JP2016079925A - Turbine protection device and method for controlling the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、タービン用保護装置およびその制御方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a turbine protection device and a control method thereof.
蒸気タービンの大きな重量を支え、かつ潤滑させる軸受として、潤滑油供給によるすべり軸受が採用されている。このすべり軸受において軸受内に流入する潤滑油は、タービンロータジャーナルからの熱を吸収して持ち去る。タービンロータジャーナルの回転により、軸受の下半側に当該潤滑油が引きずり込まれるように入り込む。 As a bearing that supports and lubricates the large weight of the steam turbine, a sliding bearing with a lubricating oil supply is employed. In this sliding bearing, the lubricating oil flowing into the bearing absorbs heat from the turbine rotor journal and is carried away. The rotation of the turbine rotor journal causes the lubricating oil to be dragged into the lower half of the bearing.
これにより軸受とタービンロータジャーナルとの間に形成されるくさび油膜と、ロータジャーナルと軸受金属面とが近づこうとするときに潤滑油が押しのけられることで生じる絞り油膜によって生じる圧力によりタービンロータの荷重が支持される。これにより、タービンロータジャーナル部と軸受のホワイトメタルとの直接接触を防止する。 As a result, the wedge oil film formed between the bearing and the turbine rotor journal, and the load on the turbine rotor due to the pressure generated by the throttle oil film generated when the lubricant oil is pushed away when the rotor journal and the bearing metal surface are brought closer to each other. Supported. This prevents direct contact between the turbine rotor journal and the bearing white metal.
ターニング時（タービンが低い回転速度で回転している状態）では、タービンロータを支える軸受の油膜厚さは、通常運転時に比べて大幅に減少する。特に、タービン停止状態からターニング起動時にかけては、タービンロータジャーナル部と軸受のホワイトメタルとが最も接近している状態であり、油膜の厚みは数マイクロオーダーとなる。このため、極微小の固い異物の流入でも、この異物がタービンロータジャーナル部及び軸受を損傷させるリスクがある。 At the time of turning (when the turbine is rotating at a low rotational speed), the oil film thickness of the bearing that supports the turbine rotor is greatly reduced as compared with that during normal operation. In particular, from the turbine stop state to the turning start-up, the turbine rotor journal part and the white metal of the bearing are closest to each other, and the thickness of the oil film is several micro orders. For this reason, even if a very small amount of hard foreign matter flows in, there is a risk that the foreign matter may damage the turbine rotor journal and the bearing.
タービン運転前のフラッシングが十分でなかった場合や、運転中に戻り配管内面に発生した錆びや同系統内機器の微細な磨耗粉等により、タービン軸受およびタービンロータジャーナル部を傷つける可能性のある異物がフラッシング完了後も残存するリスクがある。 Foreign matter that may damage turbine bearings and turbine rotor journals due to insufficient flushing before turbine operation, rust generated on the inner surface of the return pipe during operation, or fine abrasion powder from equipment in the same system May remain after flushing is complete.
これに対し、タービンロータジャーナル部への異物流入による、軸受やロータジャーナル部の損傷を防ぐため、タービンジャーナル保護用の軸受給油ダブルストレーナが軸受からみて上流の系統に設置される。 On the other hand, in order to prevent damage to the bearing and the rotor journal due to the inflow of foreign matter into the turbine rotor journal, a bearing oil double strainer for protecting the turbine journal is installed in the upstream system as viewed from the bearing.
しかし、従来の大きい目開きのメッシュを使用したストレーナは、通常運転中に形成される厚い油膜厚さ以上の第１のサイズの異物を捕捉できるが、低速回転中に形成される薄い油膜厚さ以上の、第１のサイズより小さい第２のサイズの異物を十分に捕捉できない。 However, a strainer using a conventional mesh with a large mesh can capture a first size foreign material that is larger than a thick oil film formed during normal operation, but a thin oil film formed during low-speed rotation. The foreign material having the second size smaller than the first size cannot be sufficiently captured.
上記の異物によるタービン損傷リスクを回避すべく、潤滑油タンクの戻り油室に設けられた戻り油ストレーナの少なくとも上流側戻り油ストレーナに、通常の目が比較的大きい異物捕捉用の金網とともに、それより目の細い金網を配設した蒸気タービンオイルフラッシング装置がある。 In order to avoid the above-mentioned risk of turbine damage due to foreign matter, at least the upstream return strainer of the return oil strainer provided in the return oil chamber of the lubricating oil tank, together with a wire mesh for capturing foreign matter having a relatively large size, There is a steam turbine oil flushing device provided with a finer wire mesh.
しかしながら上記の蒸気タービンオイルフラッシング装置は、運転前の給油系統のフラッシングを対象としたものであり、フラッシング後に残存した異物や、運転中に発生した異物による損傷リスクを低減するには至らない。 However, the steam turbine oil flushing device described above is intended for flushing of an oil supply system before operation, and does not reduce the risk of damage due to foreign matter remaining after flushing or foreign matter generated during operation.
上記のように、運転中の軸受保護のために、従来の大型タービンロータはダブルストレーナを有している。また、上記のように、通常運転中に形成される軸受油膜厚さと、低速回転中に形成される軸受油膜厚さとは大幅に異なる。このため、従来使用している大きいサイズのメッシュストレーナのみでは、低速回転域における薄い油膜の状態において、軸受を損傷しうる異物を十分に捕捉できない可能性がある。 As mentioned above, the conventional large turbine rotor has a double strainer for bearing protection during operation. Further, as described above, the bearing oil film thickness formed during normal operation is significantly different from the bearing oil film thickness formed during low-speed rotation. For this reason, there is a possibility that foreign substances that can damage the bearings cannot be sufficiently captured in the state of a thin oil film in the low-speed rotation region only with a conventionally used large size mesh strainer.
しかし、目開きの小さいメッシュストレーナのみを使用した場合では、タービンの通常運転時において、軸受に十分に給油がされず断油する可能性がある。また、ストレーナの目開きが小さいということは、異物を従来よりも多く捕捉することとなる。このため、ストレーナの目詰まりが早まることになるので、ストレーナの清掃の頻度が増加し、同時にメッシュの目詰まりによる断油が発生する可能性がある。 However, when only a mesh strainer with a small mesh size is used, there is a possibility that the bearing will not be sufficiently lubricated and the oil will be cut off during normal operation of the turbine. Further, the fact that the strainer has a small mesh size means that more foreign substances are captured than in the past. For this reason, strainer clogging is accelerated, so that the frequency of strainer cleaning increases, and at the same time, oil breakage due to mesh clogging may occur.
本発明が解決しようとする課題は、異物流入による軸受およびタービン損傷のリスクを低減し、かつ軸受へ安定して給油することを可能とするタービン用保護装置とその制御方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a protection device for a turbine and a control method therefor, which can reduce the risk of damage to the bearing and the turbine due to the inflow of foreign matter and can stably supply oil to the bearing. .
実施形態におけるタービン用保護装置は、タービンロータおよび軸受を保護するための装置であって、前記軸受への潤滑油の給油を行うための給油系統に設けられ、第１のメッシュサイズを有して前記給油系統内の異物を捕捉する第１のストレーナと、前記給油系統に設けられ、前記第１のメッシュサイズより小さい第２のメッシュサイズを有して前記異物を捕捉する第２のストレーナと、前記軸受へ前記潤滑油を供給するために使用するストレーナを、前記軸受に供給される潤滑油の油膜の厚さである軸受油膜厚さに応じて前記第１および第２のストレーナのいずれか一方に切り替える切り替え手段とをもつ。 The turbine protection device in the embodiment is a device for protecting the turbine rotor and the bearing, and is provided in an oil supply system for supplying lubricating oil to the bearing, and has a first mesh size. A first strainer that captures foreign matter in the oil supply system; a second strainer that is provided in the oil supply system and has a second mesh size that is smaller than the first mesh size and captures the foreign matter; The strainer used for supplying the lubricating oil to the bearing is either one of the first and second strainers according to the bearing oil film thickness which is the thickness of the oil film of the lubricating oil supplied to the bearing. And switching means for switching to.
