JP6351191B2 - 緊急遮断装置及びこれを備える緊急遮断システム - Google Patents

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Description

本発明は、緊急遮断装置及びこれを備える緊急遮断システムに関する。
原子力発電プラントや火力発電プラント等の発電プラント及び石油精製、石油化学プラント、ＬＮＧプラントでは、蒸気タービンにプラントプロセスで発生した蒸気を供給して蒸気タービンのロータに連結された発電機や圧縮機等を回転駆動して発電もしくは圧縮機の動力源としている。この蒸気タービンでは、回転体やプラント機器が安全に運転することが困難な緊急時に、蒸気タービンの回転を急速に止めるタービントリップが行われ、機器を保護する。タービントリップは、蒸気タービンに蒸気を供給する供給路に設けられている主蒸気塞止弁を閉塞し、蒸気タービンへの蒸気の供給を断つことで実施される。
このようなタービントリップを行う緊急遮断装置が、例えば、特許文献１にタービン非常装置として記載されている。特許文献１に記載のタービン非常装置は、主蒸気塞止弁である蒸気止め弁への制御油の供給を制御する電磁弁とマスタートリップ弁とを複数有している。このタービン非常装置は、マスタートリップ弁を構成するスプール弁において、通常運転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ている。
特開平１０−１３１７１１号公報
ところで、上述したような緊急遮断装置は、特許文献１のように制御油を切り替えるスプール式の弁構造を有している。通常運転時には、緊急遮断装置は、主蒸気塞止弁へ制御油を供給するように内部の流路が設定されている。緊急遮断装置から制御油が供給されることで、主蒸気塞止弁は弁が開放状態とされて蒸気を蒸気タービンへ供給可能とされている。緊急停止時には、緊急遮断装置は、制御油の供給を断つように内部の流路を切り替えることで主蒸気塞止弁を閉塞している。
したがって、緊急遮断装置は、緊急停止時やプラント停止時のように、限られた状況下でしか遮断動作が実施されることがない。ところが、緊急遮断装置は、使用頻度が低くとも、緊急停止時には必ず動作させる必要があり、遮断動作が確実に実施できるか否か確認を行う動作試験を運転中に定期的に行う事が出来れば緊急遮断装置の信頼性を向上させることができる。
しかしながら、緊急遮断装置は、通常運転時に制御油を供給し続ける必要があり、動作試験を実施する際にも、制御油の供給を停止しないように実施する必要がある。そのために、複数の装置を配管等で接続して設置し、制御油を迂回させて供給するなど制御油の供給を停止しないための対策を行う必要があり、動作試験を実施することが非常に難しい。
本発明は、容易に動作試験を実施することが可能な緊急遮断装置及びこれを備える緊急遮断システムを提供する。
本発明の第一の態様に係る緊急遮断装置は、内部に設けられた空間に制御油を流入させる流入口と前記空間から前記制御油を流出させる複数の流出口とが形成されている筐体と、前記空間を形成する前記筐体の内周面に摺動することで前記複数の流出口との相対位置を変化させて、前記空間内での前記制御油の流通状態を切り替える切替部と、を備え、前記筐体は、前記複数の流出口として、前記流入口から前記空間に流入した前記制御油を流出させると共に前記制御油を前記空間に逆流させる第一流出口と、前記流入口から前記空間に流入した前記制御油を流出させる第二流出口と、前記第一流出口から前記空間に逆流した前記制御油を排出させる排出口と、動作試験を行う際に、前記切替部によって開閉状態が切り替えられる試験流出口と、を有し、前記切替部は、前記流入口から前記第一流出口まで前記制御油を流通させる第一流通状態と、前記流入口から前記第二流出口まで前記制御油を流通させ、前記第一流出口から逆流した前記制御油を前記排出口まで流通させる第二流通状態と、前記流入口から前記第一流出口まで前記制御油を流通させながら、前記試験流出口の開閉状態が切り替えられる第三流通状態とに、前記流通状態を切り替える。
このような構成によれば、動作試験を行う際に、切替部によって第一流通状態から第三流通状態に切り替えることで、試験流出口の開閉状態を切り替えることができる。筐体内では、第一流通状態から第三流通状態に切り替えても、流入口から第一流出口まで制御油が流通しているため、空間内の制御油の流通状態を維持することができる。したがって、緊急遮断装置を停止させることなく、通常運転時の流通状態を維持しながら、容易に動作試験を実施することができる。
本発明の第二の態様に係る緊急遮断装置は、前記第一の態様において、前記第一流出口は、内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁に繋がる塞止弁連通管に接続され、前記第二流出口は、前記蒸気タービンへの蒸気の供給量を調整する調整弁に繋がる調整弁連通管に接続され、前記排出口は、前記空間内の前記制御油を外部に排出する筐体排出管に接続され、前記切替部は、前記蒸気タービンを緊急停止させる際に、前記第一流通状態から前記第二流通状態へと切り替えられ、前記動作試験を行う際に、前記第一流通状態から前記第三流通状態へと切り替えられてもよい。
このよう構成によれば、第一流出口を塞止弁に繋がる塞止弁連通管に接続し、第二流出口を調整弁に繋がる調整弁連通管に接続することで、蒸気タービンを緊急停止させる際に塞止弁や調整弁を緊急遮断させるメカニカルトリップ装置として用いることができる。
本発明の第三の態様に係る緊急遮断装置は、前記第一の態様において、前記第一流出口は、内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁の油筒内部に連通する内部連通管に接続され、前記第二流出口は、前記空間内の前記制御油を外部に排出する筐体排出管に接続され、前記排出口は、前記塞止弁の油筒内部の前記制御油を外部に排出する塞止弁排出管に接続され、前記切替部は、前記蒸気タービンを緊急停止させる際に、前記第一流通状態から前記第二流通状態へと切り替えられる。前記動作試験を行う際に、前記第一流通状態から前記第三流通状態へと切り替えられてもよい。
このよう構成によれば、第一流出口を塞止弁の内部に連通する内部連通管に接続し、第二流出口を筐体排出管に接続することで、塞止弁の内部から制御（駆動）油を緊急排出するＴＴＶトリップ装置として用いることができる。
本発明の第四の態様に係る緊急遮断システムは、内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁と、前記蒸気タービンへの蒸気の供給量を調整する調整弁と、本発明の第二の態様の緊急遮断装置とを備える。
本発明の第五の態様に係る緊急遮断システムは、本発明の第三の態様において、本発明の第二の態様の緊急遮断装置を備えていてもよい。
このよう構成によれば、筐体に対して切替部を切り替えるだけの簡易な構造で形成された緊急遮断装置によって、簡易に緊急遮断システムを構成できる。
本発明の第六の態様に係る緊急遮断システムは、本発明の第四の態様において、本発明の第二の態様の緊急遮断装置が並列に複数配置されていてもよい。
本発明の第七の態様に係る緊急遮断システムは、本発明の第五の態様において、本発明の第三の態様の緊急遮断装置が並列に複数配置されてもよい。
このよう構成によれば、並列に複数配置することで、冗長性を持たせることができる。そのため、一つの緊急遮断装置が故障した場合であっても、故障していない他の緊急遮断装置を介して制御油を供給することができる。また、緊急時には故障していない緊急遮断装置を介してタービンをトリップさせる事ができる。これにより、緊急遮断システムの故障により蒸気タービンを停止することなく、安定して蒸気タービンを運転することができる。
上記した緊急遮断装置によれば、動作試験時に切替部によって第三流通状態に切り替えることで、流入口から第一流出口まで制御油を流通させながら、試験流出口の開閉状態を切り替えて、容易に動作試験を実施することができる。
