CN105102766A - 蒸汽轮机 - Google Patents

Abstract

蒸汽轮机(10)具有：涡轮主体，其具有被支承为能够旋转的叶片；蒸汽流路，其与涡轮主体连接而供蒸汽流通；调节阀，其通过进行直线运动来调节蒸汽流路的开闭；开闭驱动机构(15)，其驱动调节阀；电子调节器(17)，其至少控制开闭驱动机构；以及控制器单元(35)，其控制开闭驱动机构的动作，其中，开闭驱动机构具有：电动马达(26)，其被供给电力而进行旋转；转换机构，其将电动马达的旋转运动转换为调节阀的直线运动；以及制动器(28)，其通过工作而对电动马达的旋转运动进行制动，控制器单元与电子调节器中的至少一方在电动马达与控制器单元中的至少一方发生故障时，进行使制动器工作从而保持调节阀的位置的控制。

Description

蒸汽轮机

技术领域

本发明涉及通过蒸汽进行旋转驱动的蒸汽轮机。

背景技术

蒸汽轮机用于机械驱动用等，具备涡轮主体，该涡轮主体具有被支承为能够旋转的转子。而且，通过向该涡轮主体供给作为工作流体的蒸汽从而旋转驱动转子。在蒸汽轮机中，向涡轮主体供给的蒸汽、从涡轮主体抽出的蒸汽在蒸汽流路中流动。在该蒸汽流路中设置有调节阀，通过具备调节阀的开闭驱动机构调节蒸汽流路的开闭，由此调节蒸汽的流量(例如，参照专利文献1)。

而且，一般来说，该调节阀的驱动为使用液压伺服机构经由固定有调节阀的一端部的杆来开闭调节阀的结构。另一方面，还已知使用以省空间化等为目的的电动致动器来操作杆的机构。

另外，作为双重安全装备(Failsafe)的功能，还已知在停电时、控制开闭驱动机构的电子调节器发生故障时，例如利用拉伸螺旋弹簧的作用力来操作杆从而强制地关闭调节阀的功能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-19006号公报

但是，当因电动致动器、附属于该电动致动器的控制器单元的故障导致蒸汽轮机的运转停止时，需要对蒸汽轮机进行再起动。由于蒸汽轮机的停止·再起动需要大量的费用和时间，因此希望即使在电动致动器、控制器单元发生故障的情况下，也无需使蒸汽轮机停止的系统。

发明内容

本发明提供一种即使在电动致动器、控制器单元发生故障的情况下，蒸汽轮机的运转也不停止的蒸汽轮机。

用于解决课题的手段

本发明的第一方式的蒸汽轮机具有：涡轮主体，其具有被支承为能够旋转的叶片；蒸汽流路，其与所述涡轮主体连接且供作为工作流体的蒸汽流通；调节阀，其通过进行直线运动来调节所述蒸汽流路的开闭；开闭驱动机构，其驱动所述调节阀；电子调节器，其至少控制所述开闭驱动机构；以及控制器单元，其控制所述开闭驱动机构的动作，其中，所述开闭驱动机构具有：电动马达，其被供给电力而进行旋转；转换机构，其将所述电动马达的旋转运动转换为所述调节阀的直线运动；以及制动器，其对所述电动马达的旋转运动进行制动，所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方发生故障时，进行如下控制：使所述制动器工作而对所述电动马达的旋转运动进行制动，保持所述调节阀的位置。

根据上述结构，即使在电动马达与控制器单元发生故障时仍保持调节阀的阀开度，因此能够不使蒸汽轮机的运转停止地运用蒸汽轮机。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述制动器通过无停电电源而被供给电力，且构成为通过被切断向该制动器供给的电力而工作，从而对所述电动马达的旋转运动进行制动，所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方发生故障时切断向所述制动器供给的电力。

根据上述结构，利用无停电电源供给通向制动器的电力，从而能够防止因停电等导致制动器误工作。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述蒸汽轮机具备限制传感器，该限制传感器检测超过规定范围地驱动了所述调节阀这一情况，所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述限制传感器检测到所述调节阀的超过规定范围的驱动的情况下，进行如下控制：使所述制动器工作而对所述电动马达的旋转运动进行制动，保持所述调节阀的位置。

