JP2017180139A - タービン非常用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油排出時に空気を吸い込むことを防止し、信頼性を向上させることができるタービン非常用制御装置を提供する。【解決手段】実施の形態によるタービン非常用制御装置１は、第１マスタートリップ弁１１および第１ロックアウト弁１２を有する第１トリップ装置１０と、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２を有する第２トリップ装置２０と、ドレンボックス５０と、を備えている。ドレンボックス５０は、第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２から、共通ドレン配管４０を介して排出される油を貯留する貯留堰５１を有している。共通ドレン配管４０は、貯留堰５１の内部に設けられた配管出口４０ａを有している。配管出口４０ａは、貯留堰５１の上端よりも低い位置に配置されている。【選択図】図２

Description

本発明の実施の形態は、タービン非常用制御装置に関する。

従来より、発電プラントに設置されるガスタービン、蒸気タービンまたはコンバインドサイクルのタービンが安全な運転を行い、発電機にて安定した電力を発生させるために、多くの保安装置が設けられている。

保安装置の一例として、トリップ時に蒸気タービンのタービンロータの回転を停止させる機械式非常調速機が挙げられる。しかしながら、ガスタービン、蒸気タービン、発電機等を一軸上に配置した１軸形コンバインドサイクル発電プラントでは、蒸気タービンを中央に配置する方式が採用される場合がある。この場合、蒸気タービンのタービンロータの両端に大きな軸トルクが加わるため、機械式非常調速機を設置することは困難になる。また、ガスタービンの一端には高温排気口が設けられているため、作動油が供給される機械式非常調速機を設置するためには不向きな環境となっている。

そこで、機械式非常調速機の代りの保安装置として、主要蒸気弁や、再熱蒸気止め弁等の蒸気弁をトリップ時に急速閉鎖し、蒸気タービンに供給される蒸気を迅速に遮断するためのタービン非常用制御装置が用いられる場合がある。このタービン非常用制御装置は、トリップ時、タービンの回転数が定格回転数の例えば１１０％を超えないように、油圧機器の駆動力を利用して蒸気弁を急速閉鎖させる。このことにより、機械式非常調速機が用いられない場合であっても、タービンの安全な運転を行うことができ、十分な信頼性を確保することができる。

タービン非常用制御装置の一例を図６に示す。このタービン非常用制御装置１０１は、第１トリップ装置１１０と、第２トリップ装置１２０と、を備えている。このうち第１トリップ装置１１０は、第１マスタートリップ弁１１１と、第１マスタートリップ弁１１１の下流側に設けられた第１ロックアウト弁１１２と、を有している。第２トリップ装置１２０は、第２マスタートリップ弁１２１と、第２マスタートリップ弁１２１の下流側に設けられた第２ロックアウト弁１２２と、を有している。

図６に示すタービン非常用制御装置１０１において、タービンの通常運転時には、高圧油発生装置１７０から供給される油圧が、第１マスタートリップ弁１１１のＰポート（入力ポート）に供給され、そのＢポート（出力ポート）から第１ロックアウト弁１１２のＴポートおよびＢポートを介して、第２マスタートリップ弁１２１のＰポートに供給される。そして、第２マスタートリップ弁１２１のＢポートから第２ロックアウト弁１２２のＴポートおよびＢポートを介して被制御弁（以下、一例としての主要蒸気弁Ｖと記す）に供給される。このことにより、主要蒸気弁Ｖの油圧室が、高圧油発生装置１７０で発生した圧力を有する作動油（非常油とも言う）で充満し、主要蒸気弁Ｖが開く条件が揃う。そして、高圧油発生装置１７０から別系統で供給される作動油（制御油とも言う）によって主要蒸気弁Ｖが開き、蒸気タービンに蒸気が供給される。

一方、タービンのトリップ時にタービン停止信号が発生すると、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油（非常油）が、第１マスタートリップ弁１１１および第２マスタートリップ弁１２１から排出（ドレン）される。より具体的には、第１マスタートリップ弁１１１および第２マスタートリップ弁１２１が動作し、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油は、第１マスタートリップ弁１１１のＢポートからＴポートを介して排出されるとともに、第２マスタートリップ弁１２１のＢポートからＴポートを介して排出される。このことにより、主要蒸気弁Ｖの油圧室内の圧力が低下して主要蒸気弁Ｖが閉じ、蒸気タービンに供給される蒸気が遮断される。

また、図６に示すタービン非常用制御装置１０１では、タービンの通常運転を継続しながら第１マスタートリップ弁１１１および第２マスタートリップ弁１２１のうちの一方の動作試験を行うことができる。例えば、第１マスタートリップ弁１１１の動作試験を行う場合、第１ロックアウト弁１１２が動作し、高圧油発生装置１７０から第１ロックアウト弁１１２のＰポートに供給された油圧は、第１ロックアウト弁１１２のＢポートから第２マスタートリップ弁１２１のＰポートに供給される。そして、第２マスタートリップ弁１２１のＢポートから第２ロックアウト弁１２２のＴポートおよびＢポートを介して主要蒸気弁Ｖに供給される。このことにより、第１マスタートリップ弁１１１を介することなく、主要蒸気弁Ｖに油圧を供給することができる。このため、主要蒸気弁Ｖを開きながら、第１マスタートリップ弁１１１を試験的に動作させることができ、第１マスタートリップ弁１１１の動作確認を行うことができる。

