KR102010694B1 - An apparatus on monitoring hydrogen leakage in hydrogen cooled Generator - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for monitoring hydrogen gas leakage in a hydrogen cooled generator, which is able to, when there is an increase in the hydrogen gas consumption volume used for cooling generators in a power plant, allow a user to rapidly identify the cause system, prevent a hydrogen gas explosion, and reduce hydrogen gas consumption volume. According to the present invention, the apparatus for monitoring hydrogen gas leakage in the hydrogen cooled generator comprises: a gas flow rate meter installed to measure the volume of supplied hydrogen gas; a gas flow rate meter and hydrogen gas sensor, which are installed on an exhaust pipe on the gas side of the generator seal oil system to measure the discharged hydrogen gas volume based on the gas flow rate and hydrogen gas concentration; an air injection pipe, a gas flow rate meter, and a hydrogen gas sensor, which are installed on a lower side of an exhaust pipe on the air side of the generator seal oil system, which has only a small flow rate which is hard to measure, to measure the discharged hydrogen gas volume based on the gas flow rate and the hydrogen gas concentration; and a leaked hydrogen gas monitoring apparatus (Patent No. 10-1676913 and Patent No. 10-1426371) installed on a stator cooling water system exhaust pipe to measure the discharged hydrogen gas volume. When the hydrogen gas consumption volume increases, the discharged hydrogen gas volume, which is measurable, is subtracted from the total supplied hydrogen gas volume. When there is a hydrogen gas leakage from a hydrogen gas supply pipe, generator casing, and shaft bearing on the side of a rotor, the presence or absence of hydrogen gas leakage from a part with a risk of explosion is first rapidly identified to prevent a hydrogen gas explosion accident. The present invention is able to monitor the hydrogen gas volume discharged from the hydrogen gas discharge system, allow a user to know the system with an increased consumption volume and the consumption volume, reduce the hydrogen gas consumption volume, and reduce operation cost.

Description

수소냉각 발전기 수소가스 누출 감시 장치{An apparatus on monitoring hydrogen leakage in hydrogen cooled Generator}An apparatus on monitoring hydrogen leakage in hydrogen cooled generator

본 발명은 발전기 냉각에 수소가스를 사용하고 있는 발전소에서 수소가스 사용량이 늘어나는 경우 그 원인 개소를 신속하게 파악할 수 있도록 함으로써 수소가스 사용량을 줄이고, 수소가스 누출에 의한 폭발사고를 예방할 수 있도록 하는 수소가스 냉각 발전기 수소가스 누출 감시 장치에 관한 것이다.The present invention is to reduce the amount of hydrogen gas by using the hydrogen gas in the power plant using the hydrogen gas for cooling the generator to quickly determine the cause of the hydrogen gas, to prevent the explosion accident due to hydrogen gas leakage A cooling generator hydrogen gas leak monitoring apparatus.

오늘날의 대용량 발전기에서 회전자의 냉각에는 수소가스가, 고정자의 냉각에는 물이 사용된다. 수소가스는 폭발 범위가 넓고(4~75%) 폭발력이 강하기[수소가스 1병(47 ℓ)은 TNT 14kg에 상당] 때문에 발전기 외부로 누출되면 인명과 설비에 치명적인 사고로 이어질 수 있다. 그러므로 발전기에서 수소가스가 외부로 누출되지 않도록 세심한 관리가 필요하다.In today's large capacity generators, hydrogen gas is used to cool the rotor and water is used to cool the stator. Hydrogen gas has a wide explosive range (4 to 75%) and is highly explosive (a bottle of hydrogen gas (47 liters equals 14 kg of TNT)) and leaks outside the generator can lead to fatal accidents for human life and equipment. Therefore, careful management is required to prevent the leakage of hydrogen gas from the generator.

