JP2020006340A - 海水電解装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ストレーナを腐食させることなく海水電解槽の電極の穴明き等のトラブルを解消することができるシングルパスタイプの海水電解装置を提供する。【解決手段】取水口１１１から海水を取水するための海水取水ポンプ１１２と、海水取水ポンプ１１２によって取水された海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成するための海水電解槽１１５と、海水電解槽１１５によって生成された次亜塩素酸ソーダを貯留するための電解液受液槽１１６と、海水取水ポンプ１１２と海水電解槽１１５との間に直列に設けられたストレーナ１１３および面積式流量計１１４と、電解液受液槽１１５に貯留された次亜塩素酸ソーダをストレーナ１１３と面積式流量計１１４との間に供給して海水電解槽１１５に常時戻すための戻し流路１１および戻し用ポンプ１２とを具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、海水を冷却水として使用している発電所等で使用するのに好適な海水電解装置に関する。

海に隣接した火力発電所等では、海水を冷却水として多様な設備で使用しているが、海水に生息する海中生物（イガイやフジツボ等）が取水口から流入して各設備側に流れ込むと海水配管に付着してしまう。

そのため、取水口から海水取水ポンプを介して取水された海水を海水電解槽で電気分解して次亜塩素酸ソーダ（次亜塩素酸ナトリウム）を生成することにより、海中生物を弱らせて、付着させなくさせるとともに、海水取水ポンプの下流側にストレーナを設けることにより、取水された海水に含まれる海中生物が海水電解槽に流入することを抑制している。

このような海水電解装置は、海水性状および他の装置に対する要求を考慮してタイプが決められ、海水性状が比較的良いと判断される場合や酸洗浄頻度が増加しても問題としない場合に採用されるタイプのもの（以下、「シングルパスタイプの海水電解装置」と称する。）と、海水性状が悪いと判断される場合や酸洗浄頻度を低減させることを目的とする場合に採用されるタイプのもの（以下、「リサイクルタイプの海水電解装置」と称する。）とに大別される。

シングルパスタイプの海水電解装置は、次亜塩素酸ソーダを海水電解槽に戻さない方式のものであり、図２（ａ）に示す海水電解装置１１０のように、取水口１１１から海水を取水するための海水取水ポンプ１１２と、海水取水ポンプ１１２によって取水された海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成するための海水電解槽１１５と、海水電解槽１１５によって生成された次亜塩素酸ソーダを貯留するための電解液受液槽１１６と、海水取水ポンプ１１２と海水電解槽１１５との間に直列に設けられたストレーナ１１３および面積式流量計１１４と、次亜塩素酸ソーダを電解液受液槽１１６から各設備に供給するための注入ポンプ１１７とを具備する。
すなわち、シングルパスタイプの海水電解装置は、取水口１１１から海水取水ポンプ１１２を介して取水した海水をストレーナ１１３および面積式流量計１１４を介して海水電解槽１１５に供給し、海水電解槽１１５で海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成し、生成した次亜塩素酸ソーダを電解液受液槽１１６に貯留し、次亜塩素酸ソーダを電解液受液槽１１６から注入ポンプ１１７を介して各設備に供給するように構成されている。

リサイクルタイプの海水電解装置は、次亜塩素酸ソーダを海水電解槽と電解液受液槽との間で循環させる方式のものであり、図２（ｂ）に示す海水電解装置１２０のように、電解液受液槽１２４と海水電解槽１２５との間に循環流路を形成し、取水口１２１から海水取水ポンプ１２２を介して取水した海水をストレーナ１２３および電解液受液槽１２４を介して海水電解槽１２５に供給し、海水を海水電解槽１２５で電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成し、生成した次亜塩素酸ソーダを海水電解槽１２５と電解液受液槽１２４との間で循環流路を介して循環させるとともに注入ポンプ１２６を介して電解液受液槽１２４から各設備に供給するように構成されている。

なお、下記の特許文献１の図５には、注水部の注水流路の海水を取水部の取水流路に混合させる循環部（循環流路、流量計および開閉制御弁から構成される。）を取水流路と注水流路との間に備えるようにしたシングルパスタイプの海水電解装置が開示されている。

また、本出願人は、下記の特許文献２で、次亜塩素酸ソーダを海水取水ポンプの上流側に供給して、ストレーナの上流側（海水電解槽と反対側）で海中生物を弱らせて、付着させなくさせるようにしたリサイクルタイプの海水電解装置を提案している。

