(57)【要約】      （修正有）【課題】流体漏洩検出システムを提供する。【解決手段】流体導管２２０と、入口及び出口を有する流体冷却装置２３０と、入口流量計２２４と、出口流量計２３６と、コントローラ２５０とを含む。入口流量計及び出口流量計は、流体導管に流体接続されている。入口流量計は、入口温度及び入口流量について流体冷却装置の入口を監視する。入口及び出口流量計は各々、流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線並びにドリフト対周囲温度曲線を有し、入口流量計の曲線は出口流量計とは異なっている。出口流量計は、出口温度及び出口流量について流体冷却装置の出口を監視する。コントローラは、入口流量計及び出口流量計と連通している。【選択図】図２
2013143136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体漏洩検出システムであって、
流体導管と、
入口及び出口を有する流体冷却装置と、
前記流体導管に流体接続されて入口温度及び入口流量について前記流体冷却装置の入口を監視し、入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び入口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する入口流量計と、
前記流体導管に流体接続されて出口温度及び出口流量について前記流体冷却装置の出口を監視し、出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び出口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する出口流量計と、
前記入口流量計及び前記出口流量計と連通するコントローラと
を備え、
前記コントローラが、前記入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線、前記入口流量計ドリフト対周囲温度曲線、前記出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線、及び前記出口流量計ドリフト対周囲温度曲線を記憶させたメモリを含み、
前記入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線は前記入口流量計ドリフト対周囲温度曲線とは異なり、前記出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線は前記出口流量計ドリフト対周囲温度曲線とは異なっており、
前記流体導管の流体流れが実質的に中断されるゼロ流れ条件及び前記入口流量と前記出口流量の値が前記コントローラのメモリ内に保存され、
前記コントローラが、
前記入口温度及び前記入口流量について前記入口流量計を監視し、且つ前記出口温度及び出口流量について前記出口流量計を監視する制御ロジックと、
前記入口温度及び前記出口温度の間の差違を求める制御ロジックと
を含み、前記コントローラのメモリが、前記入口温度及び前記出口温度の間の差違に基づいて流量の誤り率を示すデータのセットを内部に記憶して含み、
前記コントローラが更に、
前記入口流量と前記出口流量との間の差違を求める制御ロジックと、
流量の誤り率、前記入口流量と前記出口流量との間の差違、及び前記ゼロ流れ条件に基づいて前記入口流量と前記出口流量との間の実流量差を算出する制御ロジックと、
前記実流量差が閾値を上回る場合に前記流体漏洩検出システムにおける漏洩状態を示す制御ロジックと
を含む、流体漏洩検出システム。
【請求項２】
前記流体導管に流体接続された入口バルブと、前記流体導管に流体接続された出口バルブとを更に備え、前記入口バルブ及び前記出口バルブが手動バルブである、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項３】
前記流体導管を通る前記流体流れに流体接続され且つ選択的に遮断する遮断バルブを更に備える、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項４】
前記コントローラが、前記遮断バルブと連通しており、前記コントローラが、前記流体冷却装置の入口への前記流体の流れを実質的に遮断する信号を前記遮断バルブに選択的に送信する制御ロジックを含む、請求項３記載の流体漏洩検出システム。
【請求項５】