第１マスタートリップ弁１１１の動作試験中にタービン停止信号が発生した場合には、第２マスタートリップ弁１２１が動作し、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油は、第２マスタートリップ弁１２１のＢポートからＴポートを介して排出される。このため、動作試験中であっても、主要蒸気弁Ｖを閉じることができるようになっている。

一方、第２マスタートリップ弁１２１の動作試験を行う場合、第２ロックアウト弁１２２が動作する。このことにより、高圧油発生装置１７０から第１マスタートリップ弁１１１のＰポートに供給された油圧は、第１マスタートリップ弁１１１のＢポートを介して第２ロックアウト弁１２２のＰポートに供給され、第２ロックアウト弁１２２のＢポートから主要蒸気弁Ｖに供給される。このことにより、第２マスタートリップ弁１２１を介することなく、主要蒸気弁Ｖに油圧を供給することができる。このため、主要蒸気弁Ｖを開きながら、第２マスタートリップ弁１２１を試験的に動作させることができ、第２マスタートリップ弁１２１の動作確認を行うことができる。

第２マスタートリップ弁１２１の動作試験中にタービン停止信号が発生した場合には、第１マスタートリップ弁１１１が動作し、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油は、第１マスタートリップ弁１１１のＢポートからＴポートを介して排出される。このため、動作試験中であっても、主要蒸気弁Ｖを閉じることができるようになっている。

特許第３０２０８９３号公報 特許第２９８８８１６号公報

ところで、第１マスタートリップ弁、第１ロックアウト弁、第２マスタートリップ弁および第２ロックアウト弁から排出される作動油は、１本の共通ドレン配管に集約されるようになっている。そして、集約された作動油は、この共通ドレン配管からドレンボックスに排出される。

しかしながら、共通ドレン配管の配管出口は、常時大気に露出されている。このことにより、各弁から作動油が排出されると、当該配管出口から各弁内の油路に空気が吸い込まれる。このため、各弁内の油路に充満していた作動油が空気に置換される。各弁内の油路は、複雑な形状を有しているが、多くの油路に空気が吸い込まれ得る。

このようにして空気が吸い込まれて滞留した状態で蒸気タービンへ蒸気を供給可能な状態にする場合（タービンリセット時）には、高圧油発生装置から供給される油圧により、滞留していた空気は押される。油路内の空気は、主として高圧油発生装置の油タンクに回収されるが、タービントリップ後のタービンリセット時に、第１トリップ装置および第２トリップ装置の各マスタートリップ弁が単体で動作不良を引き起こし得ることが考えられる。また、タービン非常用制御装置の下流に位置する主要蒸気弁に空気が入り込んだ場合には、一時的に非常油圧が低下し、主要蒸気弁の動作不良が発生する可能性も考えられる。

また、この圧力の瞬時低下は、高圧油発生装置から作動油が供給される他の非常用制御装置にも影響を及ぼし得る。この場合、当該非常用制御装置の制御対象である蒸気弁に供給される作動油の圧力が低下するため、当該蒸気弁の瞬閉動作を引き起こす恐れがある。このため、蒸気タービンの回転数や負荷制御に異常が発生し、信頼性が低下し得る。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、油排出時に空気を吸い込むことを防止し、信頼性を向上させることができるタービン非常用制御装置を提供することを目的とする。

実施の形態によるタービン非常用制御装置は、第１トリップ装置と、第２トリップ装置と、ドレンボックスと、を備えている。第１トリップ装置は、第１マスタートリップ弁と、第１マスタートリップ弁の下流側に設けられた第１ロックアウト弁と、を有している。第２トリップ装置は、第２マスタートリップ弁と、第２マスタートリップ弁の下流側に設けられた第２ロックアウト弁と、を有している。ドレンボックスは、第１マスタートリップ弁、第１ロックアウト弁、第２マスタートリップ弁および第２ロックアウト弁から、共通ドレン配管を介して排出される油を貯留する貯留堰を有している。共通ドレン配管は、貯留堰の内部に設けられた配管出口を有している。配管出口は、貯留堰の上端よりも低い位置に配置されている。

