物理的な設備

物理プラント、機械プラント、または産業プラント(文脈が与えられている場合は、単にプラントと呼ばれることが多い) は、特定の施設の運用と保守に使用される必要なインフラストラクチャを指します。これらの施設の運用、またはそれを行う組織の部門は、「プラント運用」または施設管理と呼ばれます。産業プラントは、「工場」という意味での「製造プラント」と混同しないでください。これは、プラントの運用または保守に必要な、プラントに関連するアーキテクチャ、設計、機器、およびその他の周辺システムを総合的に見るものです。

発電所

原子力

原子力発電所の設計と設備は、過去30年間、大部分が停滞したままである。^{[1]原子炉の冷却機構には、}軽水炉、液体金属炉、高温ガス冷却炉の3種類がある。^[2]大部分の設備は同じままであるが、既存の原子炉に安全性と効率性を向上させるための最小限の改造がいくつか行われている。^[3]これらの原子炉すべてに大幅な設計変更も行われている。しかし、それらは理論上のものであり、実装されていない。^[4]

原子力発電所の設備は、一次系とバランスオブプラント系の2つのカテゴリーに分けられます。^{[5]一次系は、}原子力発電の生産と安全に関与する設備です。^[6]原子炉には、通常、炉心を保護するために炉心を囲んでいる原子炉容器や、燃料棒を保持する原子炉心などの設備があります。また、液体冷却ループと循環冷却材からなる原子炉冷却設備も含まれます。これらのループは通常、それぞれ少なくとも1つのポンプを備えた独立したシステムです。^[7]その他の設備には、必要に応じてプラント内の圧力が調整されるようにする蒸気発生器と加圧器があります。 ^[8]格納容器設備は、原子炉の周囲に構築され、原子炉の故障から周囲を保護するための物理的構造物です。^[9]最後に、一次系には、緊急炉心冷却設備と原子炉保護設備も含まれます。^[10]

バランスオブプラントシステムは、発電所全体で一般的に使用されている電力の生産と配電の設備です。^[11]タービン、発電機、復水器、給水設備、補助設備、消火設備、非常用電源設備、使用済み燃料貯蔵庫を活用します。^[12]

放送工学

放送工学において、送信機設備という用語は、送信機とその制御装置および入力、スタジオ/送信機リンク（ラジオスタジオが敷地外にある場合） ^[13] 、ラジオアンテナおよびレドーム、給電線および乾燥/窒素システム、放送塔および建物、塔の照明、発電機、空調設備に関連する物理設備の一部を指します。これらは、テレメトリ（送信機/スタジオリンク）を介して状態を報告する自動送信システムによって監視されることがよくあります。^[^要出典^]

通信施設

光ファイバー通信

資本支出や運用支出などの経済的制約により、パッシブ光ネットワークは、ユーザーを光ファイバー設備に接続するための主要な光ファイバーモデルとなっています。^[14]中央オフィスハブは伝送機器をユーティリティし、1回線あたり1〜32人のユーザーに信号を送信できます。^[14] PONネットワークの主要なファイバーバックボーンは、光ラインターミナルと呼ばれます。^[15]メンテナンス、機器共有の効率、実際のファイバーの共有、将来の拡張の可能性などの運用要件によって、どの特定のPONバリアントを使用するかが決まります。^[14]ファイバーオプティックスプリッターは、複数のユーザーを同じファイバーバックボーンに接続する必要がある場合に使用される機器です。^[14] EPONはPONのバリアントで、1回線で704の接続を保持できます。^[15] PONバックボーンに基づくファイバーネットワークには、ファイバーを「縁石、建物、または家」に接続するなど、個人をネットワークに接続するためのオプションがいくつかあります。^[16]この装置は異なる波長を利用して干渉なく同時にデータを送受信する^[15]

携帯電話通信

基地局は、モバイル通信インフラの重要な構成要素です。基地局は、エンドユーザーをメインネットワークに接続します。^[17]基地局には、中継機器を保護する物理的な障壁があり、マストや建物の屋根/側面に設置されます。基地局の設置場所は、必要なローカル無線周波数カバレッジによって決まります。^{[18]これらの基地局は、建物や地形に設置されたさまざまな種類のアンテナを使用して、信号を送受信します。}^[19]指向性アンテナは、信号をさまざまな方向に向けるために使用されますが、見通し内無線通信アンテナは、基地局間の通信を可能にします。^[19]

