JPH0719006A - 蒸気タービンの蒸気加減弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 蒸気タービンの蒸気加減弁制御装置、特に電
気ガバナによる弁開度調整と危急遮断を行なうものを、
コンパクト化するとともに応答性を向上させること。 【構成】 サーボモータ（１）にアクチュエータ（３）
とトリップ機構部（４）を一体化した構造とし、タービ
ンの通常運転時には、電気ガバナからの信号によりアク
チュエータ（３）を働かせ、リンク機構を介してリレー
プランジャ（１０）を上下動して油圧供給回路を形成す
る。またタービントリップ時には、危急切換弁（１５）
を動作させることにより、リレープランジャ（１０）を
上方に移動させてトリップ回路を形成する。そして、そ
れぞれの場合にピストン（６）を適当な方向に摺動させ
て、蒸気加減弁（２）を開閉または全閉する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蒸気タービンの蒸気加
減弁制御装置、特に電気ガバナによる弁開度調整兼用の
危急遮断（トリップ）装置に関するものであるが、再熱
蒸気タービンのインターセプト弁や混圧蒸気タービンの
混圧蒸気加減弁にも応用できる。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来の蒸気タービンの蒸気加減弁
制御装置の一例を示す図、図３は図２中のサーボモータ
（０１）および蒸気加減弁（０２）の構造を示す図、図
４は図２中の電油変換器（０３）およびマルチプルオリ
フィス（０４）の構造を示す図である。

【０００３】タービンの回転速度の調整について応答速
度および各種制御信号の組合わせ等に有利な電気ガバナ
（図示せず）の作用を、サーボモータ（０１）を用いて
油圧に変え蒸気加減弁（０２）に伝えて回転速度を調節
するが、図２に示されるように、そのサーボモータ（０
１）は、電気ガバナからの蒸気加減弁制御信号を油圧に
変換する電油変換器（０３）およびオートストップ油圧
が加わりトリップ機構の一部をなすマルチプルオリフィ
ス（０４）が、完全に別個独立とされ、これらの機器は
授受される制御油の配管（０５）によって給合されてい
る。

【０００４】ここでサーボモータ（０１）は、図３に示
されるように、蒸気加減弁（０２）を開閉操作するピス
トン（０６）およびロッド（０７）と、このピストンを
包含する油筒（０８）と、ピストン（０６）を制御油に
より上下に駆動（摺動）させるために制御油の供給回路
ならびにトリップ回路（図示せず）を形成するリレーピ
ストン（０９）と、制御油リレー用のコモン（油溝）を
設けたリレープランジャ（010)と、リレーブッシュ(01
1) および前記ロッド（０８）の動きをリレーブッシュ
(011) にフィードバックするレバー(012) 、カム(013)
等から構成されている。なお符号(09a), (010a) はそれ
ぞれリレーピストン（０９），リレープランジャ(010)
を付勢する引張ばね、ばねを示す。

【０００５】また電油変換器（０３）には、図４に示さ
れるように、蒸気加減弁制御信号に基づいて回転するト
ルクモータ(03a）が取り付けられている。またこのトル
クモータ(03a）の回転により上下するカップ弁(03b）が
設けられており、制御油はこのカップ弁(03b）を通して
適当な圧に設定されて、サーボモータ（０１）に供され
ることとなる。詳述すると、カップ弁(03b）には図示し
ない電気ガバナからの信号を受けたトルクモータ(03a）
の下向力とばね(03c）の力がかかっている。高圧油はオ
リフィス(03d）を通ってカップ弁(03b）の下に供給され
カップ弁(03b）を押し上げ、その一部はカップ弁(03b）
下の隙間からドレンに排出される。そしてそのドレンの
排出量に比例してオリフィス後の高圧油は油圧が低下
し、これが制御油としてサーボモータ（０１）に導かれ
る。

