JPS5845564B2 - インタ−セプト弁急閉用電磁弁のリセツト方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気タービンのインターセプト弁を急閉させ
るための電磁弁をリセットする方法及びその装置に関す
る。

まず本発明の説明を行なう前に蒸気タービンに備えられ
ているインターセプト弁等の機能及びこれを急閉させる
ためのダンプ弁、電磁弁の機能について説明する。

第１図は原子力タービンの一例を示す系統図である。

第１図において、１は原子炉、２ａ〜２ｄは主蒸気止め
弁、３ａ〜３ｄは蒸気加減弁であり、主蒸気止め弁２ａ
〜２ｄは蒸気加減弁３３〜３ｄのバックアップとして設
けられているもので、この例では各弁が４個ずつ設けら
れている場合について示している。

７は蒸気加減弁３ａ〜３ｄからの高温高圧蒸気で駆動さ
れる高圧タービン、９，１０．１１は該高圧タービンか
ら出て湿分分離器８によって湿分が除去された蒸気によ
り駆動される低圧タービンであり、２４は発電機である
。

４３〜４ｆは各低圧タービンの蒸気導入路（この例では
各低圧タービンごとに２系統の蒸気導入経路を有する場
合について示している）に設けられた寺１〜＃６の中間
蒸気止め弁、５３〜５ｆは各中間蒸気止め弁ごとに直列
に設けられたインターセプト弁であり、中間蒸気止め弁
４ａ〜４ｆは対応するインターセプト弁５ａ〜５ｆのバ
ックアップのために設けられている。

前記蒸気加減弁３ａ〜３ｄの開度はタービンの主蒸気圧
力の変化により決定され、また、インターセプト弁５３
〜５ｆの開度はタービンの速度により決定される。

一方、主蒸気止め弁２ａ〜２ｄと中間蒸気止め弁４ａ〜
４ｆはタービンをトリップする信号により全閉される。

（なお、蒸気加減弁３ａ〜３ｄとインターセプト弁５８
〜５ｆもトリップ時には同時に全閉される。

）第２図は第１図に示した蒸気加減弁３ａ〜３ｄとイン
ターセプト弁５ａ〜５ｆのしゃ新油系統を示している。

ただし蒸気加減弁については３ａの系統を詳細に示し、
インターセプト弁については５ａを詳細に示しているが
、他の蒸気加減弁及びインターセプト弁も同様の構成を
有するものである。

第２図において、３３はΦ１インターセプト弁５ａ操作
用油圧シリンダ、３４はインターセプト弁急閉用のディ
スクダンプ弁、３０はシリンダ３３への供給油管６０に
設けられたサーボ弁、３５はドレン管である。

３６は４１＝１インターセプト弁急閉用の電磁弁であり
、これは、前記ディスクダンプ弁３４のポートａに油管
８０を介して連通ずるポートｂと、しゃ新油管３２につ
ながる母管９０から分岐した油管８１につながるポート
ｃと、ドレンポートｄを有するものである。

前記母管９０には、前記油管８１に並列に分岐して油管
８２〜８６が設けられ、これらの油管には前記電磁弁３
６と同様の構成の４Ｉ−２〜寺６インターセプト弁急閉
用電磁弁３７〜４１が設けられている。

しゃ新油管３２には、しゃ新油の給排を制御するリレー
トリップ弁４５が設けられており、このリレートリップ
弁は、危急しゃ新油管４４を介して供給される危急しゃ
新油により、圧油供給管４３からの圧油の給排が制御さ
れるものである。

４８は４ｐ１加減弁３ａの開度を調節する加減弁シリン
ダであり、圧油供給管５２、シャットオフ弁５３、サー
ボ弁５４を設けた油管９５を介する圧油の給排により制
御されるものである。

４９は該シリンダの下部に設けたディスクダンプ弁、５
０はドレン管である。

５５は４Ｐ１加減弁急閉用の電磁弁であり、これは前記
ディスクダンプ弁４９のポートｅに油管９６を通して連
通ずるポートｆと、前記母管９０から分岐した油管９１
につながるポートｇと、ドレンポートｈとを有するもの
である。

