JPH05264393A - プラントの海水漏洩診断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、火力発電プラントにおける配管系
の海水漏洩の検出および診断を常時自動的に行うことが
可能な海水漏洩診断装置を提供する。 【構成】 本発明は、復水系の冷却に海水を用いる火力
発電プラントに用いられる海水漏洩診断診断装置であっ
て、復水系の配管の複数箇所における水の水質を検出す
る水質検出手段と、この水質検出手段の検出対象におけ
る検出結果を基に海水の漏洩の判定を行う判定部２１
と、この判定部２１の各判定結果を基に火力発電プラン
トにおける海水の漏洩状態の総合的な診断を段階を別け
て行う診断処理手段８と、この診断処理手段８の総合的
な判定結果を段階を別けて表示する表示手段１２とを有
する。 【効果】 この構成により、配管系における海水漏洩の
有無を常時自動的かつ適確に把握できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラントの海水漏洩診断
装置に関し、さらに詳しくは、火力発電プラントにおけ
る配管系の海水漏洩の検出およびその対策を自動的に診
断することのできるプラントの海水漏洩診断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、火力発電プラントにおいては、発
電機に結合されたタービンに蒸気を噴出させてタービン
を回転させ、タービンの回転という仕事を完了した蒸気
を冷却して水に戻し、戻された水をイオン交換樹脂を通
過させてイオン物質を除去すると共に脱気し、イオン物
質や溶存酸素等を除去した清浄水を再びボイラーで加熱
して蒸気にし、この蒸気を再度タービンに噴出させると
いう、水の循環システムを有している。ここで、前記蒸
気の冷却は通常海水で行われている。

【０００３】このような火力発電プラントにおける水循
環システムにおいて重要なことは、循環する水質の管理
である。つまり、循環する水の質が低劣であるとボイラ
ー、タービン、配管等の腐食等を生じ、水循環系の寿命
が短くなるという不都合を生じるからである。

【０００４】そこで、従来の発電プラントにおける水循
環システムにおける水の品質管理として、まず水の導
電率、水のｐＨ、水中の溶存酸素濃度、ヒドラジ
ンの濃度、水中の溶存水素濃度、水中の全鉄濃度、
水の濁度、水中の塩素濃度、および水中のナトリ
ウムイオンの濃度等の管理を挙げることができる。

【０００５】このような水の品質管理は、火力発電プラ
ントの運転中は勿論のこと、一旦火力発電プラントを停
止した後にその運転を再開するときに特に必要である。
火力発電プラントの運転中において、循環水の品質の低
下が発見されたときには、配管やボイラーの腐食等を迅
速に防止するために、循環水の品質低下の原因を迅速に
追求する必要があり、また停止していた火力発電プラン
トの運転を再開するときには、水循環系中を正常な循環
水に置き換え、運転の停止中に循環系中に滞留していた
滞留水により生じていたかも知れない循環系中の故障部
分の迅速な発見とその修理とを図らねばならないからで
ある。

【０００６】そのような必要を満たすために前記水の
導電率を管理するのは、蒸気を冷却するために使用され
た海水が水循環系に混入する可能性を監視する等のため
である。もし海水が循環水中に混入するとすれば塩素イ
オン等のイオン物質の濃度が上昇するはずであり、イオ
ン物質の濃度が上昇すると循環水の導電率の上昇が起こ
るはずであるからである。また、次に説明する水のｐＨ
の監視と合わせて、アンモニウムイオンの検出を行うこ
とができるからである。

【０００７】水のｐＨを監視するのは、循環水のｐＨ
を弱アルカリ性に維持することにより鉄の腐食を防止す
るためなどであり、水中の溶存酸素濃度を監視するの
は、配管やボイラーあるいはタービン等の腐食を防止す
るためなどであり、ヒドラジンの濃度の監視は、循環
水中から脱酸素のために添加されたヒドラジンの消費の
程度をチェックすることにより、循環水中の溶存酸素の
存在の監視をするためなどである。水中の溶存水素濃
度の監視は、タービンにおける腐食発生などの異常状態
の診断に利用することができる。水中の全鉄濃度およ
び水の濁度の監視はスケール発生の有無を検出するこ
とができる。水中の塩素濃度および水中のナトリウ
ムイオンの濃度の監視は海水の混入のチェックをするこ
とができる。

【０００８】このような水質管理項目は、水の循環系の
各所に配置された検出器等により得られるデータを、集
中監視装置等の壁面に設けられた計器に表示し、記録装
置に記録していた。監視員は計器に表示された各種の検
出データから、異常データを発見し、各種の異常データ
を総合的に判断して、異常発生の原因、異常発生箇所等
を探知して対処していた。しかしながら、このような監
視員の経験に頼る監視方式では、異常状態を検出するこ
とができたとしても、その異常発生箇所の探知、異常発
生の原因の追及ないし対処の検討に時間がかかり、ま
た、熟練した監視員に頼らざるを得ないという問題があ
る。

【０００９】このような火力発電プラントにおいては、
蒸気冷却用の海水が水や蒸気の配管系に漏洩したことを
検出するために、以下のような手段を講じていた。すな
わち、従来においては復水器の下流（ホットウェルや復
水ポンプ出口等）に導電率計を配置し、この導電率計に
よりカチオン樹脂を通過した後の酸導電率を測定して火
力発電プラントの工程管理により総合的に海水漏洩の有
無を判定していた。さらに、最終的には、配管系を流れ
る水の塩素イオン濃度を手分析で測定して海水漏洩の有
無の判断の適確性を期していた。また、仮に海水漏洩が
生じた場合には、火力発電プラントにおける脱塩装置の
状態を見ながら、この火力発電プラントの運転を慎重に
行うようにしていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の海水漏洩防止策では、以下のような種々
の問題があった。即ち、前記導電率計の計測値は、火力
発電プラントの起動時におけるクリンアップ中では大幅
に変動するので、限られた専門家にしか海水漏洩の有無
の判断ができなかった。また、配管系を流れる水の塩素
イオン濃度の分析を手分析に依存しており、やはり限ら
れた専門家に依存せざるを得なかった。さらに、配管系
に対する海水漏洩は、経時的に一定とは限らず、このた
め、絶えず火力発電プラントにおける脱塩装置の状態を
監視しなければならないという問題があった。本発明は
前記事情に基づいて完成されたものである。すなわち、
本発明の目的は、火力発電プラントにおける配管系の海
水漏洩の検出および診断を常時自動的に行うことが可能
な海水漏洩診断を提供することを目的とするものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明は、復水系の冷却に海水を用いる火力発電プラ
ントに用いられる海水漏洩診断診断装置であって、復水
系の配管の複数箇所における水の水質を検出する水質検
出手段と、この水質検出手段の検出対象における検出結
果を基に海水の漏洩の判定を行う判定手段と、この判定
手段の各判定結果を基に火力発電プラントにおける海水
の漏洩状態の総合的な診断を段階を別けて行う診断処理
手段と、この診断処理手段の総合的な診断結果を段階を
分けて表示する表示手段とを有することを特徴とするプ
ラントの海水漏洩診断装置である。

