(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気口から吸い込まれて吸気通路内を吸気流れ方向に流れる吸入空気を冷却する冷却装置であって、
前記吸気通路内に設けられ、内部を流れる冷却水との熱交換によって前記吸入空気を冷却する伝熱部と、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路と、
前記冷却水流路に設けられ、前記冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンクと、
前記膨張タンク内の圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定部と、
前記冷却水の温度を計測する温度計と、
前記温度計の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、第１閾値を前記温度計の計測値に応じて決定する算出部と
を備え、
前記漏洩判定部は、前記圧力計の計測値が前記第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
吸気口から吸い込まれて吸気通路内を吸気流れ方向に流れる吸入空気を冷却する冷却装置であって、
前記吸気通路内に設けられ、内部を流れる冷却水との熱交換によって前記吸入空気を冷却する伝熱部と、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路と、
前記冷却水流路に設けられ、前記冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンクと、
前記膨張タンク内の圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定部とを備え、
前記漏洩判定部は、前記圧力計の計測値の変化速度が第２閾値以上である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする冷却装置。
【請求項３】
前記伝熱部に前記冷却水を供給する冷凍機と、
前記冷凍機と前記伝熱部との間を前記冷却水が循環するように形成された閉回路の冷却水流路と、
前記冷却水流路に冷却水を補充する冷却水補充部とをさらに備え、
前記漏洩判定部によって前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、前記冷却水補充部から冷却水を前記冷却水流路に補充して所定期間運転を継続することを特徴とする請求項１又は２に記載の冷却装置。
【請求項４】
前記所定期間の終期は、漏洩した前記冷却水によって前記吸気通路の下流側に配置された圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の冷却装置。
【請求項５】
吸気口から吸い込まれた吸入空気が吸気流れ方向に流れる吸気通路内において、前記吸入空気を熱交換器内の伝熱部の内部を流れる冷却水と熱交換させて冷却する冷却装置の前記伝熱部からの冷却水の漏洩を検知する方法であって、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路に設けられ、該冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンク内の圧力を計測する圧力計測ステップと、
前記膨張タンク内の圧力の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定ステップと、
前記冷却水の温度を計測する温度計測ステップと、
前記冷却水の温度の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、第１閾値を前記冷却水の温度の計測値に応じて決定する第１閾値決定ステップと
を備え、
前記漏洩判定ステップでは、前記膨張タンク内の圧力の計測値が前記第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする冷却水の漏洩検知方法。
【請求項６】
吸気口から吸い込まれた吸入空気が吸気流れ方向に流れる吸気通路内において、前記吸入空気を熱交換器内の伝熱部の内部を流れる冷却水と熱交換させて冷却する冷却装置の前記伝熱部からの冷却水の漏洩を検知する方法であって、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路に設けられ、該冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンク内の圧力を計測する圧力計測ステップと、
前記膨張タンク内の圧力の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定ステップと
を備え、