발전기 운전 중에 배출되는 수소가스는 배출계통을 통하여 정상적으로 배출 되는 수소가스(이하 '배출 수소가스' 라 한다)와 비정상적으로 배출되는 수소가스(이하 '누출 수소가스' 라 한다)가 있다. 배출 수소가스는 밀봉유 계통이나 고정자 냉각수 계통과 같은 계통에서 운전 중에 연속적으로 발생하여 배기관을 통하여 대기로 방출되므로 비교적 위험성이 낮지만, 누출 수소가스는 공급 배관, 회전자 축 및 발전기 케이싱 등에 틈새가 생기는 경우에 발생하여 발전소 내로 누출되므로 비록 소량이라 할지라도 매우 위험하다. 발전소에서 소모되는 대부분(90% 이상)의 수소가스는 밀봉유 계통(발전기 내의 수소가스가 외부로 누출되지 않도록 하는 계통)을 통하여 배출되고, 일부(1% 미만)가 고정자 냉각수 계통을 통하여 대기 중으로 배출된다. 배출 수소가스는 배출량이 늘어나면 운전비용의 증가를 초래하게 되고, 누출 수소가스가 있게 되면 폭발 위험성이 높아지게 된다. 그러므로 발전소에서 발전기 운전 중에 수소가스 소모량이 늘어나면 먼저 빠른 시간 내에 그 원인을 파악할 필요가 있다. 그러나 대부분의 발전소에서는 소모되는 총 수소가스 량을 계량하는데 있어서 하루 중 교체한 수소가스 봄브 숫자로 대략적으로 파악하고 있어 증가량이 소량인 경우 조기에 감지하는 것이 어렵고, 여러 배기관에서 배출되고 있는 수소가스 량을 계량하지 않고 있어 수소가스 배출이 증가한 계통을 파악하기 어려운 문제점이 있다.Hydrogen gas discharged during generator operation includes hydrogen gas normally discharged through the discharge system (hereinafter referred to as 'emission hydrogen gas') and abnormally discharged hydrogen gas (hereinafter referred to as 'leakage hydrogen gas'). Exhaust hydrogen gas is a relatively low risk because it is continuously generated during operation in a system such as a sealed oil system or a stator cooling water system and discharged to the atmosphere through an exhaust pipe, but leaked hydrogen gas has a gap in the supply pipe, the rotor shaft, and the generator casing. It is very dangerous, even in small quantities, as it occurs and leaks into the power plant. Most of the hydrogen gas consumed at the power plant (90% or more) is discharged through the sealed oil system (a system that prevents hydrogen gas from leaking outside), and a portion (less than 1%) is sent to the atmosphere through the stator cooling water system. Discharged. Exhaust hydrogen gas leads to an increase in operating costs when the emission is increased, and the risk of explosion increases with the presence of leaked hydrogen gas. Therefore, when hydrogen gas consumption increases during generator operation in a power plant, it is necessary to first determine the cause of the problem in a short time. However, in most power plants, the total amount of hydrogen gas consumed is roughly identified as the number of hydrogen gas bombs replaced during the day, so it is difficult to detect the small amount early and the amount of hydrogen gas emitted from various exhaust pipes. There is a problem that it is difficult to identify the system in which the hydrogen gas emissions increased because it is not measured.

[문헌 1] "Detecting coolant leaks in turbine generators", US20140362226 A1Document 1 "Detecting coolant leaks in turbine generators", US20140362226 A1 [문헌 2] "Hydrogen cooled generator lubricant drain system", US20110163018A1Document 2 "Hydrogen cooled generator lubricant drain system", US20110163018A1. [문헌 3] "A method for measuring hydrogen leakage into the stator coolant", KR20150105896ADocument 3 "A method for measuring hydrogen leakage into the stator coolant", KR20150105896A

[문헌 1] "Operation and maintenance of large turbo-generators", Geoff Klempner, IEEEReference 1 "Operation and maintenance of large turbo-generators", Geoff Klempner, IEEE [문헌 2] "Large Turbo-Generators Malfunction and Symptoms", Isidor Kerszenbaum, CRC PressDocument 2 "Large Turbo-Generators Malfunction and Symptoms", Isidor Kerszenbaum, CRC Press

본 발명은 발전소에서 운전 중에 수소가스 소모량이 증가하는 경우 증가 원인 개소를 신속하게 파악하여 적절히 대처하기 위한 것으로, 수소공급 계통에서 공급되는 수소가스 량을 계량하고, 여러 배기관에서 배출되는 수소가스 량을 계량하여 각 배출 계통의 이상 여부를 확인하고, 총 수소가스 공급량으로부터 여러 배기관에서 배출되는 수소가스 량을 제하여 계량이 어려운 수소가스 배관, 발전기 케이싱 및 회전자 축 부 등에서 수소가스 누출 여부를 신속하게 알 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.The present invention is to quickly identify the cause of the increase when the hydrogen gas consumption is increased during operation in the power plant to properly handle, to measure the amount of hydrogen gas supplied from the hydrogen supply system, and to measure the amount of hydrogen gas discharged from various exhaust pipes Check the discharge system for abnormality and check the amount of hydrogen gas discharged from various exhaust pipes from the total hydrogen gas supply to quickly check for leaks from hydrogen gas pipes, generator casings, and rotor shafts that are difficult to meter. The purpose is to make it known.