３１は油管９６に弁４７を介して接続された加減弁急閉
圧力検出スイッチであり、該スイッチの動作により原子
炉を急停止するインターロックが作動して原子炉プラン
トが停止するようになっている。

前記母管９０には前記電磁弁５５以外に、Φ２〜＃４加
減弁急閉用電磁弁５６〜５８につながる油管９２〜９４
が、前記油管９１と共に互いに並列となるように接続さ
れている。

第２図において、蒸気加減弁とインターセプト弁は次の
ようにリセットされる。

タービンリセット信号により危急しゃ新油管４４の油圧
が確立すると、リレートリップ弁４５がリセットされ、
スプールの位置は図示のようになり、これによって圧油
供給管４３から油が供給され、しゃ新油管３２の油圧が
確立する。

これにより、豐１〜＃６インターセプト弁急閉用電磁弁
３６〜４１を通った油は各インターセプト弁操作用の油
圧シリンダ３３の下部のディスクダンプ弁３４の部屋に
入り、ディスクダンプ弁３４をリセットする。

ディスクダンプ弁３４がリセットされた後でサーボ弁３
０が開くと、油が供給油管６０を通してシリンダ３３の
ピストン下部の部屋に入り、インターセプト弁５ａ〜５
ｆが開く。

蒸気加減弁３８〜３ｄの場合も同様のリセット動作がな
される。

即ち、しゃ新油管３２の油圧が確保されると、４１〜＃
４電磁弁５５〜５８を通った油は油圧シリンダ４８の下
部のディスクダンプ弁４９の下部の部屋に入り、これを
リセットする。

ディスクダンプ弁４９がリセットされた後、サーボ弁５
４を開くと、シャットオフ弁５３を通った油はサーボ弁
５４を通りシリンダ４８のピストンの下部に供給され、
蒸気加減弁３３〜３ｄが開く。

次に蒸気加減弁とインターセプト弁の急閉動作について
述べる。

蒸気加減弁の急閉信号は、タービントリップ信号又は負
荷とタービン蒸気力とのアンバランスが生じた時に働く
パワーロードアンバランスリレーからの信号であり、こ
の急閉信号によって寺１〜寺４電磁弁５５〜５８が励磁
されることにより、ディスクダンプ弁４９の部屋の油が
電磁弁５５を通りドレンポートｈから排出される。

この結果、ディスクダンプ弁４９の上部の油圧によって
該ダンプ弁４９が開くので、油圧シリンダ４８内の油が
ドレン管５０より排出され、蒸気加減弁３ａ （３ｂ〜
３ｄも同様）を全閉させる。

一方、インターセプト弁の急閉信号は、タービントリッ
プ信号、又はインターセプト弁の開度とタービン速度信
号との偏差信号によって働くリレーからの信号による。

この急閉信号により、Φ１〜＃６電磁弁３６〜４１が励
磁されると、蒸気加減弁の場合と同様に、ディスクダン
プ弁３４の下部の部屋の油は油管８０、電磁弁３６の内
部、ドレンポー１−ｄを通って排出されるから、シリン
ダ３３のピストンの下部の油はディスクダンプ弁３４の
部屋を通り、ドレン管３５から排出されるから、インタ
ーセプト弁５ａ（５ｃ〜５ｆについても同様）が急閉さ
れる。

このようなインターセプト弁急閉信号を作る前記偏差信
号について説明する。

負荷遮断時等において、サーボ弁３０又は５４からシリ
ンダ３３又は４８内の油を排出しようとしても、これら
のサーボ弁は油通過面積が小さいためにインターセプト
弁又は蒸気加減弁を急閉できず、この時の負荷に対する
速度の関係は直線Ａで示されるものとなり、負荷２５％
以上から負荷しゃ断すると、Ｄの領域、すなわち非常調
速機が動作する範囲にまで速度が上昇してしまうことに
なる。

そこで、負荷２０％以上（第３図のイに示す）でかつイ
ンターセプト弁の開度が５％の偏差を生じている（ター
ビンの速度が上昇したにも拘らずインターセプト弁が閉
じる動作をしていない）と、電磁急閉弁３６〜４１が動
作するようにしている。

