JP2986148B2 - タービン非常装置 - Google Patents

タービン非常装置

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JP2986148B2
JP2986148B2 JP8287136A JP28713696A JP2986148B2 JP 2986148 B2 JP2986148 B2 JP 2986148B2 JP 8287136 A JP8287136 A JP 8287136A JP 28713696 A JP28713696 A JP 28713696A JP 2986148 B2 JP2986148 B2 JP 2986148B2
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啓之 宮
浩至 地曵
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は発電プラントのガス
タービン、蒸気タービンおよびコンバインドサイクルタ
ービンに用いられるタービン非常装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のタービン非常装置の代表例
を示す系統図である。図5に示すようにタービン非常装
置は、例えばオーバースピード,軸振動または何等かの
制御異常などの異常事態が発生した場合、タービンの蒸
気止め弁,燃料止め弁などの非常遮断弁への非常油を緊
急遮断することにより、前記各弁類を急閉させてタービ
ンを緊急停止させる機能を有するものである。
【0003】特に、最近のコンバインドサイクル発電プ
ラントにおいては、信頼性の向上の要請に応えるため、
非常油を緊急遮断させるための手段としてマスタートリ
ップ弁(非常トリップ弁)1a,1bを図5に示すよう
に二重に配置している。
【0004】すなわち、図5では、第1トリップ装置3
側または第2トリップ装置4側の少なくとも一方のトリ
ップ動作により、制御油の供給を遮断し、非常油を瞬時
にドレンに逃がすことが可能になっている。
【0005】さらに、マスタートリップ弁1a,1bに
は、その出力ポート下流側にロックアウト弁2a,2b
がそれぞれ配置され、これらのロックアウト弁2a,2
bはタービン運転中の各マスタートリップ弁1a,1b
の実動作試験を可能とするものであり、ロックアウト弁
2a,2bのロックアウト動作(励磁動作)により、こ
れらロックアウト弁2a,2bの上流側に設けられたマ
スタートリップ弁1a,1bを系統から除外することに
より、マスタートリップ弁1a,1bの実動作試験が可
能になっている。
【0006】各マスタートリップ弁1a,1bは、それ
ぞれ図6の系統図に示すように直列に配置されたトリッ
プ電磁弁5a,5bと、メインスプールであるスプール
弁6とを備え、トリップ電磁弁5a,5bを共に無励磁
にすることによりポートが切り替わり、オリフィス7を
経由してスプール弁6のスプールに供給されていた高圧
油がトリップ電磁弁5a,5bを経由してドレンされ
る。
【0007】この間、スプール弁6のスプールには、高
圧油がオリフィス7を経由して供給され続けるものの、
このオリフィス7の通過油量よりも、トリップ電磁弁5
a,5bを通ってドレンから逃げる油量の方が多く流れ
るようなオリフィス7径とすることにより、スプール弁
6のスプールを押していた油圧が急激に低下する。これ
により、スプール弁6のスプールがばね力により、トリ
ップ位置に戻される。
【0008】また、ロックアウト動作は次のように行わ
れる。すなわち、図5において第1トリップ装置3のロ
ックアウト弁2aを励磁動作させることにより、マスタ
ートリップ弁1aの上流側から分岐して、このマスター
トリップ弁1aをバイパスしてロックアウト弁2aのP
ポートへ供給されている油圧がロックアウト弁2aのB
ポートと接続される。これにより、タービンを停止させ
ることなく、マスタートリップ弁1aの実動作試験を行
うことができる。
【0009】同様に、第2トリップ装置4のロックアウ
ト弁2bを励磁動作させることにより、マスタートリッ
プ弁1aの下流側から分岐してロックアウト弁2aおよ
びマスタートリップ弁1bをバイパスしてロックアウト
弁2bのPポートへ供給されている油圧がロックアウト
弁2bのBポートと接続される。これにより、タービン
を停止させることなく、マスタートリップ電磁弁1bの
実動作試験を行うことができる。
【0010】図7は従来のマスタートリップ弁を示す。
