JP3777273B2 - Emergency control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインドサイクル発電プラントに適用される燃料弁や蒸気タービンプラントに適用される蒸気弁を危急時、急速閉鎖させる非常用制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
非常用制御装置は、コンバインドサイクル発電プラントや蒸気タービンプラントに適用される燃料弁や蒸気弁に対し、制御油供給源から供給される制御油(高圧の圧力油)を非常油として各弁の非常用供給管へ案内するものであり、燃料弁や蒸気弁を急速閉鎖する必要が生じた際、非常油をドレンとして排出させ、その圧力油を瞬時に低下させて各弁を急速閉鎖させる機能を持つものである。
【0003】
この非常用制御装置は、図2に示すように、マスタートリップ弁1に第1電磁弁2および第2電磁弁3を組み合せて構成されている。
【0004】
マスタートリップ弁1には、通常運転時、制御油供給源からの制御油がポートX,Pのそれぞれに供給されている。
【0005】
ポートPに供給された制御油は、スプール4、ポートBを介して非常油として燃料弁や蒸気弁を開閉させる駆動弁に供給されている。
【0006】
また、ポートXに供給された制御油は、オリフィス5で減圧された後、第1通路6を介してその一部をスプール4に供給し、スプール4を図示の位置に維持させるとともに、残りを第1電磁弁2に供給し、第1電磁弁2のスプール7を図示の位置に維持させ、第1電磁弁2を閉止させている。なお、第1通路6は、第1電磁弁2のスプール7、第2通路8、第2電磁弁3のスプール9を介して第3通路10に連通している。
【0007】
このような構成を備えた非常用制御装置において、タービントリップ等の危急事態が発生すると、第1電磁弁2および第2電磁弁3は、ともに指令部から緊急指令信号により、スプール7,9を図示の位置から右側の方向に移動させ、第1通路6を第2通路8を介して第3通路10に連通させる。このとき、ポートXに供給されていた制御油は、第1通路6から第2通路8を介して第3通路10に流れ、ここからドレンとして排出される。
【0008】
制御油が第3通路10からドレンとして排出されると、第1通路6の圧力油は低下する。このとき、スプール4は、バネ11の弾性力により図示の位置から左側の破線の位置に移動し、非常油の出口であるポートBをスプール4の通路12を介してポートTに連通させ、スプール4内の圧力油をドレン排出させ、非常油の圧力を低下させる。このとき、同時に、ポートPとポートAとは互いに連通するので、制御油供給源からの制御油の流れは断たれる。
【0009】
このように、従来の非常用制御装置は、緊急時、制御油供給源からマスタートリップ弁1に供給する制御油を断つとともに、マスタートリップ弁1内の非常油をドレンとして抜き、燃料弁や蒸気弁を開閉駆動する駆動弁への圧力油の供給を断ち、燃料弁等を急速閉鎖させ、ガスタービンや蒸気タービンのオーバスピード等、暴走事故を未然に防止していた。
【0010】
なお、第1電磁弁2および第2電磁弁3はともに、リミットスイッチ13,14を備え、緊急時、各スプール7,9が確実に作動するかのテストがマスタートリップ弁1のスプールとは無関係に行われており、そのときの各スプール7,9の作動をリミットスイッチ13,14で確認している。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
図2で示した従来の非常用制御装置は、非常油を給排する必要上、マスタートリップ弁1のスプール4と摺動面15との間に隙間を設けているが、この隙間に異物が詰り、スプール4の動作不良を起すことがあった。スプール4の動作不良を防止するために、摺動面15の隙間を大きくすることも考えられるが、隙間の増加は圧力油の漏れの増加につながり、圧力油供給源の負担増になるだけの無駄なエネルギ消費になっている。
【0012】
また、第1電磁弁2のテスト時、マスタートリップ弁1の第1通路6から第2通路8に供給される制御油が充満する間に、スプール4の摺動面15から制御油が漏れ、この影響で第1通路6に供給される制御油の圧力が低下し、非常用制御装置はスプール4に誤操作させることがあった。
【0013】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、マスタートリップ弁を複数のポペット弁を組み合せて置き換え、摺動面をより一層少なくさせて緊急時およびテスト時の弁誤動作を確実に防止する非常用制御装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項1に記載したように、制御油源からの制御油を非常油として燃料弁および蒸気弁のうち、少なくともいずれか一方に供給して開弁させる遮断弁と、非常時、上記遮断弁から上記燃料弁および蒸気弁のうち、少なくともいずれか一方に供給していた非常油の圧力を低下させるトリップ弁と、上記遮断弁を閉弁させて上記制御油源からの制御油の供給を断つ切替弁と、上記制御油源からの制御油をドレン化する複数の電磁弁を直接接続させる第1圧力油供給系と、この第1圧力油供給系の中間部分に接続され、上記遮断弁の出口側からバイパスする第2圧力油供給系とを備えたものである。
