JP2016098783A - Hydrogen gas turbine enclosure - Google Patents

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和樹 古賀
Kazuki Koga
和樹 古賀
理子 矢嶋
Masako Yajima
理子 矢嶋
山下　誠二
Seiji Yamashita
誠二 山下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hydrogen gas turbine enclosure capable of promptly detecting leakage of hydrogen gas when the same leaks.SOLUTION: A hydrogen gas turbine enclosure stores a hydrogen gas turbine which uses hydrogen gas as fuel or a portion of the fuel. The hydrogen gas turbine is supplied with the hydrogen gas from an outside of the enclosure through hydrogen gas supply piping. The hydrogen gas turbine enclosure has: a collection section which is arranged above the hydrogen gas turbine and hydrogen gas supply piping and collects leaked hydrogen gas in a collection space with a decreasing horizontal cross-sectional area toward an upper portion thereof; and a hydrogen gas detector to detect the hydrogen gas collected in the collection section.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、水素ガスを燃料として又は燃料の一部として利用する水素ガスタービン用のエンクロージャに関する。   The present invention relates to an enclosure for a hydrogen gas turbine that uses hydrogen gas as fuel or as part of fuel.

従来より、ガスタービンの作動時の騒音を防止する目的でガスタービンの周囲を覆う、ガスタービン用のエンクロージャが知られている。特許文献１には、内部にガスタービンを収容したエンクロージャが開示されている。このエンクロージャは、建屋内に設けられており、エンクロージャに設けた吸気口から建屋内の空気を吸気する。吸気された空気は、ガスタービンの圧縮機で圧縮され、圧縮された空気が燃焼器で燃料と共に燃焼され、タービンで膨張された後に、エンクロージャ外に排出される。   Conventionally, an enclosure for a gas turbine that covers the periphery of the gas turbine for the purpose of preventing noise during operation of the gas turbine is known. Patent Document 1 discloses an enclosure in which a gas turbine is accommodated. This enclosure is provided in the building and sucks air in the building from an air inlet provided in the enclosure. The sucked air is compressed by the compressor of the gas turbine, and the compressed air is combusted together with the fuel in the combustor and is expanded in the turbine, and then discharged outside the enclosure.

特開２００５−２４８７０６号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2005-248706

ところで、従来より陸上用ガスタービン燃料としては、天然ガスなどが多く使われているが、近年、低環境負荷やエネルギーセキュリティの観点から、水素ガスを燃料とした（例えば、天然ガスと水素の混合気体や水素ガスのみを燃料とした）ガスタービン（以下、「水素ガスタービン」という。）が注目されている。燃料としての水素ガスは、エンクロージャの外部から、水素ガス供給配管を介して、水素ガスタービンの燃焼器へと供給される。水素ガスは爆発限界範囲が広いため、エンクロージャ内で万一水素ガスが漏洩した場合に、迅速に水素ガスの漏洩を検知する必要がある。   By the way, natural gas is often used as a gas turbine fuel for land use in the past, but in recent years, hydrogen gas is used as a fuel from the viewpoint of low environmental load and energy security (for example, a mixture of natural gas and hydrogen). A gas turbine (hereinafter referred to as “hydrogen gas turbine”) using only gas or hydrogen gas as a fuel has attracted attention. Hydrogen gas as fuel is supplied from the outside of the enclosure to a combustor of a hydrogen gas turbine through a hydrogen gas supply pipe. Since hydrogen gas has a wide explosion limit range, in the unlikely event that hydrogen gas leaks in the enclosure, it is necessary to quickly detect the hydrogen gas leak.

そこで、本発明は、水素ガスの漏洩時に、迅速に水素ガスの漏洩を検知することができる水素ガスタービン用のエンクロージャを提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an enclosure for a hydrogen gas turbine that can quickly detect the leakage of hydrogen gas when the hydrogen gas leaks.

前記課題を解決するために、本発明の水素ガスタービン用のエンクロージャは、水素ガスを燃料として又は燃料の一部として利用する水素ガスタービンを内部に収容するエンクロージャであって、前記水素ガスタービンは、水素ガス供給配管を介して前記エンクロージャの外部から水素ガスを供給され、前記水素ガスタービン及び前記水素ガス供給配管の上方に配置された捕集部であって、漏洩した水素ガスを捕集する捕集空間を有し、前記捕集空間の水平面における断面積が上方にいくにつれて小さくなる捕集部と、前記捕集部に捕集された水素ガスを検知するための水素ガス検知器とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, an enclosure for a hydrogen gas turbine according to the present invention is an enclosure that houses therein a hydrogen gas turbine that uses hydrogen gas as a fuel or a part of the fuel. The hydrogen gas is supplied from the outside of the enclosure through the hydrogen gas supply pipe, and is a collection unit disposed above the hydrogen gas turbine and the hydrogen gas supply pipe, and collects the leaked hydrogen gas. A collection unit having a collection space, and a cross-sectional area in the horizontal plane of the collection space that decreases as it goes upward, and a hydrogen gas detector for detecting hydrogen gas collected in the collection unit It is characterized by providing.

