特開 2024-168290 ボイラ流体漏洩検出装置及びボイラ流体漏洩検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024168290

(43)【公開日】2024-12-05

(54)【発明の名称】ボイラ流体漏洩検出装置及びボイラ流体漏洩検出システム

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/38 20060101AFI20241128BHJP

   F22B 37/42 20060101ALI20241128BHJP

   G01M 3/24 20060101ALI20241128BHJP

【ＦＩ】

F22B37/38 D

F22B37/42 D

G01M3/24 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084837

(22)【出願日】2023-05-23

(71)【出願人】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000785

【氏名又は名称】ＳＳＩＰ弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】菅沼 直樹

(72)【発明者】

【氏名】中江 修二

(72)【発明者】

【氏名】沖本 貴寛

(72)【発明者】

【氏名】本田 雅幹

(72)【発明者】

【氏名】田中 学

(72)【発明者】

【氏名】堀岡 竜治

【テーマコード（参考）】

2G067

【Ｆターム（参考）】

2G067AA01

2G067BB11

2G067BB22

2G067CC02

2G067DD04

2G067DD13

2G067EE12

2G067EE13

(57)【要約】

【課題】ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することが可能なボイラ流体漏洩検出装置を提供する。
【解決手段】ボイラ流体漏洩検出装置であって、ボイラに設けられたセンサからボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データを取得し、ボイラの給水流量を検出する流量計から給水流量を取得するように構成されたデータ取得部と、データ取得部によって取得した振動データ及び給水流量に基づいて、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された漏洩検出部と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボイラに設けられたセンサから前記ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データを取得し、前記ボイラの給水流量を検出する流量計から前記給水流量を取得するように構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得した前記振動データ及び前記給水流量に基づいて、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された漏洩検出部と、
を備える、ボイラ流体漏洩検出装置。

【請求項2】

前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を前記漏洩検出部が検出した場合に前記ボイラの伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を出力するように構成された報知情報出力部を更に備える、請求項１に記載のボイラ流体漏洩検出装置。

【請求項3】

前記漏洩検出部は、前記振動データが示す前記物理量が第１閾値を超え、且つ、前記給水流量が第２閾値を超えた場合に、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された、請求項１に記載の蒸気漏洩検出装置。

【請求項4】

前記漏洩検出部は、前記振動データが示す前記物理量が前記第１閾値を超えていても前記給水流量が前記第２閾値を超えていない場合には、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩が発生していないと判定するように構成された、請求項３に記載のボイラ流体漏洩検出装置。

【請求項5】

前記データ取得部によって取得した前記振動データについて周波数解析を行い、前記振動データにおける所定の周波数帯の振動加速度レベルを算出する周波数解析部を更に備え、
前記漏洩検出部は、前記所定の周波数帯の前記振動加速度レベルが第１閾値を超え且つ前記給水流量が第２閾値を超えた場合に、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された、請求項１に記載の蒸気漏洩検出装置。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか１項に記載のボイラ流体漏洩検出装置と、前記センサと、を備える、ボイラ流体漏洩検出システム。

【請求項7】

前記センサは、前記ボイラの外側に設けられた、請求項６に記載のボイラ流体漏洩検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ボイラ流体漏洩検出装置及びボイラ流体漏洩検出システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、ボイラの熱交換機器等からの流体の漏洩を検出することを可能とするチューブリーク検知装置が開示されている。この検知装置は、測定対象である熱交換機器内の流体配管が設置されている部分から発せられる音響を、指向性をもって集音する集音部と、集音部の出力である、集音された音響信号を受信して、各音響信号を、周波数帯域と音圧レベルとの関係を表す音響データに変換する音響データ変換部と、音響データ変換部の出力である各音響データを取得して、各音響データを相互に比較することができるように表示する音響データ表示部とを備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第５３０６５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の検知装置は、例えば何らかの原因によって音響信号の誤検知等が生じると、流体の漏洩を誤検知してしまう可能性があり、流体の漏洩の検出精度を高めることに限界があった。