この場合の負荷しゃ断時における速度の上昇は直線Ｂで
示される。

負荷４０％以上（第３図口に示す）においては、インタ
ーセプト弁の電磁急閉弁以外に、蒸気加減弁の電磁急閉
弁５５〜５８も動作させるようになっており、この時の
速度上昇は直線Ｃで表わされる。

また、インターセプト弁のリセットは開度偏差５％がな
くなるとなされる。

第４図はタービンの速度変化に対するインターセプト弁
の動作の関係の一例を示している。

第４図において、１００はタービン速度、１０１はイン
ターセプト弁開度指令信号、１０２はインターセプト弁
開度である。

この図に示すように、Ｅ点においてインターセプト弁の
開度１０２と開度指令信号１０１との偏差が５％になる
と、前記電磁弁３６〜４１が作動させられてディスクダ
ンプ弁３４が動作し、インターセプト弁はすべて急閉さ
れる。

次にこのインターセプト弁急閉のための電磁弁３６〜４
１の１駆動回路について、第５図、第６図により説明す
る。

第５図において、３６〜４１は第２図に示した各電磁弁
を示している。

ＬＸ、ＭＸ、ＮＸは急閉信号接点、ＰＸはタービン出力
が２０％以上である場合には閉じている条件信号接点、
Ａ、Ｂ、Ｃはリレーコイル、ＡＸ、ＢＸ、ＣＸは各リレ
ーの接点を示す。

急閉信号によって接点ＬＸ、ＭＸ。ＮＸの１つが閉じる
と、リレーＡ、Ｂ、Ｃが同時に付勢され、各接点ＡＸ、
ＢＸ、ＣＸが閉じる（第６図す参照）。

これによって電磁弁３６〜４１が同時に付勢され、イン
ターセプト弁が第６図ａに示すように急閉される。

次に急閉信号がＦ点で解除されると、リレーＡ、Ｂ、Ｃ
が消勢され、接点ＡＸ、ＢＸ、ＣＸが瞬時に復帰するの
で、電磁弁３６〜４１も６個同時にリセットされる。

この電磁弁３６〜４１のリセットにより、しゃ新油管３
２及び母管９０の油は、電磁弁３６、油管８０を通り、
いまだ開のままとなっているダンプ弁３４を通ってドレ
ン管３５から排出される。

このため、第６図Ｃに示すようにこの母管９０内の油圧
、すなわちしゃ新油圧は一時的に急低下し、これによっ
て、ダンプ弁４９の下部の部屋の圧力も一時的に低下す
るため、ダンプ弁４９が押し下げられ、蒸気加減弁３ａ
〜３ｄも急閉を招く。

即ち、例えばタービン負荷が仮に２０〜４０％の範囲か
ら負荷しゃ断等がおこった場合、蒸気加減弁を急閉させ
る必要がないにも拘らず蒸気加減弁が急閉される不具合
を生じる。

また、この圧力低下は、加減弁急閉検出圧力スイッチ３
１を動作させることにつながり、この圧力スイッチ３１
が動作すると原子炉を急停止させるインターロックが作
動して原子力発電プラントを停止させるという不具合を
生じる。

本発明の目的は、インターセプト弁をリセットする場合
に生じるしゃ新油圧力の低下を防止することによって上
記のような不具合の発生を防止しうる電磁弁のリセット
方法及びその装置を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明においては、インター
セプト弁急閉用電磁弁をリセットする際、リセット条件
が整ってから一定時間経過後にこれをリセットすること
を特徴とする。

また、本発明によるインターセプト弁急閉用電磁弁のリ
セット装置は、該電磁弁の駆動回路に、任意数の電磁弁
ごとに、設定時間の異なるタイマーを設け、電磁弁のリ
セットタイミングを異ならせたことを特徴とする。

次に本発明の一実施例を、第１図及び第２図に示した装
置に適用するものに例をとり、第７図及び第８図により
説明する。

第７図において、第５図と同一符号は同一機能を有する
ものを示している。

Ｄ、Ｅ、Ｆは復旧時間が異なるタイマリレーＤＸ、ＥＸ
、ＦＸは各タイマリレーの接点であり、各タイマリレー
はそれぞれ、インターセプト弁急開用−ｉ、＋２電磁弁
３６，３７と、Φ３．Φ４電磁弁３８，３９と、Φ５．
Φ６電磁弁４０゜４１に対して直列に設けられている。

