JPH06248907A - 蒸気タ−ビンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】トリップ時にメカニカルトリップ弁３へ供給さ
れる非常油の排出によって非常油系統７ａへの非常油の
供給を遮断してダンプ弁８を作動させて蒸気弁４を遮断
する。高圧制御油系統２ｂに配置された給油遮断弁９は
上流側の高圧制御油系統２ｂと高圧油発生装置１と共に
高圧油発生遮断装置１８に組み込まれる。非常油系統７
から分岐した分岐非常油系統７ａは給油遮断弁９のパイ
ロットポート１０に接続され、非常油系統への非常油が
遮断されたとき、給油遮断弁９の遮断によってサーボ弁
６へ高圧制御油の供給を遮断する。 【効果】高圧制御油系統が破損される不具合が発生して
も、重大事故への拡大を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの制御装
置に係り、特に高圧油圧系統の制御油を制御する蒸気タ
ービンの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】蒸気タービンの制御装置には、タービン
の緊急時にタービンの主蒸気弁を緊急に遮断するための
非常装置が設置されている。また、通常時の制御油とし
て高圧制御油がタービンの潤滑油とは別に用意され、制
御油圧の発生装置は、タービン潤滑油の油圧発生とは別
に設置されている。主蒸気弁を駆動する制御油および主
蒸気弁を緊急に遮断するための非常油は、制御用の油が
使用される。この非常油は、メカニカルトリップ弁を経
由して各弁のダンプ弁に送られる。

【０００３】このシステムについて代表的な例を図３に
示す。

【０００４】図において、高圧油発生装置１からの高圧
制御油系統２は、メカニカルトリップ弁３へ分岐する非
常用の高圧制御油系統２ａと、蒸気弁４を駆動する油筒
５へ分岐する高圧制御油系統２ｂとからなっている。高
圧油発生装置１から高圧制御油系統２ｂによって油筒５
に送られる高圧制御油は、油筒５に設置されたサーボ弁
６によって油筒５の油圧がコントロールされる。これに
よつて、油圧と電磁石５ａの作用とがバランスしてピス
トン５ｂを所定の位置として蒸気弁４を所定の開度に制
御する。

【０００５】他方、メカニカルトリップ弁３に高圧制御
油系統２ａから送られた高圧制御油は、メカニカルトリ
ップ弁３を経由して非常油となり、非常油系統７によっ
て各蒸気弁の油筒５の下部に設けられたダンプ弁８に供
給される。各蒸気弁の油筒５は、非常油が定格油圧にな
ることにより、ダンプ弁８が下部からその非常油圧力で
押さえられるため完全に閉じる。この状態をリセット状
態という。

【０００６】他方、緊急状態には、メカニカルトリップ
弁３の内部パイロット弁３ａが図示省略する手段によっ
て図示右方に移動し、これによって、高圧油発生装置１
から送られる高圧制御油は遮断され、非常油は、ドレン
に排出され瞬時油圧０となる。これによって、ダンプ弁
８は下部からの油圧によつて支えられなくなり、開して
油筒５の油を急速に排出し各蒸気弁４は急閉する。この
状態をトリップという。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た装置では、次の問題がある。

【０００８】まず、図３に示す高圧制御油系統２ｂは、
サーボ弁６を介して蒸気弁４の油筒５に接続され、その
配管は蒸気タービン等の振動により振動する過酷な状態
となっている。このため蒸気弁４の異常振動や何らか要
因によって高圧制御油系統２ｂの配管が破損する事故が
発生する恐れがある。この場合、高圧制御油系統２ｂの
油圧低下によりトリップ状態となり、非常油が、前述し
たようにメカニカルトリップ弁３で油が遮断され、油筒
５に油が連続的に送られることはない。他方、高圧制御
油系統２ｂの高圧制御油は、このトリップによっても遮
断されることがなく供給される。

【０００９】このため、高圧制御油系統２ｂの配管が破
損されるような不具合が発生した場合、この油が連続的
に破損された配管より放出される恐れがある。この場
合、蒸気タービンでは、５００℃以上の蒸気が使用され
ており、火災の発生する危険性もある。

【００１０】また、高圧油発生装置１内に貯蔵された油
がなくなると、高圧油発生装置１内の油ポンプは空回り
をすることになり、潤滑油がなくなり、破損するという
重大事故に至るという問題がある。

