JP4102736B2 - 海洋生物の付着及び成長を抑制する方法及びシステム - Google Patents
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Description
本発明は海水を用いて復水器等の装置を冷却するための冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を抑制するための方法及びシステムに関する。
冷却水として海水を利用する火力発電所においては、海から海水を取り入れて復水器に供給する取水路や、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路の内部に貝等の海洋生物が付着し易い。かかる海洋生物の付着量が多くなると、冷却水の流路が塞がれて冷却性能が低下するなどの不具合を招くおそれがある。そこで、従来より、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されるように、次亜塩素酸ナトリウム溶液や二酸化塩素等の塩素系薬剤を冷却水の流路に注入することにより、流路おいて海洋生物の付着及び成長を抑制することが行われている。
特開平７−２６５８６７号公報
特開平１１−３７６６６号公報
上述のように、火力発電所において冷却水として利用された後の海水は海へ放出されるが、環境保全のために、海への放出水に含まれる塩素濃度（残留塩素濃度）は一定の協定値以下であることが要求される。したがって、海洋生物を除去するための塩素系薬剤の注入量も、上記の要求を満足できるように制限しなければならず、この制限の範囲内で十分な除去効果を得ることは容易でない。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、冷却対象設備を海水により冷却するにあたり、冷却水系統を構成する流路において海洋生物の付着及び成長を塩素系薬剤で効果的に抑制しつつ、海へ放出される海水中の塩素濃度を低く抑えることができるようにすることを目的とする。
上記の目的を達成するため、請求項１に記載された発明は、冷却水として海から海水を取り入れて冷却対象設備に供給し、この冷却対象設備を通った後の海水を海へ放出するための冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を抑制する方法であって、
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に、夫々、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部を設け、それら薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入することを特徴とする。
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に、夫々、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部を設け、それら薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入することを特徴とする。
本発明によれば、複数の冷却水流路に夫々薬剤注入部を設け、それら薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により、該当する流路内へ塩素系薬剤を注入する。このため、塩素系薬剤が注入された流路では高い残留塩素濃度を得て海洋生物の付着及び成長を効果的に抑制できる。また、塩素系薬剤が注入される流路は順次切り替えられるので、各流路に付着した海洋生物は順次除去されることになる。一方、海へ放出される海水には、塩素系薬剤が注入されない流路の海水も含まれるため塩素成分は希釈され、その残留塩素濃度は低く抑えられる。このように、本発明によれば、海へ放出される海水の残留塩素濃度を低く抑えながら、冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を効果的に抑制することができる。
また、請求項２に記載された発明は、請求項１記載の方法において、前記塩素系薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを注入することを特徴とする。
また、請求項３に記載された発明は、請求項１又は２記載の方法において、前記冷却水系統は、海から取り込んだ海水を複数の前記冷却対象設備へ夫々送るための複数の取水路と、前記冷却対象設備を通過した海水を海へ放出するための放水路とを含んでおり、
前記薬剤注入部を前記複数の取水路の夫々の取水口近傍に設けることを特徴とする。
前記薬剤注入部を前記複数の取水路の夫々の取水口近傍に設けることを特徴とする。