前記閾値が更に、レベル１閾値と、該レベル１閾値よりも高いレベル２閾値とを含む、請求項４記載の流体漏洩検出システム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記レベル１閾値を検出した場合にアラームに信号を送信する制御ロジックを含み、該信号が、レベル１トーン及びレベル１視覚的インジケータのうちの一方を発するよう前記アラームに指示する、請求項５記載の流体漏洩検出システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記レベル２閾値を検出した場合にアラームに信号を送信する制御ロジックを含み、該信号は、レベル２トーン及びレベル２視覚的インジケータのうちの一方を発するよう前記アラームに指示する、請求項５記載の流体漏洩検出システム。
【請求項８】
前記コントローラは、前記レベル２閾値を検出した場合に、前記流体冷却装置の入口への前記流体の流れを実質的に遮断する信号を前記遮断バルブに選択的に送信する制御ロジックを含む、請求項７記載の流体漏洩検出システム。
【請求項９】
前記コントローラは、前記レベル２閾値を検出した場合に、タービンシャットダウン状態が引き起こされることを示す信号をタービンに送信する制御ロジックを含む、請求項７記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１０】
前記流体導管に流体接続され且つ前記出口流量計の下流側に配置されるチェックバルブを更に備える、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１１】
前記流体冷却装置が、ガスタービン火炎検出器、三方液体燃料バルブ、及び液体燃料パージシステムのチェックバルブのうちの１つである、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１２】
前記入口流量計及び前記出口流量計が、異なる製造業者からのものである、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１３】
前記入口流量計及び前記出口流量計が、異なるタイプの流量計である、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１４】
前記流量の誤り率に基づいて前記実流量差を算出する制御ロジックが、前記入口流量計及び前記出口流量計についての異なるドリフト対プロセス流体温度曲線を補正する制御ロジックを含む、請求項１記載の流体漏洩検出システム。
【請求項１５】
流体漏洩検出システムを有するタービンであって、該流体漏洩検出システムが、
流体導管と、
入口及び出口を有する流体冷却装置と、
前記流体導管に流体接続されて入口温度及び入口流量について前記流体冷却装置の入口を監視し、入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び入口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する入口流量計と、
前記流体導管に流体接続されて出口温度及び出口流量について前記流体冷却装置の出口を監視し、前記入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線とは異なる出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び前記入口流量計ドリフト対周囲温度曲線とは異なる出口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する出口流量計と、
前記流体導管に接続され且つ該流体導管を通る流体流れを選択的に遮断する遮断バルブと
を備える、タービン。
【請求項１６】
前記遮断バルブ、前記入口流量計、及び前記出口流量計と連通するコントローラを更に備え、
前記コントローラが、前記入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線、前記入口流量計ドリフト対周囲温度曲線、前記出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線、及び前記出口流量計ドリフト対周囲温度曲線を記憶させたメモリを含み、
前記流体導管の流体流れが実質的に中断されるゼロ流れ条件及び前記入口流量と前記出口流量の値が前記コントローラのメモリ内に保存され、
前記コントローラが、
前記入口温度及び前記入口流量について前記入口流量計を監視し、且つ前記出口温度及び出口流量について前記出口流量計を監視する制御ロジックと、
前記入口温度及び前記出口温度の間の差違を求める制御ロジックと