上記の構成によれば、エンクロージャの内部の水素ガスタービン又は水素ガス供給配管から水素ガスが万一漏洩した場合に、漏洩した水素ガスは空気より軽いために上方の捕集部の捕集空間へと移動する。捕集部は、水平面における断面積が上方にいくにつれて小さくなっている捕集空間を有しているため、例えば水素ガスが漏洩され始めた直後で漏洩された水素ガスが少量であっても、捕集部の上方に向かうにつれて水素濃度が大きくなり、水素ガス検知器で検知しやすい。このため、水素ガスの漏洩時に、迅速に水素ガスの漏洩を検知することができる。   According to the above configuration, in the unlikely event that hydrogen gas leaks from the hydrogen gas turbine or hydrogen gas supply pipe inside the enclosure, the leaked hydrogen gas is lighter than the air, so that it enters the collection space of the upper collection unit. And move. Since the collection part has a collection space that becomes smaller as the cross-sectional area in the horizontal plane goes upward, for example, even if a small amount of hydrogen gas leaks immediately after the hydrogen gas starts to leak, The hydrogen concentration increases toward the upper side of the collecting part, and is easily detected by a hydrogen gas detector. For this reason, when hydrogen gas leaks, the leak of hydrogen gas can be detected quickly.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャにおいて、前記捕集部は、前記エンクロージャの天井壁を構成する少なくとも一つの傾斜壁を含んでもよい。この構成によれば、エンクロージャの形状により水素ガスを捕集することができる。   In the hydrogen gas turbine enclosure described above, the collection unit may include at least one inclined wall constituting a ceiling wall of the enclosure. According to this configuration, hydrogen gas can be collected depending on the shape of the enclosure.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャにおいて、前記捕集部は、前記捕集空間を形成する、前記エンクロージャの天井壁又は側壁に支持されたドーム状又は錐台状の部材を含んでもよい。この構成によれば、どのような形状のエンクロージャにも適用することができる。また、水素ガスが漏洩しやすそうな箇所に捕集部を配置させて、局所的に水素ガスの漏洩を迅速に検知させることが可能である。   In the above-described hydrogen gas turbine enclosure, the collection unit may include a dome-shaped or frustum-shaped member that forms the collection space and is supported by a ceiling wall or a side wall of the enclosure. According to this configuration, the present invention can be applied to any shape enclosure. In addition, it is possible to quickly detect the leak of hydrogen gas locally by arranging a collecting portion at a location where hydrogen gas is likely to leak.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャは、前記捕集部で捕集された水素ガスを前記エンクロージャの外部に排気するための水素ガス排出配管を更に備えてもよい。この構成によれば、漏洩した水素ガスをエンクロージャの外部に排気することができる。   The enclosure for a hydrogen gas turbine may further include a hydrogen gas discharge pipe for exhausting the hydrogen gas collected by the collection unit to the outside of the enclosure. According to this configuration, the leaked hydrogen gas can be exhausted outside the enclosure.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャにおいて、前記エンクロージャの内部から外部へと送風するための送風機であって、前記水素ガス検知器により水素ガスが検知された場合に送風量を増加するように制御される送風機を更に備えてもよい。この構成によれば、送風機の送風量が増加することにより、漏洩した水素ガスをエンクロージャの外部に迅速に排気することができる。   The above hydrogen gas turbine enclosure is a blower for blowing air from the inside of the enclosure to the outside, and is controlled so as to increase the blowing amount when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector. A further blower may be provided. According to this configuration, the leaked hydrogen gas can be quickly exhausted to the outside of the enclosure by increasing the amount of air blown from the blower.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャは、前記水素ガス排出配管に不活性ガスを導く不活性ガス導入配管を更に備えてもよい。この構成によれば、水素ガス排出配管を介して水素ガスを排気する際に、不活性ガスを水素ガスに混合して排気するため、水素ガス排出配管から排気されるガスの爆発を防ぐことができる。   The enclosure for a hydrogen gas turbine may further include an inert gas introduction pipe that guides an inert gas to the hydrogen gas discharge pipe. According to this configuration, when the hydrogen gas is exhausted through the hydrogen gas exhaust pipe, the inert gas is mixed with the hydrogen gas and exhausted. Therefore, the explosion of the gas exhausted from the hydrogen gas exhaust pipe can be prevented. it can.

上記の水素ガスタービン用のエンクロージャは、前記不活性ガス導入配管に設けられた、前記不活性ガス導入配管を開閉するための不活性ガス用開閉機構を更に備え、前記不活性ガス用開閉機構は、前記水素ガス検知器により水素ガスが検知された場合に前記不活性ガス供給配管を開くように制御されてもよい。   The enclosure for a hydrogen gas turbine further includes an inert gas opening / closing mechanism provided in the inert gas introduction pipe for opening and closing the inert gas introduction pipe, and the inert gas opening / closing mechanism includes: The hydrogen gas detector may be controlled to open the inert gas supply pipe when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector.

本発明によれば、水素ガスの漏洩時に、迅速に水素ガスの漏洩を検知することができる水素ガスタービン用のエンクロージャを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the enclosure for hydrogen gas turbines which can detect the leak of hydrogen gas rapidly at the time of the leak of hydrogen gas can be provided.

本発明の第１実施形態に係るエンクロージャの模式的な側面断面図である。It is a typical side sectional view of the enclosure concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態に係るエンクロージャの模式的な上面断面図である。It is a typical top sectional view of the enclosure concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの模式的な側面断面図である。It is a typical side sectional view of the enclosure concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第２実施形態に係るエンクロージャの模式的な上面断面図である。It is a typical upper surface sectional view of the enclosure concerning a 2nd embodiment of the present invention.

