JPH06785Y2 - 蒸気弁開度検出用差動トランスの異常検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は蒸気弁開度検出用差動トランスの異常検出装
置に関するものである。

〔考案の技術的背景とその問題点〕 たとえば蒸気タービンの蒸気制御系に用いられる蒸気
弁、たとえば主蒸気止め弁、蒸気加減弁、再熱蒸気止め
弁、インタセプト弁などの開度制御は一般に第３図に示
すような構成の制御装置によって行われている。この装
置においては、開度設定信号１と弁開度帰還信号７Ａと
の偏差を加算器８によって得て、その偏差信号８Ａを電
気／油圧サーボ弁２に入力する。電気／油圧サーボ弁２
は偏差信号８Ａに対応した油圧信号３を出力し、この油
圧信号３により油筒４が作動される。油筒４は弁開度信
号５を出力し、この弁開度信号５により蒸気弁６が制御
され、これを通る蒸気流量９が制御される。弁開度帰還
信号７Ａは、蒸気弁６の弁棒に連結された差動トランス
７を介して得られる。このような制御系を構成すること
により設定開度と実開度との偏差が零になるように、す
なわち、実開度が設定開度に一致するように自動制御が
行われる。本考案は、この種の制御系に用いられる差動
トランス７の異常を検出する装置に関するものである。

この種の差動トランス７は、第４図に示すように、固定
配置される円筒型のコイル16と、その中空部を軸方向に
移動し得る棒状のコア17とからなっている。一方、蒸気
弁の弁棒10にレバー11が固定され、このレバー11にピン
12により取付けられたユニボール13にコア17の自由端が
ねじ込まれ、ナット15によってロックされている。差動
トランス自体は公知であり、コア17とコイル16とのラッ
プ量Ｌに応じた信号を出力する。この信号が第４図の装
置においては弁棒10の位置信号、すなわち蒸気弁６の開
度を表わす帰還信号７Ａとして用いられる。

さて、現在用いられている差動トランスの大部分はコア
17の先端に形成されているねじ込み用ねじサイズが５mm
とか６mm程度の小さなものである。そのため、ピン打込
み等による確実な緩み防止手段を講ずることができない
ので、図示のごとく緩み防止手段としてナット15を用い
ている訳である。ナット15自体の緩み防止策としては通
常、ナット締付の際に接着剤等を塗布している。

しかし、蒸気タービンへの流入蒸気量を制御する蒸気弁
には蒸気自体の性質や弁の制御態様に従って高サイク
ル、高加速度の振動が生じ、この振動が弁棒10およびレ
バー11を介して差動トランス７のコア17の接続部にも伝
達される。この振動により、接着剤等の塗布にもかかわ
らず、長期間のうちには次第に緩みを生じ、逐にはナッ
ト15が脱落するとともにコア17が脱落してしまうという
事態が生ずる。このような事態になれば第３図の制御系
が本来の機能を果たすことができなくなり、結局はター
ビン制御が不可能になる。そこで、差動トランスの異常
を早期に検知することがまず必要になる。

〔考案の目的〕

したがって本考案の目的は、弁棒側との接続部における
緩みなどの異常を容易に検知し得る蒸気弁開度検出用差
動トランスの異常検出装置を提供することにある。

〔考案の概要〕 上記目的を達成するため本考案は、蒸気弁全開時の差動
トランス出力を第１の極限値として記憶する全開出力記
憶手段と、蒸気弁全閉時の差動トランス出力を第２の極
限値として記憶する全閉出力記憶手段と、前記第１の極
限値とそれに対する正規設定値との差Ａが所定値を超え
たときに第１の異常信号を出力する手段と、前記第２の
極限値とそれに対する正規設定値との差Ｂが所定値を超
えたときに第２の異常信号を出力する手段と、前記第１
の極限値および第２の極限値間の差とそれに対する正規
設定値との差Ｃが所定値を超えたときに第３の異常信号
を出力する手段と、前記差Ａと差Ｂとの差Ｄが所定値を
超えたときに第４の異常信号を出力する手段と、前記第
１〜第４の異常信号の論理結合出力により警報を発する
警報手段とを備えてなる蒸気弁開度検出用差動トランス
の異常検出装置を構成したものである。

