JP2018138428A - Marine main turbine controller, marine main turbine facility, and marine main turbine control method - Google Patents
Marine main turbine controller, marine main turbine facility, and marine main turbine control method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018138428A JP2018138428A JP2017033583A JP2017033583A JP2018138428A JP 2018138428 A JP2018138428 A JP 2018138428A JP 2017033583 A JP2017033583 A JP 2017033583A JP 2017033583 A JP2017033583 A JP 2017033583A JP 2018138428 A JP2018138428 A JP 2018138428A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine
- marine main
- control valve
- main engine
- marine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、舶用主機タービン制御装置、舶用主機タービン設備、及び、舶用主機タービン制御方法に関するものである。 The present invention relates to a marine main machine turbine control device, a marine main machine turbine equipment, and a marine main machine turbine control method.
船舶に搭載される舶用主機タービンにおいて、航行後に船舶を長時間停止させると、高温状態のタービンロータにその自重によって変形が生じる可能性がある。
この変形を防ぐために、一般的には「オートスピン」が行われている。オートスピンとは、次のような処理を示す。
舶用主機タービンの主軸の回転停止が所定の時間以上となったことを検知すると、自動的に前進操縦弁が開となり、タービンロータを回転させる。さらに、タービンロータが所定の回転数に到達すると、前進操縦弁は閉となり、再び主軸が回転停止する。この回転停止が所定の時間以上となったことを検知すると、自動的に後進操縦弁が開となり、再びタービンロータを回転させる。
このように、前進操縦弁及び後進操縦弁の開閉を繰り返すことによりタービンロータを回転させるオートスピンにより、停止中のタービンロータの変形の防止を行っている。
In a marine main engine turbine mounted on a ship, if the ship is stopped for a long time after navigation, the turbine rotor in a high temperature state may be deformed by its own weight.
In order to prevent this deformation, “auto spin” is generally performed. Autospin refers to the following process.
When it is detected that the main shaft of the marine main engine turbine has stopped rotating for a predetermined time or longer, the forward control valve is automatically opened to rotate the turbine rotor. Further, when the turbine rotor reaches a predetermined rotational speed, the forward control valve is closed and the main shaft stops rotating again. When it is detected that the rotation stop has reached a predetermined time or longer, the reverse operation valve is automatically opened and the turbine rotor is rotated again.
In this way, deformation of the stopped turbine rotor is prevented by autospinning that rotates the turbine rotor by repeatedly opening and closing the forward control valve and the reverse control valve.
このオートスピンは、上述したように停止中のタービンロータの変形防止を目的として実施するものであり、前進操縦弁または後進操縦弁が閉となってから主軸が回転停止するまでの間に蒸気は投入されない。そのため、ボイラの負荷は上がらず、これにより温度の低い蒸気がタービン車室内に入ることでタービン車室は冷却されることとなる。
またタービン車室が冷却されているため、主機タービンを起動させる際、オペレータの直接制御によって手動で弁を開け蒸気を投入する等、主機タービンの暖機を実施する必要がある。
そこで、オートスピンに暖機効果を持たせることが検討されている。例えば、特許文献1には、オートスピン時に前進操縦弁または後進操縦弁を所定の弁開度に一定時間保つことで蒸気投入量を多くし、オートスピンに暖機効果を持たせることが開示されている。
This auto-spin is performed for the purpose of preventing deformation of the turbine rotor that is stopped as described above, and steam is not generated until the main shaft stops rotating after the forward control valve or the reverse control valve is closed. Not thrown in. For this reason, the load on the boiler does not increase, and the turbine casing is cooled by the low temperature steam entering the turbine casing.
Further, since the turbine casing is cooled, when starting the main engine turbine, it is necessary to warm up the main engine turbine such as manually opening a valve and supplying steam by direct control of the operator.
Therefore, it has been studied to give the autospin a warm-up effect. For example, Patent Document 1 discloses that the amount of steam input is increased by maintaining the forward control valve or the reverse control valve at a predetermined valve opening for a certain period of time during auto-spin so that the auto-spin has a warm-up effect. ing.
しかしながら、上記特許文献1に開示された発明では、前進弁及び後進弁の開閉の切り替えを行う際、所定の弁開度を定め、その弁開度に基づいて切替の制御を行っているため、例えば外力によって主軸の回転が阻害されると、前進操縦弁または後進操縦弁を所定の弁開度にて開いたとしてもタービンロータの回転が阻害される可能性があり、ひいてはタービンロータが回転しないまま前進操縦弁及び後進操縦弁の開閉が行われ、結果として暖機されない場合があるという問題があった。 However, in the invention disclosed in Patent Document 1, when switching between opening and closing of the forward valve and the reverse valve, a predetermined valve opening is determined, and switching is controlled based on the valve opening. For example, if the rotation of the main shaft is hindered by external force, the rotation of the turbine rotor may be hindered even if the forward control valve or the reverse control valve is opened at a predetermined valve opening, and the turbine rotor does not rotate. There was a problem that the forward control valve and the reverse control valve were opened and closed as they were, and as a result, the engine could not be warmed up.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、タービンロータを確実に回転させ暖機効果のあるオートスピンを行う舶用主機タービン制御装置、舶用主機タービン設備、及び、舶用主機タービン制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a marine main engine turbine control device, a marine main engine turbine facility, and a marine main engine turbine that reliably rotate a turbine rotor and perform auto-spinning with a warm-up effect. An object is to provide a control method.