본 발명은 발전기 운전 중에 수소가스 소모량이 증가하는 경우 이의 원인 부위를 신속하게 파악하여 적절하게 대응하기 위한 수소가스 누출 감시 장치에 관한 것으로, 총 수소가스 공급량을 계량하기 위하여 공급 배관에 수소가스 유량계를 설치하고, 발전기 밀봉유 계통으로 배출되는 수소가스 량을 계량하기 위하여 가스측 밀봉유 배기관에 가스 유량계와 수소가스 농도계가 설치되며, 유량이 적은 공기측 배기관 하부에 일정 유량의 공기를 주입하는 공기 주입 배관을 설치하고 배기관 상부에 가스 유량계 및 수소가스 농도계가 설치되며, 발전기 고정자 냉각수 탱크 배기관으로 배출되는 수소가스량을 계량하기 위하여 누출 수소가스 감시 장치가 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a hydrogen gas leak monitoring apparatus for quickly identifying and appropriately responding to a cause portion of hydrogen gas consumption during generator operation, and providing a hydrogen gas flow meter to a supply pipe in order to measure the total hydrogen gas supply amount. In order to measure the amount of hydrogen gas discharged into the generator sealing oil system, a gas flow meter and a hydrogen gas concentration meter are installed in the gas side sealing oil exhaust pipe, and an air injection for injecting a certain flow rate of air into the lower side of the air exhaust pipe with a small flow rate. A gas flow meter and a hydrogen gas concentration meter are installed at the top of the exhaust pipe, and a leaked hydrogen gas monitoring device is installed to measure the amount of hydrogen gas discharged to the generator stator cooling water tank exhaust pipe.

본 발명은 계량이 가능한 수소가스 총 공급량과 발전기 밀봉유 계통 및 발전기 고정자 냉각 계통으로 배출되는 수소가스 량을 계량하여 총 수소가스 공급량으로부터 계량이 가능한 배출 계통(밀봉유 계통 및 고정자 냉각계통)에서 배출되는 수소가스량을 제하여 계량이 어려운 누출부(배관부, 회전자 축 베어링부 및 케이싱부)를 통하여 누출되는 수소가스량을 산출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.The present invention measures the total amount of hydrogen gas supplied and the amount of hydrogen gas discharged to the generator sealing oil system and the generator stator cooling system and discharged from the discharge system (sealing oil system and stator cooling system) that can be metered from the total hydrogen gas supply. It is characterized in that the amount of hydrogen gas leaked out through the leaking parts (piping part, rotor shaft bearing part, and casing part) which is difficult to measure by reducing the amount of hydrogen gas to be used is characterized.

발전소에서 발전기 운전중 냉각용 수소가스가 연속적으로 배출되는 계통은 발전기 밀봉유 계통과 고정자 냉각계통으로 배기관에서 배출되는 수소가스 계량이 가능하다. 그러나 수소가스 공급 배관부, 발전기 케이싱 및 회전자 축 베어링부에서 누출되는 수소가스는 직접 계량이 어려우나, 총 공급 수소가스 량으로부터 계량이 가능한 배기관에서 배출되는 수소가스 량을 제하여 산출이 가능하다. 밀봉유 계통에서는 수소가스 가스측 배기관과 공기측 배기관 두 배기관을 통하여 배출되고, 고정자 냉각수 계통은 하나의 배기관을 통하여 배출되므로 계량이 가능한 배출 수소가스 량은 밀봉유 가스측 배출 수소가스량, 밀봉유 공기측 배출 수소가스량 및 냉각수 계통 배출량 누출 수소가스 량을 합한 것이 된다. 따라서 총 공급 수소가스량은 다음과 같이 나타낼 수 있다.The system that continuously discharges hydrogen gas for cooling during generator operation at the power plant can measure the hydrogen gas discharged from the exhaust pipe by the generator sealing oil system and the stator cooling system. However, the hydrogen gas leaking from the hydrogen gas supply pipe part, the generator casing and the rotor shaft bearing part is difficult to measure directly, but it can be calculated by subtracting the amount of hydrogen gas discharged from the exhaust pipe that can be metered from the total supply hydrogen gas amount. In the sealing oil system, the exhaust gas is discharged through the exhaust pipe of the hydrogen gas gas side and the air side exhaust pipe, and the stator cooling water system is discharged through one exhaust pipe. It is the sum of the amount of hydrogen gas discharged from the side and the amount of hydrogen gas leaked from the cooling water system. Therefore, the total supply hydrogen gas amount can be expressed as follows.