このスプール弁6は、リセット位置でPポート(供給ポ
ート)とBポート(出力ポート)、Aポート(閉止ポー
ト)とTポート(ドレンポート)がそれぞれ接続され
る。また、トリップ位置ではBポートがTポートと接続
されるとともに、PポートがAポートと接続される。こ
れにより、Bポートより下流側の作動油はTポートから
排出され、Pポートへの供給油はAポートで閉止され
る。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たタービントリップ装置では、プラント運転中に、ロッ
クアウト弁2a,2bを励磁させてそれぞれのマスター
トリップ弁1a,1bのスプール弁6の動作を行うと、
以下のような問題点が生じる。
【0012】すなわち、スプール弁6のスプールをリセ
ット位置からトリップ位置に動作させた場合には、Pポ
ートの供給圧力の作動油の接続先がAポートのドレン圧
力の作動油および空気に切り替わる。この切替わりの瞬
間にPポートからAポートに過大な流量が流れることに
より、瞬時の油圧変動が発生するという問題点がある。
【0013】通常、タービン非常装置には、油圧が一定
値以下に低下した場合、これを検知してタービントリッ
プ信号を発生するための圧力スイッチが設けられてお
り、瞬時の油圧変動により、この圧力スイッチが誤動作
する可能性がある。
【0014】同様に、スプール弁6のスプールをトリッ
プ位置からリセット位置に動作させた場合、Pポートの
接続先がBポートのドレン圧力の作動油および空気に切
り替わる。この切替わりの瞬間にPポートからBポート
に過大な流量が流れることにより、瞬時の油圧変動が発
生するという問題点がある。
【0015】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、タービン運転中のマスタートリップ弁の実動作
試験時の瞬時の油圧変動を解消し、信頼性を向上させた
タービン非常装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の請求項1は、複数の電磁弁とスプール
弁とを有するとともに、このスプール弁のスプールの摺
動により非常油を遮断または排出するマスタートリップ
弁と、このマスタートリップ弁の出力ポート下流側に配
置されマスタートリップ弁の実動作試験を可能とするロ
ックアウト弁とを備えたタービン非常装置において、前
記マスタートリップ弁のスプール弁は、通常時に不使用
の閉止ポートと油圧供給ポートとを常時連通するように
前記スプールを構成したことを特徴とする。
【0017】請求項2は、複数の電磁弁とスプール弁と
を有するとともに、このスプール弁のスプールの摺動に
より非常油を遮断または排出するマスタートリップ弁
と、このマスタートリップ弁の出力ポート下流側に配置
されマスタートリップ弁の実動作試験を可能とするロッ
クアウト弁とを備えたタービン非常装置において、前記
マスタートリップ弁のスプール弁は、タービン非常油圧
側に通ずるポートにおけるスプールの摺動部にテーパを
形成したことを特徴とする。
【0018】請求項3は、請求項2記載のタービン非常
装置において、摺動部に形成したテーパに代えて、切欠
溝を形成したことを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【0020】図2は本発明を適用したタービン非常装置
を示す系統図、図3は本発明に係るタービン非常装置の
第1実施例におけるマスタートリップ弁を示す系統図で
ある。図2に示すように、タービン非常装置は、マスタ
ートリップ弁11aとこのマスタートリップ弁11aの
下流側に配置されたロックアウト弁12aとを備えた第
1トリップ装置13と、マスタートリップ弁11bとこ
のマスタートリップ弁11bの下流側に配置されたロッ
クアウト弁12bとを備えた第2トリップ装置14とを
有している。
【0021】第1トリップ装置13のロックアウト弁1
2aの出力ポート(Bポート)は、第2トリップ装置1
4のマスタートリップ弁11bの供給ポート(Pポー
ト)に接続され、第1トリップ装置13のマスタートリ
ップ弁11aの出力ポート(Bポート)が分岐され、こ
の分岐管が第2トリップ装置14のロックアウト弁12
bのバイパス給油ポート(Tポート)に接続されてい
る。また、マスタートリップ弁11aの上流側が分岐さ
れ、この分岐管がロックアウト弁12aのバイパス給油
ポート(Tポート)に接続されている。
