JPWO2016121063A1 - 放水路 - Google Patents

Abstract

海から取り入れた海水により冷却対象設備を冷却して冷却後の海水を前記海に放出するための、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路であって、前記放水路の前記空間に外気を流入させるための取込口と、前記空間の空気を排出する排出口と、を備えている。

Description

本発明は、冷却対象設備を冷却した後の海水を海に放出するための放水路に関する。

冷却対象設備を冷却した後の海水を海に放出するための放水路としては、例えば、発電設備に設けられた復水器を海水で冷却する設備を備える冷却水流路が知られている（例えば、特許文献１参照）。この冷却水流路は、海から海水を取り込んで復水器へ供給するための取水路と、復水器を通った海水を海へ放出するための放水路とを有している。

特許第４３９０６６９号公報

上記のような冷却水流路は、復水器の冷却に利用した海水を海へ放出している。このため、海に放出される海水は、取水時よりも高温になっている。このような冷却水として利用された海水は、環境保全のために、放出される海水と取水された海水との温度差が一定の協定値以下であることが要求される。このため、冷却に利用した後の海水は、放出する前に上記の要求を満足できるように温度を下げなければならないという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、冷却に利用した後の海水の温度を低下させることができる放水路を提供することにある。

前述の目的を達成するため本発明は、海から取り入れた海水により冷却対象設備を冷却して冷却後の海水を前記海に放出するための、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路であって、前記放水路の前記空間に外気を流入させるための取込口と、前記空間の空気を排出する排出口と、を備えていることを特徴とする放水路である。

冷却対象設備を冷却後の海水が、水面上に空間を有する蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路内を流通する際には、水面上の空間内には湿気が多いい空気が滞留するが、上記のような取込口と排出口とを備え水面上に空間を有する蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路によれば、湿気が多い空気が排出口から排出されるとともに、取込口から湿気が少ない空気が流入される。取込口から取り込まれた湿気が少ない外気が水面上の空間を流通することにより、海水をより蒸発させることが可能である。このとき、冷却後の海水が放水路内にて気化される気化熱により海水温度を低下させることが可能である。

かかる放水路であって、前記取込口と前記排出口との少なくともいずれか一方にファンを備えていることが望ましい。

このような、放水路によれば、取込口と排出口との少なくともいずれか一方にファンを備えているので、外気を水面上の空間内に強制的に送り込んで、海水温度を効率良く低下させることが可能である。

かかる放水路であって、冷却後の前記海水を前記海に放出する放水口は海中に配置され、前記取込口と前記排出口のうちの一方は、前記冷却対象設備側に偏らせて配置され、前記取込口と前記排出口のうちの他方は、海面側に偏らせて設けられていることが望ましい。

このような放水路によれば、冷却対象設備と放水口とを繋ぐ放水路の冷却対象設備側に偏らせて取込口または排出口が設けられ、水面上の空間の端となる海面側に偏らせて排出口または取込口が設けられているので、外気を水面上の空間のより長い範囲内を流通させることが可能である。このため、外気により海水の温度の効率良く低下させることが可能である。

かかる放水路であって、前記海から取り入れた前記海水には、塩素系薬剤が注入されており、冷却後の前記海水を前記海に放出する放水口は海中に配置され、前記取込口および前記排出口は、前記冷却対象設備と前記海水の海面との間において前記海面側の部位に互いに間隔を隔てて配置されていることが望ましい。

このような放水路によれば、海水には塩素系薬剤が注入されているので、放水路内への海洋生物の付着を抑えることが可能である。また、揮発性である塩素系薬剤が注入された海水が水面上の空間に取り込まれた外気に晒されるので、塩素系薬物をより揮発させて、放水する排水への塩素系薬物の残留を抑えることが可能である。このとき、取込口および排出口は、冷却対象設備と海水の海面との間において海面側の部位に互いに間隔を隔てて配置されているので、放水路内を流通する海水は、放水路の全長における少なくとも冷却対象設備側では、外気に晒されない。このため、海に放出される海水の温度を低下させるとともに塩素系薬剤の濃度を低下させつつ、放水路内に海洋生物が付着することを抑制することが可能である。

本発明によれば、冷却に利用した後の海水の温度を低下させることができる放水路を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係わる放水路を備えた火力発電所の概略平面図である。 本実施形態の放水路を説明する模式図である。 本実施形態の放水路の変形例を説明する模式図である。

