KR20150105896A - 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소 측정 방법 - Google Patents

발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 운전 중인 발전기에서 회전자 냉각용 수소가스가 고정자 냉각용 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하여 냉각수가 발전기 내부로 침투하는 것을 감시하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발전기 고정자 냉각수 탱크 상부 공간에 일정량의 공기를 주입하여 고정자에서 누출되어 냉각수와 함께 냉각수 탱크로 들어온 수소가스가 주입 공기와 함께 혼합된 후 배기관을 통하여 배출되도록 하면서 배기가스의 일부를 흡인하여 전기화학 수소가스 센서로 수소가스 농도를 측정하여 수소가스 농도가 수소가스 센서의 측정범위 이내이면 주입 공기 유량과 수소가스 농도로부터 발전기 고정자에서 누수 통로를 통하여 냉각수 측으로 누출되어 나오는 수소가스량을 자동으로 산출하고, 수소가스 센서의 측정범위를 초과하면 두 대의 자동 유량제어기를 사용하여 배기가스를 공기로 희석하여 수소가스 농도를 낮추어 수소가스 센서에 도입되도록 함으로써 정확도가 높고 운용이 편리하나, 측정범위가 좁은(0∼5％) 전기화학 수소가스 센서의 사용이 가능하도록 하는 발전기 고정자 누출 수소가스량 측정 방법에 관한 것이다.
현재 발전소에서는 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하기 위하여 발전소 건물 옥상에 위치하고 있는 배출구까지 올라가 배출구에 가스포집용 백을 설치하여 일정 시간 동안 배기가스를 포집하여 포집시간, 포집가스의 체적 및 수소가스 농도로부터 수작업으로 누출 수소가스량을 산출하고 있다. 이에 따라서 측정자가 측정시마다 장시간 동안 야외에서 작업을 하여야 하는 어려움이 있고 측정 정확도도 낮은 실정이다.
상기 본 발명은 이 같은 문제를 해소하기 위한 방편으로 두 종류의 가스를 혼합하여 혼합가스를 제조시 혼합가스의 농도(％)=피희석가스 유량/(피희석가스 유량+희석가스 유량)×100으로부터 혼합가스 중의 피희석가스의 농도와 희석가스 유량을 알면 피희석가스의 유량을 알 수 있다는 일반적인 물리화학 지식을 활용한 것이다. 먼저 발전기 고정자로부터 냉각수 측으로 누출된 수소가스(피희석가스)가 주입되는 공기(희석가스)와 혼합된 후 배출되도록 하면서 배기가스 중의 수소가스 농도(혼합가스 농도)를 측정하여 주입되는 공기 유량과 수소가스 농도로부터 누출 수소가스량(피희석가스량)을 산출할 수 있다. 그러나 수소가스 누출량이 많아 배기가스 중의 수소가스 농도가 높으면 측정 범위가 낮은 수소가스 센서의 사용이 어렵게 된다. 이런 경우 정확한 비율로 배기가스를 공기로 희석하여 수소가스 농도를 낮추어 측정범위가 낮은 수소가스 센서로 측정 후 환산하는 방법에 의하여 측정범위가 낮은 수소가스 센서의 사용이 가능하게 된다.
본 발명에서는 이를 실현하기 위한 방법으로 배기가스 중의 수소가스 농도가 높을 때 두 대의 자동 유량제어기를 사용하여 배기가스 시료와 공기가 정확한 비율로 혼합되도록 하여 수소가스 농도를 낮춤으로써 정확도가 높고 운용이 편리하나, 측정범위가 좁은 전기화학 수소가스 센서의 사용이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소 측정 방법{A method for measuring hydrogen leakage into the stator coolant}
수냉식 발전기에서 고정자 냉각수가 발전기 내부로 침투하면 절연재의 열화를 촉진하여 고장을 유발하거나 발전기 수명이 단축된다. 발전기 내의 고정자 냉각수 계통에 진동, 용접부의 부식, 연결부의 이완, 열화 손상 등에 의해서 생기는 틈새를 통하여 물(냉각수)이 발전기 내로 침투하는 한편, 이 틈새를 통하여 압력이 더 높은 수소가스가 냉각수 측으로 누출된다. 발전기 내부로 냉각수가 침투하는 것을 온라인으로 감시하는 유일한 방법은 고정자 냉각수 중으로 누출되는 수소가스량을 감시하는 것이다. 누출되는 수소가스량에 의해서 누수 여부 및 정도를 진단할 수 있다.
