JPH02112604A - ターボ機械の保安装置 - Google Patents
ターボ機械の保安装置Info
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- JPH02112604A JPH02112604A JP26506088A JP26506088A JPH02112604A JP H02112604 A JPH02112604 A JP H02112604A JP 26506088 A JP26506088 A JP 26506088A JP 26506088 A JP26506088 A JP 26506088A JP H02112604 A JPH02112604 A JP H02112604A
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Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
（産業上の利用分野］
この発明は、ターボ機械の異常を検知し、事故による損
傷を最小限に食い止めるためのターボ機械の保安装置に
関する。
傷を最小限に食い止めるためのターボ機械の保安装置に
関する。
発電用火力設備の技術基準によれば、次の装置を設ける
よう規定されている。 （ａ）定格速度の１．１１倍以下で作動する非常調速装
置。 （ｂ）次のような場合に蒸気の流入を自動的に遮断する
装置。 （１）容量が１００ＯＯＫＶＡ以上の発゛電機の内部に
故障を生じた場合。 （ＩＩ）定格出力１００００ＫＶＡ以上のタービンの復
水器真空度が著しく低下した場合。 （Ｉ［［）定格出力１００００ＫＶＡ以上のタービンの
スラスト軸受が著しく摩耗あるいは温度上昇した場合。 このような異常現象、故障のばか伸び差、振動大。 低圧排気室温度高、軸受油圧、主油ポンプ吐出圧低、ボ
イラ・発電機故障などの現象を検出し、事故を未然に防
止するかまたは事故による損傷を最小限におさえる目的
で、タービンには各種保安装置が設置されている。 第４図は従来例によるターボ機械の保安装置の構成図で
ある。第４図において、車軸ｌに非常調速機２を備えて
いて、通常の回転時にはばねの力によって非常調速機２
を押さえているので、掛金５は図示の位置にあり、非常
トリップ装置３内のピストン４は図示の位置にあって弁
を閉じている。 しかし回転軸が定格速度の１．１１倍以上になると非常
調速機２は遠心力が増大し、図示の位置から飛び出して
動作検出機構の掛金５を叩くことにより、ピストン４は
矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のドレン弁を開
く。 非常トリップ装置３のドレン弁３が開くと、非常トリン
プ弁７へ油圧源から矢印Ａの経路により絞り１８を経て
供給されている油が、ドレンから排出され油圧を喪失し
、非常液圧ライン８への油圧が無くなるのでダンプ弁９
は左側の圧が右側の油され、油圧シリンダ１０は非常調
速弁１１を閉じる方向に動く。この非常調速弁１１が閉
じると、ボイラまたはガス発生器から矢印Ｂの経路に蒸
気またはガス等のエネルギが矢印Ｃの経路に流れ、ター
ボ機械へ流入するのを遮断する。 第４図において、非常調速機２．非常トリップ装置３．
ピストン４．掛金５を総称して異常検出部６と言い、非
常トリップ弁７及び非常液圧ライン８を真偽判断処理部
１９と言い、ダンプ弁９．液圧シリンダ１０．非常遮断
弁１１を総称してエネルギ流入遮断部２０と言う。 第４図における保安装置では、信号の伝送手段としての
非常液圧ライン８は液圧式が採用されている。液圧式信
号伝送システムは従来一般的に使用され、信軽度の高い
システムであるが液圧を用いるための制約があり、性能
向上は限界にきていた。
よう規定されている。 （ａ）定格速度の１．１１倍以下で作動する非常調速装
置。 （ｂ）次のような場合に蒸気の流入を自動的に遮断する
装置。 （１）容量が１００ＯＯＫＶＡ以上の発゛電機の内部に
故障を生じた場合。 （ＩＩ）定格出力１００００ＫＶＡ以上のタービンの復
水器真空度が著しく低下した場合。 （Ｉ［［）定格出力１００００ＫＶＡ以上のタービンの
スラスト軸受が著しく摩耗あるいは温度上昇した場合。 このような異常現象、故障のばか伸び差、振動大。 低圧排気室温度高、軸受油圧、主油ポンプ吐出圧低、ボ
イラ・発電機故障などの現象を検出し、事故を未然に防
止するかまたは事故による損傷を最小限におさえる目的
で、タービンには各種保安装置が設置されている。 第４図は従来例によるターボ機械の保安装置の構成図で
ある。第４図において、車軸ｌに非常調速機２を備えて
いて、通常の回転時にはばねの力によって非常調速機２
を押さえているので、掛金５は図示の位置にあり、非常
トリップ装置３内のピストン４は図示の位置にあって弁
を閉じている。 しかし回転軸が定格速度の１．１１倍以上になると非常