本発明によれば、異物流入による軸受およびタービン損傷のリスクを低減し、かつ軸受へ安定して給油することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the risk of the bearing and turbine damage by foreign material inflow can be reduced, and it can supply to a bearing stably.
以下、実施形態について図面を用いて説明する。
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態について説明する。
図１は、第１の実施形態における、タービンロータ・軸受保護装置の構成例を示す概念図である。
第１の実施形態では、タービンロータ１がタービン軸によって接続され、タービン軸の一端および他端は軸受２ａ、２ｂによって軸支される。そして、タービン軸と各軸受２ａ、２ｂとの間には潤滑油が供給される。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a turbine rotor / bearing protection device according to the first embodiment.
In the first embodiment, the
一般的に、軸受油は、図示しない油タンクから図示しない主油ポンプにより汲み上げられて、潤滑油の給油系統の配管を介して各軸受２ａ、２ｂへ供給される。この供給された一部の潤滑油は油膜を形成し、その他の潤滑油は軸受２ａ、２ｂから排出されて、潤滑油戻り配管を通り、油タンクに戻される。
Generally, bearing oil is pumped up from an oil tank (not shown) by a main oil pump (not shown) and supplied to the
タービンロータ１の荷重は、油膜が形成されたロータ両端の軸受２ａ、２ｂにより支持される。このように潤滑油を用いることで、タービンジャーナルと軸受金属面との直接接触を防いで潤滑させ、タービンロータ１は回転可能に保持される。
The load of the
この潤滑油の給油系統における、軸受２ａ、２ｂへの潤滑油供給部位の上流には、目開き大ストレーナ３および目開き小ストレーナ４が並列になるように設けられる。目開き小ストレーナ４の目開きは目開き大ストレーナ３の目開きより小さい。目開き大ストレーナ３と目開き小ストレーナ４との間には均圧弁５が設けられる。
In this lubricating oil supply system, the
また、給油系統における、軸受２ａ、２ｂへの潤滑油供給部位の上流には、使用するストレーナを目開き大ストレーナ３および目開き小ストレーナ４の間で切り替えるための切り替え弁６が設けられる。本実施形態では、タービン運転状態に応じて切り替え弁６を操作することで、使用するストレーナを切り替えることができる。
In addition, a switching
図２は、第１の実施形態における、タービン運転状態に応じた油膜の厚さ、捕捉すべき異物サイズ、および使用するストレーナの対応関係を表形式で示す図である。
図２に示すように、通常運転時では、油膜の厚さは低回転運転時の油膜の厚さより厚い。この結果、通常運転時で捕捉すべき異物のサイズ（油膜厚さ以上のサイズの異物のサイズ）は低回転運転時で捕捉すべき異物のサイズより大きい。したがって、通常運転時に使用されるストレーナは目開き大ストレーナ３である。
FIG. 2 is a table showing the correspondence relationship between the thickness of the oil film, the size of the foreign matter to be captured, and the strainer used in the first embodiment in accordance with the turbine operating state.
As shown in FIG. 2, during normal operation, the thickness of the oil film is thicker than that during low-speed operation. As a result, the size of foreign matter to be captured during normal operation (size of foreign matter having a size greater than the oil film thickness) is larger than the size of foreign matter to be captured during low-speed operation. Therefore, the strainer used during normal operation is the
また、低回転運転時では、油膜の厚さは通常運転時の油膜の厚さより薄い。この結果、低回転運転時で捕捉すべき異物のサイズ（油膜厚さ以上のサイズの異物のサイズ）は通常運転時で捕捉すべき異物のサイズより小さい。したがって、低回転運転時に使用されるストレーナは目開き小ストレーナ４である。 In addition, during low-speed operation, the thickness of the oil film is thinner than that during normal operation. As a result, the size of foreign matter that should be captured during low-speed operation (the size of foreign matter that is larger than the oil film thickness) is smaller than the size of foreign matter that should be captured during normal operation. Therefore, the strainer used during the low-speed operation is the small mesh strainer 4.
本実施形態では、タービンロータ１の各運転状態において捕捉すべき異物サイズに応じて、ストレーナを切り替えることができる。
これにより、異物流入による軸受およびタービン損傷のリスクを低減することができる。
In the present embodiment, the strainer can be switched according to the size of foreign matter to be captured in each operation state of the
This can reduce the risk of bearing and turbine damage due to foreign material inflow.
次に、通常運転中および低回転運転時におけるストレーナ切り替えの具体例について説明する。
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち第１の実施形態で説明した部分と同一部分の詳細な説明は省略する。
この第２の実施形態は、第１の実施形態で説明した低回転運転時におけるストレーナ切り替えの具体例について説明するものである。
図３は、第２の実施形態における、低回転運転時におけるタービンロータ・軸受保護装置の一例を示す概念図である。
ここでは、所定の回転数より低い回転数での運転状態を低回転運転と定める。
タービンロータ１の低回転運転時、特にターニング運転中（一般的に回転数が２〜７ｒｐｍ）では、タービンロータ１と軸受２ａ、２ｂとの間に形成される軸受油膜厚さは、１０μｍ程度であり、通常運転時の軸受油膜厚さより薄い。
Next, specific examples of strainer switching during normal operation and during low-speed operation will be described.
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In addition, the detailed description of the same part as the part demonstrated in 1st Embodiment among the structures in the following each embodiment is abbreviate | omitted.
This 2nd Embodiment demonstrates the specific example of the strainer switching at the time of the low rotation driving | operation demonstrated in 1st Embodiment.
FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an example of a turbine rotor / bearing protection device during low-rotation operation in the second embodiment.
Here, the operation state at a lower rotational speed than the predetermined rotational speed is defined as a low rotational speed operation.
During the low-rotation operation of the
現在の運転状態が低回転運転である場合、切り替え弁６を操作することで、図３に示すように、目開き小ストレーナ４（例えば３００メッシュ）を使用する系統を構成することができる。
When the current operation state is low rotation operation, by operating the switching
このように、低回転運転時は、通常運転時より薄い軸受油膜厚さ以上のサイズの異物を目開き小ストレーナ４により捕捉することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。 In this way, during low-speed operation, foreign matter having a size smaller than the bearing oil film thickness than that during normal operation can be captured by the small mesh strainer 4, so that the risk of damage to the turbine and the bearing can be reduced. .
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、第１の実施形態で説明した通常運転時におけるストレーナ切り替えの具体例について説明するものである。
図４は、第３の実施形態における、通常運転中におけるタービンロータ・軸受保護装置の一例を示す概念図である。
上記の所定の回転数以上の回転数での運転状態を通常運転中と定める。
タービンロータ１の通常運転中では、タービンロータ１と軸受２ａ、２ｂとの間に形成される軸受油膜厚さは２００μｍ程度であり、低回転運転時の軸受油膜厚さより厚い。この場合、図４に示すように、切り替え弁６を操作することで、目開き大ストレーナ３（例えば８０メッシュ）を使用する系統を構成することができる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
In the third embodiment, a specific example of strainer switching during the normal operation described in the first embodiment will be described.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of a turbine rotor / bearing protection device during normal operation in the third embodiment.
The operating state at a rotational speed equal to or higher than the predetermined rotational speed is defined as normal operation.
