(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転時は冷却ガスを循環させて発電機を冷却し、メンテナンス時には前記冷却ガスを放出して前記冷却ガス以外のガスを導入する発電機の保守装置において、
運転時及び保守時に前記冷却ガス及び冷却ガス以外のガス濃度を測定する振動式密度計と、該振動式ガス密度計の出力を表示するタッチ操作式液晶パネルとからなり、該タッチ操作式液晶パネルには発電機が運転状態であるか保守状態であるかを表示するとともに前記冷却ガス及び冷却ガス以外のガス濃度を表示するように構成したことを特徴とする発電機の保守装置。
【請求項２】
冷却ガスは水素であることを特徴とする請求項1記載の発電機の保守装置。
【請求項３】
冷却ガス以外のガスは空気、ＣＯ２ガス、窒素ガス若しくはこれらのいずれかの２以上の混合ガスであることを特徴とする請求項１又は２記載の発電機の保守装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、事業用の発電プラントにおける発電機の保守装置に関し、詳しくは、水素冷却部の保守作業の簡素化に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、発電プラントにおける発電機では例えば再燃式蒸気タービンの場合、通常は、Ｐ（Primary）発電機１ａと同一の設備を持つＳ（Secondary）発電機１ｂが設置されて並列運転が行われている。（図はクロスコンパウンド…並列形を示す）。このような大容量の発電機では、発熱部分である回転子や固定子（図示省略）の冷却を、部分的若しくは全体に冷却ガス（Ｈ2）を循環させることにより行なっている。
【０００３】
Ｈ2を用いて回転子や固定子の冷却を行う発電機では、内部を循環する水素ガスＨ2の純度は一般に熱伝導方式を用いた水素純度検出器で測定される。
図６はＨ2により２台の発電機の冷却を行う従来装置の要部ブロック構成図である。図において、１ａはＰ（Primary）発電機、１ｂはＳ（Secondary）発電機、Ｖ１〜Ｖ８は開閉バルブである。
【０００４】
これらの発電機１ａ，１ｂには運転中は水素ボンベ２からＨ2が注入され、その純度（９２％以上）は熱伝導度式Ｈ2検出器４ａ，４bにより検出されて指示計５ａ，５bに指示される。そして、水素純度が９２％以下になると、計算機６側へ警報を発し、運転を停止させている。７は発電機内のＨ2を置換するＣ０2ボンベ、３は発電機内に空気を送風するコンプレッサである。なお、S発電機１ｂ側にもP発電機１ａ側と同様コンプレッサやH2，CO2を注入するためのボンベを有しているが図では省略する。
【０００５】
図７において、通常の運転中はバルブＶ２，Ｖ４，Ｖ５，Ｖ６が開とされ、他のバルブは閉となっており、発電機１ａ，１ｂ内には１００％に近い純度の水素が満たされてその水素純度がＨ2検出器４ａで測定され指示計５ａに指示されている。
【０００６】
このような従来の装置では、定期点検、メンテナンス、異常の確認等のような運転停止の場合、バルブＶ２を閉として水素の供給を遮断する。そして、図７に示すように装置内の水素ガス循環系に、ガス純度を検出するＣＯ2純度計（熱伝導度式）１０及び指示計１０ａを外部より接続する。
【０００７】
図８は上述のような運転停止時のフローチャートを示すもので、まず、上述のＣＯ2純度計の使用準備を行う（工程ａ）。なお、ここで使用するＣＯ2純度計はＨ2及びＡｉｒの測定を行うもので、はじめにＨ2のキャリブレーションを行い（工程ｂ）続いて、Ａｉｒのキャリブレーションを行う（工程ｃ）。これでガス置換のための準備が完了する（工程ｄ）
【０００８】
次に、バルブＶ８を開として発電機を含む系内のＨ2ガスを大気に放出する（工程ｅ）。発電機１内の圧力が０．２〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2程度になったことを確認し（工程ｆ）、バルブＶ６を閉、Ｖ３，Ｖ７を開として発電機内にＣＯ2ガスを導入（工程ｇ）してその圧力が０．１〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2程度になったことを確認する（工程ｈ）。更に置換計１０でＨ２純度が１０％以下になったことを確認し（工程ｉ）、これでＣＯ2の置換が終了する（工程ｊ）。