【００１２】

【作用】以下に上述した海水漏洩診断診断装置の作用を
説明する。この海水漏洩診断診断装置における水質検出
手段は、復水系の配管の複数箇所における水の水質を検
出し、各検出結果を判定手段に送る。判定手段は送られ
てくる各検出対象における検出結果に基に海水の漏洩の
判定を行う。診断処理手段は、判定手段の各判定結果を
基に火力発電プラントにおける海水の漏洩状態の総合的
な診断を段階を分けて、例えば、漏洩有り、漏洩の疑い
有りおよび漏洩なしの３段階に別けて行う。表示手段は
診断処理手段の総合的な診断結果を段階を別けて表示す
る。これにより、配管系における海水漏洩の有無を常時
自動的かつ適確に把握できる。

【００１３】

【実施例】以下に、本発明の実施例装置を含む火力発電
プラントについて詳述する。

【００１４】この火力発電プラントの概要を図１に示
す。

【００１５】（Ａ）火力発電プラントにおける水循環系 −水循環系の構成− 図１に示すように、復水系は、仕事を終えた蒸気を、海
水を導通する冷却管ＳＴで凝結して液としての水に変換
する蒸気凝結器Ｃと、凝結した水を貯留する２分割構成
の凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ と、凝結水貯留槽ＨＷ
₁ ，ＨＷ₂ から排出される水を送水する復水ポンプＣＰ
と、復水ポンプＣＰにより送水された水中のイオン物質
をイオン交換樹脂で除去するを復水脱塩装置ＤＥＭＩ
と、イオン物質の除去された水（脱塩水）を送水する復
水ブースターポンプＣＢＰと、送水された水を加温する
低圧加熱器ＬＰＨＴＲと、低圧加熱器ＬＰＨＴＲで加熱
された加温水中から酸素を除去する脱気装置ＤＥＡと、
これらを直列に結合する配管とを有する。なお、凝結水
貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ には補給水タンクＴから蒸留水が
配管を通じて供給されるようになっている。

【００１６】また、この復水系においては、復水ポンプ
ＣＰと復水脱塩装置ＤＥＭＩとを結合する配管から分岐
する分岐管に第１バルブＶ₁ を備え、復水ポンプＣＰと
復水脱塩装置ＤＥＭＩとを結合する配管から、復水脱塩
装置ＤＥＭＩをバイパスする側管に第２バルブＶ₂ が設
けられ、復水ブースターポンプＣＢＰと低圧加熱器ＬＰ
ＨＴＲとを結合する配管から凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ
₂ へ戻る側管に第３バルブＶ₃ が設けられ、脱気装置Ｄ
ＥＡから分岐する配管に第４バルブＶ₄ が設けられ、脱
気装置ＤＥＡと高圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結合する配管
から凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ へ戻る側管に第５バル
ブＶ₅ が設けられている。

【００１７】前記復水脱塩装置ＤＥＭＩと復水ブースタ
ーポンプＣＢＰとを結合する配管には、アンモニアを水
循環系に注入するアンモニア注入管（図示せず。）およ
びヒドラジンを水循環系に注入するヒドラジン注入管
（図示せず。）が結合されている。前記復水系の凝結水
貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ には、図２に示すように、図示し
ないカチオン樹脂を通過した水の酸導電率を測定する導
電率計μＳ₁ 、μＳ₂ を接続している。また前記復水ポ
ンプＣＰの出口には、水中の塩素イオン濃度を測定する
塩素イオン計ＣＬおよび図示しないカチオン樹脂を通過
した水の酸導電率を測定する導電率計μＳ₃ を接続して
いる。さらには、前記復水脱塩装置ＤＥＭＩの入口には
水中のナトリウムイオン濃度を測定するナトリウム計Ｎ
Ａを接続している。

【００１８】なお、復水ポンプＣＰの出口に設けられた
導電率計μＳ₃ により測定される酸導電率は、補正装置
により補正される。その補正装置は、補給水タンクＴか
ら凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ に供給される補給水の流
量を測定する補給水流量計（図示せず。）と、補給水流
量計および導電率計μＳ₃ の測定データを各々ディジタ
ル化する前記ＡＤ変換器２を構成する２基のＡＤ変換器
と、前記データ収録部４と、前記制御演算手段１３と、
前記診断処理手段８とで形成される。前記診断処理手段
８は、前記流量計、導電率計μＳ₃ 間の物理的位置の相
違に基づくむだ時間(t) を処理するむだ時間処理部、前
記流量計で測定した補給水が凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ
₂ に流入する際に生じる一次遅れを処理する一次遅れ処
理部、および一次遅れ処理を行った補給水流量を酸導電
率に換算する換算処理部からなる演算部と、前記導電率
計μＳ₃ から前記ＡＤ変換器、データ収録部４および制
御演算手段１３を介して取り込む酸導電率のデータａか
ら前記演算部の演算結果を減算し、補正酸導電率ａ₀ を
求める減算処理部とを具備している。前記演算部におけ
る前記一次遅れ処理部は、前記補給水流量計Ｌによる計
測データＣを、前記補給水タンクＴから凝結水貯留槽Ｈ
Ｗに流入する際に生じる一次遅れを処理した後、前記換
算処理部に送出し、前記換算処理部は、一次遅れ処理し
た補給水流量を酸導電率に換算するようになっている。

