各発電ユニットへ冷却水を導入する流入経路を互いに上流側連絡経路にて接続すると共に、この上流側連絡経路の上流側の各流入経路内に、流入経路を開閉する上流側開閉弁を配置した。一方の上流側開閉弁を完全に閉止することにより、一方の冷却水循環ポンプへと流入する冷却水は、他方の流入経路と上流側連絡経路を経由することとなる。従って、発電ユニットを停止することなく、流入経路内部の点検を行うことができる。
なお、本実施形態に係る冷却系統８０に関し、上流側連絡経路８１に、上流側連絡経路８１を開閉する開閉弁と、上流側連絡経路８１内部の冷却水を送水するポンプの双方又は一方を備える構成としても良い。また、冷却系統８０に、図１に示す下流側連絡経路４７や、図５に示す下流側開閉弁７１を備えた構成としてもよい。

以上、本発明について四つの実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、当然にその発明の技術的思想の範囲内で様々に変形して実施することが可能である。また、各実施形態の構成については、適宜組み合わせて実施することができる。

１…取排水口温度差制御システム、１０…発電ユニット、２０…発電系統、２１…発電機、２３…蒸気タービン、３０…冷却系統、３１…取水口、３２…取水経路入口、３３…取水経路、３５…冷却水循環ポンプ、３７…復水器、３９…排水経路、４０…排水経路出口、４１…排水口、４３…取水温度センサ、４５…排水温度センサ、４７…下流側連絡経路、４９…下流側連絡弁、５１…下流側連絡ポンプ、６０…制御系統、６１…中央給電所、６３…温度差監視装置、６５…温度差制御装置、７０…冷却系統、７１…下流側開閉弁、８０…冷却系統、８１…上流側連絡経路、８３…上流側開閉弁

Claims (5)

1. 取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、
   前記取水口から取り込まれる前記冷却水の温度を計測する取水温度センサと、
   前記各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、
   該各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、
   該下流側連絡経路を開閉する下流側連絡弁と、
   前記下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路内の排冷却水の温度を夫々計測する複数の排水温度センサと、
   前記取水口の冷却水温度と一方の前記排水経路内の排冷却水温度との差が設定値を上回った場合であって、他方の前記排水経路内の排冷却水温度が一方の前記排水経路内の排冷却水温度よりも低い場合に、前記下流側連絡弁を開放して他方の前記排水経路内の排冷却水を一方の前記排水経路内に導入することにより、前記取水口における冷却水温度と一方の前記排水路内の排冷却水の温度との差が所定値内に収まるように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする取排水口温度差制御システム。
2. 他方の前記排水経路から下流側連絡経路内に導入された排冷却水を、一方の前記排水経路に送水する下流側連絡ポンプを、前記下流側連絡経路内に備えたことを特徴とする請求項１記載の取排水口温度差制御システム。
3. 取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、
   前記取水口から取り込まれる前記冷却水の温度を計測する取水温度センサと、
   該各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、
   該各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、
   該下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路を夫々開閉する複数の下流側開閉弁と、
   前記下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路内を流れる排冷却水の温度を夫々計測する複数の排水温度センサと、
   前記取水口の冷却水温度と一方の前記排水経路内の排冷却水温度との差が設定値を上回った場合であって、他方の前記排水経路内の排冷却水温度が一方の前記排水経路内の排冷却水温度よりも低い場合に、前記各下流側開閉弁の開度を調整して他方の前記排水経路内の排冷却水を一方の前記排水経路内に導入することにより、前記取水口における冷却水温度と、一方の前記排水経路内の排冷却水の温度との差が所定値内に収まるように制御する制御装置と、を備えたことを特徴とする取排水口温度差制御システム。
4. 取水口から取り込まれた冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて、蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、を夫々備えた複数の発電ユニットと、
   前記各復水器において熱交換された排冷却水を夫々排出する複数の排水経路と、
   前記各排水経路を相互に連絡する下流側連絡経路と、
   該下流側連絡経路の下流側に配置されて、前記各排水経路を夫々開閉する複数の下流側開閉弁と、を備えた発電プラントの冷却系統における排水経路の点検方法であって、
   一方の前記冷却水循環ポンプが動作中である場合に、一方の前記下流側開閉弁を閉止して、一方の前記復水器から流出する排冷却水を前記下流側連絡経路から他方の前記排水経路に導入する下流側開閉弁閉止ステップと、
   該下流側開閉弁閉止ステップにより排冷却水の流れが停止した一方の前記排水経路内部の異常の有無を点検する点検ステップと、を含むことを特徴とする排水経路の点検方法。
5. 取水口から冷却水を取り込む複数の取水経路と、
   該各取水経路内に配置されて各前記取水経路を夫々開閉する複数の上流側開閉弁と、
   該各上流側開閉弁の下流側に配置されて前記取水経路を相互に連絡する上流側連絡経路と、
   該上流側連絡経路の下流側に配置されて前記各取水経路内に導入された冷却水を送水する冷却水循環ポンプと、該冷却水循環ポンプにより送水された前記冷却水を用いて蒸気タービンの動力となった水蒸気を復水させる復水器と、夫々備えた複数の発電ユニットと、を備えた発電プラントの冷却系統における取水経路の点検方法であって、
   一方の前記冷却水循環ポンプが動作中である場合に、一方の前記上流側開閉弁を閉止して、一方の前記冷却水循環ポンプへ流れる冷却水を他方の前記取水経路及び前記上流側連絡経路を介して一方の前記冷却水循環ポンプに導入する上流側開閉弁閉止ステップと、
   該上流側開閉弁閉止ステップにより冷却水の流れが停止した一方の前記取水経路内部の異常の有無を点検する点検ステップと、を含むことを特徴とする取水経路の点検方法。

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