JP2708674B2 - 動力装置におけるバイパス装置の保護方法及びその保護装置 - Google Patents
動力装置におけるバイパス装置の保護方法及びその保護装置Info
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- JP2708674B2 JP2708674B2 JP4227311A JP22731192A JP2708674B2 JP 2708674 B2 JP2708674 B2 JP 2708674B2 JP 4227311 A JP4227311 A JP 4227311A JP 22731192 A JP22731192 A JP 22731192A JP 2708674 B2 JP2708674 B2 JP 2708674B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高温ガス発生装置と、
圧縮機と、膨張タービンと等を備えた動力装置におい
て、装置や機器のトラブル時に圧縮機からの圧縮空気を
高温ガス発生装置を通さずに膨張タービンにバイパスす
るバイパス装置であって、そのバイパス装置を冷却保護
する保護方法及び保護装置に係り、特に低温側（圧縮機
側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを冷却用連通手段に
より連通させて、そのバイパス装置の低温側の冷却用流
体を高温側に通して、バイパス装置の低温側と高温側と
の温度差を減少させ、バイパス装置を冷却保護するのに
好適な保護方法及び保護装置に関するものである。
圧縮機と、膨張タービンと等を備えた動力装置におい
て、装置や機器のトラブル時に圧縮機からの圧縮空気を
高温ガス発生装置を通さずに膨張タービンにバイパスす
るバイパス装置であって、そのバイパス装置を冷却保護
する保護方法及び保護装置に係り、特に低温側（圧縮機
側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを冷却用連通手段に
より連通させて、そのバイパス装置の低温側の冷却用流
体を高温側に通して、バイパス装置の低温側と高温側と
の温度差を減少させ、バイパス装置を冷却保護するのに
好適な保護方法及び保護装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のバイパス装置を装備した動力装置
を図６乃至図８を参照して説明する。図において、４は
大気圧以上の圧力下で仕事を行なう高温ガス発生装置で
ある。図において、２は膨張タービンである。この膨張
タービン２は、前記高温ガス発生装置４に第１配管９１
を介して連結され、前記高温ガス発生装置４からの高温
ガスにより駆動するものである。図において、１は圧縮
機である。この圧縮機１は、前記膨張タービン２に連結
され、かつ前記高温ガス発生装置４に第２配管９２を介
して連結され、前記膨張タービン２の駆動により駆動し
て圧縮空気を前記高温ガス発生装置４に供給するもので
ある。図において、３は前記圧縮機１と膨張タ−ビン２
と一軸に連結されている発電機である。図において、６
及び５は前記第１配管９１及び第２配管９２の途中にそ
れぞれ設置された第１弁及び第２弁である。図におい
て、７はバイパス装置である。このバイパス装置７は、
図８に示すように、本体７０の側部に設けた流入側（上
流側、すなわち低温側）の接続管部７１と、本体７０の
下部に設けた流出側（下流側、すなわち高温側）の接続
管部７２と、本体７０内部の流入側と流出側との間に設
けた弁座７３と、本体７０内部に進退可能に設けた弁棒
７４と、その弁棒７４の先端に設けた弁体７５と、前記
弁棒７４を介して前記弁体７５を前記弁座７３に対して
開閉する開閉操作器（例えばソレノイド）７６と、前記
流出側の接続管部７２に張設した断熱材７７とからな
る。かかるバイパス装置７の流入側の接続管部７１に、
前記圧縮機１の出口側と前記第２弁５との間の第２配管
９２を、流入側の接続管７８を介して接続する。一方、
前記バイパス装置７の流出側の接続管部７２に、前記膨
張タービン２の入口側と前記第１弁６との間の第１配管
９１を、流出側の接続管７９を介して接続する。
を図６乃至図８を参照して説明する。図において、４は
大気圧以上の圧力下で仕事を行なう高温ガス発生装置で
ある。図において、２は膨張タービンである。この膨張
タービン２は、前記高温ガス発生装置４に第１配管９１
を介して連結され、前記高温ガス発生装置４からの高温
ガスにより駆動するものである。図において、１は圧縮
機である。この圧縮機１は、前記膨張タービン２に連結
され、かつ前記高温ガス発生装置４に第２配管９２を介
して連結され、前記膨張タービン２の駆動により駆動し
て圧縮空気を前記高温ガス発生装置４に供給するもので
ある。図において、３は前記圧縮機１と膨張タ−ビン２
と一軸に連結されている発電機である。図において、６
及び５は前記第１配管９１及び第２配管９２の途中にそ
れぞれ設置された第１弁及び第２弁である。図におい
て、７はバイパス装置である。このバイパス装置７は、
図８に示すように、本体７０の側部に設けた流入側（上
流側、すなわち低温側）の接続管部７１と、本体７０の
下部に設けた流出側（下流側、すなわち高温側）の接続
管部７２と、本体７０内部の流入側と流出側との間に設
けた弁座７３と、本体７０内部に進退可能に設けた弁棒
７４と、その弁棒７４の先端に設けた弁体７５と、前記
弁棒７４を介して前記弁体７５を前記弁座７３に対して
開閉する開閉操作器（例えばソレノイド）７６と、前記
流出側の接続管部７２に張設した断熱材７７とからな
る。かかるバイパス装置７の流入側の接続管部７１に、
前記圧縮機１の出口側と前記第２弁５との間の第２配管
９２を、流入側の接続管７８を介して接続する。一方、
前記バイパス装置７の流出側の接続管部７２に、前記膨
張タービン２の入口側と前記第１弁６との間の第１配管
９１を、流出側の接続管７９を介して接続する。
【０００３】以下、上述の動力装置の作動について説明
する。まず、通常運転時には、図６及び図８に示すよう
に、第１弁６及び第２弁５を開き（全開し）、かつバイ
パス装置７の弁体７５を弁座７３に当接させて閉じ（全
閉し）ておく。すると、大気圧以上の圧力下で仕事を行
なう高温ガス発生装置４において発生した高温ガスが、
第１配管９１及び第１弁６を経て膨張タ−ビン２に供給
され、その膨張タ−ビン２を駆動させる。その膨張ター