第７図において、インターセプト弁の開度と指令開度と
の偏差が５％以上となると、接点ＬＸ。

ＭＸ、ＮＸのうちの該当するものが閉じ、タービン負荷
が２０％以上であることを条件として、即ち接点ＰＸが
閉じていることを条件としてタイマリレーＤ、Ｅ、Ｆが
同時に動作し、第８図すに示すようにこれらの各接点Ｄ
Ｘ、ＥＸ、ＦＸが同時に閉じる。

これによって、各電磁弁３６〜４１はすべて動作し、こ
れによって各インターセプト弁の開度は急激に減少し、
開度減少により点Ｆのように急閉信号が解除されて動作
した接点ＬＸ−ＮＸが復旧しても、タイマリレーはただ
ちに復旧せず、接点ＤＸ、ＥＸ、ＦＸは復旧時間Ｔ１．
Ｔ２．Ｔ３の時間経過後に開く。

ここで、急閉信号が解除されてから、即ちインターセプ
ト弁のリセット条件が整ってからＴ１の時間が経過した
時点では、第８図に示すように、インターセプト弁５ａ
〜５ｆは全閉されている。

即ちインターセプト弁５ａを操作するシリンダ３３のピ
ストン３３ａは固定部３３ｂに接触した状態である。

この状態においては、ダンプ弁３４もスプリング３４ａ
の力でリセット（閉塞）される。

このように、ダンプ弁３４のリセットは、シリンダ３３
が全閉、つまりそのシリンダピストン３３ａが固定部３
３ｂに接触した状態でなければならない。

それは次の理由による。即ちこれは油圧シリンダストロ
ークと、下部油圧とに関連することで、途中ストローク
では油圧シリンダ３３の下部には、シリンダ３３上部の
バネで押されることにより油圧がかかつている。

油圧がかかつていると、ダンプ弁３４を油圧力により下
方に押していることになるため、これをダンプ弁下部の
スプリングで押し上げることはできない。

従って、ピストン３３ａが固定部３３ｂに接触している
状態（即ちシリンダ３３全閉状態）であれば、ダンプ弁
３４がスプリング３４ａの力でリセットされるわけであ
る。

なおこの場合本実施例においては、第５図を用いて説明
した従来技術と異なり、ダンプ弁３４は上述の如くスプ
リング３４ａにより強制的に閉塞状態にされるように構
成されているので、これにより該ダンプ弁５４が閉とな
るものである。

上記の如き弁操作がなされるので、急閉信号解除からＴ
１の時間経過後においては、電磁弁３６゜３７がリセッ
トされても、母管９０から電磁弁３６゜３７を通ってダ
ンプ弁３４の下部の部屋に至る油は、ドレン管３５から
排出されることはないので、母管９０内の油圧の低下が
著るしく小さくなる。

さらに、電磁弁３６，３７のリセット後、所定時間（Ｔ
２Ｔ１）経過後に電磁弁３８．３９がリセットされ、そ
の後（Ｔ３−Ｔ２）時間経過後に電磁弁４０．４１がリ
セットされるから、第２図において、電磁弁３１〜４１
がリセットされる際、母管９０から各インターセプト弁
の操作用シリンダのダンプ弁の部屋に流入する各リセッ
トタイミングごとの油の量は少なくなる（従来技術によ
る場合の１／３となる）。

従って、母管９０における油圧すなわちしゃ新油圧の低
下は第８図Ｃに示すようにさらに小さくなる。

即ち、従来技術による場合は第６図Ｃに示すように１１
２ ａｔｇから４０ａｔｇまで低下したものが、この実
施例による場合は、各リセットタイミングごとに９０
ａｔｇまでしか低下しない。