【0022】そして、プラント運転中にロックアウト弁
12aおよび12bを動作させることにより、それぞれ
のマスタートリップ弁であるマスタートリップ弁11a
および11bのトリップ、リセット試験を行うことがで
きるようにしている。
【0023】マスタートリップ弁11a,11bは、図
3に示すように直列に配置されたトリップ電磁弁15
a,15bと、メインスプールであるスプール弁16と
を備え、トリップ電磁弁15a,15bを共に無励磁に
することによりポートが切り替わり、オリフィス17を
経由してスプール弁16のスプールに供給されていた高
圧油がドレンされる。ここで、オリフィス17はバルブ
などを使用した可変絞りに構成されている。
【0024】このようにマスタートリップ弁11a,1
1bは、プラント異常によるタービン停止信号を受け主
蒸気弁および燃料弁への非常油を遮断、排出する一方、
ロックアウト弁12a,12bは、マスタートリップ弁
11a,11bの実動作試験を可能とするものである。
【0025】図1は本発明に係るタービン非常装置の第
1実施形態におけるマスタートリップ弁を示す断面図で
ある。図1に示すように、高圧油発生装置から発生され
た油圧は、マスタートリップ弁11aにおけるスプール
弁16のPポート(供給ポート)に供給され、このスプ
ール弁16を経てBポート(出力ポート)からロックア
ウト弁12aに供給される。
【0026】また、スプール弁16は、Aポート(閉止
ポート)、Tポート(ドレンポート)、スプール駆動用
ポートXを有しており、トリップ電磁弁15a,15b
の双方が同時に無励磁になると、スプール18がばね1
9によりトリップ位置に移動する。さらに、スプール1
8は、ロッド20とスプール摺動部21とから形成さ
れ、通常時に不使用のAポート(閉止ポート)とPポー
ト(供給ポート)とが常時連通するように構成されてい
る。
【0027】次に、上記実施形態の作用を説明する。
【0028】スプール弁16のスプール18は、通常時
に不使用のAポートとPポートとが常時連通しているの
で、スプール18がトリップ位置、リセット位置のいず
れの場合でもAポートとPポートとが連通することとな
り、ロックアウト時のトリップ試験におけるポート切替
時にPポートからAポートに作動油の過大な流量が流れ
ることがないため、瞬時の油圧変動が発生せず、油圧が
一定値以下に低下することを未然に防止することができ
る。したがって、タービントリップ信号が送出されず、
圧力スイッチの誤動作を回避することができる。
【0029】また、本実施形態では、マスタートリップ
弁11a,11bのスプール弁16のスプール18を駆
動する系統にオリフィス17を設置し、このオリフィス
17を可変絞りに構成したことにより、スプール18が
トリップ位置からリセット位置へ移動する速度が調整可
能となり、ロックアウト時のリセット試験におけるポー
ト切替時にPポートとBポートとを接続する速度を最適
化し、非常油の油圧変動の最も少ない状態とすることが
できる。
【0030】図4(A),(B)はそれぞれ本発明に係
るタービン非常装置の第2実施形態におけるスプール弁
16のスプール18を示す拡大図である。図4(A)に
示すスプール18は、タービン非常油圧側に通ずるポー
ト(Bポート)における摺動部21のエッジ部にテーパ
21aが形成されている。このテーパ21aは摺動部2
1を旋盤などの切削機械で加工することにより形成され
る。
【0031】これにより、ロックアウト時のリセット試
験におけるポート切替時にスプール18がトリップ位置
からリセット位置へ移動してPポートとBポートとが接
続した瞬間において、作動油がPポートからBポートへ
徐々に流れることとなり、作動油の流量変化を鈍化させ
ることができる。
【0032】また、図4(B)に示すスプール18は、
タービン非常油圧側に通ずるポート(Bポート)におけ
る摺動部21のエッジ部に複数の切欠溝21bが形成さ
れている。この切欠溝21bは摺動部21をエンドミル
などで加工することにより形成される。これにより、摺
動部21のエッジ部にテーパ21aを形成した例と同様
の作用および効果が得られる。
【0033】なお、本発明は上記各実施形態に限定され
ることなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施
形態では、信頼性を向上させるためトリップ装置を第1
トリップ装置13と第2トリップ装置14のように二重
に配置したが、本発明ではこれに限らず単一のトリップ
装置にも適用可能である。