During normal operation of the
このように、通常運転中に形成される、低回転運転時より厚い軸受油膜厚さ以上のサイズの異物を目開き大ストレーナ３により捕捉しつつ、必要とされる軸受油膜を形成するために十分な油量を軸受に供給することができる。
よって、異物の流入を防ぎ、軸受への断油を発生させないようにすることができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
As described above, it is sufficient to form the required bearing oil film while capturing the foreign matter having a size larger than the thickness of the bearing oil film thicker than that at the time of the low rotation operation by the
Therefore, it is possible to prevent the inflow of foreign matter and prevent oil leakage to the bearing, so that the risk of damage to the turbine and the bearing can be reduced.
また、上記の各実施形態では、使用するストレーナを自動で切り替えることができる。図５は、各実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる計算機の機能構成例を示すブロック図である。
図５に示すように、計算機７は、運転状態判定部７ａと系統切替制御部７ｂとを有する。運転状態判定部７ａは、例えばタービンロータ１の回転数に基づいて、タービンロータ１の運転状態が通常運転中か低回転運転中かを判定する。
Moreover, in each said embodiment, the strainer to be used can be switched automatically. FIG. 5 is a block diagram showing a functional configuration example of a computer used in the turbine rotor / bearing protection device in each embodiment.
As shown in FIG. 5, the
系統切替制御部７ｂは、運転状態判定部７ａによる判定結果にしたがって、切り替え弁６の操作または系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き大ストレーナ３と目開き小ストレーナ４との間で切り替える。系統切替機構の詳細については後述する。
The system switching
図６は、各実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
運転状態判定部７ａは、タービンロータ１の現在の運転状態を判定する（Ｓ１１）。現在の運転状態が通常運転状態であると運転状態判定部７ａが判定した場合（Ｓ１２のＹＥＳ）、系統切替制御部７ｂは、系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き大ストレーナ３に切り替える（Ｓ１３）。
FIG. 6 is a flowchart showing an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device in each embodiment.
The operation
また、現在の運転状態が低回転運転状態であると運転状態判定部７ａが判定した場合（Ｓ１のＮＯ）、系統切替制御部７ｂは、系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き小ストレーナ４に切り替える（Ｓ１４）。
このようにして、運転状態に応じて、使用するストレーナを適切に自動で切り替えることができる。
Moreover, when the driving | running
In this way, the strainer to be used can be appropriately and automatically switched according to the operating state.
（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態では、目開き大ストレーナ３および目開き小ストレーナ４が並列になるように設けられる構成において、タービン回転数および軸受給油温度の監視結果に基づいて、使用するストレーナを切り替える。
図７は、第４の実施形態における、タービン回転数と軸受給油温度とを監視パラメータとした場合のタービンロータ・軸受保護装置の一例を示す概念図である。
図７に示すように、第４の実施形態では、タービンロータ１からみた軸受２ａの端部の近傍にタービン回転数を検出する回転計９と、軸受給油温度を検出する温度計１０とが設置される。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described. In the fourth embodiment, in a configuration in which the
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of a turbine rotor / bearing protection device when the turbine rotation speed and the bearing oil supply temperature are used as monitoring parameters in the fourth embodiment.
As shown in FIG. 7, in the fourth embodiment, a
図８は、第４の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる計算機の機能構成例を示すブロック図である。
第４の実施形態では、計算機７は、回転数入力部７ｃ、温度入力部７ｄ、軸受油膜厚さ計算部７ｅ、警報出力部７ｆを有する。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a computer used in the turbine rotor / bearing protection device according to the fourth embodiment.
In the fourth embodiment, the
図９は、第４の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
まず、回転数入力部７ｃは、回転計９により検出したタービン回転数を入力する（Ｓ２１）。温度入力部７ｄは、温度計１０により検出した軸受給油温度を入力する（Ｓ２２）。
軸受油膜厚さ計算部７ｅは、入力したタービン回転数および軸受給油温度に基づいて軸受油膜厚さを計算する（Ｓ２３）。
FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device according to the fourth embodiment.
First, the rotational
The bearing oil film
この計算した軸受油膜厚さが所定値未満、つまりタービンロータ停止中およびターニング中の低速回転数での運転状態を示す値である場合は（Ｓ２４のＮＯ）、警報出力部７ｆは、目開き小ストレーナ４を設置した系統を使用するように警報機８にてアナウンスさせて、切り替え弁６の操作によるストレーナ切替を促す（Ｓ２６）。
When the calculated bearing oil film thickness is less than a predetermined value, that is, a value indicating an operation state at a low speed rotation speed while the turbine rotor is stopped and turning (NO in S24), the
また、計算した軸受油膜厚さが所定値以上、つまり回転上昇が開始されたことを示す値である場合は（Ｓ２４のＹＥＳ）、軸受への給油を確実に行うために、警報出力部７ｆは、目開き大ストレーナ３を設置した系統に切り替えるように警報機８にてアナウンスさせ、切り替え弁６の操作によるストレーナ切替を促す（Ｓ２５）。
また、通常運転中からターニング運転に入る場合、回転計９により回転数を検知し、警報出力部７ｆが、目開き小ストレーナ４を設置した系統を使用するように警報機８にて再度アナウンスさせ、使用するストレーナを目開き小ストレーナ４に切り替えることを促してもよい。
In addition, when the calculated bearing oil film thickness is equal to or greater than a predetermined value, that is, a value indicating that rotation has started (YES in S24), the
Also, when entering the turning operation from the normal operation, the rotation speed is detected by the
以上のように、第４の実施形態によれば、軸受油膜形成に関わるタービン回転数と軸受給油温度に基づいて計算された軸受油膜厚さを常に監視することで、使用するストレーナを適切なタイミングで切り替えることができる。これにより、軸受油膜厚さの変化による異物流入を適切に防ぎつつ、安定して給油することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, by constantly monitoring the bearing oil film thickness calculated based on the turbine rotation speed and the bearing oil temperature related to the bearing oil film formation, the strainer to be used can be appropriately timed. Can be switched. Thereby, it is possible to supply oil stably while appropriately preventing the inflow of foreign matter due to the change in the thickness of the bearing oil film, so that the risk of damage to the turbine and the bearing can be reduced.
また、計算機７に上記の系統切替制御部７ｂを設け、この系統切替制御部７ｂが軸受油膜厚さの値により示される運転状態に応じて切り替え弁６や系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き小ストレーナ４または目開き大ストレーナ３に切り替えてもよい。
Further, the
（第５の実施形態）
次に、第５の実施形態について説明する。
図１０は、第５の実施形態における、Ｘ成分ギャップセンサおよびＹ成分ギャップセンサを使用してタービンロータの軸芯の浮き上がり量を監視パラメータとした場合のタービンロータ・軸受保護装置の状態の一例を示す概念図である。
図１１は、第５の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる、Ｘ成分ギャップセンサおよびＹ成分ギャップセンサの設置形態の一例を示す図である。
図１０に示すように、第５の実施形態では、タービンロータ１からみた軸受２ａの端部の近傍に９０ｄｅｇの角度差を持ったＸ成分ギャップセンサ１１およびＹ成分ギャップセンサ１２が取り付けられる。これらのギャップセンサ１１、１２は、低回転運転状態の軸心位置を基準として、タービンロータ１とセンサ１１、１２のＸ、Ｙ成分のギャップ量を検出する。このギャップ量は、ロータ軸芯の浮き上がり量の計算に用いられる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
FIG. 10 shows an example of the state of the turbine rotor / bearing protection device when the lift amount of the shaft core of the turbine rotor is used as a monitoring parameter using the X component gap sensor and the Y component gap sensor in the fifth embodiment. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of an installation form of an X component gap sensor and a Y component gap sensor used in the turbine rotor / bearing protection device according to the fifth embodiment.
