JPH0242183B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） この発明はタービン発電機、更に具体的に云え
ば、発電機の冷却装置内で起り得るガスの漏れを
検出する改良された装置に関する。

（従来技術） 発電に使われる回転電気機械は例えば1980年に
ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイから出版
されたY.S.ハーゲツトの著書「大形蒸気タービン
駆動発電機」に記載されている様に、２種冷却装
置によつて冷却するのが典型的である。長年の
間、全ての大形タービン発電機はガス冷却装置の
中で、例えば発電機の気密ケーシング内に保たれ
ている水素の雰囲気内で運転される様に設計され
ている。固定子棒体の個別のストランドに液体、
好ましくは水を流すことにより、固定子巻線も液
体冷却装置によつて別個に冷却される。

従来、発電機のケーシング内のガスは、固定子
巻線を冷却するのに使われる水の圧力よりも高い
圧力に保たれている。ガス冷却装置と液体冷却装
置との間の差圧により、その間の漏れを検出する
ことが可能である。即ち、漏れが起ると、ガスは
液体冷却装置に入る様に強制され、そこからサン
プルを取出して解析することが出来る。この様な
漏れが著しくなつた時、重大な運転上の問題を避
ける為に、是正措置をとらなければならない。従
つてガス監視及び警報装置を用いて、液体冷却装
置に対するガスの漏れを検出することが望まし
い。

ハンガリヤ特許第162380号並びにIEEE、PES
冬期会合1978年１月号所載のI.K.シーラーグの論
文A78307−１には、タービン発電機の固定子巻
線の水冷装置から自動的にガス抜きをし、その気
密度を連続的に監視して、予定のガス透過率のと
きに警報信号を発生する装置が記載されている。
この装置は吸収されていないガスをそれを横切る
液体から分離し、分離したガスの容積を連続的に
測定する。予定の容積のガスが溜まつた後、監視
装置が自動的にそれを放出する。この放出の回数
を記録し、予定のガス分離率のとき警報信号を発
生する。

この論文に記載されている装置を用いた水冷装
置では、ガス分離器で冷却水の流れからガスの泡
を収集し、冷却水の一部分と共に、装置に連続的
に導入する。ガスを保有しておき、その間冷却水
の部分は更に膨張室へ流れる様にし、この膨張室
から冷却水の手系統に流れる様にする。装置は、
ガスを放出する為に、水位より下方で開口する特
別に設計されたＵ字形管を用いている。都合の悪
いことに、これによつて水に乱流が生じ、漏れが
大きい場合にはガス通路がふさがれて、装置が詰
まることがある。

（発明の目的） 従つて、この発明の目的は、タービン発電機の
水冷装置に対する冷却ガスの漏れを監視する改良
された装置を提供することである。

この発明の別の目的は、液体冷却装置に対する
冷却ガスの漏れを連続的に監視して、従来の動作
上の欠陥を是正する様に設計され改良された装置
を提供することである。

（発明の概要） この発明では、タービン発電機の固定子水冷装
置に対する冷却ガスの漏れを監視する装置が提供
される。この漏れ監視装置は２つの室、即ち大気
と通気する上側室と貯水タンクに接続された下側
室とを持つている。上側室及び下側室はその間の
密封部によつて分離されている。２つの室が第１
の管によつて相互接続される。この管は開放した
上端及び開放した下端を持ち、下側室の底に向つ
て伸びると共に密封部を通つて上側室の頂部に向
つて伸びる。第１の管の直径よりも大きな直径を
持つ第２の管が、下側室内で第１の管を取囲んで
いる。第２の管は開放した上端を持つていて、そ
の下端で下側室の底に流密に接続されている。両
端が開放した第３の管が下側室の底の近くから密
封部を通つて上側室の底の中まで伸びている。第
１の管の開放した下端は第３の管の開放した下端
よりも高い位置にある。通常下側室と上側室の一
部分とは水が充たされている。第１の管の上端は
水位より上方にあるが、第３の管の上端は水位よ
り下にある。ガスが漏れて貯水タンクに集まる
と、それが漏れ監視装置の下側室にも送込まれ
る。漏れ監視装置の下側室内のガス圧力により、
そこから水が押出されて第１及び第３の管を介し
て上側室に入る。下側室内のガスと水の界面が予
定の高さに達すると、ガスが下側室から第１の管
を介して上側室へ流れ、サイクルは出発点に戻
る。各々のサイクルを収集装置に記録する。収集
装置が予定の期間内に予定の数まで計数すると、
警報器がトリガされる。