【００１１】そこで、本発明は、トリップ時に高圧制御
油系統を遮断して安全を確保する蒸気タービンの制御装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、高圧
油発生装置に接続される高圧制御油系統がサーボ弁を介
して蒸気弁の油筒の供給ポートに接続されると共に、前
記高圧制御油系統から分岐する非常油用高圧制御油系統
がメカニカルトリップ弁の供給ポートに接続され、か
つ、このメカニカルトリップ弁の排出ポートに接続され
る非常油系統が前記蒸気弁の油筒内に配置するダンプ弁
下部の非常油供給ポートに接続され油系統が構成され、
前記サーボ弁の制御による高圧制御油の油圧に応じて前
記蒸気弁の開度を制御すると共に、トリップ時に前記メ
カニカルトリップ弁へ供給される非常油の排出によって
前記非常油系統への非常油の供給を遮断して前記ダンプ
弁を作動させて前記蒸気弁を遮断する蒸気タービンの制
御装置において、前記高圧制御油系統の前記サーボ弁の
上流側に配置される給油遮断弁と、この給油遮断弁から
上流側の高圧制御油系統と、前記高圧油発生装置と組み
込む高圧油発生遮断装置を設けると共に、前記非常油系
統から分岐した分岐非常油系統を前記給油遮断弁のパイ
ロットポートに接続して、前記非常油系統への非常油が
遮断されたとき、前記給油遮断弁の遮断によって前記サ
ーボ弁へ高圧制御油の供給を遮断するようにしたもので
ある。

【００１３】請求項２の発明は、高圧油発生装置に接続
される高圧制御油系統がサーボ弁を介して蒸気弁の油筒
の供給ポートに接続されると共に、前記高圧制御油系統
がダブルアクティングサーボ弁を介して蒸気弁のダブル
アクティング油筒の供給ポートに接続され、前記高圧制
御油系統から分岐する非常油用の高圧制御油系統がメカ
ニカルトリップ弁の供給ポートに接続され、かつ、この
メカニカルトリップ弁の排出ポートに接続される非常油
系統が前記蒸気弁の油筒内に配置するダンプ弁下部の非
常油供給ポートに接続され油系統が構成され、前記サー
ボ弁およびダブルアクティングサーボ弁の制御による高
圧制御油の油圧に応じて前記蒸気弁の開度を制御すると
共に、トリップ時に前記メカニカルトリップ弁へ供給さ
れる非常油の排出によって前記非常油系統への非常油の
供給を遮断して前記油筒のダンプ弁を作動させて前記蒸
気弁を遮断し、かつ、前記ダブルアクティングサーボ弁
を制御して前記ダブルアクティング油筒を有する蒸気弁
を遮断する蒸気タービンの制御装置において、前記高圧
制御油系統の前記サーボ弁および前記ダブルアクティン
グサーボ弁の上流側に配置される給油遮断弁と、この給
油遮断弁から上流側の高圧制御油系統と前記高圧油発生
装置とを組み込む高圧油発生遮断装置を設けると共に、
前記非常油系統から分岐した分岐非常油系統をオリフィ
スとアキュムレータを介して前記給油遮断弁のパイロッ
トポートに接続し、前記非常油系統への非常油が遮断さ
れたとき、前記給油遮断弁の遮断によって前記サーボ弁
および前記ダブルアクティングサーボ弁へ高圧制御油の
供給を遮断するようにしたものである。

【００１４】

【作用】請求項１の発明は、非常油が供給されていると
き給油遮断弁は開、トリップ状態では、非常油が供給さ
れず、給油遮断弁が閉じられる。これにより、トリップ
状態では油筒へ油を供給する高圧油発生遮断装置内に組
み込む給油遮断弁によって高圧制御油の供給が遮断され
る。従って、高圧制御油系統が破損されるような不具合
が発生しても、油が連続的に破損した管より放出される
ことはなく、火災の発生や重大事故への拡大を防止する
ことができる。