また、実施の形態によるタービン非常用制御装置は、第１トリップ装置と、第２トリップ装置と、ドレンボックスと、を備えている。第１トリップ装置は、第１マスタートリップ弁と、前記第１マスタートリップ弁の下流側に設けられた第１ロックアウト弁と、を有している。第２トリップ装置は、第２マスタートリップ弁と、第２マスタートリップ弁の下流側に設けられた第２ロックアウト弁と、を有している。ドレンボックスは、第１マスタートリップ弁、第１ロックアウト弁、第２マスタートリップ弁および第２ロックアウト弁から、共通ドレン配管を介して排出される油を貯留する。第１トリップ装置と第２トリップ装置は、マニホールドブロック内に設けられている。ドレンボックスは、マニホールドブロックの下面に取り付けられている。共通ドレン配管は、ドレンボックスの内部に設けられた配管出口を有している。ドレンボックスは、ドレンボックスに貯留された油を排出するボックス排出口を有している。共通ドレン配管の配管出口は、ボックス排出口よりも低い位置に配置されている。

本発明によれば、油排出時に空気を吸い込むことを防止し、信頼性を向上させることができる。

図１は、第１の実施の形態におけるタービン非常用制御装置を示す系統図である。 図２は、図１のタービン非常用制御装置におけるドレンボックスを示す構成図である。 図３は、図２のドレンボックスの変形例を示す図である。 図４は、第２の実施の形態におけるドレンボックスを示す構成図である。 図５は、図４のドレンボックスの変形例を示す図である。 図６は、一般的なタービン非常用制御装置を示す系統図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態によるタービン非常用制御装置は、高圧油発生装置から供給される作動油を用いて、非常時にタービン制御用の被制御弁を制御するためのものである。タービンの例としては、ガスタービン、蒸気タービン、コンバインドサイクルのタービンなどが挙げられ、被制御弁の例としては、燃料弁、主要蒸気弁、再熱蒸気止め弁などの弁が挙げられる。例えば、蒸気タービンプラントでは、タービン非常用制御装置は、被制御弁（以下、一例としての主要蒸気弁と記す）を制御しており、通常運転時には主要蒸気弁の油圧室内に、所定の圧力を有する作動油（圧油、非常油とも言う）によって油圧を供給する。このことにより、当該油圧室内の圧力を高めて主要蒸気弁を開く条件が揃い、高圧油発生装置から別系統で供給される作動油（圧油、制御油とも言う）によって主要蒸気弁が開き、蒸気タービンに蒸気が供給される。一方、タービン停止時には主要蒸気弁の油圧室内の作動油（非常油）を排出する。このことにより、当該油圧室内の圧力を急速に低下させて主要蒸気弁を閉じ、蒸気タービンへの蒸気を急速に遮断して、蒸気タービンを停止させる。

（第１の実施の形態）
図１乃至図３を用いて、第１の実施の形態におけるタービン非常用制御装置について説明する。

図１に示すように、タービン非常用制御装置１は、第１トリップ装置１０と、第２トリップ装置２０と、を備えている。このうち第１トリップ装置１０は、第１マスタートリップ弁１１と、第１マスタートリップ弁１１の下流側に設けられた第１ロックアウト弁１２と、を有している。第２トリップ装置２０は、第２マスタートリップ弁２１と、第２マスタートリップ弁２１の下流側に設けられた第２ロックアウト弁２２と、を有している。

第１マスタートリップ弁１１は、高圧油発生装置７０から油圧が供給されるＰポート（入力ポート）と、第１ロックアウト弁１２および第２ロックアウト弁２２に連通したＢポート（出力ポート）と、タービン停止時に作動油（非常油）を排出するＴポートと、を含んでいる。また、第１マスタートリップ弁１１は、電磁弁１１ａと、スプリング１１ｂと、を更に含んでいる。このうち電磁弁１１ａは、常時励磁形電磁弁となっており、図１においては、電磁弁１１ａの励磁状態が示されている。この場合、第１マスタートリップ弁１１のＰポートとＢポートとが連通する。第１マスタートリップ弁１１が動作して電磁弁１１ａが無励磁となると、スプリング１１ｂの付勢力によって、第１マスタートリップ弁１１のＴポートとＢポートとが連通する。

第１ロックアウト弁１２は、第１マスタートリップ弁１１のＢポートに第１給油配管３１を介して連通したＴポートと、第２マスタートリップ弁２１に連通したＢポートと、高圧油発生装置７０から油圧が供給されるＰポートと、第１ロックアウト弁１２内の作動油を排出するＹポートと、を含んでいる。また、第１ロックアウト弁１２は、電磁弁１２ａと、スプリング１２ｂと、を更に含んでいる。このうち電磁弁１２ａは、常時無励磁形電磁弁となっており、図１においては、電磁弁１２ａの無励磁状態が示されている。この場合、第１ロックアウト弁のＴポートとＢポートとが連通する。第１ロックアウト弁１２が動作して電磁弁１２ａが励磁されると、第１ロックアウト弁のＰポートとＢポートとが連通する。