ビン２の駆動により、圧縮機１が駆動し、この圧縮機１
において発生した圧縮空気が、第２配管９２及び第２弁
５を経て前記高温ガス発生装置４に供給され、この高温
ガス発生装置４において高温ガスが発生する。以下、上
述の仕事サイクルを繰り返して行なう。一方、前記圧縮
機１及び膨張タ−ビン２と一軸に結ばれている発電機３
が駆動して発電の仕事を行なう。なお、この通常運転時
においては、前記バイパス装置７の弁体７５が弁座７３
に当接して閉じているので、前記バイパス装置７の流出
側の接続管部７２側が高温となるが、その流出側の接続
管部７２に張設した断熱材７７により、外部との断熱を
行なっている。そして、上述の動力装置の中の高温ガス
発生装置４か又は、圧縮機１又は、膨張タ−ビン２等の
何れかが異常状態となった時、すなわちトラブル時に
は、図７に示すように、第１弁６及び第２弁５を閉じ
（全閉し）て、圧縮機１から高温発生装置４に供給され
る圧縮空気を遮断すると共に、高温ガス発生装置４から
膨張タービン２に供給される高温ガスを遮断する。それ
と同時に、バイパス装置７の弁体７５を弁座７３から離
して開く（全開する）。すると、圧縮機１からの圧縮空
気は、高温ガス発生装置４を通らずに、バイパス装置７
を経て膨張タ−ビン２へバイパスする。すなわち、圧縮
機１からの圧縮空気は、第２配管９２、流入側の接続管
７８、接続管部７１、さらに流出側の接続管部７２、接
続管７９、第１配管９１を経て膨張タービン２へバイパ
スする。すなわち、上述の動力装置において、これらの
システムのエネルギ−のバランスが崩れることや、各々
の機器がトラブルを発生した時は、非常に重大な問題と
なる。例えば、高温ガス発生装置４から膨張タ−ビン２
へのエネルギ−供給が異常に増加した場合、膨張タ−ビ
ン２は急激な速度変化又は、負荷の変化の原因となるた
めに、高温ガス発生装置４と膨張タ−ビン２の間の第１
配管９１に第１弁６を設けており、そして、万一、高温
ガス発生装置４で異常が発生した時に、この第１弁６を
閉じて高温ガス発生装置４からのエネルギ−供給を遮断
している。また、高温ガス発生装置４自身が異常の場
合、前記膨張タ−ビン２により駆動され、高温ガス発生
装置４に圧縮空気を供給するための圧縮機１と高温ガス
発生装置４との間の第２配管９２に第２弁５を設けてお
り、そして、万一、高温ガス発生装置４で異常が発生し
た時に、この第２弁５を閉じて高温ガス発生装置４への
圧縮空気の供給を遮断する。この時、急激に第２弁５を
閉じると、圧縮空気の行き場所がなくなるため、圧縮機
１と高温ガス発生装置４とを結ぶ第２配管９２、及び高
温ガス発生装置４と膨張タ−ビン２を結ぶ第１配管９１
を、バイパスさせるためのバイパス装置７を設置し、こ
のバイパス装置７の弁体７５を開いて、この圧縮空気を
膨張タ−ビン２にバイパスさせている。かかる動力装置
におけるバイパス装置としては、例えば、特開昭６２−
１７８７３１号公報に記載のものがある。
する。まず、通常運転時には、図６及び図８に示すよう
に、第１弁６及び第２弁５を開き（全開し）、かつバイ
パス装置７の弁体７５を弁座７３に当接させて閉じ（全
閉し）ておく。すると、大気圧以上の圧力下で仕事を行
なう高温ガス発生装置４において発生した高温ガスが、
第１配管９１及び第１弁６を経て膨張タ−ビン２に供給
され、その膨張タ−ビン２を駆動させる。その膨張ター
ビン２の駆動により、圧縮機１が駆動し、この圧縮機１
において発生した圧縮空気が、第２配管９２及び第２弁
５を経て前記高温ガス発生装置４に供給され、この高温
ガス発生装置４において高温ガスが発生する。以下、上
述の仕事サイクルを繰り返して行なう。一方、前記圧縮
機１及び膨張タ−ビン２と一軸に結ばれている発電機３
が駆動して発電の仕事を行なう。なお、この通常運転時
においては、前記バイパス装置７の弁体７５が弁座７３
に当接して閉じているので、前記バイパス装置７の流出
側の接続管部７２側が高温となるが、その流出側の接続
管部７２に張設した断熱材７７により、外部との断熱を
行なっている。そして、上述の動力装置の中の高温ガス
発生装置４か又は、圧縮機１又は、膨張タ−ビン２等の
何れかが異常状態となった時、すなわちトラブル時に
は、図７に示すように、第１弁６及び第２弁５を閉じ
（全閉し）て、圧縮機１から高温発生装置４に供給され
る圧縮空気を遮断すると共に、高温ガス発生装置４から
膨張タービン２に供給される高温ガスを遮断する。それ
と同時に、バイパス装置７の弁体７５を弁座７３から離
して開く（全開する）。すると、圧縮機１からの圧縮空
気は、高温ガス発生装置４を通らずに、バイパス装置７
を経て膨張タ−ビン２へバイパスする。すなわち、圧縮
機１からの圧縮空気は、第２配管９２、流入側の接続管
７８、接続管部７１、さらに流出側の接続管部７２、接
続管７９、第１配管９１を経て膨張タービン２へバイパ
スする。すなわち、上述の動力装置において、これらの
システムのエネルギ−のバランスが崩れることや、各々
の機器がトラブルを発生した時は、非常に重大な問題と
なる。例えば、高温ガス発生装置４から膨張タ−ビン２
へのエネルギ−供給が異常に増加した場合、膨張タ−ビ
ン２は急激な速度変化又は、負荷の変化の原因となるた
めに、高温ガス発生装置４と膨張タ−ビン２の間の第１
配管９１に第１弁６を設けており、そして、万一、高温
ガス発生装置４で異常が発生した時に、この第１弁６を
閉じて高温ガス発生装置４からのエネルギ−供給を遮断
している。また、高温ガス発生装置４自身が異常の場
合、前記膨張タ−ビン２により駆動され、高温ガス発生
装置４に圧縮空気を供給するための圧縮機１と高温ガス
発生装置４との間の第２配管９２に第２弁５を設けてお
り、そして、万一、高温ガス発生装置４で異常が発生し
た時に、この第２弁５を閉じて高温ガス発生装置４への
圧縮空気の供給を遮断する。この時、急激に第２弁５を
閉じると、圧縮空気の行き場所がなくなるため、圧縮機
１と高温ガス発生装置４とを結ぶ第２配管９２、及び高
温ガス発生装置４と膨張タ−ビン２を結ぶ第１配管９１
を、バイパスさせるためのバイパス装置７を設置し、こ
のバイパス装置７の弁体７５を開いて、この圧縮空気を
膨張タ−ビン２にバイパスさせている。かかる動力装置
におけるバイパス装置としては、例えば、特開昭６２−
１７８７３１号公報に記載のものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