調速機２は遠心力が増大し、図示の位置から飛び出して
動作検出機構の掛金５を叩くことにより、ピストン４は
矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のドレン弁を開
く。 非常トリップ装置３のドレン弁３が開くと、非常トリン
プ弁７へ油圧源から矢印Ａの経路により絞り１８を経て
供給されている油が、ドレンから排出され油圧を喪失し
、非常液圧ライン８への油圧が無くなるのでダンプ弁９
は左側の圧が右側の油され、油圧シリンダ１０は非常調
速弁１１を閉じる方向に動く。この非常調速弁１１が閉
じると、ボイラまたはガス発生器から矢印Ｂの経路に蒸
気またはガス等のエネルギが矢印Ｃの経路に流れ、ター
ボ機械へ流入するのを遮断する。 第４図において、非常調速機２．非常トリップ装置３．
ピストン４．掛金５を総称して異常検出部６と言い、非
常トリップ弁７及び非常液圧ライン８を真偽判断処理部
１９と言い、ダンプ弁９．液圧シリンダ１０．非常遮断
弁１１を総称してエネルギ流入遮断部２０と言う。 第４図における保安装置では、信号の伝送手段としての
非常液圧ライン８は液圧式が採用されている。液圧式信
号伝送システムは従来一般的に使用され、信軽度の高い
システムであるが液圧を用いるための制約があり、性能
向上は限界にきていた。
液圧式信号伝送システムは電気式信号伝送システムに比
べて以下の欠点がある。 イ）伝送速度が遅く、特に大形機では伝送速度が保安上
大きく影響する。 口）多重化により信頼性向上を図ることが困難である。 ハ）主機運転中に保安装置の動作点検を行うことが困難
である。 二）動力プラントを管理するエレクトロニクスシステム
との結合が面倒である。 ホ）遠隔操作、遠隔監視及び無人化に適さない。 この発明は、異常の検出は機械式の異常検出部で行い、
この異常検出部で検出した信号を冗長化した電気信号に
変換して異常の真偽を判断し、真と判断した時はこの判
断を電気信号によってエネルギ流入遮断部へ伝達して、
このエネルギ流入遮断部を作動させるようなターボ機械
の保安装置を提供することを目的とする。
べて以下の欠点がある。 イ）伝送速度が遅く、特に大形機では伝送速度が保安上
大きく影響する。 口）多重化により信頼性向上を図ることが困難である。 ハ）主機運転中に保安装置の動作点検を行うことが困難
である。 二）動力プラントを管理するエレクトロニクスシステム
との結合が面倒である。 ホ）遠隔操作、遠隔監視及び無人化に適さない。 この発明は、異常の検出は機械式の異常検出部で行い、
この異常検出部で検出した信号を冗長化した電気信号に
変換して異常の真偽を判断し、真と判断した時はこの判
断を電気信号によってエネルギ流入遮断部へ伝達して、
このエネルギ流入遮断部を作動させるようなターボ機械
の保安装置を提供することを目的とする。
上記目的は、異常検出部から検出した信号を多重化され
た電気信号として発信し、この電気信号を前記真偽判断
処理部でｍ／ｎ冗長の原理によって真偽を判断し、真と
判断した時はこの判断結果を電気信号として前記エネル
ギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエネルギ流
入を遮断するようにしたターボ機械の保安装置によって
達成される。
た電気信号として発信し、この電気信号を前記真偽判断
処理部でｍ／ｎ冗長の原理によって真偽を判断し、真と
判断した時はこの判断結果を電気信号として前記エネル
ギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエネルギ流
入を遮断するようにしたターボ機械の保安装置によって
達成される。
異常検出部は、ターボ機械の回転速度が過大となれば遠
心力により作動し、この異常検出部から多重化した電気
信号を発信し、この多重化電気信号をｍ／ｎ冗長の原理
によって真偽判断処理を行い、真と判断されれば、判断
結果を電気信号としてエネルギ流入遮断部へ送ってこの
エネルギ流入遮断部を作動させ、蒸気またはガス等のエ
ネルギ流入を遮断することができる。
心力により作動し、この異常検出部から多重化した電気
信号を発信し、この多重化電気信号をｍ／ｎ冗長の原理
によって真偽判断処理を行い、真と判断されれば、判断
結果を電気信号としてエネルギ流入遮断部へ送ってこの
エネルギ流入遮断部を作動させ、蒸気またはガス等のエ
ネルギ流入を遮断することができる。
以下図面に基づいてこの発明の実施例によるターボ機械
の保安装置について説明する。 第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装置
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。第１図、第
２図及び第３図において、第４図と同じ部位は同じ番号
