特許 7000166 熱交換器のリーク検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-27

(45)【発行日】2022-01-19

(54)【発明の名称】熱交換器のリーク検知方法

(51)【国際特許分類】

   F28F 11/00 20060101AFI20220112BHJP

   F28F 1/00 20060101ALI20220112BHJP

   F28F 9/02 20060101ALI20220112BHJP

【ＦＩ】

F28F11/00 A

F28F1/00 D

F28F9/02 J

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018001928

(22)【出願日】2018-01-10

(65)【公開番号】P2019120465

(43)【公開日】2019-07-22

【審査請求日】2020-12-10

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱パワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】小田 拓央

(72)【発明者】

【氏名】石黒 達男

(72)【発明者】

【氏名】近藤 喜之

(72)【発明者】

【氏名】原 伸英

(72)【発明者】

【氏名】笠原 二郎

(72)【発明者】

【氏名】鴨 和彦

(72)【発明者】

【氏名】平岡 賢

【審査官】古川 峻弘

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２８０８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５５－０９８３２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０９８６９４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２８Ｆ １／００，９／０２，１１／００

Ｆ２８Ｄ ７／００－７／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一伝熱面を有し、第一の流体が流通する第一流通部と、
前記第一伝熱面と対向する第二伝熱面を有し、前記第一伝熱面との間が不活性空間とされ、前記第一の流体と異なる第二の流体が流通する第二流通部と、を備える熱交換器のリーク検知方法であって、
前記不活性空間の圧力を測定する圧力測定工程と、
前記不活性空間の温度を取得し、前記温度に基づいて閾値を算出する閾値算出工程と、
前記圧力が前記閾値よりも大きい場合に、リークが発生したと判定するリーク判定工程と、を有し、
前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、に基づいて算出される熱交換器のリーク検知方法。

【請求項2】

前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、の平均とする請求項１に記載の熱交換器のリーク検知方法。

【請求項3】

前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、の平均に時間遅れを加味した係数を乗じることで算出される請求項１に記載の熱交換器のリーク検知方法。

【請求項4】

前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度に加えて、前記第二の流体の流量、及びケーシングの熱容量に基づいて算出される請求項１に記載の熱交換器のリーク検知方法。

【請求項5】

前記熱交換器は、
前記第一の流体が供給される第一供給口、及び前記第一の流体が排出される第一排出口を有する筒状のケーシングと、
前記ケーシングの内部空間を通過するように延びるとともに、内側に前記第二の流体が流通する内管と、
前記内部空間を通過するように、前記内管を内側に収容して前記内管の延在方向に延びるとともに、前記内管との間が不活性空間とされた外管と、を有し、
前記第一伝熱面は、前記外管の内周面であり、
前記第二伝熱面は、前記内管の外周面である請求項１から４のいずれか一項に記載の熱交換器のリーク検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、熱交換器のリーク検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、ガスタービンでは、翼を冷却する空気と、燃料ガスとの間で熱交換器を用いて熱交換を行い、省エネルギー化を図っている（例えば、特許文献１参照）。
熱交換器としては、例えば、シェルアンドチューブ式と呼ばれる多管式熱交換器が知られている。多管式熱交換器は、筒状のケーシングと、ケーシングの内部にケーシングの軸線と平行に配置された複数の伝熱管を有している。
上記した熱交換器では、伝熱管に高温の燃料ガスを通過させ、管板間に空気を通過させることによって熱交換を実施している。

【0003】

また、熱交換器としては、複数のプレートを有し、各々のプレート間に形成された流路に高温流体と低温流体とを流して熱交換するプレート式熱交換器が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２９６０９０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記構造の熱交換器の運用に際しては、伝熱管の劣化などによる気体のリークを如何に早期に検知するかが課題となっている。

【0006】

この発明は、第一の流体が流通する第一流通部と、第一の流体と異なる第二の流体が流通する第二流通部とを備える熱交換器において、気体のリークを早期に検知可能な熱交換器のリーク検知方法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】