【0015】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項2に記載したように、第2圧力油供給系にオリフィスを設け、テスト前の電磁弁に減圧した圧力油を背圧として与えるものである。
【0016】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項3に記載したように、遮断弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したものである。
【0017】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項4に記載したように、トリップ弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る非常用制御装置の実施形態を図面および図面に付した符号を用いて説明する。
【0019】
図1は本発明に係る非常用制御装置の実施形態を示す概略系統図である。
【0020】
本発明に係る非常用制御装置は、制御油源から供給される制御油により作動するポペットタイプの遮断弁16と負荷遮断等のトリップ時、遮断弁16を圧力油により駆動する切替弁17とを備えた構成になっている。
【0021】
また、本発明に係る非常用制御装置は、トリップ時、遮断弁16から燃料弁または蒸気弁等(ともに図示せず)に供給していた非常油の圧力を下げて燃料弁等を閉鎖させるポペットタイプのトリップ弁18を第1電磁弁19aおよび第2電磁弁19bに第1圧力油供給系30を介して順次直列に接続する構成になっている。
【0022】
また、第1電磁弁19aおよび第2電磁弁19bのそれぞれは、ともに、スプール20a,20bを作動させるスプール駆動部21a,21bと、通常運転中にテストするスプール20a,20bの作動有無を確認するリミットスイッチ22a,22bとを備えている。
【0023】
また、第1電磁弁19aと第2電磁弁19bとを互いに接続させる第1圧力油供給系30には、遮断弁16のポートAの出口側からバイパスし、オリフィス29を備えた第2圧力油供給系31が設けられている。この第2圧力油供給系31は、後述する第1電磁弁19a、第2電磁弁19bのテスト運転をするとき、例えば第2電磁弁19bのテスト終了後、第1電磁弁19aに移行する際、オリフィス29で減圧した圧力油を第1電磁弁19aに予め背圧として与えておき、第1電磁弁19aに空気溜りの発生を防止し、誤動作を起させないようにしている。なお、テストは、第1電磁弁19a、第2電磁弁19bのうち、いずれを先に行ってもよいが、遮断弁16、切替弁17、トリップ弁18のそれぞれに悪影響を与えないよう、各電磁弁19a,19b毎に行う。
【0024】
また、ポペットタイプの遮断弁16およびトリップ弁18のそれぞれは、ともに、バネ23a,23bで支持された弁体24a,24bを収容し、供給される圧力油の高低により弁体24a,24bを作動させる簡易な構成になっている。
【0025】
このような構成を備えた非常用制御装置において、起動運転時、制御油源から供給される制御油H0は要約すると、3つの系統に振り分けられる。
【0026】
まず、ポペットタイプの遮断弁16のポートBに供給された制御油H0は、バネ23aの弾性力に打ち勝って弁体24を図示の位置から右側に移動させ、ポートBとポートAとを互いに連通させ、非常油E0として燃料弁等の弁駆動部(図示せず)に供給され、燃料弁等を開弁させる。
【0027】
また、制御油源から切替弁17のポートYに供給された制御油H0は、ストッパ部25に押圧力を与えて支持する。
【0028】
一方、制御油源からオリフィス26で減圧され、切替弁17のポートXに供給された制御油H0は、ピストン27に押圧力を与えて図示の位置に移動させ、ピストン27をストッパ部25に対し、ロックさせる。このとき、遮断弁16のポートAPと切替弁17のポートAPとをオリフィス28を介して接続していた油路への圧力油の給排が断たれる。
【0029】
他方、第1電磁弁19aおよび第2電磁弁19bのそれぞれは、ともに、指令部からの信号で作動するスプール駆動部21a,21bの駆動力によりスプール20a,20bを図示の位置から右側に移動させ、ポートA,Aを閉鎖させる。このため、制御油源からオリフィス26で減圧された制御油H0の第1電磁弁19aへの供給と、遮断弁16のポートAから排出され、オリフィス29で減圧された非常油E0の第2電磁弁19bへの供給とは、ともに断たれる。
【0030】
また、制御油源からオリフィス26で減圧され、ポペットタイプのトリップ弁18のポートAPに供給された制御油H0は、バネ23bの弾性力に打ち勝って弁体24bを図示の位置に移動させ、ポートAとポートBとを閉鎖させ、遮断弁16のポートAからトリップ弁18のポートAへの非常油E0の供給を断つ。
【0031】