動力装置におけるバイパス装置７は、上述の動力装置が
通常運転時には閉じているため、圧縮機１の出口側（す
なわち、バイパス装置７の流入側の接続管７８及び接続
管部７１側の低温側）と、膨張タ−ビン２の入口側（す
なわち、バイパス装置７の流出側の接続管７９及び接続
管部７２側の高温側）との間では、かなりの温度差が発
生している。例えば、バイパス装置７の低温側は約３５
０°であるのに対して、バイパス装置７の高温側は約８
５０°であり、このバイパス装置７は常時低温流体と高
温流体とに晒されていることとなる。このために、バイ
パス装置７は、この温度差のために熱変形を起こし易く
なる。また、バイパス装置７の局部では熱応力が発生す
る可能性も出て、バイパス装置７の信頼性が問題にな
る。また、熱変形が起こると、バイパス装置７の内部に
ある弁体５のシ−ル性が悪くなり圧縮機１からの圧縮空
気が必要以上に膨張タ−ビン２に常時流入することにな
って、低温側から高温側への大量のリーク量が生じるこ
ととなる。すなわち、膨張タ−ビン２の入口のガス温度
を下げるために膨張タ−ビン２の効率を下げることにな
る。
動力装置におけるバイパス装置７は、上述の動力装置が
通常運転時には閉じているため、圧縮機１の出口側（す
なわち、バイパス装置７の流入側の接続管７８及び接続
管部７１側の低温側）と、膨張タ−ビン２の入口側（す
なわち、バイパス装置７の流出側の接続管７９及び接続
管部７２側の高温側）との間では、かなりの温度差が発
生している。例えば、バイパス装置７の低温側は約３５
０°であるのに対して、バイパス装置７の高温側は約８
５０°であり、このバイパス装置７は常時低温流体と高
温流体とに晒されていることとなる。このために、バイ
パス装置７は、この温度差のために熱変形を起こし易く
なる。また、バイパス装置７の局部では熱応力が発生す
る可能性も出て、バイパス装置７の信頼性が問題にな
る。また、熱変形が起こると、バイパス装置７の内部に
ある弁体５のシ−ル性が悪くなり圧縮機１からの圧縮空
気が必要以上に膨張タ−ビン２に常時流入することにな
って、低温側から高温側への大量のリーク量が生じるこ
ととなる。すなわち、膨張タ−ビン２の入口のガス温度
を下げるために膨張タ−ビン２の効率を下げることにな
る。
【０００５】本発明の目的は、動力装置におけるバイパ
ス装置であって、そのバイパス装置の低温側と高温側と
の温度差を少なくして、さらに信頼性の高いバイパス装
置が得られるバイパス装置の保護方法及び保護装置を提
供することにある。
ス装置であって、そのバイパス装置の低温側と高温側と
の温度差を少なくして、さらに信頼性の高いバイパス装
置が得られるバイパス装置の保護方法及び保護装置を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
（以下、第１の発明と称する。）は、上記の目的を達成
するために、バイパス装置の低温側と高温側とを連通さ
せて、そのバイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側
に通して、バイパス装置の低温側と高温側との温度差を
減少させるようにしたことを特徴とする。
（以下、第１の発明と称する。）は、上記の目的を達成
するために、バイパス装置の低温側と高温側とを連通さ
せて、そのバイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側
に通して、バイパス装置の低温側と高温側との温度差を
減少させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】また、請求項２に記載の発明（以下、第２
の発明と称する。）は、トラブル時に高温ガス発生装置
中のガスをバイパス装置を経て膨張タービン側に逃すよ
うにしたことを特徴とする。
の発明と称する。）は、トラブル時に高温ガス発生装置
中のガスをバイパス装置を経て膨張タービン側に逃すよ
うにしたことを特徴とする。
【０００８】請求項３に記載の発明（以下、第３の発明
と称する。）は、上記の目的を達成するために、バイパ
ス装置の低温側と高温側とを連通させて、そのバイパス
装置の低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパス
装置の低温側と高温側との温度差を減少させる冷却用連
通手段を備えたことを特徴とする。
と称する。）は、上記の目的を達成するために、バイパ
ス装置の低温側と高温側とを連通させて、そのバイパス
装置の低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパス
装置の低温側と高温側との温度差を減少させる冷却用連
通手段を備えたことを特徴とする。
【０００９】また、請求項５に記載の発明（以下、第４
の発明と称する。）は、バイパス装置の低温側であって
高温ガス発生装置と第２弁との間の第２配管と、バイパ
ス装置の高温側の配管とに、少なくとも１本の冷却用連
通管をそれぞれ連結したことを特徴とする。
の発明と称する。）は、バイパス装置の低温側であって
高温ガス発生装置と第２弁との間の第２配管と、バイパ
ス装置の高温側の配管とに、少なくとも１本の冷却用連
通管をそれぞれ連結したことを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１の発明は、バイパス装置の低温側（圧縮機
側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを連通することによ
り、動力装置が通常の運転状態にあるとき（すなわち、
第１弁及び第２弁は開状態にあり、一方バイパス装置の
弁体は閉状態にあるとき。）には、そのバイパス装置の
低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置の
高温側を常時パージ冷却することができる。この結果、
バイパス装置の低温側と高温側との温度差を減少させ、
そのバイパス装置に熱変形や熱応力が発生するのを防ぐ
ことができ、バイパス装置を冷却保護し、かつそのバイ
パス装置の信頼性を向上させることができる。
側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを連通することによ
り、動力装置が通常の運転状態にあるとき（すなわち、
第１弁及び第２弁は開状態にあり、一方バイパス装置の
弁体は閉状態にあるとき。）には、そのバイパス装置の