【0007】

本発明の第一の態様によれば、熱交換器のリーク検知方法は、第一伝熱面を有し、第一の流体が流通する第一流通部と、前記第一伝熱面と対向する第二伝熱面を有し、前記第一伝熱面との間が不活性空間とされ、前記第一の流体と異なる第二の流体が流通する第二流通部と、を備える熱交換器のリーク検知方法であって、前記不活性空間の圧力を測定する圧力測定工程と、前記不活性空間の温度を取得し、前記温度に基づいて閾値を算出する閾値算出工程と、前記圧力が前記閾値よりも大きい場合に、リークが発生したと判定するリーク判定工程と、を有し、前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、に基づいて算出される。

【0008】

このような構成によれば、不活性空間の温度及び圧力に基づいて、リークを早期に検知することができる。また、不活性空間の圧力及び温度を連続して取得することにより、熱交換器の運転中でもリークを検知することができる。

【0009】

上記熱交換器のリーク検知方法において、前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、の平均としてよい。
上記熱交換器のリーク検知方法において、前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度と、の平均に時間遅れを加味した係数を乗じることで算出されてもよい。
上記熱交換器のリーク検知方法において、前記閾値算出工程では、前記温度は、前記第一流通部に供給される第一の流体の温度と、前記第一流通部から排出される第一の流体の温度と、前記第二流通部に供給される第二の流体の温度と、前記第二流通部から排出される前記第二の流体の温度に加えて、前記第二の流体の流量、及びケーシングの熱容量に基づいて算出されてもよい。

【0010】

このような構成によれば、不活性空間の温度の測定が難しい場合においても、リークを検知することができる。

【0011】

上記熱交換器のリーク検知方法において、前記熱交換器は、前記第一の流体が供給される第一供給口、及び前記第一の流体が排出される第一排出口を有する筒状のケーシングと、前記ケーシングの内部空間を通過するように延びるとともに、内側に前記第二の流体が流通する内管と、前記内部空間を通過するように、前記内管を内側に収容して前記内管の延在方向に延びるとともに、前記内管との間が不活性空間とされた外管と、を有し、前記第一伝熱面は、前記外管の内周面であり、前記第二伝熱面は、前記内管の外周面であってよい。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、不活性空間の温度及び圧力に基づいて、リークを早期に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の第一実施形態の熱交換器の断面図である。

【図2】本発明の第一実施形態の熱交換器の制御装置のリーク検知部について説明するグラフである。

【図3】本発明の第一実施形態の熱交換器のリーク検知方法を説明するフローチャートである。

【図4】本発明の第二実施形態の熱交換器の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態の熱交換器のリーク検知方法について図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態の熱交換器は、シェルアンドチューブ式と呼ばれる多管式熱交換器である。熱交換器は、ケーシングの内部に複数の伝熱管を収容して、伝熱管の内側と外側とに異なる温度の流体を流すことで熱交換を行う。
本実施形態の熱交換器は、ガスタービンにおいて、燃料ガスと、冷却に用いられる空気との間で熱交換を行い、燃料ガスを加熱するとともに、空気を冷却する。ただし、熱交換器の用途はこれに限ることはない。

【0015】

図１に示すように、熱交換器１は、ケーシング２と、ケーシング２内に配置され、伝熱管として機能する複数の内管３と、及び内管３を内側に収容した複数の外管４と、を有している。本実施形態の熱交換器１の伝熱管の一部は二重管である。なお、図１には、１本の内管３と、２本の外管４のみ示すが、本実施形態の熱交換器１は、複数の内管３と複数の外管４を有している。

【0016】

ケーシング２は、ドーム形状（半球形状）の第一ドーム部５と、筒状の筒部７と、ドーム形状の第二ドーム部６と、を有している。第一ドーム部５は、筒部７に筒部７の一端を封止するように接続され、第二ドーム部６は、筒部７に筒部７の他端を封止するように接続されている。

【0017】

第一ドーム部５と筒部７とは、第一管板９で仕切られており、第一ドーム部５と第一管板９とによって燃料ガス室１２が形成されている。燃料ガス室１２は、仕切板１６によって第一燃料ガス室１２ａと第二燃料ガス室１２ｂとに仕切られている。
第二ドーム部６と筒部７とは、第三管板１１で仕切られており、第二ドーム部６と第三管板１１とによって第一窒素ガス室１３が形成されている。