【００１９】給水系は、前記脱気装置ＤＥＡから排出さ
れる水を細径に絞り込まれた配管に送出することにより
高圧水を作り出す高圧給水ポンプＢＦＰと、高圧給水ポ
ンプＢＦＰから送り出された高圧水を予備加熱する高圧
加熱器ＨＰＨＴＲと、高圧加熱器ＨＰＨＴＲで予備加熱
された高圧水をさらに高温に予備加熱する節炭器ＥＣＯ
と、節炭器ＥＣＯで高温に予備加熱された高圧高熱水を
高圧蒸気に変換するウォターウォールＷＷと、このウォ
ターウォールＷＷで蒸気に変換された高圧蒸気と蒸気に
変換されなかった高圧高熱水を分離するウォターセパレ
ータＷＳとを有する。

【００２０】この給水系には、また、節炭器ＥＣＯと高
圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結ぶ配管から凝結水貯留槽ＨＷ
₁ ，ＨＷ₂ へ戻る側管に第６バルブＶ₆ が取りつけら
れ、この第６バルブＶ₆ と高圧加熱器ＨＰＨＴＲとを結
ぶ配管から分岐した分岐管に第７バルブＶ₇ が取りつけ
られ、ウォターセパレータＷＳから凝結水貯留槽Ｈ
Ｗ₁，ＨＷ₂ へ戻る側管に第８バルブＶ₈ が取りつけら
れ、第８バルブＶ₈ とウォターウォールＷＷとを結ぶ配
管から分岐する分岐管に第９バルブＶ₉ が設けられてい
る。

【００２１】蒸気系は、前記ウォターウォールＷＷで変
換された高圧蒸気の温度を更に高めるスーパーヒータＳ
Ｐと、スーパーヒータＳＰで高温に高められた高圧蒸気
を噴出して発電機を駆動する高圧タービンＨＰと、高圧
タービンＨＰを経由した蒸気を再度加熱する再加熱器Ｒ
Ｈと、再加熱器ＲＨで再加熱された高圧蒸気を噴出して
発電機を駆動する中圧タービンＩＰと、中圧タービンＩ
Ｐを経由した高圧蒸気を噴出して発電機を駆動する低圧
タービンＬＰとを有する。

【００２２】−水循環系におけるプラント運転時の水の
動き− 上記構成の水の循環系では、火力発電プラントの運転時
に、以下のように水が循環する。

【００２３】すなわち、低圧タービンＬＰでの仕事を終
えた蒸気は蒸気凝結器Ｃに供給され、蒸気凝結器Ｃにお
いて蒸気は冷却管ＳＴで冷却され、凝結して液体として
の水に変換される。蒸気から水に変換されて得られた凝
結水は、凝結水貯留槽ＨＷ₁，ＨＷ₂ に一旦貯留され、
復水ポンプＣＰにより凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ から
復水脱塩装置ＤＥＭＩに送水される。復水脱塩装置ＤＥ
ＭＩにより凝結水はイオン交換され、イオン物質の除去
された精製水が復水ブースターポンプＣＢＰにより低圧
加熱器ＬＰＨＴＲに送水される。低圧加熱器ＬＰＨＴＲ
で精製水は予備加熱され、脱気装置ＤＥＡに送水され
る。脱気装置ＤＥＡでは精製水が脱気され、主として酸
素ガスが除去される。

【００２４】主として酸素ガスの除去された脱気精製水
は高圧給水ポンプＢＦＰにより高圧水として高圧加熱器
ＨＰＨＴＲに送出される。高圧加熱器ＨＰＨＴＲではこ
の脱気精製水は予備加熱される。予備加熱された脱気精
製水は節炭器ＥＣＯにて更に高温度に予備加熱される。
予備加熱された高圧の脱気精製水は、ウォターウォール
ＷＷにて高温高圧の蒸気に変換される。

【００２５】ウォターウォールＷＷで変換された高温高
圧の蒸気は、スーパーヒータＳＰでさらに高温度に加熱
され、得られる高温高圧の蒸気が高圧タービンＨＰに噴
出され、高圧タービンＨＰを経由し、温度の低下した高
圧蒸気は再加熱器ＲＨにて再度高温度に加熱され、その
後に中圧タービンＩＰに供給され、中圧タービンＩＰを
駆動する。中圧タービンＩＰを経由した蒸気は低圧ター
ビンＬＰに供給される。これらの高圧タービンＨＰ、中
圧タービンＩＰおよび低圧タービンＬＰにより発電機が
駆動され、電力が出力する。低圧タービンＬＰを経由し
た蒸気は、蒸気凝結器Ｃに戻され、前述したのと同じサ
イクルを繰り返す。

【００２６】−火力発電プラントの起動時における水の
動き− 火力発電プラントは、定期点検時、電力需要の減少時、
異常状態の発生時等にはその運転が停止される。運転が
停止されている間、この水循環系の主要な配管中にはな
お多くの循環水が残留している。この残留水は、火力発
電プラントの停止期間の長さに応じてその水質が劣化す
る。あるいは、配管中に汚れが発生する。そこで、この
火力発電プラントの運転を再開するときには、この水循
環系を洗浄する必要がある。

【００２７】その洗浄操作は以下のようにして行われ
る。すなわち、第１バルブＶ₁ を解放するとともに第２
バルブＶ₂ および復水脱塩装置ＤＥＭＩの入口を閉鎖
し、補給水タンクＴから蒸気凝結器Ｃ中に補給水を補給
する。補給水は蒸気凝結器Ｃから凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，
ＨＷ₂ に貯留される。その後、復水ポンプＣＰを駆動す
ることにより、補給水を第１バルブＶ₁ から外部に排出
する。補給水タンクＴから供給される補給水を、蒸気凝
結器Ｃ、凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ および復水ポンプ
ＣＰを経由して、第１バルブＶ₁ から系外に排出するこ
とによって、蒸気凝結器Ｃ、凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ
₂ 、復水ポンプＣＰおよびこれらを連結する配管内が補
給水で洗浄されることになる。