총 공급 수소가스 량 = 배출 수소가스 량 + 누출 수소가스량 = (밀봉유 가스측 배출량 + 밀봉유 공기측 배출량 + 냉각수 계통 배출량) + 누출 수소가스량 (식 1)Total Supply Hydrogen Gas Amount = Emission Hydrogen Gas Amount + Leakage Hydrogen Gas Amount = (Emission Gas Side Emission + Sealant Air Side Emission + Cooling Water System Emission) + Leakage Hydrogen Gas Amount

한편, 누출 수소가스 량은 총 공급 수소가스 량에서 배출 수소가스 량을 제한 것이 된다.On the other hand, the amount of leaked hydrogen gas is to limit the amount of exhaust hydrogen gas from the total supply hydrogen gas amount.

누출 수소가스 량 = 총 공급 수소가스 량 - (밀봉유 가스측 배출량 + 밀봉유 공기측 배출량 + 냉각수 계통 배출량) (식 2)Leaked hydrogen gas volume = total supply hydrogen gas volume-(sealed oil gas side discharge + sealed oil air side discharge + cooling water system discharge) (Equation 2)

총 공급 수소가스 량은 수소가스 공급배관에 가스 유량계를 설치하여 계량하고, 밀봉유 가스측 배출량은 배기관에 가스 유량계와 수소 농도계를 설치하여 가스 유량과 수소가스 농도로부터 배출량 산출이 가능하고, 유량이 적어 측정이 어려운 밀봉유 공기측 배출량은 배기관 하부로부터 공기를 주입하면서 배기가스 중의 수소가스 농도를 측정하여 주입 공기량 또는 가스 유량계에 의한 배기가스 유량으로부터 배출량 산출이 가능하다. 즉 유량계를 사용하여 배출가스 유량을 측정하고 수소가스 농도를 측정하여 배출 수소가스 량을 산출할 수 있다.The total amount of hydrogen gas supplied is measured by installing a gas flow meter in the hydrogen gas supply pipe, and the output of the sealed oil gas can be calculated from the gas flow rate and the hydrogen gas concentration by installing a gas flow meter and a hydrogen concentration meter in the exhaust pipe. The small amount of air discharge at the sealing oil, which is difficult to measure, can be calculated by measuring the concentration of hydrogen gas in the exhaust gas while injecting air from the lower part of the exhaust pipe and calculating the discharge amount from the amount of injected air or the exhaust gas flow rate by the gas flow meter. That is, the amount of exhaust gas can be calculated by measuring the flow rate of exhaust gas using a flow meter and measuring the concentration of hydrogen gas.

밀봉유 가스측 배출 수소가스량 = 배출가스 유량 × 수소가스 농도(%) 식(3)Sealed oil gas side Exhaust hydrogen gas = Exhaust gas flow rate × Hydrogen gas concentration (%) Equation (3)

배출가스 유량이 적어 유량계에 의한 측정이 어려운 경우에 배기관에 일정량의 공기를 주입하면서 배출가스 중의 수소가스 농도를 측정하여 수소가스 배출량을 산출할 수 있다.When the exhaust gas flow rate is small and it is difficult to measure by a flow meter, the hydrogen gas emission can be calculated by measuring the concentration of hydrogen gas in the exhaust gas while injecting a certain amount of air into the exhaust pipe.

밀봉유 공기측 배출 수소가스량 =

Figure 112018500385307-pat00001
식(4)Sealing oil air side discharge hydrogen gas amount =
Figure 112018500385307-pat00001
Formula (4)

고정자 냉각수 계통 배출 수소가스 량은 기 개발되어 발전소에서 운영중인 누출 수소가스 감시 장치" (특허 제 10-1676913호 및 제 10-1426371호에 공지)를 사용하여 산출이 가능하다.The amount of hydrogen gas discharged from the stator cooling water system can be calculated using a leak hydrogen gas monitoring device that is already developed and operated in a power plant "(known in Korean Patent Nos. 10-1676913 and 10-1426371).