前記漏洩判定ステップでは、前記膨張タンク内の圧力の計測値の変化速度が第２閾値以上である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする冷却水の漏洩検知方法。
【請求項７】
前記冷却装置は、前記伝熱部に前記冷却水を供給する冷凍機と、該冷凍機と前記伝熱部との間を前記冷却水が循環するように形成された閉回路の冷却水流路とを有し、
前記漏洩判定ステップにおいて前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、前記冷却水流路に冷却水を補充して所定期間運転を継続することを特徴とする請求項５又は６に記載の冷却水の漏洩検知方法。
【請求項８】
前記所定期間の終期は、漏洩した前記冷却水によって前記吸気通路の下流側に配置された圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の冷却水の漏洩検知方法。
【請求項９】
前記伝熱部は複数のモジュールからなっており、
前記漏洩判定ステップで前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、各モジュールへの前記冷却水の供給の有無による前記膨張タンク内の圧力の変化に基づいて、前記冷却水が漏洩しているモジュールを特定する漏洩箇所特定ステップをさらに備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか一項に記載の冷却水の漏洩検知方法。
【請求項１０】
前記漏洩箇所特定ステップにより特定された前記モジュールへの冷却水の供給を停止する供給停止ステップをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の冷却水の漏洩検知方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気口から吸い込まれた吸入空気内に冷却水を流して吸入空気を冷却する冷却装置及びその冷却水の漏洩検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ガスタービンは、圧縮機に吸い込まれる吸入空気の温度によって影響を受けて出力が変動する。具体的には、吸入空気の温度が高くなるほど出力が低下する。このような出力低下を抑止するため、特許文献１には、圧縮機への空気供給ラインに吸入空気を冷却する冷却装置を設ける方法が開示されている。この冷却装置は、吸入空気の通路内に伝熱管を設け、この伝熱管内に冷凍機から供給された冷却水を流すことによって、吸入空気を冷却するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２５９７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の冷却装置では、伝熱管等の伝熱部が熱交換器内で破損して熱交換器内に冷却水が漏洩すると、この冷却水が吸入空気の流れによってガスタービンの圧縮機内に流入し、圧縮機の動翼や静翼等に衝突する。冷却水が動翼や静翼等に衝突するとエロージョンが生じ、耐久性に悪影響を及ぼしてしまう。また、冷却装置は冷却水を循環させる閉回路を形成しており、漏水によって水量が低下すると冷却水を熱交換器に供給する送水ポンプ内に水が無い状態になり、この状態のまま送水ポンプを駆動させると故障するため、直ちに冷却装置を停止する必要がある。そのためには、熱交換器内で冷却水の漏洩が生じた場合には、それを直ちに検出することが望ましいが、冷却水の漏洩を検出するための手段が無いという問題点があった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題を解決するものであって、冷却水の漏洩を検出可能な冷却装置及び冷却水の漏洩検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決する本発明に係る冷却装置は、吸気口から吸い込まれて吸気通路内を吸気流れ方向に流れる吸入空気を冷却する冷却装置であって、
前記吸気通路内に設けられ、内部を流れる冷却水との熱交換によって前記吸入空気を冷却する伝熱部と、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路と、
前記冷却水流路に設けられ、前記冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンクと、
前記膨張タンク内の圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定部と、
前記冷却水の温度を計測する温度計と、
前記温度計の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、第１閾値を前記温度計の計測値に応じて決定する算出部と
を備え、