【００１５】請求項２の発明は、非常油が供給されてい
るとき給油遮断弁は開動作の状態であり、トリップ状態
では、ダブルアクティングサーボ弁が急閉制御され、ダ
ブルアクティング油筒を有する蒸気弁を急閉する。この
とき給油遮断弁のパイロットポート油圧は、アキュムレ
ータの機能によって徐々に低下し、ダブルアクティング
油筒が全閉させた後に、給油遮断弁が遮断する。これに
よって、トリップ状態では油筒へ油を供給する高圧油発
生遮断装置内に組み込む給油遮断弁によって高圧制御油
の供給が遮断される。従って、高圧制御油系統が破損さ
れるような不具合が発生しても、油が連続的に破損した
管より放出されることはなく、火災の発生や重大事故へ
の拡大を防止することができる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１７】図１は、本発明の第１実施例を示す蒸気タ
ービンの制御装置の系統図である。図３と同一符号は、
同一部分または相当部分を示す、図中、非常油用の高圧
制御油系統２ａは、メカニカルトリップ弁３の供給ポー
トに接続されると共に、高圧制御油系統２ｂは給油遮断
弁９の供給ポート１２ａに接続されている。非常油系統
７は、分岐して非常油系統７ａが給油遮断弁９のパイロ
ットポート１０に接続されると共に、非常油系統７ｂが
ダンプ弁８の供給ポートに接続されている。給油遮断弁
９の排出ポート１２ｂに接続される高圧制御油系統２ｃ
は、サーボ弁６を介して油筒５の供給ポートに接続され
ている。そして、給油遮断弁９から上流側の高圧制御油
系統２ｂと、高圧油発生装置１とを組み込む高圧油発生
遮断装置１８を設けている。

【００１８】以上の構成で、高圧制御油は、メカニカル
トリップ弁３を経由して非常油として、給油遮断弁９の
パイロットポート１０に供給され、スプール１１のパイ
ロット油となる。他方、高圧制御油は、給油遮断弁９の
供給ポート１２ａに供給され、給油遮断弁９を経由して
サーボ弁６へ供給される。

【００１９】ここで、リセット状態では、非常油が定格
油圧になっており、パイロットポート１０に供給された
油は、バネ１３に打ち勝ってスプール１１を図示右方向
に押しつけた状態となる（図示した状態）。この状態で
は、給油遮断弁９は開状態となり、供給ポート１２ａに
供給された油は、この給油遮断弁９を経由して油筒５の
サーボ弁６に供給される。

【００２０】つまり、非常油がリセットされた状態で
は、各油筒５のダンプ弁８が閉じられると共に、この非
常油によって給油遮断弁９が開いて油筒５のサーボ弁６
にも給油され、蒸気弁４は油筒５によって制御可能な状
態となる。

【００２１】この状態で、メカニカルトリップ弁３が作
動して非常油がドレンに排出された場合を次に説明す
る。

【００２２】非常油が油圧０となると、従来技術で述べ
たように各油筒５のダンプ弁８は開いて、蒸気弁４は急
閉することになる。このとき、給油遮断弁９のパイロッ
トポート１０の油圧も０となり、スプール１１に対して
バネ１３に抵抗する力がなくなり、スプール１１はこの
バネ１３によつて、図示左方向に移動させられる。この
動作によって、給油遮断弁９は閉となり、供給ポート１
２に給油された油は、この弁によって遮断され、各油筒
５のサーボ弁６には油は供給されなくなる。この給油遮
断弁９と、高圧制御油系統２ｂと、高圧油発生装置１と
は高圧油発生遮断装置１８内に組み込まれている。従っ
て、トリップ時には、高圧油発生装置１と各油筒とを接
続する配管には油が供給されなくなる。

【００２３】このように、油筒への給油ラインに、非常
油をパイロット油圧とした給油遮断弁を設けリセット状
態では給油遮断弁は開、トリップ状態では、この給油遮
断弁が閉じるようにし、かつ、給油遮断弁は高圧油発生
遮断装置内に組み込むように構成されている。このた
め、トリップ状態では油筒に供給する油を高圧油発生遮
断装置内に組み込む給油遮断弁によって各油筒と給油す
る油と遮断できる。従って、弁の異常振動やその他の要
因によつて、この油の給油管が破損されるような不具合
が発生しても、油が連続的に破損した管より放出される
ことはなく、火災の発生や重大事故への拡大を防止する
ことができる。

