JPH0210243A - 弁装置の異常診断機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は例えば蒸気発電プラントに設けられる各主蒸気
弁等に適用され、弁の不作動原因の発生部位を診断する
弁装置の貸常診断機構に関する。

（従来の技術） 第４図に一般的な蒸気発電プラントの概略系統構成を示
している。ボイラ等の蒸気発生器１で発生した蒸気は、
主蒸気止め弁２および蒸気加減弁３を有する主蒸気配管
４を介して高圧タービン５に供給される。高圧タービン
５で発電様６回転等の仕事に供された排気蒸気は再熱配
管７を介して蒸気発／１′：器１に戻されで再熱された
後、再熱蒸気止め弁８および中間阻止弁９を経て低圧タ
ービン１０に供給され仕事に供される。この低圧タービ
ン１０の排気蒸気は復水器１１で冷部水１２との熱交換
によって凝縮水とされ、給水ポンプ１３を備えた給水配
管１４を介して蒸気発生ＰＪ１への給水として還流され
る。

このような蒸気発電プラントにおいて、蒸気発生器１の
起動、停止時の熱変化等により、ボイラチューブ等に酸
化スケールや剥離が生じる。これらによる微細な異物は
蒸気とともに運ばれて主蒸気止め弁２、蒸気加減弁３、
再熱蒸気止め弁８、中間阻止弁９等の摺動部に堆積し、
弁棒固着等の作動障害の原因となり得る。

第５図および第６図は上述した各蒸気弁２，３゜８．９
等に適用される一般的な弁装置の構成を示している。

弁装置は第５図に示すように、弁部１５と、駆動部１６
と、弁開度検出部１７とを有している。

弁部１５は弁座１８を有するケーシング１９内に弁体２
０を配置し、この弁体２０を、ガイド部材２１内に挿通
した軸方向に摺動する弁棒２２で開開動作させるように
なっている。なお矢印イは蒸気流を示す。

１２！動部１６は弁棒２２の先端に同軸的に接合し／ｊ
ピストンロッド２３と、このピストンロッド２３に連結
したビス１〜ン２４を摺動可能に保持するシリンダ２５
と、ピストン２４に弁開方向の圧力を作用させる図示し
ない油圧発生装置等の圧力発生部と、ピストン２４を弁
開方向に付勢するスプリング２６とを有している。弁棒
２２とピストンロッド２３とは第６図に示すように、そ
れらの接合端部の小径部２２ａ、２３ａにそれぞれ被着
した一対のカップリング２７．２８をボルト等の締付具
２９で互いに突合せ固定することにより接合している。

弁開度検出部１７はカップリング２７．２８間に挟着さ
せたレバー３０と、このレバー３０の弁棒２２に付随す
る動作を検出する差動トランス３１とを有している。

このような弁装置において、前述した微細な酸化スケー
ルが弁棒２２とガイド部材２１との店動部口に入り込み
、摺８部間隙を減少さけて最終的に弁棒２２がガイド部
材２１に固着する状態（いわゆるスティック）となるこ
とがある。また、蒸気温度は高温であり（事業用タービ
ンの場合５３８℃〜５６６℃）、このため弁棒２２やガ
イド部材２１内体からも酸化スケールが発生し、これら
が原因でスティック状態となることもある。さらに蒸気
発生器１および弁ＰＪ　１５の両方で発生した酸化スケ
ールが原因となってスティック状態となることもある。

一方、駆動部１６においても、ピストン［１ツド２３が
スティック状態となり、これによって弁の間開が不能と
なることがある。例えばピストン２４とシリンダ２５と
の摺動部にゴミ、鉄粉、スラッジ等の異物が噛込み、摺
動向にいわゆる片減りが生じたり、その他種々の現象が
原因となる。

（発明が解決しようと覆る課題） 上述したように、弁の１；ｎ閉が不能となる現象は、弁
棒のスティックあるいは駆動部側のピストンロッドのス
ティックのいずれかによって生じ得るものであるが、そ
のいずれが原因であるかを知る手段が従来では備えられ
ていない。

このため復旧対策を行なう場合には、弁部と駆動部の両
方の不具合発生可能個所を予想して、その都度両部品を
分解、組立てすることが多く、作業工数が多くなるとと
もに、交換用部品として弁部および駆動部の両方のもの
を用意しなければならない等の問題もあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、弁が
１ｍ閉不能となった場合に、その原因が弁部側か駆動部
側かをいち早く知ることができ、復旧対策を迅速に、か
つ余分な手間を要することなく行なえる弁装置の異常診
断機構を提供づることを目的とする。