根据上述结构，能够防止在因控制器单元的控制异常等导致将调节阀驱动至计划值以上的情况下，过多的蒸汽流入涡轮主体。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述蒸汽轮机具备限制构件，该限制构件机械式地限制所述调节阀的驱动。

根据上述结构，在因控制器单元的控制异常等导致将调节阀驱动至计划值以上的情况下，能够防止过多的蒸汽流入涡轮主体。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述转换机构具备：滚珠丝杠，其被所述电动马达旋转驱动；以及螺母，其与所述滚珠丝杠螺合并且与所述调节阀连接。

根据上述结构，随着滚珠丝杠的旋转，与其螺合的螺母沿着滚珠丝杠进行直线运动，与该螺母连接的调节阀也进行直线运动。由此，通过滚珠丝杠与螺母这种简单的结构，能够将电动马达的旋转运动转换为调节阀的直线运动。另外，通过将开闭驱动机构形成为简单的结构，能够减小其设置空间。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述蒸汽轮机还具备备用控制器单元，该备用控制器单元在所述控制器单元发生故障时，控制所述开闭驱动机构的动作。

根据上述结构，即使在控制器单元发生故障时，备用控制器单元也会代替控制器单元而控制开闭驱动机构的动作，因此能够实现蒸汽轮机的连续运转。由此，能够实现可靠性高的蒸汽轮机的运转。

在上述蒸汽轮机中，优选为，所述蒸汽轮机还具备备用开闭驱动机构，该备用开闭驱动机构在所述开闭驱动机构发生故障时驱动所述调节阀。

根据上述结构，即使在开闭驱动机构发生故障时，备用开闭驱动机构也会代替开闭驱动机构而驱动调节阀，因此能够实现蒸汽轮机的连续运转。由此，能够实现可靠性高的蒸汽轮机的运转。

在上述蒸汽轮机中，优选为，通过电子调节器来检测所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方的故障。

发明效果

根据本发明，即使在电动马达和控制器单元发生故障时仍保持调节阀的阀开度，因此能够不使蒸汽轮机的运转停止地运用蒸汽轮机。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的蒸汽轮机的结构的示意图。

图2是表示开闭驱动机构的周边的概要立体图。

图3是表示电动致动器的内部结构的概要剖视图。

图4是表示电动致动器的周边的概要立体图。

图5是表示联轴器的结构的概要主视图。

图6是表示锁定机构的结构的概要俯视图。

图7是表示限位开关单元与上升量检测装置的结构的概要主视图。

图8是表示第一实施方式的蒸汽轮机中的电动致动器的控制的示意图。

图9是表示第一实施方式的变形例的蒸汽轮机中的电动致动器的控制的示意图。

图10是表示第一实施方式的变形例的蒸汽轮机中的电动致动器的控制的示意图。

具体实施方式

(第一实施方式)

参照附图对本发明的第一实施方式的蒸汽轮机进行说明。图1是表示第一实施方式的蒸汽轮机10的结构的示意图。

如图1所示，本实施方式的蒸汽轮机10具备：涡轮主体11、供作为工作流体的蒸汽流通的蒸汽流路12、调节阀13、杆构件14、开闭驱动机构15、锁定机构16(在图4以及图6中示出)、以及控制开闭驱动机构15的电子调节器17。

(涡轮主体)

涡轮主体11具有：筒状的外壳111、设置于外壳111上的轴承112、以能够旋转的方式支承于轴承112且配设于外壳111内部的转子113、以及检测该转子113的旋转速度的速度检测传感器114。而且，转子113具备旋转轴115和固定于该旋转轴115上的叶片116。这样构成的叶片116通过蒸汽而旋转，并通过其旋转力来驱动压缩机18。

(蒸汽流路)

蒸汽流路12是向涡轮主体11供给蒸汽的流路。蒸汽流路12从其蒸汽导入口121导入蒸汽，并且其蒸汽供给口122与涡轮主体11连接。另外，在蒸汽导入口121与蒸汽供给口122之间设置有缩窄蒸汽流路12的流路宽度而形成的节流孔123。

