JP2016125434A - 軸受潤滑油流路切替及び清浄システムとオイルフラッシング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統のオイルフラッシング準備時の軸受バイパス作業を簡素化すると共に、オイルフラッシングにおける通油期間を短縮させる。【解決手段】実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムは、蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統における軸受からみて上流側に設けられ、前記潤滑油の流路を前記軸受への流路と前記軸受をバイパスした流路との間で切り替える油流路切替装置と、前記油流路切替装置からみて上流側に設けられる異物捕捉装置とをもつ。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、例えばタービン発電機に用いられる軸受潤滑油流路切替及び清浄システムとオイルフラッシング方法に関する。

一般的に、蒸気タービン及び発電機の据付工事や定期点検工事では、配管溶接時に異物が発生したり、軸受台開放による雰囲気中に異物が混入したりすることにより、運転前に軸受潤滑油系統内に異物が存在する事になる。

この軸受潤滑油系統内に異物が存在する場合、油の清浄度が悪化し、軸受からジャーナルの間に固形物が侵入することにより軸受又はジャーナル部の損傷に至る懸念が発生する。
その為、タービン発電機復旧後に、軸受潤滑油系統のオイルフラッシングを行い、油の清浄度を上げる事が特に肝要である。オイルフラッシング工程は主に三つのプロセス、詳細には準備作業、通油作業、及び復旧作業に区別される。

準備作業では、軸受からジャーナルの間に汚れた油を流さないように、軸受上半を分解し、軸受下半の水平給油口から仮設配管にて軸受をバイパスし、油を仮設異物捕捉装置を介して軸受台内へブローし、潤滑油戻り管で油タンクに戻す系統を構成する。

通油作業は所謂オイルフラッシングであり、高速流の油循環により軸受潤滑油系統内の異物を異物捕捉装置にて捕捉する作業である。
オイルフラッシングを終了するための所定の判定基準を満足した後に、仮設配管の撤去作業、軸受分解点検作業及び復旧作業が行われる。

特許第４６３８２０３号公報 特開２０００−２４０４０３号公報

従来のタービン発電機軸受潤滑油系統のオイルフラッシング工程では、軸受上半を分解および開放した状態でオイルフラッシングを実施する。この場合、軸受からジャーナルの間に異物が侵入することが懸念される。また、オイルフラッシングが完了した後に軸受下半の抜き取り点検及び清掃後に、軸受の復旧作業を実施する必要があるため、オイルフラッシング工程にかかる期間を増加させる要因となっている。

オイルフラッシングにおける通油期間において、オイルフラッシングの段階に応じて仮設異物捕捉装置のストレーナのメッシュのサイズを調整して捕捉異物の評価を実施することで、オイルフラッシングを終了するか否かの判定を行なう。一般的に、オイルフラッシングにおける判定には量的判定と質的判定とがあり、量的判定の基準よりも質的判定の基準を満足させる為に、オイルフラッシングにおける通油期間が長期化する傾向が確認されている。

本発明が解決しようとする課題は、蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統のオイルフラッシング準備時の軸受バイパス作業を簡素化すると共に、オイルフラッシングにおける通油期間を短縮させることが可能になる軸受潤滑油流路切替及び清浄システムとオイルフラッシング方法を提供することである。

実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムは、蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統における軸受からみて上流側に設けられ、潤滑油の流路を前記軸受への流路と前記軸受をバイパスした流路との間で切り替える油流路切替装置と、前記油流路切替装置からみて上流側に設けられる異物捕捉装置とをもつ。

本発明によれば、オイルフラッシング準備時の軸受バイパス作業を簡素化すると共に、オイルフラッシングにおける通油期間を短縮させることができる。

第１の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの構成例を示す図。 第２の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置の構成例を示す図。 第３の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置のオリフィスプレートの使用について説明する図。 第４の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置の閉止板の使用について説明する図。 第４の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの異物捕捉装置の構成例を示す図。 第６の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの異物捕捉装置の配置について説明する図。 第６の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの軸受台内の油管の配置について説明する図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の一例を示す図。 従来のオイルフラッシング方法の一例を示す図。 従来のオイルフラッシング方法の一例を示す図。