상기한 바와 같이 계량이 가능한 총 수소가스 공급량, 밀봉유 가스측 배출량, 밀봉유 공기측 배출량 및 고정자 냉각수 계통 배출량을 감시하여 수소가스 소모량 증가 여부를 확인함으로써 먼저 증가 원인이 배출 수소가스에 의한 것인지, 누출 수소가스에 의한 것인지를 신속하게 파악하여 적절하게 대응할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.As described above, by monitoring the total amount of hydrogen gas supply which can be metered, the amount of gas discharged on the sealant side, the amount of air discharged on the side of the sealant, and the amount of stator cooling water discharged, the first step is to confirm whether the hydrogen gas consumption is increased. It is characterized in that it is possible to quickly determine whether the leak is due to hydrogen gas and to respond appropriately.

본 발명은 운전 중인 대용량 발전기의 수소가스 냉각계통에서 총 수소가스 공급량을 계량하고, 계통에서 배출되는 배출 수소가스 량을 계량하여 총 공급량으로부터 계량 배출 수소가스 량을 제하여 계량이 어려운 누출 수소가스 량을 알 수 있도록 함으로써 수소가스 소모량 증가시 이상 계통을 파악하여 발전기 냉각용 수소가스 소모량을 줄이고, 특히 위험성이 큰 수소가스 누출을 신속하게 알 수 있도록 하여 수소가스 폭발 사고를 예방하는 한편, 발전기 운전 신뢰도를 높이는데 기여하는 수단을 제공한다.The present invention measures the total amount of hydrogen gas supply in the hydrogen gas cooling system of the large-capacity generator in operation, by measuring the amount of discharged hydrogen gas discharged from the system by subtracting the amount of discharged hydrogen gas from the total supply to the amount of leaked hydrogen gas difficult to meter By identifying the abnormal system when the consumption of hydrogen gas is increased, it reduces the consumption of hydrogen gas for cooling the generator, and in particular, it is possible to know the leakage of hydrogen gas, which is particularly dangerous, quickly to prevent the explosion of hydrogen gas and to ensure the reliability of generator operation. It provides a means to contribute to the increase.

또한, 상기 본 발명은 발전기 여러 계통의 수소가스 누출 정도에 따라 사전에 보수계획을 수립함으로써 발전기 보수기간을 줄이고 운영유지비를 절감하는 효과를 제공한다.In addition, the present invention provides an effect of reducing the maintenance period of the generator by reducing the maintenance period in advance by establishing a maintenance plan according to the degree of leakage of hydrogen gas of the various systems of the generator.

도 1은 종래의 대용량 발전기의 수소가스 공급계통, 발전기 밀봉유 계통 및 고정자 냉각계통을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명 발전기 수소가스 누출 감시 방법 및 장치의 구성도이다.1 schematically illustrates a hydrogen gas supply system, a generator sealing oil system, and a stator cooling system of a conventional large capacity generator.
Figure 2 is a block diagram of the generator hydrogen gas leak monitoring method and apparatus of the present invention.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the present invention.

도 1은 종래의 대용량 발전기의 냉각용 수소가스 공급 계통, 고정자 냉각계통 및 발전기 밀봉유 계통을 개략적으로 나타낸 것으로, 발전기 운전중에 수소가스는 수소가스 봄브(10)로부터 압력 조절 발브(11)에서 압력이 조절되어 수소가스 배관(12)을 통하여 발전기(1) 내로 공급되어 4~5kg/cm2의 압력으로 유지된다.1 schematically shows a hydrogen gas supply system, a stator cooling system, and a generator sealing oil system for cooling a conventional large-capacity generator, wherein hydrogen gas is pressurized from a pressure regulating valve 11 from a hydrogen gas spring 10 during generator operation. This is controlled and supplied into the generator 1 through the hydrogen gas pipe 12 is maintained at a pressure of 4 ~ 5kg / cm 2 .