運転中、例えば、負荷遮断等の信号が指令部から第1電磁弁19aおよび第2電磁弁19bのうち、少なくとも一方に伝達された場合、スプール駆動部21a,21bは、スプール20a,20bをリミットスイッチ22a,22b側に移動させ、ポートA,AをポートT,Tに連通させ、オリフィス26で減圧させた制御油H0とオリフィス29で減圧させた非常油E0とを合流させ、ドレンとして例えば制御油源に戻している。このため、オリフィス26からトリップ弁18の弁体24bに供給していた制御油H0の圧力が低下するので、トリップ弁18は、弁体24bを図示の位置から移動させ、ポートAとポートBとを連通させる。すると、今迄、遮断弁16のポートAから弁駆動部に供給していた非常油E0は、トリップ弁18のポートAとポートBとの連通によりドレンとして制御油源等に戻され、その圧力を低下させる。このとき、オリフィス26から切替弁17のポートXに供給していた制御油H0の圧力も下がり、切替弁17のピストン27が図示の位置から下方に移動し、これと同時に切替弁17のポートYとポートAPとが連通する。
【0032】
ポートYとポートAPとが連通すると、制御油源から切替弁17のポートYに供給されていた制御油H0は、ポートAP、オリフィス28を介して遮断弁16のポートAPに供給され、弁体24aに押圧力を与えてポートBとポートAとを閉鎖させ、燃料弁等を閉鎖させる。
【0033】
なお、非常用制御装置は、トリップ時等の不測の事態に備えて通常運転中でも遮断弁16、切替弁17、トリップ弁18に何ら影響を与えないで第1電磁弁19a、第2電磁弁19bのうち、いずれか一方のスプール20a,20bの作動確認テストを行っているが、その作動をリミットスイッチ22a,22bで確認している。この場合、例えば第2電磁弁19bから第1電磁弁19aにテストが移行するとき、第2圧力油供給系31から第1電磁弁19aに背圧が与えられ、第1電磁弁19aの誤動作を防止している。
このように、非常用制御装置は、遮断弁の出口側からバイパスし、オリフィスを備えた第2圧力油供給系を第1電磁弁と第2電磁弁とを接続する第1圧力油供給系に接続し、第2電磁弁のテスト終了後、第1電磁弁へのテスト移行の際、減圧後の圧力油を第1電磁弁に背圧として与えて第1電磁弁の誤動作を防止したので、第1電磁弁のテストを確実に実施することができる。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る非常用制御装置は、コンバインドサイクル発電プラントに適用される燃料弁や蒸気タービンプラントに適用される蒸気弁等の急速閉鎖に際し、制御油を給排させる遮断弁と非常油を給排させるトリップ弁を簡易な構造としたので、緊急時の燃料弁等の急速閉鎖に対し、充分に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る非常用制御装置を示す概略系統図。
【図2】従来の非常用制御装置を示す概略図。
【符号の説明】
1 マスタートリップ弁
2 第1電磁弁
3 第2電磁弁
4,7,9 スプール
5 オリフィス
6 第1通路
8 第2通路
10 第3通路
11 バネ
12 通路
13,14 リミットスイッチ
15 摺動面
16 遮断弁
17 切替弁
18 トリップ弁
19a 第1電磁弁
19b 第2電磁弁
20a,20b スプール
21a,21b スプール駆動部
22a,22b リミットスイッチ
23a,23b バネ
24a,24b 弁体
25 ストッパ部
26,28,29 オリフィス
27 ピストン
30 第1圧力油供給系
31 第2圧力油供給系[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an emergency control device that quickly closes a fuel valve applied to a combined cycle power plant or a steam valve applied to a steam turbine plant in an emergency.
[0002]
[Prior art]
The emergency control system uses the control oil (high pressure oil) supplied from the control oil supply source as emergency oil for the fuel valves and steam valves applied to combined cycle power plants and steam turbine plants. When the fuel valve or steam valve needs to be quickly closed, the emergency oil is discharged as a drain and the pressure oil is instantly reduced to quickly close each valve. It is what you have.