を含み、前記コントローラのメモリが、前記入口温度及び前記出口温度の間の差違に基づいて流量の誤り率を示すデータのセットを内部に記憶して含み、
前記コントローラが更に、
前記入口流量と前記出口流量との間の差違を求める制御ロジックと、
流量の誤り率、前記入口流量と前記出口流量との間の差違、及び前記ゼロ流れ条件に基づいて前記入口流量と前記出口流量との間の実流量差を算出する制御ロジックと、
前記実流量差が閾値を上回る場合に前記流体漏洩検出システムにおける漏洩状態を示す制御ロジックと、
前記実流量差が閾値を上回る場合に前記流体冷却装置への流体の流れを実質的に遮断する信号を前記遮断バルブに送信する制御ロジックと
を含む、請求項１５記載のタービン。
【請求項１７】
前記流量の誤り率に基づいて前記実流量差を算出する制御ロジックが、前記入口流量計及び前記出口流量計についての異なるドリフト対プロセス流体温度曲線を補正する制御ロジックを含む、請求項１６記載のタービン。
【請求項１８】
前記閾値が更に、レベル１閾値と、該レベル１閾値よりも高いレベル２閾値とを含み、前記コントローラは、前記レベル１閾値を検出した場合にアラームに信号を送信する制御ロジックを含み、該信号が、レベル１トーン及びレベル１視覚的インジケータのうちの一方を発するよう前記アラームに指示する、請求項１６記載のタービン。
【請求項１９】
前記コントローラは、前記レベル２閾値を検出した場合にアラームに信号を送信する制御ロジックを含み、該信号は、レベル２トーン及びレベル２視覚的インジケータのうちの一方を発するよう前記アラームに指示する、請求項１８記載のタービン。
【請求項２０】
前記コントローラは、前記レベル２閾値を検出した場合に、前記流体冷却装置の入口への前記流体の流れを実質的に遮断する信号を前記遮断バルブに選択的に送信する制御ロジックを含む、請求項１９記載のタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題は、流体漏洩検出システムに関し、より具体的には、流体漏洩検出システムを監視して漏洩状態が存在するかどうかを判定する制御ロジックを備えたコントローラを有する流体漏洩検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガスタービンの火炎検出器は、ガスタービンの点火及び運転中に火炎の存在を保証するのに使用されてきた。一部の火炎検出器は、火炎検出器センサを閾値温度未満に保つために冷却媒体として水（種々の凍結防止成分の混合物を含有することができる）を使用する冷却コイルを利用している。しかしながら、冷却水回路において漏洩が生じる場合がある。冷却水の漏洩によって、ガスタービンのケーシング又はケーシング内に配置された部品の交換が必要となる可能性がある。ケーシング又はケーシング内に配置された部品の交換は、多くの時間を要し、コストがかかる可能性がある。
【０００３】
冷却水はまた、ガスタービンにおいて液体燃料パージシステムを冷却するのにも利用することができる。具体的には、冷却水は、三方液体燃料バルブを冷却するのに用いることができる。冷却水はまた、液体燃料パージシステムのチェックバルブを冷却するのに利用できる。具体的には、冷却水は、内部チェックバルブ又は三方バルブの温度を液体燃料のコーキング閾値未満に維持するのに使用される。しかしながら、液体燃料パージシステムの冷却水回路においても漏洩が生じる場合があり、これにより水冷式バルブの作動が不正確になる可能性もある。漏洩はまた、ケーシング又は他のガスタービン部品の問題も引き起こす恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７５７４８９６号明細書
【発明の概要】
【０００５】
本発明の１つの態様では、流体漏洩検出システムが提供され、流体導管と、入口及び出口を有する流体冷却装置と、入口流量計と、出口流量計と、コントローラとを含む。入口流量計及び出口流量計は、流体導管に流体接続されている。入口流量計は、入口温度及び入口流量について流体冷却装置の入口を監視する。入口及び出口流量計は各々、流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線並びにドリフト対周囲温度曲線を有し、入口流量計の曲線は出口流量計とは異なっている。出口流量計は、出口温度及び出口流量について流体冷却装置の出口を監視する。コントローラは、入口流量計及び出口流量計と連通している。コントローラは、入口流量計及び出口流量計ドリフト曲線を内部に記憶したメモリを含む。入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線は、口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線とは異なり、入口流量計ドリフト対周囲温度曲線は、出口流量計ドリフト対周囲温度曲線とは異なる。流体導管の流体流れが実質的に中断されるゼロ流れ条件及び入口流量と出口流量もまた、コントローラのメモリ内に保存される。
