JPS6338598B2 - - Google Patents

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JPS6338598B2
JPS6338598B2 JP13761680A JP13761680A JPS6338598B2 JP S6338598 B2 JPS6338598 B2 JP S6338598B2 JP 13761680 A JP13761680 A JP 13761680A JP 13761680 A JP13761680 A JP 13761680A JP S6338598 B2 JPS6338598 B2 JP S6338598B2
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JP
Japan
Prior art keywords
hydrogen gas
consumption
time
cooling
cooling gas
Prior art date
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Application number
JP13761680A
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English (en)
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JPS5762417A (en
Inventor
Sanshiro Obara
Ikuro Myashita
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS5762417A publication Critical patent/JPS5762417A/ja
Publication of JPS6338598B2 publication Critical patent/JPS6338598B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/24Protection against failure of cooling arrangements, e.g. due to loss of cooling medium or due to interruption of the circulation of cooling medium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷却ガス媒体消費量監視装置に係り、
特に、水素ガス冷却タービン発電機に用いる水素
ガスの異常消費を早期に検知するに好適な冷却ガ
ス媒体消費量監視装置に関する。
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、
こ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漏洩する。
第1図はタービン発電機のガス配管系統の概略
図である。
タービン発電機の本体1内に水素ガスが充填さ
れるが、この充填は水素ガスボンベ2、減圧弁
3、水素ガス封入弁4の各々を介して分岐管5よ
り行われる。減圧弁3は高圧水素ガスボンベ2の
水素ガスを減圧し、封入弁4は水素ガスを封入す
るために用いられる。また、本体1内の水素ガス
圧を測定するために機内圧力センサ6及び水素ガ
スの純度を検知する純度計7が本体1に配管を介
して連結されている。
通常、水素ガス冷却によるタービン発電機は、
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少な漏洩に
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、水素ガス異常消費を未然に防止す
るためには、常に水素ガスの消費量を監視する必
要がある。
従来におけるガス消費量監視としては、操作員
が機内ガス圧センサ6の指示を確認し、減少時に
水素ガス封入弁4を開け再充填を行つていた。し
かしながら、機内ガス圧は大気圧が考慮されてい
ないため正確な絶対ガス圧が得られず、また、操
作員の人的操作を必要とする欠点がある。
本発明の目的は、冷却対象となる機器の内部に
密封状態で封入されている冷却ガスの異常消費を
正確かつ自動的に検知する冷却ガス媒体消費量監
視装置を提供するにある。
上記目的を達成するため本発明は、冷却ガス媒
体をガス封入弁を介して内部に充填し冷却を行う
とともに、該充填した冷却ガス媒体が所定圧に減
少するごとに規定圧に補充して運転する冷却対象
の機器において、時間データ及び該機器内部の冷
却ガス媒体の温度検出値および圧力検出値、前記
機器周辺の大気圧検出値、前記ガス封入弁の開閉
信号の各々を入力信号とし取込んで記憶するデー
タテーブルを有すると共に前記ガス封入弁の開信
号を第1の割込信号とし、その時点の前記各入力
信号及び前回の冷却ガス封入完了時の前記各入力
信号とに基づいて封入されている冷却ガス媒体の
消費量を演算する処理装置と、該処理装置による
消費量演算結果を表示または所定値以下にあると
き警報を発する出力装置とを具備するものであ
る。
本発明の作用は、水素ガスの漏洩すなわち異常
消費により機内水素ガス圧(以下機内ガス圧とい
う)の低下が進むと、冷却効果を損わないために
水素ガス封入弁を開放して水素ガスの補給(以下
水素ガス封入という)が行われるので、その水素
ガス封入弁の開信号すなわち水素ガス封入時の信
号を演算処理装置の割込信号とし、その割込信号
発生時の機内ガス圧、機内ガス温、大気圧と前回
の水素ガス封入完了時の上記入力データ及び両時