本発明の実施形態における緊急遮断システムを示す模式図である。 本発明の実施形態における通常運転時のトリップ装置を示す模式図である。 本発明の実施形態における緊急停止時のメカニカルトリップ装置を示す模式図である。 本発明の実施形態における動作試験時のメカニカルトリップ装置を示す模式図である。 本発明の実施形態における通常運転時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。 本発明の実施形態における緊急停止時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。 本発明の実施形態における動作試験時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。
以下、本発明における実施形態について図１から図７を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態における緊急遮断システムを示す模式図である。図２は、本発明の実施形態における通常運転時のトリップ装置を示す模式図である。図３は、本発明の実施形態における緊急停止時のメカニカルトリップ装置を示す模式図である。図４は、本発明の実施形態における動作試験時のメカニカルトリップ装置を示す模式図である。図５は、本発明の実施形態における通常運転時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。図６は、本発明の実施形態における緊急停止時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。図７は、本発明の実施形態における動作試験時のＴＴＶトリップ装置を示す模式図である。
緊急遮断システム２は、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を緊急遮断する。本実施形態では、緊急遮断システム２において、蒸気タービン１を定常運転させるために蒸気Ｓを供給し続けている状態を通常運転時とする。本実施形態では、緊急遮断システム２において、軸振動過大やロータ過速度などの回転体異常やプラント機器の異常が生じて蒸気タービン１及びプラントの緊急停止が必要な場合に、蒸気タービン１を緊急停止するために蒸気Ｓの供給を遮断している状態を緊急停止時とする。
緊急遮断システム２が用いられる蒸気タービン１は、塞止弁３０及び調整弁１０を介して上流側に供給される蒸気Ｓによってロータ（不図示）が回転駆動される。蒸気タービン１は、このロータの回転により、圧縮機や発電機等の被駆動機を回転駆動させる。
緊急遮断システム２は、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を制御する各種制御装置に供給する制御（駆動）油の流れを調整する。本実施形態の緊急遮断システム２は、図１に示すように、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給量を調整する調整弁１０（ＧＶ：Ｇｏｖｅｒｎｉｎｇ Ｖａｌｖｅ）と、緊急停止時に蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を遮断する塞止弁３０（ＭＳＶ：Ｍａｉｎ Ｓｔｏｐ ＶａｌｖｅもしくはＴＴＶ：Ｔｒｉｐ ａｎｄ Ｔｈｒｏｔｔｌｅ Ｖａｌｖｅ）と、不図示の供給源から供給される制御油を塞止弁３０に送る複数のメカニカルトリップ装置２０と、を備えている。緊急遮断システム２では、調整弁１０、塞止弁３０、及びメカニカルトリップ装置２０が、内部に制御油が流通する複数の配管によって接続されている。
調整弁１０は、弁開度を調整することで、蒸気タービン１の上流側に供給する蒸気Ｓの供給量を調整する。調整弁１０は、供給される制御油にて動作する油筒開度を調整することで、弁開度を調整して蒸気Ｓの供給量を増加、減少させ、出力や回転数を調整する。本実施形態の調整弁１０は、制御油の供給源（不図示）に繋がれた供給配管９１が分岐して繋がっている。調整弁１０は、複数のメカニカルトリップ装置２０に対して配管の一つである調整弁連通管９２を介して繋がれている。
通常運転時に、調整弁１０は、供給源から配管の一つである供給配管９１を介して制御油が供給される。緊急停止時に、調整弁１０は、供給配管９１だけでなく、調整弁連通管９２を介してメカニカルトリップ装置２０からも制御油が供給され、調整弁１０の油筒の閉方向に導かれ調整弁１０を遮断する。
メカニカルトリップ装置２０は、緊急停止時に調整弁１０に制御油を供給するとともに、塞止弁３０への制御油の供給を遮断する緊急遮断装置である。本実施形態のメカニカルトリップ装置２０は、調整弁１０及び塞止弁３０に対して並列して二つ配置されている。図２に示すように、メカニカルトリップ装置２０は、内部に設けられた空間Ａ１に制御油を流入する筐体２１と、空間Ａ１内での制御油の流通状態を切り替える切替部２４と、を備えている。
並列配置された二つのメカニカルトリップ装置２０は、供給配管９１が分岐して繋がれており、同じ制御油の供給源から制御油が供給される。並列配置された二つのメカニカルトリップ装置２０は、調整弁１０に繋がる調整弁連通管９２が分岐して繋がっており、緊急停止時に同じ調整弁１０へ制御油を供給する。並列配置された二つのメカニカルトリップ装置２０は、塞止弁３０に繋がる一つの塞止弁連通管９３に分岐して繋がっており、同じ塞止弁３０へ制御油を供給する。メカニカルトリップ装置２０は、外部から操作可能なように、蒸気タービン１の外部に独立して配置されている。
筐体２１は、軸線Ｏ１を中心として矩形筒状をなして延びている。本実施形態の筐体２１は、内部の空間Ａ１に制御油を流入する複数の流入口２２と、空間Ａ１から制御油を流出する複数の流出口２３と、が形成されている。
流入口２２は、軸線Ｏ１を挟んで筐体２１の片方の壁部を貫通して二つ形成されている。本実施形態の流入口２２は、供給配管９１が分岐して接続される第一流入口２２１と、第一流入口２２１に繋がる供給配管９１がさらに分岐して接続される第二流入口２２２とを有する。
第一流入口２２１は、筐体２１の中心付近に形成されている。
第二流入口２２２は、接続されている供給配管９１に、内部を流れる制御油の流量を一定量に制限する供給側オリフィスＯＲ１が配置されている。第二流入口２２２は、筐体２１の端部付近に形成されている。
ここで、筐体２１において、第一流入口２２１に対して、第二流入口２２２が形成されていない側の端部を第一端部Ｅ１とし、第二流入口２２２が形成されている側の端部を第二端部Ｅ２とする。
複数の流出口２３は、筐体２１の軸線Ｏ１を挟んで流入口２２が形成されている壁部と向かい合う壁部に貫通して形成されている。本実施形態の流出口２３は、第一流出口２３１と、第二流出口２３２と、第一排出口２３３と、第二排出口２３４と、第三排出口２３５と、試験流出口２３６とを有する。
第一流出口２３１は、塞止弁３０に繋がる塞止弁連通管９３に接続されている。第一流出口２３１に繋がる塞止弁連通管９３には、緊急遮断装置の作動試験を実施するために、内部を流れる制御油の切り替えを行うための第一流出弁Ｖ１が設けられている。第一流出口２３１は、通常運転時に第一流入口２２１から空間Ａ１に流入した制御油を塞止弁連通管９３に流出させると共に、緊急停止時に塞止弁連通管９３から流れてきた制御油を空間Ａ１に逆流させる。第一流出口２３１は、筐体２１の中心付近であって、第一流入口２２１よりも軸線方向の第二端部Ｅ２側にずれた位置に形成されている。
第一流出弁Ｖ１は、通常運転時には開放されており、緊急遮断装置の作動試験実施等の必要に応じて手動で閉塞されることで開閉状態を変更可能とされている。
第二流出口２３２は、調整弁１０に繋がる調整弁連通管９２に接続されている。第二流出口２３２に繋がる調整弁連通管９２には、緊急遮断装置の作動試験を実施するために、内部を流れる制御油の切り替えを行うための第二流出弁Ｖ２が設けられている。第二流出口２３２は、緊急停止時に第一流入口２２１から空間Ａ１に流入した制御油を調整弁連通管９２に流出させる。第二流出口２３２は、筐体２１の中心付近であって、第一流入口２２１を挟んで第一流出口２３１とは軸線方向の反対側である第一端部Ｅ１側にずれた位置に形成されている。