【０００６】
コントローラは、周囲温度と、入口温度及び入口流量について入口流量計と、出口温度及び出口流量について出口流量計とを監視する制御ロジックを含む。コントローラはまた、プロセス流体の温度及び周囲温度に起因する測定ドリフト及びそれぞれの流量の誤り率を補償する制御ロジックを含む。具体的には、コントローラは、入口温度及び出口温度の間の差違を求める制御ロジックを含む。コントローラのメモリは、入口温度及び出口温度の間の差違に基づいて流量の誤り率を示すデータのセットを内部に記憶して含む。コントローラは更に、入口流量と前記出口流量との間の差違を求める制御ロジックを含む。コントローラは、入口流量と出口流量との間の実流量差を算出する制御ロジックを含む。実流量差は、流量の誤り率、入口流量と出口流量との間の差違、及びゼロ流れ条件に基づいている。コントローラはまた、実流量差が閾値を上回る場合に流体漏洩検出システムにおける漏洩状態を示す制御ロジックを含む。
【０００７】
本発明の別の態様では、流体導管と、入口及び出口を有する流体冷却装置とを含む流体漏洩検出システムを有するタービンが提供される。入口流量計は、流体導管に流体接続されて入口温度及び入口流量について前記流体冷却装置の入口を監視し、該入口流量計は、入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び入口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する。出口流量計は、流体導管に流体接続されて出口温度及び出口流量について流体冷却装置の出口を監視し、該出口流量計は、入口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線とは異なる出口流量計ドリフト対プロセス流体温度曲線及び入口流量計ドリフト対周囲温度曲線とは異なる出口流量計ドリフト対周囲温度曲線を有する。遮断バルブは、流体導管に接続され且つ該流体導管を通る流体流れを選択的に遮断する。
【０００８】
これら及び他の利点並びに特徴は、図面を参照しながら以下の説明から明らかになるであろう。
【０００９】
本発明とみなされる主題は、本明細書と共に提出した特許請求の範囲に具体的に指摘し且つ明確に特許請求している。本発明の上記及び他の特徴並びに利点は、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンシステムの一実施形態の概略図。
【図２】流体漏洩検出システムの例示的な概略図。
【図３】例示的な流量計の温度及び精度をプロットしたグラフ。
【図４】例示的な流量計の温度及び精度をプロットしたグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この詳細な説明は、例証として図面を参照しながら、本発明の利点及び特徴と共に例示的な実施形態を説明している。
【００１２】
本明細書で使用する場合、用語「モジュール」及び「サブモジュール」は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、電子回路、１以上のソフトウェア又はファームウェアプログラムを実行するプロセッサ（共有、専用、又はグループ）及びメモリ、組合せロジック回路、及び／又は本明細書に記載される機能を提供する他の好適な部品を指す。例えば、コントローラ又は制御モジュールは、１以上のこのようなモジュールを含むことができる。
【００１３】
図１は、ガスタービンシステム１００の一実施形態の概略図である。システム１００は、圧縮機１０２、燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト１０８、及び燃料ノズル１１０を含む。一実施形態では、システム１００は、複数の圧縮機１０２、燃焼器１０４、タービン１０６、シャフト１０８、及び燃料ノズル１１０を含むことができる。図示のように、圧縮機１０２及びタービン１０６は、シャフト１０８により結合される。シャフト１０８は、単一のシャフトか、又は共に結合されてシャフト１０８を形成する複数のシャフトセグメントとすることができる。