【0018】

第一管板９、筒部７、及び第二管板１０によって形成される空間は、第二管板１０によって仕切られている。第二管板１０は、第一管板９と第二管板１０との距離が、第二管板１０と第三管板１１との距離よりも小さくなるように配置されている。
筒部７と第一管板９と第二管板１０とによって第二窒素ガス室１４が形成されている。
筒部７と、第二管板１０と、第三管板１１と、複数の外管４によって空気Ａ（第一の流体）が導入される空気室１５（第一流通部）が形成されている。

【0019】

第一ドーム部５には、第一燃料ガス室１２ａに燃料ガスＦＧ（第二の流体）を供給する燃料ガス供給口１８と、第二燃料ガス室１２ｂから燃料ガスＦＧを排出する燃料ガス排出口１９とが形成されている。
筒部７には、空気室１５に空気Ａを供給する空気供給口２０（第一供給口）と、空気室１５から空気Ａを排出する空気排出口２１（第一排出口）とが形成されている。また、筒部７には、第二窒素ガス室１４から窒素ガスＮＧを排出する窒素ガス排出口２３が形成されている。
第二ドーム部６には、第一窒素ガス室１３に窒素ガスＮＧを供給する窒素ガス供給口２２が形成されている。

【0020】

外管４は、空気室１５内に、筒部７の軸線方向Ｄ（以下、単に軸線方向Ｄと言う。）に延びて第一窒素ガス室１３と第二窒素ガス室１４とを接続する配管である。外管４の一端は、第二管板１０に接続され、外管４の他端は、第三管板１１に接続されている。外管４の内側の空間を介して、第一窒素ガス室１３と第二窒素ガス室１４とは連通する。
外管４の内周面４ｓ（第一伝熱面）は、空気室１５の伝熱面として機能する。

【0021】

内管３は、Ｕ字型の配管である。内管３の一端３ａ及び内管３の他端３ｂは、第一管板９に接続されている。内管３は、第一燃料ガス室１２ａ内の燃料ガスＦＧが内管３の一端３ａを介して内管３の内側に流通し、内管３の他端３ｂを介して第二燃料ガス室１２ｂに排出されるように配置されている。

【0022】

内管３は、直線状の第一直線部２５及び第二直線部２６と、第一窒素ガス室１３内で第一直線部２５と第二直線部２６とを接続する弧状のベンド部２７と、を有している。第一直線部２５と第二直線部２６とは、外管４の内側に収容されるようにして延在している。これにより、内管３の外周面（第二伝熱面）と、外管の内周面（第一伝熱面）とは対向するように配置される。
ベンド部２７は、第一窒素ガス室１３内に配置されている。外管４は、空気室１５（ケーシング２の内部空間）を通過するように、内管３を内側に収容して内管３の延在方向である軸線方向Ｄに延びている。
内管３の内側ＩＳ（第二流通部）は、燃料ガスＦＧとは異なる第二の流体である空気Ａが流通し、内管３の外周面（第二伝熱面）は、伝熱面として機能する。

【0023】

外管４の外径は、例えば、内管３の外径の１．１倍から１．２倍とすることができる。外管４の外径は、内管３の外周面と外管４の内周面との間に所定の空間が形成されるように設定されている。
空気室１５には、空気室１５の空気Ａの流れが外管４にできるだけ等しく当たるように、複数のバッフルプレート２８が設けられている。バッフルプレート２８は、外管４を支持する支持部材としても機能する。

【0024】

本実施形態の熱交換器１は、複数の温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４と、圧力センサＰＳと、制御装置６０と、を有している。
熱交換器１は、燃料ガス供給口１８の内部を流れる気体の温度Ｔ１を測定する第一温度センサＴＳ１と、燃料ガス排出口１９の内部を流れる気体の温度Ｔ２を測定する第二温度センサＴＳ２と、空気供給口２０の内部を流れる気体の温度Ｔ３を測定する第三温度センサＴＳ３と、空気排出口２１の内部を流れる気体の温度Ｔ４を測定する第四温度センサＴＳ４と、を有している。