また、請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のうち何れか１項記載の方法において、前記冷却対象設備は、液化天然ガス（ＬＮＧ）火力発電所に設けられた設備であり、前記放水路を流れる海水をＬＮＧ気化器に循環させるためのＬＮＧ気化器流路が設けられており、
少なくとも一つの前記薬剤注入部を前記ＬＮＧ気化器流路に設けることを特徴とする。
少なくとも一つの前記薬剤注入部を前記ＬＮＧ気化器流路に設けることを特徴とする。
また、請求項５に記載された発明は、冷却水として海から海水を取り入れて冷却対象設備に供給し、この冷却対象設備を通った後の海水を海へ放出するための冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を抑制するシステムであって、
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に設けられた、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部と、
前記複数の薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に設けられた、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部と、
前記複数の薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入させる制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、海へ放出される海水の残留塩素濃度を低く抑えながら、冷却水系統内において貝等の海洋生物の付着及び成長を効果的に抑制することができる。
図１は、本発明の一実施形態に係わる火力発電所１０の概略平面図である。同図に示す如く、火力発電所１０は海２に臨む敷地に建設されている。火力発電所１０には、例えば燃料貯蔵設備１２、ＬＮＧタンク１４、発電設備１６、ＬＮＧ気化器１７等の各種設備が設けられている。本実施形態では、発電設備１６に設けられた２系統の復水器１８Ａ，１８Ｂを海水で冷却するものとしており、海２から海水を取り込んで復水器１８Ａ，１８Ｂへ夫々供給するための取水路２０Ａ，２０Ｂと、復水器１８Ａ，１８Ｂを通った海水を海２へ放出するための放水路２２とが設置されている。海水は取水路２０Ａ，２０Ｂの先端の取水口２４Ａ，２４Ｂから取リ込まれ、取水路２０Ａ，２０Ｂを流れて夫々復水器１８Ａ，１８Ｂを通った後、両系統に共通の放水路２２を通って、その先端の放水口２６から海２へ放出される。
また、本実施形態では、放水路２２を流れる海水の一部をＬＮＧ気化器１７に循環させるためのＬＮＧ気化器流路２７を放水路２２から分岐させている。ＬＮＧ気化器１７は、ＬＮＧ気化器流路２７から供給される海水の熱によりＬＮＧを気化させる。このように、冷却水として使用された後の海水でＬＮＧを気化させることにより、復水器１８で温められた海水を冷却してから海２へ放出することができるという効果も得られる。
上記のように、取水路２０、放水路２２、及びＬＮＧ気化器流路２７には海水が流れるため、流路内には貝等の海洋生物が付着・繁殖し易い。そして、流路内に多量の海洋生物が付着すると、流路が塞がれて十分な流量が得られなくなる等のために冷却性能が低下するおそれがある。特に、取水路２０Ａ，２０Ｂについては、低い水温の海水を取り込めるように、取水口２４Ａ，２４Ｂが陸地からかなり離れた沖合いに設けられるため、取水路２０は非常に長くなって、海洋生物の付着の影響を受け易い。また、復水器１８で温められた海水が流れるＬＮＧ気化器流路２７内は海洋生物が繁殖し易い状態となっている。
そこで、本実施形態では、取水路２０の取水口２４の近傍位置及びＬＮＧ気化器流路２７の入口近傍に、塩素系薬剤として次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入することにより、取水路２０、放水路２２、及びＬＮＧ気化器流路２７の内壁面において貝等の海洋生物の付着及び成長を抑制することとしている。ただし、次亜塩素酸ナトリウムに限らず、例えば二酸化塩素等の他の塩素系薬剤を用いてもよい。
図２は、取水路２０Ａ，２０Ｂ、放水路２２、及びＬＮＧ気化器流路２７からなる冷却水系統２８を模式図的に示す。同図に示す如く、復水器１８と取水路２０Ａ，２０Ｂとの接続部には、夫々、海水ポンプ３０Ａ，３０Ｂが設けられており、これら海水ポンプ３０Ａ、３０Ｂにより海水が取水口２４Ａ，２４Ｂから取水路２０Ａ，２０Ｂへ吸入される。
取水路２０Ａ，２０Ｂの取水口２４Ａ，２４Ｂの近傍には、夫々、薬剤注入部３２Ａ，３２Ｂが設けられている。また、ＬＮＧ気化器流路２７の入口近傍には薬剤注入部３２Ｃが設けられている。なお、薬剤注入部３２Ａ〜３２Ｃは同様の構成を有しており、それらを総称する場合は薬剤注入部３２という。