【００１４】
１つの態様において、燃焼器１０４は、天然ガス又は水素リッチ合成ガスなどの液体及び／又はガス燃料を使用してタービンエンジンを稼働する。例えば、燃料ノズル１１０は、供給燃料及び圧縮機１０２からの加圧空気と流体連通している。燃料ノズル１１０は、空気燃料混合気を生成し、該空気燃料混合気を燃焼器１０４に吐出し、これにより燃焼を引き起こして高温の加圧排出ガスを生成する。燃焼器１０４は、高温の加圧排出ガスを移行部品に通してタービンノズル（又は「第１段ノズル」）に配向し、ガスがノズル又はベーンから流出してタービンバケット又はブレードに配向したときにタービン１０６の回転を生じさせる。タービン１０６の回転により、シャフト１０８が回転し、これにより空気が圧縮機１０２に流入するときに該空気を加圧する。
【００１５】
図２は、参照符号２１０により示される例示的な流体漏洩検出システムの図である。流体漏洩検出システム２１０は、流体導管２２０、遮断バルブ２２２、入口流量計２２４、入口バルブ２２６、供給マニホルド２２８、流体冷却装置２３０、戻りマニホルド２３２、出口バルブ２３４、出口流量計２３６、及びチェックバルブ２４０を含む。１つの例示的な実施形態では、流体漏洩検出システム２１０は、ガスタービンで利用される冷却回路の一部であり、流体冷却装置２３０は、ガスタービンの点火及び運転中の火炎の存在を検出するガスタービン火炎検出器である。或いは、別の例示的な実施形態では、流体冷却装置２３０は、液体燃料パージシステムで利用することができ、ここで流体冷却装置２３０は、三方液体燃料バルブ又はチェックバルブの何れかである。しかしながら、流体漏洩検出システム２１０は様々な用途で使用できる点は理解されたい。用途の１つは、図１に示すガスタービンシステム１００と共に用いるものである。一実施形態では、冷却媒体（例えば、水など）は、流体導管２２０を通って流れることができ、該冷却媒体は、流体冷却装置２３０から熱を奪うのに使用される。水は、用途に合わせた所望の特性を提供するために添加剤が水に付加されたあらゆる好適な水溶液を含むことができる。
【００１６】
一実施形態では、入口バルブ２２６は、流体導管２２０に流体接続された手動バルブであり、流体漏洩検出システム２１０の作動中は開放されている。遮断バルブ２２２は、入口バルブ２２６の下流側に配置され、流体導管２２０を通る流体流れに流体接続され、且つ該流体流れを選択的に遮断又は制限する。具体的には、遮断バルブ２２２を利用して、特定の動作状態に基づいて流体漏洩検出システム２１０への流体の流れを実質的に遮断する。遮断バルブ２２２の下流側には、入口流量計２２４がある。一実施形態では、入口流量計２２４は、流体導管２２０を移動する流体の質量流量を測定するコリオリ（Ｃｏｒｉｏｌｉｓ）流量計である。しかしながら、種々の製造業者からの他のタイプの流量計も使用できる点は理解されたい。入口流量計２２４は、流体冷却装置２３０に流体接続された入口２６０を入口温度及び入口流量について監視する。供給マニホルド２２８は、入口流量計２２４の下流側に配置され、ここで入口流量計２２４は、供給マニホルド２２８への流量及び温度を測定する。
【００１７】
流体冷却装置２３０の出口２６２は、戻りマニホルド２３２に流体接続される。戻りマニホルド２３２は、出口流量計２３６の上流側に配置される。一実施形態では、出口流量計２３６は、流体導管２２０を移動する流体の質量流量を測定するＣｏｒｉｏｌｉｓ流量計である。しかしながら、他のタイプの流量計も使用できる。一実施形態では、入口流量計２２４は第１の製造業者によって提供されるが、出口流量計２３６は、第２の製造業者により提供される。出口流量計２３６は、出口温度及び出口流量について流体冷却装置２３０の出口２６２を監視する。出口流量計２３６は、チェックバルブ２４０の上流側に置かれる。チェックバルブ２４０は、流体漏洩検出システム２１０内への汚染物質の進入を阻止するのに利用され、また、流体導管２２０への逆流の発生を低減又は実質的に阻止するのに利用される。チェックバルブ２４０は、出口バルブ２３４の上流側に配置される。一実施形態では、出口バルブ２３４は、流体漏洩検出システム２１０の作動中は通常開放されている手動バルブである。入口バルブ２２６及び出口バルブ２２６は、保守又はシステム上の問題の際に利用される分離バルブとすることができる。
【００１８】