As shown in FIG. 10, in the fifth embodiment, an X
タービンロータジャーナルと軸受メタルとの間には、ロータ軸芯の浮き上がり量に相当する油膜が形成されている。そこで、第５の実施形態では、目開き大ストレーナ３および目開き小ストレーナ４が並列になるように設けられる構成において、ロータ軸芯の浮き上がり量をストレーナ切替のための監視パラメータとして採用する。
An oil film corresponding to the floating amount of the rotor shaft core is formed between the turbine rotor journal and the bearing metal. Therefore, in the fifth embodiment, in the configuration in which the
図１２は、第５の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる計算機の機能構成例を示すブロック図である。
第５の実施形態では、計算機７は、Ｘ成分ギャップ入力部７ｇ、Ｙ成分ギャップ入力部７ｈ、軸芯浮き上がり量計算部７ｉ、警報出力部７ｆを有する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a computer used in the turbine rotor / bearing protection device according to the fifth embodiment.
In the fifth embodiment, the
図１３は、第５の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
まず、Ｘ成分ギャップ入力部７ｇは、Ｘ成分ギャップセンサ１１により検出したＸ成分のギャップ量、つまりタービンロータ１とＸ成分ギャップセンサ１１とのギャップ量を入力する（Ｓ３１）。まず、Ｙ成分ギャップ入力部７Ｈは、Ｙ成分ギャップセンサ１２により検出したＹ成分のギャップ量、つまりタービンロータ１とＹ成分ギャップセンサ１２とのギャップ量を入力する（Ｓ３２）。
軸芯浮き上がり量計算部７ｉは、入力したＸ・Ｙ成分のギャップ量に基づいて軸芯浮き上がり量を計算する（Ｓ３３）。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device according to the fifth embodiment.
First, the X component
The shaft center lift amount calculation unit 7i calculates the shaft center lift amount based on the input X / Y component gap amount (S33).
この計算した軸芯浮き上がり量が所定値未満、つまりタービンロータ停止中およびターニング中の低速回転数での運転状態を示す値である場合は（Ｓ３４のＮＯ）、警報出力部７ｆは、目開き小ストレーナ４を設置した系統を使用するように警報機８にてアナウンスさせ、切り替え弁６の操作によるストレーナ切替を促す（Ｓ３６）。
When the calculated shaft center lift is less than a predetermined value, that is, a value indicating the operation state at the low speed revolution while the turbine rotor is stopped and turning (NO in S34), the
また、計算した軸芯浮き上がり量が所定値以上、つまり回転上昇が開始されたことを示す値である場合は（Ｓ３４のＹＥＳ）、軸受への給油を確実に行うために、軸受油膜が十分に増加する前に、一般的には低速ヒートソーク（８００ｒｐｍ）において、警報出力部７ｆは、目開き大ストレーナ３を設置した系統に切り替えるように警報機８にてアナウンスさせ、切り替え弁６の操作によるストレーナ切替を促す（Ｓ３５）。
In addition, when the calculated lift amount of the shaft core is equal to or greater than a predetermined value, that is, a value indicating that the rotation has started to rise (YES in S34), the bearing oil film is sufficient to reliably supply the bearing with oil. Before the increase, generally, in the low-speed heat soak (800 rpm), the
以上のように、第５の実施形態によれば、ギャップセンサにより計測されたギャップ量に基づいてタービンの浮き上がり量を計算することにより、軸受油膜厚さを監視することで、適切なタイミングでストレーナ切り替えを行うことができる。これにより、軸受油膜厚さの変化による異物流入を防ぎつつ、安定して給油することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。 As described above, according to the fifth embodiment, the strain amount of the turbine is calculated based on the gap amount measured by the gap sensor, thereby monitoring the bearing oil film thickness, so that the strainer can be obtained at an appropriate timing. Switching can be done. Thereby, it is possible to supply oil stably while preventing the inflow of foreign matter due to the change in the thickness of the bearing oil film, so that the risk of damage to the turbine and the bearing can be reduced.
また、計算機７に上記の系統切替制御部７ｂを設け、この系統切替制御部７ｂがギャップ量により示される運転状態に応じて切り替え弁６や系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き小ストレーナ４または目開き大ストレーナ３に切り替えてもよい。
Further, the above-described system switching
（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。第６の実施形態では、目開き大ストレーナ３および目開き小ストレーナ４が並列になるように設けられる構成において、ストレーナの系統の入口部分と出口部分の間の差圧をストレーナ切替のための監視パラメータとして採用する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described. In the sixth embodiment, in the configuration in which the
図１４は、第６の実施形態における、ストレーナ装置の差圧を監視し、差圧上昇時には、目開き大の軸受ストレーナへ切り替えるようにした場合のタービンロータ・軸受保護装置の状態の一例を示す概念図である。
図１４に示すように、第６の実施形態では、ストレーナの系統の入口部分と出口部分の間の差圧を計測するための差圧計１３が設けられる。
図１５は、第６の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる計算機の機能構成例を示すブロック図である。
第６の実施形態では、計算機７は、差圧入力部７ｊ、警報出力部７ｆを有する。
FIG. 14 shows an example of the state of the turbine rotor / bearing protection device when the differential pressure of the strainer device in the sixth embodiment is monitored, and when the differential pressure increases, the strainer device is switched to a bearing strainer having a large opening. It is a conceptual diagram.
As shown in FIG. 14, in the sixth embodiment, a
FIG. 15 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a computer used in the turbine rotor / bearing protection device according to the sixth embodiment.
In the sixth embodiment, the
図１６は、第６の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
まず、計算機７の差圧入力部７ｊは、差圧計１３により計測した差圧の値を入力する（Ｓ４１）。
この差圧の値が制限値未満である場合は（Ｓ４２のＮＯ）、警報出力部７ｆは、目開き小ストレーナ４を設置した系統を使用するように警報機８にてアナウンスさせ、切り替え弁６の操作による、目開き小ストレーナ４へのストレーナ切替を促す（Ｓ４４）。
FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device according to the sixth embodiment.
First, the differential
When the value of the differential pressure is less than the limit value (NO in S42), the
また、上記のように入力した差圧の値が制限値以上である場合は（Ｓ４２のＹＥＳ）、目開き小ストレーナ４を使用していた場合に、この目開き小ストレーナ４のメッシュの目詰まりにより、軸受への給油が十分にできなくなる可能性があるため、軸受への給油を確実に行うために、警報出力部７ｆは、目開き大ストレーナ３を設置した系統に切り替えるように警報機８にてアナウンスさせ、切り替え弁６の操作による、目開き大ストレーナ３へのストレーナ切替を促す（Ｓ４３）。
If the input differential pressure value is equal to or greater than the limit value (YES in S42), the mesh of the small mesh strainer 4 is clogged when the small mesh strainer 4 is used. Thus, there is a possibility that the oil supply to the bearing may not be sufficiently performed. Therefore, in order to reliably supply the bearing, the
以上のように、第６の実施形態によれば、目開き小ストレーナ４の使用時に、万が一、メッシュ目詰まりにより潤滑油の供給を遮断される可能性がある場合、事前に目開き大ストレーナ３に切り替えることにより潤滑油供給を継続して行うことができる。これにより、軸受給油の断油によるタービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
As described above, according to the sixth embodiment, when the small mesh strainer 4 is used, if there is a possibility that the supply of the lubricating oil may be interrupted due to clogging of the mesh, the
また、計算機７に上記の系統切替制御部７ｂを設け、この系統切替制御部７ｂが差圧の値により示される運転状態に応じて切り替え弁６や系統切替機構への制御を行うことで、使用するストレーナを目開き小ストレーナ４または目開き大ストレーナ３に切り替えてもよい。
Further, the
次に、ストレーナの系統切替機構の具体例について説明する。
（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。
図１７は、第７の実施形態における、空気作動弁にて系統を切り替えることにより切り替え制御を自動化した場合のタービンロータ・軸受保護装置の状態の一例を示す概念図である。
第７の実施形態では、タービンロータ１からみた目開き大ストレーナ３の入口部に空気作動弁１５ａ（第１の空気作動弁）が設けられ、タービンロータ１からみた目開き小ストレーナ４の入口部に空気作動弁１５ｂ（第２の空気作動弁）が設けられる。また、目開き大ストレーナ３の出口部には逆止弁１６ａが設けられ、目開き小ストレーナ４の出口部には逆止弁１６ｂが設けられる。逆止弁１６ａ、１６ｂの開閉を制御することにより、未使用側ストレーナに関して、ストレーナ２次側（出口側）からの潤滑油の逆流と、空気作動弁出口側への逆圧による開動作不良が発生しないようにする。
Next, a specific example of the strainer system switching mechanism will be described.