上記課題を解決するために、本発明の舶用主機タービン制御装置、舶用主機タービン設備、及び、舶用主機タービン制御方法は以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る舶用主機タービン制御装置は、前進操縦弁と後進操縦弁とを備えた舶用主機タービンの制御を行う舶用主機タービン制御装置であって、前記舶用主機タービンが停止すると、前記前進操縦弁を開とし、前記前進操縦弁が開の場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第1閾値に到達すると前記前進操縦弁を全閉とすると同時に前記後進操縦弁を開とし、前記後進操縦弁が開の場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第2閾値に到達すると前記後進操縦弁を全閉とすると同時に前記前進操縦弁を開とし、前記前進操縦弁と前記後進操縦弁の開閉を交互に切り替える制御を行う。
In order to solve the above problems, the marine main engine turbine control device, marine main machine turbine equipment, and marine main engine turbine control method of the present invention employ the following means.
The marine main engine turbine control apparatus according to the first aspect of the present invention is a marine main engine turbine control apparatus that controls a marine main machine turbine including a forward control valve and a reverse control valve, and when the marine main engine turbine is stopped, The forward control valve is opened, and when the forward control valve is open, when the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches a first threshold value, the forward control valve is fully closed and at the same time the reverse control valve is opened, If the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches a second threshold value when the reverse control valve is open, the reverse control valve is fully closed and the forward control valve is opened at the same time, and the forward control valve and the reverse control are opened. Control to alternately open and close the valve.
舶用主機タービン停止、すなわち舶用主機タービンの主軸回転数が0rpmとなったことを検知すると、前進操縦弁を主軸回転数が第1閾値となるまで開き、第1閾値に到達すると前進操縦弁を全閉とし、同時に後進操縦弁を主軸回転数が第2閾値となるまで開く。次に主軸回転数が第2閾値に到達すると後進操縦弁を全閉とし、同時に前進操縦弁を主軸回転数が第1閾値となるまで開く。本構成によれば、このように前進操縦弁と後進操縦弁の開閉を交互に切り替える制御を行うことにより、舶用主機タービンの車室に対して蒸気を連続的に投入することができる。このように蒸気投入量を多くすることでタービン車室温度を保つように暖機効果を持たせることにより、ボイラの負荷を一定に保つことができるとともに、舶用主機タービンの起動の際に起動時間を短縮することができる。
また、前進操縦弁と後進操縦弁の開閉の切替を、主軸回転数に基づき実施することから、外力によって主軸の回転が阻害される状況であってもタービンロータが回転するまで弁を開け続けることができ、これにより確実にタービンロータを回転させることができる。
舶用主機タービンにおいては、停止時のタービンロータの自重による変形を防ぐために、自動的にタービンロータを回転させている(以下、「オートスピン」とする。)。このオートスピンに本構成を組み合わせることにより、オートスピンにさらに暖機効果を持たせることができる。
When the main marine turbine is stopped, that is, when it is detected that the main shaft speed of the marine main turbine is 0 rpm, the forward control valve is opened until the main shaft speed reaches the first threshold value. At the same time, the reverse control valve is opened until the spindle rotational speed reaches the second threshold value. Next, when the main shaft rotation speed reaches the second threshold value, the reverse operation valve is fully closed, and at the same time, the forward operation valve is opened until the main shaft rotation speed reaches the first threshold value. According to this configuration, steam can be continuously introduced into the cabin of the marine main engine turbine by performing control to alternately switch between opening and closing of the forward control valve and the reverse control valve. In this way, by increasing the amount of steam input, it is possible to keep the boiler load constant by providing a warm-up effect so as to maintain the turbine casing temperature, and at the time of starting the marine main engine turbine, the start time Can be shortened.
In addition, since switching between opening and closing of the forward control valve and the reverse control valve is performed based on the main shaft rotation speed, the valve is kept open until the turbine rotor rotates even in a situation where the rotation of the main shaft is hindered by an external force. Thus, the turbine rotor can be reliably rotated.
In a marine main engine turbine, the turbine rotor is automatically rotated in order to prevent deformation of the turbine rotor due to its own weight when stopped (hereinafter referred to as “auto spin”). By combining this configuration with this autospin, it is possible to give the autospin a further warm-up effect.
上記第一態様では、前記第2閾値は0より大きく前記第1閾値よりも小さい値であるとしてもよい。 In the first aspect, the second threshold value may be greater than 0 and smaller than the first threshold value.