（実施例の詳細な説明） この発明は以下図面について説明する所から更
によく理解されよう。

第１図は水冷形発電機固定子巻線に対する外部
液体装置の略図である。水純化装置、過器、貯
水タンク、ポンプ及び冷却器を含む水循環通路が
示されている。この様な発電機の固定子巻線装置
の設計では、貯水タンクは発電機より下方にあ
る。水からのガスの分離は殆んど全てが貯水タン
ク内で起り、泡取り装置を使うことによつてその
効果が改善される。この理由で、漏れ監視装置は
貯水タンクの通気配管の任意の便利な場所に接続
することができる。然し、ガスの漏れ率は漏れ監
視装置に反復的に水が押出されることによつて決
定されるので、常に監視装置内に適当な水量を保
つことが必要である。これは監視装置を貯水タン
クの側面に沿つて配置し、貯水タンク内の水位を
その為に使うことによつて達成し得る。蒸発又は
その他の理由によつて失われた水が、この為自動
的に補給される。

第２図に示す様に、ガス漏れ監視装置１０が２
つの室、即ち上端１４及び下端１６を持つ上側室
１２と、上端２０及び下端２２を持つ下側室１８
とに分割されている。上側室１２の下端１６並び
に下側室１８の上端２０が中心円板２４と共に互
いに固着され且つ密封されている。複数個の管状
部材が上側室１２を下側室１８に接続する。第１
の管状部材又はガス逃し管２６が下側室１８内に
配置された下端２８を持つと共に、下側室１８の
上端２０、中心円板２４及び上側室１２の下端１
６を上向きに通抜けて、上側室１２に入り込んで
いる。ガス逃し管２６の下端２８は、下側室１８
からのガスの逃しの設定値を一層精密にする為
に、約45゜の角度に斜め切りすることが好ましい。
ガス逃し管２６の長さを変えて、排出されるガス
流を増減することが出来る。ガス逃し管２６の上
端３２は上側室１２の上端１４近くまで伸びてい
る。

第２の管状部材又は立ち管３４が下側室１８の
中に配置されていて、ガス逃し管２６よりも直径
が大きい。立ち管３４の１端３６が下側室１８の
底部２２に固定される。立ち管３４の他端３８は
下側室１８に対して開放している。立ち管３４は
下側室１８内でガス逃し管２６の実質的な部分か
ら隔たつていてそれを取囲んでいる。

第３の管状部材又は水戻り管４０は両端が開放
していて、開放した上端４２が上側室１２の下端
１６に入り込み、開放した下端４４が下側室１８
の下端２２に向つて伸びている。水戻り管４０の
下端４４はガス逃し管２６の下端２８よりも下端
２２に一層接近している。

ガス逃し管２６は複数個の分流孔を持ち、これ
らは上側室１２内の水位より下方で同じ高さの
所、好ましくは下端１６の近くに配置されてい
る。下側室１８にガスが溜まると、ガス逃し管１
６内の水は分流孔３０を介して上側室１２に通過
することが出来、こうしてガス逃し管１６の上部
並びに上側室１２の水位を等しくする。ガスが引
続いて溜ると、それが立ち管３４を含めて下側室
１８に充満し、管２６，４０に水が流れる様に
し、従つて、上側室１２内で水が上昇する。最後
には、立ち管３４の上端３８からガス逃し管２６
の下端２８までの立ち管３４内の全部の水がなく
なり、ガス逃し管２６がガスに対して開放する様
な点に達する。この時ガスは下側室１８から上側
室１２までじやまのない通路を持つ様になるの
で、ガス圧が解除される。この時水が上側室１２
から水戻り管４０を通つて戻ることが出来、この
間、依然として下側室１８内に残つているガスは
引続いてガス逃し管２６を介して上側室１２に流
れ、遂には下側室１８の水位が立ち管３４の上端
３８に達する。この時立ち管３４の入る水がガス
逃し管２６の下側の開口を密封し、上側室１２に
対するガスの流れが止む。この時間の間、ガス逃
し管２６が密封され且つガスの流れが止むまで、
水は分流孔３０からガス逃し管２６に入ることは
ない。

動作について説明すると、冷却ガスが冷却水の
中に漏れると、それが貯水タンクに溜まり、圧力
を高める。この後、冷却ガスがガス逃し入口管５
０を介して監視装置１０の下側室１８に入り、下
側室１８の圧力を高める。流れ調整器５２が貯水
タンクの逃し口とガス逃し入口管５０との間に入
つていて、ガスの流量を制御すると共に、それが
監視装置の容量を越えない様にする。上昇した圧
力によつて下側室１８内の水が２つの室の間にあ
るガス逃し管２６及び水戻り管４０を介して上側
室１２へ上昇する。全ての水がガス逃し管２６か
らなくなるまで、ガスがガス逃し管２６内の水に
取つて代わる。極めて短い期間の内に、ガスはガ
ス逃し管２６をじやまなしに流れることが出来る
様になり、下側室１８内の圧力が解放される。こ
の時、上側室１２内の水が水戻り管４０を通つて
下向きに流れて放出されたガスに代り、この後サ
イクルが繰返される。各々のサイクルが計数スイ
ツチ集成体８０に接続された漏れ率計数器６０に
よつて記録される。この集成体は柱８２内に入つ
ている磁気スイツチ８１を含み、これが、柱８２
に沿つて垂直方向に動くフロート８４内に収めた
磁石８３との鎖交によつて動作する。漏れが予定
の値を越えると、スイツチ集成体８０内の水位が
上昇して、フロート８４が上昇するので、磁石８
３が磁気スイツチ８１と結合し、このスイツチが
作動され、計数器６０によつてパルスが記録され
る。予定の期間内に予定数のパルスを越えると、
警報器７０がトリガされる。ガス漏れ監視装置１
０内の水位は水位制御スイツチ集成体９０によつ
て自動的に調節する。この集成体が柱９２上で垂
直方向に可動のフロート９４を持つと共に磁石９
３を持つていて、この磁石９３が磁気スイツチ９
１を作動することにより、ソレノイド弁１００を
作動し、このソレノイド弁が貯水タンクから水を
送り込んで監視装置内に適正な水位を保つことが
出来る様にする。