【０００６】一方、マルチプルオリフィス（０４）にお
いては、揚板(04a）が中央の揚板ガイドでガイドされて
上下に動けるようになっている。揚板(04a）の上の室に
はオートストップ油が供給されており、平常時はその油
圧力で揚板(04a）がマルチプルオリフィス本体に押付け
られ、制御油とドレンは通じないようになっている。ト
リップ装置が作動すると、オートストップ油がドレンに
排出されるので、揚板(04a）を押付ける力がなくなると
ともに、下側から供給されている高圧の制御油により揚
板(04a）は上方に押し上げられる。そして制御油はドレ
ンに排出されることになる。通常マルチプルオリフィス
（０４）には複数（図示例では２）の蒸気加減弁（０
２）の制御油が導かれており、オートストップ油圧が低
下すると、マルチプルオリフィスで同時に制御油を抜い
てそれら複数の蒸気加減弁をトリップさせるようになっ
ている。

【０００７】前記サーボモータ（０１）の機能は、電油
変換器（０３）からの制御油を受けて制御油圧に対応し
た蒸気加減弁（０２）の弁開度をアウトプットするこ
と、およびタービントリップ時において、マルチプルオ
リフィス（０４）からなるトリップ機構により、制御油
をドレン系統(014）に排油し（逃がし）て、蒸気加減弁
（０２）を速かに全閉させることである。

【０００８】蒸気加減弁（０２）の弁開度の制御を図３
により更に詳しく述べると、制御油はリレーピストン
（０９）の上側の室Ｘ′に導入される。その制御油圧が
上昇すると、リレーピストン（０９）上方の引張ばね(0
9a）の力に打ち勝って、リレーピストン（０９）が下方
に移動し、その先端がリレープランジャ(010）内に嵌入
する。そうするとリレーピストン（０９）の先端に穿設
されてリレープランジャ(010）中央の排油通路に連通す
るポートＡ′が塞がれるから、リレーピストン（０９）
の下側の室Ｙ′内の油圧が上昇する。したがって、それ
自体摺動可能なリレープランジャ(010）はその下端のば
ね(010a)の力に打ち勝って下方に移動し、ポートＢ′の
上側を開き下側を閉じる。そうすると、供給油管（０
５）を通じて高圧の制御油が油筒（０８）内のピストン
（０６）の下側の室Ｚ′へ供給され、ピストン（０６）
を上方に摺動させる。そしてこれにより、ロッド（０
７）を介して蒸気加減弁（０２）が開く。制御油圧が下
降した時は、上記と逆の動作により、蒸気加減弁（０
２）は閉じる。こうして通常運転中、蒸気加減弁（０
２）の開度を調整することができる。

【０００９】一方タービントリップ時においては、制御
油圧がマルチプルオリフィス（０４）のドレン系統(01
4）を通じて排油（ドレン）として逃げるため、リレー
ピストン（０９）上側の室Ｘ′の圧力が下がり、リレー
ピストン（０９）が上方に移動するので、その先端部ポ
ートＡ′が開くと同時に、室Ｙ′の圧油はリレープラン
ジャ(010）の開口部を通して排油される。したがってリ
レープランジャ(010）はその下方のばね(010a)の力によ
り上方に移動し、ポートＢ′の上側を閉じて下側を開
く。そうすると、ピストン（０６）下側の室Ｘ′の圧油
は、ポートＣ′を通じてリレープランジャ(010）中央の
排油通路から排出される。そしてピストン（０６）は蒸
気加減弁（０２）のばね(02a）の力により押し下げら
れ、蒸気加減弁（０２）は全閉する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の蒸気タービ
ンの蒸気加減弁制御装置には次のような解決すべき課題
があった。 １） サーボモータ（０１）と電油変換器（０３）とト
リップ機構（マルチプルオリフィス）（０４）とが別置
きとなっているため、これらの装置，機器間を連絡する
ために複数でしかも長い制御油供給配管（０５）が必要
であり、またこれに応じて配置上のスペースも広く取ら
ねばならない不都合がある。 ２） 各装置，機器間を連絡する供給配管（０５）が長
いため、制御に応答遅れが出易い。