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軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの構成例を示す図である。
図１に示すように、第１の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムでは、蒸気タービン発電機の軸受１からみた潤滑油流路の上流側に設けられる給油配管２に油流路切替装置３が設けられる。油流路切替装置３、潤滑油の流路を軸受１側への流路と軸受１をバイパスした流路との間で切り替える。また、蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統におけるオイルフラッシングが可能な範囲をできるだけ広げるために、油流路切替装置３と軸受１との間の距離は、図示しない油タンクから油流路切替装置３との間の距離に対してできるだけ短いことが望ましい。また、この油流路切替装置３の上流側の給油配管２に異物捕捉装置４が設けられる。また、異物捕捉装置４により軸受潤滑油系統の異物捕捉が可能な範囲をできるだけ広げるために、異物捕捉装置４と軸受１との間の距離は、油タンクから異物捕捉装置４との間の距離に対してできるだけ短いことが望ましい。

油流路切替装置３は、軸受１の本組立状態で、蒸気タービン発電機の通常運転状態における軸受１への給油と、蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統におけるオイルフラッシング作業時の軸受バイパスラインへの給油とを切替える。これにより、軸受１の本組立状態でオイルフラッシングが可能となる。

これにより、従来行われていた、オイルフラッシングの準備時に軸受からジャーナルの間に汚れた潤滑油を流さないように軸受上半を事前に分解および開放して軸受バイパスラインを設置する作業および、復旧の際に軸受１内へオイルフラシング中に異物が入っていないか確認するために軸受を点検する作業を省略できる。したがって、オイルフラッシングの準備期間および復旧期間を短縮することができる。

また、オイルフラッシングを終了するか否かの判定時に、オイルフラッシングを終了するための質的判定基準に対応する目開きより細かい目開きのメッシュを異物捕捉装置４に設置する事でオイルフラッシングの通油期間を短縮することができる。

（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。
図２は、第２の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置の構成例を示す図である。
この第２の実施形態にかかる説明は、第１の実施形態で説明した油流路切替装置の具体的な構成を説明するものである。
図２に示すように、油流路切替装置３は、潤滑油入口ポート５、軸受給油ポート６、軸受バイパスポート７でなる三つのポートを有する。
図示しない油タンクから送られる潤滑油は、潤滑油入口ポート５を経由して油流路切替装置３に通油される。この潤滑油の出口は、潤滑油入口ポート５からみて、軸受給油ポート６、軸受バイパスポート７に分岐している。

軸受給油ポート６は、タービン通常運転状態に潤滑油を軸受１側に通油するためのポートである。軸受バイパスポート７は、オイルフラッシング時に潤滑油を軸受バイパスラインに通油するためのポートである。つまり、タービン通常運転状態かオイルフラッシング時かにより、軸受給油ポート６又は軸受バイパスポート７の一方を閉止する事により、潤滑油の流路を切り替えることが可能となる。

以上のように、第２の実施形態における油流路切替装置３により、軸受本組立状態で潤滑油を軸受１に通油する時の流路と軸受バイパスラインに通油する時の流路とを切替可能となる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。
図３は、第３の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置のオリフィスプレートの使用について説明する図である。
この第３の実施形態にかかる説明は、第２の実施形態で説明した油流路切替装置をタービン通常運転状態において使用することについて説明するものである。
図３に示すように、タービン通常運転状態において、油流路切替装置３の軸受バイパスポート７を蓋９で閉止すると、潤滑油入口ポート５に流入した潤滑油は、軸受給油ポート６を介して軸受１側へ流れるようになる。

この軸受給油ポート６にはオリフィスプレート８が備えられており、潤滑油がこのオリフィスプレート８を通過することで、軸受１側へ通油される潤滑油量を定められた油量に調整することができる。
また、オリフィスプレート８のオリフィス開口サイズは、異なるサイズのオリフィスプレートに取り替えるなどして変更することができる。つまり、運転状態が変化することにより潤滑油量を変更する必要が発生した場合でも、この油量を調整可能となる。

