(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムを提供する。【解決手段】ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムは、ガスタービンエンクロージャ１０の床面２２の近くに配置された導管アレイと、ファン／空気流出口２８及び空気流入口２６を含む換気組立体とを備える。導管アレイは、少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つの導管を含む。換気組立体のファンは、空気流入口を通ってガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する。有害ガスセンサパネルは、導管アレイ及び換気組立体と連通して、導管アレイからの流入に基づいてガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を始動させる。【選択図】図１
2017089628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムであって、
前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の床面（２２）の近くに配置され、少なくとも１つの開口（３６）を有する少なくとも１つの導管（３０）を含む導管アレイ（１２）と、
ファン、空気流出口（２８）、及び空気流入口（２６）を含む換気組立体であって、前記ファンが、前記空気流入口（２６）を通って前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の床面（２２）に沿ってスイープされる空気流を配向する、換気組立体と、
前記導管アレイ（１２）及び前記換気組立体と連通する有害ガスセンサパネル（１４）と、
を備え、
前記有害ガスセンサパネル（１４）は、前記導管アレイ（１２）からの流入に基づいて、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、前記検出された蓄積レベルに応じて前記換気組立体を始動させる、システム。
【請求項２】
前記導管アレイ（１２）は、複数の導管（３０）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の導管（３０）の各々は、複数の開口（３６）を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記導管アレイ（１２）は、３つの導管（３０）を備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記導管アレイ（１２）の前記３つの導管（３０）は、吸い出された空気を前記ガスタービンエンクロージャ（１０）から前記有害ガスセンサパネル（１４）に送給する戻り導管（３４）に平行に接続される、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの導管（３０）は、複数の開口（３６）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記導管アレイ（１２）に接続した吸引装置（３８）をさらに備え、前記吸引装置（３８）は、導管アレイ（１２）を真空引きする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記吸引装置（３８）は、約１から１０ＣＦＭを導管アレイ（１２）に引き込む大きさである、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記空気流入口（２６）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の前記床面（２２）の近くで前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の壁に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記空気流入口（２６）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の前記床面（２２）に沿って空気流を配向するように構成される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記空気流出口（２８）は、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の上部に配置される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
前記有害ガスセンサパネル（１４）は、前記検出された蓄積レベルが所定量を超えた場合に前記換気組立体を作動させる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムであって、
前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の床面（２２）の近くに配置され、複数の導管（３０）を含み、前記導管（３０）の各々が複数の開口（３６）を有する、導管アレイ（１２）と、
前記導管アレイ（１２）に接続され、前記導管アレイ（１２）を真空引きして、前記導管アレイ（１２）を経由して前記ガスタービンエンクロージャ（１０）から環境試料を吸い出す吸引装置（３８）と、
ファン、空気流出口（２８）、及び空気流入口（２６）を含む換気組立体であって、前記ファンが、前記空気流入口（２６）を通って前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の床面（２２）に沿ってスイープされる空気流を配向する、換気組立体と、