【００１１】３） 配置上、スペース上、電油変換器
（０３）とサーボモータ（０１）はヘッド差（高低差）
がつく場合が多く、この場合、サーボモータ（０１）の
油圧力の調整がしづらい。 ４） 電気ガバナからの制御信号を電油変換器（０３）
で油圧に変換し、その油圧でリレーピストン（０９）を
動作させ、更にリレープランジャ(010）を動作させて高
圧油をピストン（０６）下側のＺ′に出し入れすること
により蒸気加減弁（０２）を開閉するので、制御に応答
遅れが出やすい。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の課
題を解決するために、電気ガバナからの蒸気加減弁制御
信号を受けて所定の角度で動作するレバーを介しリレー
プランジャを制御するアクチュエータと、タービンの通
常運転時に蒸気加減弁に接続されたピストンの区画する
２つの室のうち一方に高圧の制御油を供給できるようリ
ンク機構を介し上記リレープランジャを移動して油圧供
給回路を形成し、この回路を通じて上記ピストンを摺動
させ上記蒸気加減弁の弁開度を調整するサーボモータ
と、上記タービンがトリップしてオートストップ油圧が
消失した時に、危急切換弁が動作して上記リレープラン
ジャを制御する高圧油をドレンに排出することによりト
リップ回路を形成し、この回路を通じて上記ピストンを
摺動させ上記蒸気加減弁を全閉するトリップ機構部とを
具備するとともに、上記アクチュエータおよび上記トリ
ップ機構部がリンク機構および内部通路を介してサーボ
モータ内に組み込まれたことを特徴とする蒸気タービン
の蒸気加減弁制御装置を提案するものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、サーボモータにアクチュエ
ータおよびトリップ機構部を一体化した構造とし、ター
ビンの通常運転時にはリンク機構を介してリレープラン
ジャを移動して油圧供給回路を形成する。またトリップ
時には危急切換弁を動作させることによりリレープラン
ジャを移動させてトリップ回路を形成する。そしてそれ
ぞれの場合にピストンを適当な方向に摺動させて、蒸気
加減弁を開閉または全閉する。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の一実施例の構造を示す図であ
る。本実施例のサーボモータ（１）は、蒸気加減弁
（２）を開閉操作するピストン（６）およびロッド
（７）と、このピストンを包含する油筒（８）と、ピス
トン（６）を制御油により上下に駆動（摺動）させるた
めに制御油の供給回路を形成するアクチュエータ（３）
と、アクチュエータレバー（３ａ）と、リンク（３
ｂ），（３ｃ）と、連結棒（３ｄ）と、リレー心棒
（９）と、リレープランジャ（１０）と、リレーブッシ
ュ（１１）と、前記ロッド（７）の動きをリレーブッシ
ュ（１１）にフィードバックするレバー（１２）および
カム（１３）と、トリップ回路（図示せず）を形成する
危急切換弁（１５）等から構成されている。すなわち本
実施例の蒸気加減弁制御装置においては、アクチュエー
タ（３）およびトリップ機構部（４）がサーボモータ
（１）に組込まれているのである。なお符号(10a),(15
a）はそれぞれリレープランジャ（１０），危急切換弁
（１５）を付勢するばねを示す。

【００１５】蒸気加減弁（２）の弁開度の制御について
述べると、まず図示しない電気ガバナからの蒸気加減弁
制御信号に基づいて、アクチュエータ（３）の動作によ
りアクチュエータレバー（３ａ）を回転させる。例えば
アクチュエータレバー（３ａ）が下方に下がると、リン
ク（３ｂ），（３ｃ）および連結棒（３ｄ）を介してリ
レー心棒（９）が下方に移動し、その先端がリレープラ
ンジャ（１０）内に進入する。そうすると、そのリレー
心棒（９）の先端に穿設されてリレープランジャ（１
０）中央の排油通路に連通するポートＡが、塞がれるか
ら、リレープランジャ（１０）の上側の室Ｙ内の油圧が
上昇する。したがって、それ自体摺動可能なリレープラ
ンジャ（１０）はその下端のばね(10a）の力に打ち勝っ
て下方に移動し、ポートＢの上側を開き下側を閉じる。
そうすると高圧の制御油が油筒（８）内のピストン
（６）の下側の室Ｚへ供給され、ピストン（６）を上方
へ摺動させる。そしてこれによりロッド（７）を介して
蒸気加減弁（２）が開く。リレー心棒（９）が上方に上
がる時は、上述と逆の動作により蒸気加減弁（２）は閉
じる。こうして通常運転中、蒸気加減弁（２）の開度を
調整することができる。