需要说明的是，在本实施方式中，作为本发明的“蒸汽流路”，以供向涡轮主体11供给的蒸汽流通的流路为例来进行说明，但蒸汽流路12不限于此，例如也可以是供从涡轮主体11抽出的蒸汽流通的流路。

(调节阀)

调节阀13是调节向涡轮主体11供给的蒸汽的量的阀。该调节阀13是在棒状的臂构件131的一端部设置有大致半圆形状的密封构件132的构件，臂构件131的另一端部固定于所述杆构件14的长度方向中间部。根据这样构成的调节阀13，随着臂构件131沿着蒸汽流路12进行直线运动，其前端部的密封构件132与蒸汽流路12的节流孔123嵌合或者分离。由此，节流孔123的开口直径变化，从而经由该节流孔123供给至涡轮主体11的蒸汽的流量变化。

以下，将调节阀13的密封构件132从蒸汽流路12的节流孔123分离称为上升，将开闭驱动机构的计划值中的最大的上升量设为上升量100％，将调节阀的密封构件132与节流孔123嵌合的状态设为上升量0％。

(杆构件)

杆构件14是将开闭驱动机构15的输出向调节阀13传递的构件。该杆构件14的长度方向基端部被支承为能够转动，并且，在其长度方向前端部固定有杆侧连杆19的一端部。另外，如上所述，在杆构件14的长度方向中间部固定有构成调节阀13的臂构件131的另一端部。此外，在杆构件14的比臂构件131的固定位置靠前端侧的位置，安装有作为强制地关闭调节阀13的强制关闭机构的拉伸弹簧20的一端。该拉伸弹簧20的另一端被固定为无法移动，在未作用有外力的状态下，对杆构件14向使其沿图1中的逆时针方向转动的方向施加牵引力。

(开闭驱动机构)

开闭驱动机构15是驱动调节阀13的机构。该开闭驱动机构15具有：固定地设置的一对托架21、被这些托架21支承为能够转动的保持构件22、以及被该保持构件22保持的电动致动器23。

图2是表示开闭驱动机构15的周边的概要立体图。需要说明的是，在图2中，对于涡轮主体11等省略大致图示。构成开闭驱动机构15的一对托架21具有剖面大致L字形状，分别以固定于接近轴承罩24而设置的台座25之上的方式设置。这里，轴承罩24是收容轴承112的构件，该轴承112将图1所示的转子113的旋转轴115支承为能够旋转。

构成开闭驱动机构15的保持构件22是保持电动致动器23的构件。如图1以及图2所示，该保持构件22在侧视观察时具有大致U字形状，被一对保持构件22支承为能够转动。

构成开闭驱动机构15的电动致动器23是产生用于驱动调节阀13的驱动力的构件。图3是表示电动致动器23的内部结构的概要剖视图。如图3(a)以及图3(b)所示，电动致动器23具备电动马达26、转换机构27、以及制动器28。

电动马达26是接受电力的供给而旋转的构件。该电动马达26收容于马达收容部29，该马达收容部29设置于电动致动器23的基端部且内部被封闭。由此，电动马达26与存在于周围的油隔绝，由此能够形成防爆结构。

转换机构27是将电动马达26的旋转运动转换为调节阀13的直线运动的机构。该转换机构27具有与电动马达26的驱动轴连接的滚珠丝杠30、和通过滚珠丝杠30的旋转而进退移动的活塞单元31。

滚珠丝杠30是长条的螺纹构件，在其外周面上切出有外螺纹。而且，该滚珠丝杠30的一端部与电动马达26的驱动轴连接，随着电动马达26的旋转而旋转驱动滚珠丝杠30。

活塞单元31是沿着滚珠丝杠30往复运动的构件。该活塞单元31具有：螺母311，其是具有大致圆环形状的构件，且在内周面上切出有内螺纹而与滚珠丝杠30螺合；筒状的活塞连杆312，其固定于该螺母311的一端面并覆盖滚珠丝杠30的外侧；连杆端部连接器313，其嵌合安装于该活塞连杆312的前端部；以及致动器侧连杆314，其长度方向一端部固定于该连杆端部连接器313。

