JPS6226684B2 - - Google Patents

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JPS6226684B2
JPS6226684B2 JP4918380A JP4918380A JPS6226684B2 JP S6226684 B2 JPS6226684 B2 JP S6226684B2 JP 4918380 A JP4918380 A JP 4918380A JP 4918380 A JP4918380 A JP 4918380A JP S6226684 B2 JPS6226684 B2 JP S6226684B2
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JP
Japan
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hydrogen gas
machine
consumption
time
abnormal
Prior art date
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Application number
JP4918380A
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English (en)
Other versions
JPS56147012A (en
Inventor
Sanshiro Obara
Ikuro Myashita
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水素ガス冷却タービン発電機の各溶接
部、シール部分、機外水素ガス配管の気密不良や
軸受近傍にある油切り部の不具合による水素ガス
の異常消費を早期に検知する装置に関する。
大容量タービン発電機において、機内部品を冷
却するための冷却媒体として水素ガスを使用し、
大気圧より高い圧力でタービン発電機内に封入さ
れている。水素ガスは空気に比較して熱伝導率が
約7倍であるため強制対流によつて被冷却体の表
面から熱を奪う能力は空気よりはるかに大きく、
その水素ガス冷却方式を用いることにより冷却効
果が増大する。また、水素ガスの密度が空気の7
%であるために機内の流体摩擦抵抗による損失は
空気のそれに比べて少なく、タービン発電機の効
率を高めることができる。しかし、逆に密度が小
さいために水素ガスが漏洩しやすい。
したがつて、各溶接部、シール部、機外水素ガ
ス配管の気密不良や油切り部の不具合が発生する
と、その個所より水素ガスが漏洩して、水素ガス
爆発という重大事故を招く恐れがある。
第1図にタービン発電機の水素ガス系統の概略
を示す。1はタービン発電機の本体、20は水素
ガスボンベ、21は高圧に充填された水素ガスボ
ンベ20の水素ガスを減圧するための減圧弁であ
る。22は水素ガスを封入するための水素ガス封
入弁で弁の開閉信号を出力する装置を備えてい
る。23は水素ガスをタービン発電機1の機内に
封入するための水素ガス分岐管、30は水素ガス
の純度計、31はタービン発電機1の機内水素ガ
ス圧を測定するための機内圧センサである。水素
ガス漏洩が発生していない正常時においても、タ
ービン発電機1の軸受部分にある油切り部の密封
油への溶解や各溶接部等の極微小な漏洩により、
数m3/day程度の水素ガスを消費しているといわ
れている。
したがつて、水素ガス異常消費という重大事故
を未然に防止するためには、常に水素ガス消費量
を監視する必要がある。
本発明の目的は上記の必要に鑑み、水素ガス冷
却タービン発電機の各溶接部、シール部分、機外
水素ガス配管の気密不良や軸受近傍にある油切り
部の不具合による水素ガスの異常消費を確実かつ
自動的に検知する異常消費検知装置を提供するこ
とにある。
すなわち本発明は、上記を実現する手段とし
て、水素ガスが漏洩したことにより発電機の機内
圧低下が進むと、冷却効果を損わないために水素
ガスの補供(以下水素ガス封入という)が行われ
るので、その水素ガス封入時を自動的に判定し
て、前回の水素ガス封入完了時点(消費前)と今
回の水素封入時直前(消費後)の機内圧、大気
圧、機内温等の入力データから、水素ガス消費量
を算出して、その算出値を監視して水素ガスの異
常消費の微候を検知するようにしたものである。
以下、本発明を第2図の一実施例をもとに詳細
に説明する。第2図において、32は大気圧を測
定するための大気圧センサ、33は発電機1の機
内ガス温を測定するための機内温センサ、4は機
内圧センサ31,大気圧センサ32,機内温セン
サ33そして水素ガス封入弁22の開閉状態信号
を入力して発電機1の水素ガスの異常消費検知す
るための演算処理装置、40は上記装置の信号を
入力するための入力回路、41は水素ガスの異常
消費検知処理を実行する演算処理回路、42は異
常消費検知結果を表示、あるいは警報出力するた