以下、本発明の一実施形態として、例えば、冷却対象設備を火力発電所の復水器とする冷却設備の放水路について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る火力発電所１０の概略平面図である。図１に示すように、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、燃料タンク１４、発電設備１６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に設けられた復水器１８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１８へ供給するための取水路２０と、復水器１８を通った海水を海２へ放出するための、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２とが設置される場合がある。海水は取水路２０の先端の取水口２４から取り込まれ、取水路２０を流れて復水器１８を通過し、放水路２２を流れてその先端の放水口２６から海２へ放出される。取水口２４及び放水口２６は、いずれも海中に設けられている。

放水路２２は、図２に示すように、復水器１８側から放水口２６まで繋がっている。放水路２２が、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される場合、放水路２２内の、海面２ａより下に位置する部位には、海水が充満し、海面２ａより上側では、復水器１８を通過して高温となった海水が、放水路２２の底２２ａ側を流通し、流通する海水の水面上には、海水が気化して湿度が高くなった空気が滞留する空間Ｓが放水路２２に沿って形成される。

水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２の底２２ａと対面する上面２２ｂ側には、海水が流通する方向(以下、流通方向という)において復水器１８側と海面２ａ側とに、放水路２２内の水面上の空間Ｓと外部とを連通する、少なくとも２つの開口２２ｃ、２２ｄが設けられている。

本実施形態では、２つの開口２２ｃ、２２ｄが設けられており、２つの開口２２ｃ、２２ｄのうちの１つには、このような放水路２２内の空気を外部に排出するためのファン２８が設けられている。このため、ファン２８が稼働することにより、ファン２８が設けられていない側の開口２２ｄから外気が、このような放水路２２内に取り込まれ、ファン２８が設けられた開口２２ｃからは放水路２２外に放水路２２内の空気が排出される。すなわち、ファン２８が設けられている開口が排出口としての排気口２２ｃであり、ファン２８が設けられていない開口が取込口としての吸気口２２ｄをなしている。本実施形態においては、吸気口２２ｄを、放水路２２における中央より復水器１８側に偏らせ、排気口２２ｃを放水路２２における中央より海面２ａ側に偏らせて設けることにより、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとがより広く間隔を隔てるように、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとを配置し、冷却後の海水がより長い間、外気に晒されるようにしている。

ところで、復水器１８へ供給された海水は、温度が上昇して気化した蒸気とともに放水路２２に流入する。このとき、水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２が外部に対して閉ざされて復水器１８と海２とを連通している場合には、放水路２２内の限られた水面上の空間Ｓに蒸気が滞留して飽和した状態となるので、表面２ｂ側の海水は気化するものの、表面２ｂより底２２ａ側の海水は温度が下がりにくく、海２に放出される海水の温度は協定値以下に下がり難い。このため、放出される海水の温度を下げるために、例えば、多量の海水を取水するため取水路２０を拡幅する、或いは、より温度の低い海水を復水器１８に供給するために海２のより深い所の、より低い温度の海水を取り込むことが考えられる。しかしながら、これらの方法は、設備が大きくなるとともにコストが高騰するおそれがある。

そこで、本願発明の放水路２２では、上述したように、水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２の上面２２ｂに少なくとも２つの開口となる吸気口２２ｄおよび排気口２２ｃを設けることにより、放水路２２内に外気を取り込むこととしている。特に排気口２２ｃにはファン２８を設け、排気口２２ｃから放水路２２外に、放水路２２内の空気を積極的に排出することにより、放水路２２内により多くの外気を取り込むことを可能としている。このように、放水路２２内の空気を排出するとともに、放水路２２内に当該放水路２２内の空気より湿度が低く低温の外気を取り込むことにより、放水路２２内を海水が気化し易い環境とする。

水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２内の海水は、吸気口２２ｄから取り込まれた湿度が低い外気により、放水路２２内を流れる海水の表面２ｂ側が蒸発する。このときの気化熱により表面２ｂ側の海水の温度が低下するとともに塩分濃度が上昇することにより密度が高くなるので、表面側２ｂの海水が、放水路２２の底２２ａ側に移動し、底２２ａ側の高温の海水との間にて対流が生じる。表面２ｂ側に移動した高温の海水は、表面２ｂに至ることにより外気に晒されて蒸発し密度が高くなって底２２ａ側に移動し底２２ａ側の海水と順次入れ替わり、放水路２２内の海水全体の温度が低下する。このため、排水の温度を効率良く低下させることが可能である。