지금까지 발전소에서는 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하기 위하여 측정자가 발전소 건물 옥상에 위치하고 있는 배출구까지 올라가 배출구에 가스포집용 백을 설치하여 일정 시간 동안 가스를 포집한 다음 포집시간, 포집가스의 체적 및 포집가스 중의 수소가스 농도로부터 수작업으로 누출 수소가스량을 산출하고 있다. 그러나 호흡작용을 하는(외부의 공기를 빨아들이기도 하고 가스를 배출하기도 한다) 고정자 냉각계통의 특성으로 포집이 어렵고 측정자가 측정시마다 장시간 동안 야외에서 작업을 하여야 하는 어려움이 있고 측정 신뢰도도 낮은 실정이다.
본 발명은 희석가스와 피희석가스 두 종류의 가스를 혼합하여 혼합가스를 제조할 때 두 가스의 유량을 적절히 조절하여 일정한 농도의 혼합가스를 만들 수 있다는 것을 기초로 하여 혼합가스 농도와 희석가스 유량을 알면 나머지 피희석가스 유량을 알 수 있다는 일반적인 물리화학적 지식에 기초하고 있다. 즉 희석가스와 피희석가스를 사용하여 일정한 농도의 혼합가스를 만들고자 할 때 혼합가스 농도는 다음 식에 의해서 구해진다.
혼합가스 농도(％)=피희석가스 유량(ml/분)/[희석가스 유량(ml/분)+피희석가스 유량(ml/분)]×100 (식 1)
(식 1)로부터 혼합가스의 농도(％)와 희석가스의 유량(ml/분)을 알면 피희석가스의 유량(ml/분)을 산출할 수 있다.
발전기에서 고정자 냉각수 측으로 수소가스가 누출되는 계통은 오직 고정자 냉각계통 하나뿐이며, 고정자 냉각계통으로 누출된 수소가스는 고정자 냉각수 탱크로 모이게 되므로 고정자 냉각수 탱크에 일정량의 공기(희석가스)를 주입하여 누출 수소가스와 혼합된 후 고정자 냉각수 탱크 배기관을 통하여 배출되도록 하면서 배기가스 중의 수소가스(피희석가스) 농도를 측정하면 (식 1)로부터 고정자 냉각수 측에서 누출되는 수소가스량(피희석가스 유량)을 산출할 수 있다.
표1에 누출 수소가스량 측정 범위(0.0∼6.0m3/D)에서 주입 공기량을 14.4m3/일(10ℓ/분)로 할 때의 혼합가스 중의 수소가스 농도 변화에 따른 누출 수소가스량을 나타내었다. 이와 같이 발전기 고정자 냉각수 탱크로 주입되는 공기량과 배기가스 중의 수소가스 농도로부터 발전기 고정자에서 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 산출할 수 있다. 누출되는 수소가스량이 일정할 때 배기가스 중의 수소가스 농도는 공기 주입량에 따라서 달라지게 된다.
Figure pat00008
한편, 배기가스 중의 수소가스 농도 측정에는 TCD(Thermal Conductivity Detector)나 전기화학적 센서(Electrochemical Sensor)가 사용된다. TCD는 넓은 측정 범위(0∼100％)를 갖고 있으나, 수분량에 따른 영향이 크기 때문에 수분을 제거하기 위한 전처리가 필요하고, 센서로 도입되는 시료가스 유량을 정확하게 유지하여야 하므로 운영유지가 어렵다. 반면에 전기화학 센서는 측정 범위가 좁으나(0∼5％), 수분이나 시료가스 유량에 대한 영향이 적어 낮은 농도의 수소가스 측정에 적합하다. 일반적으로 넓은 측정 범위를 갖는 센서는 정확도가 낮다. 따라서 가능한 한 좁은 범위의 수소가스 센서를 사용하는 것이 측정 정확도를 높일 수 있다.
