(57)【要約】【課題】真空系統における空気漏れ箇所を全て特定することが可能な空気漏れ検出方法を提供する。【解決手段】復水器１２の真空系統の特定の箇所にヘリウムガス２０を吹き付け、ヘリウム検知器１５にてヘリウムガス２０の濃度をヘリウム反応度として検出し、反応カーブデータベース１８に格納された反応カーブを参照することでヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を空気の漏れ込み量に換算することで、復水器１２の真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量を求め、復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量に達するまで、ヘリウムガス２０を吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、復水器１２の真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空系統のヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブを作成するステップと、
前記真空系統の特定の箇所にヘリウムガスを吹き付けた時のヘリウム反応度を検出するステップと、
前記反応カーブを参照することで、前記検出されたヘリウム反応度からヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を前記真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量に換算するステップと、
前記真空系統全体の空気の漏れ込み量に達するまで、前記ヘリウムを吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、前記真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定するステップとを備えることを特徴とする真空系統の空気漏れ検出方法。
【請求項２】
前記真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプの出口側から前記ヘリウムを検出することを特徴とする請求項１記載の真空系統の空気漏れ検出方法。
【請求項３】
前記真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプまたはエジェクタの入口側に設けられた仮設の真空ポンプから前記ヘリウムを検出することを特徴とする請求項１記載の真空系統の空気漏れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は真空系統の空気漏れ検出方法に関し、特に、発電所の復水器廻りの真空系統にヘリウムを噴霧することで、異常時の空気漏れ箇所を全て特定する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントには、タービン内で仕事を取り出した水蒸気を等圧冷却して凝縮させるために復水器が設けられ、復水器の真空度が高いほどタービンの熱効率は高くなる。このため、復水器廻りの真空系統に空気漏れがあると、タービンの熱効率が低下することから、復水器廻りの真空系統の空気漏れ箇所を特定し、その空気漏れ箇所を補修することが行われている。
【０００３】
ここで、復水器の空気漏れを検出する方法として、フレオンガスなどの検知ガスを空気漏れ箇所に吸い込ませることで、空気漏れ部位や漏洩量を検出する方法がある。
また、例えば、特許文献１には、目視に頼ることなく容器の漏れを能率よく確実に検知できるようにするために、容器を真空引きした状態下にて、容器の外側に不活性ガスを吹き付け、ガス検知器によって不活性ガスを検知することにより容器のリーク箇所を特定する方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−６４５１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の検知ガスの検出方法では、検知ガスとしてフレオンガスが用いられていることから十分な検出感度が得られない。また、特許文献１の方法では、空気が漏れているかどうかの判断はできるが、空気漏れ箇所を全て特定することができないという問題があった。
そこで、本発明の目的は、真空系統における空気漏れ箇所を全て特定することが可能な真空系統の空気漏れ検出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、請求項１記載の真空系統の空気漏れ検出方法によれば、真空系統のヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブを作成するステップと、前記真空系統の特定の箇所にヘリウムガスを吹き付けた時のヘリウム反応度を検出するステップと、前記反応カーブを参照することで、前記検出されたヘリウム反応度からヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を前記真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量に換算するステップと、前記真空系統全体の空気の漏れ込み量に達するまで、前記ヘリウムを吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、前記真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定するステップとを備えることを特徴とする。
【０００６】
また、請求項２記載の真空系統の空気漏れ検出方法によれば、前記真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプの出口側から前記ヘリウムを検出することを特徴とする。