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment will be described.
FIG. 17 is a conceptual diagram illustrating an example of the state of the turbine rotor / bearing protection device when switching control is automated by switching the system with an air-operated valve in the seventh embodiment.
In the seventh embodiment, an air actuated
第７の実施形態では、監視するパラメータ、例えばタービン回転数、軸受給油温度、ギャップ量のいずれかを計算機７に常時取り込んで、軸受油膜状況を監視して、この監視結果に対応する運転状態に応じて空気作動弁１５ａ、１５ｂの開閉動作を制御することで、使用するストレーナを切り替えることができる。空気供給源からこれらの空気作動弁１５ａ、１５ｂへの空気（制御空気）は、空気作動弁１５ａ、１５ｂの上流に設けられる三方切替電磁弁１４の切り替え動作により供給または遮断される。三方切替電磁弁１４は、空気作動弁１５ａ、１５ｂのいずれか一方を開動作させて他方を閉動作させる。
In the seventh embodiment, any parameter to be monitored, for example, the turbine rotational speed, the bearing oil supply temperature, or the gap amount is constantly taken into the
図１８は、第７の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
運転状態に応じて目開き小ストレーナ４を使用する場合には（Ｓ５１のＹＥＳ）、計算機７が三方切替電磁弁１４の開閉状態を切り替えて励磁状態とすると（Ｓ５２）、空気供給源から三方切替電磁弁１４を介した目開き小ストレーナ４側の第２空気作動弁１５ｂへの空気が遮断される（Ｓ５３）。このように第２空気作動弁１５ｂへの空気が遮断された場合には、この第２空気作動弁１５ｂが開動作する（Ｓ５４）。この開動作により、使用するストレーナが目開き小ストレーナ４に切り替えられる。この状態では、第１空気作動弁１５ａへは空気が供給され、この第１空気作動弁１５ａは閉動作する。
FIG. 18 is a flowchart illustrating an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device according to the seventh embodiment.
When the small strainer 4 is used according to the operating state (YES in S51), when the
一方、運転状態に応じて目開き大ストレーナ３を使用する場合には（Ｓ５１のＮＯ）、計算機７が三方切替電磁弁１４の開閉状態を切り替えて無励磁状態とすると（Ｓ５５）、空気供給源から三方切替電磁弁１４を介した目開き大ストレーナ３側の第１空気作動弁１５ａへの空気が遮断される（Ｓ５６）。このように第１空気作動弁１５ａへの空気が遮断された場合には、この第１空気作動弁１５ａが開動作する（Ｓ５７）。この開動作により、使用するストレーナが目開き大ストレーナ３に切り替えられる。この状態では、第２空気作動弁１５ｂへは空気が供給され、この第２空気作動弁１５ｂは閉動作する。
On the other hand, when the
以上のように、第７の実施形態によれば、運転状態に応じて三方切替電磁弁１４の開閉状態の切り替えにより空気作動弁１５ａ、１５ｂに対する空気供給・遮断を切り替えることで、これら空気作動弁１５ａ、１５ｂの開閉を操作することができる。
As described above, according to the seventh embodiment, by switching the air supply / shutoff with respect to the
これにより、異なるメッシュサイズのストレーナ系統の切り替え動作を自動化し、かつ計算機７から遠隔で操作可能とし、適切なタイミングでストレーナ切り替えを行うことができる。これにより、油膜厚さの変化に対する異物流入を適切に防ぎつつ、安定して給油することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
このように空気作動弁１５ａ、１５ｂの開閉によりストレーナを切り替える構成は、上記の第１乃至第６の実施形態に適用できる。
As a result, the switching operation of strainer systems having different mesh sizes can be automated and operated remotely from the
Thus, the structure which switches a strainer by opening and closing of the
さらに、第７の実施形態では、三方切替電磁弁１４が無励磁状態の場合には目開き大ストレーナ３側の空気が遮断される構成なので、万が一電源が喪失した場合にも、三方切替電磁弁１４が無励磁状態となることで目開き大ストレーナ３側に系統を切り替えることができる。これにより断油を防ぐことができる。
また、第７の実施形態では、空気供給源から三方切替電磁弁１４への空気が遮断された場合に第１空気作動弁１５ａが開動作する構成なので、目開き大ストレーナ３側に系統を切り替えることができるので、空気供給源から三方切替電磁弁１４への空気が遮断されても断油を防ぐことができる。
Furthermore, in the seventh embodiment, when the three-way switching
Further, in the seventh embodiment, since the first
よって、電源喪失時や空気供給源からの空気の遮断時にも潤滑油を安全に継続して供給することができるので、軸受給油の断油によるタービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。 Accordingly, since the lubricating oil can be supplied safely and continuously even when the power is lost or when the air is shut off from the air supply source, it is possible to reduce the risk of damage to the turbine and the bearing due to the oil loss of the bearing oil.
（第８の実施形態）
次に、第８の実施形態について説明する。
図１９は、第８の実施形態における、各ストレーナにストレーナ洗浄装置を設置した場合のタービンロータ・軸受保護装置の状態の一例を示す概念図である。
図１９に示すように、第８の実施形態では、第７の実施形態で説明した構成に対して、目開き大ストレーナ３にストレーナ洗浄装置１７ａが設けられ、目開き小ストレーナ４にストレーナ洗浄装置１７ｂが設けられる。これにより、未使用時のストレーナ内周部の異物を除去して洗浄できるようにしてストレーナの目詰まりを未然に防止することができる。また、ストレーナ洗浄装置１７ａの目開き大ストレーナ３上部側には空気抜き弁１８ａが設けられ、目開き大ストレーナ３下部側にはドレン弁１９ａが設けられる。ストレーナ洗浄装置１７ｂの目開き小ストレーナ４上部側には空気抜き弁１８ｂが設けられ、目開き小ストレーナ４下部側にはドレン弁１９ｂが設けられる。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment will be described.
FIG. 19 is a conceptual diagram illustrating an example of a state of a turbine rotor / bearing protection device when a strainer cleaning device is installed in each strainer in the eighth embodiment.