その後、バルブＶ３を閉、Ｖ１を開としてコンプレッサ３からＡｉｒを注入し発電機内のＣＯ2をＡｉｒに置換する。そして置換計１０の切替えスイッチを水素ガス測定側から空気測定側に切替え、今度は空気純度を監視し、空気純度が所定の値に達した時点でメンテナンス等を行なう。
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この様な従来装置においては、通常の冷却動作に用いるＨ2検出器４と、メンテナンス等の時に用いる置換計１０というように、２台の同じような構成の純度測定器を準備しなければならず、更に、メンテナンス作業時には置換計１０を外部から設置しなければならない、という煩雑な作業を有していた。
【０００９】
また、メンテナンス時に用いる置換計１０は、ブリッジ構成の回路を有しているため、測定途中で水素ガス測定から空気ガス測定に切り換えるときに、切替え時の出力の追従が悪く、正確な測定ができないという問題があった。
【００１０】
更に、系内の水分の影響による誤差を避けるために、水素純度検出器４と置換計１０のガス検出部の前段に、はシリカゲル等の水分除去フィルター（図示省略）を設置せねばならず、構成を複雑にしていた。
指示計もこのような系では、Ｈ2，CO2，Aｉｒを測定するためのアナログ表示形式のものが3種類必要であった。
【００１１】
本発明は、この様な従来技術の問題点を解決するためになされたもので、
ガス純度測定手段として振動式ガス密度計を用いることにより運転中のＨ2ガスの純度の他、メンテナンス時のＨ2、ＣＯ2、空気の純度も測定するようにして保守の簡素化を図った発電機の保守装置を実現することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために本発明では、請求項１においては、
運転時は冷却ガスを循環させて発電機を冷却し、メンテナンス時には前記冷却ガスを放出して前記冷却ガス以外のガスを導入する発電機の保守装置において、
運転時及び保守時に前記冷却ガス及び冷却ガス以外のガス濃度を測定する振動式密度計と、該振動式ガス密度計の出力を表示するタッチ操作式液晶パネルとからなり、該タッチ操作式液晶パネルには発電機が運転状態であるか保守状態であるかを表示するとともに前記冷却ガス及び冷却ガス以外のガス濃度を表示するように構成したことを特徴とする。
【００１３】
請求項２においては、請求項1記載の発電機の保守装置において、
冷却ガスは水素であることを特徴とする。
【００１４】
請求項４においては、請求項1又は2記載の発電機の保守装置において、
冷却ガス以外のガスは空気、CO2ガス、窒素ガス若しくはこれらのいずれかの2以上の混合ガスであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は本発明の発電機の保守装置の実施の形態の１例を示す構成図である。図において、図６と同一要素には同一符号を付している。２０ａ（２０ｂ）は振動式ガス密度計、２１は液晶パネル制御装置、２２は液晶パネルである。
【００１７】
なお、本発明で使用する振動式密度計２０の詳細な構成の説明は省略するが、従来の熱伝導度計の原理とは異なり内部を流れるガスの密度の測定をする。そのため、水分の影響を受けることはなく、また、運転時、メンテナンス時にかかわらず、流れるガスの種類に対応して切替えスイッチを切り換える必要はない。
【００１８】
図２は振動式ガス密度計２０の測定レンジを示すものでガス密度が０．０９０（ｋｇ／Ｎｍ3）のときに水素１００％、１．２３９（ｋｇ／Ｎｍ3）のときに
Ａｉｒ１００％、１．９７７（ｋｇ／Ｎｍ3）のときにＣＯ2１００％となるようになっている。
【００１９】
この振動式ガス密度計２０には液晶パネル制御装置２１（レンジフリーコントローラ）が接続され、ガス純度値を上位の計算機に通信するとともに、警報を出力する。制御装置２１には液晶パネル２２が接続され、運転中の水素ガス純度、保守時の水素ガス純度、空気純度を表示する。
【００２０】
更に、Ｓ発電機１ｂ側の装置もＰ発電機１ａ側の装置と全く同様な構成とし、ガス密度計２０ｂからの出力は制御装置２１に入力される。そして、制御装置２１には同様にＳ発電機１ｂ側の出力が入力され、液晶パネル２２にはＰ発電機の出力値とともに、S発電機の出力値も指示することができる。
【００２１】
液晶パネル２２の表示は、図３に示すように、常時、発電機１ａ側（＃Ｐ）と発電機１ｂ側（＃Ｓ）の表示がされ、タッチ操作により、各々の「運転中」、「置換中」（保守時） を切り換えることができる。
