中ほどがくびれた発電所の巨大な冷却塔。ファンなしで空気が流れるしくみと、温まった冷却水の熱の捨て方を解説します。
海外の発電所の写真でよく見る、裾が広がって中ほどがくびれた巨大な塔は、自然通風冷却塔と呼ばれる冷却塔です。煙突のように見えますが、燃料を燃やした排ガスを出す設備ではなく、発電で温まった冷却水を大気で冷やすための設備です。 ■なぜ発電所は冷やす必要がある？ 原子力発電所では、タービンを回し終えた蒸気を復水器に送り、冷却水で冷やして水に戻します。このとき、多量の冷却水が必要になり、冷却水は熱を受け取って温まります。 ■日本の原発はどう冷やす？ 国内の原子力発電所では、冷却水に海水を使い、温まった海水を温排水として海へ戻しています。冷却水は発電所を一度通ったあと、そのまま海へ戻ります。 ■海から離れた発電所ではどうする？ 熱の捨て方には、海や川へ戻す方法のほか、冷却池や冷却塔があります。冷却池では温水が池を流れる間に大気へ熱を逃がし、冷却塔では塔の中で空気に熱を渡します。どちらも冷えた水を再び冷却に使います。一方、温排水は水中の生き物への影響が問題になることがあります。まずはお気軽にご相談ください。
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基本情報
■ファンなしで空気が流れる？ 塔の中の空気は、温水から熱と水分を受け取って、温かく湿った状態になります。この空気は外の空気より密度が小さいため上へ昇り、下から外気が吸い込まれます。この密度差で通風が起きるため、自然通風と呼ばれます。 ■背が高いのは何のため？ 塔の中と外の密度差はわずかなため、空気を引き込む力を強くするには塔を高くする必要があります。そのため塔は大きく作られ、高さが100mを超えるものもあります。 ■くびれた形の理由は？ 塔の側面は双曲線を描いています。この形は、入ってきた空気を塔の中心へ滑らかに導き、塔内の流れを助けます。 ■中では水が雨のように落ちる 温水は塔の下部の充填材を流れ落ち、下の側面から入った空気がその間を通り抜けます。水滴は蒸発などで熱を失って冷え、また復水器へ戻ります。 ■白い煙の正体は？ 塔の上から出る空気は、ほぼ飽和に近い湿った空気です。これが外気で冷やされて凝結すると、白いプルームとして目に見えるようになります。つまり、白く見えるのは排ガスではなく水分です。
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■ビルや工場の冷却塔との違い 1.空気の流し方：発電所の大型塔は密度差による自然通風、ビルや工場で使われる冷却塔は送風機で外気を取り入れる形式 2.大きさ：発電所の塔には高さ100mを超えるものもある 3.冷やす相手：発電所は復水器の冷却水、ビルや工場は空調や生産設備の冷却水 ■蒸発で冷やす点は同じ？ どちらの塔も、冷却水の一部が蒸発するときに熱を奪う性質を使っています。水が蒸発すると、残った冷却水には溶けていた成分が濃くなっていきます。建築物の冷却水でも、蒸発による有機物質の濃縮は、日射や大気への開放と並んで、微生物や藻類が増えやすい条件の一つです。そのため、規模の大小にかかわらず、冷却水の水質を見ながら運転することが欠かせません。 ■冷却水の管理のご相談 当社のお客様は主にビルや工場の冷却塔ですが、冷却水の濃縮によるスケールや腐食、微生物の増殖への対策は、塔の大きさや形式が違っても必要になる管理です。冷却塔の水処理剤の選定や薬注の方法についても、当社でご相談を承っています。まずはお気軽にご相談ください。
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当社は創業以来、時代の変化と消費者ニーズの多様化に対応した多彩な 取扱品目を、用途やニーズに合わせ的確に供給することをモットーに、 柔軟なサービスを提供し続けております。 「ケミカル・エンジニアリング・パートナー」を企業スローガンに、 化学技術の専門家集団として、国内外の先進技術の中からお客様の問題を 解決するアイデアを発見し、アクティブにご提案いたします。
