JPH1023713A - 冷却水循環系統へのガス漏れ監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大気放出管内を放出するガス量を含めて顕著に
検出でき、且つ信頼性を高めることにある。 【解決手段】固定子巻線２を水冷却し、且つ機内を水素
ガスにより冷却するようにした水素冷却タービン発電機
１の固定子巻線２と冷却水装置３との間で冷却水を循環
させる冷却水循環系統５への機内水素ガスの漏れを監視
するガス漏れ監視装置において、冷却水装置３の貯水タ
ンク４内の空間部に連通させて接続された大気放出管７
の中途に該大気放出管内を流れるガス量を検出するガス
流量計12と、このガス流量計12により大気放出管７内を
流れるガス量が計測されると、その計測信号が予め設定
された判定値を越えているか否かを判定し、判定値を越
えていればガス漏れがあることを検出する検出監視ユニ
ット14とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は水素冷却タービン発
電機の冷却水循環系統へのガス漏れを検出し、監視する
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】固定子巻線等を水冷却し、且つ機内を水
素ガスにより冷却するようにした水素冷却タービン発電
機においては、固定子巻線等の冷却水系統への機内水素
ガスの漏れを監視するガス漏れ監視装置が備えられてい
る。

【０００３】従来のこの種ガス漏れ監視装置は、外部に
設置された冷却水装置より水素冷却タービン発電機の固
定子巻線に冷却水を循環させる冷却水循環系統に接続さ
れた大気放出管に水素ガス検出器を設け、この水素ガス
検出器により大気に放出される水素ガスを検出するもの
であった。

【０００４】しかし、このようなガス漏れ監視装置で
は、大気放出管内の空気（ガスを含んでいる）が冷却水
装置の貯水タンク内の圧力変化や大気放出管の出ている
屋上の風速等の影響を受けて、澱みながら出入りしてい
るため、大気放出管に水素ガス検出器を設けても顕著に
ガス漏れが検出できないばかりでなく、漏洩ガスの量も
把握することができなかった。

【０００５】特に固定子巻線等を水冷却する水素冷却タ
ービン発電機が製作されるようになってから、およそ３
０年を経過した現在、発電機内の水素ガスが冷却水循環
系統に漏れたときにはこれを顕著に検出することが要求
されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】現在、複数箇所の発電
プラントで前述同様に設けられた水素ガス検出器により
冷却水循環系統へのガス漏れを検出するようにしている
が、何ずれもガス漏れの顕著な検出ができず、また漏洩
ガス量も把握できない。これは発電機内の水素ガスが漏
れて大気放出管内に流入しても、常に一定の水素濃度、
一定の流速で流れている訳ではないからである。つま
り、大気放出管内の空気（ガスを含んでいる）の流れ
（動き）は，冷却水温度の変化による貯水タンク内の圧
力変化によって管内で放出したり、吸込まれたりしてい
る。

【０００７】従って、冷却水温度に変化がなく、一定で
あれば大気放出管内の空気の出入りは貯水タンクの水面
変化による内圧に影響されるだけであり、単位時間にお
いてその量は殆ど０である。

【０００８】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、大気放出管内を放出するガス量を含めて顕著
に検出することができる信頼性の高い冷却水循環系統へ
のガス漏れ監視装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により冷却水循環系統への
ガス漏れ監視装置を構成するものである。請求項１に対
応する発明は、固定子巻線等を水冷却し、且つ機内を水
素ガスにより冷却するようにした水素冷却タービン発電
機の前記固定子巻線等と冷却水装置との間で冷却水を循
環させる冷却水循環系統への機内水素ガスの漏れを監視
するガス漏れ監視装置において、前記冷却水装置の貯水
タンク内の空間部に連通させて接続された大気放出管の
中途に該大気放出管内を流れるガス量を検出するガス流
量計と、このガス流量計により大気放出管内を流れるガ
ス量が計測されると、その計測信号が予め設定された判
定値を越えているか否かを判定し、判定値を越えていれ
ばガス漏れがあることを検出する検出監視ユニットとを
備える。

【００１０】請求項２に対応する発明は、固定子巻線等
を水冷却し、且つ機内を水素ガスにより冷却するように
した水素冷却タービン発電機の前記固定子巻線等と冷却
水装置との間で冷却水を循環させる冷却水循環系統への
機内水素ガスの漏れを監視するガス漏れ監視装置におい
て、前記冷却水装置の貯水タンク内の空間部に連通させ
て接続され、前記貯水タンク内の圧力を検出する圧力検
出器と、この圧力検出器により検出された貯水タンク内
の圧力が予め設定された判定値を越えているか否かを判
定し、判定値を越えていればガス漏れがあることを検出
する検出監視ユニットとを備える。