밀봉유 계통에서 밀봉유는 밀봉유 탱크(6)에서 밀봉유 펌프(8)에 의해서 밀봉유 배관(15)를 통하여 회전자축(3) 양측으로 나뉘어 들어가 회전자축(3)에서 다시 가스측(회전자 베어링 안쪽)과 공기측(회전자 베어링 바?쪽)으로 나뉘어 흐른다. 이 때 발전기(1) 내 수소가스와 밀봉유가 접촉하게 되어 밀봉유 중으로 수소가스가 용해된다. 용해되는 수소가스 량은 수소가스 압력 및 온도에 따라서 달라진다. 회전자 양측 가스측과 공기측으로 흐른 밀봉유는 각각 합쳐져 가스측 밀봉유는 가스측 밀봉유 배관(13)을 통하여 확장 탱크(5)로 들어가 일차적으로 수소가스가 분리된 다음 밀봉유 탱크(6)로 들어가 가스는 분리되어 가스측 밀봉유 배기관(16)을 통하여 배출되고, 공기측 밀봉유는 공기측 밀봉유 배관(14)을 통하여 가스 분리 탱크(7)로 들어가 가스는 분리되어 공기측 밀봉유 배기관(17)을 통하여 배출되고 밀봉유는 밀봉유 탱크(6)로 들어가 재순환 된다. 밀봉유 계통을 통하여 배출되는 수소가스는 밀봉유의 유량 및 압력, 수소가스 압력 등의 운전 조건에 따라서 달라진다.In the sealing oil system, the sealing oil is divided into both sides of the rotor shaft 3 through the sealing oil pipe 15 by the sealing oil pump 8 in the sealing oil tank 6, and then again on the gas shaft (rotating). It flows in two directions: the inside of the electromagnetic bearing and the air side (the rotor bearing bar side). At this time, the hydrogen gas in the generator 1 and the sealing oil come into contact with each other to dissolve the hydrogen gas in the sealing oil. The amount of dissolved hydrogen gas depends on the hydrogen gas pressure and temperature. The sealing oil flowing to both the gas side and the air side of the rotor are respectively combined so that the gas side sealing oil enters the expansion tank 5 through the gas side sealing oil pipe 13 and the hydrogen gas is separated first, and then the sealing oil tank 6 Gas is separated and discharged through the gas-side sealing oil exhaust pipe 16, and the air-side sealing oil enters the gas separation tank 7 through the air-side sealing oil pipe 14, and the gas is separated and the air-side sealing oil is separated. It is discharged through the exhaust pipe 17 and the sealing oil enters the sealing oil tank 6 and is recycled. The hydrogen gas discharged through the sealing oil system depends on the operating conditions such as the flow rate and pressure of the sealing oil and the hydrogen gas pressure.

고정자 냉각계통에서 냉각수가 고정자 냉각수 탱크(4)로부터 냉각수 펌프(9)에 의해서 냉각수 입구 배관(19)를 거쳐 발전기(1) 내로 들어갔다가 냉각수 출구 배관(20)을 통하여 냉각수 탱크로 되돌아와 재순환된다. 부식이나 진동에 의해서 고정자 권선에 누수부가 생기면 이 누수부를 통하여 수소가스가 냉각수측으로 누출되어 냉각수와 함께 냉각수 탱크(4)로 들어와 수소가스는 분리되어 냉각수 탱크(4) 상부로 올라갔다가 공기와 섞여 냉각수 탱크 배기관(18)을 통하여 외부로 배출된다.In the stator cooling system, the coolant enters into the generator (1) from the stator coolant tank (4) via the coolant pump (9) through the coolant inlet pipe (19), and is returned to the coolant tank through the coolant outlet pipe (20) and recycled. . If a leak occurs in the stator windings due to corrosion or vibration, hydrogen gas leaks through the leak to the coolant side, enters the coolant tank (4) with the coolant, and separates the hydrogen gas and rises above the coolant tank (4). It is discharged to the outside through the tank exhaust pipe 18.

도 2는 본 발명에 따른 발전기 수소가스 누출 감시 장치의 구성을 나타낸 것으로, 도 1의 기본적인 발전기 수소가스 공급계통, 발전기 밀봉유 계통 및 고정자 냉각수 계통에 가스 유량을 계량할 수 있는 수단을 설치하고 콘트롤러를 구비하여 각 유량계 및 수소가스 센서로부터 신호를 받아 수소가스 공급량 및 배출 수소가스량을 산출하고, 수소가스 공급량과 배출 수소가스 량으로부터 누출 수소가스 량을 산출하여 입력된 기준치를 초과하면 경보를 발령하도록 한다.Figure 2 shows the configuration of the generator hydrogen gas leak monitoring device according to the present invention, the controller is installed in the basic generator hydrogen gas supply system, generator sealing oil system and stator cooling water system of FIG. It is provided with a signal from each flow meter and hydrogen gas sensor to calculate the hydrogen gas supply amount and the discharged hydrogen gas amount, calculate the leakage hydrogen gas amount from the hydrogen gas supply amount and the discharged hydrogen gas amount to issue an alarm when the input threshold is exceeded do.