표 2에 미국 GE사에서 제시하는 발전기 냉각수 중 누출 수소가스 관리 기준을 나타내었다. 누수가 없는 정상적인 발전기에서 누출되는 수소가스량은 0.085m3/D 이하이며, 주입공기량이 14.4m3/D 일 때의 배기가스 중의 수소가스 농도는 0.6％ 이하를 나타내기 때문에 넓은 측정 범위를 갖는 수소가스 센서로 정확한 측정이 어렵다. 운전중인 발전기에서 최대 누출 수소가스량은 6.0m3/D로(표 2참조) 공기 주입량이 14.4m3/D 이면, 이때의 배기가스 중의 수소가스 농도는 29.412％이다. 따라서 발전기 고정자 누출 수소가스량을 감시하는 데에 있어서 측정 범위가 좁은 전기화학 수소가스 센서(0∼5％)를 그대로 사용하는 것은 어렵다. 그러므로 본 발명에서는 측정 범위가 좁으나 정확도가 높고 운영유지가 편리한 전기화학 센서를 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량을 감시하는데 사용이 가능하도록 하는 것을 목적으로 하고 있다.
Figure pat00009
US 5325725, "Water cooled stator winding leak detector",General Electric Co., US 4959569, "Stator coil water system early alert hydrogen leakage Monitor", Westinghouse Co.,
본 발명은 발전기 고정자에서 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 산출하기 위하여 안출된 것으로, 누출 수소가스량을 산출하는 방법에 있어서,
본 발명에서는 측정 범위가 좁지만 운영유지가 편리하고 정확도가 높은 전기화학 센서를 사용하여 발전기 고정자 누출 수소가스량을 감시하기 위하여 발전기 고정자 냉각수 탱크에 주입되는 공기 유량을 조정하거나(주입 공기량이 많을수록 배기가스 중의 수소가스 농도는 낮아진다), 수소가스 센서로 들어가는 배기가스(이하 시료가스라 한다)에 희석용 공기(희석가스)를 혼합하여 (희석용 공기가 많을수록 수소가스 농도는 낮아진다) 배기가스 중의 수소가스 농도가 수소가스 센서 측정 범위 내에 들도록 하였다. 수소가스 누출량에 따른 정확한 주입공기 유량, 시료가스 유량, 시료가스 희석가스 유량은 자동 유량 제어기(MFC, Mass Flow Controller)를 사용하여 달성할 수 있다.
본 발명에서는 이를 실현하기 위한 방법으로 고정자 냉각수 탱크(4) 상부 공간에 일정량의 공기를 주입하여 발전기 고정자의 누수통로를 통하여 누출된 수소가스가 고정자 냉각수 탱크로 들어와 주입되는 공기와 섞여 배기관으로 배출되도록 하면서 배출되는 배기가스의 일부를 흡인하여 수소가스 센서에 도입되도록 하여 수소가스 농도를 측정하여 수소가스 농도가 수소가스 센서의 측정 범위 내에 있으면 주입 공기량과 수소가스 농도로부터 누출 수소가스량을 산출하고, 측정 범위를 초과하면 시료가스가 두 대 자동 유량 제어기로 이루어진 희석장치로 들어가도록 하여 희석용 공기와 혼합, 희석되어 수소가스 센서의 측정 범위 내 가 되도록 한다. 즉 시료가스 중의 수소가스 농도가 수소가스 센서의 측정 범위 내에 있으면 (식 2)를 사용하여 누출 수소가스량을 산출한다.
누출 수소가스량(m3/D)=시료가스 중의 수소가스 농도(％)/[1-시료가스 중의 수소가스 농도(％)]×공기주입량(m3/D) (식 2)
그러나 시료가스 중의 수소가스 농도가 수소가스 센서의 측정 범위를 초과하면 시료가스가 희석장치로 들어가 일정량의 공기(희석공기)에 의해 희석되어 수소가스 센서로 들어가 수소가스 농도(희석된 가스 농도)를 측정한 다음 (식 3)에 의해서 희석되기 전의 수소가스 농도로 환산하고 (식 2)를 사용하여 누출 수소가스량을 구한다.