前進操縦弁を閉とする基準として用いられる第1閾値が、後進操縦弁を閉とする基準として用いられる第2閾値よりも大きいことから、高温高圧蒸気を用いる前進用の高圧タービンに対してより多くの蒸気を投入し、高圧タービンと比べて多くの蒸気量を必要としない低圧タービンである後進用の低圧タービンに対しての蒸気の投入は前進用の高圧タービンよりも少なくする。これにより、前進用の高圧タービンの暖機を重点的に行うことができ、効率のよい暖機効果が得られる。
また、後進用の低圧タービンに対し、過剰な蒸気の投入を防止することができる。後進用の低圧タービンは、多量の蒸気が投入されることを想定した設計となっておらず、過剰に蒸気が投入されると熱による変形が発生する可能性がある。よって、後進用の低圧タービンのケーシングの熱変形や、熱変形を起因とするタービンロータと静止部との干渉、及び干渉による異常振動を防止することができる。
Since the first threshold value used as a reference for closing the forward control valve is larger than the second threshold value used as a reference for closing the reverse control valve, the first threshold value is higher than that for the forward high-pressure turbine using high-temperature high-pressure steam. The amount of steam input to the reverse low-pressure turbine, which is a low-pressure turbine that inputs a large amount of steam and does not require a large amount of steam as compared with the high-pressure turbine, is less than that of the forward high-pressure turbine. Thereby, warming-up of the high pressure turbine for advance can be performed preferentially, and an efficient warming-up effect is acquired.
Further, it is possible to prevent excessive steam from being introduced into the low-pressure turbine for backward travel. The reverse low-pressure turbine is not designed to be charged with a large amount of steam. If excessive steam is charged, deformation due to heat may occur. Therefore, it is possible to prevent the thermal deformation of the casing of the reverse low-pressure turbine, the interference between the turbine rotor and the stationary part due to the thermal deformation, and the abnormal vibration due to the interference.
上記第一態様では、前記前進操縦弁が前進操縦弁最大開度に達しても前記第1閾値に到達しない、または前記後進操縦弁が後進操縦弁最大開度に達しても前記第2閾値に到達しない場合は、アラームを通知するとしてもよい。 In the first aspect, the first threshold value is not reached even when the forward control valve reaches the maximum forward control valve opening degree, or the second threshold value is reached even when the reverse steering valve reaches the reverse steering valve maximum opening degree. If it does not reach, an alarm may be notified.
何らかの要因、例えば潮流や漂流物等の外力により主軸が回転しないことにより、回転するまで弁を開け続けると、その要因が取り除かれることによってタービンロータが急速回転してしまう虞があり、故障の原因となり得る。
本構成によれば、前進操縦弁または後進操縦弁が最大開度に達しても主軸回転数が各閾値に到達しない場合にアラームを通知するため、アラームにより急速回転が発生する前にその虞があることをオペレータ通知できる。アラームの通知を受けたオペレータは、例えば、ターニング装置を起動させタービン各部の異常の確認を行う、乗務員の監視の下で手作業にて弁を徐々に開ける、等の対応を行う。これらオペレータの対応により、タービンロータの急速回転を防止することができる。
If the main shaft does not rotate due to an external force such as tidal current or drifting material, if the valve is kept open until it rotates, the factor may be removed, causing the turbine rotor to rotate rapidly, causing failure. Can be.
According to this configuration, even if the forward control valve or the reverse control valve reaches the maximum opening degree, an alarm is notified when the spindle speed does not reach each threshold value. An operator can be notified that there is. The operator who has received the alarm notification responds, for example, by turning on the turning device to check the abnormality of each part of the turbine, or gradually opening the valve manually under the supervision of the crew. The response of these operators can prevent rapid rotation of the turbine rotor.
本発明の第二態様に係る舶用主機タービン設備は、舶用主機タービンと、前述のいずれかに記載の舶用主機タービン制御装置と、を備える。 A marine main engine turbine facility according to a second aspect of the present invention includes a marine main engine turbine and the marine main engine turbine control device according to any one of the foregoing.
本発明の第三態様に係る舶用主機タービン制御方法は、舶用主機タービンの制御を行う舶用主機タービン制御方法であって、前記舶用主機タービンが停止すると、前進方向に制御する工程と、前進方向に制御している場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第1閾値に到達すると前進方向の制御を停止すると同時に後進方向に制御を行い、後進方向に制御している場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第2閾値に到達すると後進方向の制御を停止すると同時に前進方向に制御を行い、前進方向の制御と後進方向の制御を交互に切り替える制御を行う。 A marine main machine turbine control method according to a third aspect of the present invention is a marine main machine turbine control method for controlling a marine main machine turbine, and when the marine main machine turbine stops, a step of controlling in a forward direction, and a forward direction. When the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches the first threshold when controlling, the control in the forward direction is stopped and simultaneously the control is performed in the reverse direction. When the main shaft turbine is controlled in the reverse direction, the main engine turbine of the marine main engine turbine is controlled. When the spindle speed reaches the second threshold value, the control in the reverse direction is stopped and simultaneously the control in the forward direction is performed, and the control in the forward direction and the control in the reverse direction are alternately switched.
本発明によれば、主機タービンの主軸の回転数に基づき蒸気投入量を多くしたオートスピンを行うので、タービンロータを確実に回転させて暖機することができ、またオートスピンに暖機効果を持たせることができる。また、停止時に暖機を行うことで主機タービンの起動時間を短縮することができる。 According to the present invention, since the auto-spin with the increased amount of steam input is performed based on the rotational speed of the main shaft of the main turbine, the turbine rotor can be reliably rotated to warm up, and the auto-spin has a warm-up effect. You can have it. Further, the start-up time of the main engine turbine can be shortened by warming up at the time of stop.
