JPH11352003A

JPH11352003A - ガスリーク検知装置

Info

Publication number: JPH11352003A
Application number: JP10159418A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Murakami; 和生村上; Shigekazu Hori; 茂和堀
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1998-06-08
Publication date: 1999-12-24

Abstract

(57)【要約】【課題】冷却すべき付属機器側の圧力の方が冷却水の
圧力よりも高い場合にもリークを確実に検知できるガス
リーク検知装置を提供する。【解決手段】ガスリーク検知装置を、ポット入口配管
４と、ポット本体６と、水位検出装置７と、堆積物抜き
出し配管１３と、ポット出口配管１７と、水張り配管１
８とを含んで構成する。ポット入口配管を冷却水供給母
管２に接続されたアンモニア注入ノズル３の水冷ジャケ
ットに接続し、ポット出口配管を冷却水戻り母管５に接
続する。前記水冷ジャケットから侵入した排ガスをポッ
ト本体に取り込み、ポット本体内の水位変化を検出器７
で検出し、ガスリークの発生を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボイラや化学装置
の付属機器の冷却水循環系統へのガスリークを検知する
ガスリーク検知装置に係り、特に、冷却水循環系統への
高圧ガスのリークを検知するに好適なガスリーク検知装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例につき、ボイラを例にとって説明
する。図２に、ボイラの付属機器であるボイラ循環ポン
プ、空気コンプレッサ、大気吸込ファン及びモータの冷
却系統を示す。この図において、２１は冷却水循環ポン
プ、２２は冷却水供給母管、２３はボイラ循環ポンプ、
２４は空気コンプレッサ、２５は大気吸込ファン、２６
はモータ、２７は流量検出器、２８は入口止弁、２９は
出口止弁、３０は冷却水戻り母管、３１は冷却水クーラ
を示している。

【０００３】この図から明らかなように、ボイラの付属
機器の冷却系統は、冷却水循環ポンプ２１から送水され
た冷却水を冷却水供給母管２２及び入口止弁２８を経て
各付属機器２３，２４，２５，２６に供給し、機器冷却
後の冷却水を流量検出器２７及び出口止弁２９を経て冷
却水戻り母管３０に合流し、冷却水クーラー３１にて冷
却水自体を冷却した後、冷却水循環ポンプ２１に戻す循
環系統となっており、冷却水は繰り返し使用される。

【０００４】この冷却水循環系統を流れる冷却水の圧力
は通常６気圧に調整されており、冷却水の圧力の方が各
付属機器２３，２４，２５，２６側の圧力よりも高くな
っているため、循環系統内の配管の損傷などによりリー
クが発生した場合には、冷却水が配管外に吹き出し、各
付属機器２３，２４，２５，２６を通過する冷却水の水
量が減少する。よって、各付属機器２３，２４，２５，
２６の出口側に設置された流量検出器２７の出力信号の
変化からリークを検知することができる。また、リーク
の発生時に冷却水が循環系統外に吹き出すため、水質の
劣化や冷却水供給母管２２及び戻り母管３０の内面の汚
染を考慮する必要もない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばボイ
ラなどの火炉出口からの排ガス流路には、排ガス中の有
害物質を除去するためにアンモニア注入ノズルからアン
モニアが噴射されるが、このアンモニア注入ノズルの熱
損傷を防止するため、その先端部を前記循環系統を流れ
る冷却水にて冷却することが検討されている。

【０００６】圧力容器出口配管を流れる排ガスの圧力が
前記循環系統を流れる冷却水の圧力（約６気圧）よりも
高い場合には、アンモニア注入ノズルの冷却部に損傷を
生じると、冷却すべき付属機器が前出のボイラ循環ポン
プ２３などの場合とは異なり、冷却水が系外に噴出する
のではなく、火炉出口配管内の排ガスが冷却水循環系統
内に侵入する。

【０００７】然るに、従来の技術は、冷却すべき付属機
器２３，２４，２５，２６を通過する冷却水量の変化を
各付属機器２３，２４，２５，２６の出口側に設置され
た流量検出器２７にて検出し、リークの有無を検知する
構成であるため、火炉出口配管内の排ガスが冷却水循環
系統内に侵入した場合には、リークの有無を的確に検知
することができないという問題がある。即ち、流量検出
器２７においては、冷却水とガスの総流量が検出される
ため、リークが発生しても見掛け上流量検出器２７の検
出流量が低下しないからである。