As shown in FIG. 19, in the eighth embodiment, a
図２０および図２１は、第８の実施形態における、タービンロータ・軸受保護装置に用いられるストレーナ洗浄装置の一例を示す概念図である。ここではストレーナ洗浄装置１７ａを例にして説明するが、ストレーナ洗浄装置１７ｂも同様である。
20 and 21 are conceptual diagrams illustrating an example of a strainer cleaning device used in the turbine rotor / bearing protection device according to the eighth embodiment. Here, the
図２０、図２１に示すように、ストレーナ洗浄装置１７ａは、目開き大ストレーナ３の内周部のメッシュの全周に対し、このメッシュで捕捉された異物２１ａを除去するためにメッシュの周方向に沿って回転操作可能なストレーナ洗浄装置ハンドル２０、およびこの異物２１ａを目開き大ストレーナ３のメッシュから掃き取るためのゴム製スクレーパ２１を有する。ゴム製スクレーパ２１の先端は、目開き大ストレーナ３のメッシュの近傍に位置し、ストレーナ洗浄装置ハンドル２０の操作に伴って、ゴム製スクレーパ２１により異物２１ａを目開き大ストレーナ３のメッシュから掃き取ることができる。
As shown in FIGS. 20 and 21, the
例えば、図１９に示すように目開き大ストレーナ３の系統を使用していない場合、この目開き大ストレーナ３に設置されるストレーナ洗浄装置１７ａのストレーナ洗浄装置ハンドル２０を操作して、ストレーナ洗浄装置１７ａを回転させることにより、ストレーナ内周部の異物を掃き取ることができる。
For example, as shown in FIG. 19, when the system of the
ストレーナ洗浄装置１７ａ内部には除去された異物を回収するためのドレン口２１ｂが設けられ、このドレン口２１ｂは目開き大ストレーナ３の下部に設置されるドレン弁１９ａに接続される。
A
この除去された異物は、ドレン弁１９ａの開操作によりドレン口２１ｂを介して目開き大ストレーナ３の外部に排出される。この排出された異物や油はドレン弁１９ａを介して油洗浄機へ回収される。目開き小ストレーナ４を洗浄する場合も同様である。
The removed foreign matter is discharged out of the
以上のように、第８の実施形態によれば、未使用時のストレーナを洗浄することでストレーナの点検交換の頻度を少なくすることができ、かつメッシュの目詰まりによる断油を防ぎ、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。 As described above, according to the eighth embodiment, it is possible to reduce the frequency of inspection and replacement of the strainer by washing the strainer when not in use, and to prevent oil leakage due to clogging of the mesh. The risk of damage to the bearing can be reduced.
（第９の実施形態）
次に、第９の実施形態について説明する。
図２２は、第９の実施形態における、ストレーナの設置の構成を直列にした場合のタービンロータ・軸受保護装置の状態の一例を示す概念図である。
上記の第１乃至第８の実施形態では、異なるメッシュサイズのストレーナの系統を並列に配置して、タービン回転数、軸受給油温度、ギャップ量、差圧などの監視パラメータの値に基づいて、使用するストレーナの系統を切り替える構成としていた。これに対し、第９の実施形態では、図２２に示したように目開き大ストレーナ３と目開き小ストレーナ４を直列に配置して、上記の監視パラメータの値に基づいて、使用するストレーナの系統を切り替える。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment will be described.
FIG. 22 is a conceptual diagram showing an example of the state of the turbine rotor / bearing protection device when the strainer installation configuration is serially arranged in the ninth embodiment.
In the above first to eighth embodiments, strainer systems having different mesh sizes are arranged in parallel and used based on monitoring parameter values such as turbine speed, bearing oil supply temperature, gap amount, and differential pressure. The strainer system is switched. On the other hand, in the ninth embodiment, as shown in FIG. 22, the
図２２に示した構成は、第８の実施形態で説明した構成に対して、ロータ１からみた上流側から下流側に向かって目開き大ストレーナ３の系統と目開き小ストレーナ４の系統が直列に接続されるように変更した構成である。詳しくは、目開き小ストレーナ４の入口部に空気作動弁１５ａが設けられ、目開き大ストレーナ３、空気作動弁１５ａ、目開き小ストレーナ４、逆止弁１６ａを経て軸受２ａ、２ｂに至る系統である。また、目開き大ストレーナ３が目詰まりとなった場合の差圧上昇時にも給油を継続できるようにするための自圧式差圧弁２２が、目開き大ストレーナ３の入口部と出口部の間に対するバイパスラインに設置される。
The configuration shown in FIG. 22 is the same as the configuration described in the eighth embodiment in that the system of the
また、空気作動弁１５ａと、目開き小ストレーナ４と、逆止弁１６ａとでなる直列の系統の入口部から出口部にかけて、空気作動弁１５ｂと逆止弁１６ｂとでなる系統が、目開き小ストレーナ４の系統に対するバイパスラインとして設けられる。
Further, a system composed of the air actuated
図２３は、第９の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置に用いられる計算機の系統切替制御部の機能構成例を示すブロック図である。
図２３に示すように、第９の実施形態では、計算機７の系統切替制御部７ｂは、三方切替電磁弁制御部７ｂ１を有する。三方切替電磁弁制御部７ｂ１は、三方切替電磁弁１４を励磁または無励磁に制御する。三方切替電磁弁１４は、空気作動弁１５ａ、１５ｂのいずれか一方を開動作させて他方を閉動作させる。
FIG. 23 is a block diagram illustrating a functional configuration example of a system switching control unit of a computer used in the turbine rotor / bearing protection device according to the ninth embodiment.
As shown in FIG. 23, in the ninth embodiment, the system switching
図２４は、第９の実施形態におけるタービンロータ・軸受保護装置によるストレーナ切替動作の一例を示すフローチャートである。
運転状態に応じて、目開き大ストレーナ３とあわせて目開き小ストレーナ４を使用する場合（Ｓ９１のＹＥＳ）、計算機７の系統切替制御部７ｂの三方切替電磁弁制御部７ｂ１が三方切替電磁弁１４を励磁させ、この励磁により空気供給源から第１空気作動弁１５ａへの空気を遮断させることにより（Ｓ９３）、第１空気作動弁１５ａを開動作させることで（Ｓ９４）、使用する系統を目開き小ストレーナ４を通る系統に切り替える。この状態では、目開き小ストレーナ４に対するバイパスライン側の第２空気作動弁１５ｂへは空気が供給され、この第２空気作動弁１５ｂは閉動作する。
FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of a strainer switching operation by the turbine rotor / bearing protection device according to the ninth embodiment.