상기 수소가스 공급 계통의 수소가스 배관(12)에 가스 유량계(102)가 설치되어 공급되는 수소가스 량을 계량한다.The gas flow meter 102 is installed in the hydrogen gas pipe 12 of the hydrogen gas supply system to measure the amount of hydrogen gas supplied.

상기 발전기 밀봉유 계통의 가스측 밀봉유 배기관(16)에 가스 유량계(100)와 수소가스 센서(103)가 설치되어 가스 유량과 수소가스 농도로부터 배출 수소가스량을 산출한다.The gas flow meter 100 and the hydrogen gas sensor 103 are installed in the gas side sealing oil exhaust pipe 16 of the generator sealing oil system to calculate the amount of discharged hydrogen gas from the gas flow rate and the hydrogen gas concentration.

상기 발전기 밀봉유 계통에서 유량이 적어 측정이 어려운 공기측 밀봉유 배기관(17) 하부에 공기 주입 배관(108), 압력 조절 발브(105) 및 공기 유량계(106)을 설치하여 일정량의 공기가 주입되도록 하면서 상부에 가스 유량계(101)와 수소가스 센서(104)를 설치하여 가스 유량과 수소가스 농도로부터 배출 수소가스 량을 산출한다.In order to inject a certain amount of air by installing an air inlet pipe 108, a pressure regulating valve 105, and an air flow meter 106 under the air side sealing oil exhaust pipe 17 having a low flow rate in the generator sealing oil system, which is difficult to measure. While installing the gas flow meter 101 and the hydrogen gas sensor 104 in the upper portion, the amount of discharged hydrogen gas is calculated from the gas flow rate and the hydrogen gas concentration.

상기 고정자 냉각계통의 냉각수 탱크 배기관(18)에는 특허 제 10-1676913호 또는 제 10-1426371호에 공지된 누출 수소 감시 장치(115)를 설치하여 배출 수소가스 량을 산출한다.The cooling water tank exhaust pipe 18 of the stator cooling system is installed with a leaked hydrogen monitoring device 115 known from Patent No. 10-1676913 or No. 10-1426371 to calculate the amount of discharged hydrogen gas.

상기 콘트롤러(107)는 가스 유량계(100,101,102), 수소가스 센서(103, 104), 누출 수소 감시 장치(115)로부터 신호를 전송받아 배출 수소가스 량을 산출하고, 총 공급 수소가스 량으로부터 배출 수소가스량을 제하여 누출 수소가스량을 산출하여 화면에 나타내고, 배출 또는 누출량이 입력된 기준치를 초과하면 경보를 발령한다.The controller 107 receives a signal from the gas flow meters (100, 101, 102), the hydrogen gas sensors (103, 104), the leak hydrogen monitoring device 115 to calculate the amount of discharged hydrogen gas, the amount of discharged hydrogen gas from the total supply hydrogen gas amount Calculate the amount of leaked hydrogen gas by subtracting it and display it on the screen, and an alarm is issued when the discharged or leaked amount exceeds the entered standard value.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자가 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서 본 발명에 게시된 실시 예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시 예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.

또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the protection scope of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be construed as being included in the scope of the present invention.

발전기:1 회전자:2 회전자 축:3
냉각수 탱크:4 확장 탱크:5 밀봉유 탱크:6
가스 분리 탱크:7 밀봉유 펌프:8 냉각수 펌프:9
수소가스 봄브:10 압력 조절 발브:11,101 수소가스 배관:12
가스측 밀봉유 배관:13 공기측 밀봉유 배관:14 밀봉유 배관:15
가스측 밀봉유 배기관:16 공기측 밀봉유 배기관:17 냉각수탱크 배기관:18
냉각수 입구 배관:19 냉각수 출구 배관:20
가스 유량계:100,101,102 수소가스 센서:103,104 공기 유량계:106
콘트롤러:107 공기 주입 배관:108
신호선:109,110,111,112,113,114 누출수소감시장치:115Generator: 1 rotor: 2 rotor shaft: 3
Coolant tank: 4 Expansion tank: 5 Sealant tank: 6
Gas separation tank: 7 Sealant pump: 8 Coolant pump: 9
Hydrogen gas cylinder: 10 Pressure regulation valve: 11,101 Hydrogen gas piping: 12
Gas side sealing oil piping: 13 Air side sealing oil piping: 14 Sealing oil piping: 15
Gas side sealing oil exhaust pipe: 16 Air side sealing oil exhaust pipe: 17 Coolant tank exhaust pipe: 18
Chilled water inlet piping: 19 Chilled water outlet piping: 20
Gas flow meter: 100,101,102 Hydrogen gas sensor: 103,104 Air flow meter: 106
Controller: 107 Air Inlet Tubing: 108
Signal line: 109,110,111,112,113,114 Leakage hydrogen monitoring device: 115