희석되기 전의 수소가스 농도(％)=희석가스 농도(％)×[희석공기 유량(ml/분)+시료가스유량(ml/분)]/시료가스유량(ml/분) (식 3)
본 발명은 모두 세 대의 자동 유량 제어기를 사용하여 한 대는 일정량의 공기가 고정자 냉각수 탱크 상부로 주입되도록 하고, 두 대는 시료가스 중의 수소가스 농도가 센서의 측정 범위를 초과하면 시료가스를 희석하여 시료가스 중의 수소가스 농도를 낮추어 수소가스 센서에 도입되도록 한다. 세 대의 자동 유량 제어기의 유량 신호와 수소가스 센서의 신호는 콘트롤러로 전송되어 수소가스 누출량을 자동으로 산출하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 상기한 목적을 실현하기 위하여 다음과 같은 수단을 구비한다.
본 발명의 발전기 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하는 장치는 발전기 고정자 냉각수 탱크 상부 공간으로 공기를 주입하고 배기가스 시료를 채취하기 위한 아답터(11), 액체나 고체의 입자상 물질을 제거하는 필터(13a, 13b), 시료가스를 흡인하는 펌프(14), 공기 및 시료가스 유로를 변견하는 삼방 발브(15a, 15b), 공기나 시료가스의 유량을 일정하게 제어하는 자동 유량 제어기(19a, 19b, 19c), 시료가스 유량을 나타나는 유량 지시계(16), 시료가스 중의 수소가스 농도를 측정하는 전기화학 센서(17), 자동 유량 제어기(19a, 19b, 19c)와 전기화학 센서(17)로부터 신호를 받아 누출 수소가스 량을 산출하고 나타내는 콘트롤러(22)로 이루어진다.
본 발명은 운전 중인 대용량 발전기에서 고정자의 누수 여부 및 정도를 알기 위하여 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하기 위한 것으로, 발전기 내부로 냉각수 유입 여부 및 정도를 진단하여 누수로 인한 발전기 고장을 줄이고 수명이 단축되는 것을 예방하여 안정적인 발전기 운영에 기여하는 수단을 제공한다.
또한, 상기 본 발명은 발전기 누수정도에 따라 사전에 보수계획을 수립함으로써 발전기 운영유지비를 절감하는 효과를 제공한다.
또한, 상기 본 발명은 발전소에서 발전기 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스를 측정하는데 있어서 간편하고 정확한 측정방법을 제공하는 효과를 가진다.
도 1은 종래의 대용량 수냉각 발전기의 고정자 냉각계통도이다.
도 2은 본 발명 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 계통의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 냉각수 탱크에 공기를 공급하고 시료가스를 채취하는데 사용되는 아답터의 구조도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래의 대용량 수냉각 발전기 고정자 냉각계통의 구성을 나타낸 것으로, 발전기 고정자 냉각수 탱크(4)의 냉각수는;
냉각수 펌프(3a,3b)에 의해 이송되어 냉각기(2)를 지나 발전기 고정자 코일을 통과하면서 열을 흡수하여 출구로 나와 수직으로 되어 있는 냉각수 회수 배관(5)을 통하여 아래로 내려와 냉각수 탱크(4)로 되돌아온다. 만약 발전기 내의 고정자 냉각계통에 부식, 진동, 이완 등으로 인하여 누수통로가 생기게 되면 이 누수통로를 통하여 수소가스가 냉각수 중으로 누출되어 냉각수와 함께 냉각수 탱크(4)로 들어가 물과 분리되어 상부 공간으로 올라가 공간에 있는 공기(배기관(7)을 통하여 외부로부터 탱크 내로 들어온 공기)와 함께 냉각수 탱크 상부에 있는 진공파괴관(10)을 통하여 위로 올라가(냉각수 회수 배관에 걸려있는 부압에 의함) 물과 섞여 탱크로 되돌아오는 과정을 반복하면서 일정한 농도의 혼합가스로 되어 일부가 배기관(7)을 통하여 외부로 배출된다. 배수 발브(8)는 관에 차있는 물을 배수하기 위한 것이며, 역류 방지 발브(9)는 배기가스가 배기관 하부로 나가는 것을 방지하기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 발전기 고정자 누출 수소가스량 측정 방법에 관한 구성도이다.