第２マスタートリップ弁２１は、第１ロックアウト弁のＢポートに第２給油配管３２を介して連通したＰポートと、第２ロックアウト弁２２に連通したＢポートと、タービン停止時に作動油を排出するＴポートと、を含んでいる。また、第２マスタートリップ弁２１は、電磁弁２１ａと、スプリング２１ｂと、を更に含んでいる。このうち電磁弁２１ａは、常時励磁形電磁弁となっており、図１においては、電磁弁２１ａの励磁状態が示されている。この場合、第２マスタートリップ弁２１のＰポートとＢポートとが連通する。第２マスタートリップ弁２１が動作して電磁弁２１ａが無励磁となると、スプリング２１ｂの付勢力によって、第２マスタートリップ弁２１のＴポートとＢポートとが連通する。

第２ロックアウト弁２２は、第２マスタートリップ弁２１のＢポートに第３給油配管３３を介して連通したＴポートと、主要蒸気弁Ｖに連通したＢポートと、第１マスタートリップ弁１１のＢポートにバイパス配管３４を介して連通したＰポートと、第２ロックアウト弁２２内の作動油を排出するＹポートと、を含んでいる。また、第２ロックアウト弁２２は、電磁弁２２ａと、スプリング２２ｂと、を更に含んでいる。このうち電磁弁２２ａは、常時無励磁形電磁弁となっており、図１においては、電磁弁２２ａの無励磁状態が示されている。この場合、第２ロックアウト弁２２のＴポートとＢポートとが連通する。第２ロックアウト弁２２が動作して電磁弁２２ａが励磁されると、第２ロックアウト弁２２のＰポートとＢポートとが連通する。

上述した第１マスタートリップ弁１１のＴポートおよび第２マスタートリップ弁２１のＴポートは、共通ドレン配管４０に連結されている。この共通ドレン配管４０には、第１ロックアウト弁１２のＹポートおよび第２ロックアウト弁２２のＹポートも連結されている。より詳細には、第１マスタートリップ弁１１のＴポートは、第１個別ドレン配管４１を介して共通ドレン配管４０に連結され、第１ロックアウト弁１２のＹポートは、第２個別ドレン配管４２を介して共通ドレン配管４０に連結されている。また、第２マスタートリップ弁２１のＴポートは、第３個別ドレン配管４３を介して共通ドレン配管４０に連結され、第２ロックアウト弁２２のＹポートは、第４個別ドレン配管４４を介して共通ドレン配管４０に連結されている。このようにして、各マスタートリップ弁１１、２１のＴポートから排出される作動油と、各ロックアウト弁１２、２２のＹポートから排出される作動油とが、共通ドレン配管４０に集約されるようになっている。

共通ドレン配管４０に集約された作動油は、ドレンボックス５０に排出される。このようにして、第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２から、共通ドレン配管４０を介してドレンボックス５０に作動油が排出されるようになっている。ドレンボックス５０に排出された作動油は、高圧油発生装置７０に排出（ドレン）されて戻される。

ところで、上述した第１トリップ弁１０と第２トリップ弁２０は、図２に示すように、単一のマニホールドブロック６０内に設けられている。このマニホールドブロック６０内には、上述した各給油配管３１〜３３、バイパス配管３４、各個別ドレン配管４１〜４４および共通ドレン配管４０の一部も設けられている。マニホールドブロック６０内において、各個別ドレン配管４１〜４４は共通ドレン配管４０に連通している。このマニホールドブロック６０の下面６０ａには、上述したドレンボックス５０が取り付けられている。例えば、ドレンボックス５０は、溶接によってマニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けることができるが、これに限られることはない。

図２に示すように、ドレンボックス５０は、共通ドレン配管４０から排出され作動油を貯留する貯留堰５１を有している。この貯留堰５１は、ドレンボックス５０の底面から上方に延び、作動油を貯留するように形成されている。共通ドレン配管４０は、貯留堰５１の内部に設けられた配管出口４０ａを有しており、この配管出口４０ａが、貯留堰５１の上端５１ａよりも低い位置に配置されている。より具体的には、貯留堰５１は、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａを取り囲むように形成されており、共通ドレン配管４０は、マニホールドブロック６０の下面６０ａから下方に延びて、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが貯留堰５１の内部に配置されている。このようにして、貯留堰５１の上端５１ａが、配管出口４０ａよりも高い位置に配置されている。配管出口４０ａから排出された作動油は、貯留堰５１に貯留される。貯留された作動油は、高圧油発生装置７０において発生する圧力から開放される。貯留堰５１に貯留された作動油の油面は貯留堰５１の上端５１ａに達し、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａは、貯留堰５１に貯留された作動油に浸漬される。

ドレンボックス５０は、ドレンボックス５０の下部に設けられたボックス排出口５２を更に有している。このボックス排出口５２は、貯留堰５１から越流した作動油を、高圧油発生装置７０に排出する。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