Claims (4)

발전기(1)의 수소가스 공급 배관(12)에 공급 수소가스 유량을 측정하는 가스 유량계(102);
발전기 밀봉유 탱크(6) 가스측 밀봉유 배기관(16)에 배기관(16) 내의 가스 유량을 측정하는 가스 유량계(100)와 배기관(16) 내의 수소가스 농도를 측정하는 수소가스 센서(103);
가스 분리 탱크(7)의 배기관(17) 하부에 압력 조절 발브(105), 공기 유량계(106), 공기 공급관(108), 상부에 배기관(17) 내의 가스 유량을 측정하는 가스 유량계(101)와 배기관(17)내의 수소가스 농도를 측정하는 수소가스 센서(104);
냉각수 탱크 배기관(18)으로 배출되는 수소가스량을 측정하는 고정자 누출수소감시장치(115);
상기 가스 유량계(100, 101, 102), 수소가스 센서(103, 104) 및 누출 수소감시장치(115)로부터 신호를 받아 배출 수소가스량 및 누출 수소가스량을 산출하는 콘트롤러(107)를 포함하며,
상기 콘트롤러(107)는 공급 수소가스량으로부터 배출 수소가스량을 제하여 누출 수소가스량을 산출하는 것을 특징으로 하는 수소냉각 발전기 수소가스 누출 감시 장치.A gas flow meter 102 for measuring a flow rate of hydrogen gas supplied to the hydrogen gas supply pipe 12 of the generator 1;
A gas flow meter 100 for measuring the gas flow rate in the exhaust pipe 16 and a hydrogen gas sensor 103 for measuring the hydrogen gas concentration in the exhaust pipe 16 in the generator sealing oil tank 6 gas side sealing oil exhaust pipe 16;
The gas flow meter 101 for measuring the gas flow rate in the exhaust pipe 17 at the pressure regulating valve 105, the air flow meter 106, the air supply pipe 108, and the upper portion of the exhaust pipe 17 of the gas separation tank 7. A hydrogen gas sensor 104 for measuring the concentration of hydrogen gas in the exhaust pipe 17;
Stator leak hydrogen monitoring device for measuring the amount of hydrogen gas discharged to the cooling water tank exhaust pipe (18);
And a controller 107 which receives the signals from the gas flow meters 100, 101, 102, the hydrogen gas sensors 103, 104, and the leaked hydrogen monitoring device 115 and calculates the amount of discharged hydrogen gas and the amount of leaked hydrogen gas.
The controller (107) is a hydrogen-cooled generator hydrogen gas leakage monitoring device, characterized in that for calculating the leakage hydrogen gas amount by subtracting the amount of exhaust hydrogen gas from the supply hydrogen gas amount. 제 1항에 있어서,
상기 가스 분리 탱크(7)의 배기관(17) 내에 일정 유량의 공기를 연속적으로 주입하여 수소가스 배출량을 계량하는 것을 특징으로 하는 수소냉각 발전기 수소가스 누출 감시 장치.The method of claim 1,
Hydrogen-cooled generator hydrogen gas leakage monitoring device characterized in that for continuously injecting air of a predetermined flow rate into the exhaust pipe (17) of the gas separation tank (7) to measure the hydrogen gas emissions. 삭제delete 제 2항에 있어서,
상기 콘트롤러(107)는 배출 및 누출 수소가스량을 화면에 나타내며, 배출 또는 누출 수소가스량이 일정 기준치를 초과하면 경보를 발령하는 것을 특징으로 하는 수소냉각 발전기 수소가스 누출 감시 장치.The method of claim 2,
The controller (107) displays the discharge and leakage hydrogen gas amount on the screen, and the hydrogen-cooled generator hydrogen gas leakage monitoring device, characterized in that an alarm is issued when the discharge or leakage hydrogen gas amount exceeds a predetermined reference value.
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