を付しである。 第１図において、ターボ機械の車軸ｌの中に組み込まれ
ている非常調速機２は、車軸１が定格回転数の１．１１
倍を超えると遠心力がばねの力を上回る、車軸から突出
する。この非常調速機２が掛金５を叩くと、前記掛金５
は図示矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のピスト
ン４との保合がはずれ、ピストン４は図示の方向へ動く
。 非常調速機２．非常トリップ装置３．ピストン４、掛金
５からなる異常検出部６は従来と同じである。 前記ピストン４の端部に金属性の円板からなる検出体１
２を取り付け、この検出体１２に対向して複数（３け以
上）の非接触センサ１３を設ける。 この非接触センサ１３からの出力は、検出信号ライン１
４を介して真偽判断回路１５へ伝達される。この真偽判
断回路１５では、ｍ／ｎ冗長の原理によって前記非接触
センサ１３からの信号の真偽判断処理を行う。前記真偽
判断回路１５には、前記非常トリップ装置３のみならず
他の異常検出装置からも検出信号が伝達される。 前記真偽判断回路１５で真と判断されるとトリップ信号
ライン１６を介してトリップ信号が電磁弁１７へ送られ
る。前記検出体１２．非接触センサ１３．検出信号伝送
ライン１４．真偽判断回路１５を総称して真偽判断処理
部１９と言う。 前記電磁弁１７．ダンプ弁９及び液圧シリンダ１０には
圧油源から矢印Ａの経路に圧油が供給されている。前記
電磁弁１７はトリップ信号を受けると液圧回路を切り換
え、ダンプ弁９の図示左側の液圧室の液圧が喪失し、こ
のダンプ弁９の右側の液圧室には絞り１８を経て液圧が
作用しているので、弁を左側へ押し右側の液圧室の流路
をドレンに通じる。このため液圧シリンダ１０はばねで
押され、非常遮断弁１１を閉じる方向に動いて、この非
常遮断弁１１を閉じる。 従って、ボイラまたはガス発生器から蒸気またはガス等
のエネルギが矢印Ｂの経路に流入しても、前記非常遮断
弁１１を閉じるので、前記エネルギが矢印Ｃの経路に流
れないため、ターボ機械へのエネルギは遮断される。 なお、ダンプ弁９．液圧シリンダ１０及び非常遮断弁１
１からなるエネルギ流入遮断部２０は従来のものと同じ
である。 検出体１２と非接触センサ１３の取り付は位置は、非常
トリップ装置３のピストン４に対し、車軸１及び非常調
速機２が係合する掛金５と反対側に設定しであるため、
ターボ機械の運転中でも接近し易くオンラインの点検保
守が可能である。 第１図において非接触センサ１３．真偽判断回路１５の
電気的出力信号のポテンシャルを正常状態では高位、異
常状態では低位となるよう選ぶこと（常時励磁方式）に
より検出信号伝送ライン１４及びトリップ信号伝送ライ
ン１６が断線、地絡または短絡を起こした場合には、異
常発生と等価の信号が励起され、フェールセーフの効果
が得られるようになっている。 また第１図の実施例では、異常検出は検出体１２と非接
触センサ１３を用いたが、異常検出の変換部をアナログ
式とし、この変換装置からのアナログ出力が一定の範囲
内にあるか否かを監視することにより、前記変換装置の
異常を早期に発見することも可能である。 第２図はこの発明の他の実施例によるもので、第１図と
相違する点は、電磁弁１７とダンプ弁９との組み合わせ
及び前記電磁弁１７へのトリップ信号伝送ライン１６を
冗長化したものである。第２図においては前記電磁弁１
７とダンプ弁９との組み合わせの要素に動作不良があっ
たとしても、少なくとも１つの組み合わせが健全に動作
すれば、エネルギ流入遮断部１９の液圧シリンダ１０へ
の油圧伝達は確保される。第２図において異常検出部６
はブロックで簡略して図示しているが第１図と同じであ
る。 第３図はこの発明の他の実施例によるもので、第２図と
相違する点は、異常検出部６及び真偽判断処理部１９を
冗長化し、それぞれ固有のトリップ信号伝送ライン１６
によって電磁弁１７へ結合されている。前記電磁弁１７
及びダンプ弁９は第２図と同様に冗長化されている。こ
のようにすれば、異常検出から真偽判断処理を経てエネ
ルギ流入遮断にいたる経路が全て冗長化されるので、液
圧シリンダ１０の作動の信顛性を向上させる。 【発明の効果１ この発明によれば、信号伝送を液圧式から電気式とした
ので、伝送遅れ時間を油圧式に比べて短縮できる。回転
体の伝達トルク、回転速度、及び慣性モーメントから定
まる慣性定数が５秒のターボ機械を例にとれば、１００
％の負荷が突然切り離された場合には、従来の液圧式の
伝送遅れは３〜４％の余計な速度上昇をもたらすので、
定格回転速度と非常停止回転速度との差が通常１０〜１
５％しかないことを考慮すれば、伝送遅れ時間の短縮は
ターボ機械の保安上極めて有効である。 また、電気式では、異常検出部、真偽判断処理電気式に
よる保安装置は、遠隔操作、遠方監視。 無人化２自動化、インテリジェント化に適し、また他の
電気式システムとの結合が容易であり、保安装置の発展