前記漏洩判定部は、前記圧力計の計測値が前記第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする。
【０００７】
このように、圧力計及び漏洩判定部を備えているので、膨張タンク内の圧力を計測し、当該圧力の計測値に基づいて冷却水が漏洩しているか否かを判定することで、冷却水の漏洩を検出することができる。また、圧力計の計測値に基づいて漏洩を判定するため、冷却水の漏洩を精度良く検出することができる。
【０００８】
また、前記漏洩判定部は、前記圧力計の計測値が第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断する。
【０００９】
このように、冷却水の漏洩の判定は、圧力の計測値が第１閾値以下か否かで判定するため、漏洩の判定を速やかに行うことができる。
【００１０】
また、前記冷却水の温度を計測する温度計と、
前記温度計の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、前記第１閾値を前記温度計の計測値に応じて決定する算出部とをさらに備える。
【００１１】
このように、温度計の計測値から冷却水の圧力の推定値を算出し、当該推定値よりも小さくなるように、第１閾値を設定することで、温度計での計測値に誤差が含まれていても、冷却水の漏洩を精度良く検出することができる。
【００１２】
また、吸気口から吸い込まれて吸気通路内を吸気流れ方向に流れる吸入空気を冷却する冷却装置であって、
前記吸気通路内に設けられ、内部を流れる冷却水との熱交換によって前記吸入空気を冷却する伝熱部と、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路と、
前記冷却水流路に設けられ、前記冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンクと、
前記膨張タンク内の圧力を計測する圧力計と、
前記圧力計の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定部とを備え、
前記漏洩判定部は、前記圧力計の計測値の変化速度が第２閾値以上である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断してもよい。
【００１３】
このように、冷却水の漏洩の判定は、圧力の計測値が第２閾値以上か否かで判定するため、漏洩の判定を速やかに行うことができる。
【００１４】
また、前記伝熱部に前記冷却水を供給する冷凍機と、
前記冷凍機と前記伝熱部との間を前記冷却水が循環するように形成された閉回路の冷却水流路と、
前記冷却水流路に冷却水を補充する冷却水補充部とをさらに備え、
前記漏洩判定部によって前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、前記冷却水補充部から冷却水を前記冷却水流路に補充して所定期間運転を継続してもよい。
【００１５】
このように、冷却水が漏洩しても冷却水を補充することで、所定期間、冷却装置の運転を続けることができる。
【００１６】
また、前記所定期間の終期は、漏洩した前記冷却水によって前記吸気通路の下流側に配置された圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前に設定されていてもよい。
【００１７】
このように、冷却水が漏洩しても直ちに冷却装置を停止せずに、圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前まで冷却装置を運転し続けるため、圧縮機を有するタービン等の出力効率の低下を防止することができる。
【００１８】
そして、本発明に係る冷却水の漏洩検知方法は、吸気口から吸い込まれた吸入空気が吸気流れ方向に流れる吸気通路内において、前記吸入空気を熱交換器内の伝熱部の内部を流れる冷却水と熱交換させて冷却する冷却装置の前記伝熱部からの冷却水の漏洩を検知する方法であって、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路に設けられ、該冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンク内の圧力を計測する圧力計測ステップと、
前記膨張タンク内の圧力の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定ステップと、
前記冷却水の温度を計測する温度計測ステップと、
前記冷却水の温度の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、第１閾値を前記冷却水の温度の計測値に応じて決定する第１閾値決定ステップと
を備え、
前記漏洩判定ステップでは、前記膨張タンク内の圧力の計測値が前記第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断することを特徴とする。
