(57)【要約】【課題】点検パトロールをせずに、機器、配管等を支持する配管支持装置の常時監視を容易かつ確実に実施することのできる配管支持装置の遠隔監視装置を提供する。【解決手段】機器、配管等を支持する配管支持装置と、この配管支持装置の適宜な部位に設置された発信器と、前記発信器から発信された信号を受信可能な位置に設置された受信器と、前記受信器の出力信号を収集し、前記発信器の位置情報を監視する監視装置とからなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器、配管等を支持する配管支持装置と、この配管支持装置の適宜な部位に設置された発信器と、前記発信器から発信された信号を受信可能な位置に設置された受信器と、前記受信器の出力信号を収集し、前記発信器の位置情報を監視する監視装置とからなる配管支持装置の遠隔監視装置。
【請求項２】
前記発信器から発信された信号を全地球位置把握システムを利用して前記受信器で受信するように構成したことを特徴とする請求項１記載の配管支持装置の遠隔監視装置。
【請求項３】
前記発信器１個あたり少なくとも２個の受信器を予め定められた所定の水平距離および垂直距離だけ離して配置することにより、前記発信器の位置を特定することを特徴とする請求項１記載の配管支持装置の遠隔監視装置。
【請求項４】
機器、配管等を支持する配管支持装置と、この配管支持装置の適宜な部位にそれぞれ設置されたレーザ光反射用ターゲット板と、前記レーザ光反射用ターゲット板に対向して設けられ、当該レーザ光反射用ターゲット板に向けてレーザ光を投光する投光部、前記ターゲット板からのレーザ反射光を受光する受光部を備えた距離センサと、距離センサの出力信号を集中して収集し、前記レーザ光反射用ターゲット板の位置情報を監視する監視装置とからなる配管支持装置の遠隔監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は発電プラント等に設置される機器あるいは配管等を支持する配管支持装置に係り、特に配管支持装置の状態を遠隔にて監視することができる配管支持装置の遠隔監視装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンバインドサイクル発電プラント等火力発電プラントでは、プラント機器および配管等を多少の変位が可能なように複数個（通常、１００個を超える個数）の配管支持装置によって支持しており、その配管支持装置としては、スプリングサポート形の支持装置をはじめとして、機械式振動吸収ダンパ形、油圧式過大荷重吸収ダンパ形等の配管支持装置を用いている。
【０００３】
これらの配管支持装置の支持荷重は、計算機によりハンガ荷重分布計算を行い、各支持個所毎にどの位の荷重が掛かるかを決めるようにしている。しかも配管支持装置は、発電プラントの起動・停止に伴なう配管自体の膨張・収縮の関係から、その支持個所を固定するのではなく、変位による若干の移動を許容するように設計している。
【０００４】
発電プラントの建設当初では、配管支持装置の支持個所の移動量は計画通り許容設定値以内に治まって、配管支持装置に無理な応力が作用することはない。しかし、発電プラントの起動・停止運転時には特に大きな熱変化が発生するので、これが長年に亘って繰返された場合、機器や配管がスムーズに熱移動しなくなり、その結果配管支持装置の支持個所には無理な応力が掛かり、配管支持装置を変形させたり、損傷させたりする惧れがある。
【０００５】
この無理な応力による変形・損傷に加えて、配管内部に流れる流体流量の急激変化でハンマー現象が発生し、その衝撃力によって配管自体が変形もしくは損傷を受け、各配管支持装置の支持個所に作用する応力が許容値を外れてしまう場合がある。
【０００６】
発電プラントの経年運転の過程で支持個所の移動量が許容値を外れた状態では、配管や弁類に設置されている多数の支持装置系統の荷重配分に狂いが生じ、この結果一部の配管支持個所へ過大な荷重が掛かり、配管支持装置の破損等の重大事象が発生することが懸念される。
【０００７】
また、配管支持装置の一部が損傷することで、プラント運転時の昇温過程で配管の熱移動がスムーズに行われず、無理な応力によって配管を変形させたり破損させることも懸念される。
【０００８】
さらに、これらの配管と接続している各機器に対し、配管から各機器に作用する力が大きく変化することによって機器が損傷する危険性もある。特に、配管からの力と回転モーメントが機器側許容値内へ入るように細心の注意を払って配管計画をしている蒸気タービン、ポンプ、排風機等の回転機器への影響は大きく、重大事故につながる惧れがある。
【０００９】
パトロール員の近づき易い個所に設置されている配管支持装置は、通常の点検パトロールで異常の検知は容易であり、異常があったとしても修正は可能であるが、大部分の配管支持装置は、パトロール員の近づき難い高所に設置されているのが普通である。このため、パトロール員の近づき難い高所に設置されている配管または配管に接続している機器については、異常が発生してからでないと検知することはできない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