根据这样构成的活塞单元31，当滚珠丝杠30绕轴线旋转时，如图3(b)所示，与滚珠丝杠30螺合的螺母311沿着轴线移动，伴随于此，固定于螺母311的活塞连杆312、连杆端部连接器313、以及致动器侧连杆314也与螺母311一同沿着滚珠丝杠30的轴线移动。连杆端部连接器313的头部313a形成为其外形比活塞连杆312大。

制动器28是隔着电动马达26设置在与滚珠丝杠30相反一侧的位置的电磁盘形制动器。通过切断电力的供给而使制动器28工作，由此对电动马达26的旋转实施制动。即，在向制动器28供给电力的状态下，制动器28不工作，不会阻碍电动马达26的旋转。

另外，活塞单元31被活塞外壳36覆盖，在活塞外壳36的上端设置有将活塞外壳36密封并且引导活塞连杆312的活塞盖37。

(限制构件)

在连杆端部连接器313的头部313a的活塞连杆312侧的面上，以包围活塞连杆312的方式安装有呈圆筒形状的限位器38。

限位器38作为机械式地限制电动致动器23的驱动的限制构件而发挥功能，本实施方式的限位器38形成为如下这样的长度，即，在调节阀13处关闭状态(上升量0％)时，限位器38的下端与活塞盖37的上表面37a抵接。

另外，活塞盖37也作为限制构件而发挥功能。即，活塞盖37形成为，在调节阀13的上升量成为100％的打开状态时，螺母311的上表面311a与活塞盖37的下表面37b抵接。

图4是表示电动致动器23的周边的概要立体图。以上这样构成的电动致动器23固定于保持构件22，并且，致动器侧连杆314插入保持构件22。具体而言，致动器侧连杆314插入在设置于保持构件22的上端部的引导板39上设置的插入孔39a。而且，该致动器侧连杆314经由联轴器32与所述杆侧连杆19连接。如图4中虚线所示，这样设置的电动致动器23成为以托架21支承保持构件22的位置为支点而允许略微的转动的状态。

图5是表示联轴器32的结构的概要主视图。联轴器32是大致圆柱形状的构件，在一侧的端面上形成有螺纹孔321，并且在另一侧的端面上形成有连杆插入孔322。而且，通过使安装于致动器侧连杆314上的固定用螺栓315与联轴器32的螺纹孔321螺合，从而将联轴器32与致动器侧连杆314彼此连接。另一方面，通过将杆侧连杆19插入联轴器32的连杆插入孔322，并插入相互正交的两个销33，从而将联轴器32与杆侧连杆19彼此连接。由此，致动器侧连杆314与杆侧连杆19经由联轴器32彼此连接。另外，通过分别取下两个销33，能够从连杆插入孔322取出杆侧连杆19，由此能够解除致动器侧连杆314与杆侧连杆19的连接。

(锁定机构)

锁定机构16是将调节阀13锁定为无法移动的机构。这里，图6是表示锁定机构16的结构的概要俯视图。如图4以及图6所示，锁定机构16具有：下端部固定且向上方延伸的支承棒161、支承于该支承棒161且沿水平方向延伸的保持板162、能够经由一对固定螺栓163相对于保持板162的前端部拆装的按压构件164。这里，如图4所示，在保持板162的前端部形成有在俯视观察时呈大致半圆形状的嵌合槽162a。另一方面，在按压构件164的与保持板162对置的一侧，形成有在俯视观察时呈大致三角形状的切口164a。

根据这样构成的锁定机构16，在将杆侧连杆19嵌合于保持板162的嵌合槽162a之后，使用固定螺栓163将按压构件164固定于保持板162的前端部。由此，杆侧连杆19由于被保持板162与按压构件164夹持而被锁定为无法移动。

(限位开关单元)

如图7所示，在保持构件22的引导板39上安装有限位开关单元50，限位开关单元50作为检测超过规定范围地驱动了调节阀13这一情况的限制传感器而发挥功能。限位开关单元50包括与引导板39正交且沿电动致动器23的长度方向延伸的撑杆51、和安装于撑杆51的规定位置的限位开关52。另外，在致动器侧连杆314上，在与联轴器32连接的连接部附近安装有能够与限位开关52接触的接触配件53。