【００１９】
このように、膨張タンク内の圧力を計測し、当該圧力の計測値に基づいて冷却水が漏洩しているか否かを判定することで、冷却水の漏洩を検出することができる。また、圧力計の計測値に基づいて漏洩を判定するため、冷却水の漏洩を精度良く検出することができる。
【００２０】
また、前記漏洩判定ステップでは、前記膨張タンク内の圧力の計測値が第１閾値以下である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断する。
【００２１】
このように、冷却水の漏洩の判定は、圧力の計測値が第１閾値以下か否かで判定するため、漏洩の判定を速やかに行うことができる。
【００２２】
また、前記冷却水の温度を計測する温度計測ステップと、
前記冷却水の温度の計測値から算出される前記冷却水の圧力の推定値よりも小さくなるように、前記第１閾値を前記冷却水の温度の計測値に応じて決定する第１閾値決定ステップとをさらに備える。
【００２３】
このように、温度計の計測値から冷却水の圧力の推定値を算出し、当該推定値よりも小さくなるように、第１閾値を設定することで、温度計での計測値に誤差が含まれていても、冷却水の漏洩を精度良く検出することができる。
【００２４】
また、吸気口から吸い込まれた吸入空気が吸気流れ方向に流れる吸気通路内において、前記吸入空気を熱交換器内の伝熱部の内部を流れる冷却水と熱交換させて冷却する冷却装置の前記伝熱部からの冷却水の漏洩を検知する方法であって、
前記伝熱部に接続されて前記冷却水が流通する冷却水流路に設けられ、該冷却水流路内における前記冷却水の体積変化を吸収する膨張タンク内の圧力を計測する圧力計測ステップと、
前記膨張タンク内の圧力の計測値に基づいて、前記伝熱部からの前記冷却水の漏洩の有無を判定する漏洩判定ステップと
を備え、前記漏洩判定ステップでは、前記膨張タンク内の圧力の計測値の変化速度が第２閾値以上である場合、前記冷却水が前記伝熱部から漏洩していると判断してもよい。
【００２５】
このように、冷却水の漏洩の判定は、圧力の計測値が第２閾値以上か否かで判定するため、漏洩の判定を速やかに行うことができる。
【００２６】
また、前記冷却装置は、前記伝熱部に前記冷却水を供給する冷凍機と、該冷凍機と前記伝熱部との間を前記冷却水が循環するように形成された閉回路の冷却水流路とを有し、
前記漏洩判定ステップにおいて前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、前記冷却水流路に冷却水を補充して所定期間運転を継続してもよい。
【００２７】
このように、冷却水が漏洩しても冷却水を補充することで、所定期間、冷却装置の運転を続けることができる。
【００２８】
また、前記所定期間の終期は、漏洩した前記冷却水によって前記吸気通路の下流側に配置された圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前に設定されていてもよい。
【００２９】
このように、冷却水が漏洩しても直ちに冷却装置を停止せずに、圧縮機の翼にエロージョンが発生する時点よりも前まで冷却装置を運転し続けるため、圧縮機を有するタービン等の出力効率の低下を防止することができる。
【００３０】
また、前記伝熱部は複数のモジュールからなっており、
前記漏洩判定ステップで前記冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、各モジュールへの前記冷却水の供給の有無による前記膨張タンク内の圧力の変化に基づいて、前記冷却水が漏洩しているモジュールを特定する漏洩箇所特定ステップをさらに備えていてもよい。
【００３１】
このように、漏洩判定ステップで冷却水の漏洩が発生したと判定された場合、膨張タンク内の圧力を計測しながら各モジュールごとに冷却水を停止すると、冷却水が漏洩していないモジュールへの冷却水の供給を停止しても圧力の低下は止まらないが、冷却水が漏洩しているモジュールへの冷却水の供給を停止すると、圧力の低下が停止する。これによって、圧力の低下が停止したときに、冷却水の供給を停止していたモジュールから漏洩していることを特定できる。
また、モジュールで冷却水の漏洩が生じても、この漏洩しているモジュールへの冷却水の供給を停止し、漏洩していないモジュールへの冷却水の供給を続けることで、吸入空気を冷却し続けることができる。
そして、モジュールで冷却水の漏洩が生じても、モジュールごと交換することができるため、修理作業を短時間、且つ容易に実施して冷却装置を迅速に復旧させることができる。
【００３２】
また、前記漏洩箇所特定ステップにより特定された前記モジュールへの冷却水の供給を停止する供給停止ステップをさらに備えてもよい。
【００３３】