以下に、本発明に係る舶用主機タービン制御装置、舶用主機タービン設備、及び、舶用主機タービン制御方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。
以下、本発明の一実施形態について、図1乃至3を用いて説明する。
図1には、本実施形態に係る舶用主機タービン設備の概略構成が示されている。
図1に示されるように、本実施形態に係る舶用主機タービン設備1は、例えば、LNG
船等の船舶の推進用に用いられる。この舶用主機タービン設備1は、主機とされる蒸気タービン2と、減速機28と、プロペラ29と、を備えている。
Hereinafter, an embodiment of a marine main engine turbine control device, a marine main engine turbine facility, and a marine main engine turbine control method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a schematic configuration of a marine main engine turbine facility according to the present embodiment.
As shown in FIG. 1, a marine main engine turbine facility 1 according to the present embodiment is, for example, LNG.
Used for propulsion of ships such as ships. The marine main engine turbine equipment 1 includes a
蒸気タービン2は、舶用主機タービン設備1の主動力機として用いられる、例えば、再熱3圧式の蒸気タービンであり、HPタービン21と、IPタービン22と、LPタービン23と、ASTタービン24と、再熱器25と、を備えている。
The
HPタービン21には、主蒸気管31を介して主ボイラ32からの主蒸気が供給され、これによりHPタービン21が回転駆動される。
再熱器25は、HPタービン21とIPタービン22との間に配置され、HPタービン21から排気されて(低温)再熱蒸気管33を介して導かれた蒸気を加熱する。再熱器25にて加熱された蒸気は、(高温)再熱蒸気管34を介してIPタービン22へと供給される。
The main steam from the
The
IPタービン22には、再熱器25にて加熱された再熱蒸気が供給され、これによりIPタービン22は回転駆動される。IPタービン22とHPタービン21とは共通の第1軸26に設けられている。
The
LPタービン23には、IPタービン22から排気されて蒸気管35を介して導かれた蒸気が供給され、これによりLPタービン23が回転駆動される。LPタービン23から排気されて復水管36を介して主復水器37に導かれた蒸気は、主復水器37で凝縮し、復水となる。
ASTタービン24は、船舶が後進する際に用いられ、主蒸気管31の途中から枝分かれした後進用主蒸気管38を介して主ボイラ32からの主蒸気が直接供給され、これによりASTタービン24が回転駆動されるようになっている。また、ASTタービン24とLPタービン23とは共通の第2軸27に設けられている。
The
The
減速機28には、上述した第1軸26および第2軸27が入力軸として接続され、減速機28の出力側には、主軸30が接続されている。また、この主軸30には、プロペラ29が接続され、主軸30によってプロペラ29が回転させられる。そして、このプロペラ29の回転によって船舶の推進力が得られるようになっている。
The
なお、図1中の符号41,42は、主蒸気管31の途中に設けられた前進締切弁、前進操縦弁、符号43は、(高温)再熱蒸気管34の途中に設けられた再熱蒸気止弁、符号44,45は、後進用主蒸気管38の途中に設けられた後進操縦弁、後進中間弁である。
また、図1中の符号46は、主復水器37で凝縮した復水を主ボイラ32に導く給水管であり、符号47は、給水管46の途中に設けられた復水ポンプである。
In FIG. 1,
1 is a water supply pipe that guides the condensed water condensed in the
舶用主機タービン制御装置100は、主軸30の回転数を取得し、前進操縦弁42の弁開度及び後進操縦弁44の弁開度の制御を行う。
The marine main engine
舶用主機タービン制御装置100は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ROMやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等である。
The marine main engine
図2には、本実施形態に係る舶用主機タービン制御装置による制御がフローチャートに示されている。
また図3には、本実施形態に係る舶用主機タービンの主軸回転数、前進操縦弁開度、及び後進操縦弁開度がタイムチャートに示されている。図3の縦軸の矢印方向は前進操縦弁の開度および主軸の前進方向回転時の回転数、縦軸の矢印とは逆の方向は後進操縦弁の開度および主軸の後進方向回転時の回転数、横軸は時間である。また実線は前進操縦弁または後進操縦弁の開度を表し、一点鎖線は主軸の回転数を表す。
図2及び図3を用い、本実施形態における舶用主機タービン制御装置による制御について以下に説明する。
ここで、前進操縦弁42を閉とする基準として用いられる主軸30の回転数を第1閾値、後進操縦弁を閉とする基準として用いられる主軸30の回転数を第2閾値とする。第2閾値は、0より大きく第1閾値よりも小さい値であり、絶対値である。本実施形態においては、第1閾値には5rpmを、第2閾値には3rpmをそれぞれ設定するものとする。
FIG. 2 is a flowchart showing the control by the marine main engine turbine control device according to the present embodiment.