〔発明の構成〕

（５題を解決するための手段） 本発明は、軸方向に摺動する弁棒を右する弁部と、前記
弁棒の先端にピストンロッドを同軸的に接合したシリン
ダ式の駆動部とを備えた弁装置であって、前記弁棒とピ
ストンロッドとはそれらの接合端部にそれぞれ被着した
一対のカップリングを互いに突合せ固定することにより
接合されたものにＪ３いて、前記弁棒およびピストンロ
ッドの少なくともいずれか一方とそれに被着するカップ
リングとの軸方向に沿う接合部位に設けられ、それらの
間に生じる加圧力を検知する加圧力検知手段と、前記駆
動部による前記弁１１の開１１１ａ作方向を判断する開
閉方向判断手段と、これら圧力検知手段および開閉方向
判断回路からの出力信号を要素として前記弁棒またはビ
ス１〜ンロツドのいずれかの固着状態を判定づる固着部
判定手段とを有することを特徴とする。

（作用） 本発明によれば、弁棒とピストンロッドとの接合部に配
置されるカップリングを利用して、片棒とピストンロッ
ドとのいずれかの側がスティックしているか判定される
。即ち、弁棒の駆動力はカップリングを介してピストン
ロッド側に伝達されるものであるから、もし弁棒がステ
ィックした場合には、弁棒に対してピストンロッドから
の力が加わるべき部分において圧力検知手段により異常
過圧力が検知される。また、ピストンロッド自体がステ
ィックした場合には圧力検知手段では定常的圧力しか検
知されない。なお、異常過圧力の作用する部位は弁開開
方向によって異なることから、開閉方向判断手段との連
繋作用をもとに、固着部判定手段で判定を行なうように
する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図を参照して説
明する。なお、本実施例は蒸気弁についてのものであり
、適用される蒸気系統および弁装置構成については第４
図および第５図のものと変らないから、第４図、第５図
およびこれらに付した符号をそのまま本実施例の説明に
ついても使用する。

本実施例においても、軸方向に摺動する弁棒２２を有す
る弁部１５と、弁棒２２の先端にピストンロッド２３を
同軸的に接合したシリンダ式の駆動部１６が備えられて
いる。そして、弁棒２２とピストンロッド２３とはそれ
らの接合端部の小径部分２２ａ、２３ａにそれぞれ被着
した一対のカップリング２７．２８を互いに締付具２９
で突合せ固定することにより接合している。両カップリ
ング２７．２８間にはレバー３０を挟着し、これに連結
した差動トランス３１によって弁開度検出部１７を構成
している。

このものにおいて、ピストンロッド２３の小径部分２３
ａの軸方向長さを、この部分２３ａに被着するカップリ
ング２８の軸方向肉厚よりし一定寸法りだけ大きくし、
これによりビス１〜ンロツド２３とカップリング２８と
の間に軸方向に１の遊びを与えている。また、カップリ
ング２８の外側面、即ちピストンロッド２３が弁閉方向
への移動時に接合する部位に、加・Ｔカ検知手段として
の電気式荷重計〈ロードセル）３２を設けている。これ
により、弁閉動時には′ＩＳ２図に示すように、ロード
ピル３２にピストン［ｌラド２３が当接して加圧力が検
出され、また弁開幼時には第３図に示すように、ピスト
ンロッド２３がロードセル３２がら離間して加圧力解除
が検出されるようになっている。

そして、駆動部１６による弁８１１１５の開閉動作方向
を判断する開閉方向判断手段３３と、これを含めて構成
されロードセル３２および開閉方向判断手段３３からの
°出力信号を要素として固着個所を判定する固着部判定
手段３４とを設けている。

即ち、固定部判定手段３４は、差動トランス３１のスト
ロークを計測するストローク計測回路３５と、弁全開お
よび全閉以外の時にＯ−ドレル３２を作動させるロード
セル回路３６と、ロードセル３２に作用する加圧力を計
測する荷ｆｆｌ計測回路３７と、前記の開閉方向判断手
段３３としての開閉方向判断回路とを有している。