第二流出弁Ｖ２は、通常運転時には開放されており、緊急遮断装置の作動試験実施等の必要に応じて手動で閉塞されることで開閉状態を変更可能とされている。
第一排出口２３３は、緊急遮断システム２の外部に制御油を排出する筐体排出管９４に接続されている。第一排出口２３３は、通常運転時は制御油が流通せずに、緊急停止時に第一流出口２３１から空間Ａ１に逆流した制御油を筐体排出管９４に排出する。第一排出口２３３は、筐体２１の中心付近であって、軸線方向の位置が第一流出口２３１よりも第二端部Ｅ２側に形成されている。
第二排出口２３４は、第一排出口２３３と同様に、外部に制御油を排出する筐体排出管９４に接続されている。第二排出口２３４は、通常運転時、緊急停止時に制御油が流通しない。第二排出口２３４は、切替部２４から漏れ出た制御油を排出する。第二排出口２３４は、筐体２１の中心付近であって、軸線方向の位置が第二流出口２３２よりも第一端部Ｅ１側に形成されている。
第三排出口２３５は、切替部２４を動作させるために、緊急停止時に筐体２１内の制御油を排出するトリップ流出配管９５に接続されている。第三排出口２３５は、通常運転時に制御油が流通しておらず、緊急停止時に空間Ａ１から制御油トリップ流出配管９５に排出する。第三排出口２３５は、軸線方向の位置が第一排出口２３３よりも第二端部Ｅ２側であって、第二流入口２２２と対向する位置に形成されている。
トリップ流出配管９５は、マニュアルバルブ（手動トリップ装置）Ｖ３が設けられた手動トリップ流出配管９５１と、ソレノイドバルブＶ４が設けられた自動トリップ流出配管９５２とに下流側に分岐している。
マニュアルバルブ（手動トリップ装置）Ｖ３及びソレノイドバルブＶ４は、通常運転時には閉塞されており、緊急停止時にマニュアルバルブ（手動トリップ装置）Ｖ３及びソレノイドバルブＶ４の少なくとも一方が開放されることで、トリップ流出配管９５内に制御油を流通させる。
試験流出口２３６は、動作試験を行う際に、制御油の流通状態を確認するための試験用流出配管９６に接続されている。試験流出口２３６は、動作試験を行う際に、切替部２４によって開閉状態が切り替えられる。本実施形態の試験流出口２３６は、通常運転時に開放されて空間Ａ１に流入した制御油を排出可能とされ、動作試験時に閉塞されて制御油が流通しないようにされている。試験流出口２３６は、第一排出口２３３よりも第二端部Ｅ２側で、第三排出口２３５と第一排出口２３３とに挟まれた位置に形成されている。
試験用流出配管９６は、制御油の緊急遮断装置のパーシャルストローク試験時に使用される試験用弁Ｖ５が設けられている。
試験用弁Ｖ５は、通常運転時には閉塞されており、動作試験時に開放されることで、試験用流出配管９６内に制御油を排出させる。
切替部２４は、空間Ａ１を形成する筐体２１の内周面に摺動して複数の流出口２３との相対位置が変化することで、空間Ａ１内での制御油の流通状態を切り替える。本実施形態の切替部２４は、軸線方向に伸びる軸部２４１と、軸部２４１を軸線方向に付勢する付勢部２４２と、軸部２４１に固定された複数の仕切部２４３と、空間Ａ１内での仕切部２４３の位置を定める位置決め部２４４とを有する。
軸部２４１は、筐体２１の中心軸である軸線Ｏ１を中心に円柱状をなして延在している。軸部２４１は、空間Ａ１内で軸線方向に移動可能な長さで形成されている。
付勢部２４２は、軸部２４１を軸線方向の第一端部Ｅ１から第二端部Ｅ２に向かって付勢している。付勢部２４２は、筐体２１の空間Ａ１を形成する内周面のうちの第一端部Ｅ１側の内周面と、軸部２４１の第一端部Ｅ１側の端面と、に固定されている。付勢部２４２としては、例えば、コイル状バネが用いられる。
仕切部２４３は、筐体２１の内周面に対して全周が接触するように形成されている。つまり、仕切部２４３は、空間Ａ１を複数に区画している。仕切部２４３は、軸部２４１と共に軸線方向に移動する。本実施形態の仕切部２４３は、軸線方向と直交する断面が筐体２１の内周面と摺接するような矩形状をなし、内部に軸部２４１が挿通して固定されている。本実施形態の仕切部２４３は、軸線方向の第二端部Ｅ２側から、第一仕切部２４３ａ、第二仕切部２４３ｂ、第三仕切部２４３ｃ、第四仕切部２４３ｄの順に四つ設けられている。
第一仕切部２４３ａは、第二端部Ｅ２側の軸部２４１の端面に固定されている。第一仕切部２４３ａは、通常運転時に試験流出口２３６と第一排出口２３３との間に配置されている。第一仕切部２４３ａは、緊急停止時に第三排出口２３５と試験流出口２３６との間に配置されている。第一仕切部２４３ａは、動作試験時に試験流出口２３６上に配置されて、試験流出口２３６を閉塞する。
第二仕切部２４３ｂは、第一仕切部２４３ａよりも第一端部Ｅ１側で、軸部２４１に固定されている。第二仕切部２４３ｂは、通常運転時に第一排出口２３３と第一流出口２３１との間に配置されている。第二仕切部２４３ｂは、緊急停止時に試験流出口２３６と第一排出口２３３との間に配置されている。第二仕切部２４３ｂは、動作試験時に、通常運転時とは僅かにずれた状態で第一排出口２３３と第一流出口２３１との間に配置されている。
第三仕切部２４３ｃは、第二仕切部２４３ｂよりも第一端部Ｅ１側で軸部２４１に固定されている。第三仕切部２４３ｃは、通常運転時に第一流入口２２１と第二流出口２３２との間に配置されている。第三仕切部２４３ｃは、緊急停止時に第一流出口２３１と第一流入口２２１との間に配置されている。第三仕切部２４３ｃは、動作試験時に、通常運転時とは僅かにずれた状態で第一流入口２２１と第二流出口２３２との間に配置されている。
第四仕切部２４３ｄは、第三仕切部２４３ｃよりも第一端部Ｅ１側であって、軸部２４１の第一端部Ｅ１側の端面よりも第二端部Ｅ２側で軸部２４１に固定されている。第四仕切部２４３ｄは、通常運転時に第二排出口２３４よりも第一端部Ｅ１側に配置されている。第四仕切部２４３ｄは、緊急停止時に第二流出口２３２と第二排出口２３４との間に配置されている。第四仕切部２４３ｄは、動作試験時に、通常運転時とは僅かにずれた状態で第二排出口２３４よりも第一端部Ｅ１側に配置されている。
位置決め部２４４は、空間Ａ１での軸部２４１の移動を規制する。本実施形態の位置決め部２４４は、軸部２４１の第一端部Ｅ１側への移動を規制する第一位置決め部２４４ｂと、軸部２４１の第二端部Ｅ２側への移動を規制する第二位置決め部２４４ａと、を有する。
第一位置決め部２４４ｂは、試験流出口２３６と第一排出口２３３との間で、筐体２１の内周面から内側に突出して形成されている。本実施形態の第一位置決め部２４４ｂは、第一仕切部２４３ａの第一端部Ｅ１側を向く面と接触することで、軸部２４１の第一端部Ｅ１側への軸線方向の移動を規制する。第一位置決め部２４４ｂは、通常運転時に第一仕切部２４３ａが試験流出口２３６を閉塞しない位置に配置されるように形成されている。
第二位置決め部２４４ａは、第三排出口２３５と試験流出口２３６との間で、筐体２１の内周面から内側に突出して形成されている。本実施形態の第二位置決め部２４４ａは、第一仕切部２４３ａの第二端部Ｅ２側を向く面と接触することで、軸部２４１の第二端部Ｅ２側への軸線方向の移動を規制する。第二位置決め部２４４ａは、緊急停止時に第一仕切部２４３ａが第三排出口２３５及び第二流入口２２２を閉塞しない位置に配置されるように形成されている。
切替部２４は、上記のように軸部２４１の移動に伴って、空間Ａ１を複数に区分けする仕切部２４３を軸線方向に移動させることで、空間Ａ１内での制御油の流通状態を切り替える。本実施形態では、図２に示すように、通常運転時の流通状態であって、第一流入口２２１から第一流出口２３１まで制御油を流通させる流通状態を第一流通状態とする。図３に示すように、緊急停止時の流通状態であって、第一流入口２２１から第二流出口２３２まで制御油を流通させ、第一流出口２３１から逆流した制御油を第一排出口２３３まで流通させる流通状態を第二流通状態とする。図４に示すように、動作試験時の流通状態であって、第一流入口２２１から第一流出口２３１まで制御油を流通させながら、試験流出口２３６の開閉状態が切り替えられた流通状態を第三流通状態とする。