FIG. 3 also shows the main shaft speed, forward steering valve opening, and reverse steering valve opening of the marine main engine turbine according to this embodiment in a time chart. The direction of the arrow on the vertical axis in FIG. 3 indicates the opening degree of the forward control valve and the rotational speed when the main shaft rotates in the forward direction, and the direction opposite to the arrow on the vertical axis indicates the opening degree of the reverse control valve and the rotational direction of the main shaft in the reverse direction. The number of rotations and the horizontal axis are time. The solid line represents the opening degree of the forward control valve or the reverse control valve, and the alternate long and short dash line represents the rotational speed of the main shaft.
Control by the marine main engine turbine control device in the present embodiment will be described below with reference to FIGS. 2 and 3.
Here, the rotational speed of the
船舶が停止すると、蒸気タービン2の主軸30は徐々に回転数を落とし、図2のステップS201に示されるように、舶用主機タービン制御装置100によって蒸気タービン2の主軸30の回転停止が検知される。主軸30の回転停止とは、図3の時間t1の一点鎖線に示されるように、主軸回転数が0rpmとなることである。舶用主機タービン制御装置100によって主軸30の回転停止が検知されると、ステップS202へ遷移する。
When the ship stops, the
ステップS202では、舶用主機タービン制御装置100は事前に設定されたタイムスケジュールに沿って、図3の時間t1からt2の実線に表されるように前進操縦弁42を徐々に開ける。これにより、主ボイラ32から主蒸気管31を通じてHPタービン21に主蒸気が徐々に投入される。よって、HPタービン21の回転により、図3の時間t1からt2の一点鎖線に表されるように主軸30の回転数も徐々に上がる。
In step S202, the marine main engine
次に、舶用主機タービン制御装置100によって主軸30の回転数が5rpm以上であるか否かの判定が行われる(S203)。主軸30の回転数が5rpm以上であると判定されると、ステップS204へ遷移する。主軸30の回転数が5rpm未満であると判定されると、ステップS211へ遷移する。
Next, it is determined by the marine main engine
主軸30の回転数が5rpm以上、すなわち主軸30の回転数が5rpmに到達すると、図3の時間t2の実線に示されるように舶用主機タービン制御装置100は前進操縦弁42を閉とする(S204)。
When the rotation speed of the
図3の時間t3の実線に示されるように前進操縦弁42が全閉となると、同時に後進操縦弁44が開とされ、事前に設定されたタイムスケジュールに沿って、図3の時間t3からt4の実線に示されるように舶用主機タービン制御装置100は後進操縦弁44を徐々に開ける(S205)。これにより、主ボイラ32から後進用主蒸気管38を通じてASTタービン24に主蒸気が徐々に投入される。よって、ASTタービン24の回転により、図3の時間t3からt4の一点鎖線に示されるように、主軸30は前進方向の回転が徐々に停止し後進方向の回転へと推移し、後進方向の回転による回転数が徐々に上がる。
When the
ステップS203において、主軸30の回転数が5rpm未満であると判定された場合は、舶用主機タービン制御装置100によって前進操縦弁42の開度が最大開度であるか否かの判定が行われる(S211)。ここで、前進操縦弁42の最大開度とは、前進操縦弁42の開度の上限値である。何らかの要因により主軸の回転が阻害される場合、主軸回転数が5rpmとなるように弁を開け続けると、その要因が取り除かれることによってタービンロータが急速回転してしまう虞があり、故障の原因となり得る。よって、開度に制限を設けることにより、急速回転を防止する。
前進操縦弁42の開度が最大開度であると判定された場合はステップS212へ遷移する。前進操縦弁42の開度が最大開度でないと判定された場合は、ステップS202へ戻る。
If it is determined in step S203 that the rotational speed of the
When it is determined that the opening degree of the
前進操縦弁42の開度が最大開度であると判定された場合は、主軸30の回転数が5rpmに到達していないにもかかわらず最大開度となっており、何らかの要因によりタービンロータが回転していない可能性がある。そこで、急速回転を防止するために、舶用主機タービン制御装置100はアラームを通知する(S212)。アラームを通知することで、オペレータに注意を喚起することができる。アラームの通知を受けたオペレータは、例えば、ターニング装置を起動させタービン各部の異常の確認を行う、乗務員の監視の下で手作業にて弁を徐々に開ける、等の対応を行う。これらオペレータの対応により、タービンロータの急速回転を防止することができる。
前進操縦弁42の開度が最大開度でないと判定された場合は、ステップS202へ戻り、図3の時間t2の点線に示されるように舶用主機タービン制御装置100によって前進操縦弁42がさらに開かれる。この場合、前進操縦弁42は主軸30の回転数が5rpmに到達する、または前進操縦弁42の開度が最大開度となるまで、前進操縦弁42は開かれる。
When it is determined that the opening degree of the
