JP2676964B2 - タービンの保安装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、作動流体が圧力を有してなる圧力流体源の
圧力の低下，上昇により開閉する圧力スイッチの作動信
号によりタービントリップ信号を出力するタービンの保
安装置に関する。

〔従来の技術〕

蒸気タービン等のタービンにおいては作動流体が圧力
を有してなる圧力流体源、例えば軸受に供給する潤滑油
やタービンを駆動する蒸気の圧力異常低または高により
タービンをトリップさせるタービンの保安装置を備えて
いる。以下図面を用いてこの種の従来のタービンの保安
装置について説明する。

第５図は潤滑油の圧力が低下したときにタービンをト
リップさせる従来のタービンの保安装置の系統図であ
る。図において軸受に潤滑油を供給する給油管１に接続
して給油管１を流れる潤滑油の圧力を検出する圧力配管
２が設けられ、圧力配管２の他端は並列に設けられたニ
ードル弁３と電磁弁４とを介して大気に開放されてい
る。圧力配管２には潤滑油の圧力を検出する３個の圧力
スイッチ6,7,8と圧力計９とが設けられ、さらに圧力ス
イッチ6,7,8と給油管１との間にオリフイス10が、また
圧力計９と電磁弁４との間にオリフイス11が設けられて
いる。

第６図は上記の構成による圧力スイッチの作動により
タービントリップ信号を出力させる回路である。図にお
いて圧力スイッチ６の作動による圧力スイッチONの出力
信号12と圧力スイッチ７の作動による圧力スイッチONの
出力信号13と圧力スイッチ８の作動による圧力スイッチ
ONの出力信号14とは３個の圧力スイッチ6,7,8のいずれ
か２個が作動したときにタービンをトリップさせるよう
にAND回路17,18,19と、これらのAND回路17,18,19からの
出力信号のいずれか１個の出力信号をうけて出力するOR
回路20を備えている。

また、圧力スイッチの作動圧力を確認する保安装置試
験が行なわれていることを示す保安装置テスト中の信号
15を出力するようにしている。そして保安装置テスト中
の出力信号15はNOT回路16を介してAND回路20の出力信号
とともにAND回路21に入力され、AND回路21からの出力信
号によりタービントリップの出力信号22を出力する。な
お、AND回路17,18,19からの出力信号はプリンタ，表示
器23に入力され、圧力スイッチの作動を表示，記録す
る。

このような構成によりタービンの運転中事故等により
給油管１の潤滑油の圧力が低下して圧力スイッチ6,7,8
の設定圧力になり、圧力スイッチが作動すると、AND回
路17,18,19とOR回路20とにより、圧力スイッチ6,7,8の
いずれか２個が作動した時OR回路20から信号が出力さ
れ、この出力信号と保安装置試験を行なっていないこと
を示すNOT回路16の出力信号とによりAND回路21から信号
が出力され、この出力信号によりタービントリップの出
力信号22を出力し、この出力信号22によりタービンをト
リップさせる。なお、この際作動した圧力スイッチ6,7,
8のうちの２個の組合わせはプリンタ，表示器23に表
示，記録される。

また、タービン停止や運転中行なわれる保安装置試験
により、圧力スイッチ6,7,8の作動圧力を確認するとき
にはニードル弁３を現場で手動により開にするか、また
は電磁弁４を遠隔操作により開にしてオリフイス11を介
して圧力配管２内の潤滑油を逃がし、圧力配管２内の潤
滑油の圧力を徐々に低下させることにより圧力スイッチ
6,7,8の設定圧力より低下させる。この潤滑油の圧力の
低下により圧力スイッチ6,7,8のいずれか２個が作動す
れば、前述のようにプリンタ，表示器23に圧力スイッチ
6,7,8のうちの２個の組合わせによる作動が表示され
る。なお、圧力スイッチ6,7,8の作動圧力は圧力計９に
より作業員が目視により測定する。

なお、保安装置試験のときはNOT回路16により保安装
置テスト中の出力信号15が出力されないためAND回路21
から信号が出力されず、したがってタービントリップの
出力信号を出力しない。

第７図は実開平１−105703による異なる従来のタービ
ンの保安装置の系統図である。図においては給油管１を
流れる潤滑油の圧力を検出する圧力検出器25と、潤滑油
を蓄えるアキユムレータ26とを圧力配管２に設けた他は
第６図の従来例と同じである。

また、第８図は第７図のタービン保安装置の回路図で
ある。図において圧力スイッチ6,7,8ONの出力信号12,1
3,14と、圧力検出器25からの検出圧力の出力信号とが入
力され、圧力スイッチ6,7,8の各作動圧力を読み取り、
制御器，プリンタ，表示器29により表示，記録するよう
に演算，制御するコンピュータ27を設け、さらに第６図
に示すプリンタ，表示器23を除外した他は第６図の従来
の回路と同じである。

このような構成により、タービンの事故等により潤滑
油圧力が低下した場合には前述と同様に圧力スイッチ6,
7,8の少なくとも２個が作動すればタービントリップの
出力信号22を出力してタービンをトリップさせるととも
に、圧力スイッチ6,7,8ONの出力信号12,13,14と圧力検
出器25の検出圧力の出力信号とがコンピュータ27に入力
されて圧力スイッチ6,7,8の作動圧力を読み取り、表
示，記録する。この際、アキユムレータ26の機能により
圧力配管２内の圧力低下速度が遅くなり、コンピュータ
27での圧力スイッチの作動圧力の読み取りを容易にして
いる。

また、保安装置試験における圧力スイッチ6,7,8の作
動圧力の確認は前述のようにニードル弁３または電磁弁
４を開にして行なわれる。この際、アキユムレータ26の
機能により圧力配管２内の圧力低下速度は遅くなり、圧
力スイッチ6,7,8の作動圧力のコンピュータ27での読み
取りを容易にし、これらの作動圧力を表示，記録してい
る。

上記では作動流体の圧力低下時に圧力スイッチが作動
するタービンの保安装置の例であるが、作動流体、例え
ば復水器内の蒸気の圧力上昇により圧力スイッチを作動
させてタービンをトリップさせる場合も第５図，第７図
に示したタービンの保安装置によりタービントリップ信
号を出力するようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

第５図に示す従来のタービンの保安装置では圧力スイ
ッチの作動圧力を確認する際、第６図に示す回路では圧
力スイッチの作動圧力を確認することはできない。した
がって作動圧力を確認する場合には現場で作業員が圧力
スイッチが作動したときの圧力を圧力計９で目視しなけ
ればならないという問題がある。

また、第７図，第８図に示す実開平１−105703で示す
タービンの保安装置ではコンピュータ装置により圧力ス
イッチの作動圧力を読み取る際、コンピュータ装置の演
算時間が被検出圧力低下時間に比べて長いと、正確な圧
力スイッチの作動圧力を確認することができない。した
がってアキユムレータの機能により被検出圧力低下速度
を遅くするようにしている。しかしながらこの方法では
タービンの事故等により実際に潤滑油圧力が低下してタ
ービンがトリップする際、圧力スイッチの作動によりタ
ービントリップ信号を出力する迄の時間がかかり、ター
ビンを速やかに停止することができないという問題があ
った。

なお、上記は潤滑油のような圧力低下時にタービンを
トリップさせる際の問題であるが、作動流体の圧力上昇
時、例えば復水器内圧の圧力上昇によりタービンをトリ
ップさせる場合にも同じ問題がある。

本発明の目的は、圧力スイッチの作動によりタービン
をトリップさせるタービンの保安装置において、圧力ス
イッチの作動圧力を確認する保安装置試験時、正確な作
動圧力を確認でるとともにタービンの事故等によるター
ビントリップには圧力流体源の圧力上昇，低下に応じて
速やかにタービントリップ信号を出力することのできる
タービンの保安装置を構成することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するために、第１の発明によれば、作
動流体が圧力を有してなる圧力流体源に一端が接続さ
れ、他端が開閉弁を介して大気に連通する圧力配管と、
この圧力配管に設けられ、圧力流体源の圧力より低い設
定圧力で作動する３個の圧力スイッチと、このうちの２
個が作動したときタービントリップ信号を出力する論理
回路とを備えるタービンの保安装置において、前記開閉
弁と圧力スイッチとの圧力配管に設けられるオリフイス
と、このオリフイスと圧力スイッチとの間の圧力配管に
設けれる圧力検出器およびアキュムレータと、このアキ
ュムレータと圧力スイッチとの間の圧力配管に設けら
る、アキュムレータから圧力スイッチの方への作動流体
の流れを止める逆止弁と、圧力検出器からの検出圧力信
号と圧力スイッチの作動信号とが入力され、圧力検出器
での検出圧力から圧力スイッチの作動圧力を読み取り、
この作動圧力を表示、記録するコンピュータ装置とを備
えるものとする。

第２の発明によれば、作動流体が圧力を有してなる圧
力流体源に一端が接続され、他端が開閉弁を介して大気
に連通する圧力配管と、この圧力配管に設けられ、圧力
流体源の圧力より高い設定圧力で作動する３個の圧力ス
イッチと、このうちの２個が作動したときタービントリ
ップ信号を出力する論理回路とを備えるタービンの保安
装置において、前記開閉弁と圧力スイッチとの圧力配管
に設けられるオリフイスと、このオリフイスと圧力スイ
ッチとの間の圧力配管に設けれる圧力検出器およびアキ
ュムレータと、このアキュムレータと圧力スイッチとの
間の圧力配管に設けらる、圧力スイッチからアキュムレ
ータの方への作動流体の流れを止める逆止弁と、圧力検
出器からの検出圧力信号と圧力スイッチの作動信号とが
入力され、圧力検出器での検出圧力から圧力スイッチの
作動圧力を読み取り、この作動圧力を表示、記録するコ
ンピュータ装置とを備えるものとする。

〔作用〕

オリフイスとアキユムレータとの間の圧力配管に設け
られた逆止弁は、圧力流体源の圧力より低い設定圧力で
作動する圧力スイッチを有するときにはアキユムレータ
から圧力スイッチの方へ作動流体が流れないようにし、
また圧力流体源の圧力より高い設定圧力で作動する圧力
スイッチを有するときには圧力スイッチからアキユムレ
ータの方へ作動流体が流れないようにしているので、開
閉弁を開にして圧力スイッチの作動圧力の確認を行なう
保安装置試験等にはアキユムレータの機能により圧力配
管を流れる作動流体の圧力低下速度または圧力上昇速度
は遅くなり、圧力スイッチの作動圧力はコンピュータ装
置により圧力検出器からの検出圧力から正確に読み取っ
て表示，記録することができる。一方、ターイン運転中
の事故等により圧力流体源の圧力低下または圧力上昇に
よりタービンをトリップさせるときには前記機能を持つ
ように配された逆止弁により、作動流体の圧力低下時に
はアキユムレータから作動流体を放出し、圧力上昇時に
はアキユムレータに作動流体を蓄える等のアキユムレー
タの機能は停止されるので、作動流体の圧力低下または
圧力上昇に応じて瞬時に圧力スイッチが作動してタービ
ントリップ信号を出力する。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例について説明す
る。第１図は本発明の実施例によるタービンの保安装置
の系統図である。なお、第１図において第５図ないし第
８図の従来例と同一部品には同じ符号を付し、その説明
を省略する。第１図において第７図の従来例と異なるの
は圧力スイッチ6,7,8とアキユムレータ26との間である
圧力計９と圧力検出器25との間の圧力配管２にアキユム
レータ26に蓄えられた潤滑油が圧力スイッチ6,7,8の方
に流れないように逆止弁30を設けたことである。

なお、第１図のタービンの保安装置の回路は第８図の
回路と同じである。

このような構成によりタービンの保安装置の試験時、
圧力スイッチ6,7,8の作動圧力を確認する時には前述の
ようにニードル弁３または電磁弁４の開により潤滑油を
逃がし、圧力配管２内の潤滑油圧力を低下させる。この
ときアキユムレータ26に蓄えられた潤滑油を徐々に圧力
配管２に放出し、またニードル弁５またはオリフイス11
を介して圧力配管２内の油を徐々に大気へ逃がしてこの
圧力低下速度を遅くする。この状態で潤滑油の圧力が３
個の圧力スイッチ6,7,8の設定圧力以下になると、３個
の圧力スイッチ6,7,8が作動して前述のように圧力検出
器25の検出圧力からコンピュータ27により圧力スイッチ
の作動圧力を正確に読み取ることができる。

また給油管１の潤滑油の圧力が事故等により低下した
ときにはオリフイス10を介して圧力配管２の潤滑油の圧
力も低下する。このとき逆止弁30によりアキユムレータ
26から蓄えられた潤滑油が放出されないので、圧力スイ
ッチ6,7,8部の圧力低下は給油管１の圧力低下に依存す
ることになる。したがってこの潤滑油の圧力が３個の圧
力スイッチの設定圧力になり、これらのうちいずれか２
個が作動すると、第８図の回路により瞬時にタービント
リップ信号を出力し、速やかにタービンを停止する。

第２図は上記のタービンの保安装置の圧力配管内の潤
滑油圧力低下を縦軸に圧力配管圧力、横軸に時間をとっ
て示した圧力配管圧力特性図である。図において33はタ
ービンの保安装置試験時の潤滑油の圧力配管圧力低下特
性であり、アキユムレータの機能により圧力低下速度は
遅くなり、このため圧力スイッチの設定圧力34で作動す
べき時間とコンピュータにより圧力検出器から読み取る
作動圧力35との時間との間、すなわちコンピュータが演
算するのに必要な演算時間36を取ることができ、圧力ス
イッチの作動圧力の読み取りは正確になる。

37は事故等により潤滑油圧力が低下したときの圧力配
管圧力低下特性を示している。図から逆止弁30の作用に
より保安装置試験時の圧力低下特性33より圧力低下速度
が早く、したがって速やかに論理回路によりタービント
リップ信号を出力することが理解される。

第３図は本発明の異なる実施例による復水器内圧上昇
時、タービンをトリップさせるタービンの保安装置の系
統図である。第３図において圧力配管２を真空に保持さ
れる復水器39に接続し、圧力スイッチ6,7,8とアキユム
レータ26との間である圧力計９と圧力検出器25との間の
圧力配管２に圧力スイッチ6,7,8の方からアキユムレー
タ26の方に蒸気が流れないようにする逆止弁40を設けた
他は第１図のものと同じである。なお、圧力スイッチ6,
7,8のいずれか２個が作動したときにタービントリップ
信号を出力する回路は第８図のものと同じである。

このような構成によりタービンの保安装置の試験をす
るときはニードル弁５を開、またはオリフイス10を介し
て電磁弁４を開にして大気を吸込ませて圧力配管２の圧
力を上昇させる。このとき大気が徐々にアキユムレータ
26に蓄えられ、またオリフイス11またはニードル弁５を
介して大気が徐々に圧力配管２に流入することにより圧
力配管２内の圧力上昇速度は遅くなる。そして圧力配管
２内の圧力が３個の圧力スイッチ6,7,8の設定圧力にな
り、３個の圧力スイッチのうち２個の圧力スイッチが作
動すれば信号を出力し、この出力信号がコンピュータ27
に入力され、コンピュータ27にて圧力検出器25の検出圧
力から圧力スイッチの作動圧力を読み取り、圧力スイッ
チ6,7,8の作動圧力を表示，記録する。

またタービンの事故等により復水器の内圧が上昇する
と、オリフイス10を介して圧力配管２の圧力も上昇す
る。このとき逆止弁40によりアキユムレータ26へ流れ込
む蒸気を遮断するため、圧力スイッチ6,7,8が設けられ
た圧力配管２内の圧力上昇は復水器の圧力上昇に依存す
る。したがって復水器内の圧力が３個の圧力スイッチ6,
7,8の設定圧力になり、このうちいずれか２個が作動す
ると、前述のように瞬時にタービントリップ信号を出力
し、速やかにタービンを停止する。