도 1에서 보는 바와 같은 기본적인 발전기 고정자 냉각수 순환 구성도에 본 기술을 접목시킨 것으로, 기본 순환구성에 본 발명의 공기를 공급하기 위하여 설치되는 공기 공급 배관(20) 및 공기 주입 배관(21), 고정자 냉각수 탱크 상부 공간으로 공기를 주입하고 시료가스를 채취하기 위한 아답터(11), 액체나 고체의 입자상 물질을 제거하는 필터(13a, 13b), 시료가스 흡인펌프(11), 공기 및 시료가스 유로를 변경하는 삼방 발브(15a, 15b), 공기나 시료가스의 유량을 일정하게 제어하는 자동 유량 제어기(19a, 19b, 19c), 시료가스 유량을 나타나는 유량 지시계(16), 시료가스 중의 수소가스 농도를 측정하는 전기화학 센서(17)를 구비하여 좁은 측정범위를 갖는 전기화학 수소가스 센서가 발전기 고정자 냉각수 중으로 누출되는 수소가스량 측정에 가능하도록 하기 위한 것이다.
상기 자동 유량 제어기(19a, 19b, 19c)에서 검출된 가스 유량과 전기화학 수소가스 센서 (17)에서 검출되는 수소가스 농도 신호는 콘트롤러(22)로 전송된다.
콘트롤러(22)에서는 자동 유량 제어기(19a, 19b, 19c)에서 검출되는 가스 유량과 전기화학 센서(17)에서 검출되는 수소가스 농도 신호를 전송받아 희석비에 따라서 수소가스 농도를 환산하고, 누출 수소가스 량을 산출하고 표시한다.
본 발명에서 공기 공급 배관(20)으로부터 공급받아 고정자 냉각수 탱크 상부로 주입되는 공기는 공기 필터(13b)에서 입자상 물질이 제거된 후 자동 유량 제어기(19c)에 의해 유량이 조절되어 공기 주입 배관(21)을 지나 아답터(11)를 통하여 냉각수 탱크(4)로 들어가 냉각수 탱크(4) 상부 공간에서 발전기 고정자에서 누출되어 나온 수소가스와 혼합된다. 한편, 냉각수 탱크 상부 배기관을 통하여 배출되는 배기가스의 일부는 흡인펌프(14)에 의해 흡인되어 시료가스 배관(12)을 통하여 필터(13a)를 지나 삼방발브(15b)에 의해 유량 지시계(16)에서 유량이 조절된 다음, 삼방발브(15a)에 의해 전기화학 센서(17)로 들어가 수소가스 농도를 측정한 후 시료가스 배기관(18)을 통하여 배출된다. 이때 측정되는 수소가스 농도가 전기화학 센서(17)의 측정범위(보통 0∼5％) 이내이면 측정을 계속하여 (식 2)를 사용하여 누출 수소가스량을 산출한다. 그러나 수소가스 농도가 측정 범위를 초과하면 흡인펌프(11)에 의해 흡인된 배기가스는 삼방발브(15b)에 의해 자동 유량 제어기(12c)로 들어가 유량이 조정된 후 공기 공급 배관(18)에서 들어와 유량제어기(12b)에 의해 유량이 조정된 공기에 의해 희석되어 전기화학 센서(16)로 들어가 수소가스 농도가 측정된다. 측정된 수소가스 농도는 (식 3)에 의해서 원래의 농도로 환산된다. 시료가스의 희석비율은 누출 수소가스량에 따라서 달라지나 2∼4 정도이다.
도 3은 본 발명의 냉각수 탱크 내로 공기를 주입하고 시료가스를 채취하기 위한 아답터의 구조를 나타낸 것으로 공기 주입 배관(21)을 통하여 들어온 공기는 끝이 "L" 자 형으로 된 공기주입관(31)에 의해 탱크 안쪽으로 내 깊숙하게 주입된다. 시료가스 채취관(33)은 탱크 상부 배기관(7)을 통하여 배출되는 시료가스가 채취되도록 한다.