また、請求項３記載の真空系統の空気漏れ検出方法によれば、前記真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプまたはエジェクタの入口側に設けられた仮設の真空ポンプから前記ヘリウムを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上説明したように、本発明によれば、検知ガスとしてヘリウムを用いることで、十分な検出感度を得ることが可能となり、真空系統の特定の箇所における空気の漏れ込み量を精度よく算出することが可能となる。このため、真空系統のどの箇所からどれだけ空気が漏れ込んでいるかを判別することが可能となり、真空系統における異常時の空気漏れ箇所を全て特定することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法の概略構成を示すブロックである。
図１において、タービン１１には復水器１２が接続され、復水器１２には、復水器１２内を真空引きする真空ポンプ１３が接続されている。そして、真空ポンプ１３の出口側には、湿分分離器１４を介してヘリウム検知器１５が接続され、ヘリウム検知器１５には、ヘリウム検知器１５内を真空引きする真空ポンプ１６が接続されている。
【０００９】
また、ヘリウム検知器１５には、ヘリウム検知器１５にて検知されたデータを取り込むパーソナルコンピュータ１７が接続されるとともに、パーソナルコンピュータ１７には、真空系統のヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブが格納された反応カーブデータベース１８が設けられている。
そして、タービン１１は、ボイラーから水蒸気の供給を受けることで発電機を駆動し、タービン１１内で仕事が取り出された水蒸気は復水器１２に導かれ、等圧冷却されることで凝縮される。そして、復水器１２は、水蒸気を凝縮させることで内部の真空を保ち、タービン１１の背圧を下げることによって水蒸気の有効利用熱量を増大させることができる。
【００１０】
そして、復水器１２の真空系統の空気漏れ箇所を特定する場合、ヘリウムガス２０が充填されたガスボンベ１９を持参し、ガスボンベ１９からヘリウムガス２０を噴出させることにより、復水器１２の真空系統の特定の箇所にヘリウムガス２０を吹き付ける。
そして、復水器１２の真空系統の特定の箇所にヘリウムガス２０が吹き付けられると、そのヘリウムガス２０は真空ポンプ１３の出口側から排出され、湿分分離器１４にて湿分と分離された後、ヘリウム検知器１５にてヘリウムガス２０の濃度がヘリウム反応度として検出され、パーソナルコンピュータ１７に送られる。そして、パーソナルコンピュータ１７は、ヘリウム検知器１５にて検出されたヘリウム反応度を受け取ると、反応カーブデータベース１８に格納された反応カーブを参照することでヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を空気の漏れ込み量に換算することで、復水器１２の真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量を求めることができる。
【００１１】
そして、復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量に達するまで、ヘリウムガス２０を吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、復水器１２の真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定することができる。なお、復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量としては、正常時においても復水器１２の真空系統には空気の漏れ込みがあることから、異常時における復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量から、正常時における復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量を引いた値を用いることができる。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態に係る真空系統へのヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブの一例を示す図である。
図２において、反応カーブは、ある一定量（６０ｌ／ｈ〜３００ｌ／ｈ程度）の１００％濃度のヘリウムガス２０を復水器１２の真空系統（復水器１２に入る前の部位）に強制的に注入し、真空ポンプ１３の出口側からヘリウムガス２０をサンプリングして、ヘリウム検知器１５にてヘリウムガス２０の濃度を測定することで作成することができる。
【００１３】
ただし、この反応カーブは、１００％濃度のヘリウムガス２０が復水器１２の真空系統に吸い込まれた場合であり、空気漏れ箇所の形状や大きさ、保温の有無などによって補正係数を施す必要がある。
そして、復水器１２の正常時の空気の漏れ込み量が１５Ｋｇ／ｈ、復水器１２の異常時の空気の漏れ込み量が５０Ｋｇ／ｈであるとすると、復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量として、３５Ｋｇ／ｈ分に相当する空気の漏れ込み箇所を特定する必要がある。
【００１４】
そして、復水器１２の真空系統の特定の箇所にヘリウムガス２０を吹き付け、ヘリウム検知器１５にて３．０＊１０-6ｍｂａｒ＊ｌ／ｓの値が検出された場合、図２の反応カーブを参照することで、ヘリウム流量として４１０ｌ／ｈという値を求めることができる。
そして、反応カーブにおける補正係数が１の場合、以下の計算を行うことでヘリウム流量を空気の漏れ込み量に換算することができる。
４１０×１．３（空気の比重）／１０００＝０．５３３Ｋｇ／ｈ
そして、３５Ｋｇ／ｈ分の空気の漏れ込み量に達するまで、ヘリウムガス２０を吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、復水器１２の真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定することができる。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法を示すフローチャートである。
図３において、復水器１２の真空系統の空気漏れを検出する場合、復水器１２の真空系統のヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブを作成する（ステップＳ１）。