本実施形態では、排気口２２ｃにファン２８を設けて強制的に蒸気を排出させる構成としたので、吸気口２２ｄからは外気が放水路２２内の水面上の空間Ｓ内に強制的に送り込まれる。このため、放水する海水の温度をさらに効率良く低下させることが可能である。

また、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとをより広く間隔を隔てて配置したので、外気を水面上の空間Ｓのより長い範囲に渡って流通させることが可能である。このため、外気により海水の温度の効率良く低下させることが可能である。

上記実施形態においては、海２から取水した海水を、そのまま復水器１８に供給する例について説明したが、取水路２０および放水路２２内への海洋生物の付着を抑えるために、復水器１８に供給する海水に塩素系薬剤を注入しておいてもよい。この場合には、水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２内に外気を取り込むことにより、揮発性を有する塩素系薬剤がより揮発および蒸発しやすくなるので、海に放出する海水の残留塩素系薬物の濃度を低下させることが可能である。

このように復水器１８に供給する海水に塩素系薬物を注入する場合には、図３に示すように、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとの間隔を広く隔てつつも、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとを水面上に空間Ｓを有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路２２の中央より海面２ａ側に偏らせて配置することが望ましい。すなわち、放水路２２のうちの海面２ａ側にて、放水路２２内の海水が、放水路２２内に取り込まれた外気に晒されることが望ましい。復水器１８側よりも海面２ａ側にて塩素系薬物が蒸発し易くすることにより放水路の復水器１８側では、塩素系薬物の濃度が高い海水を流通させることができるので、放水路２２内において塩素系薬物の濃度が高い海水をより長く流通させることが可能である。このため、海水温を効率良く低下させるとともに、塩素系薬物の濃度も効率良く低下させることが可能である。

上記実施形態においては、排気口２２ｃにファン２８を設けた例について説明したが、ファンは必ずしも設けられていなくとも、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路の内外の温度差および圧力差により外気が取り込まれるように開口だけが設けられていても構わない。また、吸気口側に水面上の空間に外気を取り込むためのファンが設けられていても構わず、吸気口および排気口のいずれにもファンが設けられていても構わない。

上記実施形態においては、吸気口２２ｄと排気口２２ｃとを各々１つずつ備えた例について説明したが、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路内を外気が流れる範囲が確保できれば、それぞれ複数設けられていてもよい。また、上記実施形態においては、吸気口２２ｄを復水器１８側に、排気口２２ｃを海面２ａ側に配置した例について説明したが、吸気口２２ｄを海面２ａ側に、排気口２２ｃを復水器１８側に配置してもよい。

上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

２ 海、２ａ 海面、２ｂ 表面、１０ 火力発電所、１２ 燃料貯蔵設備、
１４ タンク、１６ 発電設備、１８ 復水器、２０ 取水路、２２ 放水路、
２２ａ 底、２２ｂ 上面、２２ｃ 排気口(開口)、２２ｄ 吸気口（開口）、
２４ 取水口、２６ 放水口、２８ ファン、
Ｓ 水面上の空間

前述の目的を達成するため本発明は、海から取り入れた海水により冷却対象設備を冷却して冷却後の海水を前記海に放出するための、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路であって、前記放水路の前記空間に外気を流入させるための取込口と、前記空間の空気を排出する排出口と、を備えており、前記取込口および前記排出口は、前記冷却対象設備と前記海水の海面との間において、前記海面側の部位に互いに間隔を隔てて配置されていることを特徴とする放水路である。

Claims (4)

1. 海から取り入れた海水により冷却対象設備を冷却して冷却後の海水を前記海に放出するための、水面上に空間を有し蓋渠もしくは暗渠により構成される放水路であって、
   前記放水路の前記空間に外気を流入させるための取込口と、前記空間の空気を排出する排出口と、を備えていることを特徴とする放水路。
2. 前記取込口と前記排出口との少なくともいずれか一方にファンを備えていることを特徴とする請求項１に記載の放水路。
3. 冷却後の前記海水を前記海に放出する放水口は海中に配置され、
   前記取込口と前記排出口のうちの一方は、前記冷却対象設備側に偏らせて配置され、前記取込口と前記排出口のうちの他方は、海面側に偏らせて設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放水路。
4. 前記海から取り入れた前記海水には、塩素系薬剤が注入されており、
   冷却後の前記海水を前記海に放出する放水口は海中に配置され、
   前記外気は、前記冷却対象設備と前記海水の海面との間において、前記海面側の部位を流通することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放水路。
   
   
   

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