【0025】

熱交換器１は、第一窒素ガス室１３内の気体の圧力Ｐを測定する圧力センサＰＳを有している。
温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４によって測定された温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、及び圧力センサＰＳによって測定された圧力Ｐは、制御装置６０に送信される。

【0026】

制御装置６０は、温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４によって測定された温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４、及び圧力センサＰＳによって測定された圧力Ｐに基づいて、リークを検知するリーク検知部６１を有している。ここで言うリークは、劣化等により伝熱管を構成する内管３又は外管４に生じたリークである。

【0027】

リーク検知部６１は、リーク検知の基準となる閾値Ｌを算出する数式（１）を記憶している。
Ｌ＝１．１×（Ｒ／Ｖ）×Ｔ ・・・（１）
数式（１）は、理想気体の状態方程式ＰＶ＝ＲＴによる直線Ｐ＝（Ｒ／Ｖ）×Ｔに基づく式である。ここで、係数Ｒは、モル気体定数であり、Ｖは熱交換器１の仕様によって決定する体積である。即ち、Ｒ／Ｖは一定である。また、温度Ｔは、不活性空間ＮＡの温度である。

【0028】

リーク検知部６１は、温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４によって測定された温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に基づいて不活性空間ＮＡの温度Ｔを取得する機能を有している。本実施形態のリーク検知部６１は、以下の数式（２）により、不活性空間ＮＡの温度Ｔを推定することにより、温度Ｔを取得する。
Ｔ ＝ （Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）／４ ・・・（２）
即ち、本実施形態の制御装置６０は、不活性空間ＮＡの温度Ｔは、温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の平均としている。

【0029】

リークが発生した場合は、内管３の外周面と外管４の内周面との間の空間、即ち、不活性空間ＮＡの圧力が上昇するため、不活性空間Ａによりリークを検知することができる。
リーク検知部６１は、数式（２）により取得した温度Ｔ、及び数式（１）により、温度Ｔの場合の閾値Ｌを決定する。リーク検知部６１は、圧力センサＰＳによって測定された圧力Ｐと閾値Ｌとを比較し、圧力Ｐが閾値Ｌよりも大きい場合に、気体のリークが発生していると判定する機能を有している。

【0030】

リーク検知部６１について、図２に示すグラフを用いて説明する。一点鎖線で示す直線は、理想気体の状態方程式による直線であり、理想気体の状態方程式ＰＶ＝ＲＴによる直線Ｐ＝（Ｒ／Ｖ）×Ｔである。直線Ｌは、数式（１）による直線であり、温度Ｔと閾値Ｌとの関係式である。
温度Ｔ、及び圧力Ｐによりプロットされる点が直線Ｌよりも下にある場合、圧力Ｐは通常の値であると判定される。温度Ｔ、及び圧力Ｐによりプロットされる点が直線Ｌよりも上にある場合、圧力Ｐは異常な値であると判定され、リークが発生していると判定される。

【0031】

次に、本実施形態の熱交換器１の作用について説明する。
第一窒素ガス室１３には、図示しない窒素ガス供給装置から窒素ガス供給口２２を介して窒素ガスＮＧが供給される。第一窒素ガス室１３に供給された窒素ガスＮＧは、内管３の外周面と外管４の内周面との間の空間に流入した後、第二窒素ガス室１４に導入され、窒素ガス排出口２３から排出される。
第一窒素ガス室１３内、第二窒素ガス室１４内、及び内管３の外周面と外管４の内周面との間の空間は、不活性ガスである窒素ガスＮＧで満たされた不活性空間ＮＡとなる。

【0032】

燃料ガス供給口１８を介して第一燃料ガス室１２ａに燃料ガスＦＧが供給されると、燃料ガスＦＧは、内管３の一端３ａから内管３の内側に流入した後、内側の他端３ｂから第二燃料ガス室１２ｂに導入されて燃料ガス排出口１９から排出される。
空気供給口２０を介して空気室１５に空気Ａが供給されると、空気Ａはバッフルプレート２８に衝突しながら、空気室１５内を流れた後、空気排出口２１から排出される。
この間、燃料ガスＦＧと空気Ａとの間で窒素ガスＮＧを介して熱交換が行われ、燃料ガスＦＧが加熱されるとともに、空気Ａが冷却される。