基地局には、マクロセル、マイクロセル、ピコセルの3種類がある。^[18] マクロセルは最も広く使用されている基地局で、無指向性アンテナまたは無線通信アンテナを使用している。マイクロセルはより特殊で、マクロセルがカバーできないエリアを拡大して追加のカバレッジを提供する。^[20]マイクロセルは通常街灯に設置され、通常は無線通信アンテナを必要としない。これは、光ファイバーケーブルで物理的に相互接続されているためである。^[17]ピコセル局はさらに特殊で、カバー範囲が狭い場合に建物内でのみ追加のカバレッジを提供する。通常は各建物の屋根や壁に設置される。^[17]

淡水化プラント

淡水化プラントは、水源から塩分を取り除き、人間の消費に使えるようにする役割を担っています。^[21] 逆浸透、多段フラッシュ、多重効用蒸留は、淡水化プラントを区別する3つの主要なタイプの装置とプロセスです。^[21] MSFやMEDなどの熱技術は、淡水供給へのアクセスが少ない一方で余剰エネルギーにアクセスできるため、中東で最も使用されています。^[21]

逆浸透

逆浸透プラントは「半透膜ポリマー」を使用しており、飲用に適さない分子をブロックしながら、水が緩むことなく通過できるようにします。^[22]逆浸透プラントでは通常、取水管を使用して、水をその水源で抽出できるようにします。この水はその後、前処理センターに運ばれ、そこで水による損傷を防ぐために化学物質が加えられ、水中の粒子が除去されます。HRポンプとブースターポンプを使用して圧力をかけ、施設のさまざまな高さで水を汲み上げ、逆浸透モジュールに転送します。この機器は、仕様に応じて、水から98〜99.5％の塩分を効果的にろ過します。これらの前処理モジュールと逆浸透モジュールで分離された廃棄物は、エネルギー回収モジュールに運ばれ、余分なものは排水管からポンプで送り返されます。制御装置を使用して、このプロセスを監視し、スムーズに実行し続けるようにします。水が分離されたら、配水網を介して家庭に配送され、消費されます。^{[23]前処理システムには、}取水池やスクリーンなどの取水スクリーニング装置があります。^[24]取水装置の設計はさまざまです。外洋取水口は陸上または沖合に設置されます。沖合取水口はコンクリート製の水路を使用してスクリーニングチャンバーに水を送り、取水ポンプを使用して前処理センターに直接移送し、そこで化学物質を追加します。その後、浮上装置を使用して溶解して固形物から分離し、半透膜を通してポンプで送ります。^[25]

電気透析

電気透析は逆浸透システムと競合し、1960年代から産業的に使用されています。^[26]陰極と陽極を複数の段階で使用してイオン化合物を濃縮された形でろ過し、より純粋で安全な飲料水を残します。この技術はエネルギーコストが高いため、逆浸透とは異なり、主に海水よりも塩分濃度が低い汽水に使用されます。^[27]

多段フラッシュ蒸留

熱蒸留装置は中東で一般的に使用されています。逆浸透と同様に、水抽出および前処理装置がありますが、MSFでは、密封防止剤や腐食防止剤などのさまざまな化学物質が追加されます。加熱装置は、塩水加熱器に到達するまで、さまざまな段階でさまざまな圧力レベルで使用されます。塩水加熱器は、これらのさまざまな段階で蒸気を供給して、水の沸点を変更します。^[28]

伝統的な水処理施設

従来の水処理プラントは、すでに飲用可能な水域から水を抽出し、浄化し、分配するために使用されます。水処理プラントでは、水を回収、貯蔵し、処理のためにプラントに移送するための大規模な機器ネットワークが必要です。地下水源からの水は通常、井戸から抽出され、プラントに輸送されます。^[29]一般的な井戸設備には、パイプ、ポンプ、シェルターが含まれます。^[30]この地下水源が処理プラントから離れている場合は、導水管を使用して輸送するのが一般的です。^{[31]導水管、}パイプ、トンネルなどの多くの輸送設備は、開水路の流れを利用して水の供給を確保します。^[32]これは、地形と重力を利用して、追加のポンプを必要とせずに、水がある場所から別の場所へ自然に流れるようにします。流量測定機器を使用して流量を監視しますが、問題が発生しないことが一貫しています。^[33] 流域は、各エリアの表層水が自然に流れるエリアであり、通常は収集後に貯留されます。^[34]雨水流出の場合、自然の水域とろ過システムが水の貯蔵と輸送に使用されます。雨水以外の流出では、浄化槽などの設備を使用して現場で水を処理するか、下水道システムを使用して水を集めて水処理場に送ります。^[35]