[실시예]
표 3에 두 개의 자동 유량제어기를 사용하여 5％의 표준 수소가스의 유량을 100∼500ml/분으로, 희석공기 유량을 0∼400ml/분으로 변경하면서 0∼5％의 측정 범위를 갖는 전기화학 센서로 농도를 측정하여 (식 3)을 사용하여 환산한 수소가스 농도에 대한 오차율을 나타내었다. 희석배수가 늘어날수록 오차율이 커지나 4배로 희석할 때의 오차율은 1％ 정도이다. 누출 수소가스량이 증가하면 수소가스 농도가 높아져 희석배수가 커지게 되므로 희석에 따른 오차가 커질 수 있다. 그러나 냉각수 탱크로 주입되는 공기량을 늘리면(누출 수소가스가량이 증가하면 수소가스 폭발에 의한 안전성 문제로 주입 공기량을 늘린다) 배기가스 중의 수소가스 농도가 낮아지므로 희석배수는 크게 늘어나지 않게 된다. 예로서 냉각수 탱크 상부로 주입되는 공기량 14.4m3/D에서 최대 수소가스 누출량 6.0m3/D 일 때의 배기가스 중의 수소가스 농도는 29.4％ 이지만 공기주입량을 21.6m3/D로 늘리면 21.74％로 낮아지므로 배기가스를 4배로 희석시 수소가스 농도는 4.348％로 낮아지므로 0∼5％의 전기화학 센서로 측정이 가능하게 된다. 이때의 오차는 위의 예로부터 1％를 크게 벋어나지 않을 것이다.
Figure pat00010
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
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.
또한, 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
냉각수탱크 : 4 순환펌프 : 3a, 3b 냉각기 : 2
발전기고정자 : 1 냉각수 회수배관 : 5 가스압력계 : 6
배기관 : 7 배수발브 : 8 역류방지 발브 : 9
진공파괴관 : 10 아답터 : 11 시료가스 배관 : 12
필터 : 13a. 13b 흡인 펌프 : 14 삼방발브 : 15a, 15b
유량 지시계 : 16 전기화학 센서 : 17 시료가스 배출관 : 18
유량제어기 : 19a 19b, 19c 공기 공급 배관 : 20 공기 주입 배관 : 21
콘트롤러 : 22 공기 주입관 : 31 티 : 32
시료가스 채취관 : 33

Claims (4)

  1. 운전중인 발전기에서 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하는 방법에 있어서,
    발전기 고정자 냉각수 탱크(4) 상부 공간에 일정 유량의 공기를 주입하는 자동 유량 제어기(19c);
    주입되는 공기 중의 입자상 물질을 제거하는 필터(13b);
    발전기 고정자 냉각수 탱크(4) 상부 공간에 공기를 주입하는 공기 주입배관(21);
    냉각수 탱크 상부에 공기를 주입하고 배기가스 시료 채취를 위한 아답터(11);
    시료가스 중의 수적을 제거하는 필터(13a);
    시료가스를 흡인하는 흡인펌프(14);
    배기가스 중의 수소가스 농도에 따라 시료가스의 유로를 변경하는 삼방발브(15a, 15b);
    시료가스의 유량을 나타내는 유량 지시계(16);
    시료가스 희석시 시료가스 유량을 조정하는 자동 유량제어기(19a);
    시료가스 희석시 공기유량을 조정하는 유량제어기(19b);
    시료가스 중의 수소가스 농도를 측정하는 전기화학 센서(17);
    유량제어기(19a, 19b, 19c)와 전기화학 센서(17)로부터 신호를 받아 수소가스 농도를 환산하고 누출 수소가스량을 산출하여 산출된 누출 수소가스량(m3/h)을 표시하는 콘트롤러(22)로 이루어진 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    시료가스 중의 수소가스 농도가 전기화학 센서(17)의 검출 범위를 초과하면 자동 유량제어기(19a, 19b)를 사용하여 시료가스에 일정 비율로 공기를 혼합하여 시료가스 중의 수소가스 농도를 낮춤으로써 전기화학 센서(17) 측정 범위 내가 되도록 하는 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    시료가스 중의 수소가스 농도가 전기화학 센서(17)의 측정 범위를 초과하면 고정자 냉각수 탱크 내로 주입되는 공기 유량을 늘려 배기가스 중의 수소가스 농도를 낮추는 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    시료가스 희석용 자동 유량 제어기(19a, 19b)와 전기화학 센서(17)로부터 신호를 받아 희석된 시료가스의 농도를 환산하여 누출 수소가스 량을 자동으로 산출하는 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 방법.
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KR101209428B1 (ko) * 2011-08-29 2012-12-06 이태원 가스상 유기화합물 센서를 이용한 발전기 상태 감시 장치

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