JP2012047132A - 放出配管のカバー部材、これを備えた放出配管およびこれを備えたガスタービンプラント - Google Patents

Abstract

【課題】可燃性流体を大気に放出させる放出配管から火炎が放出される場合に、その火炎によって生じる被害範囲の縮小を図ることが可能な放出配管のカバー部材、これを備えた放出配管およびこれを備えたガスタービンプラントを提供することを目的とする。
【解決手段】可燃性流体を大気に放出させる放出配管１１の放出側の端部を取り囲むように設けられて、その鉛直上方部が開放され、かつ、その鉛直下方部が閉止されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、放出配管のカバー部材、これを備えた放出配管およびこれを備えたガスタービンプラントに関し、特に、火炎の放出抑制に関するものである。

一般に、ガスタービンプラントにおいては、ガスタービンに燃料ガスを供給する燃料ガス配管には、リリーフ弁が設けられおり、リリーフ弁が作動することによって燃料ガスが放出された場合には、燃料ガスがベント管を経て大気放出される。このベント管は、その端部が大気開放されているため、外部からの雨水の浸入を防止する必要がある。

そのため、従来は、ベント管の開放端部を垂直方向斜め約４５°下向きに向けることによって、雨水の浸入を防止していた（例えば、特許文献１）。
また、リリーフ弁が作動し、ベント管から燃料ガスが放出される際に、何らかの原因で燃焼ガスに引火し、火炎が発生することがある。このため、ベント管の開放端部に金網を設けることによって、ベント管から火炎が吹出した場合であっても、吹き出す火炎長を抑制していた。

特開２００１−２１４７６０号公報

しかしながら、ベント管の開放端部を垂直方向斜め約４５°下向きに向けた場合には、リリーフ弁が作動した際にベント管の開放端部から下方に発生した火炎が放出されるため、火炎による周囲の建屋や人員への被害をさける配管の配置にする必要がある。そのため、配管を大きく取り回さなければならないという問題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、放出配管から放出される火炎による被害範囲の縮小を図ることが可能な放出配管のカバー部材、これを備えた放出配管およびこれを備えたガスタービンプラントを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放出配管のカバー部材、これを備えた放出配管およびこれを備えたガスタービンプラントは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明に係る放出配管のカバー部材によれば、可燃性流体を大気に放出させる放出配管の放出側の端部を取り囲むように設けられて、その鉛直上方部が開放され、鉛直下方部が閉止されていることを特徴とする。

可燃性流体を大気に放出させる放出配管の放出側の端部には、その端部を取り囲むカバー部材を設けて、カバー部材の鉛直上方部を開放し、鉛直下方部を閉止することとした。そのため、放出配管の端部から可燃性流体が火炎として放出された場合であっても、火炎をカバー部材の鉛直上方部から大気へと放出させることができる。したがって、火炎が放出した場合に生じる被害範囲を縮小することができる。

さらに、本発明に係る放出配管のカバー部材によれば、前記鉛直上方の開放部には、火炎放出抑制手段が設けられることを特徴とする。

火炎放出抑制手段をカバー部材の開放している鉛直上方部に設けることとした。そのため、カバー部材の鉛直上方部から大気に放出される火炎長を抑制することができる。したがって、火炎が放出した場合に生じる被害範囲をさらに縮小することができる。

さらに、本発明に係る放出配管のカバー部材によれば、前記放出配管の放出側の端部には、該放出配管内に導かれる可燃性流体の流れ方向を水平方向または水平方向よりも鉛直下方側に転向させる転向部材を備えることを特徴とする。

放出配管の放出側の端部は、放出配管内に導かれた可燃性流体の流れ方向を水平方向または水平方向よりも鉛直下方側に転向させる転向部材を設けることとした。そのため、カバー部材の鉛直上方部が大気開放になっていても放出配管内への雨水などの侵入を防止することができる。したがって、放出配管内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