これらの高所に設置されている配管支持装置を監視するために、従来、その都度はしごを掛けて点検する方法、配管支持装置の近傍に点検架台や通路設備を常設する方法等を採用してきた。しかし、点検の都度、はしごを掛けて近づく方法の場合、はしごが外れる等の危険を伴なう場合があり、また点検架台や通路設備を常設する場合、設備費が高価になる等の問題がある。そしていずれの場合も高所での危険作業を伴なうものである。
【００１１】
さらに、近年、電力自由化に伴なう発電原価低減の必要性から、発電プラントにおける設備費や人件費等の削減が望まれているが、上述の方法では、実現することが極めて困難である。
【００１２】
そこで、本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、点検パトロールをせずに、機器、配管等を支持する配管支持装置の状態の常時監視を容易かつ確実に実施するようにした配管支持装置の遠隔監視装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に係る配管支持装置の遠隔監視装置の発明は、機器、配管等を支持する配管支持装置と、この配管支持装置の適宜な部位に設置された発信器と、前記発信器から発信された信号を受信可能な位置に設置された受信器と、前記受信器の出力信号を収集し、前記発信器の位置情報を監視する監視装置とから構成される。
【００１４】
また、請求項４に係る配管支持装置の遠隔監視装置の発明は、機器、配管等を支持する配管支持装置と、この配管支持装置の適宜な部位にそれぞれ設置されたレーザ光反射用ターゲット板と、前記レーザ光反射用ターゲット板に対向して設けられ、当該レーザ光反射用ターゲット板に向けてレーザ光を投光する投光部、前記ターゲット板からのレーザ反射光を受光する受光部を備えた距離センサと、距離センサの出力信号を集中して収集し、前記レーザ光反射用ターゲット板の位置情報を監視する監視装置とから構成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について各図を参照して説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本実施の形態による配管支持装置を遠隔部で監視する遠隔監視装置の構成を示す系統図であり、ボイラ１と蒸気タービン３との間を接続する主蒸気配管２を６ヶ所に分散して設けた配管支持装置４−１〜４−６で支持する様子を示している。これらの配管支持装置４−１〜４−６は前述のように、動作原理から分類すると、スプリングサポート形、機械式振動吸収ダンパ形、油圧式過大荷重吸収ダンパ形等があり、本実施の形態ではこれらのタイプの配管支持装置を適材適所選択して配置している。なお、図中ＨＰは高圧タービン、ＬＰは低圧タービン、Ｇは発電機である。
【００１６】
本実施の形態では、前記主蒸気配管２はボイラ構造物外部にあっては、安全上人が近づき難い場所に設置され、タービン建屋９内にあっては支持構造がとり易い高所の天井梁の近くに設置されている関係から、通常のパトロールでは点検が難しいということを考慮し、パトロール員が巡視点検しなくてすむように、主蒸気配管２を支持している配管支持装置４−１〜４−６に、それぞれ信号を発信する発信器５−１〜５−６を設置すると共に、この発信器からの信号を受信できるように区分けしたエリア毎に一対の受信器６−１ａと６−１ｂ、６−２ａと６−２ｂ、…、６−ｎａと６−ｎｂを設置している。なお、発信器はそれぞれ予め定めた時間間隔毎に信号を発信するように構成されている。
【００１７】
前記対を構成する受信器６−１ａと６−１ｂ、６−２ａと６−２ｂ、…、６−ｎａと６−ｎｂは、互いに決められた水平距離および垂直距離を離して配置することにより、発信器５−１〜５−６の位置を特定することができる。
【００１８】
この実施の形態では、タービン建屋９外部に設けられた発信器５−１、５−２、５−６の位置は、受信器６−１ａと６−１ｂで特定しており、タービン建屋９内部に設けられた発信器５−３、５−４の位置は受信器６−２ａと６−２ｂで特定しており、発信器５−５の位置は例えば近傍の受信器６ｎ−ａと６ｎ−ｂで特定している。このようにこの実施の形態では、発信器１個あたり２個の（一対の）受信器で発信器の位置を特定している。
【００１９】
これら受信器６−１ａ〜６−ｎｂで受信された受信信号は伝送ケーブル７を介して電子計算機等の演算処理装置で構成された監視装置８で集中的に収集され、常時監視されるようになっている。なお、各受信器６−１ａ〜６−ｎｂにはそれぞれ固有のアドレス信号が付与されており、受信信号にこの固有のアドレス信号を付加させることにより、監視装置８が各受信器６−１ａ〜６−ｎｂの出力信号を処理する際、受信器６−１ａ〜６−ｎｂおよび配管支持装置４−１〜４−６を特定することができるようになっている。
【００２０】
そして、監視装置８は受信した各出力信号毎にそれぞれ所定の基準値と比較することにより、各配管支持装置の現状位置が建設当初の位置に比べどの程度変位しているのかを判定し、しかもこの変位量が許容値を超える異常値であれば、警報出力を発するように構成されている。警報出力はスピーカによる音声出力に加え、例えば監視盤等画面表示装置に映し出されている配管系統図の該当配管支持装置の色を替えてあるいは該当配管支持装置をフリッカ表示することによりオペレータに報知される。この結果、オペレータは配管支持装置のどの部位に異常が生じたかを直ちに把握することができる。
【００２１】