【0005】

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することが可能なボイラ流体漏洩検出装置及びこれを備えるボイラ流体漏洩検出システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ流体漏洩検出装置は、
ボイラに設けられたセンサから前記ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データを取得し、前記ボイラの給水流量を検出する流量計から前記給水流量を取得するように構成されたデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得した前記振動データ及び前記給水流量に基づいて、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された漏洩検出部と、
を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示の少なくとも一実施形態によれば、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することが可能なボイラ流体漏洩検出装置及びこれを備えるボイラ流体漏洩検出システムが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】一実施形態に係るボイラ流体漏洩システム２を備える発電プラント１００の概略構成を模式的に示す図である。

【図2】ボイラ４の壁１９の振動加速度レベルを計測するセンサ４０の各々の配置の一例を示す模式的な断面図である。

【図3】制御装置４６のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図4】制御装置４６の機能的な構成の一例を説明するための図である。

【図5】制御装置４６による流体漏洩検出フローの一例を示す図である。

【図6】図５のＳ１３及びＳ１４の判定の一例をより具体的に説明するための図であり、２つのセンサ４０ａ，４０ｂから取得した振動データの各々における上記所定の周波数帯の振動加速度レベルをそれぞれＬａ，Ｌｂとした場合における、振動加速度レベルＬａ，Ｌｂの各々の時系列データの一例を示している。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0010】

図１は、一実施形態に係るボイラ流体漏洩検出システム１４を備える発電プラント１００の概略構成を模式的に示す図である。
図１に示すように、発電プラント１００は、ボイラ４と、ボイラ４で生成した蒸気によって回転する蒸気タービン６と、蒸気タービン６によって駆動される発電機８と、蒸気タービン６を通過した蒸気を凝縮させる復水器１０と、ボイラ４に給水するための給水ポンプ１２と、ボイラ４が備える伝熱管（例えば後述の節炭器２８を構成する伝熱管、過熱器３０を構成する伝熱管又は炉壁管３４等）における流体（水又は蒸気）の漏洩を検出するためのボイラ流体漏洩検出システム１４と、発電機８の出力を計測する発電機出力計４２とを備える。

【0011】

ボイラ４は、火炉２０、煙道２２、気水分離器２４、水ドラム２６、節炭器２８、過熱器３０及びボイラ循環ポンプ３２を含む。火炉２０及び煙道２２の少なくとも一部は、ボイラ本体としての圧力容器１５を構成する。ボイラ４は、図示しない再熱器等のその他の熱交換器を含んでいてもよい。

【0012】

火炉２０は、不図示のバーナーによって燃料を燃焼させて火炉２０の内部に燃焼ガスを生成するように構成されている。火炉２０の内部で生成された燃焼ガスは、火炉２０の上部に接続された煙道２２を通って不図示の煙突から排出される。

【0013】

水ドラム２６に供給された給水は、水ドラム２６から火炉２０の炉壁を構成する炉壁管３４を通る過程で加熱されて蒸気となり、気水分離器２４に導かれる。また、気水分離器２４には、節炭器２８で加熱された給水が導かれ、気水分離器２４の内部は、蒸気と水（缶水）との２相状態にある。

【0014】

気水分離器２４の内部の蒸気は、過熱器３０に供給され、過熱器３０で過熱されて過熱蒸気となる。過熱器３０を出た過熱蒸気は、蒸気タービン６に供給されて蒸気タービン６で仕事をした後、復水器１０で凝縮して凝縮水となり、給水ライン１６に設けられた給水ポンプ１２によって再びボイラ４に給水される。

【0015】

気水分離器２４の内部の水は、降水管３５に流入し、降水管３５に設けられたボイラ循環ポンプ３２によって水ドラム２６に供給されてボイラ４内を循環する。

【0016】

ボイラ流体漏洩検出システム１４は、ボイラ４で発生する振動に関する物理量を検知するための複数のセンサ４０と、ボイラ４の給水流量を計測するための流量計４４と、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を検出するための流体漏洩検出装置として機能する制御装置４６とを備える。