〔考案の実施例〕

以下、第１図および第２図を参照して本考案をさらに詳
細に説明する。この装置には、蒸気タービン負荷運転中
における蒸気弁６の全開・全閉テスト時に閉成される接
点20を介して、差動トランス７の出力側に、蒸気弁全開
時における差動トランス７の出力値すなわち差動トラン
ス７の出力最大値を第１の限界値として記憶する全開出
力記憶回路21と、蒸気弁全閉時における差動トランス７
の出力値すなわち差動トランス７の出力最小値を第２の
限界値として記憶する全閉出力記憶回路22とが設けられ
ている。両記憶回路21，22に記憶された両限界値の差す
なわち最大変動値を加算器23によって得る。このように
して得られた両限界値および最大変動値はそれぞれ加算
器24，25，26において各設定器27，28，29によって設定
されるそれぞれの正規設定値と比較され、その差Ａ，
Ｂ，Ｃが各加算器24，25，26から出力される。さらに差
ＡとＢの差Ｄを加算器30によって求める。都合４種の差
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄはそれぞれしきい値回路31，32，33，34
に入力される。しきい値回路31，32，33，34は入力され
た差Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが各固有のしきい値を超えると異常
信号S1,S2,S3,S4を出力する。

異常信号Ｓ３，Ｓ４はＯＲゲート43を介して第１の異常
警報器45を作働させる。また４入力ANDゲート44が設け
られ、その入力側に異常信号Ｓ１，Ｓ２は直接に、また
異常信号Ｓ３，Ｓ４はNOT回路41，42を介してそれぞれ
入力される。ANDゲート44の出力側には第２の異常警報
器46が接続されている。

以上述べた構成の第１図および第２図の装置は以下に述
べるように動作する。

まず、蒸気弁６及び差動トランス７に異常がなければ、
弁テスト時における全開および全閉の状態に対する差動
トランス７の出力は設定値に等しく、加算器24，25，26
から出力される差Ａ，Ｂ，Ｃは零である。したがって加
算器30から出力される差Ｄも零である。それ故にしきい
値回路31，32，33，34は共に異常信号を出力しないの
で、異常警報器45，46は作動せず、異常警報は出ない。

次に、差動トランスのコア17の接続部に緩みが生じ、コ
ア17がユニボール13からわずかに抜出した状態を想定し
てみる。この場合、蒸気弁６には何ら異常が無いものと
すれば、コア17の抜出し量に見合った分だけ弁全開およ
び弁全閉の時の差動トランス出力はシフトする。この場
合、全開時のシフト量（弁全開時の差動トランス出力と
設定器27で設定される正規設定値との差）は加算器24か
らの差Ａとして検知され、全閉時のシフト量（弁全閉時
の差動トランス出力と設定器28で設定される正規設定値
との差）は加算器25からの差Ｂとして検知される。蒸気
弁６に異常が無い限り弁棒ストロークは一定であって、
全開時と全閉時における差動トランス７の出力変化量す
なわち加算器23から出力される差は設定値に等しく、し
たがって加算器26からの差Ｃは零である。また、全開と
全閉との間における差動トランス７の出力は緩みなしの
時の出力に比べてほぼ同じ値だけ平行シフトしたものに
相当し、そのため全開時の出力偏差Ａと全閉時の出力偏
差Ｂとはほぼ等しく、加算器30の出力偏差Ｄは零とな
る。以上により、この差ＡおよびＢがしきい値回路31，
32のしきい値を超過しなければ、それは許容範囲という
ことで異常信号の出力は行われない。しかし、差Ａ，Ｂ
がしきい値を超過すると、接続部の緩みが許容値を超え
たものとして異常信号Ｓ１，Ｓ２が出力される。以上の
条件により、ANDゲート44の出力条件が満たされ、異常
警報器46が作動し、運転員に対し差動トランス７のコア
接続部に緩み異常が発生したことを知らせる。

