JP2008240715A - 格納箱 - Google Patents

Abstract

【課題】高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を高温雰囲気に設置せざるを得ない場合であっても計測処理機器が高温になることを防止できる格納箱を提供することである。
【解決手段】格納箱１１は外盤１２と内盤１３との二重構造で形成され、外盤１２は高温雰囲気に曝される環境に配置される。また、内盤１３は高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器１４を収納している。そして、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５には冷却水管１６が配置され、この冷却水管１６に冷却水が供給されて内盤１３内が冷却される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、高温雰囲気に設置される格納箱に関する。

例えば、ガスタービン設備は、空気圧縮機、燃焼器、タービンとを有し、これら機器を覆うエンクロージャーと呼ばれるパッケージが設置されている。エンクロージャー内は、１００℃以上の高温雰囲気になるが、その中にプラント重要計器の一つであるガスタービン振動計信号変換器を収納する収納箱が設置されている。ガスタービン振動計信号変換器は、高温雰囲気で長時間使用すると、信号伝送不良や故障を起こすことがある。

ガスタービン振動計信号変換器は、タービンロータの振動検出信号を電気信号に変換するものであることから、故障するとタービンロータの振動を検出することができなくなり、プラントの安全運転に影響を及ぼしかねない。また、ガスタービン振動計信号変換器が設置される箇所は１００度以上の高温雰囲気であるので、プラント運転中に保守点検を行うことには危険が伴う。

ここで、収納箱の内部と外部を二重構造とし、その二重構造の中に仕切りを入れ、内部と外部の両端に通気口を交互に設け、外部の通気を換気冷却し、収納箱の内部温度を、外気を吸排気することなく低減するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
特開平６−２２４５６４号公報

しかし、特許文献１のものでは冷却空気は収納箱が設置された外部雰囲気の空気を使用しているので、外部雰囲気が１００℃以上の高温雰囲気である場合には、収納箱の内部を冷却することができない。

そこで、ガスタービン振動計信号変換器の設置場所を高温雰囲気ではない箇所に移設することが考えられる。しかし、ガスタービン振動計信号変換器には信号ケーブル制限があり、信号ケーブルを延長すると信号精度保証限界を逸脱して検出信号を正確に検出することができなくなる。従って、信号ケーブルの延長ができないので、ガスタービン振動計信号変換器の収納箱は高温雰囲気に設置せざるを得ない。

また、ガスタービン振動計信号変換器の格納箱に当たる熱風を軽減することが考えられる。ガスタービン振動計信号変換器の格納箱に当たる熱風は、タービン排気ダクトケーシングからの熱風の漏れ、軸受からの冷却空気の排気による熱風であるが、タービン排気ダクトケーシングを修理してケーシングからの熱風の漏れを防止し、また軸受からの熱風をブロックする遮蔽物を設けることが考えられる。しかし、ケーシングの修理や遮蔽物の設置にはコストがかかり、高温雰囲気自体の温度は下がらないので熱的な影響は相変わらず受けることになる。

本発明の目的は、高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を高温雰囲気に設置せざるを得ない場合であっても計測処理機器が高温になることを防止できる格納箱を提供することである。

請求項１の発明に係わる格納箱は、高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に配置され冷却水が供給される冷却水管とを備えたことを特徴とする。

請求項２の発明に係わる格納箱は、高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に設置され前記内盤内を冷却するクーラーとを備えたことを特徴とする。

請求項３の発明に係わる格納箱は、高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に配置され冷却水が供給される冷却水管と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に設置され前記内盤内を冷却するクーラーとを備えたことを特徴とする。

請求項４の発明に係わる格納箱は、請求項１または請求項３の発明において、前記高温熱機器設備はガスタービン設備であり、前記冷却水管に供給される冷却水は軸受冷却水を用いることを特徴とする。

請求項５の発明に係わる格納箱は、請求項２または請求項３の発明において、前記高温熱機器設備はガスタービン設備であり、前記クーラーは圧縮空気を用いることを特徴とする。

本発明によれば、格納箱を外盤と内盤との二重構造として内盤内に計測処理機器を収納し、冷却水管の冷却水またはクーラーで内盤内を冷却するので計測処理機器が高温になることを抑制できる。これにより、計測処理機器の寿命を延ばしプラントの安全運転を図ることができ、計測処理機器の保守コストの低減にも寄与できる。

また、高温熱機器設備がガスタービン設備である場合には、前記冷却水管に供給される冷却水として、軸受冷却水を用いるので冷却水を容易に低コストで確保できる。同様に、クーラーは圧縮空気を用いるので、クーラーを容易に低コストで運転できる。

図１は本発明の実施の形態に係わる格納箱１１の一例を示す構成図である。図１に示した格納箱１１は高温熱機器設備としてガスタービン設備のエンクロージャー内に設置されるものを示している。格納箱１１は外盤１２と内盤１３との二重構造で構成され、内盤１３内に計測処理機器１４が収納される。そして、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５に冷却水管１６が配置され、この冷却水管１６には軸受冷却水供給設備１７から冷却水が供給されるようになっている。

格納箱１１の外盤１２は、ガスタービン設備のエンクロージャー内の高温雰囲気に設置される。例えば、ガスタービン設備のエンクロージャー内のタービンの下部の周囲温度は１００℃以上の高温雰囲気である。外盤１２は１００℃以上の高温雰囲気に曝されるので、外盤１２の外表面は１００℃以上となっており、また、外盤１２の内面も１００℃以上となっている。