前記導管アレイ（１２）及び前記換気組立体と連通する有害ガスセンサパネル（１４）と、
を備え、
前記有害ガスセンサパネル（１４）は、前記導管アレイ（１２）からの流入に基づいて、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、前記検出された蓄積レベルに応じて前記換気組立体を始動させる、システム。
【請求項１４】
ガスタービンエンクロージャ（１０）を検出して換気する方法であって、
（ａ）複数の導管（３０）を含み前記導管（３０）の各々が複数の入口開口（３６）を有する導管アレイ（１２）を前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の床面（２２）に配置する段階と、
（ｂ）前記導管アレイ（１２）を真空引きして、前記導管アレイ（１２）を経由して前記ガスタービンエンクロージャ（１０）から環境試料を吸い出す段階と、
（ｃ）段階（ｂ）による前記導管アレイ（１２）からの流入に基づいて、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出する段階と、
（ｄ）前記検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を作動させて、前記ガスタービンエンクロージャ（１０）の前記床面（２２）に沿ってスイープされる空気流を配向する段階と、
を含む方法。
【請求項１５】
前記段階（ｄ）は、前記段階（ｃ）における前記検出された蓄積レベルが所定量を超えた場合に、前記換気組立体を作動させることで実行される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンクロージャのためのガス蓄積検出及び換気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスタービンシステムは、圧縮機、燃焼器、及びタービンを含む。従来のガスタービンシステムにおいて、圧縮空気は圧縮機から燃焼器に供給される。燃焼器に流入した空気は、燃料と混合して燃焼する。燃焼高温ガスは、燃焼器からタービンに流れ、ガスタービンシステムを駆動して動力を発生する。
【０００３】
一般に、ガスタービンはエンクロージャに収容されており、エンクロージャは、システムを保護及び維持するための種々の特徴部を含む。一般的な従来のエンクロージャは、ルーフ又は上壁を含み、ルーフの周縁の周りの４つの側壁に複数のナット／ボルトファスナーでボルト留めされている。従って、ルーフ及び側壁は、概して中空の矩形エンクロージャを形成する。
【０００４】
プロパン、ブタン等の重いガス燃料はガスタービンエンクロージャの床面上に蓄積する場合があるので、ガスタービン用の重いガス燃料は特別な配慮を必要とする。ガスタービンは、燃料をガスタービンに送給するための多数の配管及び接続部を含み、エンクロージャの中の潜在的な漏洩ポイントになりかねない。
【０００５】
既存の換気システムは、ガスタービンエンクロージャを通る空気流をもたらすが、このシステムは、一般に、エンクロージャ床面上の入口流に注目したものではなく、重い燃料を抽出するための十分な換気を行うものでもない。これは天然ガスが空気よりも僅かに軽く浮揚性があるからである。既存のシステムは、排気の燃料分子を検出するために排気ダクト内に１つ又は複数のセンサを含む。センサで漏洩が検出されると、ガスタービン制御システムは、燃料ガスの漏洩レベルに応じて警報を発するか又は機械の運転停止を行うことになる。
【０００６】
ガスタービンの床面近くでの漏洩蓄積を検出してよる効果的な換気システムを構成することが望ましいであろう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第８２１０３１６号明細書
【発明の概要】
【０００８】
例示的な実施形態において、ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムは、ガスタービンエンクロージャの床面の近くに配置される導管アレイと、ファン、空気流出口、及び空気流入口を含む換気組立体とを含む。導管アレイは、少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つの導管を含む。換気組立体のファンは、空気流入口を通ってガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する。有害ガスセンサパネルは、導管アレイ及び換気組立体と連通し、導管アレイからの流入に基づいて、ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を始動させる。
【０００９】
他の例示的な実施形態において、ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムは、ガスタービンエンクロージャの床面の近くに配置され、複数の導管を含み、導管の各々が複数の開口を有する、導管アレイを含む。吸引装置は、導管アレイに接続され、導管アレイを真空引きして、導管アレイを経由してガスタービンエンクロージャから環境試料を吸い出す。換気組立体は、ファン、空気流出口、及び空気流入口を含む。ファンは、空気流入口を通ってガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する。有害ガスセンサパネルは、導管アレイ及び換気組立体と連通する。有害ガスセンサパネルは、導管アレイからの流入に基づいて、ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を始動させる、