入口流量計２２４及び出口流量計２３６は共に、それぞれの位置で流体導管２２０の流体温度及び流体流量を監視するよう構成される。ドリフト対プロセス流体温度曲線及びドリフト対周囲温度曲線は、プロセス温度及び周囲温度の変化によって生じる流量計の流量測定精度の変化を表す。一実施形態では、入口流量計２２４及び出口流量計２３６は、異なるタイプの流量計である。流量計のタイプは、以下の実施例に限定されないが、Ｃｏｒｉｏｌｉｓ、オリフィス、超音波、Ｖｅｎｔｕｒｉ、及びＶ−ｃｏｎｅ流量計を含む。実施形態では、入口流量計２２４及び出口流量計２３６は、異なる製造業者によって提供される場合があり、ここで流量計のタイプは同じか又は異なるものとすることができる。入口流量計２２４及び出口流量計２３６は各々、製造業者によって提供される異なるドリフト対プロセス流体曲線及びドリフト対周囲温度曲線を有することができ、測定精度の改善に使用される。
【００１９】
Ｃｏｒｉｏｌｉｓ流量計はまた、質量流量計又は慣性流量計とも呼ばれ、装置を流れる質量の量を測定することによってどれ程の量の液体が管体を通って流れているかを測定する装置である。オリフィス流量計では、オリフィス構造を通過する流体が、オリフィスの前後での圧力低下を生じる。この圧力の変化を用いて、流体の流量を測定することができる。超音波流量計は、超音波の原理により超音波トランスデューサのようなセンサを用いて流体の速度を測定する。Ｖｅｎｔｕｒｉ流量計は、Ｖｅｎｔｕｒｉ管を含み、ここで流体流量は、流路内の断面流れ面積を低減して圧力差を発生させることにより測定され、この圧力差を用いて流量を決定する。Ｖ−ｃｏｎｅ流量計もまた、流路内の圧力差を用いて流量を決定する。
【００２０】
引き続き図２を参照すると、コントローラ２５０が設けられ、遮断バルブ２２２、入口流量計２２４、及び出口流量計２３６と連通している。具体的には、コントローラ２５０は、入口流量計２２４及び出口流量計２３６を監視するための制御ロジックと、遮断バルブ２２２を選択的に作動させるための制御ロジックとを含む。一実施形態では、コントローラ２５０は、燃料及びエミッション制御などのタービンの種々の機能、並びにガスタービンの他の機能を制御するのに利用されるタービンコントローラである。コントローラ２５０はまたメモリを含み、ここでドリフト対プロセス流体温度曲線及びドリフト対周囲温度曲線、入口流量計２２４及び出口流量計２３６両方の精度及び許容差が、コントローラ２５０のメモリ内に記憶される。例えば、コントローラは、入口及び出口流量計２２４、２３６についての許容差及びドリフト対プロセス流体温度曲線並びにドリフト対周囲温度曲線を用いて、各流量計の温度変化に起因した誤差を考慮するプログラム又は制御ロジックを有することができる。更に、コントローラ２５０を用いて異なる流量計及びドリフト曲線を考慮することにより、本システムは、流量計の柔軟な交換が可能となり、ここで流量計は、異なるタイプ又は銘柄の流量計と置き換えることができる。交換品の流量計を設置することができ、対応するドリフト対プロセス流体温度曲線及びドリフト対周囲温度曲線、精度及び／又は許容差情報は、流量計の変化を考慮して変更される。
【００２１】
コントローラ２５０のメモリはまた、ゼロ流れ状態を含み、この場合、流体導管２２０内の流体流れは、実質的に中断され、入口２６０における入口流量及び出口２６２における出口流量が互いに比較され、コントローラ２５０のメモリ内に記憶される。具体的には、コントローラ２５０のゼロ化の間、流体導管２２０を通る流体の流れは、特定の時間期間の間実質的に中断され、この場合、流体導管２２０は流体で満たされる。結果として、流体導管２２０を通る流体の実質的にゼロの流れが存在し、これにより、入口流量計２２４及び出口流量計２３６両方によるゼロ流量出力の対応する読み取り値がもたらされる。しかしながら、場合によっては、入口流量計２２４及び出口流量計２３６は、実質的にゼロ流れの際に非ゼロの流量を生じる可能性がある。この場合、入口流量計２２４及び出口流量計２３６からの非ゼロの流量は、ゼロ流れ状態として使用することができる。
【００２２】
コントローラ２５０のメモリはまた、入口２６０及び出口２６２での温度に基づいて流体導管２２０における流量の誤り率を示すデータセットを含む。入口２６０と出口２６２間の温度差は通常、入口流量計２２４と出口流量計２３６との間の検知ドリフト差と呼ばれる。入口２６０及び出口２６２での温度の差が増大すると、流体導管２２０における流量の誤り率が増大する。流量の誤り率は、流体導管２２０における最大流量に基づくことができる。
【００２３】