【0017】

複数のセンサ４０の各々は、ボイラ４の圧力容器１５を形成する壁１９（火炉２０の炉壁２１又は煙道２２の壁２３等）に設けられており、圧力容器１５の外側に配置されている。複数のセンサ４０の各々は、例えばＡＥセンサ、加速度センサ又はレーザ振動センサ等であってもよい。図示する例示的形態では、複数のセンサ４０は、火炉２０の下部に設けられた複数のセンサ４０ａ，４０ｂ、火炉２０の上部における過熱器３０の近傍に設けられた複数のセンサ４０ｃ，４０ｄ、火炉２０の鉛直方向の中央部に設けられた複数のセンサ４０ｅ，４０ｆ、煙道２２における節炭器２８の近傍に設けられた複数のセンサ４０ｇ，４０ｈを含む。

【0018】

複数のセンサ４０の各々は、ボイラ４で発生する振動に関する物理量として、例えば、ボイラ４の壁１９（火炉２０の炉壁２１又は煙道２２の壁２３等）の振動時におけるセンサ４０の各々が設けられた位置での壁１９の変位、振動速度又は振動加速度等のように、振動の程度を定量的に特徴づけることのできる物理量）を検知してもよい。以下では、複数のセンサ４０の各々が、ボイラ４で発生する振動に関する物理量として、ボイラ４で発生する振動の振動加速度レベル（より詳細には壁１９の振動加速度レベル）を計測する振動加速度センサである場合を例に説明する。

【0019】

流量計４４は、ボイラ４の給水流量すなわちボイラ４に供給される水の流量を計測するように構成されており、図示する例示的形態では、水ドラム２６に流入する水の流量を計測するように構成されている。

【0020】

図２は、ボイラ４の壁１９の振動加速度レベルを計測するセンサ４０の各々の配置の一例を示す模式的な断面図である。
図２に示す例示的な実施形態では、ボイラ４の壁１９は、交互に配置された炉壁管３４及びフィン５２と、炉壁管３４とフィン５２における圧力容器１５の外側を向く面を覆う保温材５４と、保温材５４における圧力容器１５の外側を向く面を覆う外装板５６とを含む。また、保温材５４と外装板５６とをそれらの厚さ方向に貫通する導波棒５８の一端がフィン５２に固定されており、壁１９の外側に配置されたセンサ４０が導波棒５８の他端に固定されている。このように、センサ４０の各々を圧力容器１５の壁１９の外側（ボイラ４の外側）に配置することにより、圧力容器１５の内部の高温に起因してセンサ４０の各々が破損することを抑制することができる。

【0021】

図３は、制御装置４６のハードウェア構成の一例を示す図である。図４は、制御装置４６の機能的な構成の一例を説明するための図である。

【0022】

図３に示すように、制御装置４６は、例えばプロセッサ７２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７４、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７６、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）７８、入力Ｉ／Ｆ８０、及び出力Ｉ／Ｆ８２を含み、これらがバス８４を介して互いに接続されたコンピュータを用いて構成される。なお、制御装置４６のハードウェア構成は上記に限定されず、制御回路と記憶装置との組み合わせにより構成されてもよい。また制御装置４６は、制御装置４６の各機能を実現するプログラムをコンピュータが実行することにより構成される。以下で説明する制御装置４６における各部の機能は、例えばＲＯＭ７６に保持されるプログラムをＲＡＭ７４にロードしてプロセッサ７２で実行するとともに、ＲＡＭ７４やＲＯＭ７６におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。制御装置４６を構成するハードウェアは、１つの場所に集約されていてもよいし、複数の場所に分散して設けられていてもよい。

【0023】

図４に示すように、制御装置４６は、データ取得部６０、制御部６２、周波数解析部６４、漏洩検出部６６及び報知情報出力部６８を含む。

【0024】

データ取得部６０は、発電機出力計４２によって計測した発電機８の出力を取得する。データ取得部６０のその他の機能については後述する。

【0025】

制御部６２は、発電機８の目標出力と発電機出力計４２によって計測した発電機８の出力との偏差に基づいて、発電機８の出力が一定となるようにボイラ４の給水流量を制御する発電機出力一定制御を実行可能に構成されている。例えば、発電機８の目標出力をＰｓ、発電機出力計４２によって計測した発電機８の出力をＰｍとすると、制御部６２は、発電機出力一定制御において、上記偏差（＝Ｐｓ－Ｐｍ）が正の値である場合にボイラ４の給水流量を増加させ、上記偏差（＝Ｐｓ－Ｐｍ）が負の値である場合にボイラ４の給水流量を減少させる。