さらに他の例示的な実施形態において、ガスタービンエンクロージャを検出して換気する方法は、（ａ）複数の導管を含み、導管の各々が複数の入口開口を有する導管アレイをガスタービンエンクロージャの床面に配置する段階と、（ｂ）導管アレイを真空引きして、導管アレイを経由してガスタービンエンクロージャから環境試料を吸い出す段階と、（ｃ）段階（ｂ）による導管アレイからの流入に基づいて、ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出する段階と、（ｄ）検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を作動させて、ガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する段階と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンエンクロージャの中に配置されたガスタービンの概略図。
【図２】ガスタービンエンクロージャの中に配置可能な例示的な導管アレイの図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
各図面を参照すると、システムは、エンクロージャ換気構成１０（図１）、サンプリング導管アレイ１２（図２）、及び有害ガスセンサパネル１４を含む。センサパネル１４は公知であり、その詳細は説明しないものとする。任意の適切な有害ガスセンサを使用することができる。ガスタービンエンクロージャ１６は、側壁１８、上壁２０、及び床面２２を含む。ガスタービンＧＴは、エンクロージャ１６の中に配置される。
【００１２】
換気組立体は、空気流入口２６、及びファン／空気流出口２８を含む。ファン２８及び空気流入口２６によって、空気流入口２６を通ってガスタービンエンクロージャ１６の床面２２に沿ってスイープされる空気流が配向される。図１において、一体化されたファン／空気流出口２８は、単一ユニットとして統合されるが、別個に設けることもできる。ファンは、出口ダクトに設けることが好ましい。
【００１３】
さらに図１を参照すると、空気流入口２６は、ガスタービンエンクロージャ１６の床面２２の近くでガスタービンエンクロージャ１６の側壁１８に配置することができる。空気流入口２６は、空気流をガスタービンエンクロージャ１６の床面２２に沿って移動させるように構成される。図１に示すように、空気流出口は、ガスタービンエンクロージャ１６の上壁２０に設けることができる。例えば、ファン２８は、２０−１００ｋＷを消費するＡＣモータを動力源とする１０−２０ＫＣＦＭ（キロＣＦＭ）を有することができる。ファン２８は、エンクロージャ内部に−１．０から−６．０の範囲の水柱インチの負圧（吸引力）を生じることができる。
【００１４】
導管アレイ１２は、エンクロージャ１６の床面２２の近くで又はその上に支持されてエンクロージャ１６の中に配置されるように構成される。導管アレイ１２は、平行導管３２によって戻り導管３４に平行に接続された１又は複数の導管３０を含む（図３では３本が示されている）。導管３０の各々は、１又は複数の開口３６を含む。吸引装置３８は、導管アレイ１２に接続して、導管アレイ１２を真空引きする。吸引装置として何らかのエジェクタを用いることができ、好ましい実施形態において、吸引装置は、約１から１０ＣＦＭの空気をエンクロージャから導管アレイに引き込む大きさである。
【００１５】
吸引装置３８の作動時、導管アレイ１２は、ガスタービンエンクロージャ１６から環境試料／空気を吸い出す。吸い出された空気は、戻り導管３４を経由して有害ガスセンサパネル１４に送給される。有害ガスセンサパネル１４は、導管アレイ１２からの流入空気に基づいてガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出する。蓄積レベルが所定の閾値を超えたことをセンサパネル１４が検出した場合、センサパネル１４は、換気組立体を作動又は始動させる。センサパネル１４が特定の有害ガス濃度レベル、例えば５％ＬＥＬを検出した場合、制御システムは警報を発することになり、さらに高レベル、例えば１０％ＬＥＬ濃度に達した場合、制御システムは、ガスタービンを運転停止とすることになる。
【００１６】
エンクロージャ構成は、エンクロージャ床面上において、換気システムの十分な速度及び速度分布を可能にするので、何らかの重い燃料ガスの蓄積をエンクロージャの外に除去又は換気することができる。サンプリング導管及び有害ガスセンサは、何らかの相当量の蓄積を検出した場合に換気ファンを制御するために使用され、ガスタービンの安全な運転を保証するようになっている。
【００１７】
現時点で最も実用的且つ好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は、開示した実施形態に限定されるものではなく、逆に添付の請求項の技術的思想及び範囲内に含まれる様々な修正形態及び均等な構成を保護するものであることを理解されたい。
【００１８】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムであって、
上記ガスタービンエンクロージャの床面の近くに配置され、少なくとも１つの開口を有する少なくとも１つの導管を含む導管アレイと、
ファン、空気流出口、及び空気流入口を含む換気組立体であって、上記ファンが、上記空気流入口を通って上記ガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する、換気組立体と、
上記導管アレイ及び上記換気組立体と連通する有害ガスセンサパネルと、
を備え、