【0033】

次に、本実施形態の熱交換器のリーク検知方法について説明する。
熱交換器のリーク検知方法は、不活性空間ＮＡの圧力Ｐを測定する圧力測定工程Ｓ１と、不活性空間ＮＡの温度Ｔを取得して数式（１）により閾値Ｌを算出する閾値算出工程Ｓ２と、比較工程Ｓ３と、リーク判定工程Ｓ４と、を有している。

【0034】

圧力測定工程Ｓ１では、圧力センサＰＳを用いて不活性空間ＮＡの実際の圧力である圧力Ｐを測定する。圧力Ｐは制御装置６０に送信される。

【0035】

閾値算出工程Ｓ２では、温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４を用いて燃料ガス供給口１８の内部を流れる気体の温度Ｔ１と、燃料ガス排出口１９の内部を流れる気体の温度Ｔ２と、空気供給口２０の内部を流れる気体の温度Ｔ３と、空気排出口２１の内部を流れる気体の温度Ｔ４が測定される。温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は制御装置６０に送信される。
制御装置６０は、リーク検知部６１に記憶された数式（２）を用いて温度Ｔを取得し、数式（１）を用いて閾値Ｌを算出する。

【0036】

比較工程Ｓ３では、圧力Ｐが閾値Ｌよりも大きいか否かを判定する。
圧力Ｐが閾値Ｌよりも大きい場合、リーク判定工程Ｓ４にてリークが発生したと判定する。

【0037】

上記実施形態によれば、不活性空間ＮＡの温度Ｔ及び圧力Ｐに基づいて、リークを早期に検知することができる。また、不活性空間ＮＡの圧力Ｐ及び温度Ａを連続して取得することにより、熱交換器１の運転中でもリークを検知することができる。
また、不活性空間ＮＡの温度Ｔを温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の平均として取得することによって、不活性空間ＮＡの温度の測定が難しい場合においても、リークを検知することができる。

【0038】

また、燃料ガスＦＧが供給される空間と空気Ａが供給される空間との間に、不活性空間ＮＡである窒素ガス空間が存在することによって、燃料ガスＦＧと空気Ａとの混合を防止することができる。即ち、内管３と外管４の一方に不具合が発生して流体が漏れた場合においても、内管３と外管４との間が不活性空間ＮＡとされていることによって、燃料ガスＦＧと空気Ａとが混合して爆発する等の不具合を防止することができる。

【0039】

また、内管３のうちベンド部２７が固定されていないため、内管３に発生する熱応力を発生させない構造とすることができる。

【0040】

なお、上記実施形態では、温度Ｔを温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４の平均から取得する構成としたがこれに限ることはない。例えば、熱交換器の理論に基づいて上記平均に、時間遅れを加味した係数を乗じてもよいし、気体の流量やケーシングの熱容量などを用いて推定精度を高めてもよい。

【0041】

また、上記実施形態では、第一の流体を燃料ガスＦＧ、第二の流体を空気Ａとしたが、これに限ることはなく、例えば、第一の流体が酸化剤に、第二の流体が還元剤に該当する場合に適用することができる。
また、上記実施形態では、内管３と内管３と外管４との間を窒素ガスＮＧで満たす構成としたが、内管３と内管３と外管４との間は不活性空間ＮＡであればよく、例えば、内管３と内管３と外管４との間を真空にしてもよい。

【0042】

〔第二実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態の熱交換器について図面を参照して詳細に説明する。
図４に示すように、本実施形態の熱交換器１Ｂは、プレート式熱交換器である。本実施形態の熱交換器１Ｂは、ケーシング５０と、燃料ガスＦＧが流通する燃料ガス流通部５５と、空気Ａが流通する空気流通部５６と、を有している。燃料ガス流通部５５と空気流通部５６とは、複数のプレート５１，５２，５３，５４によってケーシング２内に区画された部位である。