さらに、本発明に係る放出配管のカバー部材によれば、前記カバー部材は、鉛直下方近傍にドレン孔を有することを特徴とする。

カバー部材の延直下方部近傍には、ドレン孔を設けることとした。そのため、カバー部材内に侵入した雨水をドレン孔から排水することができる。

さらに、本発明に係る放出配管によれば、上記のいずれかに記載の放出配管のカバー部材を有することを特徴とする。

周囲の着火源によって放出配管から放出された可燃性流体が引火して火炎が発生した場合や、放出配管から大気に火炎が放出された場合には、放出配管の周囲の機器や人体への危険性を低減するために、放出配管を周囲の機器や人体を避けるように配管している。そのため、配管の取り回し量（立ちあげ量）が大きくなってしまう。

そこで、雨水の浸入を防止しつつ、鉛直上方に火炎を放出させることが可能なカバー部材を放出配管に備えることとした。そのため、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を縮小しつつ、放出配管の取り回し量（立ちあげ量）を削減することができる。

さらに、本発明に係るガスタービンプラントによれば、上記に記載の放出配管を一部に備え、ガスタービンに可燃性流体を供給する可燃性流体供給配管を備えたことを特徴とする。

可燃性流体供給配管の設置費および設置スペースを削減することが可能となる。したがって、ガスタービンプラントの設置費用および設置スペースを削減することができる。

可燃性流体を大気に放出させる放出配管の放出側の端部には、その端部を取り囲むカバー部材を設けて、カバー部材の鉛直上方部を開放し、鉛直下方部を閉止することとした。そのため、放出配管の端部から可燃性流体が火炎として放出された場合であっても、火炎をカバー部材の鉛直上方部から大気へと放出させることができる。したがって、火炎が放出した場合に生じる被害範囲を縮小することができる。

本発明の第１実施形態に係る放出配管のカバー部材を備えるガスタービンコンバインドプラントの部分構成図である。 図１に示す放出配管のカバー部材の縦断面構成図である。 本発明の第２実施形態に係る放出配管のカバー部材の縦断面構成図である。 本発明の第３実施形態に係る放出配管のカバー部材の縦断面構成図である。 本発明の第４実施形態に係る放出配管のカバー部材の縦断面構成図である。 本発明の第４実施形態に係る放出配管のカバー部材の変形例である。 本発明の第５実施形態に係る放出配管のカバー部材の縦断面構成図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を用いて説明する。
本実施形態に係るガスタービンコンバインドプラント（ガスタービンプラント）のガスタービン（図示せず）に設けられる燃焼器（図示せず）には、燃料ガス（可燃性流体）が燃料ガス供給配管（図示せず）から供給されて燃焼する。燃焼器において燃料ガスが燃焼することによって導出された燃焼ガスは、ガスタービンを回転駆動する。

燃料ガス供給配管（可燃性流体供給配管）には、燃料ガス供給配管内の余剰の燃料ガスを燃料逃がし弁（図示せず）を経て大気に放出させる燃料ガスベント管（放出配管）１１が設けられている。
燃料ガスベント管１１の放出側の端部は、鉛直上方になるように設けられている。燃料ガスベント管１１の途中位置には、燃料ガス供給配管内の余剰の燃料ガスを燃料ガス供給配管から燃料ガスベント管１１へと導出する燃料逃がし弁（図示せず）が設けられている。燃料ガスベント管１１には、その放出側の端部を包囲するようにカバー部材１２が設けられている。

カバー部材１２は、その鉛直上方部が大気に連通している。カバー部材１２は、円筒形状とされている。カバー部材１２の軸方向の上端（鉛直上方部）は、開放端となっており、軸方向の下端は、閉止されている。カバー部材１２の下端面は、その中心部を後述する内管１３が貫通している。閉止されているカバー部材１２の下端面近傍には、カバー部材１２内に吹き込んだ雨水を排出するドレン孔１８（図２参照）が設けられている。ドレン孔１８は、例えば、２箇所に設けられている。

カバー部材１２の下端面を貫通し、燃料ガスベント管１１に接続され、燃料ガスベント管１１の放出側の端部となる内管１３は、燃料ガスベント管１１と同径とされている。内管１３は、その上端がカバー部材１２の軸方向の略中央になるように設けられている。内管１３の下端は、燃料ガスベント管１１とボルト（図示せず）によって固定されている内管用フランジ部１４となっている。