が期待できる。
の保安装置について説明する。 第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装置
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。第１図、第
２図及び第３図において、第４図と同じ部位は同じ番号
を付しである。 第１図において、ターボ機械の車軸ｌの中に組み込まれ
ている非常調速機２は、車軸１が定格回転数の１．１１
倍を超えると遠心力がばねの力を上回る、車軸から突出
する。この非常調速機２が掛金５を叩くと、前記掛金５
は図示矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のピスト
ン４との保合がはずれ、ピストン４は図示の方向へ動く
。 非常調速機２．非常トリップ装置３．ピストン４、掛金
５からなる異常検出部６は従来と同じである。 前記ピストン４の端部に金属性の円板からなる検出体１
２を取り付け、この検出体１２に対向して複数（３け以
上）の非接触センサ１３を設ける。 この非接触センサ１３からの出力は、検出信号ライン１
４を介して真偽判断回路１５へ伝達される。この真偽判
断回路１５では、ｍ／ｎ冗長の原理によって前記非接触
センサ１３からの信号の真偽判断処理を行う。前記真偽
判断回路１５には、前記非常トリップ装置３のみならず
他の異常検出装置からも検出信号が伝達される。 前記真偽判断回路１５で真と判断されるとトリップ信号
ライン１６を介してトリップ信号が電磁弁１７へ送られ
る。前記検出体１２．非接触センサ１３．検出信号伝送
ライン１４．真偽判断回路１５を総称して真偽判断処理
部１９と言う。 前記電磁弁１７．ダンプ弁９及び液圧シリンダ１０には
圧油源から矢印Ａの経路に圧油が供給されている。前記
電磁弁１７はトリップ信号を受けると液圧回路を切り換
え、ダンプ弁９の図示左側の液圧室の液圧が喪失し、こ
のダンプ弁９の右側の液圧室には絞り１８を経て液圧が
作用しているので、弁を左側へ押し右側の液圧室の流路
をドレンに通じる。このため液圧シリンダ１０はばねで
押され、非常遮断弁１１を閉じる方向に動いて、この非
常遮断弁１１を閉じる。 従って、ボイラまたはガス発生器から蒸気またはガス等
のエネルギが矢印Ｂの経路に流入しても、前記非常遮断
弁１１を閉じるので、前記エネルギが矢印Ｃの経路に流
れないため、ターボ機械へのエネルギは遮断される。 なお、ダンプ弁９．液圧シリンダ１０及び非常遮断弁１
１からなるエネルギ流入遮断部２０は従来のものと同じ
である。 検出体１２と非接触センサ１３の取り付は位置は、非常
トリップ装置３のピストン４に対し、車軸１及び非常調
速機２が係合する掛金５と反対側に設定しであるため、
ターボ機械の運転中でも接近し易くオンラインの点検保
守が可能である。 第１図において非接触センサ１３．真偽判断回路１５の
電気的出力信号のポテンシャルを正常状態では高位、異
常状態では低位となるよう選ぶこと（常時励磁方式）に
より検出信号伝送ライン１４及びトリップ信号伝送ライ
ン１６が断線、地絡または短絡を起こした場合には、異
常発生と等価の信号が励起され、フェールセーフの効果
が得られるようになっている。 また第１図の実施例では、異常検出は検出体１２と非接
触センサ１３を用いたが、異常検出の変換部をアナログ
式とし、この変換装置からのアナログ出力が一定の範囲
内にあるか否かを監視することにより、前記変換装置の
異常を早期に発見することも可能である。 第２図はこの発明の他の実施例によるもので、第１図と
相違する点は、電磁弁１７とダンプ弁９との組み合わせ
及び前記電磁弁１７へのトリップ信号伝送ライン１６を
冗長化したものである。第２図においては前記電磁弁１
７とダンプ弁９との組み合わせの要素に動作不良があっ
たとしても、少なくとも１つの組み合わせが健全に動作
すれば、エネルギ流入遮断部１９の液圧シリンダ１０へ
の油圧伝達は確保される。第２図において異常検出部６
はブロックで簡略して図示しているが第１図と同じであ
る。 第３図はこの発明の他の実施例によるもので、第２図と
相違する点は、異常検出部６及び真偽判断処理部１９を
冗長化し、それぞれ固有のトリップ信号伝送ライン１６
によって電磁弁１７へ結合されている。前記電磁弁１７
及びダンプ弁９は第２図と同様に冗長化されている。こ
のようにすれば、異常検出から真偽判断処理を経てエネ
ルギ流入遮断にいたる経路が全て冗長化されるので、液
圧シリンダ１０の作動の信顛性を向上させる。 【発明の効果１ この発明によれば、信号伝送を液圧式から電気式とした
ので、伝送遅れ時間を油圧式に比べて短縮できる。回転
体の伝達トルク、回転速度、及び慣性モーメントから定
まる慣性定数が５秒のターボ機械を例にとれば、１００
％の負荷が突然切り離された場合には、従来の液圧式の
伝送遅れは３〜４％の余計な速度上昇をもたらすので、