【００２４】次に、本発明の第２実施例について図２に
基づいて説明する。

【００２５】第２実施例は、第１実施例にダブルアクテ
ィング油筒１４を有する蒸気弁４にも適用したものであ
る。ダブルアクティング油筒１４は、給油遮断弁９を経
由した油が供給されるが、ダブルアクティング油筒１４
の入口に制御用のダブルアクティングサーボ弁１５が設
置されている。また、給油遮断弁９のパイロットポート
１０に供給される非常油系統７ａの途中にオリフィス１
６を挿入し、さらに、オリフィス１６とパイロットポー
ト１０のラインにアキュムレータ１７を設置する。ダブ
ルアクティング油筒１４は、制御目的によって設置され
るものであり、トリップ時にバネが急閉するのではな
く、油圧力によって全閉する。従って、トリップ時に油
筒５上部に油を供給する必要がある。そして、給油遮断
弁９から上流側の高圧制御油系統２ｂと、高圧油発生装
置１とを組み込む高圧油発生遮断装置１８を設けてい
る。

【００２６】以上の構成で、リセット状態では、非常油
がオリフィス１６を介してアキュムレータ１７を圧縮
し、パイロットポート１０に定格油圧を加え、これによ
ってバネ１３に打ち勝ってスプール１１を図示右方向に
押しつけた状態となる（図示した状態）。

【００２７】この状態では、給油遮断弁９は開状態とな
り、供給ポート１２に供給された油は、この給油遮断弁
９を経由して油筒５のサーボ弁６や他の油筒およびダブ
ルアクティング油筒１４のダブルアクティングサーボ弁
１５に供給される。

【００２８】つまり、非常油がリセットした状態では、
各油筒５のダンプ弁８が閉じられると共に、この非常油
によって、アキュムレータ１７が蓄圧されると共に、給
油遮断弁９が開いて油筒５のサーボ弁６およびダブルア
クティング油筒１４のダブルアクティングサーボ弁１５
に制御油が供給される。従って、蒸気弁４は、油筒５お
よびダブルアクティング油筒１４によって制御可能な状
態となる。

【００２９】この状態で、メカニカルトリップ弁３が作
動して非常油がドレンに排出された場合を説明する。

【００３０】まず、油圧０となると、従来技術で述べた
ように各油筒５のダンプ弁８は開して蒸気弁４は急閉す
ることになる。このとき、ダブルアクティング油筒１４
のダブルアクティングサーボ弁１５には急閉信号が入力
され、ダブルアクティング油筒１４の上部に油を供給す
ることによって蒸気弁４を閉動作とする。つまり、ダブ
ルアクティング油筒１４を閉めるためには、油を短時間
で供給する必要がある。

【００３１】他方、非常油の消失によってオリフィス１
６とパイロットポート１０の間の油圧は、アキュムレー
タ１７の機能によって徐々に低下する。従って、前記し
たダブルアクティング油筒１４を全閉させるまでは給油
遮断弁９の切替えを遅らせることができる。そして、ダ
ブルアクティング油筒１４が切り替わるまでの充分な時
間を経過した後にはアキュムレータ１７に蓄積された油
圧は完全に低下し、給油遮断弁９は切り替わる。これに
よって、供給ポート１２に給油された油は、この弁によ
って遮断され、サーボ弁６およびダブルアクティングサ
ーボ弁１５には油は供給されなくなる。

【００３２】この給油遮断弁９は、高圧油発生遮断装置
１８内に組み込まれていることは、第１実施例と同じで
あり、同様にトリップ時には高圧油発生装置１と各油筒
５とを接続する配管には油が供給されなくなる。

【００３３】但し、パイロットポート１０への非常油系
統７ａにオリフィス１６とアキュムレータ１７とを設け
たため、各油筒５への給油をトリップ後も一定の短時間
続けることが可能となり、ダブルアクティング油筒１４
を使用する場合にも適用が可能である。

【００３４】このように、給油遮断弁９の切替えを遅ら
せることによってダブルアクティング油筒を使用する制
御装置に本発明を適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明は、
トリップ時に高圧油発生遮断装置内に組み込む給油遮断
弁によって高圧制御油の供給が遮断される。従って、高
圧制御油系統が破損されるような不具合が発生しても、
油が連続的に破損した管より放出されることはなく、火
災の発生や重大事故への拡大を防止することができる。

【００３６】請求項２の発明は、トリップ時にダブルア
クティング油筒を有する蒸気弁を急閉した後に、給油遮
断弁が遮断する。これによって、高圧制御油の供給が遮
断され、高圧制御油系統が破損されるような不具合が発
生しても、油が連続的に破損した管より放出されること
はなく、火災の発生や重大事故への拡大を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す蒸気タービンの制御
装置の系統図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す蒸気タービンの制御
装置の系統図である。

