JPH10164800A - 発電機の冷却水系統 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、上述の問題点を鑑み、冷却水系統
に混入した水素ガスの早期検出を可能とする水素ガスリ
ーク検出装置を提供する事にある。 【解決手段】 本発明の発電機の冷却水系統は、発電機
の冷却器１と、この冷却器から排水された冷却水を集合
させる冷却水戻り母管８と、この冷却水戻り管の下流側
に配置された拡大槽１０と、この拡大槽１０の下流側に
設けられた冷却水ポンプ１３と、加温された冷却水を発
電機の機外にて冷却するためのクーラー１４と、このク
ーラー１４にて冷却された冷却水を冷却器１に供給する
ための冷却水供給母管１６とを備えた発電機の冷却水系
統において、冷却器１の器内上部に水素ガスを検出する
ための検出器１７と、この検出器１７により検出された
信号を送信する送信手段１８とを備えた事を特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【従来の技術】発電機の巻線を通電する事により熱を冷
却する方法として、特に固定子巻線においては、巻線内
部に冷却管を配し、この冷却管に冷却媒体としての冷却
水を通し、発電機巻線を冷却した後、加温された冷却水
を機外へ導いて冷却水を冷却させ、機内に再循環させる
方法が採用される。

【０００３】一方、回転子巻線の冷却に際しては、主と
して、機内に密封させた水素ガスを巻線外部から直接通
風させる事によりなされる。ここで加温された水素ガス
は、発電機内部に設けられた水素ガス冷却器により冷却
され、機内を再循環する。

【０００４】この場合、水素ガス冷却器は、固定子巻線
を冷却する冷却水と同様に冷却水により冷却される事に
なるが、この冷却媒体としての冷却水が水素ガスにより
加温された後は機外へ導かれて異なる冷却媒体により冷
却される事になる。

【０００５】このような方法が採用された際は、発電機
の内部に一次冷却媒体として水素ガスを循環させて発電
機内部を冷却し、この一次冷却媒体を冷却する二次冷却
媒体である冷却水を、冷却水供給母管から発電機の機内
に設けられる水素ガス冷却器の上部水室に供給する。そ
して上部水室から同水素ガス冷却器の下部水室を介して
冷却水冷却水戻り管に戻すための冷却水系統が設けられ
る。この様子を図５を参照して説明する。

【０００６】図５はタービン発電機を擁する発電プラン
トのタービン発電機の機内を冷却する冷却水の系統図で
ある。タービン発電機内の一次冷却媒体としての水素ガ
スを冷却する冷却器１は、冷却器本体２、底部をなす下
部水室３および蓋部をなす上部水室４からなる。二次冷
媒としての冷却水は、冷却器１に設けられた冷却水の導
入口である冷却水入口５から供給され、冷却器本体２内
にて発電機の機内に密封された水素ガスと熱交換するこ
とにより加温され、下部水室３に設けられた排出口であ
る冷却水出口６から排出される。冷却水出口６から排出
された加温された冷却水は、冷却水戻り管７を介して冷
却水戻り母管８へ集合・回収されることになるが、冷却
水戻り管７には冷却器本体２内で交換する熱量を調整す
るため中途部に絞り弁９が設けられる。

【０００７】このようにして回収された加温された冷却
水は拡大槽１０に集められ、加温された冷却水に混入し
た水素ガスや空気等の気相分が分離される。ここで、水
素ガスや空気等の気相分は、槽気抜管１１に導かれ、槽
気抜弁１２を介して大気放出され冷却水系統外に至る。
一方、気相分を除去した液相分である加温された冷却水
は、拡大層１０から冷却水系統内の冷却水ポンプ１３に
導かれ、加圧される。冷却水ポンプ１３により加圧され
た加温された冷却水は、クーラー１４により冷却され、
温度調整弁１５を介して冷却水供給母管１６に至る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、発電機の長
時間の運転に伴い上述の冷却水の流路となる各管のう
ち、水素ガスと隣接する部位に亀裂などの物理的な流路
破壊が生じた場合、各管の流路破壊箇所から上述の水素
ガスが冷却水系統へ混入する事がある。水素ガスが冷却
水系統に混入した場合、冷却ガスが冷却器に導通され、
気液分離されるので水素ガスが滞留する部位が生じる。
水素ガスの滞留が一定規模より大きくなった場合、発電
機機外の冷却水系統において水素ガスの爆発の危惧に晒
される。