塞止弁３０は、メカニカルトリップ装置２０からの制御油の供給が停止または逆流されることで蒸気タービン１への蒸気Ｓを遮断する。塞止弁３０は、通常運転時に制御油が供給されることで、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を可能とする開状態にされる。逆に、塞止弁３０は、緊急停止時に制御油が排出されることで、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を停止する閉状態とされる。本実施形態の塞止弁３０は、図１に示すように、内部に制御油を流通させる塞止弁連通管９３を介してメカニカルトリップ装置２０に接続されている。図５に示すように、本実施形態の塞止弁３０は、塞止弁本体３１と、塞止弁本体３１への制御油の供給を調整する複数のＴＴＶトリップ装置４０とを有する。
塞止弁本体３１は、内部に制御油が満たされることで蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を遮断する弁（不図示）を開放し、制御油が排出されることで蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を遮断する弁を閉塞する。本実施形態の塞止弁本体３１は、塞止弁本体３１の油筒内部の空間である貯蔵室３１１と、貯蔵室３１１に制御油を流入させる塞止弁流入口３１２と、貯蔵室３１１を仕切るように配置されて貯蔵室３１１内を摺動する弁体３１３と、貯蔵室３１１から制御油を排出させる塞止弁排出口３１４とを有している。
貯蔵室３１１は、供給された制御油が溜まるように塞止弁本体３１の油筒内部に形成される。
塞止弁流入口３１２は、貯蔵室３１１を挟み込むように二カ所形成されている。二つの塞止弁流入口３１２は、それぞれ別のＴＴＶトリップ装置４０と接続されている。
弁体３１３は、貯蔵室３１１を区画した状態で、貯蔵室３１１内で摺動可能とされている。弁体３１３は、貯蔵室３１１に制御油が溜まると徐々に貯蔵室３１１内を摺動しながら上昇する。弁体３１３は、貯蔵室３１１に所定量の制御油が溜まることで、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給するよう蒸気タービン１の上流側にも設けられた弁を動かす。弁体３１３は、所定量以上の制御油を貯蔵室３１１に溜まると、内部に形成された流通孔３１３ａから弁体３１３の下方から上方に制御油を流通させる。
塞止弁排出口３１４は、貯蔵室３１１の弁体３１３よりも上方のスペースに連通している。塞止弁排出口３１４は、塞止弁排出管９９に接続されている。塞止弁排出口３１４は、弁体３１３の流通孔３１３ａを介して貯蔵室３１１の下方から上方に流通してきた制御油を塞止弁本体３１の外部へ塞止弁排出管９９から排出する。塞止弁排出管９９は、後述するＴＴＶトリップ装置４０の筐体排出管９４に接続されており、内部を流通する制御油を緊急遮断システム２の外部に排出する。
ＴＴＶトリップ装置４０は、塞止弁本体３１の油筒内部から制御油を緊急排出するように、塞止弁本体３１への制御油の流通を調整する緊急遮断装置である。本実施形態のＴＴＶトリップ装置４０は、図１に示すように、一つの塞止弁本体３１に対して並列して二つ配置されている。図５に示すように、ＴＴＶトリップ装置４０は、内部に設けられたＴＴＶ空間Ａ２に制御油を流入するＴＴＶ筐体４１と、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態を切り替えるＴＴＶ切替部４４と、を備えている。
並列配置された二つのＴＴＶトリップ装置４０は、塞止弁連通管９３が分岐して繋がれており、二つのメカニカルトリップ装置２０からまとめて供給された制御油が再び分かれて供給される。並列配置された二つのＴＴＶトリップ装置４０は、それぞれ別の内部連通管９７に繋がれて異なる塞止弁流入口３１２に接続されており、貯蔵室３１１内へ制御油を供給する。ＴＴＶトリップ装置４０は、外部から操作可能なように、蒸気タービン１の外部に独立して配置されている。
ＴＴＶ筐体４１は、軸線Ｏ２を中心として矩形筒状をなして延びている。ＴＴＶ筐体４１は、ＴＴＶ空間Ａ２に制御油を流入する複数のＴＴＶ流入口４２と、ＴＴＶ空間Ａ２から制御油を流出する複数のＴＴＶ流出口４３と、が形成されている。
ＴＴＶ流入口４２は、軸線Ｏ２を挟んでＴＴＶ筐体４１の片方の壁部に二つ形成されている。本実施形態のＴＴＶ流入口４２は、塞止弁連通管９３が接続されるＴＴＶ第一流入口４２１と、ＴＴＶ第一流入口４２１に繋がる塞止弁連通管９３が分岐して接続されるＴＴＶ第二流入口４２２とを有する。
ＴＴＶ第一流入口４２１は、接続されている塞止弁連通管９３に、内部を流れる制御油の流量を一定量に制限するＴＴＶ供給側オリフィスＯＲ２が配置されている。ＴＴＶ第一流入口４２１は、ＴＴＶ筐体４１の中心付近に形成されている。
ＴＴＶ第二流入口４２２は、ＴＴＶ筐体４１の端部付近に形成されている。
ここで、ＴＴＶ筐体４１において、ＴＴＶ第一流入口４２１に対して、ＴＴＶ第二流入口４２２が形成されていない側の端部をＴＴＶ第一端部Ｅ３とし、ＴＴＶ第二流入口４２２が形成されている側の端部をＴＴＶ第二端部Ｅ４とする。
複数のＴＴＶ流出口４３は、ＴＴＶ筐体４１の軸線Ｏ２を挟んでＴＴＶ流入口４２が形成されている壁部と向かい合う壁部に形成されている。本実施形態のＴＴＶ流出口４３は、ＴＴＶ第一流出口４３１と、ＴＴＶ第二流出口４３２と、ＴＴＶ排出口４３３と、ＴＴＶ試験流出口４３４とを有する。
ＴＴＶ第一流出口４３１は、塞止弁流入口３１２を介して貯蔵室３１１に連通する内部連通管９７に接続されている。ＴＴＶ第一流出口４３１に繋がる内部連通管９７には、ＴＴＶ第一流出弁Ｖ６が設けられている。ＴＴＶ第一流出口４３１は、通常運転時にＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ空間Ａ２に流入した制御油を流出させると共に、緊急停止時に内部連通管９７から流れてきた制御油をＴＴＶ空間Ａ２に逆流させる。ＴＴＶ第一流出口４３１は、ＴＴＶ筐体４１の中心付近であって、ＴＴＶ第一流入口４２１よりも軸線方向のＴＴＶ第二端部Ｅ４側にずれた位置に形成されている。
ＴＴＶ第一流出弁Ｖ６は、通常運転時には開放されており、ＴＴＶトリップ装置４０の作動試験等の必要に応じて手動で閉塞されることで開閉状態を変更可能とされている。
ＴＴＶ第二流出口４３２は、筐体排出管９４に接続されている。ＴＴＶ第二流出口４３２は、通常運転時は制御油が流通せずに、緊急停止時にＴＴＶ空間Ａ２の制御油を流出させる。ＴＴＶ第二流出口４３２は、ＴＴＶ筐体４１の中心付近であって、ＴＴＶ第一流入口４２１を挟んでＴＴＶ第一流出口４３１とは軸線方向の反対側であるＴＴＶ第一端部Ｅ３側にずれた位置に形成されている。
ＴＴＶ排出口４３３は、筐体排出管９４に接続されている。ＴＴＶ排出口４３３は、通常運転時は制御油が流通せずに、緊急停止時にＴＴＶ第一流出口４３１からＴＴＶ空間Ａ２に逆流した制御油を排出する。ＴＴＶ排出口４３３は、ＴＴＶ筐体４１の中心付近であって、軸線方向の位置がＴＴＶ第一流入口４２１よりもＴＴＶ第二端部Ｅ４側に形成されている。
ＴＴＶ試験流出口４３４は、動作試験を行う際に、制御油の流通状態を確認するためのＴＴＶ試験用流出配管９８に接続されている。ＴＴＶ試験流出口４３４は、動作試験を行う際に、ＴＴＶ切替部４４によって開閉状態が切り替えられる。本実施形態のＴＴＶ試験流出口４３４は、動作試験前の通常運転時に開放されてＴＴＶ空間Ａ２に流入した制御油を排出可能とされ、動作試験時に閉塞されて制御油が流通しないようにされている。ＴＴＶ試験流出口４３４は、ＴＴＶ排出口４３３よりＴＴＶ第二端部Ｅ４側に形成されている。
