(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、
前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、
前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設け、
熱交換する機器を流通する気体が液体通路から液溜め室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項２】
液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、
前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、
前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設けると共に液溜め室の上部に検知室を設け、
熱交換する機器を流通する気体が液体通路から検知室に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項３】
液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、
前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、
前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設けると共に液溜め室の上部に検知室を設け、
前記検知室には、前記気体を検出するガス検出手段を設け、
前記液溜め室と前記検知室との間には、前記液溜め室内の前記液体の液面が予め決めた所定の高さの液面になっているときには前記液溜め室と前記検知室との連通状態を塞ぎ、前記液溜め室内に前記気体が流入することにより前記液溜め室内の前記液体の液面が予め決めた所定の高さの液面よりも下がると前記液溜め室と前記検知室とを連通状態にして前記気体を前記液溜め室から前記検知室に流入させる開放・閉塞手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、液溜め室を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、液溜め室を減圧する減圧手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項６】
液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、
前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、
前記分流路を介して前記液体通路に連通すると共に、前記分流路から送られた液体を滴下する液滴室を設け、
前記液滴室内で前記液体が滴下する際に分離した前記気体が液滴室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、気体は圧縮機で圧縮された気体であり、圧縮された気体はガスタービンプラントの燃焼器に送られ燃焼ガスとして適用されることを特徴とするガス漏れ検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項６いずれか一項において、気体は圧縮機で圧縮された気体であり、圧縮された気体は化学プラント内の反応塔に送られ化学プラント内の反応作動用気体として適用されることを特徴とするガス漏れ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却水と高圧の気体とを熱交換して気体を冷却するガス冷却装置におけるガス漏れ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ガスタービンプラントでは、燃料ガス等がプラント外の圧縮機で圧縮されてタービン装置の燃焼器に導入されるものがある。このような設備では、ガス母管からの燃料ガスが圧縮機で圧縮され、ガスタービンの圧力に応じて所定流量の圧縮燃料ガスが燃焼器に送られ、所定流量を越える圧縮燃料ガスはガス母管に戻されるようになっている。圧縮機で圧縮された燃料ガスは高温となるため、冷却装置により温度が下げられてガス母管に戻されるようになっている。
【０００３】
一般に、冷却装置は冷却水と高温の燃料ガスとを熱交換する構成になっており、冷却装置には、大気放熱型の冷却水槽の冷却水がポンプ等で圧送されて冷却水が循環している。燃料ガスは圧縮機で圧縮されて冷却水よりも高圧になっているので、万一、ガス漏れが生じると燃料ガスが冷却水系に混入して冷却水槽に送られてしまう。冷却水槽は大気放熱型となっているので、燃料ガスが冷却水系に混入すると大気に放出されてしまい、環境悪化の原因となる虞がある。
【０００４】
冷却装置から混入した燃料ガスを冷却水槽で検知してガス漏れを検出することが考えられるが、一つの冷却水槽の冷却水はガスタービンプラントの軸冷機器等種々の冷却装置との間で冷却水が循環しているため、冷却装置でのガス漏れを特定することは困難である。ガスタービンプラントに限らず、化学プラントでも反応塔に圧縮したガスを送るようになっているため、同様の冷却装置が設けられている。この場合にも反応塔に導入されるガスが冷却水系に混入すると大気に放出されてしまう虞がある問題が生じている。