限位开关单元50设定为，在通过电动致动器23驱动调节阀13时，当调节阀13超过100％的上升量而达到105％的上升量时，接通开关。即，限位开关单元50设定为，在调节阀13达到电动致动器23的计划值以上的上升量的情况下接通。限位开关单元50与电子调节器17连接，电子调节器17与限位开关单元50进行通信，监控调节阀13的上升量是否达到105％以上。

(上升量检测装置)

在开闭驱动机构15上设置有作为限制传感器而发挥功能的上升量检测装置55。上升量检测装置55具有：安装于电动致动器23的马达收容部29上的支承构件56、将支承构件56与杆构件14连接的伸缩杆57、以及测定伸缩杆57中的随着杆构件14的转动而向上方移动的部位的上下方向的位移的上升传感器58。

在伸缩杆57中，构成伸缩杆57的上方的第一连杆59以能够转动的方式与杆构件14的长度方向前端部附近连接，并且构成伸缩杆57的下方的第二连杆60以能够转动的方式与支承构件连接，伸缩杆57以沿着电动致动器23的长度方向的方式配置。

在第一连杆59的下端固定有呈圆筒形状且将第二连杆60收容在其内周侧的圆筒构件61。即，伸缩杆57通过第二连杆60在固定于第一连杆59上的圆筒构件61的内部滑动而进行伸缩。

上升传感器58是利用了借助固定于伸缩杆57的圆筒构件61的上端的上升传感器撑杆62来测定伸缩杆57的圆筒构件61的位移的差动变压器(LVDT，LinearVariableDifferentialTransformer)的传感器。具体而言，上升传感器58具有固定于支承构件56上的圆筒形状的上升传感器主体部64、收容于上升传感器主体部64的芯部(未图示)、以及与芯部连接的棒形状的轴部65。轴部65配置为与伸缩杆57的延伸方向平行，轴部65的上端固定于上升传感器撑杆62。

上升量检测装置55与电子调节器17连接，被调节输出为检测调节阀13的上升量。即，被调节为能够检测上升量。另外，上升量还能够显示于操作盘34(参照图1)，从而在现场确认上升量。另外，也可以在例如监控中心等利用远程终端来监控上升量。

(电子调节器)

电子调节器17是控制开闭驱动机构15的动作的构件。如图1所示，向该电子调节器17输入基于压缩机18的压力、温度的检测结果而进行程序控制后的结果。另外，向电子调节器17输入由构成涡轮主体11的速度检测传感器114检测出的叶片116的旋转速度。此外，向电子调节器17输入从操作盘34输入的来自用户的指示。而且，电子调节器17根据这些输入，来控制开闭驱动机构15的动作，更具体而言控制构成电动致动器23的电动马达26的动作。

图8是表示第一实施方式的蒸汽轮机10中的电动致动器23的控制的示意图。在本实施方式的蒸汽轮机10中，根据由电子调节器17实施的控制，控制器单元35控制电动致动器23的动作。而且，控制器单元35具有控制器351和伺服驱动器352。

另外，经由电源线缆67向控制器单元35供给主电源(例如AC230V)。在电源线缆67上设置有测定在电源线缆67中流动的电力的电压计68。电压计68与电子调节器17连接，将在电源线缆67中流动的电流的电压告知电子调节器17。

根据这样的结构，在电子调节器17的控制下，控制器351向伺服驱动器352发出关于旋转速度的指令，根据该指令，伺服驱动器352经由马达线缆69向电动马达26提供动力。另一方面，在电动马达26中检测出的旋转速度、电流值、以及各个位置的温度等经由伺服驱动器352向控制器351输入。而且当控制器351检测到检测值异常时，将电动马达26发生了重度或者轻度的故障这一情况告知电子调节器17。

另外，控制器单元35能够经由伺服驱动器352来控制制动器28。如上所述，制动器28采用在供给电力的状态下不发挥制动力的结构。由未图示的无停电电源装置产生的辅助电力经由辅助电力线缆71向制动器28供给。

另外，在马达线缆69上设置有能够切断马达线缆69中流动的电力的开关装置70。由无停电电源装置产生的辅助电力经由辅助电力线缆71向开关装置70供给。开关装置70设定为在供给辅助电力的状态下闭合(CLOSE)，向电动马达26供给电力。