図３において、図（ａ）は運転中（イ）が選択され（＃Ｐ）のＨ2純度が９９．０％（ロ）を示しており、（＃Ｓ）のＨ2純度は９１．０％（ハ）なので（ニ）の部分が例えば赤色になって警報色となっている状態を示している。
【００２２】
図（ｂ）は置換中（ホ）及び「Ｈ2  ｉｎ  ＣＯ2」（ヘ）が選択され、Ｈ2純度がいずれも９７％となっていることを示している。
また図（ｃ）は置換中（ホ）及び「Ａｉｒ  ｉｎ  ＣＯ２」（ト）が選択され、Ｈ２純度がいずれも５０％となっていることを示している。
【００２３】
図４は本発明の保守装置を用いたフローチャートを示すもので、保守等に際しては液晶パネル２２の「運転中」を確認し（工程ａ）、「Ｈ2純度」を呼び出して（工程ｂ）、Ｈ２が９２％以上であることを確認する（工程ｃ）。これで保守のための準備が完了する（工程ｄ）。
【００２４】
次に、液晶パネルにて「Ｈ2  ｉｎ  ＣＯ2」を呼び出して（工程ｅ）、バルブＶ２を閉、Ｖ８を開としてＨ2ガスの放出を行う（工程ｆ）。そしてＨ2ガスの下降を確認し（工程ｇ）、発電機内の圧力が０．２〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2程度になったら（工程ｈ）バルブＶ３を開としてＣＯ2を機内に注入する。
【００２５】
そして、機内圧の上昇（０．１〜０．３ｋｇｆ／ｃｍ2）を確認し（工程ｊ）Ｈ２の純度が１０％以下になったら（工程ｋ）バルブＶ３を閉、Ｖ１を開としてコンプレッサ３からＡｉｒを注入する。空気純度が所定の値に達した時点でメンテナンス等を行なう。
【００２６】
本発明の構成の保守装置では２台の発電機の保守を液晶パネルを見ながらタッチ式で行うことができキャリブレーションも不要なので交換工程を大幅に短縮することができる。
【００２７】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例えば、バルブの位置や数、液晶パネルの構成などは必ずしも図示の通りでなくてもよい。また、発電機は水力や原子力を用いたものであってもよく、複数の発電機が単独に動作しているものであってもよい。更にガスの交換工程は図示の順序通りでなくても要は危険が伴わないで交換できればよい。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、メンテナンス作業時にあっても新たな測定装置を外部から設置する必要はなく、測定途中で純度測定の対象ガスの種類が変わっても切替え操作は不要である。また、液晶パネルの採用により純度指示も一台の液晶パネルにて実現できるので、システム構成が簡素となるとともに誤操作の防止にも繋がる。
【００２９】
また、系内に水分除去フィルターを設置しなくてもよく、簡素な設備を実現できる。これにより、運転時、保守時にあっても振動式ガス密度計のみを使用すればよい。ブリッジ回路構成ではないので、安定した出力を実現できガス測定部の前段に設置するフィルタも不要となる。
【００３０】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電機の保守装置の実施の形態の一例を示す構成図である。
【図２】本発明で使用する振動式ガス密度計の測定レンジを示す説明図である。
【図３】本発明で使用する液晶パネルの表示例を示す図である。
【図４】本発明の保守の作業工程を説明するフローチャートである。
【図５】発電プラントにおける並列運転例を示す構成図である。
【図６】従来の発電機の運転例を示す構成図である。
【図７】従来の発電機の保守装置の一例を示す構成図である。
【図８】従来の保守の作業工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１      発電機
２      Ｈ２ガスボンベ
３      コンプレッサ
４      Ｈ２検出器
５      Ｈ２指示計
６      計算機
７      ＣＯ２ガスボンベ
１０    置換計
２０    振動式ガス密度計
２１    液晶パネル制御装置
２２    液晶パネル
Ｖ１〜Ｖ８    バルブ
【図１】
0003711553.tif 000002
【図２】
0003711553.tif 000003
【図３】
0003711553.tif 000004
【図４】
0003711553.tif 000005
【図５】
0003711553.tif 000006
【図６】
0003711553.tif 000007
【図７】
0003711553.tif 000008
【図８】
0003711553.tif 000009