図１に示すようなタービンの通常運転時には、第１マスタートリップ弁１１の電磁弁１１ａおよび第２マスタートリップ弁２１の電磁弁２１ａは、励磁状態となっている。このことにより、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１のＰポートとＢポートとがそれぞれ連通する。また、第１ロックアウト弁１２および第２ロックアウト弁２２の電磁弁１２ａ、２２ａは、無励磁状態となっている。このことにより、第１ロックアウト弁１２および第２ロックアウト弁２２のＴポートとＢポートとがそれぞれ連通する。このため、高圧油発生装置７０から第１マスタートリップ弁１１のＰポートに供給される油圧は、第１マスタートリップ弁１１のＢポートから第１ロックアウト弁１２のＴポートおよびＢポートを介して、第２マスタートリップ弁２１のＰポートに供給される。そして、第２マスタートリップ弁２１のＢポートから第２ロックアウト弁２２のＴポートおよびＢポートを介して主要蒸気弁Ｖに油圧が供給される。このようにして、主要蒸気弁Ｖの油圧室が、高圧油発生装置７０で発生した圧力を有する作動油（非常油とも言う）で充満し、主要蒸気弁Ｖが開く条件が揃う。そして、高圧油発生装置７０から別系統で供給される作動油（制御油とも言う）によって主要蒸気弁Ｖが開き、蒸気タービンに蒸気が供給される。

一方、タービンのトリップ時にタービン停止信号が発生すると、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１が動作する。このことにより、各マスタートリップ弁１１、２１の電磁弁１１ａ、２１ａが無励磁状態となり、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１のＴポートとＢポートとがそれぞれ連通する。このため、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油（非常油）が、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１のＢポートからＴポートを介してそれぞれ排出される。このようにして、主要蒸気弁Ｖの油圧室内の圧力が低下して主要蒸気弁Ｖが閉じ、蒸気タービンに供給される蒸気が遮断される。なお、第１マスタートリップ弁１１と第２マスタートリップ弁２１の両方から作動油を排出することができるように構成されているため、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１の一方が動作しない場合であっても、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油を排出することができ、信頼性の確保を図っている。

第１マスタートリップ弁１１のＴポートから排出された作動油は、第１個別ドレン配管４１および共通ドレン配管４０を介して、図２に示すドレンボックス５０内の貯留堰５１に排出される。また、第２マスタートリップ弁２１のＴポートから排出された作動油は、第２個別ドレン配管４２および共通ドレン配管４０を介してドレンボックス５０内の貯留槽に排出される。排出される作動油は、高圧油発生装置７０で発生する圧力から開放されて、貯留堰５１に貯留される。貯留堰５１に貯留された作動油の油面が貯留堰５１の上端５１ａに達すると、貯留堰５１から作動油が越流する。越流した作動油はドレンボックス５０の下部に設けられボックス排出口５２から排出されて、高圧油発生装置７０に戻される。

作動油が排出されている間、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａは、貯留堰５１の上端５１ａより低い位置に配置されているため、貯留堰５１に貯留された作動油に浸漬される。このことにより、作動油の排出時に、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０内に空気が吸い込まれることを防止できる。このため、第１マスタートリップ弁１１内の油路および第２マスタートリップ弁２１内の油路に空気が吸い込まれて、油路に充満されていた作動油が空気に置換されることを防止できる。

また、タービンの通常運転を継続しながら第１マスタートリップ弁１１の動作試験を行う場合、第１ロックアウト弁１２が動作する。このことにより、第１ロックアウト弁１２の電磁弁１２ａが励磁状態となり、第１ロックアウト弁１２のＰポートとＢポートとが連通する。このため、高圧油発生装置７０から第１ロックアウト弁１２のＰポートに供給された油圧は、第１ロックアウト弁１２のＢポートから第２マスタートリップ弁２１のＰポートに供給される。そして、第２マスタートリップ弁２１のＢポートから第２ロックアウト弁２２のＴポートおよびＢポートを介して主要蒸気弁Ｖに供給される。このようにして、第１マスタートリップ弁１１を介することなく、主要蒸気弁Ｖに油圧を供給することができる。この結果、主要蒸気弁Ｖを開きながら、第１マスタートリップ弁１１を試験的に動作させることができ、第１マスタートリップ弁１１の動作確認を行うことができる。

第１マスタートリップ弁１１の動作試験中にタービン停止信号が発生した場合には、第２マスタートリップ弁２１が動作する。このことにより、第２マスタートリップ弁２１の電磁弁２１ａが無励磁状態となり、第２マスタートリップ弁２１のＴポートとＢポートとが連通する。このため、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油が、第２マスタートリップ弁２１のＢポートからＴポートを介して排出される。このようにして、第１マスタートリップ弁１１が動作試験中であっても、主要蒸気弁Ｖを閉じることができる。

第２マスタートリップ弁２１のＴポートから作動油が排出される場合においても、上述したように、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが、貯留堰５１に貯留された作動油に浸漬されるため、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０内に空気が吸い込まれることを防止できる。このため、第２マスタートリップ弁２１内の油路に空気が吸い込まれて、油路に充満されていた作動油が空気に置換されることを防止できる。