以上のように、第３の実施形態では、タービン通常運転状態において、油流路切替装置３にオリフィスプレート８を挿入する事により、タービン運転中の軸受給油量を適切に調整可能となる。

（第４の実施形態）
次に、第４の実施形態について説明する。
図４は、第４の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの油流路切替装置の閉止板の使用について説明する図である。
この第４の実施形態にかかる説明は、第２の実施形態で説明した油流路切替装置をタービン軸受潤滑油系統のオイルフラッシングにおいて使用することについて説明するものである。
図４に示すように、タービン通常運転状態において油流路切替装置３の軸受給油ポート６に挿入されていたオリフィスプレート８を、タービン軸受潤滑油系統のオイルフラッシング時において閉止板１０に取替える事によって、軸受１への給油を遮断することができる。

そして、この遮断とともに、タービン通常運転状態において油流路切替装置３の軸受バイパスポート７を閉止していた蓋９を開け、この軸受バイパスポート７に仮設配管１１を設置することで、潤滑油は軸受バイパスポート７を介して異物捕捉装置４側へ流れる。これにより、潤滑油の流路を軸受１側から軸受バイパスライン側に変更することが可能となる。
また、上記のように、油流路切替装置３の軸受給油ポート６に挿入されていたオリフィスプレート８を閉止板１０に取替える事で、潤滑油は軸受バイパスポート７側に流れるので、軸受１の本組立状態で軸受バイパスラインのフラッシング作業が可能となる。
その結果、従来においてオイルフラッシング作業に実施していた、事前の軸受分解バイパス工事を省略でき、また、フラッシング作業が終了した後の軸受内部点検及び復旧工事も省略可能となるので、短期のフラッシング工程を実現できる。

（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５は、第５の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの異物捕捉装置の構成例を示す図である。
図５に示すように、第５の実施形態では、異物捕捉装置４はダブルストレーナ（本設ダブルストレーナ）１２を使用する。
従来の軸受給油ラインで設置されているオリフィスストレーナは、細かい異物を回収する事が困難である。このため、潤滑油系統内で異物が発生した場合、この異物が軸受１の中に流れ込み、この軸受１を損傷させる可能性があった。

そこで、第５の実施形態では、異物捕捉装置４にダブルストレーナ１２を使用することにより、細かい異物を捕捉できるので、軸受潤滑油の清浄度を確保することが可能となる。
特に、オイルフラッシング時においてストレーナを清掃する際は、このストレーナが従来のようにシングルストレーナであれば油ポンプを停止する必要がある。これに対し、第５の実施形態では、異物捕捉装置４にダブルストレーナ１２を使用するので、通油方向を切替えれば、油ポンプを停止しなくてもストレーナを清掃することが可能となる。よって、従来生じていた、油ポンプを停止していた期間を省略できるので、工期を短縮したオイルフラッシングを実現可能となる。

（第６の実施形態）
次に、第６の実施形態について説明する。
図６は、第６の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの異物捕捉装置の設置について説明する図である。図７は、第６の実施形態における軸受潤滑油流路切替及び清浄システムの軸受台内の油管の配置について説明する図である。
図６に示すように、従来のタービン発電機の軸受潤滑油系統では、タービン建屋の一階に潤滑油の供給元となる油タンク１５が設置され、この油タンク１５の出口に１つの異物捕捉装置４が備えられている。また、各軸受台の近傍にはオリフィスストレーナ１３が備えられている。

この従来の異物捕捉装置４の設置位置では、異物捕捉装置４から軸受１までの距離が遠くなってしまう。異物捕捉装置４は、この異物捕捉装置４から軸受１までの間の配管内に発生した異物を捕捉できないため、この異物捕捉装置４から軸受１までの間の配管内に発生した異物が軸受１に侵入して、この軸受１を損傷させる可能性があった。