【図３】従来例を示す蒸気タービンの制御装置の系統図
である。

【符号の説明】

１ 高圧油発生装置 ２ 高圧制御油系統 ２ａ，２ｂ，２ｃ 高圧制御油系統 ３ メカニカルトリップ弁 ４ 蒸気弁 ５ 油筒 ６ サーボ弁 ７ 非常油系統 ７ａ，７ｂ 非常油系統 ８ ダンプ弁 ９ 給油遮断弁 １０ パイロットポート １１ スプール １２ 供給ポート １３ バネ １４ ダブルアクティング油筒 １５ ダブルアクティングサーボ弁 １６ オリフィス １７ アキュムレータ １８ 高圧油発生遮断装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧油発生装置に接続される高圧制御油
   系統がサーボ弁を介して蒸気弁の油筒の供給ポートに接
   続されると共に、前記高圧制御油系統から分岐する非常
   油用高圧制御油系統がメカニカルトリップ弁の供給ポー
   トに接続され、かつ、このメカニカルトリップ弁の排出
   ポートに接続される非常油系統が前記蒸気弁の油筒内に
   配置するダンプ弁下部の非常油供給ポートに接続され油
   系統が構成され、前記サーボ弁の制御による高圧制御油
   の油圧に応じて前記蒸気弁の開度を制御すると共に、ト
   リップ時に前記メカニカルトリップ弁へ供給される非常
   油の排出によって前記非常油系統への非常油の供給を遮
   断して前記ダンプ弁を作動させて前記蒸気弁を遮断する
   蒸気タービンの制御装置において、前記高圧制御油系統
   の前記サーボ弁の上流側に配置される給油遮断弁と、こ
   の給油遮断弁から上流側の高圧制御油系統と、前記高圧
   油発生装置と組み込む高圧油発生遮断装置を設けると共
   に、前記非常油系統から分岐した分岐非常油系統を前記
   給油遮断弁のパイロットポートに接続して、前記非常油
   系統への非常油が遮断されたとき、前記給油遮断弁の遮
   断によって前記サーボ弁へ高圧制御油の供給を遮断する
   こととしたことを特徴とする蒸気タービンの制御装置。
2. 【請求項２】 高圧油発生装置に接続される高圧制御油
   系統がサーボ弁を介して蒸気弁の油筒の供給ポートに接
   続されると共に、前記高圧制御油系統がダブルアクティ
   ングサーボ弁を介して蒸気弁のダブルアクティング油筒
   の供給ポートに接続され、前記高圧制御油系統から分岐
   する非常油用の高圧制御油系統がメカニカルトリップ弁
   の供給ポートに接続され、かつ、このメカニカルトリッ
   プ弁の排出ポートに接続される非常油系統が前記蒸気弁
   の油筒内に配置するダンプ弁下部の非常油供給ポートに
   接続され油系統が構成され、前記サーボ弁およびダブル
   アクティングサーボ弁の制御による高圧制御油の油圧に
   応じて前記蒸気弁の開度を制御すると共に、トリップ時
   に前記メカニカルトリップ弁へ供給される非常油の排出
   によって前記非常油系統への非常油の供給を遮断して前
   記油筒のダンプ弁を作動させて前記蒸気弁を遮断し、か
   つ、前記ダブルアクティングサーボ弁を制御して前記ダ
   ブルアクティング油筒を有する蒸気弁を遮断する蒸気タ
   ービンの制御装置において、前記高圧制御油系統の前記
   サーボ弁および前記ダブルアクティングサーボ弁の上流
   側に配置される給油遮断弁と、この給油遮断弁から上流
   側の高圧制御油系統と前記高圧油発生装置とを組み込む
   高圧油発生遮断装置を設けると共に、前記非常油系統か
   ら分岐した分岐非常油系統をオリフィスとアキュムレー
   タを介して前記給油遮断弁のパイロットポートに接続
   し、前記非常油系統への非常油が遮断されたとき、前記
   給油遮断弁の遮断によって前記サーボ弁および前記ダブ
   ルアクティングサーボ弁へ高圧制御油の供給を遮断する
   こととしたことを特徴とする蒸気タービンの制御装置。