また、タービンの通常運転を継続しながら第２マスタートリップ弁２１の動作試験を行う場合、第２ロックアウト弁２２が動作する。このことにより、第２ロックアウト弁２２の電磁弁２２ａが励磁状態となり、第２ロックアウト弁２２のＰポートとＢポートとが連通する。このため、高圧油発生装置７０から第１マスタートリップ弁１１のＰポートに供給された油圧は、第１マスタートリップ弁１１のＢポートから、バイパス配管３４を介して第２ロックアウト弁２２のＰポートに供給される。そして、第２ロックアウト弁２２のＢポートから主要蒸気弁Ｖに供給される。このようにして、第２マスタートリップ弁２１を介することなく、主要蒸気弁Ｖに油圧を供給することができる。この結果、主要蒸気弁Ｖを開きながら、第２マスタートリップ弁２１を試験的に動作させることができ、第２マスタートリップ弁２１の動作確認を行うことができる。

第２マスタートリップ弁２１の動作試験中にタービン停止信号が発生した場合には、第１マスタートリップ弁１１が動作する。このことにより、第１マスタートリップ弁１１の電磁弁１１ａが無励磁状態となり、第１マスタートリップ弁１１のＴポートとＢポートとが連通する。このため、主要蒸気弁Ｖに供給されていた作動油が、第１マスタートリップ弁１１のＢポートからＴポートを介して排出される。このようにして、第２マスタートリップ弁２１が動作試験中であっても、主要蒸気弁Ｖを閉じることができる。

第１マスタートリップ弁１１のＴポートから作動油が排出される場合においても、上述したように、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが、貯留堰５１に貯留された作動油に浸漬されるため、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０内に空気が吸い込まれることを防止できる。このため、第１マスタートリップ弁１１内の油路に空気が吸い込まれて、油路に充満されていた作動油が空気に置換されることを防止できる。

タービン停止信号が発生した後に蒸気タービンへ蒸気を供給可能な状態にする場合（タービンリセット）、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１の電磁弁２１ａが、それぞれ励磁状態とされ、第１ロックアウト弁１２および第２ロックアウト弁２２の電磁弁２２ａが、それぞれ無励磁状態とされる。このことにより、高圧油発生装置７０からの作動油は、第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２，第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２を介して主要蒸気弁Ｖに供給される。このようにして、主要蒸気弁Ｖを開く条件が揃う。

作動油が排出される際には、上述したように第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２の油路に空気が吸い込まれることが防止されている。このことにより、タービンリセット後に、各弁１１、１２、２１、２２の油路に供給された作動油中に気泡が混入することを防止でき、供給された作動油の圧力が低下することを防止できる。このため、一時的な油圧低下に伴う警報や信号の発生を防止できる。また、タービンリセット後にマスタートリップ弁１１、２１の動作試験を行う場合においても、動作試験によって、作動油の圧力が低下することを効果的に防止することができる。

このように本実施の形態によれば、第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２からドレンボックス５０に作動油を排出する共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが、ドレンボックス５０の貯留堰５１の内部に設けられるとともに、貯留堰５１の上端５１ａよりも低い位置に配置されている。このことにより、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａを、貯留堰５１に貯留された作動油に浸漬させることができる。このため、作動油の排出時に、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０を介して、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１内に空気が吸い込まれることを防止でき、信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、ドレンボックス５０の下部に、貯留堰５１から越流する作動油を排出するボックス排出口５２が設けられている。このことにより、越流した作動油をドレンボックス５０からスムースに排出することができ、ドレンボックス５０内に貯留することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、第１トリップ装置１０と第２トリップ装置２０は、マニホールドブロック６０内に設けられており、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられている。このことにより、タービン非常用制御装置１のスペース効率を向上させることができ、設置スペースを低減することができる。また、ドレンボックス５０が、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられることにより、ドレンボックス５０内に貯留された作動油が、外部に流出することを防止でき、タービン非常用制御装置１の周囲での油の汚損を防止できる。

なお、上述した本実施の形態において、例えば、図３に示すように、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０に取り付けられたフランジ５３を有していてもよい。このフランジ５３は、ボルト５４によってマニホールドブロック６０に取り付けることができる。この場合、既設のマニホールドブロック６０に、ボルト５４用の孔を加工することによって、ドレンボックス５０を取り付けることができ、既設のタービン非常用制御装置に容易に取り付けることができる。

また、上述した本実施の形態においては、ドレンボックス５０の下部に、貯留堰５１から越流した作動油を排出するボックス排出口５２が設けられている例について説明した。しかしながら、越流した作動油をドレンボックス５０から排出することができれば、ボックス排出口５２は、ドレンボックス５０の下部に配置されることに限られない。