【０００９】発電機の大容量化に伴い、発電機機内の水
素ガスの高圧化により水素ガスリーク量の増大は近年著
しい傾向にあり、人為的な水素ガスの爆発回避手段を除
いてはいまだ有効な手立てが無かった。本発明は、上述
の問題点を鑑み、冷却水系統に混入した水素ガスの早期
検出を可能とする水素ガスリーク検出装置を提供する事
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の発電機の冷却水
系統は、発電機の機内に設けられ内部に冷却水を循環さ
せることにより機内に密封した水素ガスの熱量を機外へ
放出するための冷却器と、この冷却器から排水され前記
水素ガスにより加温された冷却水を集合させる冷却水戻
り母管と、この冷却水戻り母管の下流側に配置され冷却
水に混入した水素ガスを冷却水と分離するための拡大槽
と、この拡大槽の下流側に設けられ加温された冷却水を
加圧するための冷却水ポンプと、加温された冷却水を発
電機の機外にて冷却するためのクーラーと、このクーラ
ーにて冷却された冷却水を冷却器に供給するための冷却
水供給母管とを備えた発電機の冷却水系統において、冷
却器の器内上部に水素ガスを検出するための検出器と、
この検出器により検出された信号を送信する送信手段と
を備えた事を特徴とする。

【００１１】また、本発明の発電機の冷却水系統は、発
電機の機内に設けられ内部に冷却水を循環させることに
より機内に密封した水素ガスの熱量を機外へ放出するた
めの冷却器と、この冷却器の器内にて分離された気相分
を発電機の機外へ排出するための気抜管と、冷却器から
排水され前記水素ガスにより加温された冷却水を集合さ
せる冷却水戻り母管と、この冷却水戻り管の下流側に配
置され冷却水に混入した水素ガスを冷却水と分離するた
めの拡大槽と、この拡大槽の下流側に設けられ加温され
た冷却水を加圧するための冷却水ポンプと、前記加温さ
れた冷却水を発電機の機外にて冷却するためのクーラー
と、このクーラーにて冷却された冷却水を冷却器に供給
するための冷却水供給母管とを備えた発電機の冷却水系
統において、気抜管の管内中途部に水素ガスを検出する
ための検出器と、この検出器により検出された信号を送
信する送信手段とを備えた事を特徴とする。

【００１２】また、発電機の冷却水系統は、発電機の機
内に設けられ内部に冷却水を循環させることにより機内
に密封した水素ガスの熱量を機外へ放出するための冷却
器と、この冷却器から排水され前記水素ガスにより加温
された冷却水を集合させる冷却水戻り母管と、この冷却
水戻り管の下流側に配置され冷却水に混入した水素ガス
を冷却水と分離するための拡大槽と、この拡大槽の下流
側に設けられ加温された冷却水を加圧するための冷却水
ポンプと、加温された冷却水を発電機の機外にて冷却す
るためのクーラーと、このクーラーにて冷却された冷却
水を冷却器に供給するための冷却水供給母管とを備えた
発電機の冷却水系統において、拡大槽の槽内上部に水素
ガスを検出するための検出器と、この検出器により検出
された信号を送信する送信手段とを備えた事を特徴とす
る。

【００１３】また、本発明の発電機の冷却水系統は、発
電機の機内に設けられ内部に冷却水を循環させることに
より機内に密封した水素ガスの熱量を機外へ放出するた
めの冷却器と、この冷却器から排水され前記水素ガスに
より加温された冷却水を集合させる冷却水戻り母管と、
この冷却水戻り管の下流側に配置され冷却水に混入した
水素ガスを冷却水と分離するための拡大槽と、この拡大
槽の槽内にて分離された気相分を冷却水戻り母管の外部
へ排出するための槽気抜管と、拡大槽の下流側に設けら
れ加温された冷却水を加圧するための冷却水ポンプと、
加温された冷却水を発電機の機外にて冷却するためのク
ーラーと、このクーラーにて冷却された冷却水を冷却器
に供給するための冷却水供給母管とを備えた発電機の冷
却水系統において、拡大槽上部に水素ガスを検出するた
めの検出器と、この検出器により検出された信号を送信
する送信手段とを備えた事を特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の第一の実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態
における発電機の機内を冷却する冷却水の系統図であ
る。