低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置の
高温側を常時パージ冷却することができる。この結果、
バイパス装置の低温側と高温側との温度差を減少させ、
そのバイパス装置に熱変形や熱応力が発生するのを防ぐ
ことができ、バイパス装置を冷却保護し、かつそのバイ
パス装置の信頼性を向上させることができる。
【００１１】また、第２の発明は、トラブル時に高温ガ
ス発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タービン
側に逃すようにしたので、トラブル時に圧縮機から膨張
タービンに供給される圧縮空気が減少しても、高温ガス
発生装置における比較的温度の低い流体をバイパス装置
を経て膨張タービンに供給して、その膨張タービンを冷
却することができる。
ス発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タービン
側に逃すようにしたので、トラブル時に圧縮機から膨張
タービンに供給される圧縮空気が減少しても、高温ガス
発生装置における比較的温度の低い流体をバイパス装置
を経て膨張タービンに供給して、その膨張タービンを冷
却することができる。
【００１２】第３の発明は、バイパス装置の低温側（圧
縮機側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを連通する冷却
用連通手段により、動力装置が通常の運転状態にあると
き（すなわち、第１弁及び第２弁は開状態にあり、一方
バイパス装置の弁体は閉状態にあるとき。）には、その
バイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側に通して、
バイパス装置の高温側を常時パージ冷却することができ
る。この結果、そのバイパス装置の低温側の冷却用流体
を高温側に通して、バイパス装置の低温側と高温側との
温度差を減少させ、そのバイパス装置に熱変形や熱応力
が発生するのを防ぐことができ、バイパス装置を冷却保
護し、かつそのバイパス装置の信頼性を向上させること
ができる。
縮機側）と高温側（膨張タ−ビン側）とを連通する冷却
用連通手段により、動力装置が通常の運転状態にあると
き（すなわち、第１弁及び第２弁は開状態にあり、一方
バイパス装置の弁体は閉状態にあるとき。）には、その
バイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側に通して、
バイパス装置の高温側を常時パージ冷却することができ
る。この結果、そのバイパス装置の低温側の冷却用流体
を高温側に通して、バイパス装置の低温側と高温側との
温度差を減少させ、そのバイパス装置に熱変形や熱応力
が発生するのを防ぐことができ、バイパス装置を冷却保
護し、かつそのバイパス装置の信頼性を向上させること
ができる。
【００１３】また、第４の発明は、バイパス装置の低温
側であって高温ガス発生装置と第２弁との間の第２配管
と、バイパス装置の高温側の配管とに、それぞれ連結し
た少なくとも１本の冷却用連通管により、トラブル時に
高温ガス発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タ
ービン側に逃すことができるので、トラブル時に圧縮機
から膨張タービンに供給される圧縮空気が減少しても、
高温ガス発生装置における比較的温度の低い流体をバイ
パス装置を経て膨張タービンに供給して、その膨張ター
ビンを冷却することができる。
側であって高温ガス発生装置と第２弁との間の第２配管
と、バイパス装置の高温側の配管とに、それぞれ連結し
た少なくとも１本の冷却用連通管により、トラブル時に
高温ガス発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タ
ービン側に逃すことができるので、トラブル時に圧縮機
から膨張タービンに供給される圧縮空気が減少しても、
高温ガス発生装置における比較的温度の低い流体をバイ
パス装置を経て膨張タービンに供給して、その膨張ター
ビンを冷却することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の動力装置におけるバイパス装
置の保護方法の具体例のうちの２例について、また本発
明の動力装置におけるバイパス装置の保護装置の実施例
のうちの４例について、図１乃至図５を参照して説明す
る。図１及び図２は本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護装置の第１の実施例を示し、図１は本発明の
保護装置を装備したバイパス装置の断面図、図２は図１
の本発明の保護装置を装備したバイパス装置を有する動
力装置の通常運転状態を示した系統説明図である。図
中、図６乃至図８と同符号は同一のものを示す。図にお
いて、８０は冷却用連通手段としての冷却用連通管であ
る。この冷却用連通管８０の両端を、バイパス装置７の
低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置７
の高温側であって流出側の接続管７９とに、それぞれ接
続して、バイパス装置７の低温側（圧縮機側）と高温側
（膨張タ−ビン側）とを連通させる。図において、８は
上述の冷却用連通管８０の途中に設けた流量制御弁であ
る。この流量制御弁８は、バイパス装置７の低温側の冷
却用流体を前記冷却用連通管８０を経てバイパス装置７
の高温側に供給する流量を制御するものである。この実
施例の本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護装
置は、以上の如き構成からなり、以下その作動につい
て、本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護方法
の具体例と併せて説明する。まず、流量制御弁８を適宜
の開度に制御する。そして、図２に示すように、動力装
置が通常運転時にあるとき、すなわち第１弁６及び第２
弁５は開状態にあり、一方バイパス装置７の弁体７５は
閉状態にあるときには、そのバイパス装置７の低温側の
冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置７の高温側
を常時パージ冷却することができる。この結果、そのバ
イパス装置７の低温側の冷却用流体を高温側に通して、