なお、前述の説明では、発信器５−１〜５−６は所定の時間間隔毎に信号を発信するように構成したが、信号を連続的に発信するように替えても良い。信号の発信および受信を連続的に行えるように構成すると、時々刻々と変位量を計測することになるので、究極的に配管支持装置の振動を計測することができる。
また、オペレータへの報知の方法は、上記のほかに、タイプライタによる印字出力等を付加するように構成しても良い。
【００２２】
以上述べたように、本実施の形態によれば、各配管支持装置の位置情報をパトロール員が現場を巡回せずに遠隔監視によって常時把握し得るので、従来損傷や破損が発生してはじめて確認していた異常事象が、その兆候段階から発見が可能となり、事故前に対応処置を施すことができるという効果を奏することができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、電子機器で構成される遠隔監視装置によって配管支持装置の位置情報を常時把握できるように構成したため、はしごや点検架台、点検通路設備を常設する従来の技術に比べ、設備費を大幅に低減することができるとともに、パトロール員による点検作業をなくすことができた結果、人件費を節減できるのみならず、危険を伴なわずに迅速に配管支持装置の位置情報を把握できるという効果を奏することができる。
【００２４】
さらに、プラント起動・停止時の温度変化が大きい運転状態における配管支持装置の位置変化の挙動が把握できるため、設備の安定運用管理上も非常に有効が手段である。この配管支持装置の位置を連続監視することにより、配管装置の振動計測を行うことが可能になるなどの大きな効果を有する。
【００２５】
（第２の実施の形態）
図２は、本発明の第２の実施の形態を示す構成図であり、図１の実施の形態と異なる点は、発信器５−１〜５−６の出力信号を受信器６−１ａ〜６−ｎｂが直接受信する代わりに、人工衛星１０を利用した全地球位置把握システム（ＧＰＳ；Ｇｌｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）を介して一個の受信器６によって受信するように構成した点にある。その他の構成および作用効果は、図１の実施の形態と同じなので説明は省略する。
なお、前記受信器６の数は通常１個で十分であるが、場合によっては複数個用意しても良い。
【００２６】
（第３の実施の形態）
図３は、本発明の第３の実施の形態を示す構成図であり、図１の実施の形態と異なる点は、配管支持装置４−１〜４−ｎにそれぞれ発信器を設ける代わりにレーザ光を反射するターゲット板１１−１〜１１−ｎを設置すると共に、これらターゲット板１１−１〜１１−ｎに対向して半導体レーザ応用距離センサ１２を設置したものである。この半導体レーザ応用距離センサ１２は、半導体レーザによってターゲット板１１−１〜１１−ｎにレーザ光を投光し、ターゲット板１１−１〜１１−ｎからのレーザ反射波を受光部のシリコンフォトダイオード（ＳＰＤ）によって受光し、受光信号を演算処理して配管支持装置４−１〜４−ｎの変位量を測定するようにしたものである。その他の構成は図１の実施の形態とほぼ同じである。
【００２７】
この半導体レーザ応用距離センサ１２がレーザ光を投光することにより、ターゲット板１１−１〜１１−ｎからのレーザ反射波によってターゲット板１１−１〜１１−ｎそれぞれの位置を特定することができ、このターゲット板１１−１〜１１−ｎの位置の特定によって、配管支持装置４−１〜４−ｎの位置が建設当初の位置からどの程度変位しているのか判定し、変位量が許容値以上である場合、監視装置８から警報出力を発する。
【００２８】
なお、半導体レーザ応用距離センサ１２を微動（ウィービング）させてターゲット板１１に向け発信させることにより、半導体レーザ応用距離センサ１２はターゲット板１個あたり１個でも実現可能であるが、２個設けることによりさらに精度を上げることができる。
【００２９】
なお、本発明は、以上述べた実施の形態に限定されるものではなく、次のように、▲１▼発信器と受信器を着脱可能とすること。▲２▼発信器と受信器を全ての配管支持装置に設置する代わりに、特にパトロール員が近づき難く、かつ荷重の大きな特定の配管支持装置に設置すること。等適宜変形して実施できるものである。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係わる発電プラントの配管支持装置遠隔監視装置は、配管支持装置の位置情報を遠隔部で監視するように構成したので、異常事象兆候を早期に発見することが可能となり、その結果、事故前に対策を施すことができ、設備保全管理の信頼性を一段と向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による配管支持装置の遠隔監視装置の第１の実施形態を示す構成図。
【図２】本発明による配管支持装置の遠隔監視装置の第２の実施形態を示す構成図。
【図３】本発明による配管支持装置の遠隔監視装置の第３の実施形態を示す構成図。
【符号の説明】
１…ボイラ、２…主蒸気配管、３…蒸気タービン、４…配管支持装置、５…発信器、６…受信器、７…受信信号伝送ケーブル、８…監視装置、９…タービン建屋、１０…人工衛星、１１…ターゲット板、１２…半導体レーザ応用距離センサ。
【図１】
2004108492.tif 000003
【図２】
2004108492.tif 000004
【図３】
2004108492.tif 000005