放水路２２の放水口２６の近傍には、海２へ放出される海水中の残留塩素濃度を検出する残留塩素濃度計３４が設けられている。残留塩素濃度計３４による検出信号は無線又は有線で陸地上に設けられた監視装置へ送られる。
図３は、薬剤注入部３２の詳細構成を示す。同図に示す如く、薬剤注入部３２は、取水路２０の内部に注入口４１を有する注入管４０、注入管４０に次亜塩素酸ナトリウム溶液を供給する薬剤供給槽４２、及び、注水路４０に設けられたバルブ４４により構成されており、バルブ４４の開閉は、薬剤注入部３２Ａ〜３２Ｃに共通の制御装置４６により制御される。図３に示す例では、注入管４０の先端が海水の下流側へ向けて屈曲され、その先端に注入口４１が設けられている。なお、図４に示すように、注入管４０の先端部の断面が注入口４１へ向けて次第に拡がるように構成してもよい。また、図５に示すように、注入管４０を屈曲させずに、その下流側側面に設けた穴を注入口４１としてもよい。このように、注入口４１として様々な構成が考えられる。
なお、注入管４０は、好ましくは、取水路２０及びＬＮＧ気化器流路２７の壁面近傍での残留塩素濃度が高くなるように、壁面に沿って取り付けられる。その場合、取水路２０の底部には汚泥が堆積するため、側部又は上部に沿って取り付けるものとする。また、注入管４０を複数本設けてもよい。
図６（ａ）〜（ｃ）は、夫々、制御装置４６により制御される薬剤注入部３２Ａ〜３２Ｃのバルブ４４の開閉状態（すなわち、薬剤注入のオン／オフ状態）の時間変化を示す。同図に示すように、本実施形態では、冷却水系統２８の３箇所に設けられた薬剤注入部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを順次切り替えて選択した何れかの薬剤注入部３２から次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入している。
図７は、例えば、取水路２０Ａに設けられた薬剤注入部３２Ａから次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入している状態での、冷却水系統２８の各部の残留塩素濃度の分布を示す。同図に実線Ｉで示すように、薬剤注入部３２Ａから次亜塩素酸ナトリウム溶液が注入されることにより、取水路２０Ａの取水口２４Ａでの残留塩素濃度は高くなり、この濃度は下流側へ向かうにつれて次第に低下する。一方、取水路２０Ｂについては次亜塩素酸ナトリウム溶液が注入されないため、同図に実線IIで示すように残留塩素濃度は全区間でゼロに近い値となっている。これら取水路２０Ａ，２０Ｂを流れる海水は、復水器１８Ａ，１８Ｂを通った後、一本の放水路２２に合流する。このため、同図に実線IIIで示すように、放水路２２Ｂの入口部分で海水中の塩素は薄められて、残留塩素濃度は取水路２０Ａの約半分に低下し、更に、放水口２６へ向けて徐々に低下している。
なお、図７に示す破線IVは、薬剤注入部３２Ａ，３２Ｂの両方から連続的に次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入しながら、放水口２６から海２へ放出される海水の残留塩素濃度を上記実施形態と同程度に抑える場合の、取水路２０Ａ，２０Ｂの残留塩素濃度分布を示している。この破線IVと上記実線Ｉとを対比して分かるように、本実施形態では、取水路２０Ａ，２０Ｂにおける残留塩素濃度を、薬剤注入部３２Ａ，３２Ｂの両方から連続的に次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入する場合に比べて、２倍近い値に確保しながら（つまり、次亜塩素酸ナトリウム溶液の注入量又はその濃度として２倍近い値を用いながら）、海２へ放出される海水の残留塩素濃度を同程度に抑えることができる。
このように、本実施形態によれば、薬剤注入部３２Ａ〜３２Ｃを順次切り替えて次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入することにより、取水路２０Ａ，２０Ｂでの残留塩素濃度を高くして、貝等の海洋生物の付着及び成長を効果的に抑制しつつ、海２へ放出される海水の残留塩素濃度を低く抑えることができるのである。
また、本実施形態では、暖められた海水が流れるために藻類及びバクテリア等の海洋生物が繁殖し易いＬＮＧ気化器流路２７の入口部でも次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入することにより、このＬＮＧ気化器流路２７においても海洋生物の付着及び成長を効果的に抑制することができる。しかも、上記の通り、このＬＮＧ気化器流路２７に設けられる薬剤注入部３２Ｃを含めて、３つの薬剤注入部３２Ａ〜３２Ｃを順次切り替えながら、何れかの薬剤注入部３２から次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入するようにしているので、ＬＮＧ気化器流路２７の残留塩素濃度も高くしつつ、海２へ放出される海水の残留塩素濃度を低く抑えることが可能となっている。