めの出力回路である。この出力回路のあとに図示
はしてないが表示装置が配される。
演算処理回路42における水素ガスの異常消費
検知処理を第3図のフローチヤートもとに説明す
る。この異常消費検知処理は第4図に示すような
検知処理タイミングで実行される。また、この処
理で使用するデータテーブルDT0〜3を第5図
に示す。テーブルDT0は各時点で取込んだデー
タ(Po,Bo,To,So)を格納し、テーブル
DT1は水素ガス消費前のデータ(P1,B1,T1
S1)を格納し、テーブルDT2は前取込んだデータ
(Po-1,Bo-1,To-1)と消費後のデータ(P2
B2,T2)テーブルDT3はテーブルDT2の更新回
数Mを格納する。
第3図において、まず、予め準備されている計
器より機内圧、大気圧、機内温そして水素ガス封
入弁22信号等のデータをテーブルDT0に取込
む(Aタスク)。次に、異常消費検知処理開始時
か否かのチエツクを行い(Bタスク)、開始時で
あれば、Aタスクで取込んだデータを開始初期デ
ータとしてテーブルDT1,DT2に設定する。(DT
0→DT1→DT2、Cタスク)。処理開始時でな
く、処理実行中の場合は、次に、機内圧を監視し
ながら水素ガス封入時を判定する(Dタスク)。
このDタスクについては、後で詳細に説明する。
Dタスクは第4図に示すような消費期間、水素ガ
ス封入中、そして水素ガス封入完了であるかを判
定する。“消費期間”の場合は、Aタスクで取込
んだデータの格納されているテーブルDT0のデ
ータをテーブルDT2に転送して、データを更新
して(Eタスク)、第3図に示す異常消費検知処
理を終る。この処理(A→B→D→E)は第4図
のi―1時点以前、i+1〜l−2時点そしてl
+1時点以降の期間の異常消費検知処理(第3
図)に相当する。
また、第3図のDタスクにおいて“水素ガス封
入中”と判定された場合は、テーブルDT2の更
新等の処理を実行せずに、第3図の異常消費検知
処理を終る。この処理(A→B→D)は第4図の
l−1時点の処理に相当する。
一方、第3図のDタスクにおいて“水素ガス封
入完了”と判定された場合はテーブルDT1の消
費前データ、テーブルDT2の消費期間最後(第
2図のi―1あるいはl―2時点)のデータすな
わち消費後データそして消費期の時間TiMEをも
とした水素ガス消費量の算出(Fタスク)、次回
の水素ガス消費量算出の準備としてAタスクで取
込んだデータをテーブルDT1,DT2に設定
(DT0→DT1→DT2、Gタスク)、そして算出
した水素ガス消費量をもとに異常消費判定処理
(Hタスク)を実行する。Hタスクの判定処理で
正常と判定された場合、正常情報を第2図の出力
回路42に出力し、異常消費発生と判定された場
合は、異常情報を出力回路42に出力し、第3図
の異常消費検知処理を終る。これら処理(A→B
→D→F→G→H→I,J)は第4図のi,l時
点の処理に相当する。
このように、第4図に示す検知処理タイミング
で第3図の異常消費検知処理を第2図の演算処理
回路41は実行する。
次に、第3図に示すDタスク(水素ガス封入完
了検知処理)とFタスク(水素ガス消費量算出処
理)を詳細に説明する。
第6図はDタスクの詳細フローチヤートであ
る。任意の時点で取込んだテーブルDT0中の機
内圧PoとテーブルDT2中の前回の機内圧Po-1
との偏差ΔPが設定機内圧P1より等しいかもしく
は大きいかを判定する(D1ブロツク)。もし、第
4図のl―1時点のように偏差ΔPがP1以上のと
き、水素ガス封入中と判定して、それを示すフラ
グFLGをセツトする(D2ブロツク)。このような
条件はi時点で起る。また、偏差ΔPが負または
P1より小さい場合には、フラグFLGをチエツク
して、一担、水素ガス封入があつたか否かを判定
する(D3ブロツク)。もし、フラグFLG=0の場
合は消費期間として判定して、第3図のEタスク
に移る。ただし、i時点は除く。もし、フラグ
FLG=1の場合は、一担、水素ガス封入があつ
たと判定する。第4図のl時点に相当する。次
に、テーブルDT0のSoを用いて水素ガス弁
「閉」かのチエツク(D4ブロツク)を行い、
「開」ならば水素ガス封入中と判定し、「閉」なら
ば水素ガス封入完了と判定して、フラグFLGを
リセツトする(D5ブロツク)。このようなことを
実行して、Dタスクはi,l時点を水素ガス封入
完了、l―1時点を水素ガス封入中、そしてi+
1〜l−2期間を消費期間と判定する。
なお、水素ガス封入時の機内圧増加を検知する
第6図のD1ブロツク処理(ΔP=(Po−Po-1
P1)における機内圧Po,Po-1の挙動は発電機1
の機内温が一定の場合、第4図に示すような直線
となる。しかし、機内温が発電機1の負荷分担等
により変動すると、ボイル・シヤルルの法則によ
つて機内圧も変動する。したがつて、第7図のよ
うにt2時点で負荷分担が急増した場合、t3時点で
D1ブロツクの判定条件が満足して、実際の水素
ガス封入時がt4時であるのに、t3時を水素ガス封