另外，在辅助电力线缆71上设置有能够切断辅助电力线缆71中流动的辅助电力的辅助开关装置72。需要说明的是，辅助电力还向控制器351供给。

另外，蒸汽轮机10具备备用开闭驱动机构41，备用开闭驱动机构41作为驱动调节阀13的机构具有与开闭驱动机构15同等的功能。备用开闭驱动机构41的电动致动器23经由马达线缆69与控制器单元35的伺服驱动器352连接。

此外，作为控制开闭驱动机构15或者备用开闭驱动机构41的动作的机构，蒸汽轮机10不仅具备控制器单元35还具备备用控制器单元42。备用控制器单元42经由马达线缆69与开闭驱动机构15以及备用开闭驱动机构41的电动致动器23连接。

即，本实施方式的蒸汽轮机10的开闭驱动机构15以及控制器单元35分别被冗余化。

接下来，对本发明的第一实施方式的蒸汽轮机10的作用进行说明。在通常运转状态下，蒸汽轮机10利用开闭驱动机构15来驱动调节阀13。而且，开闭驱动机构15被控制器单元35控制。

在开闭驱动机构15的电动致动器23发生故障的情况下，通过伺服驱动器352向控制器351告知电动致动器23异常的意思。而且，控制器351以使开关装置70以及辅助开关装置72成为打开状态(OPEN)的方式发出指令。即，切断经由辅助电力线缆71向制动器28供给的辅助电力，切断向电动马达26以及制动器28供给的电力。由此，电动马达26停止，并且制动器28工作。通过制动器28的工作，对电动马达26的旋转进行制动，保持调节阀13的位置。即，无需截断经由蒸汽流路12向涡轮主体11供给的蒸汽，蒸汽轮机10继续运转。

相同的控制在控制器单元35发生故障的情况下也是有效的。即，在控制器单元35发生故障的情况下，控制器单元35自身向辅助开关装置72发出指令，能够使辅助开关装置72成为打开状态。

并且，也可以使电子调节器17具有相同的功能。即，在控制器单元35处于无法控制的状态，无法向辅助开关装置72发出指令，而电子调节器17掌握了该状态的情况下，电子调节器17能够直接向辅助开关装置72发出切断辅助电力的供给的指令。

在故障仅限于电动致动器23的情况下，由控制器单元35实施的控制切换至备用开闭驱动机构41。即，控制器单元35的伺服驱动器352与备用开闭驱动机构41经由备用马达线缆69a连接，能够进行由控制器单元35实施的备用开闭驱动机构41的控制。

在控制器单元35发生故障的情况下，在通过开闭驱动机构15的制动器28保持调节阀13的状态下，切换为通过备用控制器单元42来控制电动致动器23。即，开闭驱动机构15的电动致动器23与备用控制器单元42经由备用马达线缆69a连接，能够进行由备用控制器单元42实施的电动致动器23的控制。

另一方面，在因停电等而导致电力供给停止的情况下，受到拉伸弹簧20的牵引力的杆构件14向图1的逆时针方向转动，伴随于此，调节阀13关闭蒸汽流路12。即，应用FailSafe(双重安全装置)功能，该FailSafe功能为，不进行制动器28的工作，使调节阀13成为全闭状态从而迅速地使蒸汽轮机10停止。

另外，能够通过上升量检测装置55来监控调节阀13的上升量。电子调节器17能够例如通过上升量检测装置55在上升量达到105％的情况下使制动器28工作从而保持调节阀13的开度。

同样地，电子调节器17还监控限位开关单元50，在限位开关单元50的开关接通的情况下，即，调节阀13超过100％的上升量的情况下，能够使制动器28工作从而保持调节阀13的开度。

根据上述实施方式，由于即使在电动马达26和控制器单元35发生故障时仍保持调节阀13的阀开度，因此能够不使蒸汽轮机10的运转停止地运用蒸汽轮机10。

另外，利用无停电电源供给通向制动器28的电力，能够防止因停电等导致制动器28误工作。

另外，能够防止在因控制器单元35的控制异常等导致将调节阀13驱动至计划值以上的情况下，过多的蒸汽流入涡轮主体11。

另外，能够通过滚珠丝杠30与螺母311这种简单的结构，将电动马达26的旋转运动转换为调节阀13的直线运动。另外，通过将开闭驱动机构15形成为简单的结构，能够减小其设置空间。