このように、漏洩箇所特定ステップにより特定されたモジュールへの冷却水の供給を停止することで、大量の冷却水が冷却装置内に漏洩することを防止できる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、冷却装置の冷却水の漏洩を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
【図２】冷却水の圧力変化の一例を示す図である。
【図３】モジュールの斜視図である。
【図４】冷却水の漏洩検出手順を示すフロー図である。
【図５】冷却水の他の漏洩検出手順を示すフロー図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
【図７】本発明の第三実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係る冷却装置について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明では、冷却装置をガスタービンの上流側に設けた場合について説明するが、これに限定されるものではなく、一般的な冷却装置にも適用することができる。また、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３７】
図１は、本発明の第一実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
図１に示すように、冷却装置１は、ガスタービン２の圧縮機４の上流側に設けられた熱交換器１０と、熱交換器１０に送る水を冷却する冷凍機２４とを備えている。熱交換器１０の吸気口１１から吸い込まれた吸入空気は、熱交換器１０によって冷却されて冷却空気となり、ミストエリミネータ６を介して圧縮機４に流入する。圧縮機４に流入した冷却空気は圧縮空気となり、当該圧縮空気と燃料とが燃焼器８へ導入されて燃焼する。この燃焼によって燃焼器８で燃焼ガスが発生し、燃焼ガスによってタービン９が駆動される。
【００３８】
熱交換器１０と冷凍機２４とは、冷凍機２４から熱交換器１０へ冷却水を送給する第１送給管３０及び熱交換器１０から冷凍機２４へ冷却水を送給する第２送給管３２で接続されており、冷却水が循環可能な閉回路を形成している。また、第１送給管３０の冷凍機２４側の端部に、冷凍機２４で冷却された冷却水を熱交換器１０に供給する循環用ポンプ２６が接続されている。
【００３９】
また、第２送給管３２の冷凍機２４側の端部に、冷却水の温度変化による体積変動を吸収する密閉式の膨張タンク２２が接続されている。
【００４０】
膨張タンク２２内には、高圧ガスが封入された袋状のブラダ２３が設けられている。膨張タンク２２は、例えば、冷却水の５℃から３５℃までの温度変化による体積変動を吸収することができる。この膨張タンク２２には、タンク内の圧力を計測する圧力計５０が設けられている。また、膨張タンク２２と冷凍機２４との間の第２送給管３２に冷却水の温度を計測する温度計５１が接続されている。
冷却水路内を流れる冷却水の温度が上昇すると冷却水の体積及び圧力も増加しようとする。このとき、ブラダ２３内のガス圧力と冷却水の圧力とがつり合うまでブラダ２３が収縮する（図１中に点線で示す）。これにより、冷却水の圧力変動は吸収される。また、冷却水路内を流れる冷却水の温度が低下すると冷却水の体積及び圧力も減少しようとする。このとき、ブラダ２３内のガス圧力と冷却水の圧力とがつり合うまでブラダ２３が膨張する（図１中に一点鎖線で示す）。これにより、冷却水の圧力変動は吸収される。
【００４１】
図２は、冷却水の圧力変化の一例を示す図である。図２に示すように、停止状態の冷凍機２４を駆動してから暫くの期間は、冷却水が冷却されて冷却水の温度が次第に低くなるにつれて、膨張タンク２２内の圧力も次第に低くなる。そして、閉回路内を循環する冷却水の温度が安定してほぼ一定状態を保つと、膨張タンク２２内の圧力もほぼ一定となる。
【００４２】
図１に示すように、膨張タンク２２と冷凍機２４との間の第２送給管３２には、冷却水補充部４０が接続されている。冷却水補充部４０は、冷却水を貯留するタンク４２と、タンク４２内の冷却水を供給する補充用ポンプ４４とを備えている。
【００４３】
熱交換器１０内に冷却水を流す伝熱管１３（伝熱部に相当）は、複数のモジュール１２から構成されている。各モジュール１２の伝熱管１３には、複数の伝熱板１４（伝熱部に相当）が接続されている。
各伝熱管１３の一端は、複数系統に分割された第１送給管３０の一端側枝部に接続されている。また、各伝熱管１３の他端は、複数系統に分割された第２送給管３２の一端側枝部に接続されている。冷凍機２４から供給された冷却水は、第１送給管３０を通過して各伝熱管１３内にそれぞれ分配して供給される。そして、熱交換器１０で温められた後、第２送給管３２に集水され、膨張タンク２２を通過して、冷凍機２４に戻る。
【００４４】
図３は、モジュール１２の斜視図である。