【００２８】上記洗浄操作を一定時間行った後に、第２
バルブＶ₂ および第３バルブＶ₃ を解放すると共に第１
バルブＶ₁ および低圧加熱器ＬＰＨＴＲの入口を閉鎖
し、凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ 、復水ポンプＣＰ、第
２バルブＶ₂ を有する側管、復水ブースターポンプＣＢ
Ｐおよび第３バルブＶ₃ を有する側管で形成される循環
系で、水を循環させる。循環を一定時間かけて行った
後、復水脱塩装置ＤＥＭＩの入口を開放すると共に第２
バルブＶ₂ を閉鎖し、凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂、復
水ポンプＣＰ、復水脱塩装置ＤＥＭＩ、復水ブースター
ポンプＣＢＰおよび第３バルブＶ₃ を有する側管で形成
された循環系を循環させる。このとき、復水脱塩装置Ｄ
ＥＭＩにより循環する水は脱塩水となり、洗浄されるこ
とになる。

【００２９】以後、同様の操作を繰り返すことにより、
低圧加熱器ＬＰＨＴＲ、脱気装置ＤＥＡ、高圧加熱器Ｈ
ＰＨＴＲ、節炭器ＥＣＯ、ウォターウォールＷＷ、ウォ
ターセパレータＷＳおよびこれらを結合する配管中の洗
浄が行われる。

【００３０】（Ｂ）水質監視システム 以上に説明した水循環系における水質は、以下に述べる
水質監視システムにより監視される。そして、監視結果
がリアルタイムに表示される。

【００３１】−水質監視システムの構成− 図３は、水質監視システムの構成を示すものである。

【００３２】図３に示すように、この水質監視システム
は、前記水循環系におけるプロセス信号発生手段１と、
このプロセス信号発生手段１から出力される電圧値信号
をデジタル信号に変換するＡＤ変換器２と、水循環系に
設置されると共に水の品質を検出してこれを電圧値デー
タとして出力する前記導電率計μＳ₁ 、μＳ₂ 、μＳ、
塩素イオン計ＣＬ、ナトリウム計ＮＡおよび導電率計μ
Ｓ₃ を含む水質検出手段３と、水質検出手段３から出力
される電圧値データをデジタル値に変換するＡＤ変換器
２と、ＡＤ変換器２を介して水質検出手段３およびプロ
セス信号発生手段１からのデータを工学値データに変換
するデータ収録部４と、プロセス信号発生手段１、水質
検出手段３および後述する異常警報発生手段７から出力
されるデータを基にして水循環系をグラフィック表示す
ると共に、各水質検出部位における水質データおよびプ
ロセスデータを一括表示し、水循環系における水循環部
位を例えば水色で表示するように、データを処理するプ
ロセス状態図作成手段５と、プロセス信号発生手段１、
および水質検出手段３から出力されるデータを入力し、
指定された水質項目に関しその変化を時経列にグラフ表
示するように、データを処理するトレンド図作成手段６
と、プロセス信号発生手段１、および水質検出手段３か
ら出力されるデータを入力し、異常な水質に関し、その
異常な水質の項目およびその発生箇所、発生日時、異常
の内容等を表示するように、データを処理する異常警報
発生手段７と、プロセス信号発生手段１、および水質検
出手段３から出力されるデータを入力し、かつ、過去の
水質データを後述する第１記憶手段９から入力し、火力
発電プラントの運転を支援する診断情報や異常な水質を
生じた原因を診断し、その内容を表示するように、デー
タを処理する診断処理手段８と、プロセス信号発生手段
１、および水質検出手段３から出力されるリアルタイム
のデータおよび過去のデータ等を格納する第１記憶手段
９と、プロセス状態図作成手段５、トレンド図作成手段
６、異常警報発生手段７および診断処理手段８から出力
される各データを、４分割された表示画面の各画素に対
応する番地に格納する第２記憶手段１０と、第２記憶手
段から画像データを読み出して表示手段１２に出力する
表示駆動手段１１と、表示駆動手段１１から出力される
画像データを入力し、プロセス状態図作成手段５から出
力されるデータを基にし、火力発電プラントにおける給
水系、蒸気系および復水系を循環する水の循環系におけ
る各部での現在の水質に関する水質情報を表示するプロ
セス状態図、トレンド図作成手段６から出力されるデー
タを基にし、前記循環系の各部における水質の履歴に関
する水質履歴情報を表示するトレンド図、異常警報発生
手段７から出力されるデータを基にし、水質に関する運
転支援情報、および診断処理手段８から出力されるデー
タを基にした異常状態の発生原因を診断し、水質管理に
関する水質情報を、画面上の４領域に独立に表示する表
示手段１２と、前記各手段を制御する制御演算手段１３
と、前記制御演算手段１３に動作を指令し、あるいは所
定のデータを入力するための入力手段１４とを備える。

【００３３】なお、この実施例においては、表示手段１
２としてＣＲＴ画面が採用され、ＣＲＴ画面の左側のほ
ぼ上半分の領域にプロセス状態が表示され、ＣＲＴ画面
の右側のほぼ上半分に水質履歴情報であるトレンド図が
表示され、ＣＲＴ画面の左側のほぼ下半分の領域に運転
支援情報である診断内容が表示され、ＣＲＴ画面の右側
のほぼ下半分の領域に水質情報である診断内容が表示さ
れる。

【００３４】−水質監視システムにおける各手段− 上記各手段を更に詳述する。

【００３５】(A) プロセス信号発生手段１ プロセス信号発生手段１としては、水循環系における復
水ブースターポンプＣＢＰの入口における水流量を測定
する復水系流量測定装置、および節炭器ＥＣＯ入口にお
ける水流量を測定する給水系流量測定装置を挙げること
ができる。この復水系流量測定装置および給水系流量測
定装置により測定された水流量は、電圧値データとして
ＡＤ変換器に出力される。