コントローラ２５０は、入口２６０での入口温度及び流量について入口流量計２２４を監視し、出口２６２での出口温度及び流量について出口流量計２３６を監視する制御ロジックを含む。コントローラ２５０は、入口流量計２２４からの入口温度と、出口流量計２３６からの出口温度との間の差違を求める制御ロジックを含む。コントローラ２５０はまた、入口流量計２２４からの入口流量と、出口流量計２３６からの出口流量との間の差違を求める制御ロジックを含む。
【００２４】
コントローラ２５０は更に、入口流量計２２４と出口流量計２３６との間の実流量差を計算する制御ロジックを含む。具体的には、実流量差は、流体漏洩検出システム２１０の作動中の入口流量計２２４及び出口流量計２３６における流体導管２２０の流体の流れの間の実際の差違を表す。コントローラ２５０は、流量の誤り率（ドリフト対プロセス流体温度曲線及びドリフト対周囲温度曲線からの）、ゼロ流れ状態、及び入口流量計２２４からの入口流量と出口流量計２３６からの出口流量との間の差違に基づいて実流量差を計算する。実流量差は、出口流量Ｆｌｏｗｏｕｔから入口流量Ｆｌｏｗｉｎを減算することにより計算することができる。入口流量計２２４及び出口流量計２３６は異なる誤差及び許容差を有し、コントローラ２５０は、流量計タイプ及び／又は製造者が異なることに起因してこれらの差違を考慮に入れる。その上、流体導管２２０の流体の流れが実質的に中断された場合、以下の通りである。
【００２５】
【数１】
2013143136.tif 000003
式中  ｍｅｒｒｏｒｉは、入口流量計２２４における質量流量の誤差であり、
ｍｅｒｒｏｒｏは、出口流量計２３６における質量流量の誤差であり、
ｍｒｅａｄｉは、入口流量計２２４による質量流量の読取値であり、
ｍａｃｔｕａｌｉは、入口流量計２２４における実際の質量流量であり、
ｍｅｒｒｏｒｉは、コントローラ２５０が読み取った入口流量計２２４における質量流量の誤差である。ゼロ流れ状態は、入口流量計２２４及び出口流量計２３６の較正を行うのに使用される。また、ｍｒｅａｄｏは、出口流量計２３６による質量流量の読取値であり、ｍａｃｔｕａｌｏは、出口流量計２３６における実際の質量流量であり、ｍｅｒｒｏｒｏは、コントローラ２５０が読み取った出口流量計２３６における質量流量の誤差である。流体導管２２０及び流体漏洩検出システム２１０を通る流体流れに実質的に漏洩が無い場合には、以下の通りである。
【００２６】
【数２】
2013143136.tif 000004
コントローラ２５０は、実流量差が閾値を上回った場合の流体漏洩検出システム２１０における漏洩状態を示す制御ロジックを含む。例えば、一実施形態では、入口流量計２２４によって読み込まれた質量流量ｍｒｅａｄｉと、出口流量計２３６によって読み込まれた質量流量ｍｒｅａｄｏとの間の差違が閾値を上回った場合、コントローラ２５０は、圧縮機１０２流体漏洩検出システム２１０の漏洩状態が生じたと判定する。具体的には、一実施形態では、流体漏洩検出システム２１０は、コントローラ２５０と連通したインジケータ又はアラーム２８０を含み、ここでアラーム２８０は、オペレータに漏洩状態が生じたことを警告するため視覚的インジケータ又はサウンドを発する。一実施形態では、コントローラ２５０はまた、コンピュータ画面（図示せず）と連通することができ、ここでコントローラ２５０は、画面に信号を送信し、オペレータに漏洩状態が生じたことを報知する視覚的インジケータを表示する。
【００２７】
複数のタイプの漏洩状態が存在することができる。一実施形態では、コントローラ２５０は、実流量差がレベル１閾値を上回った場合に生じるレベル１漏洩状態を計算する制御ロジックを含むことができる。この状況では、コントローラ２５０は、アラーム２８０に信号を送信する制御ロジックを含む。アラームは、レベル１のトーン又は視覚的インジケータを発する。実流量差がレベル２閾値を上回った場合には、レベル２漏洩状態も生じることができる。レベル２閾値は、レベル１閾値よりも大きい。レベル２漏洩の間、コントローラ２５０は、レベル２トーン又はインジケータを発するためのアラーム２８０に信号を送信する制御ロジックを含む。レベル２トーン又はインジケータは、より一層の注意を払う必要があることをオペレータに警告する目的で、レベル１トーン又はインジケータよりも音が大きく又はより明るいのが一般的である。
【００２８】
アラーム２８０に加えて、レベル２漏洩状態が生じた場合には、２つの異なる手法を用いることもできる。第１の手法では、コントローラ２５０は、タービントリップの危険を実質的に低減し且つ流体漏洩の量を低減する目的で、タービンシャットダウン状態が生じた又は引き起こされたことを示す信号をタービンに送信するようタービン（図示せず）と連通している。タービンシャットダウン状態により、タービンは、安全にシャットダウンし、センサへの流体の流れを制限又は遮断することが可能になる。代替として、別の実施形態では、コントローラ２５０は更に、流体冷却装置２３０のへの流体の流れを実質的に遮断する信号を遮断バルブ２２２に送信する制御ロジックを含む。従って、漏洩が検出された場合、流体は、もはら流体導管２２０を通って流れることができず、システムにおける流体漏洩の発生を低減することができる。