【００１５】タービン発電機内の一次冷却媒体としての
水素ガスを冷却する冷却器１は、冷却器本体２、底部を
なす下部水室３および蓋部をなす上部水室４からなる。
二次冷媒としての冷却水は、冷却器１に設けられた冷却
水の導入口である冷却水入口５から供給され、冷却器本
体２内にて発電機の機内に密封された水素ガスと熱交換
することにより加温され、下部水室３に設けられた排出
口である冷却水出口６から排出される。冷却水出口６か
ら排出された冷却水は、冷却水戻り管７を介して冷却水
戻り母管８へ集合・回収されることになるが、冷却水戻
り管７には冷却器本体２内で交換する熱量を調整するた
め中途部に絞り弁９が設けられる。

【００１６】このようにして回収された加温された冷却
水は拡大槽１０に集められ、加温された冷却水に混入し
た水素ガスや空気等の気相分が分離される。ここで、水
素ガスや空気等の気相分は、槽気抜管１１に導かれ、槽
気抜弁１２を介して大気放出され冷却水系統外に至る。
一方、気相分を除去した液相分である加温された冷却水
は、拡大層１０から冷却水系統内の冷却水ポンプ１３に
導かれ、加圧される。

【００１７】冷却水ポンプ１３により加圧された加温さ
れた冷却水は、クーラー１４により冷却され、温度調整
弁１５を介して冷却水供給母管１６に至る。ところが、
発電機の長時間の運転に伴い上述の冷却管や、水素ガス
冷却装置に配された冷却管に流路破壊が生じた場合、冷
却管の流路破壊箇所から上述の水素ガスが冷却水系統へ
混入する事がある。水素ガスが冷却水系統に混入した場
合、冷却ガスが冷却器に導通し、気水分離されるので水
素ガスが滞留する部位が生じる。水素ガスの滞留が一定
規模より大きくなった場合、発電機機外の冷却水系統に
おいて水素ガスの爆発の危惧に晒される。

【００１８】このような危惧に備えて、本発明は、冷却
水系統に混入した水素ガスの早期検出を可能とする水素
ガスリーク検出装置を設ける。すなわち、冷却器１の上
部水室４の内部に検出器１７を設け、冷却器１内におい
て冷却水から分離した水素ガスを検出する。この検出器
１７には送信手段１８が接続されており、検出器１７に
おいて水素ガスを検出した際には、その情報を送信手段
１８により電気的な信号あるいは光学的な信号として図
示しない中央監視室あるいはこれに派生する制御装置に
送信する。

【００１９】以上のことから本発明の発電機の冷却水系
統は、系統内に配置される冷却器１において水素ガスが
冷却水から分離し、内部に滞留した場合においても、検
出器２０によりその事実を認識し、送信手段２１により
発電機の運転員に通知することが可能となるので、発電
機機外の冷却水系統における水素ガスの爆発の危惧から
解放される。

【００２０】次に本発明の第二の実施の形態を図面を参
照して説明する。図２は本発明の一実施の形態における
発電機の機内を冷却する冷却水の系統図である。

【００２１】本実施の形態において、図２は図１と相違
する個所のみを説明し、第一の実施の形態と重複する部
分の説明は省略する。すなわち図２において、気抜管１
９の内部に検出器１７を設け、冷却器１内において冷却
水から分離した水素ガスが気抜管１９により大気放出さ
れる過程における水素ガスを検出する。この検出器１７
には送信手段１８が接続されており、検出器１７におい
て水素ガスを検出した際には、その情報を送信手段１８
により電気的な信号あるいは光学的な信号として図示し
ない中央監視室あるいはこれに派生する制御装置に送信
する。