水が処理施設に到着すると、パッシブスクリーンやバースクリーンなどのスクリーンに通される前処理工程が行われ、特定の種類の破片が施設のさらに下流の機器に入り込んで機器を損傷するのを防ぎます。^[36]その後、ドライケミカルフィーダーまたは溶液計量ポンプを使用して、化学物質の混合物が追加されます。水が使用できなくなったり機器に損傷を与えたりしないように、これらの化学物質は電気機械式化学物質供給装置を使用して測定され、水中の化学物質の適切なレベルが維持されます。^[37]前処理による酸性度の上昇を防ぐため、水を安全に移送するために、 PVC、アルミニウム、ステンレス鋼などの耐腐食性のパイプ材料が使用されます。 ^[38]通常は次のステップで凝固が行われ、硫酸鉄などの塩を使用して混合タンク内の有機物が不安定化されます。可変速パドルミキサーを使用して、処理される特定の水域に使用する最適な塩の混合物を特定します。^[39]凝集槽は温度を利用して危険な粒子を凝縮します。^[40]次に沈殿槽を使用して沈殿を行います。沈殿では重力を利用して特定の固形物が除去され、タンクの底に蓄積されます。長方形と中央の供給槽は、汚泥処理センターに運ばれる沈殿物を除去するために使用されます。次に、圧力ろ過、珪藻土ろ過、直接ろ過を使用して、水源に残っている大きな物質をろ過で分離します。 ^[41]その後、水は消毒され、保管または使用のために分配されます。^[42]

工場の責任

水処理プラントの設備の保守については、利害関係者がそれぞれ異なる責任を負っている。 ^[43]エンドユーザーへの配水設備に関しては、主にプラント所有者が設備の保守に責任を負っている。エンジニアの役割は、水処理に使用される設備の保守に重点を置いている。公的規制当局は、給水の水質を監視し、飲用に安全であることを保証する責任がある。^[44]これらの利害関係者は、これらのプロセスと設備に対して積極的な責任を負っている。製造業者の主な責任は、現場外で、使用前に設備の機能の品質保証を提供することである。^[45]

空調設備

HVACプラントには通常、空調 (暖房と冷房の両方のシステムと換気) とその他の機械システムが含まれます。また、配管や照明などの他のシステムのメンテナンスも含まれることがよくあります。施設自体は、オフィスビル、学校のキャンパス、軍事基地、アパートの複合施設などです。 HVAC システムは、特定の施設または建物内の特定のエリアに熱を輸送するために使用できます。[ ^46] ヒートポンプは、熱を特定の方向に押し出すために使用されます。使用される特定のヒートポンプはさまざまであり、太陽熱ポンプや地中熱ポンプが含まれる可能性があります。その他の一般的なコンポーネントは、フィンチューブ熱交換器とファンですが、これらは制限があり、熱損失につながる可能性があります。^[46] HVAC 換気システムは、主に強制循環によって空気中の粒子を除去します。^[47]

参照

脚注

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[29] Spellman, FR 『水および廃水処理プラント運営ハンドブック』CRC Press、ホーボーケン。第3版。2013年、607ページ。

[30] Spellman, FR 『水および廃水処理プラント運営ハンドブック』CRC Press、ホーボーケン。第3版。2013年、609ページ。

[31] Spellman, FR 『水および廃水処理プラント運営ハンドブック』CRC Press、ホーボーケン。第3版。2013年、324ページ。

[32] Spellman, FR 『水および廃水処理プラント運営ハンドブック』CRC Press、ホーボーケン。第3版。2013年、325ページ。

[33] Spellman, FR 『水および廃水処理プラント運営ハンドブック』CRC Press、ホーボーケン。第3版。2013年、327ページ。

[34] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 614. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[35] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 618. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[36] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 623. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[37] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 624. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[38] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. pp. 627, 631. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[39] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. pp. 632–634. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[40] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 633. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[41] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. pp. 634–635. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[42] Spellman, Frank R. (2013-10-21). 水および廃水処理プラント運用ハンドブック. CRC Press. p. 643. doi :10.1201/b15579. ISBN 978-0-429-09731-7。

[43] Bingley, WM「プラント運営の責任」アメリカ水道協会、第64巻第3号、1972年、132ページ。

[:5-44] Bingley, WM「プラント運営の責任」アメリカ水道協会、第64巻第3号、1972年、133ページ。

[45] Bingley, WM「プラント運営の責任」アメリカ水道協会、第64巻第3号、1972年、134ページ。

[:0-46] Jouhara, H & Yang, J「エネルギー効率の高い HVAC システム」。Energy and Buildings、vol. 179、2018 年、p. 83。

[47] Jouhara, H & Yang, J「エネルギー効率の高い HVAC システム」。Energy and Buildings、vol. 179、2018 年、p. 84。

[48] ニューサウスウェールズ州計画局「ブロードバンドを含むNSW電気通信施設ガイドライン」2010年、178ページ。