【0026】

制御部６２は、給水ポンプ１２及びボイラ循環ポンプ３２のうち一方又は両方を制御することによってボイラ４の給水流量を制御する。例えば、給水ポンプ１２の回転数を制御することによってボイラ４の給水流量を制御してもよいし、ボイラ循環ポンプ３２の回転数を制御することによってボイラ４の給水流量を制御してもよいし、給水ポンプ１２の回転数及びボイラ循環ポンプ３２の回転数を制御することによってボイラ４の給水流量を制御してもよい。
周波数解析部６４、漏洩検出部６６及び報知情報出力部６８の各々の機能については後述する。

【0027】

図５は、制御装置４６による流体漏洩検出フローの一例を示す図である。
図５に示すように、Ｓ１１において、データ取得部６０は、複数のセンサ４０の各々から、上記発電機出力一定制御の実行中にボイラ４で発生する振動に関する物理量を示す振動データとして、センサ４０の各々が設けられた位置での圧力容器１５の壁１９の振動加速度レベルを示す振動データを取得する。また、データ取得部６０は、上記発電機出力一定制御の実行中に流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量を取得する。

【0028】

Ｓ１２において、周波数解析部６４は、Ｓ１１で複数のセンサ４０から取得した振動データの各々について周波数解析（ＦＦＴ解析）を行い、該振動データの各々における所定の周波数帯の振動加速度レベルをセンサ４０毎（振動データ毎）に算出する。なお、ここでの「所定の周波数帯」とは、例えば火炉２０内の燃焼音やバーナーの噴霧音等の喧騒音（背景音）の周波数よりもある程度高い周波数帯であってもよい。

【0029】

Ｓ１３において、漏洩検出部６６は、Ｓ１２でセンサ４０毎（振動データ毎）に算出した所定の周波数帯の振動加速度レベルが閾値を超えているか否かをセンサ４０毎（振動データ毎）に判定する。Ｓ１３において、少なくとも１つのセンサに対応する振動加速度レベルが閾値を超えていると判定した場合にはＳ１４に移行し、各センサ４０に対応する振動加速度レベルが何れも閾値を超えていないと判定した場合には、漏洩検出部６６は、ボイラ４の伝熱管からの流体（水又は蒸気）の漏洩が発生していないと判定し、Ｓ１１に戻る。

【0030】

Ｓ１４において、漏洩検出部６６は、流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値を超えているか否かを判定する。Ｓ１４において、流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値を超えていると判定した場合には、漏洩検出部６６は、ボイラ４の伝熱管（例えば過熱器３０を構成する伝熱管、節炭器２８を構成する伝熱管又は炉壁管３４等）からの流体（水又は蒸気）の漏洩を検出する（すなわち、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していると判定する）。Ｓ１４において、流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値を超えていないと判定した場合には、ボイラ４の伝熱管からの流体（水又は蒸気）の漏洩が発生していないと判定し、Ｓ１１に戻る。なお、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩の精度良く検出する観点から、漏洩検出部６６は、上記発電機出力一定制御が行われていない期間には、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を検出しないように構成されていてもよい。すなわち、漏洩検出部６６は、上記発電機出力一定制御が行われている期間のデータ（上記振動データ及びボイラ４の給水流量のデータ）のみに基づいて上記Ｓ１３及びＳ１４の判定を行ってもよい。

【0031】

Ｓ１５において、報知情報出力部６８は、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を報知装置７０に出力する。例えば報知装置７０がディスプレイ等の表示装置である場合には、報知情報出力部６８は、上記報知情報を報知装置７０に表示させるための信号を報知装置７０に出力し、報知装置７０（表示装置）は、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報をディスプレイ等に表示してもよい。また、例えば報知装置７０が警報器等である場合には、報知情報出力部６８は、上記報知情報を報知装置７０から音声等として出力させるための信号を報知装置７０に出力し、報知装置７０（警報器等）は、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を音声等によって出力してもよい。