If it is determined that the opening degree of the
ステップS205において舶用主機タービン制御装置100によって後進操縦弁44が徐々に開かれることにより、主軸30の回転数が上がる。
次に、舶用主機タービン制御装置100によって主軸30の回転数が3rpm以上であるか否かの判定が行われる(S206)。主軸30の回転数が3rpm以上であると判定されると、ステップS207へ遷移する。主軸30の回転数が3rpm未満であると判定されると、ステップS221へ遷移する。
In step S205, the
Next, it is determined by the marine main engine
主軸30の回転数が3rpm以上、すなわち主軸30の回転数が3rpmに到達すると、図3の時間t4の実線に示されるように舶用主機タービン制御装置100は後進操縦弁44を閉とする(S207)。
When the rotational speed of the
図3の時間t5の実線に示されるように後進操縦弁44が全閉となると、同時に前進操縦弁42が開とされ、事前に設定されたタイムスケジュールに沿って、図3の時間t5からt6の実線に示されるように舶用主機タービン制御装置100は前進操縦弁42を徐々に開ける(S208)。これにより、主ボイラ32から主蒸気管31を通じてHPタービン21に主蒸気が徐々に投入される。よって、HPタービン21の回転により、図3の時間t5からt6の一点鎖線に示されるように、主軸30は後進方向の回転が徐々に停止し前進方向の回転へと推移し、前進方向の回転による回転数が徐々に上がる。
As shown by the solid line at time t5 in FIG. 3, when the
ステップS206において、主軸30の回転数が3rpm未満であると判定された場合は、舶用主機タービン制御装置100によって後進操縦弁44の開度が最大開度であるか否かの判定が行われる(S221)。ここで、後進操縦弁44の最大開度とは、後進操縦弁44の開度の上限値である。最大開度を設けることにより、急速回転を防止する。
後進操縦弁44の開度が最大開度であると判定された場合はステップS222へ遷移する。後進操縦弁44の開度が最大開度でないと判定された場合は、ステップS205へ戻る。
If it is determined in step S206 that the rotational speed of the
When it is determined that the opening degree of the
後進操縦弁44の開度が最大開度であると判定された場合は、主軸30の回転数が3rpmに到達していないにもかかわらず最大開度となっており、何らかの要因によりタービンロータが回転していない可能性がある。そこで、急速回転を防止するために、舶用主機タービン制御装置100はアラームを通知する(S222)。アラームを通知することで、オペレータに注意を喚起することができる。アラームの通知を受けたオペレータは、例えば、ターニング装置を起動させタービン各部の異常の確認を行う、乗務員の監視の下で手作業にて弁を徐々に開ける、等の対応を行う。これらオペレータの対応により、タービンロータの急速回転を防止することができる。
後進操縦弁44の開度が最大開度でないと判定された場合は、ステップS205へ戻り、図3の時間t4の点線に示されるように舶用主機タービン制御装置100によって後進操縦弁44がさらに開かれる。この場合、後進操縦弁44は主軸30の回転数が3rpmに到達する、または後進操縦弁44の開度が最大開度となるまで、後進操縦弁44は開かれる。
When it is determined that the opening degree of the
If it is determined that the opening degree of the
ステップS208において前進操縦弁42が徐々に開かれることにより、主軸30の回転数が上がり、ステップS203へ戻り、再度主軸30の回転数が5rpm以上であるか否かの判定が行われる。
引き続き、図3の時間t6以降に示されるように、舶用主機タービン制御装置100によって前進操縦弁42及び後進操縦弁44の開閉が交互に実施される。
以上の制御により、舶用主機タービン制御装置100は、主軸30の回転数に基づき前進操縦弁42と後進操縦弁44の開閉を間をおかず実施する。
In step S208, the
Subsequently, as shown after time t6 in FIG. 3, the marine main
With the above control, the marine main engine
以上、説明してきたように、本実施形態に係る舶用主機タービン制御装置、舶用主機タービン設備、及び、舶用主機タービン制御方法によれば、以下の作用効果を奏する。
蒸気タービン2が停止、すなわち蒸気タービン2の主軸30の回転数が0rpmとなったことを検知すると、前進操縦弁42を主軸回転数が第1閾値である5rpmとなるまで開き、5rpmに到達すると前進操縦弁42を全閉とし、同時に後進操縦弁44を主軸回転数が第2閾値である3rpmとなるまで開く。次に主軸回転数が3rpmに到達すると後進操縦弁44を全閉とし、同時に前進操縦弁42を主軸回転数が5rpmとなるまで開く。本構成によれば、このように前進操縦弁42と後進操縦弁44の開閉を交互に切り替える制御を行うことにより、蒸気タービン2の車室に対して蒸気を連続的に投入することができる。このように蒸気投入量を多くすることでタービン車室温度を保つように暖機効果を持たせることにより、主ボイラ32の負荷を一定に保つことができるとともに、蒸気タービン2の起動の際に起動時間を短縮することができる。
また、前進操縦弁42と後進操縦弁44の開閉の切替を、主軸回転数に基づき実施することから、外力によって主軸の回転が阻害される状況であってもタービンロータが回転するまで弁を開け続けることができ、これにより確実にタービンロータを回転させることができる。
蒸気タービン2においては、停止時のタービンロータの自重による変形を防ぐために、自動的にタービンロータを回転させるオートスピンを行っている。このオートスピンに本構成を組み合わせることにより、オートスピンにさらに暖機効果を持たせることができる。
As described above, according to the marine main engine turbine control device, marine main engine turbine equipment, and marine main engine turbine control method according to the present embodiment, the following operational effects are achieved.