When the small strainer 4 is used together with the
ここで、この目開き小ストレーナ４の目詰まりにより、差圧計１３で計測した差圧が上昇した場合は（Ｓ９５のＹＥＳ）、三方切替電磁弁制御部７ｂ１が三方切替電磁弁１４を無励磁とし（Ｓ９６）、この無励磁により空気供給源から第２空気作動弁１５ｂへの空気を遮断させることにより（Ｓ９７）、目開き小ストレーナ４に対するバイパスライン側の第２空気作動弁１５ｂが開動作するよう制御することで（Ｓ９８）、断油を防ぐことができる。この状態では、開動作していた第１空気作動弁１５ａへは空気が供給され、この第１空気作動弁１５ａは閉動作し、目開き小ストレーナ４は使用されなくなる。
Here, when the differential pressure measured by the
一方、運転状態に応じて目開き大ストレーナ３を使用する一方で、目開き小ストレーナ４を使用しない場合は（Ｓ９１のＮＯ）、三方切替電磁弁制御部７ｂ１が三方切替電磁弁１４を無励磁とし（Ｓ９９）、この無励磁により空気供給源から第２空気作動弁１５ｂへの空気を遮断させることにより（Ｓ１００）、目開き小ストレーナ４に対するバイパスライン側の第２空気作動弁１５ｂを開動作するように制御することで（Ｓ１０１）、使用する系統を目開き大ストレーナ３のみを使用した系統へ切り替える。この状態では、開動作していた第１空気作動弁１５ａへは空気が供給され、この第１空気作動弁１５ａは閉動作し、目開き小ストレーナ４は使用されなくなる。
On the other hand, when the
また、この目開き大ストレーナ３の目詰まりにより差圧計１３で計測した差圧が上昇した場合は（Ｓ１０２のＹＥＳ）、自圧式差圧弁２２が開動作する（Ｓ１０３）。これにより断油を防ぐことができる。
When the differential pressure measured by the
以上のように、第９の実施形態では、三方切替電磁弁１４の励磁または無励磁の制御を行なうことで、第１空気作動弁１５ａまたは第２空気作動弁１５ｂを開動作させてストレーナ切り替え操作を自動化し、かつ遠隔で操作可能とし、適切なタイミングでストレーナ切り替えを行うことができる。これにより、油膜厚さの変化に応じた異物流入を適切に防ぎつつ、安定して給油することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
As described above, in the ninth embodiment, by controlling the excitation or non-excitation of the three-way switching
また、第９の実施形態では、三方切替電磁弁１４が無励磁の場合、または空気供給源から第２空気作動弁１５ｂへの空気が遮断された場合には、目開き小ストレーナ４に対するバイパスライン側の第２空気作動弁１５ｂが開動作する構成としている。
Further, in the ninth embodiment, when the three-way switching
このような構成とすることにより、電源喪失時および制御空気喪失時において、目開き大ストレーナ３の下流で使用する系統が目開き小ストレーナ４側の系統から、目開き小ストレーナ４に対するバイパスライン側の系統に切り替わるので、上記の電源喪失時および制御空気喪失時において、潤滑油を安全に継続して供給することができ、軸受給油の断油によるタービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
By adopting such a configuration, when power is lost and control air is lost, the system used downstream of the
また、万が一、目開き大ストレーナ３が目詰まりにより断油の可能性が発生したとしても、自圧式差圧弁２２を用いたバイパス機能を有しているため、軸受への潤滑油の断油を防ぐことができる。
In addition, even if the possibility of oil breakage occurs due to clogging of the
（第１０の実施形態）
次に、第１０の実施形態について説明する。
図２５は、第１０の実施形態における、タービンロータ・軸受保護装置の構成例を示す概念図である。
この実施形態は、上記の各実施形態の特徴をあわせて説明するものである。図２５に示すように、異なるメッシュサイズのストレーナが並列に設置され、第１乃至第６の実施形態で説明した切り替え弁６を操作することで、使用するストレーナの系統を切り替えることを可能とした構成である。また、タービンの運転状態を監視するために、第１乃至第６の実施形態で説明したように、回転計９、温度計１０、Ｘ成分ギャップセンサ１１、Ｙ成分ギャップセンサ１２のいずれかを用いることができる。Ｙ成分は、Ｘ成分の方向に直交する方向である。また、第６の実施形態で説明したように、並列に設置された各ストレーナの入口部と出口部との間の差圧を計測するための差圧計１３が設けられる。
(Tenth embodiment)
Next, a tenth embodiment will be described.
FIG. 25 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of a turbine rotor / bearing protection device according to the tenth embodiment.
This embodiment will be described together with the features of each of the above embodiments. As shown in FIG. 25, strainers of different mesh sizes are installed in parallel, and by operating the switching
これら監視計器より、タービン回転数、軸受給油温度、ギャップ量、軸受ストレーナの差圧のいずれかをタービン運転状態の監視パラメータとし、このパラメータの値に基づいて、目開き大ストレーナ３または目開き小ストレーナ４に切り替えるようにアナウンスし、均圧弁５によりストレーナ間を均圧した後に、切り替え弁６を操作することにより使用するストレーナを切り替えることができる。
From these monitoring instruments, any one of the turbine rotation speed, bearing oil supply temperature, gap amount, and differential pressure of the bearing strainer is used as a monitoring parameter of the turbine operating state, and based on the value of this parameter, the
また、並列に設置された各ストレーナに対しては第９の実施形態で説明した自圧式差圧弁２２の系統が並列に設置される。これにより、万が一、いずれかのストレーナの目詰まりが発生しても、各ストレーナの入口部と出口部との間の差圧の発生により、自圧式差圧弁２２が開動作することで軸受に確実に給油できるようにする。
Further, for each strainer installed in parallel, the system of the self-pressure type
図２６は、第１０の実施形態における、タービンロータ・軸受保護装置の構成の変形例を示す概念図である。
図２６に示した構成は、図２５に示した構成の均圧弁５、切り替え弁６を設ける代わりに、第７および第８の実施形態で説明した三方切替電磁弁１４、空気作動弁１５ａ、１５ｂ、逆止弁１６ａ、１６ｂ、第８の実施形態で説明したストレーナ洗浄装置１７ａ、１７ｂ、空気抜き弁１８ａ、１８ｂ、ドレン弁１９ａ、１９ｂを備えた構成である。
FIG. 26 is a conceptual diagram illustrating a modified example of the configuration of the turbine rotor / bearing protection device according to the tenth embodiment.
26, instead of providing the
このようにして、使用するストレーナを自動的かつ遠隔の制御により切り替えることができる。また、並列に設置された各ストレーナの入口部と出口部との間の差圧を監視し、ストレーナの目詰まりによる差圧発生時に自圧式差圧弁２２を開動作させることもできる。
In this way, the strainer to be used can be switched automatically and remotely. It is also possible to monitor the differential pressure between the inlet and outlet of each strainer installed in parallel, and to open the self-pressure type
その他にも、第９の実施形態で説明したように、目開き大ストレーナ３の系統と目開き小ストレーナ４の系統とを直列にすることもできる。また、図２５、図２６に示した構成ついて各々のストレーナ３、４をダブルストレーナ構造とすることもできる。
In addition, as described in the ninth embodiment, the system of the
本実施形態によれば、計算機７に取り込まれた監視パラメータによるメッシュストレーナの切り替え動作を行える構造としており、運転状態に応じて変化する、補足すべき異物サイズに応じて使用するストレーナを切り替えることができるので、異物流入による軸受およびタービン損傷のリスクを低減することができる。
According to the present embodiment, the mesh strainer can be switched according to the monitoring parameters taken into the
図２６においては、計算機７によって制御された三方切替電磁弁１４の励磁または無励磁の制御を行なうことで、ストレーナ切り替え操作を自動化しかつ遠隔で操作可能としており、適切なタイミングでストレーナ切り替えを行うことができる。これにより、油膜厚さの変化に対する異物流入を適切に防ぎつつ、安定して給油することができるので、タービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。また、電源喪失時および制御空気喪失時に第１空気作動弁１５ａを開動作させることで、使用するストレーナを目開き大ストレーナ３側に自動的に切り替えることができるので、潤滑油を安全に継続して供給することができる。これにより軸受給油の断油によるタービンと軸受の損傷リスクを低減することができる。
In FIG. 26, the excitation or non-excitation control of the three-way switching
また、ストレーナ洗浄装置１７ａ、１７ｂのいずれかを用いて未使用側のストレーナの洗浄を行うことができる。これにより、ストレーナの点検交換の頻度を少なくすることができ、かつメッシュの目詰まりによる断油を防ぐことができる。
Further, the strainer on the unused side can be cleaned using any of the
さらに、万が一、目開き大ストレーナ３または目開き小ストレーナ４の目詰まりにより断油の可能性が発生したとしても、自圧式差圧弁２２を開動作させることによるバイパスを行うことができるので、軸受への潤滑油の断油を防ぐことができる。
Furthermore, even if the possibility of oil breakage occurs due to clogging of the
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
１…タービンロータ、２…軸受、３…目開き大メッシュストレーナ、４…目開き小メッシュストレーナ、５…均圧弁、６…切り替え弁、７…計算機、８…警報機、９…回転計、１０…温度計、１１…Ｘ成分ギャップセンサ、１２…Ｙ成分ギャップセンサ、１３…差圧計、１４…三方切替電磁弁、１５…空気作動弁、１６…逆止弁、１７…ストレーナ洗浄装置、１８…空気抜き弁、１９…ドレン弁、２０…ストレーナ洗浄装置ハンドル、２１…ゴム製スクレーパ、２２…自圧式差圧弁。
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記軸受への潤滑油の給油を行うための給油系統に設けられ、第１のメッシュサイズを有して前記給油系統内の異物を捕捉する第１のストレーナと、
前記給油系統に設けられ、前記第１のメッシュサイズより小さい第２のメッシュサイズを有して前記異物を捕捉する第２のストレーナと、
前記軸受へ前記潤滑油を供給するために使用するストレーナを、前記軸受に供給される潤滑油の油膜の厚さである軸受油膜厚さに応じて前記第１および第２のストレーナのいずれか一方に切り替える切り替え手段と
を備えたことを特徴とするタービン用保護装置。 An apparatus for protecting a turbine rotor and a bearing,
A first strainer provided in an oil supply system for supplying lubricating oil to the bearing, and having a first mesh size and capturing foreign matter in the oil supply system;
A second strainer provided in the oil supply system and having a second mesh size smaller than the first mesh size to capture the foreign matter;
The strainer used for supplying the lubricating oil to the bearing is either one of the first and second strainers according to the bearing oil film thickness which is the thickness of the oil film of the lubricating oil supplied to the bearing. A turbine protective device comprising switching means for switching between the two.