【0032】

図６は、図５のＳ１３及びＳ１４の判定の一例をより具体的に説明するための図であり、図１に示した２つのセンサ４０ａ，４０ｂから取得した振動データの各々における上記所定の周波数帯の振動加速度レベルをそれぞれＬａ，Ｌｂとした場合における、振動加速度レベルＬａ，Ｌｂの各々の時系列データの一例を示している。

【0033】

図６に示す例では、時刻ｔ０から時刻ｔ３までの期間では、制御部６２は、発電機出力一定制御を行っており、具体的には、発電機８の目標出力と発電機出力計４２によって計測した発電機８の出力との偏差に基づいて、発電機８の出力が一定となるように、ボイラ４の給水流量を制御している。また、制御部６２は、時刻ｔ３から時刻ｔ４までは、発電機出力を徐々に低下させ、時刻ｔ４において発電機出力を０にしている。

【0034】

図６に示す例では、時刻ｔ１において、２つのセンサ４０ａ，４０ｂから取得した振動データの各々における上記所定の周波数帯の振動加速度レベルＬａ，Ｌｂが同時に閾値Ｌｔｈを超え、時刻ｔ４よりも後のタイミングまで振動加速度レベルＬａ，Ｌｂが閾値Ｌｔｈを超えている状態が継続する。また、時刻ｔ１の直後の時刻ｔ２において、流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値Ｆｔｈを超え、流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値Ｆｔｈを超えている状態が時刻ｔ３まで継続する。

【0035】

このように、発電機８の出力を一定にする制御が行われている期間（ボイラ４の負荷を一定に制御している期間）中の時刻ｔ２に、上記振動加速度レベルＬａ，Ｌｂの各々が閾値Ｌｔｈよりも大きく且つボイラ４の給水流量が閾値Ｆｔｈよりも大きい状態となる。このため、漏洩検出部６６は、上記所定の周波数帯の振動加速度レベルＬａ，Ｌｂの各々が閾値Ｌｔｈを超え且つボイラ４の給水流量が閾値Ｆｔｈを超えたと判定してボイラ４の伝熱管からの流体（水又は蒸気）の漏洩を検出し、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していること報知するための報知情報を報知情報出力部６８が報知装置７０に出力する。

【0036】

以下、上述した制御装置４６（ボイラ流体漏洩検出装置）が奏する効果について説明する。
上記発電プラント１００では、発電機８の出力が一定となるようにボイラ４の給水流量を制御部６２が制御している状態（例えばボイラ４を定格負荷で運転している状態）において、ボイラ４が備える伝熱管からボイラ４の内部に流体（水又は蒸気）が漏洩すると、ボイラ４の蒸気発生量が低下して発電機８の出力が低下するため、発電機８の出力を確保するためにボイラ４の給水流量を増加させるように制御部６２が給水流量を制御する。

【0037】

したがって、上述の制御装置４６（ボイラ流体漏洩検出装置）のように、ボイラ４で発生する振動に関する物理量を示す振動データと、ボイラ４の給水流量とに基づいて、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を検出することによって、ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データのみによってボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出する場合（例えば特許文献１に記載のチューブリーク検知装置を用いる場合）と比較して、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。

【0038】

また、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を漏洩検出部６６が検出した場合に、ボイラ４の伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を報知情報出力部６８が出力するため、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩が発生した場合にオペレータが報知情報に基づいて必要な対策を速やかにとることが可能となる。

【0039】

また、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩によって生じる振動の振動加速度レベルは、ボイラ４の運転に伴う定常振動（例えば火炉２０内の燃焼音やバーナーの噴霧音等の喧騒音（背景音）の振動）と比較して、比較的高い周波数において大きな値をとるような周波数特性を有している。このため、その周波数特性を考慮して、周波数解析部６４で振動加速度レベルを算出する周波数帯を、火炉２０内の燃焼音の周波数やバーナーの噴霧音等の喧騒音（背景音）よりも高い周波数帯に設定することにより、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。

【0040】

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

【0041】

例えば、上述した実施形態では、制御装置４６は、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩の検出精度を高めるために、周波数解析部６４で上記所定の周波数帯について算出した振動加速度レベルを閾値と比較したが、周波数解析部６４は必須ではなく、制御装置４６は、センサ４０によって検知した振動加速度レベルが閾値を超え且つ流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値を超えた場合に、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を検出してもよい。