【０００５】
冷却装置でのガス漏れを防止するため従来は、ガスタービンプラントや化学プラントにおける導入ガスの冷却装置の構造や材質をガス漏れの発生しにくい設計にして対処していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、冷却装置等の機器は、長年の運転により微細欠陥が生じる虞もあり、冷却装置の構造や材質をガス漏れの発生しにくい設計にして対処するだけでは十分とはいえず、冷却装置でのガス漏れ、即ち、冷却水系へのガスの混入を検知する要望が高くなってきているのが現状である。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、冷却水と高圧の気体とを熱交換して気体を冷却するガス冷却装置において、冷却水系に高圧の気体が混入したことを容易に検知することができるガス漏れ検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の構成は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設け、熱交換する機器を流通する気体が液体通路から液溜め室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とする。
【０００９】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設けると共に液溜め室の上部に検知室を設け、熱交換する機器を流通する気体が液体通路から検知室に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とする。
また本発明の構成は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、前記分流路を介して前記液体通路に連通する液溜め室を設けると共に液溜め室の上部に検知室を設け、前記検知室には、前記気体を検出するガス検出手段を設け、前記液溜め室と前記検知室との間には、前記液溜め室内の前記液体の液面が予め決めた所定の高さの液面になっているときには前記液溜め室と前記検知室との連通状態を塞ぎ、前記液溜め室内に前記気体が流入することにより前記液溜め室内の前記液体の液面が予め決めた所定の高さの液面よりも下がると前記液溜め室と前記検知室とを連通状態にして前記気体を前記液溜め室から前記検知室に流入させる開放・閉塞手段を設けたことを特徴とする。
【００１０】
そして、液溜め室を加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする。また、液溜め室を減圧する減圧手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
また、上記目的を達成するための本発明の構成は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、前記液体を流通させる液体通路から分流して前記液体の流速を低下させる分流路を設け、前記分流路を介して前記液体通路に連通すると共に、前記分流路から送られた液体を滴下する液滴室を設け、前記液滴室内で前記液体が滴下する際に分離した前記気体が液滴室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
そして、気体は圧縮機で圧縮された気体であり、圧縮された気体はガスタービンプラントの燃焼器に送られ燃焼ガスとして適用されることを特徴とする。また、気体は圧縮機で圧縮された気体であり、圧縮された気体は化学プラント内の反応塔に送られ化学プラント内の反応作動用気体として適用されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１には本発明の一実施形態例に係るガス漏れ検出装置を備えたガス導入設備の全体系統、図２には冷却装置の概略構成、図３にはガス漏れ検出装置の詳細状況を示してある。
【００１４】
図１に基づいてガス導入設備を説明する。図１に示した設備は、燃料ガスの母管からの燃料ガスを圧縮機で圧縮して所定量の燃料ガスをガスタービン設備の燃焼器に投入する設備であり、所定流量を越える圧縮燃料ガスは冷却装置により温度が下げられてガス母管に戻されるようになっている。尚、ガス漏れ検出装置を備えたガス導入設備を適用する場合、燃料ガスをガスタービン設備の燃焼器に投入する設備に限らず、圧縮機で圧縮した燃料ガスを化学プラント内の反応塔に導入する設備等他の設備に適用することも可能である。
【００１５】
図１に示すように、ガスタービンプラントには、圧縮機１、燃焼器２及びタービン３を有するタービン装置４が備えられ、タービン３には発電機５が同軸状に連結されている。燃焼器２には圧縮機１からの圧縮空気及びガス導入設備６側からの燃料が投入され、燃焼器２からの燃焼ガスはタービン３で膨張される。
【００１６】
ガス導入設備６は、ガス母管７からの燃料ガスが分岐管８により導入されて燃料ガスを圧縮する圧縮機９を備え、圧縮機９で圧縮された燃料ガスは導入路１０から燃焼器１に送られる。導入路１０にはオリフィス１１が設けられ、オリフィス１１を通過する燃料ガスの流量は流量計１２で計測される。導入路１０からは戻り路１３が分岐して設けられ、戻り路１３はガス母管７に連通している。戻り路１３には圧縮機９で圧縮されて高温となった燃料ガスを冷却する冷却装置１４が設けられている。図中の符号で１５は戻り路１３を流通する燃料ガスの流量を規制する弁装置である。