When it is detected that the
In addition, since switching between opening and closing of the
In the
また本実施形態によれば、前進操縦弁42を閉とする基準として用いられる第1閾値が、後進操縦弁44を閉とする基準として用いられる第2閾値よりも大きいことから、高温高圧蒸気を用いるHPタービン21に対してより多くの蒸気を投入し、HPタービン21と比べて多くの蒸気量を必要としない低圧タービンであるASTタービン24に対しての蒸気の投入はHPタービンよりも少なくする。これにより、HPタービン21の暖機を重点的に行うことができ、効率のよい暖機効果が得られる。
また、ASTタービン24に対し、過剰な蒸気の投入を防止することができる。ASTタービン24は、多量の蒸気が投入されることを想定した設計となっておらず、過剰に蒸気が投入されると熱による変形が発生する可能性がある。よって、ASTタービン24のケーシングの熱変形や、熱変形を起因とするタービンロータと静止部との干渉、及び干渉による異常振動を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, since the first threshold value used as a reference for closing the
Further, excessive steam can be prevented from being introduced into the
また本実施形態によれば、前進操縦弁42または後進操縦弁44が最大開度に達しても主軸回転数が各閾値に到達しない場合にアラームを通知するため、アラームにより急速回転が発生する前にその虞があることをオペレータに通知できる。アラームの通知を受けたオペレータは、例えば、ターニング装置を起動させタービン各部の異常の確認を行う、乗務員の監視の下で手作業にて弁を徐々に開ける、等の対応を行う。これらオペレータの対応により、タービンロータの急速回転を防止することができる。
Further, according to the present embodiment, an alarm is notified when the main shaft rotation speed does not reach each threshold even when the
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施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なども含まれる。 As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes and the like without departing from the gist of the present invention. .
たとえば、上述した実施形態においては前進操縦弁42を閉とする基準として用いられる主軸30の回転数である第1閾値を5rpm、後進操縦弁44を閉とする基準として用いられる主軸30の回転数である第2閾値を3rpmとしたが、船舶が移動しない程度の回転数であればそれぞれ任意の値を設定するとしてもよい。
For example, in the above-described embodiment, the first threshold value, which is the rotation speed of the
また、上述した実施形態においては前進操縦弁42及び後進操縦弁44の開度のタイムスケジュールは図3に示すものとしたが、他の任意のタイムスケジュールを設定するとしてもよい。
In the above-described embodiment, the time schedule of the opening degree of the
1 舶用主機タービン設備
2 蒸気タービン(舶用主機タービン)
21 HPタービン
22 IPタービン
23 LPタービン
24 ASTタービン
25 再熱器
30 主軸
32 主ボイラ
42 前進操縦弁
44 後進操縦弁
100 舶用主機タービン制御装置
1 Marine
21
Claims (5)
前記舶用主機タービンが停止すると、前記前進操縦弁を開とし、
前記前進操縦弁が開の場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第1閾値に到達すると前記前進操縦弁を全閉とすると同時に前記後進操縦弁を開とし、
前記後進操縦弁が開の場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第2閾値に到達すると前記後進操縦弁を全閉とすると同時に前記前進操縦弁を開とし、
前記前進操縦弁と前記後進操縦弁の開閉を交互に切り替える制御を行う舶用主機タービン制御装置。 A marine main engine turbine control device for controlling a marine main engine turbine provided with a forward control valve and a reverse control valve,
When the marine main engine turbine stops, the forward control valve is opened,
If the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches a first threshold when the forward control valve is open, the forward control valve is fully closed and at the same time the reverse control valve is opened,
If the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches a second threshold when the reverse control valve is open, the reverse control valve is fully closed and at the same time the forward control valve is opened,
A marine main engine turbine control device that performs control for alternately switching between opening and closing of the forward control valve and the reverse control valve.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の舶用主機タービン制御装置と、
を備えた舶用主機タービン設備。 A marine main engine turbine;
A marine main engine turbine control device according to any one of claims 1 to 3,
A marine main engine turbine facility equipped with
前記舶用主機タービンが停止すると、前進方向に制御する工程と、
前進方向に制御している場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第1閾値に到達すると前進方向の制御を停止すると同時に後進方向に制御を行い、
後進方向に制御している場合に前記舶用主機タービンの主軸回転数が第2閾値に到達すると後進方向の制御を停止すると同時に前進方向に制御を行い、
前進方向の制御と後進方向の制御を交互に切り替える制御を行う舶用主機タービン制御方法。
A marine main engine turbine control method for controlling a marine main engine turbine,
When the marine main engine turbine stops, a step of controlling in the forward direction;
When the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches the first threshold when controlling in the forward direction, the control in the forward direction is stopped simultaneously with the control in the reverse direction,
When the main shaft turbine speed of the marine main engine turbine reaches the second threshold when controlling in the reverse direction, the control in the reverse direction is stopped at the same time as the control in the reverse direction is stopped,
A marine main engine turbine control method for performing control for alternately switching between forward control and reverse control.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017033583A JP7039173B2 (en) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | Marine main engine turbine control device, marine main engine turbine equipment, and marine main engine turbine control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017033583A JP7039173B2 (en) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | Marine main engine turbine control device, marine main engine turbine equipment, and marine main engine turbine control method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018138428A true JP2018138428A (en) | 2018-09-06 |
JP7039173B2 JP7039173B2 (en) | 2022-03-22 |
Family
ID=63451293