ＴＴＶ試験用流出配管９８は、制御油のＴＴＶ試験用弁Ｖ７が設けられている。ＴＴＶ試験用弁Ｖ７は、通常運転時には閉塞されており、動作試験時に開放されることで、ＴＴＶ試験用流出配管９８内に制御油を流通させている。
ＴＴＶ切替部４４は、ＴＴＶ空間Ａ２を形成するＴＴＶ筐体４１の内周面に摺動して複数の流出口２３との相対位置が変化することで、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態を切り替える。本実施形態のＴＴＶ切替部４４は、軸線方向に伸びるＴＴＶ軸部４４１と、ＴＴＶ軸部４４１を軸線方向に付勢するＴＴＶ付勢部４４２と、ＴＴＶ軸部４４１に固定された複数のＴＴＶ仕切部４４３と、ＴＴＶ空間Ａ２内でのＴＴＶ仕切部４４３の位置を定めるＴＴＶ位置決め部４４４とを有する。
ＴＴＶ軸部４４１は、ＴＴＶ筐体４１の中心軸である軸線Ｏ２を中心に円柱状をなして延在している。ＴＴＶ軸部４４１は、ＴＴＶ空間Ａ２内で軸線方向に移動可能な長さで形成されている。
ＴＴＶ付勢部４４２は、ＴＴＶ軸部４４１を軸線方向のＴＴＶ第一端部Ｅ３からＴＴＶ第二端部Ｅ４に向かって付勢している。ＴＴＶ付勢部４４２は、ＴＴＶ筐体４１のＴＴＶ空間Ａ２を形成する内周面のうちのＴＴＶ第一端部Ｅ３側の内周面と、ＴＴＶ軸部４４１のＴＴＶ第一端部Ｅ３側の端面と、に固定されている。ＴＴＶ付勢部４４２としては、例えば、コイル状バネが用いられる。
ＴＴＶ仕切部４４３は、ＴＴＶ筐体４１の内周面に対して全周が接触するように形成されている。つまり、ＴＴＶ仕切部４４３は、ＴＴＶ空間Ａ２を複数に区画している。ＴＴＶ仕切部４４３は、ＴＴＶ軸部４４１と共に軸線方向に移動する。本実施形態のＴＴＶ仕切部４４３は、軸線方向と直交する断面がＴＴＶ筐体４１の内周面と摺接するような矩形状をなし、内部にＴＴＶ軸部４４１が挿通して固定されている。本実施形態のＴＴＶ仕切部４４３は、軸線方向のＴＴＶ第二端部Ｅ４側から、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａ、ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂ、ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃの順に四つ設けられている。
ＴＴＶ第一仕切部４４３ａは、ＴＴＶ第二端部Ｅ４側のＴＴＶ軸部４４１の端面に固定されている。ＴＴＶ第一仕切部４４３ａは、通常運転時にＴＴＶ試験流出口４３４とＴＴＶ排出口４３３との間に配置されている。ＴＴＶ第一仕切部４４３ａは、緊急停止時にＴＴＶ試験流出口４３４よりもＴＴＶ第二端部Ｅ４側に配置されている。ＴＴＶ第一仕切部４４３ａは、動作試験時にＴＴＶ試験流出口４３４上に配置されて、ＴＴＶ試験流出口４３４を閉塞する。
ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂは、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａよりもＴＴＶ第一端部Ｅ３側でＴＴＶ軸部４４１に固定されている。ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂは、通常運転時にＴＴＶ排出口４３３とＴＴＶ第一流出口４３１との間に配置されている。ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂは、緊急停止時にＴＴＶ試験流出口４３４とＴＴＶ排出口４３３との間に配置されている。ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂは、動作試験時に、通常運転時とは僅かにずれた状態でＴＴＶ排出口４３３とＴＴＶ第一流出口４３１との間に配置されている。
ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃは、ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂよりもＴＴＶ第一端部Ｅ３側であって、ＴＴＶ軸部４４１のＴＴＶ第一端部Ｅ３側の端面よりもＴＴＶ第二端部Ｅ４側でＴＴＶ軸部４４１に固定されている。ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃは、通常運転時にＴＴＶ第一流入口４２１とＴＴＶ第二流出口４３２との間に配置されている。ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃは、緊急停止時にＴＴＶ第一流出口４３１とＴＴＶ第一流入口４２１との間に配置されている。ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃは、動作試験時に、通常運転時とは僅かにずれた状態でＴＴＶ第一流入口４２１とＴＴＶ第二流出口４３２との間に配置されている。
ＴＴＶ位置決め部４４４は、ＴＴＶ空間Ａ２でのＴＴＶ軸部４４１の移動を規制する。本実施形態のＴＴＶ位置決め部４４４は、ＴＴＶ軸部４４１のＴＴＶ第二端部Ｅ４側への移動を規制する。ＴＴＶ位置決め部４４４は、ＴＴＶ第二流入口４２２とＴＴＶ試験流出口４３４との間で、筐体２１の内周面から内側に突出して形成されている。本実施形態のＴＴＶ位置決め部４４４は、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａのＴＴＶ第二端部Ｅ４側を向く面と接触することで、ＴＴＶ軸部４４１のＴＴＶ第一端部Ｅ３側への軸線方向の移動を規制する。ＴＴＶ位置決め部４４４は、緊急停止時にＴＴＶ第一仕切部４４３ａがＴＴＶ第二流入口４２２を閉塞しない位置に配置されるように形成されている。
ＴＴＶ切替部４４は、上記のようにＴＴＶ軸部４４１の移動に伴ってＴＴＶ仕切部４４３を軸線方向に移動させることで、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態を切り替える。本実施形態では、図５に示すように、通常運転時の流通状態であって、ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ第一流出口４３１まで制御油を流通させる流通状態をＴＴＶ第一流通状態とする。図６に示すように、緊急停止時の流通状態であって、ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ第二流出口４３２まで制御油を流通させ、ＴＴＶ第一流出口４３１から逆流した制御油をＴＴＶ排出口４３３まで流通させる流通状態を第二流通状態とする。図７に示すように、動作試験時の流通状態であって、ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ第一流出口４３１まで制御油を流通させながら、ＴＴＶ試験流出口４３４の開閉状態が切り替えられた流通状態を第三流通状態とする。
次に、上記構成の緊急遮断システム２の動作について説明する。
上記のような緊急遮断システム２では、通常運転時に、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を可能する開状態とするために、供給源から供給配管９１を介して制御油は、調整弁１０及びメカニカルトリップ装置２０に供給される。
調整弁１０は、制御油が供給されることで、弁開度が調整されて蒸気タービン１に蒸気Ｓを供給する。
メカニカルトリップ装置２０では、通常運転時であるために、空間Ａ１内での制御油の流通状態が切替部２４によって第一流通状態に切り替えられている。つまり、図２に示すように、通常運転時のメカニカルトリップ装置２０では、第一流通状態として、第一仕切部２４３ａが第一排出口２３３と試験流出口２３６との間に配置され、第二仕切部２４３ｂが第一排出口２３３と第一流出口２３１との間に配置され、第三仕切部２４３ｃが第一流入口２２１と第二流出口２３２との間に配置され、第四仕切部２４３ｄが第二排出口２３４よりも第一端部Ｅ１側に配置されている。