さらに、上述した本実施の形態においては、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられている例について説明した。しかしながら、このことに限られることはなく、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａがドレンボックス５０の貯留堰５１の内部に設けられるとともに貯留堰５１の上端５１ａよりも低い位置に配置することができれば、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられていなくてもよい。

（第２の実施の形態）
次に、図４および図５を用いて、本発明の第２の実施の形態におけるタービン非常用制御装置について説明する。

図４および図５に示す第２の実施の形態においては、共通ドレン配管の配管出口が、ドレンボックスのボックス排出口よりも低い位置に配置されている点が主に異なり、他の構成は、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と略同一である。なお、図４および図５において、図１乃至図３に示す第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

図４に示すように、本実施の形態においては、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが、ドレンボックス５０の内部に設けられている。ドレンボックス５０は、ドレンボックス５０に貯留された作動油を排出するボックス排出口５２を有しており、このボックス排出口５２は、ドレンボックス５０の中間高さ付近に設けられている。そして、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａは、ドレンボックス５０のボックス排出口５２よりも低い位置に配置されている。なお、ドレンボックス５０内には、図２に示すような貯留堰５１は設けられていない。

より具体的には、共通ドレン配管４０は、マニホールドブロック６０内に設けられた配管本体部４０ｂと、配管本体部４０ｂより配管出口４０ａの側に設けられた配管出口側部４０ｃと、を有している。このうち配管出口側部４０ｃは、マニホールドブロック６０の下面６０ａから配管出口４０ａまで延びている。配管出口４０ａは、ドレンボックス５０の底面から離間しており、配管出口４０ａから排出される作動油がドレンボックス５０内に貯留されるようになっている。一方、配管本体部４０ｂは、マニホールドブロック６０の下面６０ａからマニホールドブロック６０の内部に延びており、図１に示す各個別ドレン配管４１〜４４に連結されている。

配管出口側部４０ｃは、配管本体部４０ｂの断面積よりも大きな断面積を有している。ここでいう断面積とは、共通ドレン配管４０が延びる方向に直交する方向における作動油が流れる（あるいは充満され得る）面積を意味する。

本実施の形態において、共通ドレン配管４０からドレンボックス５０に作動油が排出されると、作動油は高圧油発生装置７０で発生する圧力から開放されて、ドレンボックス５０内に貯留される。ドレンボックス５０内に貯留された作動油の油面は、ボックス排出口５２の高さに達すると、ボックス排出口５２から排出されて、高圧油発生装置７０に戻される。一方、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａは、ボックス排出口５２よりも低い位置に配置されているため、ドレンボックス５０に貯留された作動油に浸漬される。このことにより、作動油の排出時に、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０内に空気が吸い込まれることを防止できる。このため、第１マスタートリップ弁１１内の油路および第２マスタートリップ弁２１内の油路に空気が吸い込まれて、油路に充満されていた作動油が空気に置換されることを防止できる。従って、タービンリセット後に、各弁１１、１２、２１、２２の油路に供給された作動油中に気泡が混入することを防止でき、供給された作動油の圧力が低下することを防止できる。

また、図４に示す形態においては、共通ドレン配管４０の配管出口側部４０ｃの断面積が、ドレンボックス５０のうち配管出口側部４０ｃを除く水平面積よりも小さくなっている。この場合、配管出口側部４０ｃ内にドレンボックス５０に貯留された作動油が進入し、進入した作動油の油面を、配管出口側部４０ｃの周囲における作動油の油面よりも高くすることができる。このため、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０内に空気が吸い込まれることを効果的に防止できる。なお、図４においては、配管出口側部４０ｃ内の油面が、マニホールドブロック６０の下面６０ａに達している例を示しており、配管出口側部４０ｃ内が作動油で充満されている例が示されている。

このように本実施の形態によれば、第１マスタートリップ弁１１、第１ロックアウト弁１２、第２マスタートリップ弁２１および第２ロックアウト弁２２からドレンボックス５０に作動油を排出する共通ドレン配管４０の配管出口４０ａが、ドレンボックス５０の内部に設けられるとともに、ドレンボックス５０のボックス排出口５２よりも低い位置に配置されている。このことにより、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａを、ドレンボックス５０に貯留された作動油に浸漬させることができる。このため、作動油の排出時に、配管出口４０ａから共通ドレン配管４０を介して、第１マスタートリップ弁１１および第２マスタートリップ弁２１内に空気が吸い込まれることを防止でき、信頼性を向上させることができる。

また、本実施の形態によれば、第１トリップ装置１０と第２トリップ装置２０は、マニホールドブロック６０内に設けられており、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられている。このことにより、タービン非常用制御装置１のスペース効率を向上させることができ、設置スペースを低減することができる。また、ドレンボックス５０が、マニホールドブロック６０の下面６０ａに取り付けられることにより、ドレンボックス５０内に貯留された作動油が、外部に流出することを防止でき、タービン非常用制御装置１の周囲での油の汚損を防止できる。