【００１７】
ガス母管７からの燃料ガスが圧縮機９で圧縮され、タービン３の圧力に応じて所定流量の燃料ガスが燃焼器２に送られる。流量計１２で計測される燃料ガスの流量が所定流量を越えた場合、弁装置１５の開閉を制御して戻り路１３側に燃料ガスを流通させ、燃料ガスをガス母管７に戻す。ガス母管７に戻される燃料ガスは圧縮されて高温になっているため、冷却装置１４により温度が下げられてガス母管７に戻される。
【００１８】
冷却装置１４は冷却水と燃料ガスとを熱交換する構成になっており、冷却装置１４には、大気放熱型の冷却水槽１６の冷却水がポンプ１７で圧送されて冷却水が循環している。燃料ガスは圧縮機９で圧縮されて冷却水よりも高圧になっているので、万一、ガス漏れが生じると燃料ガスが冷却水系に混入して冷却水槽１６に送られてしまう。このため、冷却装置１４には冷却水に燃料ガスが混入した場合にそれを検出するガス漏れ検出装置１８が備えられ、ガス漏れ検出装置１８により冷却水への燃料ガスの混入が検出されると警報が発せられたり運転を停止する等の処置が施される（手動・自動）。
【００１９】
図２、図３に基づいてガス漏れ検出装置１８を説明する。
【００２０】
冷却装置１４にはガス入口部２１とガス出口部２２が設けられ、ガス入口部２１とガス出口部２２はガス流路２３でつながっている。また、冷却装置１４には冷却水入口部２４と冷却水出口部２５が設けられ、冷却水入口部２４から入った冷却水はガス流路２３の周囲の液体通路としての冷却水路２６を流通して冷却水出口部２５から冷却水槽１６（図１参照）に送られる。
【００２１】
冷却水出口部２５から冷却水槽１６（図１参照）への流路から分岐して分流路２７が設けられ、分流路２７にはオリフィス２８が設けられて流速が低下されている。分流路２７には液溜め室２９が連通し、液溜め室２９には冷却水路２６の冷却水が少流量で（低速で）送られ、冷却水により液溜め室２９内に所定の液面Ｍが保たれている。液溜め室２９の上部には検知室３０が設けられ、液溜め室２９と検知室３０は流通路３１でつながっている。
【００２２】
液溜め室２９にはフロート３２が配され、通常時に液溜め室２９内が所定の液面Ｍとなっている際にはフロート３２により流通路３１が塞がれた状態になっている。液溜め室２９の周囲にはヒータ３３が設けられ、ヒータ３３により液溜め室２９の冷却水が加温されている。検知室３０にはガス検出手段としてのガス検知器３４が設けられ、ガス検知器３４は検知室３０の燃料ガスを検出する。
【００２３】
ガス流路２３に欠陥が生じると、燃料ガスは圧縮機９で圧縮されて高圧になっているため冷却水路２６側に混入することになる。燃料ガスが冷却水路２６に混入すると、混入した燃料ガスは分流路２７を通って液溜め室２９に流入する。混入した燃料ガスが液溜め室２９に流入すると、燃料ガスが浮上して気体部分の圧力が上がって液面Ｍの位置が下がり、フロート３２が下がって流通路３１が開放される。流通路３１が開くことにより燃料ガスが検知室３０に流入し、ガス検知器３４によって燃料ガスの流入が検知される。これにより、冷却水路２６への燃料ガスの混入が検出され、ガス漏れが検知されることになる。
【００２４】
このため、万一、ガス流路２３から燃料ガスが漏れて冷却水路２６に混入しても、混入した燃料ガスは検知室３０に流入してガス検知器３４によって検知することができるので、冷却水系へ燃料ガスが混入した場合にそれを短時間に確実に検出することができる。従って、万一、冷却装置１４でガス漏れが生じた場合であっても、即座に運転を停止する等の処置を施すことができ、大気放熱型の冷却水槽１６に燃料ガスが混入することを阻止することができる。これにより、燃料ガスの大気放出を未然に防止することができ、設備の信頼性向上と環境保全が可能になる。
【００２５】
また、液溜め室２９はヒータ３３により温められているので、液溜め室２９に燃料ガスが混入した場合に浮上が促進される。また、分流路２７により流速が下げられているので、混入した燃料ガスが冷却水と共に下流側に流されることなく確実に液溜め室２９に流入する。
【００２６】
図４に基づいて他の実施形態例に係るガス漏れ検出装置を説明する。尚、図２及び図３に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００２７】
冷却水出口部２５から分岐する分流路２７には液溜め室２９が連通し、液溜め室２９内は所定の液面Ｍが保たれている。液溜め室２９には液面位置を検出するガス検出手段としてのレベルスイッチ４１が設けられ、レベルスイッチ４１により液溜め室２９内の液面の変位が検出される。ガス流路２３に欠陥が生じて燃料ガスが冷却水路２６に混入すると、混入した燃料ガスは分流路２７を通って液溜め室２９に流入する。混入した燃料ガスが液溜め室２９に流入すると、燃料ガスが浮上して気体部分の圧力が上がって液面Ｍの位置が下がり、レベルスイッチ４１により液面位置の低下が検出される。これにより、冷却水路２６への燃料ガスの混入が検出され、ガス漏れが検知されることになる。
【００２８】