もし、弁棒２２がスティック状態となった場合には、ピ
ストンロッド２３を弁開方向に作動させたとき、第２図
に示すようにピストンロッド２３がロードセル３２に当
接し、駆動部１６による加圧力によってロードセル３２
に歪が生じることになる。したがって、第１図に示すよ
うに、ストロ−クシ１測回路３５によって異常発生時の
弁開度が求められるとともに、開閉方向判断手段３３と
荷重シ１測回路３７とによって［荷重右りＪａおよび［
弁棒部異常表示Ｊｂ等が行なわれ、弁棒２２のスティッ
クと判定される。

なお、弁棒２２がスティック状態のときに、ピストンロ
ッド２３を弁開方向に作動させた場合には、第３図に示
すようにピストンロッド２３がＬだけ移動した後停止す
るがロードセル３２からは過荷重が検出されず、第１図
の「荷重なし」Ｃとなる。そこで、この場合にはピスト
ンロッド２３を弁開方向に移動させてみる。そうすれば
弁開方向では「荷正有り」ａとなり、総合的に［弁棒部
異常表示］ｂが行なわれる。

一方、ピストンロッド２３がスティック状態となった場
合には、ピストンロッド２３を弁開閉用のいずれの方向
に駆動させようとしてもピストンロッド２３は固定され
たままとなり、弁棒２２側からの荷重によってロードヒ
ル３２では一定の荷重が検出される。そこで「荷重右り
」ａの信号のみ発生し、［ピストンロッド異常表示」ｄ
が行なわれる。

以上の実施例によれば、差動トランス３１で常に弁体２
０位置を検出しつつ、ロードセル３２の作動によりカッ
プリング２７．２８部の荷ｆｌｌｊ　、ｉｔ　ｌ１ｉｌ
ｌを行ない、これとともに弁開１１１方向を知ることで
作動不能等の異常発生時にその発生個所が弁部１５側で
あるか駆動部１６側であるか即座に判断することができ
る。

また、前記実施例の如く、ピストンロッド２３とカップ
リング２８との間に遊びＬを設定した場合には、目視に
よる異常発生個所の判断も可能となる。

なお、前記実施例では、ロードセル３２をピストンロッ
ド２３の弁間方向への移動時に圧接するカップリング２
８部位に設けたが、本発明はこのようなものに限られな
い。例えばビス１−ンロツド２３の弁ｍ方向への移８時
に圧接する部位にロードセルを配置してもよい。また、
ロードセルの配置としては、前記実施例の如くピストン
ロッド２３とカップリング２８との部位に限らず、弁棒
２２とカップリング２７との部位に設定してもよい。

さらに加圧力検知手段ｔまロードセル以外の各種センサ
が適用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明に係る弁装置の異常診断機構によ
れば、弁が開閉不能となった場合の原因発生個所を容易
かつ迅速に発見することができ、対応策も能率よく図れ
る等の効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図のＡ部を拡大して示す断面図、第３図は第２図の異な
る作動状態を示す図、第４図は本発明が適用される発電
プラントを例示した構成図、第５図は弁装置の構成例を
示１図、第６図は第５図の８部を拡大して従来構成を示
す断面図である。 １５・・・弁部、１６・・・駆動部、２２・・・弁棒、
２３・・・ピストンロッド、２７．２８・・・カップリ
ング、３２・・・ロードセル（加圧力検知手段）、３３
・・・開閉方向判断回路（開開方向判断手段）、３４・
・・固着部判定手段。 第　１　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 軸方向に摺動する弁棒を有する弁部と、前記弁棒の先端
   にピストンロッドを同軸的に接合したシリンダ式の駆動
   部とを備えた弁装置であつて、前記弁棒とピストンロッ
   ドとはそれらの接合端部にそれぞれ被着した一対のカッ
   プリングを互いに突合せ固定することにより接合された
   ものにおいて、前記弁棒およびピストンロッドの少なく
   ともいずれか一方とそれに被着するカップリングとの軸
   方向に沿う接合部位に設けられ、それらの間に生じる加
   圧力を検知する加圧力検知手段と、前記駆動部による前
   記弁部の開閉動作方向を判断する同閉方向判断手段と、
   これら圧力検知手段および開閉方向判断手段からの出力
   信号を要素として前記弁棒またはピストンロッドのいず
   れかの固着状態を判定する固着部判定手段とを有するこ
   とを特徴とする弁装置の異常診断機構。