入時と誤つた判定することが考えられる。そこ
で、水素ガス封入時を確実に検知するために機内
圧Po,Po-1をテーブルDT0,DT2の入力デー
タをある機内温T〓で換算した機内圧Po〓,P
o−1としてD1ブロツクを実行する必要がある。そ
の算出式をP〓を例に示すと、 なる。ただし、B0=1.03328(Kg/cm3)とする。
P〓を用いた場合の機内圧は第7図の破線のよう
になる。
次に、水素ガス消費量L算出処理を実行するF
タスクについて説明する。その算出式は L={P+B/273+T−P+B/273
+T} 273+20/1.03328VTG24/TiME(2
) となり、Lの単位はm3/日である。(2)式におい
て、P1,B1,T1はテーブルDT1すなわち消費前
のデータであり、P2,B2,T2はテーブルDT2す
なわち消費後のデータである。また、VTGは発電
機々内の水素ガス容積、TiMEは消費期間の時間
である。このTiMEはテーブルDT3のEタスクに
おけるテーブルDT2の更新回数Mに、第4図の
検知処理タイミングの周期を乗した値として、F
タスクにおいて(1)式を実行する前に予め算出して
おく。
以上の説明のように、本発明によれば、タービ
ン発電機の機内圧、機内温、大気圧そして水素ガ
ス封入弁信号を用いて、水素ガス封入時を自動的
に検知し、その封入時直前(消費後)のデータ、
前回の封入完了時(消費前)のデータをもとに水
素ガス消費量を算出し、その算出値を監視するこ
とにより、タービン発電機の水素ガス異常消費を
確実に検知することができるので、水素ガス異常
消費という重大事を未然に防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はタービン発電機の水素ガス系統の概略
線図、第2図は本発明の水素ガス異常消費検知装
置の系統図、第3図は水素異常消費検知処理のゼ
ネラルフローチヤート、第4図は本発明装置の作
用を説明するためのタイムチヤート、第5図は水
素異常消費検知処理実行時に用いるデータテーブ
ル、第6図は水素ガス封入時検知処理の詳細フロ
ーチヤート、第7図は負荷変動時のタイムチヤー
トである。 1…発電機、32…大気圧センサ、33…機内
温センサ、4…異常消費検知装置、40…入力回
路、41…演算処理回路、42…出力回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 水素ガスが内部に充満され、かつ該水素ガス
    を冷却媒体として冷却される電機本体と、該電機
    本体の内部と導管を介して連通し、かつ該本体内
    部に水素ガスを補充するために設けられている水
    素ガスボンベと、前記導管の途中に設けられ、か
    つ開閉信号を出力する装置を備えた封入弁と、前
    記電機本体内の水素ガスの温度及び圧力を測定す
    る機内温度センサ及び機内圧力センサと、前記本
    体周囲の気圧を測定する大気圧センサと、前記機
    内温度センサ、機内圧力センサ、大気圧センサ及
    び封入弁の信号データを処理する演算処理装置
    と、該演算処理装置の出力を表示する表示装置と
    を備え、前記演算処理装置は前記信号データをあ
    るサンプリングタイムで取込み、水素ガス封入時
    直前の機内ガス圧、機内ガス温、大気圧と前回の
    水素ガス封入完了時の前述各データ及び両時点間
    の時間をもとに水素ガス消費量を算出し、その値
    の大小により水素ガスの異常消費の信号を前記表
    示装置へ出力するようにしてなる水素ガス冷却電
    機の水素ガス異常消費検知装置。 2 前記水素ガス封入完了時の機内圧データとし
    てある設定機内ガス温で換算して算出した機内圧
    を用いるようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の水素ガス冷却電機の水素ガス異
    常消費検知装置。
JP4918380A 1980-04-16 1980-04-16 Detector for abnormal consumption of hydrogen gas of hydrogen-gas-cooled electric machine Granted JPS56147012A (en)

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JP2001060423A (ja) * 1999-08-23 2001-03-06 Bridgestone Corp 感圧スイッチ
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JP6805346B2 (ja) * 2017-06-27 2021-01-06 株式会社東芝 ガス漏れ判定装置、ガス漏れ判定プログラム、及びガス漏れ判定方法

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