また、供給配管９１からメカニカルトリップ装置２０に供給された制御油は、第一流入口２２１から空間Ａ１内に流入する。第一流入口２２１から空間Ａ１に流入した制御油は、第一流出口２３１から塞止弁連通管９３に送られる。第一流出弁Ｖ１が通常運転時には開放されているために、塞止弁連通管９３に流入した制御油は塞止弁３０に送られる。
また、供給配管９１からメカニカルトリップ装置２０に供給された制御油は、供給側オリフィスＯＲ１によって流量が制限されながら、第二流入口２２２からも空間Ａ１内に流入する。第二流入口２２２から空間Ａ１に流入した制御油は、第三排出口２３５からトリップ流出配管９５に流れるとともに、試験流出口２３６から試験用流出配管９６に流れる。ここで、通常運転時には、マニュアルバルブ（手動トリップ装置）Ｖ３及びソレノイドバルブＶ４が閉塞されているために、トリップ流出配管９５内で制御油は流通しない。同様に、通常運転時には、試験用弁Ｖ５が閉塞されているために、試験用流出配管９６内で制御油は流通しない。その結果、第二流入口２２２と、第三排出口２３５及び試験流出口２３６との間の空間Ａ１に制御油が滞留する。滞留した制御油は、第一仕切部２４３ａを軸線方向の第一端部Ｅ１側に向かって付勢部２４２の付勢力に抗して押すことで、通常運転時の軸部２４１の位置が第一流通状態を保つように保持される。
塞止弁連通管９３から塞止弁３０に流入した制御油は、ＴＴＶトリップ装置４０を介して内部連通管９７から塞止弁本体３１に供給される。
ＴＴＶトリップ装置４０では、通常運転時であるために、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態がＴＴＶ切替部４４によってＴＴＶ第一流通状態に切り替えられている。つまり、図５に示すように、通常運転時のＴＴＶトリップ装置４０では、ＴＴＶ第一流通状態として、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａがＴＴＶ試験流出口４３４とＴＴＶ排出口４３３との間に配置され、ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂがＴＴＶ排出口４３３とＴＴＶ第一流出口４３１との間に配置され、ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃがＴＴＶ第一流入口４２１とＴＴＶ第二流出口４３２との間に配置されている。
したがって、塞止弁連通管９３からＴＴＶトリップ装置４０に供給された制御油は、ＴＴＶ供給側オリフィスＯＲ２によって流量が制限されながら、ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ空間Ａ２内に流入する。ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ空間Ａ２に流入した制御油は、ＴＴＶ第一流出口４３１から内部連通管９７に送られる。ＴＴＶ第一流出弁Ｖ６が通常運転時には開放されているために、内部連通管９７に流入した制御油は塞止弁本体３１に送られる。
塞止弁本体３１に供給された制御油は、塞止弁流入口３１２から貯蔵室３１１に流入する。貯蔵室３１１では、所定量の制御油が溜まることで弁体３１３が上昇することで、塞止弁３０を開状態とし、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を可能としている。弁体３１３が上昇した後に、貯蔵室３１１に流入した制御油は弁体３１３の下方から上方に向かって流入孔を介して流通する。これにより、所定量を超える制御油は、塞止弁排出口３１４から塞止弁本体３１の外部に排出される。塞止弁排出口３１４から排出された制御油は、塞止弁排出管９９から筐体排出管９４を介して緊急遮断システム２の外部に排出される。
また、塞止弁連通管９３からＴＴＶトリップ装置４０に供給された制御油は、ＴＴＶ第二流入口４２２からもＴＴＶ空間Ａ２内に流入する。ＴＴＶ第二流入口４２２からＴＴＶ空間Ａ２に流入した制御油は、ＴＴＶ試験流出口４３４からＴＴＶ試験用流出配管９８に流れる。ここで、通常運転時には、ＴＴＶ試験用弁Ｖ７が閉塞されているために、ＴＴＶ試験用流出配管９８内で制御油は流通しない。その結果、ＴＴＶ第二流入口４２２と、ＴＴＶ試験流出口４３４との間のＴＴＶ空間Ａ２に制御油が滞留する。滞留した制御油は、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａを軸線方向のＴＴＶ第一端部Ｅ３側に向かって、ＴＴＶ付勢部４４２の付勢力に抗して押すことで、通常運転時のＴＴＶ軸部４４１の位置がＴＴＶ第一流通状態を保つように保持される。
また、本実施形態の緊急遮断システム２では、蒸気タービン１の軸振動過大等の異常が生じた際に蒸気タービン１を緊急停止させる緊急停止時に、塞止弁本体３１内の制御油を排出して塞止弁３０を閉状態とするために、貯蔵室３１１から制御油を排出する。
具体的には、本実施形態の緊急遮断システム２では、緊急停止時にマニュアルバルブ（手動トリップ装置）Ｖ３及びソレノイドバルブＶ４の少なくとも一方を開放する。これにより、トリップ流出配管９５内で制御油を流通し、第三排出口２３５から空間Ａ１内の制御油が排出される。第二流入口２２２は、供給側オリフィスＯＲ１によって供給配管９１から流入する制御油の流量が制限されているため、第三排出口２３５から排出される制御油の流量が流入する流量を上回る。そのため、第一仕切部２４３ａよりも第二端部Ｅ２側の空間Ａ１内の制御油の量が減少する。したがって、図３に示すように、第一仕切部２４３ａを軸線方向の第一端部Ｅ１側に向かって押す力が小さくなり、付勢部２４２の付勢力によって軸部２４１が第一仕切部２４３ａを第二位置決め部２４４ａに接触する位置まで移動する。その結果、メカニカルトリップ装置２０では、空間Ａ１内での制御油の流通状態が第一流通状態から第二流通状態に切り替わる。
第二流通状態に切り替わることで、緊急停止時のメカニカルトリップ装置２０では、第一仕切部２４３ａが第三排出口２３５と試験流出口２３６との間に配置され、第二仕切部２４３ｂが試験流出口２３６と第一排出口２３３との間に配置され、第三仕切部２４３ｃが第一流出口２３１と第一流入口２２１との間に配置され、第四仕切部２４３ｄが第二流出口２３２と第二排出口２３４との間に配置される。
第二流通状態において、第一流入口２２１から空間Ａ１内に流入した制御油は、第二流出口２３２から調整弁連通管９２に送られる。したがって、調整弁１０には、供給配管９１を介して供給源から直接供給される制御油と、調整弁連通管９２を介してメカニカルトリップ装置２０から供給される制御油が流入する。調整弁１０は、調整弁連通管９２を介し、流入する制御油が調整弁１０の油筒の閉方向に導かれて閉塞され、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を停止する。
同時に、第二流通状態において、空間Ａ１において第一流出口２３１と第一排出口２３３とが連通する。これにより、塞止弁連通管９３を流通する制御油が逆流して第一流出口２３１から空間Ａ１内に流入し、第一排出口２３３から筐体排出管９４を介して外部に排出される。
塞止弁連通管９３を流通する制御油が逆流することで、ＴＴＶトリップ装置４０のＴＴＶ第一仕切部４４３ａよりもＴＴＶ第二端部Ｅ４側のＴＴＶ空間Ａ２内の制御油は、ＴＴＶ第二流入口４２２から塞止弁連通管９３に流出する。これにより、ＴＴＶ空間Ａ２内のＴＴＶ第二端部Ｅ４側の内周面とＴＴＶ第一仕切部４４３ａとの間のＴＴＶ空間Ａ２内の制御油の量が減少する。したがって、図６に示すように、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａを軸線方向のＴＴＶ第一端部Ｅ３側に向かって押す力が小さくなり、ＴＴＶ付勢部４４２の付勢力によってＴＴＶ軸部４４１がＴＴＶ第一仕切部４４３ａをＴＴＶ位置決め部４４４に接触する位置まで移動する。その結果、ＴＴＶトリップ装置４０では、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態がＴＴＶ第一流通状態からＴＴＶ第二流通状態に切り替わる。