次に、蒸気弁６にステイック等の異常が発生し、全開〜
全閉のストロークが正規でなくなった場合であるが、こ
の場合、加算器23からの出力偏差、すなわち全開〜全閉
における差動トランス７の出力変化量と、設定器29の設
定値との間に差Ｃが生じ、それが所定値を超えるとしき
い値回路33から異常信号Ｓ３が出力される。この異常信
号Ｓ３はＯＲゲート43を介して異常警報器45を作動さ
せ、運転員に弁異常を知らせる。

次に、差動トランス７自体に異常が発生し、弁棒ストロ
ーク変化量に見合った出力を差動トランス７が出せなく
なった場合について説明する。この場合、全開〜全閉に
おける差動トランス出力変化量と設定器29の設定値との
間に差Ｃが生じ、それが所定値を超えることにより異常
信号Ｓ３が出力されるか、あるいは弁全開時の差動トラ
ンス出力シフト量すなわち差動トランス出力と設定器27
で設定される正規設定値との間の差Ａと、弁全閉時の差
動トランス出力シフト量すなわち差動トランス出力と設
定器28で設定される正規設定値との間の差Ｂとが一致し
なくなり、両シフト量間の差すなわち差Ａと差Ｂとの間
の差が加算器30からの出力偏差Ｄとして検知され、それ
が所定値を超えることにより異常信号Ｓ４が発せられる
ことになる。異常信号Ｓ３またはＳ４が発せられること
によりＯＲゲート43を介して異常警報器45が作動し、運
転員に蒸気弁もしくは作動トランスの異常を知らせる。

以上述べた本考案の装置において記憶回路21，22以下、
論理ゲート43，44に至る部分はアナログ装置として構成
してもよいが、コンピュータを用いてディジタル処理を
することもできる。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、蒸気タービン運転中
に実施される蒸気弁開閉テスト時に、差動トランスのコ
ア接続部の緩みや、蒸気弁もしくは作動トランス自体の
異常を容易かつ迅速に検知することができ、したがっ
て、より重大なタービンの制御不能の事態を未然に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本考案の一実施例を示すブロック
図、 第３図は公知の蒸気弁開度制御装置のブロック図、 第４図は第３図における差動トランスと制御弁との接続
部の構造例を示す断面図である。 ６…蒸気弁、７…差動トランス、20…蒸気弁の全開／全
閉テスト時に閉成される接点、21…全開出力記憶回路、
22…全閉出力記憶回路、23，24，25，26，30…加算器、
27，28，29…設定器、31，32，33，34…しきい値回路、
41，42…NOT回路、43…ＯＲ回路、44…AND回路、45，46
…異常警報器、S1,S2,S3,S4…異常信号。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】蒸気弁全開時の差動トランス出力を第１の
   極限値として記憶する全開出力記憶手段と、蒸気弁全閉
   時の差動トランス出力を第２の極限値として記憶する全
   閉出力記憶手段と、前記第１の極限値とそれに対する正
   規設定値との差Ａが所定値を超えたときに第１の異常信
   号を出力する手段と、前記第２の極限値とそれに対する
   正規設定値との差Ｂが所定値を超えたときに第２の異常
   信号を出力する手段と、前記第１の極限値および第２の
   極限値間の差とそれに対する正規設定値との差Ｃが所定
   値を超えたときに第３の異常信号を出力する手段と、前
   記差Ａと差Ｂとの差Ｄが所定値を超えたときに第４の異
   常信号を出力する手段と、前記第１〜第４の異常信号の
   論理結合出力により警報を発する警報手段とを備えてな
   る蒸気弁開度検出用差動トランスの異常検出装置。
2. 【請求項２】前記警報手段は、前記第１および第２の両
   異常信号が出力され、かつ前記第３および第４の両異常
   信号が出力されていないときに差動トランスコア接続部
   に緩みが生じた旨の警報を発することを特徴とする実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の異常検出装置。
3. 【請求項３】前記警報手段は、前記第３または第４の異
   常信号が出力されたときに蒸気弁動作異常もしくは差動
   トランス特性異常が生じた旨の警報を発することを特徴
   とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の異常検出装
   置。