従って、しゃ新油圧の圧力低下によって蒸気加減弁のダ
ンプ弁４９が押し下げられ、これによって蒸気加減弁３
ａ〜３ｄが急閉される誤動作が防止される。

また、加減弁急閉検出圧力スイッチ３１がインターセプ
ト弁すセット時に動作することがなくなるので、発電プ
ラントを停止させる誤動作も防止される。

上記実施例においては、電磁弁３１〜４１の２個ごとに
タイマリレーを設けた例について示したが、各電磁弁ご
とにタイマリレーを設けてもよいし、また３個ごとにそ
れぞれタイマリレーを設けてもよい。

また、１個又は複数個ごとに復旧時間の異なるタイマリ
レーを設けるのではなく、最初のリレーが復旧した時点
からの時間を計測して別のリレーを復旧させ、該別のリ
レーが復旧してからさらに別のリレーを復旧させるよう
なシーケンス制御回路を組んで電磁弁を順次リセットさ
せるようにしてもよい。

しかし、回路構成の簡略化の点において、また簡略化に
関連する信頼性の点で、第７図の実施例のものの方が有
利である。

さらに、本発明は、原子力発電プラントに限らず火力発
電プラントにも採用しうろことは勿論の事である。

以上述べたように、本発明においては、インターセプト
弁を複数個有する蒸気タービンにおいて、インターセプ
ト弁をリセットするためにインターセプト弁急閉用電磁
弁をリセットする際、リセット条件が整ってから一定時
間経過後に前記急閉用電磁弁をリセットするようにした
ので、しゃ新油の油圧低下が緩和され、該しゃ新油油圧
低下による蒸気加減弁の急閉ないしは発電プラントの停
止が防止される。

従って本発明は、特に停止後の再起動に長時間を要する
発電プラントにおいて、重大な効果をもたらすものであ
る。

また、本発明による装置は、タイマによって実現される
ため、実施が経済的かつ容易にできるという利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は原子力タービンの蒸気の流れと主要弁の位置を
示す系統図、第２図は蒸気加減弁とインターセプト弁の
しゃ新油系統を示す構成図、第３図は従来技術によるイ
ンターセプト弁あるいは蒸気加減弁急閉により速度上昇
が緩和されることを説明する図、第４図はインターセプ
ト弁急閉と速度変化との関連を示す図、第５図は従来の
インターセプト弁急閉用電磁弁の駆動回路を示す回路図
、第６図は第５図の回路の動作としゃ新油圧力低下を示
す図、第７図は本発明によるインターセプト弁急閉用電
磁弁の駆動回路を示す回路図、第８図は第７図の回路の
動作としゃ新油圧力低下を示す図である。 １・・・・・・原子炉、２ａ〜２ｄ・・・・・・主蒸気
止め弁、３ａ〜３ｄ・・・・・・蒸気加減弁、４ａ〜４
ｆ・：・・・・中間蒸気止め弁、５ａ〜５ｆ・・・・・
・インターセプト弁、３３・・・・・・インターセプト
弁操作用シリンダ、３４・・・・・・ダンプ弁、３７〜
４１・・・・・・インターセプト弁急閉用電磁弁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数個のインターセプト弁を有する蒸気タービンに
   おいて、インターセプト弁を全閉状態から再開させるた
   めにリセット動作を行うに当り、インターセプト弁のリ
   セット条件が整ってから一定時間経過後にインターセプ
   ト弁急閉用電磁弁をリセットすることを特徴とするイン
   ターセプト弁急閉用電磁弁のリセット方法。 ２ 前記インターセプト弁急閉用電磁弁を、１個又は複
   数個ごとに順次リセットすることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載のインターセプト弁急閉用電磁弁のリ
   セット方法。 ３ インターセプト弁と、その弁を開閉操作する油圧シ
   リンダと、インターセプト弁急閉時に油圧シリンダの圧
   油を排出する急閉用電磁弁とをそれぞれ複数個備えた蒸
   気タービンにおいて、前記急閉用電磁弁の駆動回路に、
   該急閉用電磁弁の１個又は複数個毎にこれらの急閉用電
   磁弁の復旧タイミングを１個又は複数個ごとに異ならせ
   るタイマーを設けたことを特徴とするインターセプト弁
   急閉用電磁弁のリセット装置。