次に、復水器１２の真空系統の特定の箇所にヘリウムガス２０を吹き付けた時のヘリウム反応度をヘリウム検知器１５にて検出する（ステップＳ２）。
【００１６】
次に、パーソナルコンピュータ１７は、反応カーブデータベース１８に格納された反応カーブを参照することで、ヘリウム検知器１５にて検出されたヘリウム反応度からヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を復水器１２の真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量に換算する（ステップＳ３）。
次に、復水器１２の真空系統全体の空気の漏れ込み量に達するまで、ヘリウムガス２０を吹き付ける箇所を変えながら算出した空気の漏れ込み量を合算することで、復水器１２の真空系統の全ての空気の漏れ込み箇所を特定する（ステップＳ４）。
【００１７】
これにより、検知ガスとしてヘリウムガス２０を用いることで、１×１０-7〜１×１０-8Ｔｏｒｒ×ｌ／ｓｅｃｏｎｄの十分な検出感度を得ることが可能となり、復水器１２の真空系統の特定の箇所における空気の漏れ込み量を精度よく算出することが可能となる。このため、復水器１２の真空系統のどの箇所からどれだけ空気が漏れ込んでいるかを判別することが可能となり、復水器１２の真空系統における空気漏れ箇所を全て特定することが可能となる。
【００１８】
図４は、本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法におけるヘリウムの検知位置の一例を示すブロック図である。
図４において、タービン２１には復水器２２が接続され、復水器２２には、復水器２２内を真空引きする真空ポンプ２３が接続されている。そして、真空ポンプ２３の出口側には、ドレンセパレータ２４およびクーラ２５を介してヘリウム検知器が接続されている。
【００１９】
そして、復水器２２の真空系統の特定の箇所にヘリウムを吹き付けると、真空ポンプ２３の出口側からヘリウムがヘリウム検知器にてサンプリングされる。そして、反応カーブを参照することでヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を空気の漏れ込み量に換算することで、復水器２２の真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量を求めることができる。
これにより、復水器２２の真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプ２３の出口側からヘリウムを検出することができ、既存の真空ポンプ２３を利用することで、復水器１２の真空系統の空気漏れ箇所を特定することができる。
【００２０】
図５は、本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法におけるヘリウムの検知位置のその他の例を示すブロック図である。
図５において、タービン３１には復水器３２が接続され、復水器３２には、復水器３２内を真空引きする真空ポンプ３３が接続されている。そして、真空ポンプ３３の出口側には、ドレンセパレータ３４が接続されるとともに、真空ポンプ３３の入口側には、仮設の真空ポンプ３５およびクーラ３６を介してヘリウム検知器が接続されている。
そして、復水器３２の真空系統の特定の箇所にヘリウムを吹き付けると、真空ポンプ３３の入口側から仮設の真空ポンプ３５を介してヘリウムがヘリウム検知器にてサンプリングされる。そして、反応カーブを参照することでヘリウム流量を求め、そのヘリウム流量を空気の漏れ込み量に換算することで、復水器３２の真空系統の特定の箇所からの空気の漏れ込み量を求めることができる。
【００２１】
これにより、真空系統のガス抽出装置として用いられる真空ポンプ３３の入口側に設けられた仮設の真空ポンプ３５からヘリウムを検出することができ、高温の水蒸気の影響による検出感度の低下を抑制することが可能となることから、図４の方法に比べて約５倍の精度を得ることができる。
なお、図５の実施形態では、真空系統のガス抽出装置として真空ポンプ３３を用いる方法について説明したが、真空系統のガス抽出装置としてエジェクタを用いるようにしてもよい。
【００２２】
図６は、本発明の一実施形態に係るヘリウムの検出精度を図４の方法と図５の方法とで比較して示す図である。
図６において、図４の方法では、反応カーブがＰ２となるのに対して、図５の方法では、反応カーブがＰ１となる。このため、図５の方法では、真空系統のガス抽出装置として真空ポンプを用いた場合には、図４の方法に比べて約５倍の精度が得られた。また、図５の方法において、真空系統のガス抽出装置としてエジェクタを用いた場合には、図４の方法に比べて約１５０倍の精度が得られた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法が適用されるシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る真空系統へのヘリウム流量とヘリウム反応度との関係を示す反応カーブの一例を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法を示すフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法におけるヘリウムの検知位置の一例を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る真空系統の空気漏れ検出方法におけるヘリウムの検知位置のその他の例を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るヘリウムの検出精度を図４の方法と図５の方法とで比較して示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１、２１  タービン
１２、２２  復水器
１３、１６、２３、３５  真空ポンプ
１４  湿分分離器
１５  ヘリウム検知器
１７  パーソナルコンピュータ
１８  反応カーブデータベース
１９  ガスボンベ
２４、３４  ドレンセパレータ
２５、３６  クーラ
【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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