【００１１】上記のような構成の冷却水循環系統へのガ
ス漏れ監視装置において、大気放出管の空気の流れは冷
却水装置の貯水タンク内の圧力と全く同調し、貯水タン
ク内の圧力が大気圧に対してプラス圧力ならば放出し、
マイナス圧力ならば吸込まれることから、請求項１に対
応する発明にあっては大気放出管内を流れるガス量をガ
ス流量計により計測し、その計測信号が予め設定された
判定値を越えているときガス漏れと判定することによ
り、ガス漏洩を高信頼度で検出することができ、また請
求項２に対応する発明にあっては圧力検出器により貯水
タンク内の圧力を検出し、その検出信号が予め設定され
た判定値を越えているときガス漏れと判定することによ
り、ガス漏洩を高信頼度で検出することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明による冷却水循環系統
へのガス漏れ監視装置を水素冷却タービン発電機に適用
した場合の構成例を示すものである。

【００１３】図１において、１は機内に水素ガスを充填
した水素冷却タービン発電機で、この水素冷却タービン
発電機１には冷却水により冷却される固定子巻線２が備
えられている。

【００１４】また、３は機外に設置された冷却水装置
で、この冷却水装置３は貯水タンク４を備え、この貯水
タンク４と水素冷却タービン発電機１の固定子巻線２と
の間を冷却水循環系統５により接続され、循環水ポンプ
６により貯水タンク４の底部より水素ガス冷却タービン
発電機１の固定子巻線２に冷却水を送り、固定子巻線４
を冷却した冷却水は再び貯水タンク４の底部に戻るよう
になっている。

【００１５】また、上記貯水タンク４には、上部空間部
に溜まるガスを大気へ放出するための大気放出管７がタ
ンク上部に連通させて接続され、この大気放出管７の中
途に主回路弁８が設けられている。

【００１６】このような水素冷却タービン発電機１にお
いて、本実施の形態では冷却水循環系統５の戻り管９に
温度検出器１０を設けると共に、貯水タンク４の上部空
間部に連通させて圧力検出器１１を設ける。

【００１７】また、大気放出管７の中途に主回路弁８を
挟む両側にバイパス配管を接続してバイパス回路を形成
すると共に、このバイパス回路にガス流量計１２を設
け、このガス流量計１２の出入口側に出入口弁１３をそ
れぞれ設ける。

【００１８】この場合、ガス流量計は正方向、逆方向共
測定が可能で、且つ流量抵抗の極力小さなものが使用さ
れる。一方、これら温度検出器１０、圧力検出器１１及
びガス流量計１２でそれぞれ検出された温度検出信号、
ガス圧力検出信号及びガス流量検出信号は、それぞれ検
出監視ユニット１４に入力され、この検出監視ユニット
１４によりガス流量計による大気放出管内を放出するガ
ス量測定とデータ処理が行われる。

【００１９】次に上記のように構成された冷却水循環系
統へのガス漏れ監視装置の作用について述べる。いま、
水素冷却タービン発電機１内の水素ガスに漏れがなく、
また冷却水温度に変化がなければ、大気放出管７内の空
気の流れは、単位時間においてその量は殆ど０である。
このことから、この量を正確に測定できれば、機内のガ
ス漏れを検出することが可能である。

【００２０】そこで、この水素ガスの漏れを測定するに
は、まず主回路弁８を閉じ、バイパス回路に設けられた
ガス流量計１２側の出入口弁１３を開く。この状態で水
素冷却タービン発電機１の機内水素ガスが固定子巻線２
の冷却水循環系統に漏れると、その水素ガスは冷却水装
置３の貯水タンク４に流入し、さらに大気放出管７を通
って大気に放出される。この場合、水素ガスは主回路弁
８をバイパスするバイパス回路を通ってガス流量計１２
に流入し、このガス流量計１２により水素ガスの漏れ量
が計測された後、大気放出管７より大気へ放出される。

【００２１】このガス流量計１２により計測されたガス
漏れ量の計測信号は、温度検出器１０により検出された
戻り冷却水の温度検出信号及び貯水タンク４の上部空間
部の圧力検出信号と共に、検出監視ユニット１４にそれ
ぞれ入力される。この場合、ガス漏れ量の計測信号、温
度検出信号及び圧力検出信号は予め設定されたサンプリ
ング周期で取込まれる。また、大気放出管７内のガス量
測定及び貯水タンク４内の圧力測定は温度検出器１０に
より検出される冷却水温度に変化がないという条件のも
とに測定される。