ＴＴＶ第二流通状態に切り替わることで、緊急停止時のＴＴＶトリップ装置４０では、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａがＴＴＶ試験流出口４３４よりもＴＴＶ第二端部Ｅ４側に配置され、ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂがＴＴＶ試験流出口４３４とＴＴＶ排出口４３３との間に配置され、ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃがＴＴＶ第一流出口４３１とＴＴＶ第一流入口４２１との間に配置される。
ＴＴＶ第一流入口４２１は、ＴＴＶ供給側オリフィスＯＲ２を介して塞止弁連通管９３に接続されている。そのため、ＴＴＶ第二流通状態において、ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃよりもＴＴＶ第一端部Ｅ３側のＴＴＶ空間Ａ２内の制御油は、ＴＴＶ第一流入口４２１ではなく、ＴＴＶ第二流出口４３２から筐体排出管９４を介して外部に排出される。
同時に、ＴＴＶ第二流通状態において、ＴＴＶ第一流出口４３１とＴＴＶ排出口４３３とが連通する。これにより、内部連通管９７を流通する制御油が逆流してＴＴＶ第一流出口４３１からＴＴＶ空間Ａ２内に流入し、ＴＴＶ排出口４３３から筐体排出管９４を介して外部に排出される。さらに、内部連通管９７を流通する制御油が逆流することで、塞止弁本体３１の貯蔵室３１１に溜まっていた制御油は、塞止弁流入口３１２から内部連通管９７に流出する。塞止弁流入口３１２から内部連通管９７に流出した制御油も、ＴＴＶ排出口４３３から筐体排出管９４を介して外部に排出される。その結果、貯蔵室３１１内の制御油が排出されて弁体３１３が下方に移動する。これにより、塞止弁３０は、閉状態となり、蒸気タービン１への蒸気Ｓの供給を遮断する。
また、本実施形態の緊急遮断システム２では、通常運転時に定期的にメカニカルトリップ装置２０やＴＴＶトリップ装置４０に対して切替部２４やＴＴＶ切替部４４が正しく動作するか否かを確認するための動作試験が実施される。
メカニカルトリップ装置２０で、動作試験を実施する際には、通常運転時に、緊急遮断装置のパーシャルストローク試験時に使用される試験用弁Ｖ５を開放させる。試験用弁Ｖ５が開放されることで、試験用流出配管９６内では、制御油が流通可能となる。その結果、図２に示すように、第一流通状態となっている場合には、空間Ａ１から試験流出口２３６を介して制御油を流出する。これにより、第一流通状態の位置に第一仕切部２４３ａの位置があることを動作試験の開始前に予め確認する。
この状態で、メカニカルトリップ装置２０では、動作試験のために、空間Ａ１内での制御油の流通状態を切替部２４によって第一流通状態から第三流通状態に切り替える。これにより、図４に示すように、メカニカルトリップ装置２０では、第三流通状態として、第一仕切部２４３ａが試験流出口２３６上に配置され、第二仕切部２４３ｂが第一排出口２３３と第一流出口２３１との間に配置され、第三仕切部２４３ｃが第一流入口２２１と第二流出口２３２との間に配置され、第四仕切部２４３ｄが第二排出口２３４よりも第一端部Ｅ１側に配置される。
軸部２４１が正常に移動して第一仕切部２４３ａが試験流出口２３６を閉塞する位置に移動すると、試験用流出配管９６からの制御油の流出が減少する。逆に、軸部２４１が移動せずに第一仕切部２４３ａが試験流出口２３６を閉塞する位置まで移動していないと、試験用流出配管９６から制御油が流出し続ける。したがって、試験用流出配管９６からの制御油の流出が減少するか否かにより、切替部２４が正常に動作して、第一流通状態から第三流通状態への切り替えを行うことができるか否かを判断することができる。
ＴＴＶトリップ装置４０で、動作試験を実施する際には、通常運転時に、ＴＴＶ試験用弁Ｖ７を開放させる。ＴＴＶ試験用弁Ｖ７が開放されることで、ＴＴＶ試験用流出配管９８内では、制御油が流通可能となる。その結果、図５に示し様に、ＴＴＶ第一流通状態となっている場合には、ＴＴＶ空間Ａ２からＴＴＶ試験流出口４３４を介して制御油を流出する。これにより、ＴＴＶ第一流通状態の位置にＴＴＶ第一仕切部４４３ａの位置があることを動作試験の開始前に予め確認する。
この状態で、ＴＴＶトリップ装置４０では、動作試験のために、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態をＴＴＶ切替部４４によってＴＴＶ第一流通状態からＴＴＶ第三流通状態に切り替える。これにより、図７に示すように、ＴＴＶトリップ装置４０では、ＴＴＶ第三流通状態として、ＴＴＶ第一仕切部４４３ａが試験流出口２３６上に配置され、ＴＴＶ第二仕切部４４３ｂがＴＴＶ排出口４３３とＴＴＶ第一流出口４３１との間に配置され、ＴＴＶ第三仕切部４４３ｃがＴＴＶ第一流入口４２１とＴＴＶ第二流出口４３２との間に配置される。
ＴＴＶ軸部４４１が正常に移動してＴＴＶ第一仕切部４４３ａがＴＴＶ試験流出口４３４を閉塞する位置に移動すると、ＴＴＶ試験用流出配管９８からの制御油の流出が減少する。逆に、ＴＴＶ軸部４４１が移動せずにＴＴＶ第一仕切部４４３ａがＴＴＶ試験流出口４３４を閉塞する位置まで移動していないと、ＴＴＶ試験用流出配管９８から制御油が流出し続ける。したがって、ＴＴＶ試験用流出配管９８からの制御油の流出が減少するか否かにより、ＴＴＶ切替部４４が正常に動作して、ＴＴＶ第一流通状態からＴＴＶ第三流通状態への切り替えを行うことができるか否かを判断することができる。
上記のようなメカニカルトリップ装置２０によれば、動作試験を行う際に、切替部２４によって第一流通状態から第三流通状態に切り替えることで、開放された試験流出口２３６を閉塞して開閉状態に切り替えることができる。筐体２１内では、第一流通状態から第三流通状態に切り替えても、第一流入口２２１から第一流出口２３１まで制御油が流通しているため、空間Ａ１内での制御油の流通状態を維持することができる。したがって、蒸気タービン１を停止させることなく、通常運転時の流通状態を維持しながら動作試験を容易に実施することができる。
同様に、ＴＴＶトリップ装置４０によれば、動作試験を行う際に、ＴＴＶ第一流通状態からＴＴＶ第三流通状態に切り替えても、ＴＴＶ筐体４１内では、ＴＴＶ第一流入口４２１からＴＴＶ第一流出口４３１で制御油が流通しているため、ＴＴＶ空間Ａ２内での制御油の流通状態を維持することができる。したがって、蒸気タービン１を停止させることなく、通常運転時の流通状態を維持しながら容易に動作試験を実施することができる。
また、第一流出口２３１を塞止弁３０に繋がる塞止弁連通管９３に接続し、第二流出口２３２を調整弁１０に繋がる調整弁連通管９２に接続することで、蒸気タービン１を緊急停止させる際に塞止弁３０や調整弁１０を緊急遮断させる緊急遮断装置であるメカニカルトリップ装置２０として用いることができる。本実施形態のメカニカルトリップ装置２０では、通常運転時の流通状態を維持しながら動作試験を容易に実施できることで、筐体２１に対して軸部２４１や仕切部２４３が固着してしまうことを抑制できる。これにより、メカニカルトリップ装置２０としての緊急停止時の動作の信頼性の向上させることができる。
また、ＴＴＶ第一流出口４３１を貯蔵室３１１に連通する内部連通管９７に接続し、ＴＴＶ第二流出口４３２を筐体排出管９４に接続することで、貯蔵室３１１から緊急排出する緊急遮断装置であるＴＴＶトリップ装置４０として用いることができる。本実施形態のＴＴＶトリップ装置４０では、通常運転時の流通状態を維持しながら動作試験を容易に実施できることで、ＴＴＶ筐体４１に対してＴＴＶ軸部４４１やＴＴＶ仕切部４４３が固着してしまうことを抑制できる。これにより、ＴＴＶトリップ装置４０としての緊急停止時の動作の信頼性の向上させることができる。