これに対し、第６の実施形態では、図６に示すように、油流路切替装置３を複数の軸受台のそれぞれからみた上流側に軸受台ごとに設けた構成において、三階タービンフロアの全部の軸受台からみた上流側に取り付けられる油流路切替装置３からみて上流側に異物捕捉装置４を軸受台ごとに設置するようにした。ここで、異物捕捉装置４と軸受台との間の距離は、油タンク１５から異物捕捉装置４までの距離に対してできるだけ短いことが望ましい。これにより、油タンク１５から軸受１までの間の配管における、異物捕捉装置４により異物を捕捉できる範囲を拡大することができるため、油タンク１５から軸受１までの間に異物が発生した場合にも、この異物を油タンク１５から異物捕捉装置４までの範囲で捕捉できる為、軸受１に異物が侵入するリスクを低減することができる。

また、図７に示すように、異物捕捉装置４にダブルストレーナ１２を使用して、この異物捕捉装置４を、軸受台ごとに設けられる油流路切替装置３の上流側に軸受台ごとに設置する事によって、従来用いていた、オリフィスストレーナ１３が必要なくなるので、軸受台内の給油配管を簡素化することが可能となる。これにより、給油配管における溶接箇所を削減できるので、油管補修工事による異物発生源を低減する事が可能となる。

（第７の実施形態）
次に、第７の実施形態について説明する。
この第７の実施形態は、上記の第１乃至第６の実施形態で説明した軸受潤滑油流路切替及び清浄システムを用いたオイルフラッシング方法について説明するものである。オイルフラッシング方法は、三つのプロセス、つまり準備、通油、及び復旧作業で実施される。図１４および図１５は、従来のオイルフラッシング方法の一例を示す図である。
従来では、オイルフラッシングの準備で、図１４に示すように軸受上半１ａを事前に開放し、図１５に示すように軸受水平面の給油ポートに軸受バイパスラインを設置し、この軸受バイパスラインに仮設異物捕捉装置１４を設置して、軸受下半１ｂからの異物を仮設異物捕捉装置１４により捕捉することでオイルフラッシングを実施していた。その為、準備及び復旧作業時に軸受上半１ａの分解、軸受下半１ｂの点検、および軸受１の再組立作業を要していた。

図８から図１３は、本発明の第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法の手順の一例を示す図である。
第７の実施形態におけるオイルフラッシング方法では、軸受１に潤滑油を通油させないように、図８に示すように、軸受１の上流側に設置された油流路切替装置３の軸受給油ポート６に取付けられたオリフィスプレート８を閉止板１０に変更する（図８のＳｔｅｐ１、２、３）。これにより軸受給油ポート６を閉止することができる。

また、図９に示すように、軸受バイパスポート７に取付けられた閉止用の蓋９を取外し、この軸受バイパスポート７にオイルフラッシング用の仮設配管１１を設置する（図９のＳｔｅｐ４、５）。この仮設配管１１には、オイルフラッシング用の仮設異物捕捉装置１４を設ける。仮設配管１１は、この仮設異物捕捉装置１４を介して軸受台内へと潤滑油を戻す。この潤滑油は、軸受台内に設置された戻り配管を介して油タンク１５（図６参照）へと戻される（図１０のＳｔｅｐ６、７）。

次に通油について説明する。この通油では、図１０に示すように、潤滑油は、油ポンプにより軸受潤滑油系統の給油配管に通油され、油流路切替装置３の軸受バイパスポート７を介して軸受１をバイパスして仮設異物捕捉装置１４に送られる。仮設異物捕捉装置１４にはストレーナが設置される。このストレーナは、潤滑油系統の給油配管内の異物を捕捉する。

通油期間において、オイルフラッシングの段階に応じて仮設異物捕捉装置１４のストレーナのメッシュのサイズを調整して、仮設異物捕捉装置１４による捕捉異物を評価することで、オイルフラッシングの進捗の判定を行なうことができる。仮設異物捕捉装置１４は、オイルフラッシングの終了については、捕捉した異物の量及び質で判定することができる。オイルフラッシングを終了するか否かの最終判定時は、軸受台の上流側設置された異物捕捉装置４のダブルストレーナ１２に本設ストレーナメッシュを設置し、仮設異物捕捉装置１４および、ダブルストレーナ１２を有する本設の異物捕捉装置４に通油し、軸受毎に決められた通油時間で仮設異物捕捉装置１４を用いて異物のサンプリングを行うことで、オイルフラッシングを終了するか否かについて判定できる。