上記有害ガスセンサパネルは、上記導管アレイからの流入に基づいて、上記ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、上記検出された蓄積レベルに応じて上記換気組立体を始動させる、システム。
［実施態様２］
上記導管アレイは、複数の導管を備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様３］
上記複数の導管の各々は、複数の開口を備える、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様４］
上記導管アレイは、３つの導管を備える、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様５］
上記導管アレイの上記３つの導管は、吸い出された空気を上記ガスタービンエンクロージャから上記有害ガスセンサパネルに送給する戻り導管に平行に接続される、実施態様２に記載のシステム。
［実施態様６］
上記少なくとも１つの導管は、複数の開口を備える、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様７］
上記導管アレイに接続した吸引装置をさらに備え、上記吸引装置は、導管アレイを真空引きする、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様８］
上記吸引装置は、約１から１０ＣＦＭを導管アレイに引き込む大きさである、実施態様７に記載のシステム。
［実施態様９］
上記空気流入口は、上記ガスタービンエンクロージャの上記床面の近くで上記ガスタービンエンクロージャの壁に配置される、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１０］
上記空気流入口は、上記ガスタービンエンクロージャの上記床面に沿って空気流を配向するように構成される、実施態様９に記載のシステム。
［実施態様１１］
上記空気流出口は、上記ガスタービンエンクロージャの上部に配置される、実施態様９に記載のシステム。
［実施態様１２］
上記有害ガスセンサパネルは、上記検出された蓄積レベルが所定量を超えた場合に上記換気組立体を作動させる、実施態様１に記載のシステム。
［実施態様１３］
ガスタービンエンクロージャ用のガス蓄積検出及び換気システムであって、
上記ガスタービンエンクロージャの床面の近くに配置され、複数の導管を含み、上記導管の各々が複数の開口を有する、導管アレイと、
上記導管アレイに接続され、上記導管アレイを真空引きして、上記導管アレイを経由して上記ガスタービンエンクロージャから環境試料を吸い出す吸引装置と、
ファン、空気流出口、及び空気流入口を含む換気組立体であって、上記ファンが、上記空気流入口を通って上記ガスタービンエンクロージャの床面に沿ってスイープされる空気流を配向する、換気組立体と、
上記導管アレイ及び換気組立体と連通する有害ガスセンサパネルと、
を備え、
上記有害ガスセンサパネルは、上記導管アレイからの流入に基づいて、上記ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出し、上記検出された蓄積レベルに応じて上記換気組立体を始動させる、システム。
［実施態様１４］
上記導管アレイは、３つの導管を備える、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１５］
上記導管アレイの上記３つの導管は、吸い出された空気を上記ガスタービンエンクロージャから上記有害ガスセンサパネルに送給する戻り導管に平行に接続される、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１６］
上記空気流入口は、上記ガスタービンエンクロージャの上記床面の近くで上記ガスタービンエンクロージャの壁に配置される、実施態様１３に記載のシステム。
［実施態様１７］
上記空気流入口は、上記ガスタービンエンクロージャの上記床面に沿って空気流を配向するように構成される、実施態様１６に記載のシステム。
［実施態様１８］
上記空気流出口は、上記ガスタービンエンクロージャの上部に配置される、実施態様１６に記載のシステム。
［実施態様１９］
ガスタービンエンクロージャを検出して換気する方法であって、
（ａ）複数の導管を含み上記導管の各々が複数の入口開口を有する導管アレイを上記ガスタービンエンクロージャの床面に配置する段階と、
（ｂ）上記導管アレイを真空引きして、上記導管アレイを経由して上記ガスタービンエンクロージャから環境試料を吸い出す段階と、
（ｃ）段階（ｂ）による上記導管アレイからの流入に基づいて、上記ガスタービンエンクロージャ内のタービン燃料ガスの蓄積レベルを検出する段階と、
（ｄ）上記検出された蓄積レベルに応じて換気組立体を作動させて、上記ガスタービンエンクロージャの上記床面に沿ってスイープされる空気流を配向する段階と、
を含む方法。
［実施態様２０］
上記段階（ｄ）は、上記段階（ｃ）における上記検出された蓄積レベルが所定量を超えた場合に、上記換気組立体を作動させることで実行される、実施態様１９に記載の方法。
【符号の説明】
【００１９】
１０  エンクロージャ換気構成
１２  サンプリング導管アレイ
１４  有害ガスセンサパネル
１６  ガスタービンエンクロージャ
１８  側壁
２０  上壁
２２  床面
２６  空気流入口
２８  ファン／空気流出口
３０  導管
３２  平行導管
３４  戻り導管
３６  開口
３８  吸引装置
【図１】
2017089628.tif 000003
【図２】
2017089628.tif 000004
【外国語明細書】
2017089628000001.pdf