（第１実施形態）
以下、図１及び図２を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る水素ガスタービン用のエンクロージャ１０を説明する。 (First embodiment)
Hereinafter, an enclosure 10 for a hydrogen gas turbine according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

エンクロージャ１０は、建屋（図示せず）内に設けられており、水素ガスタービン２０を内部に収容する。エンクロージャ１０は、水素ガスタービン２０に空気を取り入れるための吸気ダクト３１と、水素ガスタービン２０から排気されたガスをエンクロージャ１０の外部に排出するための排気ダクト３２を有する。また、エンクロージャ１０は、エンクロージャ１０の外部に設けられた水素ガス供給システム（図示せず）から水素ガスタービン２０へ、燃料としての水素ガスを導く水素ガス供給配管２４を有する。   The enclosure 10 is provided in a building (not shown) and accommodates the hydrogen gas turbine 20 therein. The enclosure 10 includes an intake duct 31 for taking air into the hydrogen gas turbine 20 and an exhaust duct 32 for discharging the gas exhausted from the hydrogen gas turbine 20 to the outside of the enclosure 10. The enclosure 10 also has a hydrogen gas supply pipe 24 that guides hydrogen gas as fuel from a hydrogen gas supply system (not shown) provided outside the enclosure 10 to the hydrogen gas turbine 20.

水素ガスタービン２０は、吸気ダクト３１を介して取り入れた空気を圧縮するための圧縮機２１と、圧縮された空気を燃料である水素ガスと共に燃焼させる燃焼器２２と、燃焼器２２から出た高温高圧ガスを膨張させてトルクを得るタービン２３とを含む。燃焼器２２は、水素ガス供給配管２４に接続されている。タービン２３で得られたトルクは、例えば、エンクロージャ１０内に配置された発電機（図示せず）の駆動に利用される。水素ガスタービン２０は、水素ガスのみを燃料として利用するものであってもよく、また、例えば天然ガスと水素の混合気体などを燃料とする、燃料の一部として水素ガスを利用するものであってもよい。   The hydrogen gas turbine 20 includes a compressor 21 for compressing air taken in through an intake duct 31, a combustor 22 for combusting the compressed air together with hydrogen gas as fuel, and a high temperature emitted from the combustor 22. And a turbine 23 that obtains torque by expanding high-pressure gas. The combustor 22 is connected to a hydrogen gas supply pipe 24. The torque obtained by the turbine 23 is used, for example, for driving a generator (not shown) disposed in the enclosure 10. The hydrogen gas turbine 20 may use only hydrogen gas as a fuel, or uses hydrogen gas as a part of the fuel, for example, using a mixed gas of natural gas and hydrogen as a fuel. May be.

エンクロージャ１０は、平面視方形状の底部１６を含み、水素ガスタービン２０は、圧縮機２１、燃焼器２２及びタービン２３が、底部１６の長手方向に沿って配置されるように底部１６に載置される。また、エンクロージャ１０は、底部１６のまわりに立設された、水素ガスタービン２０の圧縮機２１側に位置する前壁１１、水素ガスタービン２０のタービン２３側に位置する後壁１２、前壁１１及び後壁１２のそれぞれの端部と接続された側壁１３，１４を含む。また、エンクロージャ１０は、前壁１１、後壁１２、側壁１３，１４のそれぞれの上側端部と接続された天井壁１５とを含む。底部１６、前壁１１、後壁１２、側壁１３，１４及び天井壁１５は、エンクロージャ１０における水素ガスタービン２０を収容する空間を構成する。   The enclosure 10 includes a bottom 16 having a square shape in plan view, and the hydrogen gas turbine 20 is mounted on the bottom 16 so that the compressor 21, the combustor 22, and the turbine 23 are arranged along the longitudinal direction of the bottom 16. Is done. Further, the enclosure 10 is erected around the bottom portion 16, the front wall 11 located on the compressor 21 side of the hydrogen gas turbine 20, the rear wall 12 located on the turbine 23 side of the hydrogen gas turbine 20, and the front wall 11. And side walls 13, 14 connected to respective ends of the rear wall 12. The enclosure 10 also includes a ceiling wall 15 connected to the upper end portions of the front wall 11, the rear wall 12, and the side walls 13 and 14. The bottom portion 16, the front wall 11, the rear wall 12, the side walls 13 and 14, and the ceiling wall 15 constitute a space for housing the hydrogen gas turbine 20 in the enclosure 10.

吸気ダクト３１は、天井壁１５を貫通しており、水素ガスタービン２０を収容する空間の外部に、すなわちこの実施形態ではエンクロージャ１０の外部に、吸気口３１ａを有する。吸気口３１ａは、吸気消音器、吸気冷却器、吸気フィルタなど（何れも図示せず）に接続されていてもよい。   The intake duct 31 passes through the ceiling wall 15 and has an intake port 31a outside the space for housing the hydrogen gas turbine 20, that is, outside the enclosure 10 in this embodiment. The intake port 31a may be connected to an intake silencer, an intake cooler, an intake filter, and the like (all not shown).

また、排気ダクト３２は、後壁１２を貫通しており、エンクロージャ１０の外部に排気口３２ａを有する。排気ダクト３２は、タービン２３から出た排ガスを建屋外に排気されるように、建屋外まで延びていてもよい。   The exhaust duct 32 passes through the rear wall 12 and has an exhaust port 32 a outside the enclosure 10. The exhaust duct 32 may extend to the building exterior so that the exhaust gas emitted from the turbine 23 is exhausted to the building exterior.