図３に示すように、複数の伝熱板１４間を吸入空気が通過すると冷却されて、伝熱板１４に凝縮水が付着する。伝熱板１４に付着した凝縮水は重力で下方へ流下し、熱交換器１０の下部に設けられたドレン板１６に流れ落ちる。ドレン板１６に流れ落ちた凝縮水は、一箇所に集められて、ドレン水として集中ドレンライン１８にて排出される。
【００４５】
また、図１に示すように、伝熱板１４に付着した凝縮水のごく一部は霧状になって冷却空気とともに飛散し、ミストエリミネータ６に流入する。飛散した霧状の水分は、ミストエリミネータ６で捕集されて、集中ドレンライン１８に送給される。
【００４６】
冷却装置１は、圧力計５０及び温度計５１からの出力を受信して演算処理する算出部３１と、算出部３１で算出された結果に基づいて熱交換器１０内で冷却水が漏洩しているか否かを判定する漏洩判定部３４と、漏洩判定部３４の判定結果に基づいて冷却水補充部４０等を制御する制御部３５とを備えている。算出部３１、漏洩判定部３４及び制御部３５は、熱交換器１０から離れた位置に設置されている管理室のコントローラ３３内に設けられている。
【００４７】
ここで、冷却水の容量および温度に対する密度（または熱膨張率）と、伝熱管１３、第１送給管３０、第２送給管３２、膨張タンク２２などの配管系統の容積および材料の弾性係数と熱膨張率などとから、冷却水の温度と圧力ＰＭとの関係式を予め求めておくことができる。この関係式を用いて、算出部３１は、温度計５１から出力された温度の計測値ＴＭに基づいて、当該計測値ＴＭにおける冷却水の圧力の推定値ＰＥを算出する。なお、実際の冷却装置１の運転時における冷却水の温度と圧力の実測値に基づいて、冷却水の温度と圧力との関係式を修正しても良い。
そして、算出された冷却水の圧力の推定値ＰＥ（例えば、１．００ａｔｍ）に対する所定割合の値（例えば、所定割合が１０％のとき０．１０ａｔｍ）を算出し、冷却水の圧力の推定値ＰＥから所定割合の値を減算して、第１閾値Ｐｔｈ（例えば、０．９０（＝１．００−０．１０）ａｔｍ）を算出する。なお、本実施形態では、冷却水の圧力の推定値ＰＥから所定割合の値を減算して第１閾値Ｐｔｈを算出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、冷却水の圧力の推定値ＰＥから予め設定された所定値を減算して第１閾値Ｐｔｈとしてもよい。
【００４８】
また、漏洩判定部３４は、算出部３１から出力された冷却水の圧力の計測値ＰＭと、算出部３１から出力された第１閾値Ｐｔｈとを比較して、冷却水の圧力の計測値ＰＭが第１閾値Ｐｔｈ以下の場合に、冷却水が漏洩していると判定する。
一方、冷却水の圧力の計測値ＰＭが第１閾値Ｐｔｈよりも大きい場合には、冷却水は漏洩していないと判定する。
【００４９】
漏洩判定部３４は、冷却水が漏洩していると判定すると、その旨を制御部３５に出力する。その出力を受け付けた制御部３５は、警報装置３６の警報を鳴らすとともに、供給補充用ポンプ４４を駆動して閉回路内に冷却水を供給する。そして、冷却水を閉回路内に供給し続けて、閉回路内の水量を一定に保つ。
【００５０】
また、漏洩判定部３４は、冷却水が漏洩していると判定すると、その旨をタイマー３７にも出力する。その出力を受け付けたタイマー３７は、冷却水が漏洩していると判定された時点からの経過時間ｔを計測する。そして、タイマー３７は、その経過時間ｔが所定期間ｔｔｈに達すると、制御部３５にその所定期間ｔｔｈに達した旨を出力する。この出力を受け付けた制御部３５は、供給補充用ポンプ４４を停止する。
所定期間ｔｔｈは、圧縮機４の動翼や静翼等に水によるエロージョンが発生したり、コーティングが剥離したりするまでとする。なお、ガスタービン２の場合においては、日中運転して夜間停止するＤＳＳ（Ｄａｉｌｙ  Ｓｔａｒｔ  ａｎｄ  Ｓｔｏｐ）や平日運転して週末停止するＷＳＳ（Ｗｅｅｋｌｙ  Ｓｔａｒｔ  ａｎｄ  Ｓｔｏｐ）等の断続的な運転を行うときがある。係る場合には、所定期間ｔｔｈを、例えば、朝から夕方までと設定したり、月曜日の朝から金曜日の夕方までと設定したりしてもよい。
【００５１】
次に、漏洩判定部３４による冷却水の漏洩検出手順について説明する。
【００５２】
図４は、冷却水の漏洩検出手順を示すフロー図である。
図４に示すように、まず、冷却水の温度及び圧力をそれぞれ温度計５１及び圧力計５０にて計測する（ステップＳ１０）。
【００５３】
次に、算出部３１は、温度計５１から出力された計測値ＴＭに基づいて、冷却水の圧力の推定値ＰＥを算出する（ステップＳ２０）。
【００５４】
また、算出部３１は、算出された冷却水の圧力の推定値ＰＥに基づいて、第１閾値Ｐｔｈを算出する（ステップＳ３０）。
【００５５】
次に、漏洩判定部３４は、第１閾値Ｐｔｈと、圧力計５０から出力された冷却水の圧力の計測値ＰＭとを比較して、冷却水の漏洩を判定する（ステップＳ４０）。ここで、冷却水の圧力の計測値ＰＭが第１閾値Ｐｔｈ以下の場合は、冷却水が漏洩していると判定する。
【００５６】