【0042】

また、上述した実施形態では、ボイラ流体漏洩検出システム１４は複数のセンサ４０を備えていたが、ボイラ流体漏洩検出システム１４が備えるセンサ４０の数は例えば１つであってもよく、１つ以上であればよい。ボイラ流体漏洩検出システム１４が備えるセンサ４０の数が１つである場合には、例えばそのセンサ４０によって検知した振動加速度レベルが閾値を超え且つ流量計４４によって計測したボイラ４の給水流量が閾値を超えた場合に、ボイラ４の伝熱管からの流体の漏洩を検出してもよい。

【0043】

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

【0044】

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ流体漏洩検出装置（例えば上述の制御装置４６）は、
ボイラ（例えば上述のボイラ４）に設けられたセンサ（例えば上述のセンサ４０）から前記ボイラで発生する振動に関する物理量（例えば上述の振動加速度レベル）を示す振動データを取得し、前記ボイラの給水流量を検出する流量計（例えば上述の流量計４４）から前記給水流量を取得するように構成されたデータ取得部（例えば上述のデータ取得部６０）と、
前記データ取得部によって取得した前記振動データ及び前記給水流量に基づいて、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成された漏洩検出部（例えば上述の漏洩検出部６６）と、
を備える。

【0045】

ボイラの伝熱管からボイラの内部に流体（水又は蒸気）が漏洩すると、その漏洩に起因してその漏洩位置の周囲に振動が発生する。また、ボイラの蒸気発生量を一定にするようにボイラの給水流量が制御される場合（例えばボイラが定格負荷で運転される場合）、ボイラが備える伝熱管からボイラの内部に流体（水又は蒸気）が漏洩すると、ボイラの蒸気発生量が低下するため、ボイラの給水流量を増加させるようにボイラが制御される。例えば、ボイラで発生した蒸気によって発電機に連結された蒸気タービンを回転させるように構成された発電プラントでは、発電機の出力が一定となるようにボイラの給水流量が制御される場合（例えばボイラが定格負荷で運転される場合）において、ボイラが備える伝熱管からボイラの内部に流体（水又は蒸気）が漏洩すると、ボイラの蒸気発生量が低下して発電機の出力が低下するため、発電機の出力を確保するためにボイラの給水流量を増加させるようにボイラが制御される。

【0046】

したがって、上記（１）に記載のように、ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データと、ボイラの給水流量とに基づいて、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出することによって、ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データのみによってボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出する場合（例えば特許文献１に記載のチューブリーク検知装置を用いる場合）と比較して、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。

【0047】

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載のボイラ流体漏洩検出装置において、
前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を前記漏洩検出部が検出した場合に前記ボイラの伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を出力するように構成された報知情報出力部（例えば上述の報知情報出力部６８）を更に備える。

【0048】

上記（２）に記載のボイラ流体漏洩検出装置によれば、ボイラの伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を出力することにより、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩が発生した場合にオペレータが報知情報に基づいて必要な対策を速やかにとることが可能となる。

【0049】

（３）幾つかの実施形態では、上記（１）又は（２）に記載のボイラ流体漏洩検出装置において、
前記漏洩検出部は、前記振動データが示す前記物理量が第１閾値（例えば上述の閾値Ｌｔｈ）を超え、且つ、前記給水流量が第２閾値（例えば上述の閾値Ｆｔｈ）を超えた場合に、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成される。

【0050】

上記（３）に記載のボイラ流体漏洩検出装置によれば、ボイラで発生する振動に関する物理量を示す振動データのみによってボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出する場合（例えば特許文献１に記載のチューブリーク検知装置を用いる場合）と比較して、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。なお、第２閾値は、例えばボイラが定格負荷で正常に運転している場合（ボイラの伝熱管から流体の漏洩が発生していない場合）におけるボイラの給水流量よりも大きな値に設定してもよい。