【0043】

燃料ガス流通部５５は、第一プレート５１と第一プレート５１と対向する第二プレート５２によって形成されている。燃料ガス流通部５５には、燃料ガス供給口１８Ｄを介して燃料ガスＦＧが供給され、燃料ガス排出口１９Ｄを介して燃料ガスＦＧが排出される。

【0044】

空気流通部５６は、第三プレート５３と、第三プレート５３と対向する第四プレート５４によって形成されている。空気流通部５６には、空気供給口２０Ｄを介して空気Ａが供給され、空気排出口２１Ｄを介して空気Ａが排出される。

【0045】

各々のプレート５１，５２，５３，５４は、熱伸び差を吸収するような形状をなしている。本実施形態のプレート５１，５２，５３，５４は、波形状である。更に詳しくは、プレート５１，５２，５３，５４は、正弦波形状をなしている。なお、プレート５１，５２，５３，５４の形状は、熱伸び差を吸収するような形状であればよく、例えば、矩形波形状としてもよい。

【0046】

燃料ガス流通部５５の第二プレート５２と、空気流通部５６の第三プレート５３とは、対向して配置されている。即ち、第二プレート５２と第三プレート５３は、共通のプレートではなく、第二プレート５２と第三プレート５３とは、間隔を開けて配置されている。

【0047】

第二プレート５２の第三プレート５３との間には、窒素ガス供給口２２Ｄを介して窒素ガスＮＧが供給されている。即ち、第二プレート５２と第三プレート５３との間は、不活性空間ＮＡとされている。また、第二プレート５２と第三プレート５３との間からは、窒素ガス排出口２３Ｄを介して窒素ガスＮＧが排出される。

【0048】

本実施形態の熱交換器１Ｂは、第一実施形態の熱交換器１と同様に、複数の温度センサＴＳ１，ＴＳ２，ＴＳ３，ＴＳ４と、圧力センサＰＳと、制御装置と、を有している。制御装置は、第一実施形態の制御装置６０と同様の機能を有している。

【0049】

上記実施形態によれば、プレート式熱交換器においても、不活性空間ＮＡの温度Ｔ及び圧力Ｐに基づいて、リークを早期に検知することができる。
また、燃料ガスＦＧが供給される空間と空気Ａが供給される空間との間に、不活性空間ＮＡである窒素ガス空間が存在することによって、燃料ガスＦＧと空気Ａとの混合を防止することができる。即ち、プレート５１，５２，５３，５４に不具合が発生して流体が漏れた場合においても、燃料ガス流通部５５と空気流通部５６との間が不活性空間ＮＡとされていることによって、燃料ガスＦＧと空気Ａとが混合して爆発する等の不具合を防止することができる。
また、プレート５１，５２，５３，５４が波形状とされていることによって、伝熱が促進されるのみならず、熱伸び差を吸収することができる。

【0050】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【符号の説明】

【0051】

１，１Ｂ 熱交換器
２ ケーシング
３ 内管
３ｓ 内管の外周面
４ 外管
４ｓ 外管の内周面
５ 第一ドーム部
６ 第二ドーム部
７ 筒部
９ 第一管板
１０ 第二管板
１１ 第三管板
１２ 燃料ガス室
１２ａ 第一燃料ガス室
１２ｂ 第二燃料ガス室
１３ 第一窒素ガス室
１４ 第二窒素ガス室
１５ 空気室
１６ 仕切板
１８ 燃料ガス供給口
１９ 燃料ガス排出口
２０ 空気供給口
２１ 空気排出口
２２ 窒素ガス供給口
２３ 窒素ガス排出口
２５ 第一直線部
２６ 第二直線部
２７ ベンド部
２８ バッフルプレート
５０ ケーシング
５１ 第一プレート
５２ 第二プレート
５３ 第三プレート
５４ 第四プレート
５５ 燃料ガス流通部
５６ 空気流通部
６０ 制御装置
６１ リーク検出部
Ａ 空気
ＩＳ 内管の内側
ＰＳ 圧力センサ
ＴＳ 温度センサ
ＦＧ 燃料ガス
ＮＡ 不活性空間
ＮＧ 窒素ガス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】