定格回転速度と非常停止回転速度との差が通常１０〜１
５％しかないことを考慮すれば、伝送遅れ時間の短縮は
ターボ機械の保安上極めて有効である。 また、電気式では、異常検出部、真偽判断処理電気式に
よる保安装置は、遠隔操作、遠方監視。 無人化２自動化、インテリジェント化に適し、また他の
電気式システムとの結合が容易であり、保安装置の発展
が期待できる。
第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装置
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図、第４図は従来例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。 ２：非常調速機、６：異常検出部、９：ダンプ弁、１０
：液圧シリンダ、１１：非常遮断弁、１２：検出体、１
３：非接触センサ、１７：電磁弁、１９：真偽判断処理
部、２０：エネルギ流入遮断部。 ／己
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図、第４図は従来例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。 ２：非常調速機、６：異常検出部、９：ダンプ弁、１０
：液圧シリンダ、１１：非常遮断弁、１２：検出体、１
３：非接触センサ、１７：電磁弁、１９：真偽判断処理
部、２０：エネルギ流入遮断部。 ／己
Claims (1)
- １）ターボ機械の異常を異常検出部で検出して信号を発
し、この異常検出部からの信号の真偽を真偽判断処理部
で判断し、真と判断された時は前記真偽判断処理部から
前記ターボ機械のエネルギ流入遮断部へ信号を送って前
記エネルギ流入遮断部を作動させ、前記ターボ機械への
エネルギ流入を遮断するためのターボ機械の保安装置に
おいて、前記異常検出部から検出した信号を多重化され
た電気信号として発信し、この電気信号を前記真偽判断
処理部でｍ／ｎ冗長の原理によって真偽を判断し、真と
判断した時はこの判断結果を電気信号として前記エネル
ギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエネルギ流
入を遮断するようにしたことを特徴とするターボ機械の
保安装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506088A JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506088A JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112604A true JPH02112604A (ja) | 1990-04-25 |
| JPH086561B2 JPH086561B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17412028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26506088A Expired - Fee Related JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086561B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005307865A (ja) * | 2004-04-22 | 2005-11-04 | Toshiba Corp | ターボ機械の保安装置及び発電設備 |
| JP2013543957A (ja) * | 2010-11-08 | 2013-12-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | 制御弁または切換弁を備えた制御機器を操作するハイドロリック式またはニューマチック式の駆動装置 |
| CN109869199A (zh) * | 2019-01-31 | 2019-06-11 | 山西河坡发电有限责任公司 | 一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1988
- 1988-10-20 JP JP26506088A patent/JPH086561B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
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| JPH086561B2 (ja) | 1996-01-24 |
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