【００３６】(B) 水質検出手段３ 水質検出手段３による検出項目は、 水の導電率、 水のｐＨ、 水中の溶存酸素濃度、 ヒドラジンの濃度、 水中の溶存水素濃度、 水中の全鉄濃度 水の濁度、 水中の塩素濃度、および 水中のナトリウムイオンの濃度である。

【００３７】水の導電率を測定する水質検出手段３は、
導電率計である。この導電率を監視することにより、冷
却水である海水の循環系への混入のチェックを行うこと
ができると共に、循環系における水中のアンモニア濃度
を監視することができる。この導電率は、図１に示す水
循環系において、凝結水貯留槽ＨＷ₁ ，ＨＷ₂ 内、復水
ポンプＣＰの出口、復水脱塩装置ＤＥＭＩの出口、低圧
加熱器ＬＰＨＴＲ内、脱気装置ＤＥＡ入口および脱気装
置ＤＥＡ内、高圧加熱器ＨＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ
内、ウォターセパレータＷＳの出口等から分岐管を介し
て設けられた水質検出手段３のひとつである導電率計に
より測定される。なお、本実施例においては、図２に示
す合計３個の導電率計μＳ₁ 、μＳ₂ 、μＳ₃ のみを示
す。

【００３８】導電率計により計測された水の導電率につ
いての電圧値データはＡＤ変換器２に出力されるように
なっている。尚、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面
ではＭＳまたはＫＭＳで表示される。

【００３９】水のｐＨを測定する水質検出手段３は、ｐ
Ｈ計である。このｐＨを監視することにより鉄の腐食を
監視することができる。このｐＨは、復水ポンプＣＰの
出口、復水ブースターポンプＣＢＰの出口、節炭器ＥＣ
Ｏの入口等から分岐管を介して設けられたｐＨ計により
測定される。なお、図１では、復水ブースターポンプＣ
ＢＰの出口に分岐管を介して設けられたｐＨ計２２のみ
を代表的に示す。ｐＨ計で測定された水のｐＨの値は、
電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力されるようにな
っている。なお、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面
では、ｐＨの値はＰＨで示される。

【００４０】ここで、水質監視システムに包含される本
実施例の海水漏洩診断装置について図４を参照して説明
する。この海水漏洩診断装置は、前記３個の導電率計μ
Ｓ₁ 、μＳ₂ 、μＳ₃ および塩素イオン計ＣＬ、ナトリ
ウム計ＮＡからなる水質検出手段と、ＡＤ変換器２ａ〜
２ｅからなるＡＤ変換器２、前記データ収録部４と、前
記制御演算手段１３と、前記診断処理手段８と、前記第
１記憶手段９と、前記第２記憶手段１０と、前記警報発
生手段７と、前記表示駆動手段１１と、前記表示手段１
２とから形成される。なお、前記導電率計μＳ₁ 、μＳ
₂ により測定された酸導電率の補給水による誤差補正
は、前述したような導電率の補正装置により補正され
る。又、海水診断処理手段８には、前記導電率計μＳ
₁ 、μＳ₂ 、μＳ₃ 、前記塩素イオン計ＣＬ、及び前記
ナトリウム計ＮＡの測定データを基に、それぞれ海水の
漏洩の判定を行う判定部２１と、判定部２１から送出さ
れた各判定を基に、海水の漏洩の総合判定を行う総合判
定部２２と、これらを制御する制御部２３とを備える。

【００４１】一方、水中の溶存酸素量を測定する水質検
出手段３は、溶存酸素計である。溶存酸素濃度を監視す
ると、循環系における腐食を防止することができる。溶
存酸素濃度が増加すると鉄の腐食が進行する傾向が認め
られているからである。この溶存酸素濃度は、復水ポン
プＣＰ出口、低圧加熱器ＬＰＨＴＲ内、脱気装置ＤＥＡ
内および脱気装置ＤＥＡ出口、高圧給水ポンプＢＦＰ出
口、高圧加熱器ＨＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ入口等から
分岐管を介して設けられた溶存酸素計で測定される。溶
存酸素計で測定された水中の溶存酸素濃度は、電圧値デ
ータとしてＡＤ変換器２に出力されるようになってい
る。尚、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面では、溶
存酸素濃度は、ＤＯで示される。

【００４２】水中のヒドラジン濃度を測定する水質検出
手段３は、ヒドラジン濃度計である。ヒドラジンの濃度
を監視することにより、溶存酸素濃度の監視の助けにな
る。ヒドラジンは、溶存酸素を消費するために循環系中
に注入される。この注入量は、節炭器ＥＣＯにおいてわ
ずかにヒドラジンが残存するように決定される。もし、
ヒドラジンの注入量に不足を生じると、水中の溶存酸素
を完全に除去することができなくなり、溶存酸素が存在
するままの水を例えば蒸気にし、タービンに噴射する
と、タービンの酸化ないし腐食が促進されて、発電プラ
ントの運転可能な寿命が短縮されるという不都合が生じ
るからである。そこで、火力発電プラントにおいては、
節炭器ＥＣＯに至るまでにヒドラジンの全てが溶存酸素
に消費されて、節炭器ＥＣＯではわずかにヒドラジンが
残存するように、所定量のヒドラジンを配管中に注入す
るのが望ましい。そこで、ヒドラジン濃度計は、脱気装
置ＤＥＡの入口、および節炭器ＥＣＯ入口等から分岐す
る分岐管を介して設けられる。ヒドラジン濃度計で測定
されたヒドラジン濃度は、電圧値データとしてＡＤ変換
器２に出力されるようになっている。なお、前記表示手
段１２におけるＣＲＴ画面では、ヒドラジン濃度はＮ２
Ｈ４にて表示される。