【００２２】この検出監視ユニット１４では、サンプリ
ング周期内で数種の温度条件が満足されている時、ガス
流量及び貯水タンク内の上部空間部の圧力が判定値に対
してオーバしているか否かを計算し、オーバしていた場
合は警報信号を出力する。

【００２３】以上のデータ取込み、演算処理、警報発生
は検出監視ユニット１４により行われるが、１回だけの
処理でなく、２回あるいは数回繰り返して行い、判定値
に対して数回繰返して行い、判定値に対して数回オーバ
していると判定されると警報信号を発生させるようにす
れば、さらに信頼性を向上させることができる。

【００２４】このように本実施の形態では、固定子巻線
２を冷却する冷却水循環系統５側に水素冷却タービン発
電機１の機内の水素ガスが漏れた場合、検出監視ユニッ
ト１３により、ガス流量計１２で検出されたガス計測信
号から大気放出管７内を放出するガス量を判定し、さら
に温度検出器１０の温度検出信号をデータ処理すること
によって漏洩量も含めてガス漏れを顕著に検出すること
ができる。さらに、圧力検出器１１により冷却水装置３
の貯水タンク内４の圧力を測定し、併用することにより
水素ガスの漏洩検出の信頼性を更に向上させることがで
きる。

【００２５】なお、上記実施の形態において、ガス流量
計１２の出力信号としては逆方向の信号が正方向の信号
に対してこれを打消す（マイナス）信号でなければなら
ないが、マイナス信号を出力できない時は、ガス流量計
の流量抵抗が正方向、逆方向とも同じように小さいもの
であるならば、２個のガス流量計を互いに向きを変えて
取付け、逆方向の流量計出力信号の極性を変えて、正方
向の流量計出力信号と合成して計測信号としても良い。

【００２６】また、上記実施の形態では大気放出管７に
流れる水素ガスをガス流量計１２により測定し、この測
定信号を基に水素ガスの漏洩を検出したが、冷却水装置
３の貯水タンク４内の圧力を連続的に測定し、ガス流量
と同様の計算処理を行って検出監視ユニット１４で単独
に水素ガスの漏洩検出および監視を行うようにしても良
い。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、大気
放出管内を放出するガス量を含めて顕著に検出すること
ができる信頼性の高い冷却水循環系統へのガス漏れ監視
装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による循環冷却水系統へのガス漏れ監視
装置の実施の形態を水素冷却タービン発電機に適用した
場合を示す構成説明図。

【符号の説明】

１……水素冷却ガスタービン発電機 ２……固定子巻線 ３……冷却水装置 ４……貯水タンク ５……冷却水循環系統 ６……循環ポンプ ７……大気放出管 ８……主回路弁 ９……戻り管 １０……温度検出器 １１……圧力検出器 １２……ガス流量計 １３……出入口弁 １４……検出監視ユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定子巻線等を水冷却し、且つ機内を水
   素ガスにより冷却するようにした水素冷却タービン発電
   機の前記固定子巻線等と冷却水装置との間で冷却水を循
   環させる冷却水循環系統への機内水素ガスの漏れを監視
   するガス漏れ監視装置において、 前記冷却水装置の貯水タンク内の上方空間部に連通させ
   て接続された大気放出管の中途に大気放出管内を流れる
   ガス量を検出するガス流量計と、このガス流量計により
   前記大気放出管内を流れるガス量が計測されると、その
   計測信号が予め設定された判定値を越えているか否かを
   判定し、判定値を越えていればガス漏れがあることを検
   出する検出監視ユニットとを備えたことを特徴とする冷
   却水循環系統へのガス漏れ監視装置。
2. 【請求項２】 固定子巻線等を水冷却し、且つ機内を水
   素ガスにより冷却するようにした水素冷却タービン発電
   機の前記固定子巻線等と冷却水装置との間で冷却水を循
   環させる冷却水循環系統への機内水素ガスの漏れを監視
   するガス漏れ監視装置において、 前記冷却水装置の貯水タンク内の上方空間部に連通させ
   て接続され、前記貯水タンク内の圧力を検出する圧力検
   出器と、この圧力検出器により検出された貯水タンク内
   の圧力が予め設定された判定値を越えているか否かを判
   定し、判定値を越えていればガス漏れがあることを検出
   する検出監視ユニットとを備えたことを特徴とする冷却
   水循環系統へのガス漏れ監視装置。