また、本実施の形態によれば、共通ドレン配管４０の配管出口側部４０ｃの断面積が、配管本体部４０ｂの断面積よりも大きくなっている。このことにより、配管出口側部４０ｃ内に進入して貯留される作動油の量を増大させることができ、配管出口４０ａが大気に露出されることを効果的に防止できる。

なお、上述した本実施の形態において、例えば、図５に示すように、ドレンボックス５０は、マニホールドブロック６０に取り付けられたフランジ５３を有していてもよい。このフランジ５３は、ボルト５４によってマニホールドブロック６０に取り付けることができる。この場合、既設のマニホールドブロック６０に、ボルト５４用の孔を加工することによって、ドレンボックス５０を取り付けることができ、既設のタービン非常用制御装置に容易に取り付けることができる。

また、上述した本実施の形態においては、ドレンボックス５０の中間高さに、ドレンボックス５０に貯留された作動油を排出するボックス排出口５２が設けられている例について説明した。しかしながら、共通ドレン配管４０の配管出口４０ａを、ドレンボックス５０のボックス排出口５２よりも低い位置に配置することができれば、ボックス排出口５２は、ドレンボックス５０の中間高さに配置されることに限られない。

以上述べた実施の形態によれば、油排出時に空気を吸い込むことを防止し、信頼性を向上させることができる。

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。また、当然のことながら、本発明の要旨の範囲内で、これらの実施の形態を、部分的に適宜組み合わせることも可能である。

１：タービン非常用制御装置、１０：第１トリップ装置、１１：第１マスタートリップ弁、１２：第１ロックアウト弁、２０：第２トリップ装置、２１：第２マスタートリップ弁、２２：第２ロックアウト弁、４０：共通ドレン配管、４０ａ：配管出口、４０ｂ：配管本体部、４０ｃ：配管出口側部、５０：ドレンボックス、５１：貯留堰、５１ａ：上端、５２：ボックス排出口、５３：フランジ、５４：ボルト、６０：マニホールドブロック、６０ａ：下面

Claims (7)

1. 第１マスタートリップ弁と、前記第１マスタートリップ弁の下流側に設けられた第１ロックアウト弁と、を有する第１トリップ装置と、
   第２マスタートリップ弁と、前記第２マスタートリップ弁の下流側に設けられた第２ロックアウト弁と、を有する第２トリップ装置と、
   前記第１マスタートリップ弁、前記第１ロックアウト弁、前記第２マスタートリップ弁および前記第２ロックアウト弁から、共通ドレン配管を介して排出される油を貯留する貯留堰を有するドレンボックスと、を備え、
   前記共通ドレン配管は、前記貯留堰の内部に設けられた配管出口を有し、
   前記配管出口は、前記貯留堰の上端よりも低い位置に配置されていることを特徴とするタービン非常用制御装置。
2. 前記ドレンボックスは、前記ドレンボックスの下部に設けられた、前記貯留堰から越流する油を排出するボックス排出口を更に有していることを特徴とする請求項１に記載のタービン非常用制御装置。
3. 前記第１トリップ装置と前記第２トリップ装置は、マニホールドブロック内に設けられ、
   前記ドレンボックスは、前記マニホールドブロックの下面に取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のタービン非常用制御装置。
4. 前記ドレンボックスは、前記マニホールドブロックに取り付けられたフランジを更に有していることを特徴とする請求項３に記載のタービン非常用制御装置。
5. 第１マスタートリップ弁と、前記第１マスタートリップ弁の下流側に設けられた第１ロックアウト弁と、を有する第１トリップ装置と、
   第２マスタートリップ弁と、前記第２マスタートリップ弁の下流側に設けられた第２ロックアウト弁と、を有する第２トリップ装置と、
   前記第１マスタートリップ弁、前記第１ロックアウト弁、前記第２マスタートリップ弁および前記第２ロックアウト弁から、共通ドレン配管を介して排出される油を貯留するドレンボックスと、を備え、
   前記第１トリップ装置と前記第２トリップ装置は、マニホールドブロック内に設けられ、
   前記ドレンボックスは、前記マニホールドブロックの下面に取り付けられ、
   前記共通ドレン配管は、前記ドレンボックスの内部に設けられた配管出口を有し、
   前記ドレンボックスは、前記ドレンボックスに貯留された油を排出するボックス排出口を有し、
   前記共通ドレン配管の前記配管出口は、前記ボックス排出口よりも低い位置に配置されていることを特徴とするタービン非常用制御装置。
6. 前記共通ドレン配管は、配管本体部と、前記配管本体部より前記配管出口の側に設けられ、前記配管本体部の断面積よりも大きな断面積を有する配管出口側部と、を含んでいることを特徴とする請求項５に記載のタービン非常用制御装置。
7. 前記ドレンボックスは、前記マニホールドブロックに取り付けられたフランジを更に有していることを特徴とする請求項５または６に記載のタービン非常用制御装置。

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