另外，在开闭驱动机构15发生故障时等，备用开闭驱动机构41代替开闭驱动机构15而驱动调节阀13。由此，即使在开闭驱动机构15发生故障时也能够使蒸汽轮机10连续运转，因此能够提高蒸汽轮机10的可靠性。

另外，在控制器单元35发生故障时等，备用控制器单元42代替控制器单元35而控制开闭驱动机构15或者备用开闭驱动机构41的动作。由此，即使在控制器单元35发生故障时也能够使蒸汽轮机10连续运转，因此能够进一步提高蒸汽轮机10的可靠性。

另外，在第一实施方式的蒸汽轮机10中，作为驱动调节阀13的开闭驱动机构15，使用了以电动马达26作为驱动源的电动致动器23。因此，不需要以往作为调节阀13的驱动用而使用的液压伺服机构，从而不需要防止工作油的泄漏的机构。另外，由于不需要供给工作油的致动器、进行密封的阀机构等，因此不需要将轴承罩24的上方的空间用作开闭驱动机构15的设置空间。由此，无需在每次进行轴承112的维护作业时，将开闭驱动机构15从轴承罩24上取下，能够减少轴承112的维护作业所需的工作。

另外，工作油能够仅用于图1所示的轴承112，因此能够成为较低的压力。由此，不需要大输出的泵、马达，能够实现油控制台的小型化。

另外，在第一实施方式的蒸汽轮机10中，如图4中虚线所示，电动致动器23成为允许略微的转动的状态。这是为了消除作用于电动致动器23的朝向横向的力、即朝向与滚珠丝杠30的轴向大致正交的方向的力。更详细地进行说明，图1所示的杆构件14以其基端部为支点而进行转动，因此其前端部描绘出圆弧轨道。因此，固定于该杆构件14的杆侧连杆19以及与该杆侧连杆19连接的致动器侧连杆314也不仅仅进行沿着轴向的单纯的直线运动而是描绘出圆弧轨道。因此，通过使电动致动器23允许转动从而消除作用于横向的力，由此防止故障等的发生。

另外，在第一实施方式的蒸汽轮机10中，杆侧连杆19与致动器侧连杆314经由联轴器32以能够分离的方式连接，并且，能够利用锁定机构16将杆侧连杆19锁定为无法移动。

根据这样的结构，在电动致动器23发生故障等需要更换的情况下，在调节阀13使蒸汽流路12开放的状态下，通过锁定机构16将杆侧连杆19锁定后，使联轴器32分离从而解除杆侧连杆19与致动器侧连杆314的连接。由此，能够在继续进行涡轮主体11的运转的情况下，拆下电动致动器23进行更换或者修理的作业。

(变形例)

接下来，对第一变形例的蒸汽轮机10B进行说明。图9是表示第一变形例的蒸汽轮机10B中的电动致动器23的控制的示意图。第一变形例的蒸汽轮机10B与图8所示的蒸汽轮机10相比，不同点在于未设置有备用开闭驱动机构41。除此以外的结构与实施方式相同，因此标注与图1相同的附图标记，这里省略说明。

根据第一变形例的蒸汽轮机10B，在开闭驱动机构15发生故障的情况下，通过制动器28来保持调节阀13的状态。由此，能够不使蒸汽轮机10的运转停止地运用蒸汽轮机10。而且，能够在保持使调节阀13成为打开状态的情况下，进行开闭驱动机构15的修理、更换等。

另一方面，在控制器单元35发生故障的情况下，能够通过制动器28保持调节阀13，并且将开闭驱动机构15的控制向备用控制器单元42切换。

接下来，对第二变形例的蒸汽轮机10C进行说明。图10是表示第二变形例的蒸汽轮机10C中的电动致动器23的控制的示意图。第二变形例的蒸汽轮机10C与图8所示的蒸汽轮机10相比，不同点在于未设置有备用开闭驱动机构41以及备用控制器单元。