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017033583A Active JP7039173B2 (en) | 2017-02-24 | 2017-02-24 | Marine main engine turbine control device, marine main engine turbine equipment, and marine main engine turbine control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7039173B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4887203A (en) * | 1972-02-24 | 1973-11-16 | ||
JPS5043695A (en) * | 1973-08-30 | 1975-04-19 | ||
JPH01270623A (en) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Toshiba Corp | Apparatus for diagnosing vibration of rotary machine |
JP4446992B2 (en) * | 2006-10-16 | 2010-04-07 | 川崎重工業株式会社 | Idling method and apparatus for marine main engine turbine |
JP2015187448A (en) * | 2015-07-27 | 2015-10-29 | 三菱重工業株式会社 | Ship main engine steam turbine installation and ship equipped with the same |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7239772B2 (en) | 2004-06-18 | 2007-07-03 | Nec Laboratories America, Inc. | Flexible waveband aggregator and deaggregator and hierarchical hybrid optical cross-connect system |
JP4887203B2 (en) | 2006-11-14 | 2012-02-29 | 三星モバイルディスプレイ株式會社 | Pixel, organic electroluminescent display device, and driving method of organic electroluminescent display device |
JP5043695B2 (en) | 2008-01-21 | 2012-10-10 | 株式会社 アイ・ビー・エス | Automatic document sending / receiving and organizing system |
-
2017
- 2017-02-24 JP JP2017033583A patent/JP7039173B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4887203A (en) * | 1972-02-24 | 1973-11-16 | ||
JPS5043695A (en) * | 1973-08-30 | 1975-04-19 | ||
JPH01270623A (en) * | 1988-04-22 | 1989-10-27 | Toshiba Corp | Apparatus for diagnosing vibration of rotary machine |
JP4446992B2 (en) * | 2006-10-16 | 2010-04-07 | 川崎重工業株式会社 | Idling method and apparatus for marine main engine turbine |
JP2015187448A (en) * | 2015-07-27 | 2015-10-29 | 三菱重工業株式会社 | Ship main engine steam turbine installation and ship equipped with the same |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
""LNG船用主機タービン新暖気装置"", 川崎重工技報, vol. 第154号, JPN6020040880, 1 January 2004 (2004-01-01), JP, pages 68 - 69, ISSN: 0004553196 * |
""Part 5 Main Turbine Remote Control System"", LNGC GLACE ACACIA MACHINERY OPERATING MANUAL, JPN6020040882, 2007, KR, pages 5 - 1, ISSN: 0004553195 * |
丸山謙介ら: ""LNG船の安全性向上に貢献 −舶用主機蒸気タービン暖気システム−"", 川崎重工技報, vol. 第167号, JPN6020040878, May 2008 (2008-05-01), JP, pages 46 - 49, ISSN: 0004553194 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7039173B2 (en) | 2022-03-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5330945B2 (en) | Hydraulic system and wind power generator equipped with the same | |
KR101014011B1 (en) | Method for heating a steam turbine | |
US9803504B2 (en) | Steam turbine | |
KR101925680B1 (en) | Apparatus for controlling turbine, turbine, and method of reducing vibration valve of turbine shaft | |
US5433079A (en) | Automated steam turbine startup method and apparatus therefor | |
JP2016142223A (en) | Exhaust heat recovery device, exhaust heat recovery type ship propulsion device and exhaust heat recovery method | |
JP6194563B2 (en) | Multi-axis combined cycle plant, control device thereof, and operation method thereof | |
JP2018138428A (en) | Marine main turbine controller, marine main turbine facility, and marine main turbine control method | |
JP5816057B2 (en) | Cooling system control method and apparatus | |
JP2015200179A (en) | heat exchange system | |
JP6723791B2 (en) | Exhaust heat recovery device, internal combustion engine system and ship, and control method for exhaust heat recovery device | |
JP3731058B2 (en) | Steam turbine control method and apparatus | |
JP6769888B2 (en) | Thermal energy recovery device | |
JP5653320B2 (en) | Waste heat regeneration system | |
JP6549955B2 (en) | Waste heat utilization device | |
EP3112621B1 (en) | Power generation system and power generation method | |
JP6479468B2 (en) | Steam turbine equipment, ship, and control method of steam turbine equipment | |
JP2007002764A (en) | Drive control device for water pump and cooling water circulation device | |
WO2012176254A1 (en) | Closed-cycle gas turbine | |
JP2016044639A (en) | Engine cooling device | |
JP6535262B2 (en) | Vehicle control device | |
JP5841858B2 (en) | Hot water heater | |
JPH08296405A (en) | Thermal stress decreasing operation method for steam turbine in uniaxial combined cycle | |
JP2011182523A (en) | Hydrogen gas pressure controller of hydrogen-cooled turbine generator, hydrogen gas pressure control system of hydrogen-cooled turbine generator | |
JP2015187448A (en) | Ship main engine steam turbine installation and ship equipped with the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191209 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20200325 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201104 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20201225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210720 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20210917 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7039173 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |