JP2678013B2 - ジャッキング機構の制御方法、及び同制御装置 - Google Patents

ジャッキング機構の制御方法、及び同制御装置

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JP2678013B2 JP63110427A JP11042788A JP2678013B2 JP 2678013 B2 JP2678013 B2 JP 2678013B2 JP 63110427 A JP63110427 A JP 63110427A JP 11042788 A JP11042788 A JP 11042788A JP 2678013 B2 JP2678013 B2 JP 2678013B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンの低速回転域に於けるロータ
支持軸受の摺動抵抗軽減する目的で設置するジャッキン
グ機構に係り、特にジャッキング機能の過剰作用を防止
し、好適な作用となる様、軸受への圧油供給状態を制御
する方法、及び制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
蒸気タービンに使用する軸受は、運転中のロータが高
速回転することから、運転中の損失が少ない滑り軸受が
使用されている。
この滑り軸受の欠点は、低速回転域及び起動時の摺動
摩擦が大きいことにある。
従って大型火力発電所及び原子力発電所用蒸気タービ
ンに於いては、起動の際や停止の際に行われるターニン
グ運転用のターニング装置の負荷を軽減するため、並び
に、ターニング運転時の軸受部の損耗を防止するため、
ジャッキング機構が設けられている。
このジャッキング機構は、軸受の摺動面に設けたオイ
ルポケット内へ圧力油を供給して、ロータを浮上させる
ものである。
第4図はジャッキング機構の説明図である。4は軸
受、24はその内径面、23はジャーナルである。
軸受給油は矢印30の如く供給され、矢印26の如く流通
して同31の如く排出される。
ポート25が設けられていて圧力油(ジャッキング油)
27が供給され、ジャーナル23は矢印28で示した押上力を
受ける。
上記の押上力28は、ポート25のオイルポケット面積に
対応して発生し、かつ、その周辺には該押上力28よりも
小さい周辺押上力(矢印29)を生じる。
これにより、ジャーナル23が押し上げられて浮上し、
(ジャッキンアップ)、摩擦抵抗が極小の状態に支承さ
れる。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来技術に係るジャッキング機構においては、
ロータの軸受部の摺動抵抗が極端に減少し、却て不具合
を生じるという問題がある。
例えば始動時にジャッキング操作をしただけでロータ
が回転し始めて制御を困難にする。第5図は上記の現象
の説明図であって、ジャーナル23が浮上した状態を描い
てある。
第4図に示した浮上前の状態に比して、ポート25に対
応する押上力28′は若干低下するが、その周辺に押上力
29′が作用する範囲が広くなっている。
このように浮上した状態では、軸受供給(矢印30)に
より、図の左方に向かう力(矢印35)が働き、ジャーナ
ル23は図の左方に寄せられる。このため、ジャッキング
油27は、矢印32方向よりも矢印33方向に多く流れる。こ
の矢印33方向のジャッキング油流動は、ジャーナル23を
矢印34方向に回転させようとする。更に、潤滑用の給油
の流れ(矢印26)も、この回転を助長する。
従来においては、上記の不具合を解消するため、ロー
タを支承している複数個の軸受の内、1個乃至数個の軸
受についてジャッキング機構の作用を停止させて、ジャ
ッキング機構の過剰な作用を抑制していた。
しかし、複数個の軸受部の中に、完全に浮上した軸受
部と、浮上していない軸受部とを生じることは、軸受部
の損耗防止の面から甚だ好ましくない。
本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ジャッ
キング機構の作用をオン・オフ的に、オール・オア・ナ
ッシングの制御をするのではなく、少なくとも3段階以
上のフアインコントロールを可能ならしめる制御方法、
及び制御装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明では、蒸気タービン
発電機のロータを支承する軸受にオイルポケットを設
け、該オイルポケットに圧力油を供給してロータをジャ
ッキングアップする機構を制御するものにおいて、ロー
タをジャッキングアップするとき、オイルポケットに対
する圧力油の油圧及び流量の少なくとも何れか一方を調
節し、該調節により、ロータを浮き上がり可能にするこ
とと、ロータを回転しない範囲で所定の浮き上がり量に
することと、圧力油を圧力油系統から逃がして圧力油系
統の異常昇圧を防ぐこととを選択的に行うことを特徴と
するものである。
〔作用〕
本発明では、上述の如く、ロータをジャッキングアッ
プするとき、オイルポケットに対する圧力油の油圧及び
流量の少なくとも何れか一方を調節し、該調節により、
ロータを浮き上がり可能にすることと、ロータを回転し
ない範囲で所定の浮き上がり量にすることとを選択的に
行うように構成したので、それらを選択的に実行し、ロ
ータが浮き上がった後にジャッキング油圧を調節すれ
ば、ロータにジャッキングアップの作用に起因した回転
が起こるのを防ぐことができ、しかも所定の浮き上がり
量を得ることにより摺動抵抗の過少による制御不能を招
いたりするのを防ぐことができる。そのため、ロータの
浮上している軸受部と浮上していない軸受部とが混在す
ることも不要になり、軸受部の損傷防止を図ることもで
きる。
また、圧力油を圧力油系統から逃がして圧力油系統の
異常昇圧を防ぐようにも構成しているので、何らかの故
障が生じても異常昇圧することがなく、安全に対処でき
る。
なお、圧力油と流量との何れかを調節する場合、油圧
を直接的に制御してもよいが、油の流量を制限すること
により、油圧を調節してもよく、一般に油圧系統におい
て油圧と油流量とは関連して変動するものである。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す系統図である。
蒸気タービンは、複数個のロータ1をカップリング2
で連結して構成され、発電機3を直結駆動している。
上記複数個のロータ1は、それぞれ軸受4および軸受
リング5を介してタービン架台に支持されている。6は
ターニング用の受歯車、7はターニング用の元歯車であ
る、 Aは、本発明装置を適用して構成したジャッキングオ
イルポンプ装置である。
給油16はフイルタ14を介して高圧ポンプ11に吸入さ
れ、逆止弁9,チューブ8を介して軸受4に(詳しくは軸
受4に設けたオイルポケットに)供給される。10はポン
プ駆動用のモータである。
12,13はリリーフ弁であって、該リリーフ弁12は圧力P
1に、リリーフ弁13は圧力P2に、それぞれ調整してあ
り、P1<P2である。
41は、安全装置としての逃がし弁であって、P3>P2
る圧力P3に調整してある。
上記低圧側(圧力P1)のリリーフ弁12に対して直列
に、その上流側に、遠隔操作可能な閉止弁15を接続して
ある。
これにより、ジャッキング用の油圧は、 閉止弁15を開弁させると圧力P1に、 閉止弁15を閉弁させると圧力P2に、 切替制御される。万一、何等かの故障が生じても逃がし
弁41の作用により圧力P3以上には昇圧しない。
閉止弁15の開閉はモータ10の電源スイッチ19の入り切
りで行なう。入りによるジャッキングオイルポンプ装置
Aの運転開始時はタイマ21の設定時間後の信号により、
閉止弁15は閉状態から開状態に切り換り高圧リリーフ弁
13によるリリーフ状態から低圧リリーフ弁12によるリリ
ーフ状態に切換えが行なわれる。更にジャッキングオイ
ルポンプ運転結果低圧リリーフ弁12による調整不要の際
はスイッチ40により低圧リリーフ弁12のラインをロック
出来る。
一方モータ10の電源スイッチ19切りによるジャッキン
グオイルポンプ装置Aの運転停止時はリレー22により、
閉止弁15は開から閉に戻される。
本実施例によれば、ジャッキングオイルポンプ装置A
の高圧リリーフ弁13の設定圧力P2を、タービンロータ1
停止時の浮き上がり可能圧力に設定し、低圧リリーフ弁
12の設定圧力P1を、タービンロータ1がジャッキングオ
イルポンプ装置Aの運転により回転しない範囲で最大の
浮き上がり量となる圧力に調整設定することで、ジャッ
キングオイルポンプ装置Aの運転中タービンロータ1は
ジャッキング機構の作用に起因した回転は起らず、しか
も最大の浮き上がりが確実出来、正常なターニング運転
が可能となる。
本実施例(第1図)において、高圧側のリリーフ弁13
の作動信頼性が高ければ、逃がし弁41を省略することが
出来る。
図示を省略するが、第1図を参照して、上記と異なる
実施例について説明する。
第1図の高圧リリーフ弁13を可変オリフイスの小径設
定オリフイスに、低圧リリーフ弁12を可変オリフイスの
大径設定オリフイスに置き替えることで、ジャッキング
オイルポンプ装置Aと全く同一な制御により同一な効果
が得られる。
また小径設定オリフイスを廃止し、大径設定オリフイ
ス1個のみとした場合でも同様である。
第2図は更に異なる実施例を示す系統図である。B
は、本例におけるジャッキングオイルポンプ装置であ
る。
本実施例のジャッキングオイルポンプ装置Bは、軸受
4に設置したギャップセンサ38によるタービンロータ1
の浮き上がり状況を表わす検出信号に基づいて、電動調
整弁37がリリーフ流量をコントロールする機能を設けた
ジャッキングオイルポンプである。
本例のジャッキングオイルポンプ装置Bを適用する場
合は、タービンローター1が停止している状態でもター
ビンローター1を浮き上げることが可能なジャッキング
油27の油圧を確保する様に設定した高圧リリーフ弁13
(調整圧力P2)を設け、更に、タービンローター1の浮
き上がり量を検出するギャップセンサー38の信号をリレ
ー39を介して電動調整弁37を操作する様にしてある。
上記リレー39の設定はタービンローター1の浮き上が
り量が規定以下では電動調整弁37を閉とし、目標浮き上
がり量範囲内となる様電動調整弁37の開度を自動調整す
る。
更に、このリレー39は、ジャッキングオイルポンプ装
置Bの運転用モータ10の電源スイッチ19信号により運転
時のみ電動調整弁37を操作する。モータ10の停止時には
電動調整弁37を閉に戻す。またジャッキング油27の圧力
が規定値以下の場合軸受4を保護する為圧力スイッチ36
の信号により電動調整弁37の開度を制限して規定圧力を
保持する。
本例において電動調整弁37の作動を必要としない場合
はスイッチ40を切っておけばよい。
本実施例(第2図)によれば、ジャッキングオイルポ
ンプ運転中を通じタービンロータの浮き上がり量を自由
に調整が可能となり、ジャッキングオイルポンプ運転に
よるタービンロータの回転が防止出来る。
また第2図の高圧リリーフ弁13を廃止し、高圧ポンプ
11の吐出ラインの保護用安全逃がし弁の設定圧力で軸受
4へ供給して浮き上げを開始しても以降の動作及び効果
は上記と変らない。
更に第1図での実施例説明のリリーフ弁13,12……を
3個以上設置し、第2図での実施例説明のギャップセン
サー38による浮き上がり量検出により、設定圧力を異に
するリリーフ弁13,12……を選択解放することによりロ
ータ1の浮き上がり量を自由に設定することが可能とな
る。またリリーフ弁に代えて3個以上の可変オリフイス
の異なる設定径のオリフイスを設けた場合でも同様な効
果が得られる。
第3図は更に異なる実施例を示す系統図である。
本例は、タービンロータ1を停止せしめる際、定格回
転数の50〜60%まで減速したときに軸受の損耗を防止す
るために作動を開始せしめるように構成した例である。
このジャッキングオイルポンプ装置Cは、運転開始後
の時間経過とロータ回転検出器42とからロータ1の降速
率を検知器43により監視し所定の降速率範囲内となる
様、スイッチ40へ指示し電動調整弁37により、リリーフ
量を自動調整する機能を有する。
本例によれば、ロータ1の慣性回転力にジャッキング
オイルポンプ装置Cの運転開始による過分ジャッキング
圧油の供給によるロータ1への回転力が加算され、ロー
タ1が減速しない場合電動調整弁37のリリーフ流量を増
やして、ロータ1の停止を促進する効果を得る。
またジャッキングオイルポンプ装置Cには、ロータ停
止後の引き続くターニング運転に於いて、ターニングモ
ータ46を起動した後、ターニング元歯車7をロータ1側
のターニング受歯車6へ噛合せる動作をリミットスイッ
チ47にて検出し噛合動作完了後のターニングモータ46の
負荷電力を検知器48により監視し、所定の電力範囲内と
なる様、リレー49へ指示し電動調整弁37のリリーフ流量
を自動調整する機能も有する。
本実施例はターニング運転中のロータ1の軸受4部の
摺動抵抗を、ターニングモータ46の消費電力を介して監
視し、所定の摺動抵抗範囲内となるようにジャッキング
圧油供給を自動調整し、正常なターニング運転を可能な
らしめると共に、軸受部の損耗を極力防止し得るという
優れた実用的効果を奏する。
〔発明の効果〕
本発明のジャッキング機構制御方法によれば、蒸気タ
ービンロータ軸受部の早期損耗を生じる虞れ無しに、そ
の摺動抵抗が適正となるように制御し、ジャッキング機
構の作用過剰によってロータを油圧力で回動せしめた
り、摺動抵抗の過少による制御不能を招いたりすること
を防止できる。
また、本発明の制御装置によれば、上記の発明方法を
容易にかつ安全に実施してその効果を発揮せしめること
が出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は、それぞれ本発明に係るジャッキン
グ機構制御装置における実施例を示す系統図である。 第4図及び第5図はジャッキング機構の説明図で、第4
図はジャーナルが浮上していない状態を描き、第5図は
ジャーナルが浮上した状態を描いてある。 1……蒸気タービンロータ、2……カップリング、4…
…軸受、5……軸受リング、6……ターニング受歯車、
7……ターニング元歯車、9……逆止弁、10……駆動用
モータ、11……高圧ポンプ、12……低圧リリーフ弁、13
……高圧リリーフ弁、14……フイルタ、15……遠隔操作
可能な閉止弁、16……給油、37……電動調整弁。

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】蒸気タービン発電機のロータを支承する軸
    受にオイルポケットを設け、該オイルポケットに圧力油
    を供給してロータをジャッキングアップする機構を制御
    する方法において、ロータをジャッキングアップすると
    き、オイルポケットに対する圧力油の油圧及び流量の少
    なくとも何れか一方を調節し、該調節により、ロータを
    浮き上がり可能にすることと、ロータを回転しない範囲
    で所定の浮き上がり量にすることと、圧力油を圧力油系
    統から逃がして圧力油系統の異常昇圧を防ぐこととを選
    択的に行うことを特徴とするジャッキング機構の制御方
    法。
  2. 【請求項2】前記圧力油の油圧,流量の調節は、該圧力
    油の供給管路の途中に設けた圧力の可変手段の切替によ
    り行うことを特徴とする、請求項1に記載したジャッキ
    ング機構の制御方法。
  3. 【請求項3】前記圧力油の油圧,流量の調節は、該圧力
    油の供給管路の途中から逃がす油の流量を調節して行う
    ものであることを特徴とする、請求項1に記載したジャ
    ッキング機構の制御方法。
  4. 【請求項4】蒸気タービン発電機のロータを支承する軸
    受にオイルポケットを設け、該オイルポケットに圧力油
    を供給してロータをジャッキングアップする機構を制御
    する装置において、上記圧力油の供給管路中に、油の圧
    力および流量の少なくとも何れか一方を調節する手段を
    設けたことを特徴とする、ジャッキング機構の制御装
    置。
  5. 【請求項5】前記の油圧,油量調節手段は、圧力油を低
    圧側に逃がすオリフィスであり、かつ、該オリフィスと
    直列に遠隔操作閉止弁を設けたものであることを特徴と
    する請求項4に記載したジャッキング機構の制御装置。
  6. 【請求項6】前記の油圧,油量調節手段は、設定圧力を
    異にする複数個のリリーフ弁を並列に設けたものであ
    り、かつ、該複数個のリリーフ弁の内、設定圧力最高の
    リリーフ弁以外のリリーフ弁に対して、これと直列に遠
    隔操作閉止弁を設けたことを特徴とする、請求項4に記
    載したジャッキング機構の制御装置。
  7. 【請求項7】前記の油圧,油量調節手段は、遠隔操作可
    能なリリーフ弁であることを特徴とする、請求項4に記
    載したジャッキング機構の制御装置。
  8. 【請求項8】前記の遠隔操作閉止弁は、タイマを備えた
    自動制御装置を設けたものであり、かつ上記の自動制御
    装置は、前記圧力油の圧送ポンプの作動開始を表わす信
    号を与えられて、予め定められたプログラムに従って、
    前記の遠隔操作閉止弁を開閉制御するものであるこを特
    徴とする、請求項5、又は同6に記載したジャッキング
    機構の制御装置。
  9. 【請求項9】前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を備
    えたものであり、かつ、上記自動制御装置は、ロータの
    浮き上がり量を入力され、該浮き上がり量が所定範囲内
    となるように前記の遠隔操作閉止弁を開閉制御するもの
    であることを特徴とする、請求項5、又は同6に記載し
    たジャッキング機構の制御装置。
  10. 【請求項10】前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を
    備えたものであり、かつ、上記自動制御装置は次記の機
    能を有するものであることを特徴とする請求項5又は同
    6に記載したジャッキング機構の制御装置。 (イ)タービン停止の際、前記圧力油を圧送するポンプ
    の作動開始を検知してカウントを開始する機能。 (ロ)上記カウント時間のロータの慣性回転数との関係
    を連続的に検知する機能。 (ハ)降速率が設定範囲から外れようとするとき、前記
    遠隔操作閉止弁を作動せしめて降速率を設定範囲内なら
    しめるように制御する機能。
  11. 【請求項11】前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を
    備えたものであり、該自動制御装置は前記ロータをター
    ニングする為の駆動用モータの負荷電力を検知するセン
    サを有し、かつ、該負荷電力を監視してこれを設定範囲
    内ならしめるように前記遠隔操作閉止弁を制御する機能
    を有するものであることを特徴とする請求項5又は同6
    に記載したジャッキング機構の制御装置。
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