点間の時間から、水素ガス消費量を算出処理とそ
の算出量の大小を監視する処理の割込発生時の処
理として自動的に演算処理装置で実行し、水素ガ
ス異常消費の発生を未然に防止するものである。
第2図は本発明の実施例を示すブロツク図であ
る。第2図では第1図で用いたと同一部材である
ものには同一符号を付し、また、ガス配管系統の
一部の図示を省略している。
水素ガス封入弁4の開閉状態、機内ガス圧セン
サ6の指示値を電気信号として出力すると共に、
本体1内に水素ガスの温度を検出する機内ガス温
センサ9を設置し、更に発電機周辺の大気圧を測
定する大気圧センサ8を設置する。これら各機器
(センサ)の出力は演算処理装置10の入力回路
11に取り込まれる。入力回路11には更に水素
ガス消費量監視処理実行接点100の開閉信号が
入力される。この監視処理実行接点100は操作
員によつて監視が必要なときにオンされるもので
ある。入力回路11に取り込まれた各検出値およ
び各条件に基づいて演算回路12で後述する水素
ガス消費量を演算し、その結果を出力回路13を
介してプリンタ14等に表示し、或いは警報器1
5に警報を発する。この場合、水素ガス封入弁4
の“開”信号が割込信号として活用されることに
なる。
第3図は本発明の動作原理を示す説明図であ
る。
発電機1の機内に充填した冷却用水素ガスは各
溶接部、シール部、機外水素ガス配管そして軸受
近傍の油切り部より水素ガスが異常消費すると、
第3図に示すように機内ガス圧は低下する。それ
により冷却効果も低下するので、冷却効果を損わ
ないために許容される機内ガス圧まで低下する
と、その時点で水素ガス封入弁4を開放してボン
ベ2より水素ガスを補給(以下水素ガス封入とい
う)する。第2図の演算処理装置10はその水素
ガス封入時点を水素ガス封入弁4の開閉信号を割
込として受けて検出する。その割込信号発生時点
と前回の割込信号発生時点間を水素ガス消費期間
とし、その期間の水素ガス消費量を算出する。水
素ガス消費量は第3図に示す消費前、後の機内ガ
ス圧に大気圧と機内ガス温の補正を加え、その値
の減少分より算出することができる。すなわち、
消費前の機内ガス圧P1、大気圧B1、機内ガス温
T1と消費後のP2、,B2,T2そして水素ガス消費
期間を示す計測時間TMをもとに算出する。例え
ば算出した水素ガス消費量が数m3/day程度なら
ば正常とみなし、その値を超えたときに異常消費
の徴候有と判断し、さらに+数m3/day程度のと
き、異常消費発生というような水素ガス消費量の
監視を行う。
水素ガス封入弁4の開閉信号は第4図に示すよ
うな割込発生回路16を介して演算処理回路10
に入力し、さらに水素ガス封入弁4の開放期間を
検知するために弁4の開閉信号をデイジタル入力
回路17を介して入力する。そのほかに、演算処
理装置10での水素ガス消費量監視処理を実行す
るか否かの実行接点100もデイジタル入力回路
17(DI1)を介して入力する。また、演算回路
12には第5図に示すような消費前データを格納
するデータテーブルDT1と消費後データを格納
するデータテーブルDT2が確保されている。デ
ータテーブルDT1には第3図のt2時点の内容が
格納され、データテーブルDT2には第3図のt5
時点の内容が格納されている。
以上、構成について説明したが、次に監視処理
について第6図及び第7図に基づき説明する。ま
ず、水素ガス消費量監視処理実行接点100が閉
になると、それと同時に割込信号(例えばIRQ)
が発生する。演算回路12はその割込信号発生に
より内部レジスタの退避や割込要因判別等の割込
処理を実行する。そして、この割込は実行接点1
00閉時点の割込だと要因判別し、第6図に示す
実行開始時の処理を実行する。実行開始時には、
その時点すなわち消費前時点の機内ガス圧P1
大気圧B1、機内ガス温T1等のデータ、さらにそ
の時点の年、月、日、時、分を第5図のデータテ
ーブルDT1に設定するのみの処理を実行する。
その後、水素ガス封入弁4を開にして水素ガス封
入が行われると同時に、第4図のデイジタル入力
回路DI017を介して割込信号が発生し、第6図
の水素ガス消費量監視処理を演算回路12は実行
する。即ち、監視処理実行接点100が動作した
のか、水素ガス封入弁接点40が動作したのかを
第6図の処理で判別することになる。水素ガス封
入弁接点40がONした場合には、第7図の水素
ガス消費量監視処理が実行される。
まず、演算処理装置10において、水素ガス消
費量監視処理を行うか否かを実行接点100
(DI1を参照)の信号よりチエツクする。(実行
“1”、停止“0”)このチエツク処理は必ず第6
図の実行開始時処理実行後に第7図の水素ガス消
費量監視処理するために必要である。すなわち、
実行接点100が閉になつていない定検検査時
や、その他発電機の調整中にも水素ガス封入弁が
開になることがあるからである。もし、実行接点
100が開の場合は水素ガス消費量監視処理停止
として、第7図の水素ガス消費量算出処理等は実
行しない。もし、実行接点100が閉の場合は、
処理B以降の水素ガス消費量算出処理等を実行す
る。まず、水素ガス封入開始時のデータを消費後
データとして第5図のテーブルDT2に取込む処
理Bを実行する。すなわち、第3図のt1あるいは
t4時点に相当する。次に、水素ガス封入完を検知
するために、水素ガス封入弁4の開閉信号をチエ
ツクする処理Cを実行する。弁4が開の期間は水
素ガス封入中であり、弁4が閉のとき、水素ガス
封入完と判断する。そして、第3図に示す水素ガ
ス消費期間すなわち計測時間TMをテーブルDT
1,DT2の消費前と消費後の年、月、日、時、
分より算出する処理Dを実行する。テーブルDT
1,DT2そして計測時間TMをもとに、水素ガス