【００４３】溶存水素の濃度を測定する水質検出手段３
は、溶存水素濃度計である。水素濃度を監視することに
より、タービンにおける異常状態発生を検知することが
できる。水中の溶存水素の濃度を測定するための溶存水
素濃度計は、再加熱器ＲＨ内、中圧タービンＩＰの出
口、節炭器ＥＣＯ、スーパーヒータＳＰ内に設けられ
る。溶存水素濃度計で測定された水中の溶存水素の濃度
は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力されるよう
になっている。なお、前記表示手段１２におけるＣＲＴ
画面では、溶存水素の濃度はＤＨにて表示される。

【００４４】全鉄濃度を測定する水質検出手段３は、全
鉄分析計である。この全鉄濃度の測定は、次に説明する
水の濁度と合わせて配管中におけるスケールの発生を監
視することができる。全鉄分析計は、復水ポンプＣＰ出
口、低圧加熱器ＬＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ等からサン
プリングされた水中の鉄イオンを、バッチ処理にて分析
する。全鉄分析計は、例えば、サンプリングした試料水
を試料計量槽で計量し、この一定量の試料水を加熱槽に
導きチオグリコール酸溶液を加えて加熱して懸濁鉄を溶
解すると共に第２鉄イオンを第１鉄イオンに還元した後
に冷却器を介して反応槽に導き、酢酸アンモニウム緩衝
液を加えてｐＨの調製後、ＴＰＴＺ試薬を加えて発色さ
せた試料水を測定槽に導き吸光度を測定し、得られた測
定データを電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力する
ようになっている。全鉄分析計で分析された全鉄濃度
は、前記表示手段１２におけるＣＲＴ画面ではＴＦＥに
て表示される。

【００４５】ところで、前記全鉄分析計による全鉄濃度
はバッチ処理であるから、得られるデータは時間的に不
連続であり、また、前記濁度計によるデータは直接に鉄
分濃度を測定する原理によるものではないから、水中に
存在するイオン状の鉄や粒子径のバラツキにより誤差を
生じるから精度の高い分析をすることができない。

【００４６】全鉄分析計および濁度計のこのような不都
合を解消するために後述する演算システムのデータも採
用する。すなわち、濁度計からのデータＸは経時的に連
続して第１記憶手段９に格納される。この濁度計から出
力されるデータは、水循環系中の水の濁度（透明度）を
示すものであって、直接には鉄分濃度を示すものではな
い。もっとも、濁度とマニュアル分析（手分析）により
得られる鉄分濃度とは相関関係にある。

【００４７】第１記憶手段９には、濁度計のデータと水
中の鉄分濃度についてのマニュアル分析によるデータと
の相関関数が予め格納されている。この相関関数は、例
えば、次の一次回帰線式 Ｙ＝ａ＋ｂＸ （ただし、Ｙはマニュアル分析によるデータ［全鉄濃度
換算値］、Ｘは濁度計によるデータ、ａおよびｂは発電
プラントなどにおける水により相違する係数である。）
この相関関数に従うと、濁度計からの出力データと水中
の鉄分濃度についてのマニュアル分析によるデータとの
相関性は少なくとも相関係数γ＝０．７程度である。第
１記憶手段９内に格納されている濁度計からのデータと
前記相関関数とを読み出して制御演算手段１３により、
このデータを相関関数に代入して、鉄分濃度換算値Ｌを
算出する。算出された鉄分濃度換算値Ｌは第１記憶手段
９に格納される。全鉄分析計から出力されるデータＹも
この第１記憶手段９に格納される。このデータＹは、鉄
分濃度を示す。

【００４８】制御演算手段１３は、経時的に連続して出
力される濁度計の出力Ｘと全鉄分析計の出力Ｙとの同期
を取る。両出力が同期したときには、第１記憶手段９か
ら同期したときの鉄濃度換算値Ｌを読み出し、この鉄濃
度換算値Ｌで全鉄分析計から得られた鉄分濃度値Ｙを除
算することによって補正ファクタＺを算出する。この補
正ファクタＺは、第１記憶手段９に格納される。この補
正ファクタＺは、次に両出力が同期するまで更新されず
に第１記憶手段９内に保管される。又、補正鉄分濃度の
精度の向上を図るのであれば、前記両出力が同期する毎
に算出される補正ファクタＺを例えば３同期分第１記憶
手段９に格納しておき、３同期分の補正ファクタＺの重
み平均あるいは加重平均を制御演算手段１３で演算し、
得られる平均補正ファクタＺを第１記憶手段９に格納す
るようにしても良い。制御演算手段１３は、補正ファク
タＺを読み出してこの補正ファクタＺ’と鉄分濃度換算
値Ｌとを乗算して鉄分濃度を第１記憶手段９に格納す
る。

【００４９】制御演算手段１３は、濁度計からの出力デ
ータＸと全鉄分析計からの出力データＹとが同期してい
ないときには、第１記憶手段９に格納してあるところ
の、直前に同期したときのデータから得られた補正ファ
クタＺ’あるいは平均補正ファクタＺ’を読み出し、制
御演算手段１３で、この補正ファクタＺ’と鉄分濃度換
算値Ｌとを乗算し、得られる鉄分濃度を第１記憶手段９
に格納する。

【００５０】濁度を測定する水質検出手段３は、濁度計
である。この濁度の測定により、循環水中の固形分とし
ての鉄の濃度を測定することができ、前記全鉄濃度と合
わせて、配管中におけるスケールの発生を監視すること
ができる。濁度計は、復水ポンプＣＰ出口、低圧加熱器
ＬＰＨＴＲ内、節炭器ＥＣＯ等から引き出された分岐管
に設けられる。濁度計としては、吸光光度式あるいは散
乱光式のいずれの方式によっても良い。この濁度計から
は、測定データが電圧値データとしてＡＤ変換器２に出
力される。濁度計で分析された濁度は、前記表示手段１
２におけるＣＲＴ画面ではＴＶにて表示される。

【００５１】水中の塩素濃度を測定する水質検出手段３
は、塩素濃度計である。塩素濃度の測定により、次に述
べるナトリウムイオンの検出と合わせて、循環水中への
海水の混入を検出することができる。塩素濃度計は、復
水ポンプＣＰ出口から引き出された分岐管の端部に設け
られる。塩素濃度計により測定された水中の塩素濃度
は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力される。