冷却水が漏洩していると判定された場合、タイマー３７が経過時間ｔの計測を開始する（ステップＳ５０）。続いて、制御部３５は、警報機３６の警報を鳴らす（ステップＳ６０）。
【００５７】
また、制御部３５は、補充用ポンプ４４を駆動して冷却水を閉回路に供給する（ステップＳ７０）。
【００５８】
次に、タイマー３７は、その経過時間ｔが所定期間ｔｔｈに達するか否かを判定する（ステップＳ８０）。ここで、その経過時間ｔが所定期間ｔｔｈ以上の場合、制御部３５が補充用ポンプ４４を停止して冷却水の供給を止める（ステップＳ９０）。経過時間ｔが所定期間ｔｔｈ未満の場合は、経過時間ｔの計測を継続する。
【００５９】
一方、ステップＳ４０において、冷却水の圧力の計測値ＰＭが第１閾値Ｐｔｈより大きい場合には、ステップＳ２０に戻って冷却水の圧力の推定値ＰＥを算出する。
【００６０】
上述したように、本実施形態の冷却装置１は、冷却水の圧力の推定値ＰＥに基づいて第１閾値Ｐｔｈを算出し、冷却された圧力の計測値ＰＭが第１閾値Ｐｔｈ以下の場合に、冷却水が漏洩していると判定することで、冷却水の漏洩を検出することができる。このとき、温度計の計測値ＴＭに基づいて第１閾値Ｐｔｈを決定したり、判定の際に圧力計の計測値ＰＭを用いたりするため、冷却水の漏洩を精度良く検出することができる。
また、漏水を判定する際は、第１閾値Ｐｔｈ以下か否かを判定することで、速やかに判定を行うことができる。
そして、冷却水補充部４０を備えているため、冷却水が漏洩しても水を補充することで、所定期間ｔｔｈ、冷却装置１の運転を続けることができる。さらに、冷却水が漏洩しても直ちに冷却装置１を停止せずに、圧縮機４の回転翼にエロージョンが発生したり、圧縮機４内のコーティングが剥離したりするまで、或いはガスタービン２の定期点検時まで冷却装置１を運転し続けるため、ガスタービン２の出力効率の低下を防止することができる。
【００６１】
なお、本実施形態では、第１閾値Ｐｔｈの決定方法として、冷却水の温度の計測値ＴＭに基づいて第１閾値Ｐｔｈを算出する方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、予め設定された一定の圧力値を第１閾値Ｐｔｈとしてもよい。
【００６２】
また、本実施形態では、冷却水の漏洩を判定する方法として、冷却水の温度の計測値ＴＭに基づいて第１閾値Ｐｔｈを算出し、計測値ＰＭと比較する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、冷却水の圧力の計測値ＰＭの変化率Ｈｐを算出し、当該変化率Ｈｐと、予め設定された圧力変化率である第２閾値Ｈｔｈとを比較して、冷却水が漏洩しているか否かを判定してもよい。以下に、圧力の計測値ＰＭの変化率Ｈｐを算出し、当該変化率Ｈｐと、予め設定された第２閾値Ｈｔｈとを比較する場合の判定方法について説明する。以下の説明において、上記の実施例に対応する部分には同一の符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
【００６３】
図５は、冷却水の他の漏洩検出手順を示すフロー図である。
図５に示すように、まず、時刻ｔ、時刻ｔ＋１における冷却水の圧力及び温度をそれぞれ圧力計５０及び温度計５１にて計測する（ステップＳ１００）。冷却水の圧力及び温度は、冷却装置１が稼働しているときは、常時、測定されている。
次に、算出部３１は、圧力計５０から出力された時刻ｔ、時刻ｔ＋１における計測値ＰＭｔ、ＰＭｔ＋１に基づいて、圧力の変化率Ｈｐを算出する（ステップＳ１１０）。
また、算出部３１は、温度計５１から出力された時刻ｔ、時刻ｔ＋１における計測値ＴＭｔ、ＴＭｔ＋１に基づいて、冷却水の圧力の推定値ＰＥｔ、ＰＥｔ＋１を算出する。続いて、冷却水の圧力の推定値ＰＥｔ、ＰＥｔ＋１に基づいて、圧力の推定値の変化率を算出し、当該変化率を第２閾値Ｈｔｈとして用いる。なお、第２閾値Ｈｔｈは、予め設定されている値を用いてもよい。
次に、漏洩判定部３４は、算出部３１から出力された圧力の変化率Ｈｐと第２閾値Ｈｔｈとを比較して、圧力の変化率Ｈｐが第２閾値Ｈｔｈ以上の場合に、冷却水が漏洩していると判定する（ステップＳ１２０）。一方、圧力の変化率Ｈｐが第２閾値Ｈｔｈよりも小さい場合には、冷却水は漏洩していないと判定する。
次に、冷却水が漏洩していると判定された場合は、上述したステップＳ５０〜Ｓ９０を実施する。一方、冷却水が漏洩していないと判定された場合は、ステップＳ１１０に戻って圧力の変化率Ｈｐ等を算出する。
【００６４】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。
本発明の第二実施形態に係る冷却装置は、第一実施形態の第１送給管３０の一端側枝部に複数のバルブを新たに設けたものである。
【００６５】
図６は、本発明の第二実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