【0051】

（４）幾つかの実施形態では、上記（３）に記載のボイラ流体漏洩検出装置において、
前記漏洩検出部は、前記振動データが示す前記物理量が前記第１閾値（例えば上述の閾値Ｌｔｈ）を超えていても前記給水流量が前記第２閾値（例えば上述の閾値Ｆｔｈ）を超えていない場合には、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩が発生していないと判定するように構成される。

【0052】

上記（４）に記載のボイラ流体漏洩検出装置によれば、振動データが示す物理量が第１閾値を超えていても給水流量が第２閾値を超えていない場合には、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩とは無関係な振動に起因して上記物理量が第１閾値を超えたと考えられるため、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩が発生していないと漏洩検出部が判定することにより、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩の有無を精度良く判定することができる。なお、漏洩検出部がボイラの伝熱管からの流体の漏洩が発生していないと判定した場合（すなわち振動データが示す物理量が第１閾値を超えていても給水流量が第２閾値を超えていない場合）には、上記（２）に記載の報知情報出力部は、ボイラの伝熱管から流体が漏洩していることを報知するための報知情報を出力しないように構成される。

【0053】

（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかに記載のボイラ流体漏洩検出装置において、
前記データ取得部によって取得した前記振動データについて周波数解析を行い、前記振動データにおける所定の周波数帯の振動加速度レベルを算出する周波数解析部（例えば上述の周波数解析部６４）を更に備え、
前記漏洩検出部は、前記所定の周波数帯の前記振動加速度レベルが第１閾値（例えば上述の閾値Ｌｔｈ）を超え且つ前記給水流量が第２閾値（例えば上述の閾値Ｆｔｈ）を超えた場合に、前記ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を検出するように構成される。

【0054】

上記（５）に記載のボイラ流体漏洩検出装置によれば、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩に起因するボイラの振動の振動加速度レベルは、ボイラの運転に伴う定常振動と比較して、比較的高い周波数において大きな値をとるような周波数特性を有している。このため、その周波数特性を考慮して上記所定の周波数帯をボイラの運転に伴う定常振動よりも比較的高い周波数帯（例えば火炉内の燃焼音の周波数やバーナーの噴霧音等の喧騒音（背景音）よりも高い周波数帯）に設定することにより、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。

【0055】

（６）本開示の少なくとも一実施形態に係るボイラ流体漏洩検出システムは、
上記（１）乃至（５）の何れか１項に記載のボイラ流体漏洩検出装置と、前記センサと、を備える。

【0056】

上記（６）に記載のボイラ流体漏洩検出システムによれば、上記（１）乃至（５）の何れかに記載のボイラ流体漏洩検出装置を備えるため、ボイラの伝熱管からの流体の漏洩を精度良く検出することができる。

【0057】

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）に記載のボイラ流体漏洩検出システムにおいて、
前記センサは、前記ボイラの外側に設けられる。

【0058】

上記（７）に記載のボイラ流体漏洩検出システムによれば、センサをボイラの外側に配置することにより、ボイラの内部の高温に起因してセンサが破損することを抑制することができる。

【符号の説明】

【0059】

２ ボイラ流体漏洩システム
４ ボイラ
６ 蒸気タービン
８ 発電機
１０ 復水器
１２ 給水ポンプ
１４ ボイラ流体漏洩検出システム
１５ 圧力容器
１６ 給水ライン
１９，２３ 壁
２０ 火炉
２１ 炉壁
２２ 煙道
２４ 気水分離器
２６ 水ドラム
２８ 節炭器
３０ 過熱器
３２ ボイラ循環ポンプ
３４ 炉壁管
３５ 降水管
４０，４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄ，４０ｅ，４０ｆ，４０ｇ，４０ｈ センサ
４２ 発電機出力計
４４ 流量計
４６ 制御装置
５２ フィン
５４ 保温材
５６ 外装板
５８ 導波棒
６０ データ取得部
６２ 制御部
６４ 周波数解析部
６６ 漏洩検出部
６８ 報知情報出力部
７０ 報知装置
７２ プロセッサ
７４ ＲＡＭ
７６ ＲＯＭ
７８ ＨＤＤ
８０ 入力Ｉ／Ｆ
８２ 出力Ｉ／Ｆ
８４ バス
１００ 発電プラント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】