上記のように、軸受台の上流側にダブルストレーナ１２を有する本設の異物捕捉装置４を設置する事で、オイルフラッシングを終了するか否かの判定のための通油期間内でランダムに発生する異物である、オイルフラッシングを終了するための判定基準を満たさない異物についても仮設異物捕捉装置１４に到達する前にダブルストレーナ１２により回収することができる。これにより、安定的なオイルフラッシング結果を得る事ができる。

図１１に示すように、オイルフラッシング判定後は、オイルフラッシングのために準備した仮設配管１１を取り外し、油流路切替装置３の軸受バイパスポート７に蓋９を設置するとともに、仮設異物捕捉装置１４を取外す（図１１のＳｔｅｐ８、９）。また、油流路切替装置３の軸受給油ポート６に取付けられた閉止板１０を、図１２に示すようにオリフィスプレート８に取替えることで、復旧完了となる（図１２のＳｔｅｐ１０、１１）。
この方法によれば、従来実施していた、準備での軸受分解や復旧での軸受点検及び軸受再組立作業を省略する事ができるため、オイルフラッシング工程を短縮することが可能となる。

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。

１…軸受、２…給油配管、３…油流路切替装置、４…異物捕捉装置、５…潤滑油入口ポート、６…軸受給油ポート、７…軸受バイパスポート、８…オリフィスプレート、９…蓋、１０…閉止板、１１…仮設配管、１２…ダブルストレーナ、１３…オリフィスストレーナ、１４…仮設異物捕捉装置、１５…油タンク。

Claims (8)

1. 蒸気タービン発電機の軸受潤滑油系統における軸受からみて上流側に設けられる油流路切替装置と、
   前記油流路切替装置からみて上流側に設けられ、潤滑油の流路を前記軸受への流路と前記軸受をバイパスした流路との間で切り替える異物捕捉装置と
   を具備することを特徴とする軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
2. 前記潤滑油の供給元の油タンクをさらに備え、
   前記異物捕捉装置と前記軸受との間の距離は、前記油タンクと前記軸受との間の距離に対して短い
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
3. 前記油流路切替装置は、
   前記潤滑油の入口となる潤滑油入口ポートと、
   前記蒸気タービン発電機の通常運転時おける、前記潤滑油の出口となる軸受給油ポートと、
   前記軸受潤滑油系統に対する、前記軸受をバイパスしたオイルフラッシング時の前記潤滑油の出口となる軸受バイパスポートとを有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
4. 前記油流路切替装置の前記軸受給油ポートに、前記通常運転時における前記潤滑油の流量調整用のオリフィスプレートを取り付け可能である、
   ことを特徴とする請求項３に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
5. 前記油流路切替装置の前記軸受給油ポートに、前記軸受潤滑油系統のオイルフラッシング時における前記軸受への前記潤滑油の閉止用の閉止板を挿入可能である
   ことを特徴とする請求項４に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
6. 前記異物捕捉装置にダブルストレーナが設けられる
   ことを特徴とする請求項１に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
7. 前記油流路切替装置は、複数の軸受台のそれぞれからみた上流側に前記軸受台ごとに設けられ、
   前記異物捕捉装置は、前記油流路切替装置からみた上流側に前記軸受台ごとに設置される
   ことを特徴とする請求項６に記載の軸受潤滑油流路切替及び清浄システム。
8. 請求項５に記載の軸受潤滑油切替及び清浄システムに適用される方法であって、
   前記オイルフラッシングに際して、前記油流路切替装置の前記軸受給油ポートに設置されている前記オリフィスプレートを前記閉止板に取り替え、
   前記油流路切替装置の前記軸受バイパスポートに仮設配管を取り付け、
   前記仮設配管に仮設異物捕捉装置を設け、
   前記オイルフラッシングを終了するか否かの判定基準を満足するまで、前記仮設異物捕捉装置および、前記油流路切替装置からみて上流側に設けられる前記異物捕捉装置に通油する
   ことを特徴とする軸受潤滑油系統のオイルフラッシング方法。