消費期間(t2〜t4)の水素ガス消費量を算出する
処理Eを実行する。算出した水素ガス消費量をも
とに、その算出値の大小を監視する処理Fを実行
し、正常の場合は、算出した水素ガス消費量を演
算処理装置10のフアイルに履歴データとして、
フアイルする等の正常処理Gを実行する。また、
水素ガス消費量大と判定された場合は、水素ガス
消費量や監視結果の表示、警報出力あるいはその
ときの水素ガス消費量の異常データフアイルへの
フアイリング等の消費量大、処理Hを実行する。
これら正常、消費大処理G,H実行後、次の水素
ガス消費期間(t5以降)の消費前データを得るた
めに、その時点の機内ガス圧P、大気圧B、機内
ガス温Tを消費前データテーブルDT1に取込
み、次回の水素ガス消費量算出等の水素ガス消費
量監視処理の準備を行う処理Iを実行する。第7
図の処理を水素ガス封入弁4が開になる毎に実行
して、水素ガス消費量監視を行う。処理Eの水素
ガス消費量の算出式は L={P1+B1/273+T1−P2+B2/273+T2} 273+20/1.03328VTG24/TM (1) の通りである。ただし、(1)式中のP1,P2,B1
B2,T1,T2は消費前、後の機内ガス圧(Kg/
cm2)、大気圧(Kg/cm2)、機内ガス温(℃)であ
り、VTGは発電機本体1の機内の水素ガス容積、
TMは計測時間である。
第3図に示すように水素ガス消費量監視処理は
水素ガス封入弁が開になつた時のみ、その割込発
生時の処理として実行するようにしたことによ
り、割込信号が発生しない期間t3〜t4には、演算
処理装置10の入力回路11に他のセンサを付加
してタービン発電機の他の異常監視、診断処理が
実行できる。なお、第6図におけるRETURNは
メインルーチンへの復帰を意味する。本例は消費
量監視処理をコンピユータのメイン処理に対し割
込みにより実行している場合を示している。
以上、詳述したように本発明は、タービン発電
機の水素ガス封入弁の開信号を割込信号とし、そ
の割込信号発生時の処理として、機内ガス圧、大
気圧、機内ガス温の消費前データと消費後デー
タ、そしてその間の計測時間をもとに水素ガス消
費量を算出し、その算出値の大小を監視する処理
を実行するものである。
従つて、本発明によれば、ガス冷却すべき機器
に構造的欠陥が生じたことによつて生じた水素ガ
ス消費量を正確かつ自動的に監視することがで
き、水素ガスの異常消費による問題を未然に防止
することができる。
なお、以上の説明においては冷却ガスとして水
素ガスを用いた場合のみを例示したが、ヘリウム
等の空気よりも密度が小さいガスであれば適用で
き、また、冷却機器も冷却ガスを密封状態で用い
るもの全てに適用しうる。
【図面の簡単な説明】
第1図はタービン発電機のガス配管系統の概略
図、第2図は本発明の実施例を示すブロツク図、
第3図は本発明の動作原理を示す説明図、第4図
は第2図に示した入力回路11の入力部のブロツ
ク図、第5図は本発明に係るデータテーブル図、
第6図は本発明の処理を示すフローチヤート、第
7図は第6図における水素ガス消費量監視処理の
詳細フローチヤートである。 1……本体、3……減圧弁、4……水素ガス封
入弁、5……水素ガス分岐管、6……機内ガス圧
センサ、7……水素ガス純度計、8……大気圧セ
ンサ、9……機内ガス温センサ、10……演算処
理装置、11……入力回路、12……演算回路、
13……出力回路、14……プリンタ、15……
警報器、40……水素ガス封入弁接点、100…
…水素ガス消費量監視処理実行接点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 冷却ガス媒体をガス封入弁を介して内部に充
    填し冷却を行うとともに、該充填した冷却ガス媒
    体が所定圧に減少するごとに規定圧に補充して運
    転する冷却対象の機器において、時間データ及び
    該機器内部の冷却ガス媒体の温度検出値および圧
    力検出値、前記機器周辺の大気圧検出値、前記ガ
    ス封入弁の開閉信号の各々を入力信号とし取込ん
    で記憶するデータテーブルを有すると共に前記ガ
    ス封入弁の開信号を第1の割込信号とし、その時
    点の前記各入力信号及び前回の冷却ガス封入完了
    時の前記各入力信号とに基づいて封入されている
    冷却ガス媒体の消費量を演算する処理装置と、該
    処理装置による消費量演算結果を表示または所定
    値以下にあるとき警報を発する出力装置とを具備
    することを特徴とする冷却ガス媒体消費量監視装
    置。 2 特許請求の範囲第1項において、消費量監視
    処理要求指令を第2の割込信号として、その時点
    の時間データ及び前記各入力信号を消費前(前回
    分)データとして取り込んで記憶することを特徴
    とする冷却ガス媒体消費量監視装置。 3 特許請求の範囲第1項において、前記第1の
    割込信号発生時に、その時点の時間データ及び前
    記各入力信号を消費後(今回分)データとして取
    り込んで記憶することを特徴とする冷却ガス媒体
    消費量監視装置。
JP13761680A 1980-10-03 1980-10-03 Monitoring device for cooling medium consumption Granted JPS5762417A (en)

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JPS5762417A JPS5762417A (en) 1982-04-15
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