[0003]
As shown in FIG. 2, the emergency control device is configured by combining a master trip valve 1 with a first
[0004]
The master trip valve 1 is supplied with control oil from the control oil supply source to each of the ports X and P during normal operation.
[0005]
The control oil supplied to the port P is supplied as emergency oil to the drive valve that opens and closes the fuel valve and the steam valve via the
[0006]
The control oil supplied to the port X is depressurized by the
[0007]
In the emergency control device having such a configuration, when an emergency situation such as a turbine trip occurs, the
[0008]
When the control oil is discharged from the third passage 10 as drain, the pressure oil in the
[0009]
In this way, the conventional emergency control device cuts off the control oil supplied from the control oil supply source to the master trip valve 1 in the event of an emergency, and drains the emergency oil in the master trip valve 1 as a drain, so that the fuel valve or steam The supply of pressure oil to the drive valve that opens and closes the valve was cut off, and the fuel valve and the like were quickly closed to prevent runaway accidents such as overspeed of the gas turbine and steam turbine.
[0010]
Note that both the
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional emergency control device shown in FIG. 2 has a gap between the
[0012]
Further, when the
[0013]
The present invention has been made in consideration of such circumstances, and the master trip valve is replaced by a combination of a plurality of poppet valves, and the sliding surface is further reduced to ensure valve malfunction in emergency and testing. It is an object of the present invention to provide an emergency control device that prevents this.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an emergency control device according to the present invention uses at least one of a fuel valve and a steam valve as control oil from a control oil source as emergency oil. A shut-off valve that is supplied to the valve to open, a trip valve that reduces the pressure of the emergency oil that was supplied from the shut-off valve to at least one of the fuel valve and the steam valve in an emergency, and the shut-off valve The first pressure oil supply system that directly connects a plurality of solenoid valves for draining the control oil from the control oil source, and a switching valve that shuts off the control oil supply from the control oil source A second pressure oil supply system that is connected to an intermediate portion of the first pressure oil supply system and bypasses from the outlet side of the shutoff valve.
[0015]
Further, in order to achieve the above object, the emergency control device according to the present invention provides a pressure oil in which an orifice is provided in the second pressure oil supply system and the electromagnetic valve before the test is decompressed as described in
[0016]
Moreover, in order to achieve the said objective, the emergency control apparatus which concerns on this invention forms the shut-off valve in the poppet type which combined the spring and the valve body as described in Claim 3.
[0017]
Moreover, in order to achieve the said objective, the emergency control apparatus which concerns on this invention forms the trip valve in the poppet type which combined the spring and the valve body, as described in
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an emergency control device according to the present invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing an embodiment of an emergency control device according to the present invention.
[0020]
The emergency control device according to the present invention includes a poppet type shut-off
[0021]
Further, the emergency control device according to the present invention lowers the pressure of the emergency oil supplied from the
[0022]
Each of the
[0023]
Further, the first pressure
[0024]
Each of the poppet type shut-off
[0025]
In the emergency control device having such a configuration, the control oil H0 supplied from the control oil source during start-up operation can be summarized into three systems.
[0026]
First, the control oil H0 supplied to the port B of the poppet type shut-off
[0027]
Further, the control oil H0 supplied from the control oil source to the port Y of the switching
[0028]
On the other hand, the control oil H0 depressurized by the
[0029]
On the other hand, each of the
[0030]
Further, the control oil H0 decompressed by the
[0031]
During operation, for example, when a signal such as a load cutoff is transmitted from the command unit to at least one of the first
[0032]
When the port Y communicates with the port AP, the control oil H0 supplied from the control oil source to the port Y of the switching
[0033]
Note that the emergency control device does not affect the
Thus, the emergency control device bypasses from the outlet side of the shut-off valve and replaces the second pressure oil supply system having the orifice with the first pressure oil supply system that connects the first solenoid valve and the second solenoid valve. After connecting the test of the second solenoid valve, when the test shifts to the first solenoid valve, the pressure oil after decompression was applied as a back pressure to the first solenoid valve to prevent malfunction of the first solenoid valve. The first solenoid valve can be reliably tested.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, the emergency control device according to the present invention is a shut-off valve that supplies and discharges control oil when a fuel valve applied to a combined cycle power plant or a steam valve applied to a steam turbine plant is rapidly closed. Since the trip valve for supplying and discharging emergency oil has a simple structure, it is possible to sufficiently cope with rapid closing of a fuel valve or the like in an emergency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing an emergency control device according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a conventional emergency control device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
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