また、メカニカルトリップ装置２０及びＴＴＶトリップ装置４０が蒸気タービン１の外部に独立して配置されていることで、動作試験を実施する際に、軸部２４１やＴＴＶ軸部４４１を蒸気タービン１の運転状況に関わらず、外部から操作して容易に移動させることができる。
また、本実施形態の緊急遮断システム２では、筐体２１に対して軸部２４１や仕切部２４３等で構成された切替部２４を切り替えるだけの簡易な構造で形成されたメカニカルトリップ装置２０によって、簡易に緊急遮断システム２を構成できる。同様に、緊急遮断システム２では、ＴＴＶ筐体４１に対してＴＴＶ軸部４４１やＴＴＶ仕切部４４３等で構成されたＴＴＶ切替部４４を切り替えるだけの簡易な構造で形成されたＴＴＶトリップ装置４０によって、簡易に緊急遮断システム２を構成できる。
また、メカニカルトリップ装置２０やＴＴＶトリップ装置４０を並列して二つ配置していることで、冗長性を持たせることができる。そのため、いずれか一方のメカニカルトリップ装置２０やＴＴＶトリップ装置４０が故障した場合であっても、第一流出弁Ｖ１や第二流出弁Ｖ２の開閉状態を切り替えることで、故障していない側のメカニカルトリップ装置２０やＴＴＶトリップ装置４０を介して制御油を供給することができる。また、緊急時には故障していない緊急遮断装置を介してタービンをトリップさせることができる。これにより、緊急遮断システムの故障により蒸気タービン１を停止することなく、安定して蒸気タービン１を運転することができる。
また、貯蔵室３１１に対して二つの塞止弁流入口３１２を設けて、並列して配置した二つのメカニカルトリップ装置２０及びＴＴＶトリップ装置４０で、緊急停止時に制御油を排出させている。これにより、貯蔵室３１１に溜まった制御油を素早く排出することができ、蒸気タービン１を迅速に緊急停止させることができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
なお、本実施形態では、メカニカルトリップ装置２０やＴＴＶトリップ装置４０を並列して二つ配置したが、二つに限定されるものではない。例えば、三つ以上は配置されていてもよく、一つのみが配置されていてもよい。
また、メカニカルトリップ装置２０の筐体２１やＴＴＶトリップ装置４０のＴＴＶ筐体４１は、矩形筒状をなしていることに限定されるものではなく、他の形状であってもよい。例えば、筐体２１やＴＴＶ筐体４１は円筒状をなしていてもよい。
上記した緊急遮断装置によれば、切替部２４によって第三流通状態に切り替えることで流入口２２から第一流出口２３１まで制御油を流通させながら、試験流出口２３６の開閉状態を切り替えて、容易に動作試験を実施することができる。
１ 蒸気タービン
Ｓ 蒸気
２ 緊急遮断システム
１０ 調整弁
２０ メカニカルトリップ装置
２１ 筐体
Ｏ１ 軸線
Ａ１ 空間
２２ 流入口
２２１ 第一流入口
２２２ 第二流入口
ＯＲ１ 供給側オリフィス
Ｅ１ 第一端部
Ｅ２ 第二端部
２３ 流出口
２３１ 第一流出口
２３２ 第二流出口
２３３ 第一排出口
２３４ 第二排出口
２３５ 第三排出口
２３６ 試験流出口
２４ 切替部
２４１ 軸部
２４２ 付勢部
２４３ 仕切部
２４３ａ 第一仕切部
２４３ｂ 第二仕切部
２４３ｃ 第三仕切部
２４３ｄ 第四仕切部
２４４ 位置決め部
２４４ａ 第二位置決め部
２４４ｂ 第一位置決め部
３０ 塞止弁
３１ 塞止弁本体
３１１ 貯蔵室
３１２ 塞止弁流入口
３１３ 弁体
３１３ａ 流通孔
３１４ 塞止弁排出口
４０ ＴＴＶトリップ装置
４１ ＴＴＶ筐体
Ｏ２ 軸線
Ａ２ ＴＴＶ空間
４２ ＴＴＶ流入口
４２１ ＴＴＶ第一流入口
４２２ ＴＴＶ第二流入口
ＯＲ２ ＴＴＶ供給側オリフィス
Ｅ３ ＴＴＶ第一端部
Ｅ４ ＴＴＶ第二端部
４３ ＴＴＶ流出口
４３１ ＴＴＶ第一流出口
４３２ ＴＴＶ第二流出口
４３３ ＴＴＶ排出口
４３４ ＴＴＶ試験流出口
４４ ＴＴＶ切替部
４４１ ＴＴＶ軸部
４４２ ＴＴＶ付勢部
４４３ ＴＴＶ仕切部
４４３ａ ＴＴＶ第一仕切部
４４３ｂ ＴＴＶ第二仕切部
４４３ｃ ＴＴＶ第三仕切部
４４４ ＴＴＶ位置決め部
９１ 供給配管
９２ 調整弁連通管
９３ 塞止弁連通管
９４ 筐体排出管
９５ トリップ流出配管
９５１ 手動トリップ流出配管
９５２ 自動トリップ流出配管
９６ 試験用流出配管
９７ 内部連通管
９８ ＴＴＶ試験用流出配管
９９ 塞止弁排出管
Ｖ１ 第一流出弁
Ｖ２ 第二流出弁
Ｖ３ マニュアルバルブ（手動トリップ装置）
Ｖ４ ソレノイドバルブ
Ｖ５ 試験用弁
Ｖ６ ＴＴＶ第一流出弁
Ｖ７ ＴＴＶ試験用弁

Claims (7)

  1. 内部に設けられた空間に制御油を流入させる流入口と前記空間から前記制御油を流出させる複数の流出口とが形成されている筐体と、
    前記空間を形成する前記筐体の内周面に摺動することで前記複数の流出口との相対位置を変化させて、前記空間内での前記制御油の流通状態を切り替える切替部と、を備え、
    前記筐体は、前記複数の流出口として、
    前記流入口から前記空間に流入した前記制御油を流出させると共に前記制御油を前記空間に逆流させる第一流出口と、
    前記流入口から前記空間に流入した前記制御油を流出させる第二流出口と、
    前記第一流出口から前記空間に逆流した前記制御油を排出させる排出口と、
    動作試験を行う際に、前記切替部によって開閉状態が切り替えられる試験流出口と、を有し、
    前記切替部は、
    前記流入口から前記第一流出口まで前記制御油を流通させる第一流通状態と、
    前記流入口から前記第二流出口まで前記制御油を流通させ、前記第一流出口から逆流した前記制御油を前記排出口まで流通させる第二流通状態と、
    前記流入口から前記第一流出口まで前記制御油を流通させながら、前記試験流出口の開閉状態が切り替えられる第三流通状態とに、前記流通状態を切り替える緊急遮断装置。
  2. 前記第一流出口は、内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁に繋がる塞止弁連通管に接続され、
    前記第二流出口は、前記蒸気タービンへの蒸気の供給量を調整する調整弁に繋がる調整弁連通管に接続され、
    前記排出口は、前記空間内の前記制御油を外部に排出する筐体排出管に接続され、
    前記切替部は、
    前記蒸気タービンを緊急停止させる際に、前記第一流通状態から前記第二流通状態へと切り替えられ、
    前記動作試験を行う際に、前記第一流通状態から前記第三流通状態へと切り替えられる請求項１に記載の緊急遮断装置。
  3. 前記第一流出口は、内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁の油筒内部に連通する内部連通管に接続され、
    前記第二流出口は、前記空間内の前記制御油を外部に排出する筐体排出管に接続され、
    前記排出口は、前記塞止弁の油筒内部の前記制御油を外部に排出する塞止弁排出管に接続され、
    前記切替部は、
    前記蒸気タービンを緊急停止させる際に、前記第一流通状態から前記第二流通状態へと切り替えられ、
    前記動作試験を行う際に、前記第一流通状態から前記第三流通状態へと切り替えられる請求項１に記載の緊急遮断装置。
  4. 内部に満たされた前記制御油が排出されることで蒸気タービンへの蒸気の供給を遮断する塞止弁と、
    前記蒸気タービンへの蒸気の供給量を調整する調整弁と、
    請求項２に記載の緊急遮断装置とを備える緊急遮断システム。
  5. 請求項４に記載の緊急遮断システムにおいて、
    請求項３に記載の緊急遮断装置を備える緊急遮断システム。
  6. 請求項４に記載の緊急遮断システムにおいて、
    請求項２に記載の緊急遮断装置が並列に複数配置されている緊急遮断システム。
  7. 請求項５に記載の緊急遮断システムにおいて、
    請求項３に記載の緊急遮断装置が並列に複数配置されている緊急遮断システム。
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