【００２９】
一実施形態では、図示の流体漏洩検出システム２１０は、ガス火炎検出器の冷却回路のような、ガスタービンシステムの一部における流体漏洩を検出するシステムを提供し、ここでは異なる流量計２２４、２２６が設けられている。システムのコントローラ２５０は、異なる流量計間の誤差及び許容の差違を調整するよう構成され、これによりシステムアーキテクチャ及び保守整備の融通性をもたらす。例えば、入口流量計２２４及び出口流量計２３６が最初に同じタイプ及び製造業者のものとして設けられていたが、入口流量計２２４が故障した場合には、システムは、異なるタイプの流量計で入口流量計２２４の交換を行うことができる。この融通性は、在庫にあるのが特定の流量計であるか、或いはあるタイプ又は銘柄の流量計が廃止された場合に有用とすることができる。
【００３０】
図３は、ドリフト対プロセス流体温度曲線を示す、例示的な入口及び出口流量計の温度と精度のグラフである。温度３００はｘ軸上にプロットされ、誤差（最大流量の％として）３０２はｙ軸上にプロットされている。第１の曲線３０４は、入口流量計のドリフト対プロセス流体温度曲線であり、第２の曲線３０６は、出口流量計のドリフト対プロセス流体温度曲線である。点３０８は、プロセス流体流における第１の温度Ｔ1での入口流量計の誤差を表す。点３１０は、プロセス流体流における第２の温度Ｔ2での出口流量計の誤差を表す。例えば、冷却流体がＴ1で冷却回路に流入し、入口流量計によって測定され、コントローラは、グラフ点３０８を使用してＴ1での誤差を考慮する。加えて、冷却流体は、Ｔ2にて冷却回路から流出し、ここでコントローラは、グラフ点３１０を使用して、プロセス流体温度に起因する出口流量計の誤差を考慮する。図示のグラフは、ドリフト誤差を補正した流れ測定値を取得するためコントローラ２５０が使用できる情報を表している。
【００３１】
図４は、ドリフト対周囲温度曲線を示す、例示的な入口及び出口流量計の温度及び精度のグラフである。温度４００はｘ軸上にプロットされており、誤差（最大流量の％として）４０２はｙ軸上にプロットされている。第１の曲線４０４は、入口流量計のドリフト対周囲温度曲線であり、第２の曲線４０６は、出口流量計のドリフト対周囲温度曲線である。点４０８は、第１の温度Ｔ1での入口流量計の誤差を表す。点４１０は、第２の温度Ｔ2での出口流量計の誤差を表す。例えば、Ｔ1の周囲温度を有する冷却流体が入口流量計に近接した冷却回路に流入し、入口流量計によって測定され、コントローラは、グラフ点４０８を使用してＴ1での誤差を考慮する。加えて、冷却流体は、出口流量計に近接した冷却回路から流出し、ここでコントローラは、グラフ点４１０を使用して、周囲温度Ｔ2に起因する出口流量計の誤差を考慮する。図示のグラフは、ドリフト誤差を補正した流れ測定値を取得するためコントローラ２５０が使用できる情報を表している。
【００３２】
限られた数の実施形態のみに関して本発明を詳細に説明してきたが、本発明はこのような開示された実施形態に限定されないことは理解されたい。むしろ、本発明は、上記で説明されていない多くの変形、改造、置換、又は均等な構成を組み込むように修正することができるが、これらは、本発明の技術的思想及び範囲に相応する。加えて、本発明の種々の実施形態について説明してきたが、本発明の態様は記載された実施形態の一部のみを含むことができる点を理解されたい。従って、本発明は、上述の説明によって限定されると見なすべきではなく、添付の請求項の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３３】
２１０  流体漏洩検出システム
２２０  流体導管
２２２  遮断バルブ
２２４  入口流量計
２２６  入口バルブ
２２８  供給マニホルド
２３０  流体冷却装置
２３２  戻りマニホルド
２３４  出口バルブ
２３６  出口流量計
２４０  チェックバルブ
【図１】
2013143136.tif 000005
【図２】
2013143136.tif 000006
【図３】
2013143136.tif 000007
【図４】
2013143136.tif 000008
【外国語明細書】
2013143136000001.pdf