高温ガス発生装置４より膨張タ−ビン２へ流れる高温ガ
スの熱が、バイパス装置７に伝熱又は、熱伝達すること
を減少させ、バイパス装置７の低温側と高温側との間で
多大な温度差がなくなり、そのバイパス装置７に熱変形
や熱応力が発生するのを防ぐことができ、バイパス装置
７を冷却保護し、かつそのバイパス装置７の信頼性を向
上させることができる。
置の保護方法の具体例のうちの２例について、また本発
明の動力装置におけるバイパス装置の保護装置の実施例
のうちの４例について、図１乃至図５を参照して説明す
る。図１及び図２は本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護装置の第１の実施例を示し、図１は本発明の
保護装置を装備したバイパス装置の断面図、図２は図１
の本発明の保護装置を装備したバイパス装置を有する動
力装置の通常運転状態を示した系統説明図である。図
中、図６乃至図８と同符号は同一のものを示す。図にお
いて、８０は冷却用連通手段としての冷却用連通管であ
る。この冷却用連通管８０の両端を、バイパス装置７の
低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置７
の高温側であって流出側の接続管７９とに、それぞれ接
続して、バイパス装置７の低温側（圧縮機側）と高温側
（膨張タ−ビン側）とを連通させる。図において、８は
上述の冷却用連通管８０の途中に設けた流量制御弁であ
る。この流量制御弁８は、バイパス装置７の低温側の冷
却用流体を前記冷却用連通管８０を経てバイパス装置７
の高温側に供給する流量を制御するものである。この実
施例の本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護装
置は、以上の如き構成からなり、以下その作動につい
て、本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護方法
の具体例と併せて説明する。まず、流量制御弁８を適宜
の開度に制御する。そして、図２に示すように、動力装
置が通常運転時にあるとき、すなわち第１弁６及び第２
弁５は開状態にあり、一方バイパス装置７の弁体７５は
閉状態にあるときには、そのバイパス装置７の低温側の
冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置７の高温側
を常時パージ冷却することができる。この結果、そのバ
イパス装置７の低温側の冷却用流体を高温側に通して、
高温ガス発生装置４より膨張タ−ビン２へ流れる高温ガ
スの熱が、バイパス装置７に伝熱又は、熱伝達すること
を減少させ、バイパス装置７の低温側と高温側との間で
多大な温度差がなくなり、そのバイパス装置７に熱変形
や熱応力が発生するのを防ぐことができ、バイパス装置
７を冷却保護し、かつそのバイパス装置７の信頼性を向
上させることができる。
【００１５】特に、この実施例においては、冷却用連通
管８０の途中に流量制御弁８を設けたので、冷却用連通
管８０を通る冷却用流体の流量を制限して、バイパス装
置７の低温側と高温側との温度差を制御することができ
る。
管８０の途中に流量制御弁８を設けたので、冷却用連通
管８０を通る冷却用流体の流量を制限して、バイパス装
置７の低温側と高温側との温度差を制御することができ
る。
【００１６】図３は本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護装置の第２の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置を有する動力装置の通常運
転状態を示した系統説明図である。図中、図１及び図２
及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示す。図にお
いて、８１は冷却用連通手段としての冷却用連通管であ
る。この冷却用連通管８１の両端を、バイパス装置７の
低温側であって第２弁５と高圧ガス発生装置４との間の
第２配管９２と、バイパス装置７の高温側であって流出
側の接続管７９とに、それぞれ接続して、バイパス装置
７の低温側（圧縮機側）と高温側（膨張タ−ビン側）と
を連通させる。
装置の保護装置の第２の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置を有する動力装置の通常運
転状態を示した系統説明図である。図中、図１及び図２
及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示す。図にお
いて、８１は冷却用連通手段としての冷却用連通管であ
る。この冷却用連通管８１の両端を、バイパス装置７の
低温側であって第２弁５と高圧ガス発生装置４との間の
第２配管９２と、バイパス装置７の高温側であって流出
側の接続管７９とに、それぞれ接続して、バイパス装置
７の低温側（圧縮機側）と高温側（膨張タ−ビン側）と
を連通させる。
【００１７】この実施例の本発明の動力装置におけるバ
イパス装置の保護装置は、以上の如き構成からなり、以
下その作動について、本発明の動力装置におけるバイパ
ス装置の保護方法の具体例と併せて説明する。まず、流
量制御弁８を適宜の開度に制御する。そして、図３に示
すように、動力装置が通常運転時にあるとき、すなわち
第１弁６及び第２弁５は開状態にあり、一方バイパス装
置７の弁体７５は閉状態にあるときには、そのバイパス
装置７の低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパ
ス装置７の高温側を常時パージ冷却することができる。
この結果、上述の実施例と同様に、バイパス装置７を冷
却保護し、かつそのバイパス装置７の信頼性を向上させ
ることができる。
イパス装置の保護装置は、以上の如き構成からなり、以
下その作動について、本発明の動力装置におけるバイパ
ス装置の保護方法の具体例と併せて説明する。まず、流
量制御弁８を適宜の開度に制御する。そして、図３に示
すように、動力装置が通常運転時にあるとき、すなわち
第１弁６及び第２弁５は開状態にあり、一方バイパス装
置７の弁体７５は閉状態にあるときには、そのバイパス
装置７の低温側の冷却用流体を高温側に通して、バイパ
ス装置７の高温側を常時パージ冷却することができる。
この結果、上述の実施例と同様に、バイパス装置７を冷
却保護し、かつそのバイパス装置７の信頼性を向上させ