【００１６】一方タービントリップ時においては、オー
トストップ油圧が消失し、ばね(15a）の力により危急切
換弁（１５）が図の左方に移動する。そうすると、リレ
ープランジャ（１０）の上側の室Ｙへの高圧油の供給が
断たれ、なおかつ、室Ｙ内の圧油はドレンに排出され
る。したがって、リレープランジャ（１０）はその下方
のばね(10a）の力により上方に移動し、ポートＢの上側
を閉じて下側を開く。そうするとピストン（６）の下側
の室Ｚの圧油は、ポートＣを通じてリレープランジャ
（１０）中央の排油通路から排出される。そしてピスト
ン（６）は蒸気加減弁（２）のばね（２ａ）の力により
押し下げられ、蒸気加減弁（２）は全閉する。 以上詳
細に説明したように本実施例においては、サーボモータ
（１）にアクチュエータ（３）およびトリップ機構部
（４）を一体化した構造とし、タービンの通常運転時に
はリンク機構を介してリレープランジャ（１０）を上下
動して油圧供給回路を形成する。またトリップ時には、
危急切換弁（１５）を動作させることにより、リレープ
ランジャ（１０）を上方に動かしトリップ回路を形成す
る。そして、それぞれの場合にピストン（６）を適当な
方向に摺動させて、蒸気加減弁（２）を開閉または全閉
することができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば次の効果が得られる。 １） 各装置，機器を接続していた制御油用供給配管が
不要となりコンパクト化されるので、配置上のスペース
が縮小でき、プラントの設計上有利となる。

【００１８】２） 電気ガバナの信号を制御油圧に変換
する過程（従来の電油変換器）がなくなるので、機器の
配置による油圧のヘッド差（高低差）に起因する油圧力
の調整が不要となる。

【００１９】３） 電気ガバナの信号を制御油圧に変換
する過程および各装置機器を接続していた制御油用供給
配管がなくなるので、制御上の遅れが解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例の構造を示す図であ
る。

【図２】図２は従来の蒸気タービンの蒸気加減弁制御装
置の一例を示す図である。

【図３】図３は図２中のサーボモータ（０１）および蒸
気加減弁（０２）の構造を示す図である。

【図４】図４は図２中の電油変換器（０３）およびマル
チプルオリフィス（０４）の構造を示す図である。

【符号の説明】

（０１），（１） サーボモータ （０２），（２） 蒸気加減弁 （０３） 電油変換器 （03a) トルクモータ （03b) カップ弁 （03c) ばね （03d) オリフィス （３） アクチュエータ （３ａ） アクチュエータレバー （３ｂ），（３ｃ） リンク （３ｄ） 連結棒 （０４） マルチプルオリフィス （04a) 揚板 （４） トリップ機構部 （０５） 制御油配管 （０６），（６） ピストン （０７），（７） ロッド （０８），（８） 油筒 （０９） リレーピストン （９） リレー心棒 （09a) 引張ばね （010)，（１０） リレープランジャ （010a),（10a) ばね （011), （１１） リレーブッシュ （012), （１２） レバー （013)，（１３） カム （014) ドレン系統 （１５） 危急切換弁 （15a) ばね

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気ガバナからの蒸気加減弁制御信号を
   受けて所定の角度で動作するレバーを介しリレープラン
   ジャを制御するアクチュエータと、タービンの通常運転
   時に蒸気加減弁に接続されたピストンの区画する２つの
   室のうち一方に高圧の制御油を供給できるようリンク機
   構を介し上記リレープランジャを移動して油圧供給回路
   を形成し、この回路を通じて上記ピストンを摺動させ上
   記蒸気加減弁の弁開度を調整するサーボモータと、上記
   タービンがトリップしてオートストップ油圧が消失した
   時に、危急切換弁が動作して上記リレープランジャを制
   御する高圧油をドレンに排出することによりトリップ回
   路を形成し、この回路を通じて上記ピストンを摺動させ
   上記蒸気加減弁を全閉するトリップ機構部とを具備する
   とともに、上記アクチュエータおよび上記トリップ機構
   部がリンク機構および内部通路を介してサーボモータ内
   に組み込まれたことを特徴とする蒸気タービンの蒸気加
   減弁制御装置。