特開２０１５−１７２２５１号公報 特開２０１４−１５６６４２号公報

しかしながら、海水電解槽には陽極と陰極とが組み込まれており、海水が陽極と陰極との間に供給されるとともに整流器によって交流電流から変換された直流電流が陽極と陰極とに流されることにより、電解プロセスにより陽極反応として塩素が陽極側に生成されるとともに陰極反応として水酸化ナトリウムが陰極側に生成され、塩素と水酸化ナトリウムとが反応して次亜塩素酸ソーダが生成されるが、陽極と陰極との間に異物が付着すると電極（陽極および陰極）の穴明き等のトラブルが発生する。

このようなトラブルの早急な改善方法として、海水電解槽内の酸洗浄を増やす方法もあるが、洗浄頻度を増やすと酸洗浄費用の増加とあわせて、毒劇物の取扱頻度も増加するために危険度が増すとともに労力がかかるという問題がある。

上記の特許文献１，２で開示された海水電解装置では、次亜塩素酸ソーダを含んだ海水をストレーナの上流側に供給するため、次亜塩素酸ソーダによってストレーナが腐食するおそれがあるという問題がある。
また、上記の特許文献１で開示された海水電解装置では、循環部に流量計および開閉制御弁を設ける必要があるという問題もある。

本発明の目的は、ストレーナを腐食させることなく海水電解槽の電極の穴明き等のトラブルを解消できるシングルパスタイプの海水電解装置を提供することにある。

本発明の海水電解装置は、シングルパスタイプの海水電解装置（１０）であって、取水口（１１１）から海水を取水するための海水取水ポンプ（１１２）と、前記海水取水ポンプによって取水された前記海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成するための海水電解槽（１１５）と、前記海水電解槽によって生成された前記次亜塩素酸ソーダを貯留するための電解液受液槽（１１６）と、前記海水取水ポンプと前記海水電解槽との間に直列に設けられたストレーナ（１１３）および面積式流量計（１１４）と、前記電解液受液槽に貯留された前記次亜塩素酸ソーダを前記ストレーナと前記面積式流量計との間に供給して前記海水電解槽に戻すための次亜塩素酸ソーダ戻し手段（１１，１２）とを具備することを特徴とする。
ここで、記次亜塩素酸ソーダが、前記海水取水ポンプの最大流量から通常運転流量を引いた流量未満の流量で前記ストレーナと前記面積式流量計との間に供給されてもよい。
前記次亜塩素酸ソーダが前記電解液受液槽から前記海水電解槽に常時戻されてもよい。

本発明の海水電解装置は、以下に示す効果を奏する。
（１）電解液受液槽に貯留された次亜塩素酸ソーダをストレーナと面積式流量計との間に供給して海水電解槽に戻すことにより、ストレーナを腐食させることなく海水電解槽の電極の穴明き等のトラブルを解消することができる。
（２）次亜塩素酸ソーダ戻し手段を追加するだけでよいため、既存のシングルパスタイプの海水電解装置にも大幅な制御系変更およびコスト増を伴わずに適用することができる。

本発明の一実施例による海水電解装置１０について説明するための図である。 海水電解装置のタイプについて説明するための図であり、（ａ）はシングルパスタイプの海水電解装置１１０について説明するための図であり、（ｂ）はリサイクルタイプの海水電解装置１２０について説明するための図である。

上記の目的を、電解液受液槽に貯留された次亜塩素酸ソーダをストレーナと面積式流量計との間に供給して海水電解槽に常時戻すことにより実現した。

以下、本発明の海水電解装置の実施例について図面を参照して説明する。
本発明の海水電解装置は、面積式流量計１１４のライニングおよび検出部は耐食性の材質（例えば、ハイステロイ（登録商標）Ｃ）で構成されているため、面積式流量計１１４を流れる海水に次亜塩素酸ソーダが多少混ざっていても腐食の心配がないことに鑑みて、シングルパスタイプの海水電解装置１１０（図２（ａ）参照）において次亜塩素酸ソーダを電解液受液槽１１６からストレーナ１１３と面積式流量計１１４との間に戻すことにより、ストレーナ１１３を腐食させることなく海水電解槽１１５の電極の穴明き等のトラブルを解消することを特徴とする。