次に、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５は、空気が充満しており断熱層としての役割を果たす。従って、外盤１２の内表面の温度が例えば１００℃となっても、内盤１３の外表面は即座には１００℃にはならないが、そのままで放置しておくと空間１５内の空気の温度が外盤１２の内表面の温度（例えば１００℃）まで上昇する。これにより、内盤１３の温度も空間１５内の空気の温度（例えば１００℃）まで上昇する。

同様に、内盤１３の温度が空間１５内の温度まで上昇したとしても、内盤１３内には空気が充満しているので、即座には内盤１３の温度（例えば１００℃）まで上昇しないが、そのままで放置しておくと内盤１３内の空気の温度が内盤１３の内表面の温度（例えば１００℃）まで上昇する。内盤内１３には、高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器１４が収納されているので、時間が経過すると、計測処理機器１４が高温雰囲気と同じ温度の雰囲気に曝されてしまうことになる。

そこで、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５の冷却水管１６に冷却水を供給して内盤１３内を冷却する。冷却水管１６にはガスタービン設備の軸受冷却水供給設備１７から冷却水が供給される。冷却水管１６に冷却水が流れると、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５内の空気が冷却され、内盤１３の温度も空間１５内の空気の温度まで冷却される。

ここで、内盤１３内に収納されている計測処理機器１４がガスタービン振動計信号変換器である場合、プロセス量としてタービンロータの偏心量をセンサで検出し、そのセンサで検出したタービンロータの偏心量をガスタービン振動計信号変換器で電気信号に変換する。このガスタービン振動計信号変換器は、例えば−３５℃〜８５℃の範囲での使用には耐え得るが、８５℃を超えた領域では動作が保証されないものである。そこで、内盤１３の温度が８５℃以下（例えば６０℃前後）となるように、冷却水管１６に冷却水を供給して内盤１３内を冷却する。

なお、冷却水管１６の設置本数、冷却水流量、冷却水温度により冷却能力を変化させることができる。また、空間１５には空気を充満させた場合について説明したが、空気に代えて断熱材を充填してもよいし、必要に応じて空間の大きさ（厚さ）を変化させるようにしてもよい。

次に、図２は本発明の実施の形態に係わる格納箱１１の他の一例を示す構成図である。この一例は、図１に示した一例に対し、内盤１３内を冷却する冷却水管１６に代えてクーラー１８を設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。

クーラー１８は、例えば渦流発生器を備えたクーラーであり、外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５に配置され、ガスタービン設備の圧縮空気供給設備１９からの圧縮空気により冷却される。つまり、圧縮空気供給設備１９からの圧縮空気は、クーラー１８内で膨張して渦流となり湿分を除去し、そのとき発生する冷風を内盤１３内に供給し、熱風を圧縮空気供給設備１９側に排出する。これにより、ガスタービン振動計信号変換器を収納した内盤１３内を冷却し、ガスタービン振動計信号変換器が適正に使用可能な温度（例えば６０℃前後）となるように内盤１３内の温度を調整する。

以上の説明では、クーラー１８の冷風を内盤１３内に直接的に供給するようにしたが、クーラー１８の冷風を外盤１２と内盤１３との間に形成された空間１５に供給するようにしてもよい。また、図１の一例に対し、図２に示したクーラー１８を追加して設けるようにしてもよい。

本発明の実施の形態によれば、収納箱１１を外盤１２と内盤１３との二重構造にして、冷却水管１６を流れる冷却水またはクーラー１８からの冷熱で内盤１３内を冷却するので、内盤１３内に収納された計測処理機器１４が高温になることを防止できる。これにより、高温雰囲気下での温度が影響し、測定処理機器に発生していたトラブルを回避でき、機器寿命を延ばし安全運転及び保守コスト低減に寄与できる。

冷却水管１６に供給する冷却水は、ガスタービン設備の軸受冷却水設備から供給するので、冷却水管１６に供給する冷却水系統を別途設ける必要がなくコストも低減できる。同様に、クーラー１８はガスタービン設備の圧縮空気を用いるので、クーラー１８の駆動源を別途設ける必要なく容易にしかも低コストで実現できる。

このように、高温環境での使用が困難な機器であっても、環境条件（維持したい温度）に応じて冷却水管１６やクーラー１８での冷却能力を変化させることで様々な温度環境内での使用が可能になる。

本発明の実施の形態に係わる格納箱１１の一例を示す構成図。 本発明の実施の形態に係わる格納箱１１の他の一例を示す構成図。

符号の説明

１１…格納箱、１２…外盤、１３…内盤、１４…計測処理機器、１５…空間、１６…冷却水管、１７…軸受冷却水供給設備、１８…クーラー、１９…圧縮空気供給設備

Claims (5)

1. 高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に配置され冷却水が供給される冷却水管とを備えたことを特徴とする格納箱。
2. 高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に設置され前記内盤内を冷却するクーラーとを備えたことを特徴とする格納箱。
3. 高温雰囲気に曝される外盤と、前記外盤内に収納され高温熱機器設備のプロセス量を計測処理する計測処理機器を収納した内盤と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に配置され冷却水が供給される冷却水管と、前記外盤と前記内盤との間に形成された空間に設置され前記内盤内を冷却するクーラーとを備えたことを特徴とする格納箱。
4. 前記高温熱機器設備はガスタービン設備であり、前記冷却水管に供給される冷却水は軸受冷却水を用いることを特徴とする請求項１または請求項３記載の格納箱。
5. 前記高温熱機器設備はガスタービン設備であり、前記クーラーは圧縮空気を用いることを特徴とする請求項２または請求項３記載の格納箱。

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