なお、上記実施形態では、ＬＮＧ気化器流路２７にも薬剤注入部３２Ｃが設けられる構成としたが、ＬＮＧ気化器流路２７に薬剤注入部３２が設けられない場合や、ＬＮＧ気化器流路２７自体が存在しない場合は、取水路２０Ａ，２０Ｂの薬剤注入部３２Ａ，３２Ｂを交互に切り替えて次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入すればよい。また、取水路２０の系統数は２系統に限らず、３系統以上設けられていてもよく、その場合には、各系統に薬剤注入部３２を設けて、それらを順次切り替えて次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入すればよい。また、取水路２０が１系統のみ設けられる場合は、取水路２０とＬＮＧ気化器流路２７とに薬剤注入部３２を設けて、それらを交互に切り替えて次亜塩素酸ナトリウム溶液を注入すればよい。要するに、冷却水系統を構成する少なくとも２つの流路に、夫々、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部を設け、それら薬剤注入部を順次切り替えて次亜塩素酸ナトリウム溶液等の塩素系薬剤を注入する構成であれば本発明の範囲に含まれる。
また、上記実施形態では、火力発電所の復水器を冷却対象設備として冷却するものとしたが、本発明は復水器に限らず、海水を用いて各種設備を冷却する場合に広く適用が可能である。
２ 海
１０ 火力発電所
１７ ＬＮＧ気化器
１８Ａ，１８Ｂ 復水器
２０Ａ，２０Ｂ 取水路
２２ 放水路
２４Ａ，２４Ｂ 取水口
２６ 放水口
２７ ＬＮＧ気化器流路
２８ 冷却水系統
３０Ａ，３０Ｂ 海水ポンプ
３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ） 薬剤注入部
４０ 注入管
４１ 注入口
４２ 薬剤供給槽
４４ バルブ
４６ 制御装置
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２８ 冷却水系統
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３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ） 薬剤注入部
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４１ 注入口
４２ 薬剤供給槽
４４ バルブ
４６ 制御装置
Claims (5)
- 冷却水として海から海水を取り入れて冷却対象設備に供給し、この冷却対象設備を通った後の海水を海へ放出するための冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を抑制する方法であって、
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に、夫々、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部を設け、それら薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入することを特徴とする方法。 - 前記塩素系薬剤として次亜塩素酸ナトリウムを注入することを特徴とする請求項１記載の方法。
- 前記冷却水系統は、海から取り込んだ海水を複数の前記冷却対象設備へ夫々送るための複数の取水路と、前記冷却対象設備を通過した海水を海へ放出するための放水路とを含んでおり、
前記薬剤注入部を前記複数の取水路の夫々の取水口近傍に設けることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。 - 前記冷却対象設備は、液化天然ガス（ＬＮＧ）火力発電所に設けられた設備であり、前記放水路を流れる海水をＬＮＧ気化器に循環させるためのＬＮＧ気化器流路が設けられており、
少なくとも一つの前記薬剤注入部を前記ＬＮＧ気化器流路に設けることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の方法。 - 冷却水として海から海水を取り入れて冷却対象設備に供給し、この冷却対象設備を通った後の海水を海へ放出するための冷却水系統内において海洋生物の付着及び成長を抑制するシステムであって、
前記冷却水系統を構成する複数の流路のうち少なくとも２つの流路に設けられた、塩素系薬剤を注入するための薬剤注入部と、
前記複数の薬剤注入部の中から順次切り替えて選択した薬剤注入部により該当する流路内へ塩素系薬剤を注入させる制御手段と、を備えることを特徴とするシステム。
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