【００５２】水中のナトリウム濃度を測定する水質検出
手段３は、ナトリウムイオン濃度計である。ナトリウム
イオン濃度の測定により前記塩素濃度の測定と合わせ
て、循環水中への海水の混入を検出することができる。
ナトリウムイオン濃度計は、復水脱塩装置ＤＥＭＩ出口
から引き出された分岐管の端部に設けられる。ナトリウ
ムイオン濃度計により測定された水中のナトリウムイオ
ン濃度は、電圧値データとしてＡＤ変換器２に出力され
る。

【００５３】(C) ＡＤ変換器２ ＡＤ変換器２は、前記プロセス信号発生手段１から出力
されるプロセス信号である電圧値データをデジタルデー
タに変換し、また水質検出手段３から出力される電圧値
データとしての各種水質に関するアナログデータをデジ
タルデータに変換する。このＡＤ変換器２は、変換した
デジタルデータをデータ収録部４に出力する。

【００５４】(D) データ収録部４ データ収録部４は、ＡＤ変換器２から出力されたデジタ
ルデータを工学値データに変換し、第１記憶手段９に転
送してこれを記憶する。

【００５５】(E) プロセス状態図作成手段５ プロセス状態図作成手段５は、表示手段１２におけるＣ
ＲＴ画面の所定領域例えばＣＲＴ画面の左上半分の領域
に、水循環系をグラフィック表示すると共に、水質検出
手段３で検出された前記各種の水質データおよびプロセ
ス信号発生手段１で検出された水循環系における水の流
量を一定時間毎に表示することができるように、第１記
憶手段９から必要なデータを読み出し、水循環系を簡略
な図形として表示するグラフィックデータ、水循環系に
おける水循環部位をカラー表示するためのカラー表示信
号、水循環系における水流量を示すプロセスデータ、水
循環系における各部での水質を表示する水質データを第
２記憶手段１０に出力する。さらに、このプロセス状態
図作成手段５は、異常警報発生手段７から出力される異
常状態にある水質に関するデータを入力し、異常状態に
ある水質をＣＲＴ画面上で赤色反転表示する表示データ
を第２記憶手段１０に出力する。

【００５６】(F) トレンド図作成手段６ トレンド図作成手段６は、表示手段１２におけるＣＲＴ
画面の所定領域例えば右上半分の領域に、指定された水
質についての一定期間の変化を縦軸横軸のグラフに表示
することができるように、第１記憶手段９に格納されて
いる指定された水質に関する一定期間に渡るデータを読
み出し、その水質をグラフ図形に表示するグラフィック
表示データに変換してこれを第２記憶手段１０に出力す
る。

【００５７】(G) 異常警報発生手段７ この異常警報発生手段７は、前記水質検出手段３および
プロセス信号発生手段１から出力され、第１記憶手段９
に格納されているデータをリアルタイムに読み出し、予
め設定されている各データについての閾値と比較し、第
１記憶手段９から読み出したデータが閾値を越えるとき
には、その閾値を越えるデータ（異常データ）が発生し
た日時、その異常データが示す水質項目、その異常デー
タの発生した部署の名称、および異常内容を表示するア
ラーム情報表示データを水質情報として格納する。ま
た、異常データをプロセス状態図作成手段５に出力し、
前述したように、ＣＲＴ画面において、プロセス状態図
において異常状態の水質を赤色反転表示するようにす
る。

【００５８】(H) 診断処理手段８ この診断処理手段８は、上述した３個の導電率計μＳ
₁ ，μＳ₂ ，μＳ₃ 及び塩素イオン計ＣＬ、ナトリウム
計ＮＡからなる水質検出手段３からのデータに基づく海
水漏洩診断の他、起動工程水質診断、薬注関係診断及び
エアリーク判定補助診断等を行うようになっている。次
に、上述した火力発電プラントの作用を前記海水漏洩診
断装置の動作を主にし、かつ、図５および図６をも参照
して説明する。なお、図５は海水漏洩診断フローチャー
トを、図６は海水漏洩診断の総合診断マトリックス表を
示すものである。

【００５９】前記水質監視システムが起動した後、前記
導電率計μＳ₁ ，μＳ₂ ，μＳ₃ 、塩素イオン計ＣＬ、
ナトリウム計ＮＡは各々測定データを各ＡＤ変換器２ａ
乃至２ｅに送る。各ＡＤ変換器２ａ乃至２ｅは、各々測
定データをディジタル化してデータ収録部５に送る。デ
ータ収録部５は各測定データを工学値データに変換す
る。各工学値データは、制御演算手段１３を介して前記
診断処理手段８内に設けられた判定部２１に送られる。

【００６０】なお、凝結水貯留槽ＨＷ₁ 、ＨＷ₂ の出口
に設けられた導電率計μＳ₁ ，μＳ₂ により測定された
酸導電率は一旦診断処理手段８において誤差補正され、
補正後の酸導電率が、海水漏洩診断のためのデータとし
て使用される。すなわち、図示しない補給水流量計の測
定データは前記ＡＤ変換器２ａによりディジタル化され
た後、データ収録部４を経て制御演算手段１３を介し、
診断処理手段１０ないのむだ時間処理部（診断処理手段
８内に装備。図示せず。）に送られる。前記むだ時間処
理部は、補給水流量計、導電率計μＳ₁ μＳ₂ 間の物理
的位置の相違に基づくむだ時間ｔを求めてこれを除去し
た測定データｃを前記一次遅れ処理部（診断処理手段８
内に装備。図示せず。）に送る。前記一次遅れ処理部
は、測定データｃを前記補給水タンクＴから凝結水貯留
槽ＨＷ₁ 、ＨＷ₂ に蒸留水が供給される際に生じる一次
遅れを処理した後に、前記換算処理部（診断処理手段８
内に装備。図示せず。）に送出し、換算処理部は、一次
遅れを考慮した測定データｃを酸導電率に換算して誤差
分ｂを求め、この誤差分ｂを減算手段（診断処理手段８
内に装備。図示せず。）に送る。減算手段は、前記導電
率計μＳ₁ 、μＳ₂ からの測定データａから前記誤差分
ｂを減算し（ａ−ｂ）、減算結果を補正酸導電率ａ₀ と
して制御演算手段１３に送る。制御演算手段１３は、補
正酸導電率を第１記憶手段９に送出すると共に、この補
正酸導電率を、診断処理手段８における海水漏洩診断の
データとして利用する。