カバー部材１２の下端面から外部へと貫通している内管１３には、図２に示すように、下方からカバー部材１２を支持するカバー部材用支持部材１５が設けられている。カバー部材用支持部材１５は、三角形状をしており、例えば、４箇所に設けられている。カバー部材用支持部材１５は、カバー部材１２を鉛直方向上方から見た場合に、図２（Ａ）に示すように、各々９０°の間隔を有するようにカバー部材１２の下端面に設けられている。

カバー部材用支持部材１５は、三角形状の一辺がカバー部材１２の下端面に溶接により固定され、他の一辺がカバー部材１２の下端面を貫通している内管１３の側壁に溶接により固定されている。これによって、カバー部材１２内に燃料ガスや火炎が放出された場合であっても、カバー部材１２に作用する燃料ガスや火炎の反力を受けとめることができるようになっている。

カバー部材１２の内部を貫通している内管１３は、その軸方向に直交する面である上端面（放出側の端部）に、内管１３よりも径が大きな閉止板（転向部材）１７が接続されている。また、内管１３の上端面近傍の側壁の一部には、カバー部材１２の内部に連通している孔（転向部材）１６が設けられている。燃料ガスベント管１１から内管１３に導かれた燃料ガスは、これら閉止板１７および孔１６によって流れ方向が水平方向に転向されてカバー部材１２内に排出される。

内管１３の上端面に設けられている閉止板１７は、内管１３の外側壁に設けられている内管用支持部材１９によって下方から支持されている。内管用支持部材１９は、長方形状をしており、例えば、２箇所に設けられている。内管用支持部材１９は、内管１３の側壁に設けられている孔１６を塞がない位置に設けられている。

内管用支持部材１９は、四角形状のその長辺の一辺が内管１３の側壁に溶接により固定され、短辺の一辺が内管１３の上端面から内管１３の半径方向に突出している閉止板１７の下面に溶接により固定されている。これによって、内管１３に設けられている孔１６から燃焼ガスや火炎が放出された場合であっても、内管１３および閉止板１７に作用する燃焼ガスや火炎の反力を受けとめることができるようになっている。

大気に連通しているカバー部材１２の鉛直上方部は、カバー部材用フランジ部２１となっている。カバー部材用フランジ部２１には、カバー部材用フランジ部２１と略同径であり複数の孔（多孔）を有している網（火炎放出抑制手段）２０がボルト（図示せず）によって固定されている。

網（板状部材）２０は、例えば、１０メッシュ、線径１．０ｍｍの金属製である。燃料ガス供給配管から燃料ガスベント管１１を経てカバー部材１２の鉛直上方部から大気に火炎が放出される場合には、カバー部材１２の鉛直上方部に網２０を設けることにより複数の網目が火炎を分散して火炎の伝播速度を抑制することができる。また、網２０により火炎が分散されることによって放熱および冷却された火炎の勢いが低下する。そのため、カバー部材１２から大気に放出される火炎長を抑制することができる。

以上述べたように、本実施形態に係る燃料ガスベント管１１のカバー部材１２、これを備えた燃料ガスベント管１１およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントによれば、以下の効果を奏する。
燃料ガス（可燃性流体）を大気に放出させる燃料ガスベント管１１に接続されている内管１３の放出側の端部には、その端部を取り囲んでいるカバー部材１２を設けて、カバー部材１２の鉛直上方部を開放して大気に連通させることとした。そのため、燃料ガスベント管１１に接続されている内管１３の端部から吹き出す火炎をカバー部材１２の鉛直上方部から大気に放出させることができる。したがって、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を従来に比べて縮小することができる。

網（火炎放出抑制手段）２０をカバー部材１２の鉛直上方部に設けることとした。そのため、カバー部材１２の鉛直上端部から大気に放出される火炎長を抑制することができる。したがって、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を従来に比べて縮小することができる。

複数の網目（多孔）を有している網（板状部材）２０を火炎放出抑制手段として用いることとした。そのため、複数の網目を通過した火炎は、伝播速度が抑制されるとともに放熱および冷却される。したがって、大気に放出される火炎長を抑制することができる。

燃料ガスベント管１１に接続されている内管１３の放出側の端部には、燃料ガスベント管１１内に導かれた燃料ガスの流れ方向を水平方向に転向させる閉止板（転向部材）１７および内管１３の側壁に開口している孔（転向部材）１６を設けることとした。そのため、カバー部材１２の鉛直上方部が大気開放になっていても燃料ガスベント管１１内への雨水の侵入を防止することができる。したがって、燃料ガスベント管１１内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