根据第二变形例的蒸汽轮机10C，在开闭驱动机构15发生故障的情况下，通过制动器28来保持调节阀13的状态。由此，能够不使蒸汽轮机10的运转停止地运用蒸汽轮机10。而且，能够在保持使调节阀13成为打开状态的情况下，进行开闭驱动机构15的修理、更换等。

即使在控制器单元35发生故障的情况下，也能够保持调节阀13的状态，并且进行控制器单元35的修理、更换。

需要说明的是，在上述的实施方式以及变形例中示出的各构成构件的各种形状及组合或者动作顺序等仅为一例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够根据设计要求等进行各种变更。

附图标记说明

10、10B、10C蒸汽轮机

11涡轮主体

12蒸汽流路

13调节阀

14杆构件

15开闭驱动机构

16锁定机构

17电子调节器

18压缩机

19杆侧连杆

20拉伸弹簧

21托架

22保持构件

23电动致动器

24轴承罩

25台座

26电动马达

27转换机构

28制动器

29马达收容部

30滚珠丝杠

31活塞单元

32联轴器

33销

34操作盘

35控制器单元

36活塞外壳

37活塞盖

38限位器

39引导板

41备用开闭驱动机构

42备用控制器单元

50限位开关单元

52限位开关

53接触配件

55上升量检测装置

57伸缩杆

58上升传感器

67电源线缆

68电压计

69马达线缆

69a备用马达线缆

70开关装置

71辅助电力线缆

72辅助开关装置

111外壳

113转子

115旋转轴

121蒸汽导入口

122蒸汽供给口

123节流孔

131臂构件

132密封构件

161支承棒

162保持板

162a嵌合槽

163固定螺栓

164按压构件

311螺母

312活塞连杆

313连杆端部连接器

314致动器侧连杆

315固定用螺栓

322连杆插入孔

351控制器

352伺服驱动器

Claims (8)

1.一种蒸汽轮机，具有：涡轮主体，其具有被支承为能够旋转的叶片；蒸汽流路，其与所述涡轮主体连接而供作为工作流体的蒸汽流通；调节阀，其通过进行直线运动来调节所述蒸汽流路的开闭；开闭驱动机构，其驱动所述调节阀；电子调节器，其至少控制所述开闭驱动机构；以及控制器单元，其控制所述开闭驱动机构的动作，其中，

所述开闭驱动机构具有：

电动马达，其被供给电力而进行旋转；

转换机构，其将所述电动马达的旋转运动转换为所述调节阀的直线运动；以及

制动器，其对所述电动马达的旋转运动进行制动，

所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方发生故障时，进行如下控制：使所述制动器工作而对所述电动马达的旋转运动进行制动，保持所述调节阀的位置。

2.根据权利要求1所述的蒸汽轮机，其中，

所述制动器通过无停电电源而被供给电力，且构成为通过被切断向该制动器供给的电力而进行工作，从而对所述电动马达的旋转运动进行制动，

所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方发生故障时切断向所述制动器供给的电力。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽轮机，其中，

具备限制传感器，该限制传感器检测超过规定范围地驱动了所述调节阀这一情况，

所述控制器单元与所述电子调节器中的至少一方在所述限制传感器检测到所述调节阀的超过规定范围的驱动的情况下，进行如下控制：使所述制动器工作而对所述电动马达的旋转运动进行制动，保持所述调节阀的位置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的蒸汽轮机，其中，

具备限制构件，该限制构件机械式地限制所述调节阀的驱动。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的蒸汽轮机，其中，

所述转换机构具备：

滚珠丝杠，其被所述电动马达旋转驱动；以及

螺母，其与所述滚珠丝杠螺合并且与所述调节阀连接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的蒸汽轮机，其中，

还具备备用控制器单元，该备用控制器单元在所述控制器单元发生故障时控制所述开闭驱动机构的动作。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的蒸汽轮机，其中，

还具备备用开闭驱动机构，该备用开闭驱动机构在所述开闭驱动机构发生故障时驱动所述调节阀。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的蒸汽轮机，其中，

通过电子调节器来检测所述电动马达与所述控制器单元中的至少一方的故障。