【００２２】以上のことから本発明の発電機の冷却水系
統は、系統に付随される気抜管１９において水素ガスが
一定値以上通過した際においても、検出器１７によりそ
の事実を認識し、送信手段１８により発電機の運転員に
通知することが可能となるので、発電機機外の冷却水系
統における水素ガスの爆発の危惧から解放される。

【００２３】次に本発明の第三の実施の形態を図面を参
照して説明する。図３は本発明の一実施の形態における
発電機の機内を冷却する冷却水の系統図である。

【００２４】本実施の形態において、図３は図１および
図２と相違する個所のみを説明し、第一の実施の形態お
よび第二の実施の形態と重複する部分の説明は省略す
る。すなわち図３において、拡大槽１０の内部に検出器
１７を設け、冷却系統内の冷却水から分離した水素ガス
等が拡大槽１０により気液分離される過程における水素
ガスを検出する。この検出器１７には送信手段１８が接
続されており、検出器２０において水素ガスを検出した
際には、その情報を送信手段１８により電気的な信号あ
るいは光学的な信号として図示しない中央監視室あるい
はこれに派生する制御装置に送信する。

【００２５】以上のことから本発明の発電機の冷却水系
統は、系統内に配置される拡大槽１０において水素ガス
が一定値以上気液分離され、内部に滞留した際において
も、検出器１７によりその事実を認識し、送信手段１８
により発電機の運転員に通知することが可能となるの
で、発電機機外の冷却水系統における水素ガスの爆発の
危惧から解放される。

【００２６】次に本発明の第四の実施の形態を図面を参
照して説明する。図４は本発明の一実施の形態における
発電機の機内を冷却する冷却水の系統図である。

【００２７】本実施の形態において、図４は図１、図２
および図３と相違する個所のみを説明し、第一の実施の
形態、第二の実施の形態および第三の実施の形態と重複
する部分の説明は省略する。

【００２８】すなわち図４において、槽気抜管１１の内
部に検出器１７を設け、拡大槽１０により気液分離され
た水素ガスを検出する。この検出器１７には送信手段１
８が接続されており、検出器１７において水素ガスを検
出した際には、その情報を送信手段１８により電気的な
信号あるいは光学的な信号として図示しない中央監視室
あるいはこれに派生する制御装置に送信する。

【００２９】以上のことから本発明の発電機の冷却水系
統は、系統内に配置される拡大槽１０において水素ガス
が一定値以上気液分離され、そこに含まれる水素ガス分
が一定値以上通過した際においても、検出器１７により
その事実を認識し、送信手段１８により発電機の運転員
に通知することが可能となるので、発電機機外の冷却水
系統における水素ガスの爆発の危惧から解放される。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の発電機の冷
却水系統は、系統内に配置される冷却器１や気抜管１
９、拡大槽１０、槽気抜管１１において水素ガスが冷却
水から分離し、内部に滞留した場合においても、検出器
１７によりその事実を認識し、送信手段１８により発電
機の運転員に通知することが可能となるので、発電機機
外の冷却水系統における水素ガスの爆発の危惧から解放
される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における発電機の機内を
冷却する冷却水の系統図。