監視装置が詰まつた場合に備えて、貯水タンク
と逃し口との間で監視装置の前後に圧力逃し弁
（第１図）が接続され、こうして緊急時の通気が
出来る様にしている。

この発明がこゝに図示した具体的な細部に制限
されず、この発明の範囲内で当業者であれば種々
の変更を加えることが出来ることは云う迄もな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はガス漏れ監視装置を接続した水冷形固
定子巻線に対する外部装置の略図、第２図はこの
発明の漏れ監視装置の断面図である。 主な符号の説明、１２：上側室、１４：上端、
１６：下端、１８：下側室、２０：上端、２２：
下端、２６：第１の管状部材（ガス逃し管）、２
８：下端、３２：上端、３４：第２の管状部材
（立ち管）、３６：下端、３８：上端、４０：第３
の管状部材（水戻り管）、５０：漏れガス入口管、
６０：漏れ率計数器、７０：警報器、８０：計数
スイツチ集成体、９０：水位制御スイツチ集成
体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転電気機械の固定子水冷装置の貯水タンク
   内に冷却ガスが累積する様になつている固定子水
   冷装置への冷却ガスの漏れを監視するための装置
   に於て、 向い合つた上端１４及び下端１６を持ち、且つ
   大気へのガス逃し手段をそなえた上側室１２と、 貯水タンクに接続されていて、向い合つた上端
   ２０及び下端２２を持ち、該上端２０に対して前
   記上側室の下端１６が固定され且つ密封されてい
   る下側室１８と、 開放した上端３２及び下端２８を持ち、前記下
   側室１８内に配置されていると共に、前記上側室
   １２と前記下側室１８との間の密封部を上向きに
   通り抜けて前記上側室１２内に入り込んでいる第
   １の管状部材２６と、 前記下側室１８内に配置されていて、前記下側
   室の下端２２に固定された一端３６及び前記下側
   室１８に開放した他端３８を持ち、且つ前記第１
   の管状部材２６よりも大きな直径を持つていて、
   前記下側室１８内にある前記第１の管状部材２６
   の実質的な部分を取囲んで該部分から隔たつてい
   る第２の管状部材３４と、 前記下側室１８内に配置され、前記下側室１８
   から上向きに前記密封部を通つて伸びて前記上側
   室１２に開口する開放した上端４２を持つと共
   に、前記第１の管状部材の下端２８よりも前記下
   側室の下端２２に一層接近して配置された開放し
   た下端４４を持つ第３の管状部材４０とを含み、 前記第１の管状部材の上端３２は前記第３の管
   状部材の上端４２よりも前記上側室の下端１６か
   ら一層遠くに配置されており、 更に、前記上側室１２に接続されていて、通常
   の動作状態で、前記第３の管状部材の上端４２を
   覆うのに充分であるが、前記第１の管状部材の上
   端３２を覆うのに不充分である容積の水を保つ水
   位制御手段９０と、 前記貯水タンクからの累積した冷却ガスを前記
   下側室１８内へその上端２０近くに導入する導入
   手段５０と、 前記下側室１８がガスで一杯になつた回数を計
   数する第１のスイツチ作動手段６０，８０と、 前記水位制御手段９０により制御されて、装置
   の水位を自動的に保つ第２のスイツチ作動手段１
   ００とを含むことを特徴とする装置。 ２ 前記第１の管状部材の下端２８が斜め切りし
   た形を持つている特許請求の範囲第１項記載の装
   置。 ３ 前記第１の管状部材２６が、前記密封部より
   上方で前記上側室１２内に開口する分流孔３０を
   持つている特許請求の範囲第２項記載の装置。 ４ 当該装置が、冷却ガスの予定の過剰の漏れに
   よつて作動される警報手段７０を含んでいる特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ５ 前記第１のスイツチ作動手段６０，８０及び
   前記水位制御手段９０がフロート弁を含んでいる
   特許請求の範囲第１項記載の装置。 ６ 前記導入手段５０が、ガスの流量を制御する
   流れ調整器５２を含んでいる特許請求の範囲第１
   項記載の装置。