ることができる。
【００１８】特に、この実施例においては、バイパス装
置７の低温側であって高温ガス発生装置４と第２弁５と
の間の第２配管９２と、バイパス装置７の高温側であっ
て流出側の接続管７９とに、冷却用連通管８１をそれぞ
れ接続したので、トラブル時において、第１弁６及び第
２弁５が閉じられ、かつバイパス装置７の弁体７５が開
かれて、圧縮機１から膨張タービン２に供給される圧縮
空気が減少しても、高温ガス発生装置４における比較的
温度の低い流体をバイパス装置７を経て膨張タービン２
に供給して、その膨張タービン２を冷却することができ
る。
置７の低温側であって高温ガス発生装置４と第２弁５と
の間の第２配管９２と、バイパス装置７の高温側であっ
て流出側の接続管７９とに、冷却用連通管８１をそれぞ
れ接続したので、トラブル時において、第１弁６及び第
２弁５が閉じられ、かつバイパス装置７の弁体７５が開
かれて、圧縮機１から膨張タービン２に供給される圧縮
空気が減少しても、高温ガス発生装置４における比較的
温度の低い流体をバイパス装置７を経て膨張タービン２
に供給して、その膨張タービン２を冷却することができ
る。
【００１９】なお、上述の第１の実施例及び第２の実施
例において、流量制御弁８の代りにオリフィスを設けて
も良い。または、この流量制御弁８やオリフィス等の冷
却用流体の流量調整手段を設けなくても良い。また、上
述の第１の実施例及び第２の実施例において、冷却用連
通管８０及び８１は、１本若しくは２本以上設けても良
い。
例において、流量制御弁８の代りにオリフィスを設けて
も良い。または、この流量制御弁８やオリフィス等の冷
却用流体の流量調整手段を設けなくても良い。また、上
述の第１の実施例及び第２の実施例において、冷却用連
通管８０及び８１は、１本若しくは２本以上設けても良
い。
【００２０】図４は本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護装置の第３の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置の断面図である。図中、図
１乃至図３及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示
す。図において、８２はバイパス装置７の弁体７５に小
透孔を開設して設けた冷却用連通手段としての冷却用連
通路である。この冷却用連通路８２は、バイパス装置７
の低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置
７の高温側であって流出側の接続管７９とを連通するも
のである。この実施例における本発明のバイパス装置の
保護装置は、冷却用連通路８２を介して、バイパス装置
７の低温側の冷却用流体をバイパス装置７の高温側に供
給して、その高温側を常時パージ冷却することができ、
上述の第１の実施例と同様の作用効果を達成することが
できる。
装置の保護装置の第３の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置の断面図である。図中、図
１乃至図３及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示
す。図において、８２はバイパス装置７の弁体７５に小
透孔を開設して設けた冷却用連通手段としての冷却用連
通路である。この冷却用連通路８２は、バイパス装置７
の低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置
７の高温側であって流出側の接続管７９とを連通するも
のである。この実施例における本発明のバイパス装置の
保護装置は、冷却用連通路８２を介して、バイパス装置
７の低温側の冷却用流体をバイパス装置７の高温側に供
給して、その高温側を常時パージ冷却することができ、
上述の第１の実施例と同様の作用効果を達成することが
できる。
【００２１】図５は本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護装置の第４の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置の断面図である。図中、図
１乃至図４及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示
す。図において、８３はバイパス装置７の弁座７３に小
透孔を開設して設けた冷却用連通手段としての冷却用連
通路である。この冷却用連通路８３は、バイパス装置７
の低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置
７の高温側であって流出側の接続管７９とを連通するも
のである。この実施例における本発明のバイパス装置の
保護装置は、冷却用連通路８３を介して、バイパス装置
７の低温側の冷却用流体をバイパス装置７の高温側に供
給して、その高温側を常時パージ冷却することができ、
上述の第１の実施例及び第３の実施例と同様の作用効果
を達成することができる。
装置の保護装置の第４の実施例であって、本発明の保護
装置を装備したバイパス装置の断面図である。図中、図
１乃至図４及び図６乃至図８と同符号は同一のものを示
す。図において、８３はバイパス装置７の弁座７３に小
透孔を開設して設けた冷却用連通手段としての冷却用連
通路である。この冷却用連通路８３は、バイパス装置７
の低温側であって流入側の接続管７８と、バイパス装置
７の高温側であって流出側の接続管７９とを連通するも
のである。この実施例における本発明のバイパス装置の
保護装置は、冷却用連通路８３を介して、バイパス装置
７の低温側の冷却用流体をバイパス装置７の高温側に供
給して、その高温側を常時パージ冷却することができ、
上述の第１の実施例及び第３の実施例と同様の作用効果
を達成することができる。
【００２２】なお、上述の第３の実施例及び第４の実施
例において、冷却用連通路８２及び８３は、１本若しく
は２本以上設けても良い。
例において、冷却用連通路８２及び８３は、１本若しく
は２本以上設けても良い。
【００２３】
【発明の効果】以上から明らかなように、本発明の動力
装置におけるバイパス装置の保護方法及び保護装置は、
バイパス装置の低温側（圧縮機側）と高温側（膨張タ−
ビン側）とを連通するものであるから、動力装置が通常
の運転状態にあるときには、そのバイパス装置の低温側
の冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置の高温側
を常時パージ冷却することができる。この結果、バイパ
ス装置の低温側と高温側との温度差を減少させ、そのバ
イパス装置に熱変形や熱応力が発生するのを防ぐことが
でき、バイパス装置を冷却保護し、かつそのバイパス装
置の信頼性を向上させることができる。
装置におけるバイパス装置の保護方法及び保護装置は、
バイパス装置の低温側（圧縮機側）と高温側（膨張タ−
ビン側）とを連通するものであるから、動力装置が通常
の運転状態にあるときには、そのバイパス装置の低温側
の冷却用流体を高温側に通して、バイパス装置の高温側
を常時パージ冷却することができる。この結果、バイパ
ス装置の低温側と高温側との温度差を減少させ、そのバ
イパス装置に熱変形や熱応力が発生するのを防ぐことが
でき、バイパス装置を冷却保護し、かつそのバイパス装
置の信頼性を向上させることができる。
【００２４】また、本発明の動力装置におけるバイパス
装置の保護方法及び保護装置は、トラブル時に高温ガス
発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タービン側
に逃すようにしたので、トラブル時に圧縮機から膨張タ
ービンに供給される圧縮空気が減少しても、高温ガス発
生装置における比較的温度の低い流体をバイパス装置を
経て膨張タービンに供給して、その膨張タービンを冷却
することができる。
装置の保護方法及び保護装置は、トラブル時に高温ガス
発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タービン側
に逃すようにしたので、トラブル時に圧縮機から膨張タ
ービンに供給される圧縮空気が減少しても、高温ガス発
生装置における比較的温度の低い流体をバイパス装置を
経て膨張タービンに供給して、その膨張タービンを冷却
することができる。
【図１】本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護
装置の第１の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
装置の第１の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
【図２】図１の本発明のバイパス装置を装備した動力装
置の通常運転状態を示した系統説明図である。
置の通常運転状態を示した系統説明図である。
【図３】本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護
装置の第２の実施例であって、本発明の保護装置を装備
した動力装置の通常運転状態を示した系統説明図であ
る。
装置の第２の実施例であって、本発明の保護装置を装備
した動力装置の通常運転状態を示した系統説明図であ
る。
【図４】本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護
装置の第３の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
装置の第３の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
【図５】本発明の動力装置におけるバイパス装置の保護
装置の第４の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
装置の第４の実施例を示し、本発明の保護装置を装備し
たバイパス装置の断面図である。
【図６】従来のバイパス装置を装備した動力装置の通常
運転状態を示した系統説明図である。
運転状態を示した系統説明図である。
【図７】従来のバイパス装置を装備した動力装置のトラ
ブル時の状態を示した系統説明図である。
ブル時の状態を示した系統説明図である。
【図８】従来の動力装置におけるバイパス装置の断面図
である。
である。
１…圧縮機、２…膨張タ−ビン、３…発電機、４…高温
ガス発生装置、５…第２弁、６…第１弁、７…バイパス
装置、７０…本体、７１…流入側の接続管部（低温
側）、７２…流出側の接続管部（高温側）、７３弁座、
７４…弁棒、７５…弁体、７６…開閉操作器、７７…断
熱材、７８…流入側の接続管、７９…流出側の接続管、
８…流量制御弁、８０及び８１…冷却用連通管（冷却用
連通手段）、８２及び８３…冷却用連通路（冷却用連通
手段）、９１…第１配管、９２…第２配管。
ガス発生装置、５…第２弁、６…第１弁、７…バイパス
装置、７０…本体、７１…流入側の接続管部（低温
側）、７２…流出側の接続管部（高温側）、７３弁座、
７４…弁棒、７５…弁体、７６…開閉操作器、７７…断
熱材、７８…流入側の接続管、７９…流出側の接続管、
８…流量制御弁、８０及び８１…冷却用連通管（冷却用
連通手段）、８２及び８３…冷却用連通路（冷却用連通
手段）、９１…第１配管、９２…第２配管。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下村 純志 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 佐藤 知 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (72)発明者 町田 雅人 茨城県日立市幸町３丁目１番１号 株式 会社 日立製作所 日立工場内 (56)参考文献 特開 平１−195928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−178731（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−34732（ＪＰ，Ｕ)
Claims (10)
- 【請求項１】 大気圧以上の圧力下で仕事を行なう高温
ガス発生装置と、 その高温ガス発生装置に第１配管を介して連結され、前
記高温ガス発生装置からの高温ガスにより駆動する膨張
タービンと、 その膨張タービンに連結され、かつ前記高温ガス発生装
置に第２配管を介して連結され、前記膨張タービンの駆
動により駆動して圧縮空気を前記高温ガス発生装置に供
給する圧縮機と、 前記第１配管及び第２配管中にそれぞれ設置された第１
弁及び第２弁と、 前記圧縮機の出口側と前記膨張タービンの入口側とにそ