カバー部材１２の鉛直下端部近傍には、ドレン孔１８を設けることとした。そのため、カバー部材１２内に侵入した雨水をドレン孔１８から排水することができる。

雨水の浸入を防止しつつ、鉛直上方に火炎を放出させることが可能なカバー部材１２を用いることとした。そのため、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を従来よりも縮小しつつ、燃料ガスベント管１１の取り回し量（立ちあげ量）を削減することができる。

ガスタービン（図示せず）に供給される燃料ガスを導く燃料ガス供給配管（可燃性流体供給配管）の設置費および設置スペースを削減することが可能となる。したがって、ガスタービンコンバインドプラント（ガスタービンプラント）の設置費用および設置スペースを削減することができる。

なお、本実施形態では、火炎放出抑制手段を金属性の網２０として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、不燃性の製品であれば良い。

［第２実施形態］
本実施形態の燃料ガスベント管のカバー部材、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントは、カバー部材の形状が異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図３には、本実施形態の放出配管のカバー部材の縦断面構成図が示されている。

カバー部材２２は、円筒状の下端面から下方に向かって円錐状とされて内筒１３の側壁に設けられている。カバー部材２２の円錐状部分２３には、カバー部材２２内に吹き込んだ雨水を排出するドレン孔（図示せず）が設けられている。カバー部材２２の円錐状部分２３によって、カバー部材２２内に燃料ガスや火炎が放出された場合であっても、カバー部材２２に作用する燃料ガスや火炎の反力を受けとめることができるようになっている。

以上述べたように、本実施形態に係る燃料ガスベント管のカバー部材２２、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントによれば、以下の効果を奏する。
燃料ガス（可燃性流体）を大気に放出させる燃料ガスベント管（放出配管）に接続されている内管１３の放出側の端部には、その端部を取り囲んでいるカバー部材２２を設けて、カバー部材２２の鉛直上方部を開放して大気に連通させることとした。そのため、燃料ガスベント管の端部から吹き出す火炎をカバー部材２２の鉛直上方部から大気に放出させることができる。したがって、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を従来に比べて縮小することができる。

［第３実施形態］
本実施形態の燃料ガスベント管のカバー部材、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントは、内管に設けられる孔の大きさが異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図４には、本実施形態の放出配管のカバー部材の縦断面構成図が示されている。
内管１３の上端面近傍の側壁には、カバー部材１２の内部と連通している孔（転向部材）２４が設けられている。孔２４は、内管１３の側壁に大きく例えば４箇所に開口している。各孔２４の開口面積が大きいため、内管１３の上端面近傍の側壁は、各孔２４の間に棒状に形成されていることとなる。

以上述べたように、本実施形態に係る燃料ガスベント管のカバー部材１２、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントによれば、以下の効果を奏する。
燃料ガスベント管（放出配管）に接続されている内管１３の放出側の端部には、燃料ガスベント管（図示せず）に接続されている内管１３内に導かれた燃料ガス（可燃性流体）の流れ方向を水平方向に転向させる閉止板（転向部材）および内管１３の側壁に開口している孔（転向部材）２４を設けることとした。そのため、カバー部材１２の鉛直上方部が大気開放になっていても燃料ガスベント管内への雨水の侵入を防止することができる。したがって、燃料ガスベント管内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

［第４実施形態］
本実施形態の燃料ガスベント管のカバー部材、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントは、燃料ガスベント管の上端部の形状が異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図５には、本実施形態の放出配管のカバー部材の縦断面構成図が示されている。
内管１３は、カバー部材１２内に設けられている内管１３の上部が、エルボ形状（転向部材）２６となって水平方向に曲げられている。エルボ形状２６の端部は、カバー部材１２内に開口している。このエルボ形状２６によって、燃料ガスベント管（放出配管）から内管１３に導かれた燃料ガス（可燃性流体）は、流れ方向が水平方向に転向されてカバー部材１２内に排出される。