例えば、エンクロージャ１０の前壁１１には、換気口１１ａが設けられる。換気口１１ａは、後壁１２、側壁１３，１４及び天井壁１５のいずれに設けられていてもよい。   For example, the front wall 11 of the enclosure 10 is provided with a ventilation port 11a. The ventilation port 11 a may be provided in any of the rear wall 12, the side walls 13 and 14, and the ceiling wall 15.

さらに、エンクロージャ１０は、水素ガスタービン２０又は水素ガス供給配管２４から水素ガスが万一漏洩した場合に、漏洩した水素ガスを捕集するための捕集部４０を備える。また、エンクロージャ１０は、捕集部４０に捕集された水素ガスを検知するための水素ガス検知器５１を備える。   Furthermore, the enclosure 10 includes a collection unit 40 for collecting the leaked hydrogen gas in the unlikely event that the hydrogen gas leaks from the hydrogen gas turbine 20 or the hydrogen gas supply pipe 24. The enclosure 10 also includes a hydrogen gas detector 51 for detecting the hydrogen gas collected by the collection unit 40.

捕集部４０は、水素ガスタービン２０及び水素ガス供給配管２４の上方に配置される。水素ガスは漏洩すると、空気より軽いために、上方へと移動する。捕集部４０は、上方へと移動してきた水素ガスを捕集する捕集空間Ｓａを有する。この実施形態では、捕集部４０は、天井壁１５と、後壁１２の上部と、天井壁１５及び後壁１２の上部で形成された略角錐台形状の捕集空間Ｓａを有する。すなわち、捕集空間Ｓａは、エンクロージャ１０における水素ガスタービン２０が収容された空間の上部である。   The collection unit 40 is disposed above the hydrogen gas turbine 20 and the hydrogen gas supply pipe 24. When hydrogen gas leaks, it moves upward because it is lighter than air. The collection unit 40 has a collection space Sa for collecting hydrogen gas that has moved upward. In this embodiment, the collection unit 40 includes a ceiling wall 15, an upper part of the rear wall 12, and a substantially pyramid-shaped collection space Sa formed by the upper part of the ceiling wall 15 and the rear wall 12. That is, the collection space Sa is the upper part of the space in the enclosure 10 in which the hydrogen gas turbine 20 is accommodated.

捕集部４０を構成する天井壁１５は、水素ガスを捕集する捕集空間Ｓａの水平面における断面積が、上方にいくにつれて小さくなるように傾斜している。また、水素ガス検知器５１は、捕集空間Ｓａの上部付近に配置される。   The ceiling wall 15 constituting the collection unit 40 is inclined so that the cross-sectional area in the horizontal plane of the collection space Sa that collects hydrogen gas decreases as it goes upward. The hydrogen gas detector 51 is disposed near the upper portion of the collection space Sa.

捕集空間Ｓａの水平面における断面積が上方にいくにつれて小さいため、捕集空間Ｓａの水素ガスが捕集される領域が上方にいくにつれて小さくなる。このため、捕集空間Ｓａの上部付近に配置された水素ガス検知器５１により、水素ガスが漏洩され始めた直後で漏洩された水素ガスが少量であっても、迅速に水素ガスを検知することができる。   Since the cross-sectional area in the horizontal plane of the collection space Sa is smaller as it goes upward, the region where the hydrogen gas is collected in the collection space Sa becomes smaller as it goes upward. For this reason, even if a small amount of hydrogen gas leaks immediately after the hydrogen gas begins to leak, the hydrogen gas detector 51 disposed near the upper portion of the collection space Sa can quickly detect the hydrogen gas. Can do.

この実施形態では、天井壁１５は、水平面に対して傾斜の度合いが異なる第１テーパー部１８と第２テーパー部１９で構成される。第１テーパー部１８は、方形状である前壁１１及び側壁１３，１４の上端部とそれぞれ接続された、連続する３つの台形状の傾斜壁１８ａから構成される。第２テーパー部１９は、第１テーパー部１８の３つの傾斜壁１８ａそれぞれの上端部とそれぞれ接続された、連続する３つの台形状の傾斜壁１９ａから構成される。第１テーパー部１８のそれぞれの傾斜壁１８ａは、互いに隣接する第２テーパー部１９のそれぞれの傾斜壁１９ａに比べて水平面に対して緩やかな角度で傾斜するように延びる。第２テーパー部１９の傾斜壁１９ａは、後述する水素ガス排出配管６１と接続する。   In this embodiment, the ceiling wall 15 includes a first taper portion 18 and a second taper portion 19 having different degrees of inclination with respect to the horizontal plane. The first taper portion 18 is composed of three continuous trapezoidal inclined walls 18a connected to the front wall 11 and the upper end portions of the side walls 13 and 14, respectively, which are rectangular. The second taper portion 19 includes three continuous trapezoidal inclined walls 19 a connected to the upper ends of the three inclined walls 18 a of the first taper portion 18, respectively. The respective inclined walls 18a of the first tapered portion 18 extend so as to be inclined at a gentle angle with respect to the horizontal plane as compared with the respective inclined walls 19a of the second tapered portions 19 adjacent to each other. The inclined wall 19a of the second taper portion 19 is connected to a hydrogen gas discharge pipe 61 described later.