れぞれ連結され、装置や機器のトラブル時に前記第１弁
及び第２弁を閉じて前記圧縮機からの圧縮空気を前記高
温ガス発生装置を通さずに前記膨張タービンにバイパス
するバイパス装置と、を備えた動力装置において、 前記バイパス装置の低温側と高温側とを連通させて、そ
のバイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側に通し
て、バイパス装置の低温側と高温側との温度差を減少さ
せるようにしたことを特徴とする動力装置におけるバイ
パス装置の保護方法。 - 【請求項２】 請求項１において、トラブル時に高温ガ
ス発生装置中の流体をバイパス装置を経て膨張タービン
側に逃すようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
動力装置におけるバイパス装置の保護方法。 - 【請求項３】 大気圧以上の圧力下で仕事を行なう高温
ガス発生装置と、 その高温ガス発生装置に第１配管を介して連結され、前
記高温ガス発生装置からの高温ガスにより駆動する膨張
タービンと、 その膨張タービンに連結され、かつ前記高温ガス発生装
置に第２配管を介して連結され、前記膨張タービンの駆
動により駆動して圧縮空気を前記高温ガス発生装置に供
給する圧縮機と、 前記第１配管及び第２配管中にそれぞれ設置された第１
弁及び第２弁と、 前記圧縮機の出口側と前記膨張タービンの入口側とにそ
れぞれ連結され、装置や機器のトラブル時に前記第１弁
及び第２弁を閉じて前記圧縮機からの圧縮空気を前記高
温ガス発生装置を通さずに前記膨張タービンにバイパス
するバイパス装置と、を備えた動力装置において、 前記バイパス装置の低温側と高温側とを連通させて、そ
のバイパス装置の低温側の冷却用流体を高温側に通し
て、バイパス装置の低温側と高温側との温度差を減少さ
せる冷却用連通手段を備えたことを特徴とする動力装置
におけるバイパス装置の保護装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載の冷却用連通手段は、バ
イパス装置の低温側の配管と、バイパス装置の高温側の
配管と、にそれぞれ連結した少なくとも１本の冷却用連
通管であることを特徴とする請求項３に記載の動力装置
におけるバイパス装置の保護装置。 - 【請求項５】 請求項３に記載の冷却用連通手段は、バ
イパス装置の低温側であって高温ガス発生装置と第２弁
との間の第２配管と、バイパス装置の高温側の配管と、
にそれぞれ連結した少なくとも１本の冷却用連通管であ
ることを特徴とする請求項３に記載の動力装置における
バイパス装置の保護装置。 - 【請求項６】 冷却用連通管の途中に、冷却用流体の流
量を調整する手段を設置したことを特徴とする請求項４
又は５に記載の動力装置におけるバイパス装置の保護装
置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の冷却用流体の流量調整
手段は、流量制御弁であることを特徴とする請求項６に
記載の動力装置におけるバイパス装置の保護装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の冷却用流体の流量調整
手段は、オリフィスであることを特徴とする請求項６に
記載の動力装置におけるバイパス装置の保護装置。 - 【請求項９】 請求項３に記載の冷却用連通手段は、バ
イパス装置の内部の弁体に、バイパス装置の低温側と高
温側とを連通するように設けた少なくとも１本の冷却用
連通路であることを特徴とする請求項３に記載の動力装
置におけるバイパス装置の保護装置。 - 【請求項１０】 請求項３に記載の冷却用連通手段は、
バイパス装置の内部の弁座に、バイパス装置の低温側と
高温側とを連通するように設けた少なくとも１本の冷却
用連通路であることを特徴とする請求項３に記載の動力
装置におけるバイパス装置の保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227311A JP2708674B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 動力装置におけるバイパス装置の保護方法及びその保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4227311A JP2708674B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 動力装置におけるバイパス装置の保護方法及びその保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674061A JPH0674061A (ja) | 1994-03-15 |
| JP2708674B2 true JP2708674B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=16858817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4227311A Expired - Lifetime JP2708674B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 動力装置におけるバイパス装置の保護方法及びその保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2708674B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE524218C2 (sv) * | 2003-01-20 | 2004-07-13 | Alstom Power Sweden Ab | Gasturbinanläggning och metod för styrning av last i en gasturbinansläggning |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP4227311A patent/JP2708674B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674061A (ja) | 1994-03-15 |
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