前記タービンロータの回転数が所定の回転数より低い低回転運転中の状態において、前記使用するストレーナを前記第２のストレーナへ切り替え、
前記タービンロータの回転数が所定の回転数以上である通常回転運転中において、前記使用するストレーナを前記第１のストレーナへ切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 The switching means is
In a state where the rotation speed of the turbine rotor is lower than a predetermined rotation speed, the strainer to be used is switched to the second strainer.
2. The turbine protection device according to claim 1, wherein the strainer to be used is switched to the first strainer during a normal rotation operation in which the rotation speed of the turbine rotor is equal to or higher than a predetermined rotation speed.
前記軸受へ給油される潤滑油の給油温度を検出する温度検出手段と、
前記検出した回転数と給油温度とに応じて軸受油膜厚さを計算する計算手段とをさらに備え、
前記切り替え手段は、
前記使用するストレーナを、前記計算した軸受油膜厚さに応じて前記第１および第２のストレーナの間で切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 Rotation detection means for detecting the rotation speed of the turbine rotor;
Temperature detecting means for detecting the oil supply temperature of the lubricating oil supplied to the bearing;
A calculation means for calculating a bearing oil film thickness according to the detected rotation speed and the oil supply temperature;
The switching means is
2. The turbine protection device according to claim 1, wherein the strainer to be used is switched between the first and second strainers in accordance with the calculated bearing oil film thickness.
前記検出したギャップに基づいて、前記タービンロータの軸心浮き上がり量を計算する計算手段とをさらに備え、
前記切り替え手段は、
前記使用するストレーナを、前記計算した軸心浮き上がり量に応じて前記第１および第２のストレーナの間で切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 Gap detecting means for detecting a gap between the turbine rotor from a first direction and a second direction orthogonal to the first direction;
Calculation means for calculating the amount of shaft center lift of the turbine rotor based on the detected gap;
The switching means is
2. The turbine protection device according to claim 1, wherein the strainer to be used is switched between the first and second strainers in accordance with the calculated lift amount of the axial center.
前記切り替え手段は、
前記検出した差圧が上昇した場合に、前記使用するストレーナを前記第１のストレーナに切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 Differential pressure detecting means for detecting a differential pressure between the first and second strainers;
The switching means is
The turbine protection device according to claim 1, wherein when the detected differential pressure increases, the strainer to be used is switched to the first strainer.
前記第１のストレーナの入口部および前記第２のストレーナの入口部にそれぞれ設けられ空気作動弁をさらに備え、
前記切り替え手段は、
前記使用するストレーナの入口部に設けられる前記空気作動弁を開動作させ、使用しないストレーナの入口部に設けられる前記空気作動弁を閉動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 An oil supply system provided with the first strainer and an oil supply system provided with the second strainer are connected in parallel;
An air actuated valve provided at each of the inlet portion of the first strainer and the inlet portion of the second strainer;
The switching means is
2. The turbine protection according to claim 1, wherein the air actuated valve provided at the inlet portion of the strainer to be used is opened and the air actuated valve provided at the inlet portion of the strainer that is not used is closed. apparatus.
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 2. The turbine protection device according to claim 1, further comprising a strainer cleaning device that removes foreign matters adhering to inner peripheral portions of the first and second strainers.
前記第１のストレーナは、前記給油系統における前記軸受からみて上流側に設けられ、
前記第２のストレーナは、前記給油系統における前記軸受からみて下流側に設けられ、
前記第２のストレーナの入口部に設けられる第１の空気作動弁と、
前記第２のストレーナおよび前記第１の空気作動弁に対するバイパス系統に設けられる第２の空気作動弁とをさらに備え、
前記切り替え手段は、
前記第１のストレーナを使用して前記第２のストレーナを使用しない場合には、前記第２の空気作動弁を開動作させるとともに前記第１の空気作動弁を閉動作させ、前記第２のストレーナを使用する場合には、前記第１の空気作動弁を開動作させるとともに前記第２の空気作動弁を閉動作させる
ことを特徴とする請求項１に記載のタービン用保護装置。 An oil supply system provided with the first strainer and an oil supply system provided with the second strainer are connected in series,
The first strainer is provided on the upstream side when viewed from the bearing in the oil supply system,
The second strainer is provided downstream from the bearing in the oil supply system,
A first air actuated valve provided at an inlet of the second strainer;
A second air actuated valve provided in a bypass system for the second strainer and the first air actuated valve;
The switching means is
When the first strainer is used and the second strainer is not used, the second air actuated valve is opened, the first air actuated valve is closed, and the second strainer is operated. 2. The turbine protection device according to claim 1, wherein when the first air operation valve is used, the first air operation valve is opened and the second air operation valve is closed. 3.
前記三方切替電磁弁が無励磁状態の場合は、前記第２の空気作動弁が開動作するとともに前記第１の空気作動弁が閉動作する
ことを特徴とする請求項８に記載のタービン用保護装置。 A three-way switching solenoid valve for operating the first and second air actuated valves;
9. The turbine protection according to claim 8, wherein when the three-way switching solenoid valve is in a non-excited state, the second air operating valve opens and the first air operating valve closes. apparatus.
ことを特徴とする請求項８に記載のタービン用保護装置。 The turbine protection device according to claim 8, further comprising a self-pressure type differential pressure valve provided in a bypass system for the first strainer.
前記軸受へ前記潤滑油を供給するために使用するストレーナを、前記軸受に供給される潤滑油の油膜の厚さである軸受油膜厚さに応じて前記第１および第２のストレーナのいずれか一方に切り替える
ことを特徴とするタービン用保護装置の制御方法。 A first strainer provided in an oil supply system for supplying lubricating oil to the bearing for protecting the turbine rotor and the bearing, and having a first mesh size and capturing foreign matter in the oil supply system. And a method of controlling a second strainer provided in the oil supply system and having a second mesh size smaller than the first mesh size and capturing the foreign matter,
The strainer used for supplying the lubricating oil to the bearing is either one of the first and second strainers according to the bearing oil film thickness which is the thickness of the oil film of the lubricating oil supplied to the bearing. The control method of the protection apparatus for turbines characterized by switching to these.
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| CN108591806B (en) * | 2018-06-01 | 2023-12-22 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | Lubricating oil filter applied to gas turbine |
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