【図２】本発明の一実施の形態における発電機の機内を
冷却する冷却水の系統図。

【図３】本発明の一実施の形態における発電機の機内を
冷却する冷却水の系統図。

【図４】本発明の一実施の形態における発電機の機内を
冷却する冷却水の系統図。

【図５】発電機の機内を冷却する冷却水の系統図。

【符号の説明】

１…冷却器、２…冷却器本体、３…下部水室、４…上部
水室、５…冷却水入口、６…冷却水出口、７…冷却水戻
り管、８…冷却水戻り母管、９…絞り弁、１０…拡大
槽、１１…槽気抜管、１２…槽気抜弁、１３…冷却水ポ
ンプ、１４…クーラー、１５…温度調整弁、１６…冷却
水供給母管、１７…検出器、１８…送信手段、１９…気
抜管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電機の機内に設けられ内部に冷却水を
   循環させることにより機内に密封した水素ガスの熱量を
   機外へ放出するための冷却器と、この冷却器から排水さ
   れ前記水素ガスにより加温された冷却水を集合させる冷
   却水戻り母管と、この冷却水戻り母管の下流側に配置さ
   れ前記加温された冷却水に混入した前記水素ガスをこの
   冷却水から分離するための拡大槽と、この拡大槽の下流
   側に設けられ前記加温された冷却水を加圧するための冷
   却水ポンプと、この冷却水ポンプにより加圧された前記
   加温された冷却水を前記発電機の機外にて冷却するため
   のクーラーと、このクーラーにて冷却された冷却水を前
   記冷却器に供給するための冷却水供給母管とを備えた発
   電機の冷却水系統において、前記冷却器の器内上部に水
   素ガスを検出するための検出器と、この検出器により検
   出された信号を送信する送信手段とを備えた事を特徴と
   する発電機の冷却水系統。
2. 【請求項２】 発電機の機内に設けられ内部に冷却水を
   循環させることにより機内に密封した水素ガスの熱量を
   機外へ放出するための冷却器と、この冷却器の器内にて
   前記冷却水と分離された気相分を前記発電機の機外へ排
   出するための気抜管と、前記冷却器から排水され前記水
   素ガスにより加温された冷却水を集合させる冷却水戻り
   母管と、この冷却水戻り母管の下流側に配置され前記加
   温された冷却水に混入した前記水素ガスをこの冷却水か
   ら分離するための拡大槽と、この拡大槽の下流側に設け
   られ前記加温された冷却水を加圧するための冷却水ポン
   プと、この冷却水ポンプにより加圧された前記加温され
   た冷却水を前記発電機の機外にて冷却するためのクーラ
   ーと、このクーラーにて冷却された冷却水を前記冷却器
   に供給するための冷却水供給母管とを備えた発電機の冷
   却水系統において、前記気抜管の管内に水素ガスを検出
   するための検出器と、この検出器により検出された信号
   を送信する送信手段とを備えた事を特徴とする発電機の
   冷却水系統。
3. 【請求項３】 発電機の機内に設けられ内部に冷却水を
   循環させることにより機内に密封した水素ガスの熱量を
   機外へ放出するための冷却器と、この冷却器から排水さ
   れ前記水素ガスにより加温された冷却水を集合させる冷
   却水戻り母管と、この冷却水戻り母管の下流側に配置さ
   れ前記加温された冷却水に混入した前記水素ガスをこの
   冷却水から分離するための拡大槽と、この拡大槽の下流
   側に設けられ前記加温された冷却水を加圧するための冷
   却水ポンプと、この冷却水ポンプにより加圧された前記
   加温された冷却水を前記発電機の機外にて冷却するため
   のクーラーと、このクーラーにて冷却された冷却水を前
   記冷却器に供給するための冷却水供給母管とを備えた発
   電機の冷却水系統において、前記拡大槽の槽内上部に水
   素ガスを検出するための検出器と、この検出器により検
   出された信号を送信する送信手段とを備えた事を特徴と
   する発電機の冷却水系統。
4. 【請求項４】 発電機の機内に設けられ内部に冷却水を
   循環させることにより機内に密封した水素ガスの熱量を
   機外へ放出するための冷却器と、この冷却器から排水さ
   れ前記水素ガスにより加温された冷却水を集合させる冷
   却水戻り母管と、この冷却水戻り母管の下流側に配置さ
   れ前記加温された冷却水に混入した前記水素ガスをこの
   冷却水から分離するための拡大槽と、この拡大槽の槽内
   にて分離された気相分を前記冷却水戻り母管の外部へ排
   出するための槽気抜管と、前記拡大槽の下流側に設けら
   れ前記加温された冷却水を加圧するための冷却水ポンプ
   と、前記加温された冷却水を前記発電機の機外にて冷却
   するためのクーラーと、このクーラーにて冷却された冷
   却水を前記冷却器に供給するための冷却水供給母管とを
   備えた発電機の冷却水系統において、前記槽気抜管の管
   内に水素ガスを検出するための検出器と、この検出器に
   より検出された信号を送信する送信手段とを備えた事を
   特徴とする発電機の冷却水系統。