【０００８】また、従来の技術は、アンモニア注入ノズ
ルの冷却に応用した場合、アンモニア注入ノズルの冷却
部に損傷を生じたときに直接火炉出口配管内の排ガスが
冷却水循環系統内に侵入する構成であるので、損傷発生
後大量の排ガスが冷却水循環系統内に侵入しやすく、ポ
ンプにキャビテーションを発生したり、排ガス中に含ま
れるＳＯ₂ などの腐食性ガスによって配管類や付属機器
が腐食したり、さらには排ガス中に含まれる燃焼灰や流
動床媒体などの固形成分の侵入による冷却水循環ポンプ
２１の故障などが発生しやすくなる。

【０００９】なお、前記においてはアンモニア注入ノズ
ルの冷却を例にとって説明したが、前記した従来の技術
は、冷却水循環系統を流れる冷却水を利用して当該冷却
水の圧力よりも高圧のガスを取り扱う機器を冷却するあ
らゆる場合に同様の不都合を生じる。

【００１０】本発明は、かかる従来技術の不備を解消す
るためになされたものであって、その目的は、冷却すべ
き付属機器側の圧力の方が冷却水の圧力よりも高い場合
にもリークを確実に検知できて、リークに起因して発生
する種々の不都合を未然に防止可能なガスリーク検知装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、ボイラ装置の冷却水循環系統に付設され
るガスリーク検知装置を、ポット入口配管及びポット出
口配管を介して冷却水循環系統と接続されたポット本体
と、当該ポット本体に所定量の冷却水を注入する水張り
配管と、前記ポット本体に設けられた水位検出装置と、
前記ポット本体の底部に堆積した堆積物を前記ポット本
体外に排出する堆積物抜き出し配管を備えて構成した。

【００１２】冷却水循環系統にポット本体を設け、通常
運転時に当該ポット本体内を満水状態にして冷却水を通
水すると、ガスリーク発生時に当該ポット本体内にリー
クガスが侵入し、ポット本体内の水位が低下するため、
これを検出することによってガスリークを検知すること
ができる。また、リークしたガス中に含まれる腐食性ガ
スや固形物をポット本体内に溜めることができるので、
ポット出口配管以降へのこれらの有害物質の流出を防止
でき、配管類の腐食やポンプ類の破損を防止することが
できる。

【００１３】前記ポット本体の断面積は、冷却水循環系
統内に大量の腐食性ガスがリークした場合にも前記の機
能を発揮できるようにするため、ポット入口配管の断面
積よりも十分に大きくすることが好ましい。

【００１４】また、通常運転時に前記ポット本体内を満
水状態にして冷却水を通水できるようにし、ガスリーク
が発生した場合に直ちに検知できるようにするため、前
記ポット本体に対する前記ポット入口配管の取付位置
を、前記ポット本体に対する前記ポット出口配管の取付
位置よりも上方で、前記水位検出装置が備えられた上側
検出配管の取付位置よりも下方にすることが好ましい。

【００１５】また、前記ポット本体の底部には、リーク
ガスに含まれる固形物が沈降堆積するので、ポット出口
配管以降へのこれらの有害物質の流出を防止するため、
当該ポット出口配管は、前記ポット本体の底面ではなく
側面の下部に接続することが好ましい。

【００１６】さらに、前記ポット本体には、侵入した有
害物質を系外に排出するため、その頂部にベント配管を
接続し、底部に堆積物抜き出し配管を接続することが好
ましい。

【００１７】加えて、本例のガスリーク検知装置には、
前記水位検出装置からの出力信号に基づいて、ガスリー
クの発生を作業員に報知する警報装置や、自動的に冷却
水循環系統を遮断するの遮断装置を備えることもでき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスリーク検
知装置の一例を、図１に基づいて説明する。図１には、
ボイラの火炉出口配管内にアンモニアを注入するアンモ
ニア注入ノズルを冷却水循環系統を流れる冷却水を利用
して冷却するシステムに本発明に係るガスリーク検知装
置を設置した例が示されている。

【００１９】図１において、１は冷却水循環ポンプ、２
は冷却水供給母管、３はアンモニア注入ノズル、４はポ
ット入口配管、５は冷却水戻り母管、６はポット本体、
７は水位検出器、８は冷却水クーラ、９は入口止弁、１
０は出口止弁、１１は火炉出口配管、１２はベント配
管、１３は堆積物抜き出し配管、１４は流量検出器、１
５は例えばボイラ循環ポンプ、空気コンプレッサ、大気
吸込ファン又はモータなどのボイラの付属機器、１６は
ボイラ循環ポンプ、１７はポット出口配管、１８は水張
り配管を示しており、前記のポット入口配管４、ポット
本体６、水位検出器７、入口止弁９、出口止弁１０、ベ
ント配管１２、堆積物抜き出し配管１３、ポット出口配
管１７及び水張り配管１８をもってガスリーク検知装置
が構成されている。