【００６１】一方、図４に示すように、診断処理手段８
における判定部２１は、導電率計μＳ₁ ，μＳ₂ ，μＳ
₃ の測定による酸導電率（導電率計μＳ₁ ，μＳ₂ によ
る酸導電率は正確には補正酸導電率である。）の工学値
データ、塩素イオン計ＣＬの測定による塩素イオン濃度
の工学値データ、ナトリウム計ＮＡの測定によるナトリ
ウム濃度の工学値データと、前記第１記憶手段１１に記
憶した既存のデータとを比較し、導電率計μＳ₁ ，μＳ
₂ 、塩素イオン計ＣＬ、ナトリウム計ＮＡ各々について
図６に示すように「リーク」、「リークの疑い有り」、
「リークなし」のような３段階の判定を行う。

【００６２】これらの判定結果は、総合判定部２２に取
り込まれ、総合判定部２２は予め格納しているマトリッ
クスに基づき図６に示す総合判定を行う。即ち、例えば
導電率計μＳ₁ およびμＳ₂ についてはどちらかがリー
ク、導電率計μＳ₃ についてはリーク、塩素イオン計Ｃ
Ｌについてはリーク、ナトリウム計ＮＡについてはリー
クという各判定結果を総合判定部２２が取り込んだとき
には、この総合判定部２２は総合判定としてリークとの
結論を出し、制御部２３は制御演算手段１３および表示
駆動手段１１を介して表示手段１２に送る。この結果、
表示手段１２の画面には、図６に例示的に示すように
「海水漏洩 ＯＯよりリーク」とのメッセージが表示さ
れる。

【００６３】また、例えば導電率計μＳ₁ 、μＳ₂ につ
いてはリークなし、導電率計μＳ₃についてはリークな
し、塩素イオン計ＣＬについてはリークなし、ナトリウ
ム計ＮＡについてはリークなしという各判定結果を総合
判定部２２が取り込んだときには、この総合判定部２２
は総合判定としてリークなしとの結論を出し、制御部２
３は制御演算手段１３および表示駆動手段１３を介して
表示手段１２に送る。この結果、表示手段１２の画面に
は、図６に例示的に示すように「海水漏洩していませ
ん」とのメッセージが表示される。

【００６４】このようにして、前記海水漏洩診断装置に
よれば、前記導電率計μＳ₁ ，μＳ₂ ，μＳ₃ 、塩素イ
オン計ＣＬ、ナトリウム計ＮＡの各測定データを基に水
循環系への海水漏洩の有無の検出および診断を常時自動
的に行うことができる。本発明は上述した実施例の他、
その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

【００６５】

【発明の効果】以上に詳述した本発明によれば、火力発
電プラントの配管系への海水漏洩の総合的な診断を常時
自動的に行うことができる海水漏洩診断装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例装置を含む火力発電プ
ラントの概略構成図である。

【図２】図２は、本発明の実施例装置を含む火力発電プ
ラントの概略部分構成図である。

【図３】図３は、本発明の実施例装置を含む火力発電プ
ラントにおける水質監視システムのブロック図である。

【図４】図４は、本発明の実施例装置のブロック図であ
る。

【図５】図５は、本発明の実施例装置の診断動作を示す
説明図である。

【図６】図６は、本発明の実施例装置の海水漏洩診断の
総合診断マトリックスを示す一覧図である。

【符号の説明】

ＳＴ 冷却管 Ｃ 蒸気凝結器 ＨＷ 凝結水槽 ＣＰ 復水ポンプ ＤＥＭＩ 復水脱塩装置 ＣＢＰ 復水ブースターポンプ ＬＰＨＴＲ 低圧加圧器 ＤＥＡ 脱気装置 Ｖ₁ 第１バルブ Ｖ₂ 第２バルブ Ｖ₃ 第３バルブ Ｖ₄ 第４バルブ Ｖ₅ 第５バルブ ＢＦＰ 高圧ポンプ ＨＰＨＴＲ 高圧加熱器 ＥＣＯ 節炭器 ＷＷ ウォーターウォール ＷＳ ウォーターセパレーター Ｖ₆ 第６バルブ Ｖ₇ 第７バルブ Ｖ₈ 第８バルブ ＳＰ スーパーヒータ ＨＰ 高圧タービン ＲＨ 再加熱器 ＩＰ 中圧タービン ＬＰ 低圧タービン １ プロセス信号発生手段 ２ ＡＤ変換器 ３ 水質検出手段 ４ データ収録部 ５ プロセス状態図作成手段 ６ トレンド図作成手段 ７ 異常警報発生手段 ８ 診断処理手段 ９ 第１記憶手段 １０ 第２記憶手段 １１ 表示駆動手段 １２ 表示手段 １３ 制御演算手段 １４ 入力手段 ２１ 判定部 ２２ 総合判定部 ２３ 制御部

フロントページの続き (72)発明者 岡田 稔 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 太田 雅教 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 倉品 雅彦 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日機 装株式会社内 (72)発明者 中東 久和 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日機 装株式会社内 (72)発明者 青木 利明 東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号 日機 装株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 復水系の冷却に海水を用いる火力発電プ
   ラントに用いられる海水漏洩診断診断装置であって、復
   水系の配管の複数箇所における水の水質を検出する水質
   検出手段と、この水質検出手段の検出対象における検出
   結果を基に海水の漏洩の判定を行う判定手段と、この判
   定手段の各判定結果を基に火力発電プラントにおける海
   水の漏洩状態の総合的な診断を段階を別けて行う診断処
   理手段と、この診断処理手段の総合的な診断結果を段階
   を分けて表示する表示手段とを有することを特徴とする
   プラントの海水漏洩診断装置。