上述したガス漏れ検出装置は、液溜め室２９の液面を検出する構成となっているので、簡単な構成でガス漏れを検出することができる。
【００２９】
尚、図３及び図４に示した実施形態例における液溜め室２９を減圧する減圧手段を設け、液面上部の空気雰囲気の部位を負圧もしくは真空にすることも可能である。これにより、燃料ガスが混入した際の浮上が促進され更に混入した燃料ガスの検出が容易になる。
【００３０】
図５に基づいて他の実施形態例に係るガス漏れ検出装置を説明する。尚、図２及び図３に示した部材と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略してある。
【００３１】
冷却水出口部２５から分岐する分流路２７には液滴室４５が設けられ、分流路２７からの冷却水が液滴室４５に滴下される。液滴室４５にはガス検出手段としてのガス検知器４６が設けられ、ガス検知器４６は液滴室４５の燃料ガスを検出する。ガス流路２３に欠陥が生じて燃料ガスが冷却水路２６に混入すると、燃料ガスが混入した冷却水が液滴室４５に滴下し、滴下する過程で混入した燃料ガスが液滴室４５内で分離する。液滴室４５内の燃料ガスがガス検知器４６で検知され、これにより、冷却水路２６への燃料ガスの混入が検出され、ガス漏れが検知されることになる。
【００３２】
上述したガス漏れ検出装置は、液滴室４５内の燃料ガスを検出する構成となっているので、簡単な構成でガス漏れを検出することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のガス漏れ検出装置は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、液体通路に連通する液溜め室を設け、熱交換する機器を流通する気体が液体通路から液溜め室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたので、液体通路に気体が混入した場合に気体が液溜め室に流入し、ガス検出手段により気体を検出することができる。この結果、液体通路への気体の漏れを短時間に確実にしかも簡単な構成で検出することが可能になる。従って、冷却水と高圧の気体とを熱交換して気体を冷却するガス冷却装置において、冷却水系に高圧の気体が混入したことを容易に検知することが可能になる。
【００３４】
また、本発明のガス漏れ検出装置は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、液体通路に連通する液溜め室を設けると共に液溜め室の上部に検知室を設け、熱交換する機器を流通する気体が液体通路から検知室に流入したことを検出するガス検出手段を設けたので、液体通路に気体が混入した場合に気体が検知室に流入し、ガス検出手段により気体を検出することができる。この結果、液体通路への気体の漏れを短時間に確実に検出することが可能になる。従って、冷却水と高圧の気体とを熱交換して気体を冷却するガス冷却装置において、冷却水系に高圧の気体が混入したことを容易に検知することが可能になる。
【００３５】
そして、液体通路から分流して流速を低下させる分流路を設け、分流路に液溜め室を設けたので、液体の流速を低下させて気体が混入した際に気体を確実に液溜め室に流入させることができる。また、液溜め室を加熱する加熱手段を設けたので、液溜め室を加温することで液体に気体が混入した際に気体の浮上を促進することができる。また、液溜め室を減圧する減圧手段を設けたので、液溜め室を減圧することで液体に気体が混入した際に気体の浮上を促進することができる。
【００３６】
また、本発明のガス漏れ検出装置は、液体と該液体より高圧の気体とを熱交換する機器における液体内への気体の漏れを検出する装置であって、液体通路に連通する液滴室を設け、液体通路からの液体が滴下する際に熱交換する機器を流通する気体が液滴室の上部に流入したことを検出するガス検出手段を設けたので、液体を液滴室に滴下させることで液体通路に気体が混入した場合に気体が液滴室に流入し、ガス検出手段により気体を検出することができる。この結果、液体通路への気体の漏れを短時間に確実にしかも簡単な構成で検出することが可能になる。従って、冷却水と高圧の気体とを熱交換して気体を冷却するガス冷却装置において、冷却水系に高圧の気体が混入したことを容易に検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態例に係るガス漏れ検出装置を備えたガス導入設備の全体系統図。
【図２】冷却装置の概略構成図。
【図３】ガス漏れ検出装置の詳細状況説明図。
【図４】他の実施形態例のガス漏れ検出装置の構成図。
【図５】他の実施形態例のガス漏れ検出装置の構成図。
【符号の説明】
１  圧縮機
２  燃焼器
３  タービン
６  ガス導入設備
７  ガス母管
９  圧縮機
１４  冷却装置
１６  冷却水槽
１８  ガス漏れ検出装置
２９  液溜め室
３０  検知室
３１  流通路
３２  フロート
３４  ガス検知器
４１  レベルスイッチ
４５  液滴室
４６  ガス検知器
【図１】
0004435922.tif 000002
【図２】
0004435922.tif 000003
【図３】
0004435922.tif 000004
【図４】
0004435922.tif 000005
【図５】
0004435922.tif 000006