【００２０】ポット本体６は、その断面積がポット入口
配管４の断面積よりも十分に大きく形成されており、冷
却水循環系統内にリークした大量のガスを溜めることが
できるようになっている。このポット本体６には、側面
の上部にポット入口配管４が、側面の下部にポット出口
配管１７と水張り配管１８が、頂部にベント配管１２
が、底部に堆積物抜き出し配管１３がそれぞれ接続され
ている。前記ポット入口配管４の取付位置は、ポット本
体６に対するポット出口配管１７の取付位置よりも上方
で、水位検出器７が備えられた上側検出配管７ａの取付
位置よりも下方に設定されている。

【００２１】前記水位検出器７の検出値はメータに表示
され、作業員は当該メータの表示を監視することによっ
てガスリークに有無を検知することができる。その他、
当該水位検出器７の出力信号に基づいて警報装置を作動
し、ガスリークの発生を作業員に報知したり、前記水位
検出器７の出力信号に基づいて自動的に冷却水循環系統
に設定された遮断装置を遮断する等の機能を負荷するこ
とも可能である。

【００２２】アンモニア注入ノズル３の先端外周部に
は、水冷ジャケット３ａが設けられており、当該水冷ジ
ャケット３ａに冷却水供給母管２とポット入口配管４と
が接続されている。水冷ジャケット３ａの一部を含むア
ンモニア注入ノズル３の先端部は、図１に示すように火
炉出口配管１１内に挿入され、所定量のアンモニア（Ｎ
Ｈ₃ ）を排ガス中に注入する。

【００２３】以下、前記のように構成された冷却水循環
系統の冷却水の流れと、実施形態例に係るガスリーク検
知装置の機能について説明する。

【００２４】ポット本体６の内部は、水張り配管１８か
らの給水によって満水状態になっている。この状態にお
いて、冷却水循環ポンプ１から吐出された冷却水は、冷
却水供給母管２を通り、ボイラ循環ポンプ１６及びその
他のボイラ付属機器１５並びに入口止弁９を経てアンモ
ニア注入ノズル３の水冷ジャケット３ａに供給される。
アンモニア注入ノズル３から出た冷却水は、ポット入口
配管４からポット本体６に入り、ポット出口配管１７及
び出口止弁１０を経て冷却水戻り母管５に合流される。
また、この冷却水戻り母管５には、ボイラ循環ポンプ１
６及びその他のボイラ付属機器１５を冷却した後の冷却
水も合流される。冷却水戻り母管５に入った冷却水は、
冷却水クーラ８で所定温度まで冷却され、冷却水循環ポ
ンプ１にて再循環される。

【００２５】火炉出口配管１１を流れる加圧流動床式ボ
イラの排ガスは、圧力が約１０気圧で温度が８６５℃と
高圧・高温である。また、この排ガスには、燃焼灰及び
流動床媒体が含まれている。このため、アンモニア注入
ノズル３の火炉出口配管１１内にある部分は、高温のガ
スにさらされる上に燃焼灰や流動床媒体による摩耗や損
傷を受けやすい。

【００２６】水冷ジャケット３ａが破損すると、冷却水
圧力（約６気圧）よりも排ガス圧力（約１０気圧）の方
が高いために、冷却水循環系統内に排ガスがリークす
る。冷却水循環系統内にリークした排ガスは、ポット入
口配管４を経てポット本体６に入る。前記したように、
ポット本体６は満水状態になっているので、リークした
排ガスがポット本体６に入ると、排ガスはポット本体６
の上部に溜り、ポット本体６内の水位を押し下げる。水
位検出器７は、その水位低下を検出し、ガスリークがあ
ったことを検知する。また、図示しない警報或いは冷却
水遮断装置を作動させる。この場合、通常運転時におい
てポット本体６内を満水状態にして冷却水の通水を行
い、かつポット本体６に対するポット入口配管４の取付
位置を、ポット本体６に対するポット出口配管１７の取
付位置よりも上方で、水位検出器７が備えられた上側検
出配管７ａの取付位置よりも下方にしたので、ガスリー
クの発生を速やかに検知することができる。

【００２７】ポット本体６の断面積は、ポット入口配管
４の断面積よりも大きく形成されているため、多量のガ
スがリークした場合にも、排ガスがポット本体６からポ
ット出口配管１７に侵入することはない。また、ポット
本体６の断面積が大きいことからポット本体６内の流速
が遅くなり、かつポット出口配管１７をポット６の上部
ではなく下部側面から取り出すようにしたことからポッ
ト本体６内を沈降してくる燃焼灰及び流動床媒体のポッ
ト出口配管１７への流入を防止することができるので、
冷却水循環系内の冷却水の汚染を防止できる。

【００２８】ガスリーク発生後は、入口止弁９及び出口
止弁１０を閉じて冷却水循環系等から分離し、まずポッ
ト本体６の上部にあるベンド管１２を開いてにて大気開
放を行う。次いで、底部にある堆積物抜き出し配管１３
にてポット本体６の底部に溜った堆積物と水冷ジャケッ
ト３ａ内及びポット本体６内に残った冷却水をブロー
し、ガスリーク部の補修作業を行う。この場合、ポット
本体６の頂部にベント配管を接続し、底部に堆積物抜き
出し配管１３を接続したので、排ガス、堆積物、残留冷
却水のブローを確実に行うことができる。

【００２９】補修後は、ポット本体６内及びアンモニア
注入ノズル３の周囲に設けられた水冷ジャケット３ａ内
を水張り配管１８からの補給水にて満水にした後、入口
止弁９及び出口止弁１０を開いて冷却水循環系統に接続
する。これによって、冷却水循環系統を再起動すること
ができる。

【００３０】なお、前記実施形態例においては、アンモ
ニア注入ノズル３の冷却部に適用されるガスリーク検知
装置を例にとって説明したが、本発明の要旨はこれに限
定されるものではなく、高圧ガスが侵入するおそれのあ
る任意の冷却部に応用することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
ガスリーク検知装置を、ポット入口配管及びポット出口
配管を介して冷却水循環系統と接続されたポット本体
と、当該ポット本体に所定量の冷却水を注入する水張り
配管と、ポット本体に設けられた水位検出装置と、ポッ
ト本体の底部に堆積した堆積物をポット本体外に排出す
る堆積物抜き出し配管とを含んで構成したので、通常運
転時にポット本体内を満水状態にして冷却水を通水し、
ポット本体内の水位低下を水位検出器にて検出すること
によって、ガスリークを検知することができる。また、
リークしたガス中に含まれる腐食性ガスや固形物をポッ
ト本体内に溜めることができるので、ポット出口配管以
降へのこれらの有害物質の流出を防止でき、配管類の腐
食やポンプ類の破損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態例に係るガスリーク検知装置を含む冷
却水循環系等の系統図である。

【図２】従来例に係るガスリーク検知装置を含む冷却水
循環系等の系統図である。

【符号の説明】

１冷却水循環ポンプ２冷却水供給母管３アンモニア注入ノズル４ポット入口配管５冷却水戻り母管６ポット７水位検出器８冷却水クーラー９入口止弁１０出口止弁１１火炉出口配管１２ベント配管１３堆積物抜き出し配管１４流量検出器１５ボイラ付属機器１６ボイラ循環ポンプ１７ポット出口配管１８水張り配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポット入口配管及びポット出口配管を介
して冷却水循環系統と接続されたポット本体と、当該ポ
ット本体に所定量の冷却水を注入する水張り配管と、前
記ポット本体に設けられた水位検出装置と、前記ポット
本体の底部に堆積した堆積物を前記ポット本体外に排出
する堆積物抜き出し配管を備えたことを特徴とするガス
リーク検知装置。
【請求項２】請求項１に記載のガスリーク検知装置に
おいて、前記ポット本体の断面積を、前記ポット入口配
管の断面積よりも大きくしたことを特徴とするガスリー
ク検知装置。
【請求項３】請求項１に記載のガスリーク検知装置に
おいて、前記ポット本体に対する前記ポット入口配管の
取付位置を、前記ポット本体に対する前記ポット出口配
管の取付位置よりも上方で、前記水位検出装置が備えら
れた上側検出配管の取付位置よりも下方にしたことを特
徴とするガスリーク検知装置。
【請求項４】請求項１に記載のガスリーク検知装置に
おいて、前記ポット出口配管を、前記ポット本体の側面
の下部に接続したことを特徴とするガスリーク検知装
置。
【請求項５】請求項１に記載のガスリーク検知装置に
おいて、前記ポット本体の頂部にベント配管を接続する
と共に、前記ポット本体の底部に前記堆積物抜き出し配
管を接続したことを特徴とするガスリーク検知装置。
【請求項６】請求項１に記載のガスリーク検知装置に
おいて、前記水位検出装置からの出力信号に応じて作動
する警報装置又は前記冷却水循環系統の遮断装置を備え
たことを特徴とするガスリーク検知装置。