以上述べたように、本実施形態に係る燃料ガスベント管のカバー部材１２、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントによれば、以下の効果を奏する。
燃料ガスベント管(放出配管)に接続されている内管１３の放出側の端部は、燃料ガスベント管(図示せず)に接続されている内管１３内に導かれた燃料ガス（可燃性流体）の流れ方向を水平方向に転向させるエルボ形状（転向部材）２６とすることとした。そのため、カバー部材１２の鉛直上方部が大気開放になっていても燃料ガスベント管内への雨水の侵入を防止することができる。したがって、燃料ガスベント管内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

なお、本実施形態では、燃料ガスベント管に接続されている内管１３の放出側の端部をエルボ形状２６にするとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図６に示すようにＴ字形状２７であってもよい。
また、エルボ形状２６やＴ字形状２７における放出側の端部は、水平方向よりもさらに鉛直下方側へ曲げられていてもよい。このような構成とすることにより、燃料ガスベント管内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

［第５実施形態］
本実施形態の燃料ガスベント管のカバー部材、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントは、内管の先端が下方に向いている異なる点で、第１実施形態と相違しその他は同様である。したがって、同一の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
図７には、本実施形態の放出配管のカバー部材の縦断面構成図が示されている。

カバー部材２８は、円筒形状とされている。カバー部材２８の軸方向の上端（鉛直上方部）は、開放端となっており網（火炎放出抑制手段）が設けられている。カバー部材２８の軸方向の下端は、閉止されている。カバー部材２８の上端に設けられている網（図示せず）には、その中心部を内管１３が上方から下方に向かって貫通している。

内管１３は、その端部がエルボ形状（転向部材）２９となって下方に曲げられている。下方に向かっているエルボ形状２９の端部には、カバー部材２８が包囲するように設けられている。このエルボ形状２９によって、燃料ガスベント管（放出配管）から内管１３に導かれた燃料ガス（可燃性流体）は、流れ方向が下方に転向されてカバー部材２８内に排出される。

以上述べたように、本実施形態に係る燃料ガスベント管のカバー部材２８、これを備えた燃料ガスベント管およびこれを備えたガスタービンコンバインドプラントによれば、以下の効果を奏する。
燃料ガス（可燃性流体）を大気に放出させる燃料ガスベント管（放出配管）に接続されている内管１３の放出側の端部には、その端部を取り囲んでいるカバー部材２８を設けて、カバー部材２８の鉛直上方部を開放して大気に連通させることとした。そのため、燃料ガスベント管（図示せず）の端部から吹き出す火炎をカバー部材２８の鉛直上方部から大気に放出させることができる。したがって、火炎が放出された場合に生じる被害範囲を従来に比べて縮小することができる。

燃料ガスベント管に接続されている内管１３の放出側の端部は、燃料ガスベント管に接続されている内管１３内に導かれた燃料ガス（可燃性流体）の流れ方向を下方に転向するようにエルボ形状（転向部材）２９とされている。そのため、カバー部材２８の鉛直上方部が大気開放になっていても燃料ガスベント管内への雨水の侵入を防止することができる。したがって、燃料ガスベント管内への雨水などの侵入を防止しつつ、火炎を鉛直上方に放出させることができる。

１１ 燃料ガスベント管（放出配管）
１２ カバー部材

Claims (7)

1. 可燃性流体を大気に放出させる放出配管の放出側の端部を取り囲むように設けられて、その鉛直上方部が開放され、鉛直下方部が閉止されていることを特徴とする放出配管のカバー部材。
2. 前記鉛直上方部には、火炎放出抑制手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の放出配管のカバー部材。
3. 前記火炎放出抑制手段は、多孔を有する板状部材であることを特徴とする請求項２に記載の放出配管のカバー部材。
4. 前記放出配管の放出側の端部には、該放出配管内に導かれる可燃性流体の流れ方向を水平方向または水平方向よりも鉛直下方側に転向させる転向部材を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の放出配管のカバー部材。
5. 前記カバー部材は、鉛直下方近傍にドレン孔を有することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の放出配管のカバー部材。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の放出配管のカバー部材を有することを特徴とする放出配管。
7. 請求項６に記載の放出配管を一部に備え、ガスタービンに可燃性流体を供給する可燃性流体供給配管を備えたことを特徴とするガスタービンプラント。

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