図６に示すように、本実施形態に係る冷却装置６１は、第１送給管３０の各一端側枝部に接続されたモジュール１２の入口側のバルブ６２と、第２送給管３２の各一端側枝部に接続されたモジュール１２の出口側のバルブ６４とを備えている。このバルブ６２、６４は、モジュール１２と同じ数だけ複数設けられている。各バルブ６２、６４は、制御部３５から出力された信号によって開閉可能である。
漏洩判定部３４によって冷却水が漏洩していると判定され、かつ、漏洩しているモジュール１２が特定されている場合において、制御部３５は、冷却水が漏れているモジュール１２のバルブ６２、６４を閉じる。また、バルブ６４を閉じることで、バルブ６２を閉じた際に、モジュール１２の出口側からモジュール１２内へ冷却水が逆流することを防止する。
一方、冷却水が漏洩していると判定されても、漏洩しているモジュール１２が特定されていない場合は、漏洩箇所を特定するステップを実施する（図示しない）。当該ステップでは、圧力計５０で膨張タンク２２内の圧力を計測しながら、各モジュール単位でバルブ６２、６４を閉じることで当該バルブ６２、６４の間に位置するモジュール１２への冷却水の供給を停止する。冷却水の供給を停止する作業は各モジュール単位で交互に行う。このとき、漏洩していないモジュール１２への冷却水の供給を停止しても膨張タンク２２内の圧力は低下し続けるが、漏洩しているモジュール１２への冷却水の供給を停止すると、圧力の低下が停止する。これによって、圧力の低下が停止したときに、冷却水の供給を停止していたモジュール１２から漏水していることを特定できる。漏水しているモジュール１２が特定できたら、冷却水が漏れているモジュール１２のバルブ６２、６４を閉じる。
【００６６】
上述したように、本実施形態における冷却装置６１によれば、第一実施形態の効果に加えて、各モジュール１２への冷却水の供給を停止可能なバルブ６２、６４が設けられているため、圧力計５０で膨張タンク２２内の圧力を計測しながら、各モジュール１２を１台ずつ交互に停止することで、冷却水が漏洩しているモジュール１２を特定できる。また、冷却水が漏洩しているモジュール１２のバルブ６２、６４を閉止することで、冷却水の漏洩を止めることができる。そして、冷却水が漏洩していないモジュール１２には冷却水を供給することで、冷却装置６１を稼働し続けることができる。
また、漏洩が生じても、モジュール１２ごと交換することができるため修理作業を短時間、且つ容易に実施できる。これによって、冷却装置６１を迅速に復旧させることができる。
なお、本実施形態では、漏洩しているモジュール１２を特定する方法として、バルブ６２、６４をモジュール単位で交互に閉じる場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【００６７】
次に、本発明の第三実施形態について説明する。
本発明の第三実施形態に係る冷却装置は、第一実施形態の第１送給管３０の他端部にバルブ６２を設け、冷却水補充部４０を取り除いたものである。
【００６８】
図７は、本発明の第三実施形態に係るガスタービン吸気の冷却装置の系統図である。
図７に示すように、本実施形態に係る冷却装置８１は、第１送給管３０の他端部に接続されたバルブ６２を備えている。また、冷却装置８１は、第一実施形態の冷却装置１から冷却水補充部４０を取り除いたものである。
本実施形態に係る冷却装置８１の漏洩判定部３４で、冷却水が漏洩していると判定した場合、制御部３５はバルブ６２を閉じるとともに、循環用ポンプ２６を停止して、熱交換器１０への冷却水の供給を停止する。
【００６９】
上述したように、本実施形態における冷却装置８１によれば、第一実施形態の効果に加えて、第１送給管３０の他端部にバルブ６２が設けられているため、冷却水の漏洩が生じても、このバルブ６２を閉止することで、すべてのモジュール１２への冷却水の供給を停止することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  冷却装置
２  ガスタービン
４  圧縮機
６  ミストエリミネータ
８  燃焼器
９  タービン
１０  熱交換器
１２  モジュール
１３  伝熱管（伝熱部）
１４  伝熱板（伝熱部）
１６  ドレン板
１８  集中ドレンライン
２２  膨張タンク
２３  ブラダ
２４  冷凍機
２６  循環用ポンプ
３０  第１送給管
３１  算出部
３２  第２送給管
３３  コントローラ
３４  漏洩判定部
３５  制御部
３６  警報装置
３７  タイマー
４０  冷却水補充部
４２  タンク
４４  補充用ポンプ
５０  圧力計
５１  温度計
６１  第２実施形態の冷却装置
６２  バルブ
８１  第３実施形態の冷却装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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