【0034】また、上記第2実施形態におけるテーパ2
1aの角度や切欠溝21bの数は、作動油がPポートか
らBポートへ徐々に流れるように適宜設定される。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
によれば、複数の電磁弁とスプール弁とを有するととも
に、このスプール弁のスプールの摺動により非常油を遮
断または排出するマスタートリップ弁と、このマスター
トリップ弁の出力ポート下流側に配置されマスタートリ
ップ弁の実動作試験を可能とするロックアウト弁とを備
えたタービン非常装置において、マスタートリップ弁の
スプール弁は、通常時に不使用の閉止ポートと油圧供給
ポートとを常時連通するようにスプールを構成したこと
により、ロックアウト時のトリップ試験におけるポート
切替時に油圧供給ポートから閉止ポートに作動油の過大
な流量が流れることがなく、瞬時の油圧変動の発生を未
然に防止することができる。
【0036】その結果、プラント運転に支障を来たすこ
となく、マスタートリップ弁の実動作試験を可能とし、
信頼性の高いタービン非常装置を提供することができ
る。
【0037】請求項2によれば、マスタートリップ弁の
スプール弁は、タービン非常油圧側に通ずるポートにお
けるスプールの摺動部にテーパを形成したことにより、
スプールがトリップ位置からリセット位置へ移動して油
圧供給ポートと出力ポートとが接続した瞬間において、
作動油が油圧供給ポートから出力ポートへ徐々に流れる
こととなり、作動油の流量変化を鈍化させることがで
き、その際の油圧変動を緩和することができる。
【0038】請求項3によれば、請求項2記載のタービ
ン非常装置において、摺動部に形成したテーパに代え
て、切欠溝を形成したことにより、請求項2と同様の効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るタービン非常装置の第1実施形態
におけるマスタートリップ弁を示す断面図。
【図2】本発明を適用したタービン非常装置を示す系統
図。
【図3】本発明に係るタービン非常装置の第1実施形態
におけるマスタートリップ弁を示す系統図。
【図4】(A),(B)はそれぞれ本発明に係るタービ
ン非常装置の第2実施形態におけるスプール弁のスプー
ルを示す拡大図。
【図5】従来のタービン非常装置の代表例を示す系統図
【図6】従来のマスタートリップ弁を示す系統図。
【図7】従来のマスタートリップ弁を示す断面図。
【符号の説明】
11a,11b マスタートリップ弁 12a,12b ロックアウト弁 13 第1トリップ装置 14 第2トリップ装置 15a,15b トリップ電磁弁 16 スプール弁 17 オリフィス 18 スプール 19 ばね 20 ロッド 21 スプール摺動部 21a テーパ 21b 切欠溝

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の電磁弁とスプール弁とを有すると
    ともに、このスプール弁のスプールの摺動により非常油
    を遮断または排出するマスタートリップ弁と、このマス
    タートリップ弁の出力ポート下流側に配置されマスター
    トリップ弁の実動作試験を可能とするロックアウト弁と
    を備えたタービン非常装置において、前記マスタートリ
    ップ弁のスプール弁は、通常時に不使用の閉止ポートと
    油圧供給ポートとを常時連通するように前記スプールを
    構成したことを特徴とするタービン非常装置。
  2. 【請求項2】 複数の電磁弁とスプール弁とを有すると
    ともに、このスプール弁のスプールの摺動により非常油
    を遮断または排出するマスタートリップ弁と、このマス
    タートリップ弁の出力ポート下流側に配置されマスター
    トリップ弁の実動作試験を可能とするロックアウト弁と
    を備えたタービン非常装置において、前記マスタートリ
    ップ弁のスプール弁は、タービン非常油圧側に通ずるポ
    ートにおけるスプールの摺動部にテーパを形成したこと
    を特徴とするタービン非常装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のタービン非常装置におい
    て、摺動部に形成したテーパに代えて、切欠溝を形成し
    たことを特徴とするタービン非常装置。
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