第４図は上記のタービンの保安装置の試験時とタービ
ントリップ時の復水器に接続した圧力配管の圧力上昇を
縦軸に圧力配管圧力、横軸に時間をとって示した圧力配
管圧力特性図である。図において41は保安装置試験時の
復水器内圧の圧力上昇特性であり、この圧力上昇速度は
アキユムレータの機能により遅くなり、このため圧力ス
イッチの設定圧力42で作動すべき時間と圧力検出器から
コンピュータ装置により作動圧力43を読み取る時間との
間、すなわちコンピュータが演算するのに必要な演算時
間44を取ることができ、圧力スイッチの作動圧力の読み
取りは正確になる。45は事故等により復水器内圧が上昇
してタービンがトリップしたときの圧力配管の圧力上昇
を示す圧力上昇特性である。図から圧力上昇特性は逆止
弁40の作用により保安装置試験時の圧力上昇特性41より
速い圧力上昇速度を有しており、圧力スイッチの作動に
より瞬時にタービントリップ信号を出力し、速やかにタ
ービンを停止させることが理解される。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば圧力
流体源の圧力を検出する圧力配管の圧力スイッチとオリ
フイスとの間に圧力検出器とアキユムレータとを配設
し、さらにアキユムレータと圧力スイッチとの間に、圧
力流体源の圧力低下により作動させる圧力スイッチを設
けるときはアキユムレータから圧力スイッチの方へ、ま
たは圧力流体源の圧力上昇により作動させる圧力スイッ
チを設けるときは圧力スイッチからアキユムレータの方
へ作動流体が流れないような逆止弁を設けることによ
り、圧力スイッチの作動圧力を確認する保安装置の試験
のときは圧力配管内の圧力上昇または圧力低下速度はア
キユムレータの機能により遅くなり、このため、コンピ
ュータ速度により圧力検出器の検出圧力から圧力スイッ
チの作動圧力を正確に読み取り、表示，記録することが
でき、一方、タービン事故時の圧力流体源の圧力低下ま
たは上昇時には逆止弁の作用によりアキユムレータの機
能は停止されるので、圧力スイッチが設けられている圧
力配管内の圧力低下、または上昇は圧力流体源の圧力低
下または上昇に依存し、このため圧力スイッチは圧力流
体源の圧力低下または上昇により瞬間にタービントリッ
プ信号を出力し、速やかにタービンを停止するという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例によるタービンの保安装置の系
統図、第２図は第１図のタービンの保安装置における圧
力配管の圧力特性を示す図、第３図は本発明の異なる実
施例によるタービンの保安装置の系統図、第４図は第３
図のタービンの保安装置における圧力配管の圧力特性を
示す図、第５図は従来のタービンの保安装置の系統図、
第６図は第５図のタービンの保安装置の回路図、第７図
は従来の異なる実施例によるタービンの保安装置の系統
図、第８図は第７図のタービンの保安装置の回路図であ
る。 1:給油管、2:圧力配管、4:電磁弁、6,7,8:圧力スイッ
チ、11:オリフイス、25:圧力検出器、26:アキユムレー
タ、30,40:逆止弁、39:復水器。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動流体が圧力を有してなる圧力流体源に
   一端が接続され、他端が開閉弁を介して大気に連通する
   圧力配管と、この圧力配管に設けられ、圧力流体源の圧
   力より低い設定圧力で作動する３個の圧力スイッチと、
   このうちの２個が作動したときタービントリップ信号を
   出力する論理回路とを備えるタービンの保安装置におい
   て、前記開閉弁と圧力スイッチとの圧力配管に設けられ
   るオリフイスと、このオリフイスと圧力スイッチとの間
   の圧力配管に設けれる圧力検出器およびアキュムレータ
   と、このアキュムレータと圧力スイッチとの間の圧力配
   管に設けらる、アキュムレータから圧力スイッチの方へ
   の作動流体の流れを止める逆止弁と、圧力検出器からの
   検出圧力信号と圧力スイッチの作動信号とが入力され、
   圧力検出器での検出圧力から圧力スイッチの作動圧力を
   読み取り、この作動圧力を表示、記録するコンピュータ
   装置とを備えたことを特徴とするタービンの保安装置。
2. 【請求項２】作動流体が圧力を有してなる圧力流体源に
   一端が接続され、他端が開閉弁を介して大気に連通する
   圧力配管と、この圧力配管に設けられ、圧力流体源の圧
   力より高い設定圧力で作動する３個の圧力スイッチと、
   このうちの２個が作動したときタービントリップ信号を
   出力する論理回路とを備えるタービンの保安装置におい
   て、前記開閉弁と圧力スイッチとの圧力配管に設けられ
   るオリフイスと、このオリフイスと圧力スイッチとの間
   の圧力配管に設けれる圧力検出器およびアキュムレータ
   と、このアキュムレータと圧力スイッチとの間の圧力配
   管に設けらる、圧力スイッチからアキュムレータの方へ
   の作動流体の流れを止める逆止弁と、圧力検出器からの
   検出圧力信号と圧力スイッチの作動信号とが入力され、
   圧力検出器での検出圧力から圧力スイッチの作動圧力を
   読み取り、この作動圧力を表示、記録するコンピュータ
   装置とを備えたことを特徴とするタービンの保安装置。