天井壁１５が上述のような構造であることにより、エンクロージャ１０の大型化を回避でき、スペースを有効に利用することができる。例えば、水平面に対してより緩やかに傾斜した傾斜壁１８ａを有する第１テーパー部１８の上方に、例えば吸気消音器、吸気冷却器、吸気フィルタなどを配置することができる。また、捕集空間Ｓａの上端付近を構成する第２テーパー部１９は水平面に対してより急な傾斜面を有するため、水素ガスが捕集空間Ｓａの上端付近に移動しやすくなる。このため、捕集空間Ｓａの上端付近で水素ガスを検知しやすくなる。   Since the ceiling wall 15 has the above-described structure, the enclosure 10 can be prevented from being enlarged, and the space can be used effectively. For example, an intake silencer, an intake cooler, an intake filter, and the like can be disposed above the first tapered portion 18 having the inclined wall 18a that is more gently inclined with respect to the horizontal plane. Moreover, since the 2nd taper part 19 which comprises upper end vicinity of the collection space Sa has a steeper inclined surface with respect to a horizontal surface, hydrogen gas becomes easy to move to upper end vicinity of the collection space Sa. For this reason, it becomes easy to detect hydrogen gas in the vicinity of the upper end of the collection space Sa.

エンクロージャ１０は、捕集部４０で捕集された水素ガスをエンクロージャ１０の外部に排出するための水素ガス排出配管６１と、水素ガス排出配管６１に設けられた、エンクロージャ１０の内部から外部へと送風するための送風機６５を更に備える。また、エンクロージャ１０は、水素ガス検知器５１からの検知信号に応じて送風機６５の送風量を制御する制御装置５２を更に備える。   The enclosure 10 includes a hydrogen gas discharge pipe 61 for discharging the hydrogen gas collected by the collection unit 40 to the outside of the enclosure 10, and an inside of the enclosure 10 provided in the hydrogen gas discharge pipe 61 from the inside to the outside. A blower 65 for blowing air is further provided. The enclosure 10 further includes a control device 52 that controls the amount of air blown from the blower 65 in accordance with a detection signal from the hydrogen gas detector 51.

水素ガス排出配管６１は、捕集空間Ｓａの上端の上方に配置され、水素ガス排出配管６１の下端は、天井壁１５に連結されている。水素ガス排出配管６１は、建屋外まで延びており、天井壁１５に連結された端部とは反対側の端部に排出口を有する。   The hydrogen gas discharge pipe 61 is disposed above the upper end of the collection space Sa, and the lower end of the hydrogen gas discharge pipe 61 is connected to the ceiling wall 15. The hydrogen gas discharge pipe 61 extends to the outside of the building, and has a discharge port at the end opposite to the end connected to the ceiling wall 15.

送風機６５は、通常、エンクロージャ１０の内部空間の熱を排出するために、所定の送風量でエンクロージャ１０の内部の空気を外部へ排気するように作動している。送風機６５は、水素ガス検知器により水素ガスが検知された場合には、通常作動時よりも送風量を増加させるように制御される。具体的には、水素ガス検知器５１で水素ガスが検知されると、水素ガス検知器５１から制御装置５２に検知信号が送られる。検知信号が送られた制御装置５２は、送風機６５の羽根車の回転数が通常作動時の回転数よりも増加するように送風機６５を制御する。送風機６５の送風量が増加することにより、漏洩した水素ガスをエンクロージャ１０の外部に迅速に排気することができる。   The blower 65 normally operates so as to exhaust the air inside the enclosure 10 to the outside with a predetermined blowing amount in order to discharge the heat of the internal space of the enclosure 10. When the hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector, the blower 65 is controlled so as to increase the amount of blown air compared to the normal operation. Specifically, when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector 51, a detection signal is sent from the hydrogen gas detector 51 to the control device 52. The control device 52 to which the detection signal has been sent controls the blower 65 so that the rotational speed of the impeller of the blower 65 is greater than the rotational speed during normal operation. By increasing the amount of air blown by the blower 65, the leaked hydrogen gas can be quickly exhausted to the outside of the enclosure 10.

また、制御装置５２は、水素ガス検知器５１で水素ガスが検知されると、水素ガス供給配管２４の上流側にある水素ガス供給システムの水素ガスの吐出を停止させ、且つ、水素ガスタービン２０の稼働を停止させる。   When the hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector 51, the control device 52 stops the discharge of the hydrogen gas of the hydrogen gas supply system on the upstream side of the hydrogen gas supply pipe 24, and the hydrogen gas turbine 20 Stop the operation.

エンクロージャ１０は、水素ガス排出配管６１に不活性ガスである窒素ガスを導く不活性ガス導入配管６３と、不活性ガス導入配管６３に設けられた、不活性ガス導入配管６３を開閉するための不活性ガス用開閉機構６４とを更に備える。不活性ガスは、窒素ガスに限定されず、例えばアルゴンなどでもよい。   The enclosure 10 includes an inert gas introduction pipe 63 for introducing nitrogen gas, which is an inert gas, to the hydrogen gas discharge pipe 61 and an inert gas introduction pipe 63 provided in the inert gas introduction pipe 63 for opening and closing the inert gas introduction pipe 63. An active gas opening / closing mechanism 64 is further provided. The inert gas is not limited to nitrogen gas, and may be argon, for example.

不活性ガス導入配管６３は、その一方端が水素ガス排出配管６１に連結されており、その他方端は、窒素ガス供給システム（図示せず）に接続されている。   The inert gas introduction pipe 63 has one end connected to the hydrogen gas discharge pipe 61 and the other end connected to a nitrogen gas supply system (not shown).

不活性ガス用開閉機構６４は、例えば開閉用ダンパである。不活性ガス用開閉機構６４は、シャッターでもよい。   The inert gas opening / closing mechanism 64 is, for example, an opening / closing damper. The inert gas opening / closing mechanism 64 may be a shutter.

不活性ガス用開閉機構６４は、水素ガス検知器５１により水素ガスが検知された場合に不活性ガス導入配管６３を開くように制御される。具体的には、水素ガス検知器５１で水素ガスが検知されると、水素ガス検知器５１から制御装置５２に検知信号が送られる。制御装置５２は、不活性ガス導入配管６３を開くように指示する開信号を不活性ガス用開閉機構６４に送り、不活性ガス用開閉機構６４が開状態となる。不活性ガス用開閉機構６４が開状態となることで、不活性ガス導入配管６３を介して、水素ガス排出配管６１に窒素ガスが導入される。水素ガス排出配管６１を介して水素ガスを排気する際に、窒素ガスを水素ガスに混合して排気するため、水素ガス排出配管６１から排気されるガスの爆発を防ぐことができる。   The inert gas opening / closing mechanism 64 is controlled to open the inert gas introduction pipe 63 when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector 51. Specifically, when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector 51, a detection signal is sent from the hydrogen gas detector 51 to the control device 52. The control device 52 sends an open signal instructing to open the inert gas introduction pipe 63 to the inert gas opening / closing mechanism 64, and the inert gas opening / closing mechanism 64 is opened. When the inert gas opening / closing mechanism 64 is opened, nitrogen gas is introduced into the hydrogen gas discharge pipe 61 through the inert gas introduction pipe 63. When the hydrogen gas is exhausted through the hydrogen gas exhaust pipe 61, the nitrogen gas is mixed with the hydrogen gas and exhausted. Therefore, the explosion of the gas exhausted from the hydrogen gas exhaust pipe 61 can be prevented.

ただし、エンクロージャ１０は、不活性ガス用開閉機構６４を備えていなくてもよい。例えば、水素ガス検知器５１で水素ガスが検知されたときに、制御装置５２は、窒素ガス供給システムが窒素ガスを吐出し始めるように、窒素ガス供給システムに信号を出力するように構成されていてもよい。   However, the enclosure 10 may not include the inert gas opening / closing mechanism 64. For example, when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector 51, the control device 52 is configured to output a signal to the nitrogen gas supply system so that the nitrogen gas supply system starts to discharge nitrogen gas. May be.

以上説明したように、この実施形態に係るエンクロージャ１０では、エンクロージャ１０の内部の水素ガスタービン２０又は水素ガス供給配管２４から水素ガスが万一漏洩した場合に、漏洩した水素ガスは空気より軽いために上方の捕集部４０の捕集空間Ｓａへと移動する。捕集部４０は、水素ガスを捕集する捕集空間Ｓａの水平面における断面積が上方にいくにつれて小さくなっているため、例えば水素ガスが漏洩され始めた直後で漏洩された水素ガスが少量であっても、捕集部４０の上方に向かうにつれて水素濃度が大きくなり、水素ガス検知器５１で検知しやすい。このため、水素ガスの漏洩時に、迅速に水素ガスの漏洩を検知することができる。   As described above, in the enclosure 10 according to this embodiment, when hydrogen gas leaks from the hydrogen gas turbine 20 or the hydrogen gas supply pipe 24 inside the enclosure 10, the leaked hydrogen gas is lighter than air. To the collection space Sa of the upper collection unit 40. Since the collection part 40 becomes small as the cross-sectional area in the horizontal surface of the collection space Sa which collects hydrogen gas goes upwards, for example, the hydrogen gas leaked just after hydrogen gas began to leak is small. Even if it exists, hydrogen concentration becomes large as it goes upwards of the collection part 40, and it is easy to detect with the hydrogen gas detector 51. FIG. For this reason, when hydrogen gas leaks, the leak of hydrogen gas can be detected quickly.

また、この実施形態に係るエンクロージャ１０では、捕集部４０が、水平面に対して傾斜した傾斜壁１８ａ，１９ａで構成された天井壁１５を含み、この天井壁１５と後壁１２により水平面における断面積が上方にいくにつれて小さくなる捕集空間Ｓａが形成される。このため、エンクロージャ１０の形状により水素ガスを捕集することができる。   Further, in the enclosure 10 according to this embodiment, the collection unit 40 includes a ceiling wall 15 composed of inclined walls 18a and 19a inclined with respect to the horizontal plane, and the ceiling wall 15 and the rear wall 12 cut off the horizontal plane. A collection space Sa that becomes smaller as the area goes upward is formed. For this reason, hydrogen gas can be collected by the shape of the enclosure 10.

この実施形態では、天井壁１５は、水平面に対して傾斜の度合いが異なるテーパー部を２つ有し、各テーパー部は３つの傾斜壁部を有していたが、これらの個数に限定されず、捕集部４０は、エンクロージャ１０の天井壁１５を構成する少なくとも一つの傾斜壁を含んでいればよい。例えば、天井壁１５の全体が後壁１２から前壁１１に向かって下り勾配の傾斜壁であり、その傾斜壁と側壁１３，１４及び後壁１２の上部で捕集空間Ｓａが形成されていてもよい。あるいは、水素ガス排出配管６１の下端がエンクロージャ１０を平面視して中央付近に配置され、水素ガス排出配管６１の下端から前壁１１、後壁１２、側壁１３，１４へとそれぞれ延びる下り勾配の４つの傾斜壁で捕集空間Ｓａが形成されていてもよい。傾斜壁は、平面を有する壁部である必要はなく、例えば曲面を有してもよい。   In this embodiment, the ceiling wall 15 has two tapered portions having different degrees of inclination with respect to the horizontal plane, and each tapered portion has three inclined wall portions. However, the number is not limited thereto. The collection unit 40 only needs to include at least one inclined wall constituting the ceiling wall 15 of the enclosure 10. For example, the entire ceiling wall 15 is an inclined wall having a downward slope from the rear wall 12 toward the front wall 11, and the collection space Sa is formed by the inclined wall, the side walls 13 and 14, and the upper part of the rear wall 12. Also good. Alternatively, the lower end of the hydrogen gas discharge pipe 61 is disposed in the vicinity of the center of the enclosure 10 in plan view, and has a downward slope extending from the lower end of the hydrogen gas discharge pipe 61 to the front wall 11, the rear wall 12, and the side walls 13 and 14. The collection space Sa may be formed by four inclined walls. The inclined wall does not need to be a wall portion having a flat surface, and may have a curved surface, for example.

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るエンクロージャついて、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, an enclosure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is omitted.

この実施形態では、捕集部４０は、エンクロージャ１０の天井壁１５に支持された円錐台状の部材４２を含む。ただし、部材４２の形状はこれに限定されず、ドーム状又は角錐台状であってもよい。また、部材４２は、前壁１１、後壁１２、側壁１３，１４のいずれに支持されていてもよい。この部材４２により、漏洩して上方へと移動してきた水素ガスを捕集する捕集空間Ｓａが形成される。この実施形態では、捕集部４０は、部材４２と、部材４２により形成された略円錐台形状の捕集空間Ｓａを有する。   In this embodiment, the collection unit 40 includes a truncated cone-shaped member 42 supported by the ceiling wall 15 of the enclosure 10. However, the shape of the member 42 is not limited to this, and may be a dome shape or a truncated pyramid shape. The member 42 may be supported by any of the front wall 11, the rear wall 12, and the side walls 13 and 14. The member 42 forms a collection space Sa that collects hydrogen gas that has leaked and moved upward. In this embodiment, the collection unit 40 includes a member 42 and a collection space Sa having a substantially truncated cone shape formed by the member 42.

この実施形態でも、捕集部４０は、水素ガスタービン２０及び水素ガス供給配管２４の上方に配置されるが、特に、例えば水素ガスが漏洩しやすそうな箇所（例えば燃焼器２２と水素ガス供給配管２４の接続箇所）の上方に配置される。   Also in this embodiment, the collection unit 40 is disposed above the hydrogen gas turbine 20 and the hydrogen gas supply pipe 24. In particular, for example, a portion where hydrogen gas is likely to leak (for example, the combustor 22 and the hydrogen gas supply). It is disposed above the connection portion of the pipe 24.

水素ガス排出配管６１は、天井壁１５を貫通しており、捕集空間Ｓａの上端の上方に配置される。水素ガス排出配管６１の下端は、部材４２に連結されている。   The hydrogen gas discharge pipe 61 passes through the ceiling wall 15 and is disposed above the upper end of the collection space Sa. The lower end of the hydrogen gas discharge pipe 61 is connected to the member 42.

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この実施形態に係るエンクロージャ１０では、どのような形状のエンクロージャにも適用することができる。また、水素ガスが漏洩しやすそうな箇所に捕集部４０を配置させて、局所的に水素ガスの漏洩を迅速に検知させることが可能である。   Also in this embodiment, the same effect as the first embodiment can be obtained. In addition, the enclosure 10 according to this embodiment can be applied to any shape enclosure. Further, it is possible to quickly detect the leakage of hydrogen gas locally by arranging the collection unit 40 at a location where hydrogen gas is likely to leak.

なお、この実施形態では、図３に示すように、天井壁１５は水平面に対して平行であるが、これに限定されず、傾斜壁を有していてもよい。また、第２実施形態と第１実施形態とを組み合わせてもよく、この場合、第２実施形態の捕集部で捕集することができなかった水素ガスを、第１実施形態の捕集部で捕集して、エンクロージャの外部へと排気することができる。   In this embodiment, as shown in FIG. 3, the ceiling wall 15 is parallel to the horizontal plane, but is not limited to this, and may have an inclined wall. Moreover, you may combine 2nd Embodiment and 1st Embodiment, In this case, the hydrogen gas which was not able to be collected in the collection part of 2nd Embodiment is collected in the collection part of 1st Embodiment. Can be collected and exhausted outside the enclosure.

（その他の実施形態）
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

上記実施形態に係るエンクロージャ１０は、水素ガスタービン２０を収容する空間のみを有する構造であったが、これに限定されず、エンクロージャ１０は、別の空間を有するような構造であってもよい。例えば、天井壁１５の上方に別の空間を有するような構造であって、この空間に吸気ダクト３１の吸気口３１ａや吸気消音器、吸気冷却器、吸気フィルタなどが配置されていてもよい。また、エンクロージャ１０の天井壁１５の形状や水素ガス排出配管６１の配置は、上記実施形態に限定されない。エンクロージャ１０は、不活性ガス導入配管６３を備えていなくてもよく、また、水素ガス排出配管６１を備えていなくてもよい。上記実施形態では、送風機６５は水素ガス排出配管６１に設けられていたが、これに限定されず、エンクロージャ１０の前壁、側壁、後壁、天井壁のいずれに設けられていてもよい。あるいは、他の換気手段がある場合には、送風機６５は設けられていなくてもよい。   Although the enclosure 10 according to the above embodiment has a structure having only a space for accommodating the hydrogen gas turbine 20, the present invention is not limited to this, and the enclosure 10 may have a structure having another space. For example, it may have a structure having another space above the ceiling wall 15, and the intake port 31 a of the intake duct 31, the intake silencer, the intake cooler, the intake filter, and the like may be arranged in this space. Further, the shape of the ceiling wall 15 of the enclosure 10 and the arrangement of the hydrogen gas discharge pipe 61 are not limited to the above embodiment. The enclosure 10 may not include the inert gas introduction pipe 63, and may not include the hydrogen gas discharge pipe 61. In the above embodiment, the blower 65 is provided in the hydrogen gas discharge pipe 61, but is not limited thereto, and may be provided on any of the front wall, the side wall, the rear wall, and the ceiling wall of the enclosure 10. Or when there exists other ventilation means, the air blower 65 does not need to be provided.

１０ エンクロージャ
１５ 天井壁
２０ ガスタービン
２４ 水素ガス供給配管
４０ 捕集部
５１ 水素ガス検知器
６１ 水素ガス排出配管
６３ 不活性ガス導入配管
６４ 不活性ガス用開閉機構
６５ 送風機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Enclosure 15 Ceiling wall 20 Gas turbine 24 Hydrogen gas supply piping 40 Collection part 51 Hydrogen gas detector 61 Hydrogen gas discharge piping 63 Inert gas introduction piping 64 Inert gas opening / closing mechanism 65 Blower

Claims (7)

水素ガスを燃料として又は燃料の一部として利用する水素ガスタービンを内部に収容するエンクロージャであって、
前記水素ガスタービンは、水素ガス供給配管を介して前記エンクロージャの外部から水素ガスを供給され、
前記水素ガスタービン及び前記水素ガス供給配管の上方に配置された捕集部であって、漏洩した水素ガスを捕集する捕集空間を有し、前記捕集空間の水平面における断面積が上方にいくにつれて小さくなる捕集部と、
前記捕集部に捕集された水素ガスを検知するための水素ガス検知器と、
を備える、水素ガスタービン用のエンクロージャ。 An enclosure that houses a hydrogen gas turbine that uses hydrogen gas as fuel or as part of the fuel,
The hydrogen gas turbine is supplied with hydrogen gas from the outside of the enclosure via a hydrogen gas supply pipe,
It is a collection part arrange | positioned above the said hydrogen gas turbine and the said hydrogen gas supply piping, Comprising: It has a collection space which collects the leaked hydrogen gas, The cross-sectional area in the horizontal surface of the said collection space is upwards A collector that gets smaller as you go,
A hydrogen gas detector for detecting the hydrogen gas collected in the collection unit;
An enclosure for a hydrogen gas turbine comprising: 前記捕集部は、前記エンクロージャの天井壁を構成する少なくとも一つの傾斜壁を含む、請求項１に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。   The enclosure for a hydrogen gas turbine according to claim 1, wherein the collection unit includes at least one inclined wall constituting a ceiling wall of the enclosure. 前記捕集部は、前記捕集空間を形成する、前記エンクロージャの天井壁又は側壁に支持されたドーム状又は錐台状の部材を含む、請求項１に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。   2. The enclosure for a hydrogen gas turbine according to claim 1, wherein the collection unit includes a dome-shaped or frustum-shaped member that is supported by a ceiling wall or a side wall of the enclosure and forms the collection space. 前記捕集部で捕集された水素ガスを前記エンクロージャの外部に排気するための水素ガス排出配管を更に備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。   The enclosure for hydrogen gas turbines as described in any one of Claims 1-3 further equipped with the hydrogen gas discharge piping for exhausting the hydrogen gas collected by the said collection part to the exterior of the said enclosure. 前記エンクロージャの内部から外部へと送風するための送風機であって、前記水素ガス検知器により水素ガスが検知された場合に送風量を増加するように制御される送風機を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。   The blower for blowing air from the inside of the enclosure to the outside, further comprising a blower that is controlled so as to increase an air flow rate when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector. 5. The enclosure for a hydrogen gas turbine according to claim 4. 前記水素ガス排出配管に不活性ガスを導く不活性ガス導入配管を更に備える、請求項４又は５に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。   The enclosure for a hydrogen gas turbine according to claim 4 or 5, further comprising an inert gas introduction pipe for introducing an inert gas to the hydrogen gas discharge pipe. 前記不活性ガス導入配管に設けられた、前記不活性ガス導入配管を開閉するための不活性ガス用開閉機構を更に備え、
前記不活性ガス用開閉機構は、前記水素ガス検知器により水素ガスが検知された場合に前記不活性ガス供給配管を開くように制御される、請求項６に記載の水素ガスタービン用のエンクロージャ。


An inert gas opening and closing mechanism for opening and closing the inert gas introduction pipe provided in the inert gas introduction pipe;
The enclosure for a hydrogen gas turbine according to claim 6, wherein the inert gas opening / closing mechanism is controlled to open the inert gas supply pipe when hydrogen gas is detected by the hydrogen gas detector.


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