ここで、次亜塩素酸ソーダは、好ましくは、海水取水ポンプ１１２の最大流量から通常運転流量を引いた流量未満の流量（以下、「ミニマム流量」と称する。）で電解液受液槽１１６からストレーナ１１３と面積式流量計１１４との間に常時戻す。
すなわち、海水は面積式流量計１１４によって海水取水ポンプ１１２の最大流量よりも小さい通常運転流量で海水電解槽１１５に供給されるように運用されていることを鑑みると、次亜塩素酸ソーダをミニマム流量で電解液受液槽１１６から海水電解槽１１５に常時戻しても海水電解装置１１０において特に問題となることに着目して、例えば、海水取水ポンプ１１２の最大流量＝９６ｍ^３／ｈおよび海水取水ポンプ１１２の通常運転流量８４ｍ^３／ｈで運用されている海水電解装置１１０では、次亜塩素酸ソーダをミニマム流量（９６ｍ^３／ｈ−８４ｍ^３／ｈ＝１２ｍ^３／ｈ未満の流量）で電解液受液槽１１６から海水電解槽１１５に常時戻すようにする。

そのため、本発明の一実施例による海水電解装置１０は、図１に示すように、戻し流路１１と、戻し流路１１に設けられた戻し用ポンプ１２とを具備する点で、図２（ａ）に示した海水電解装置１１０と相違する。

ここで、戻し流路１１は、電解液受液槽１１６に貯留された次亜塩素酸ソーダをストレーナ１１３と面積式流量計１１４との間に戻すためのものであり、戻し配管の一端を電解液受液槽１１６に取り付けるとともに他端をストレーナ１１３と面積式流量計１１４との接続配管に取り付けることにより形成されている。

戻し用ポンプ１２は、電解液受液槽１１６から次亜塩素酸ソーダをミニマム流量でストレーナ１１３と面積式流量計１１４との間に常時戻すためのものである。

これにより、次亜塩素酸ソーダは電解液受液槽１１６から海水電解槽１１５に常時戻されるため、海水電解槽１１５を次亜塩素酸ソーダによって常時洗浄できるので、海水電解槽１１５の電極の穴明き等のトラブルを解消することができる。

また、次亜塩素酸ソーダをストレーナ１１３の下流側（海水電解槽１１５側）に戻すことにより、次亜塩素酸ソーダによるストレーナ１１３の腐食を防止することができる。

さらに、海水取水ポンプ１１２は通常運転流量（例えば、８４ｍ^３／ｈ）のまま運用すればよいため、既存のシングルパスタイプの海水電解装置１１０にも制御系をほとんど変更することなく戻し流路１１および戻し用ポンプ１２を追加すれば本発明を適用することができる。

以上の説明では、次亜塩素酸ソーダを電解液受液槽１１６から海水電解槽１１５に常時戻したが、定期的に戻すようにしてもよい。
この場合には、戻し流路１１にバルブを設けて、このバルブを手動等で定期的に開閉するようにすればよい。

１０，１１０，１２０ 海水電解装置
１１ 戻し流路
１２ 戻し用ポンプ
１１１，１２１ 取水口
１１２，１２２ 海水取水ポンプ
１１３，１２３ ストレーナ
１１４ 面積式流量計
１１５，１２５ 海水電解槽
１１６，１２４ 電解液受液槽
１１７，１２６ 注入ポンプ

Claims (3)

1. シングルパスタイプの海水電解装置（１０）であって、
   取水口（１１１）から海水を取水するための海水取水ポンプ（１１２）と、
   前記海水取水ポンプによって取水された前記海水を電気分解して次亜塩素酸ソーダを生成するための海水電解槽（１１５）と、
   前記海水電解槽によって生成された前記次亜塩素酸ソーダを貯留するための電解液受液槽（１１６）と、
   前記海水取水ポンプと前記海水電解槽との間に直列に設けられたストレーナ（１１３）および面積式流量計（１１４）と、
   前記電解液受液槽に貯留された前記次亜塩素酸ソーダを前記ストレーナと前記面積式流量計との間に供給して前記海水電解槽に戻すための次亜塩素酸ソーダ戻し手段（１１，１２）と、
   を具備することを特徴とする、海水電解装置。
2. 前記次亜塩素酸ソーダが、前記海水取水ポンプの最大流量から通常運転流量を引いた流量未満の流量で前記ストレーナと前記面積式流量計との間に供給されることを特徴とする、請求項１記載の海水電解装置。
3. 前記次亜塩素酸ソーダが前記電解液受液槽から前記海水電解槽に常時戻されることを特徴とする、請求項１または２記載の海水電解装置。

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