JPS6069216A - 蒸気タ−ビンの保安装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、タービン）　ＩＪツブ時に油圧を急減するこ
とにより蒸気タービンの蒸気弁を急速閉止して蒸気ター
ビンを保護するようにした蒸気タービンの保安装置に関
する。

第１図に従来の蒸気タービンの保安装置のブロック図を
示す。第１図において、符号ＴＳ、　、・・・・。

ＴＳｎはトリップ信号、Ｔ８．はテスト信号を示す。

保安装置はリレー回路１及び油圧トリップ回路２で構成
される。トリップ信号ＴＳ、〜ＴＳｎは、蒸気タービン
の運転中における各種の異常状態、例えば蒸気タービン
の過速度、復水器の真空低下、軸受油圧の低下など蒸気
タービンの運転継続が困難な現象をとらえて、蒸気ター
ビンをトリップさせ、結果として蒸気タービンを保護す
ることを目的として発せられる信号である。リレー回路
ｌは、トリップ信号ＴＳ、〜ＴＳｏを受けて、油圧トリ
ップ回路２を動作させる回路である。油圧回路２は、す
レー回路１からの電気信号を受けて蒸気タービンの蒸気
弁を急速閉止するための回路である。

第２図に従来の油圧トリップ回路２の構成を示す。図示
のとおり、油圧トリップ回路２は、並直列に接続された
電磁弁３〜６及びオリフィス７及び８で構成され、これ
に油タンク９及び圧力スイッチ１０及び１１が接続され
る。ここで符号Ｐｓは供給油圧、Ｐｌ　は中間油圧、Ｐ
Ｔは油タンク油圧を示している。

通常運転時、即ち蒸気タービンに異常が無い場合には、
電磁弁３〜６は常時閉である。このため供給油圧Ｐ８　
の油は、オリフィス７．８を通って油タンク９に流れて
いる。オリフィス７及び８は同一のものであるため、中
間油圧Ｐｌは、Ｐｌ＋ｉＰ８である。油タンク９は大気
開放されているため、油タンク油圧ＰＴは、ＰＴ−０で
ある。圧力スイッチスイッチ１．１は中間油圧Ｐｌ≦８
Ｐ８のときＯＮ　になるよう調整されている。電磁弁３
〜６は、電磁弁３．４と電磁弁５．６０２組に分けられ
ている。

即ち、リレー回路１から電磁弁３．４を駆動する信号と
電磁弁５．６を駆動する信号の２つがある。

せる信号を発信する。このリレー回路１から発信された
信号により油圧トリップ回路２の電磁弁３．４及び５．
６を動作させる。電磁弁３〜６が動作すると、供給油圧
Ｐｓ、中間油圧Ｐｌは油タンク油圧Ｐ。と等しくなる。

即ちＰ５キＰｌ＝ｉ−ＰＴ−０となる。

この結果、蒸気タービンの蒸気弁は急速閉止され蒸気タ
ービンを確保する。

電磁弁３．４及び５．６を組としているのは、電磁弁３
〜６の故障時にも蒸気タービンを確実に保護するためで
ある。即ち電磁弁３．４のうちの１ケ、電磁弁５．６の
うちの１ケが故障しても、残りの健全な電磁弁で蒸気タ
ービンを保護するためである。もう１つの理由は、電磁
弁３〜６の健全性を確認するためである。

電磁弁３〜６の健全性を確認する方法について以下に説
明する。

テスト信号ＴＳ、は、ＴＳ、、及びＴＳ、２　よりなり
、ＴＳ、、は電磁弁３．４を、ＴＳ、２は電磁弁５．６
を動作させる信号である。いまテスト信号ＴＳ、、を発
信すると、リレー回路１から電磁弁３．４の動作信号が
発信され、電磁弁３．４が動作する。電磁弁５．６は不
動作状態にあるため中間油圧Ｐｌ　は供給油圧Ｐ５と等
しくなる。この結果、圧力スイッチ１０はＰｌ＞ＩＰｓ
のためＯＮとなり電磁弁３．４の両方或はいずれかが健
全であることが確認できる。

次にテスト信号ＴＳ、、を切り（ＯＦＦにし）　、　’
Ｉ’Ｓ、２を動作（ＯＮ）にすると、電磁弁３．４は閉
、電磁弁５．６は開となる。この結果中間油圧Ｐｌ　は
油タンク油圧ＰＴと等しくなり、圧力スイッチ１１がＯ
Ｎ　となって、電磁弁５．６０両方或はいずれかが健全
であることが確認できる。

第３図は従来のリレー回路１の構成を示したものである
。

リレー回路１は、オア回路１３．１４．１５、否定回路
１６．１７及びアンド回路１８．１９より々る。

オア回路１３〜１５は入力信号のうち、１つでも論理１
があると論理１を出力するものである。

即ち、オア回路１３の場合には、トリップ信号Ｔ８．−
　ＴＳｎのうちの１つ以上の信号が入力されると論理１
の出力信号を出す。

否定回路１６．１７は、入力信号が論理１のとき、論理
Ｏを出力するものである。即ち、否定回路１６の場合に
は、テスト信号’Ｉ’Ｓ　、、がＯＮのときは論理０を
、ＯＦＦのときには論理１を出力する。

アンド回路１８．１９は、入力信号のすべてが論理１の
ときのみ論理１を出力するものである。

即ち、アンド回路１８の場合には、テスト信号ＴＳｐ、
がＯＮで、かつテスト信号ＴＳｐ２がＯＦＦの場合に論
理１を出力し、オア回路１４を通して電磁弁３．４を動
作させる信号となる。即ち、電磁弁３．４の健全性を確
認中には、電磁弁５．６の健全性確認（テスト）を禁止
し、逆に電磁弁５．６をテスト中には電磁弁３．４のテ
ストを禁止する。

上記のような従来の蒸気タービンの保安装置においては
、油圧トリップ回路を電磁弁３〜６で構成しているが、
この電磁弁はコイル断線の危険があって信頼性に乏しい
という欠点がある。また、電磁弁はＯＮ、　ＯＦＦの二
位置動作であるため、圧力スイッチ１０．１１の設定値
がずれていてもこれをチェックできない欠点がある。

本発明は上記事情にかんがみてなされたもので、上記の
欠点を改善することを目的とする。

本発明によれば、電磁弁の代りにサーボ弁及び油圧弁を
、圧力スイッチの代りに圧力検出器を使用して、多重化
を割り、蒸気タービン保安装置の信頼性を格段に向上さ
せるとともに健全性確認テストを容易にしている。

以下、第４図に例示した本発明の好適な実施例について
詳述する。

第４図は、本発明による蒸気タービンの保安装置のブロ
ック図を示したもので、この装置は、蒸気タービンの諸
状態を検出する検出器からの信号（検出信号）　”＋ａ
”Ｓｎｃとテスト信号ＴＳＩ）ｌａ　〜ＴＳｐｎｃとを
入力信号とする信号処理回路１００，１１０．・・・１
ｎＯ２増巾回路２００、及び油圧トリップ回路３００よ
り構成されている。信号処理回路１００は、蒸気タービ
ンの同一状態（例えば速度）を検出する検出信号ｓ１ａ
’　Ｓ＋ｂ’　”Ｉｃとテスト信号’ｒｓ、１ａｌ　’
Ｉ’ｓ、、ｂ　ｌＴＳ、、ｏとを切換えるスイッチ１０
１ａ、〜１０１ａ３，１０１ｂ１〜１０１ｂ３，１０１
ｏ１〜１０１ｏ３と、これらスイッチ１０１ａ。

〜１０１ｏ３からの信号の中間値選択を行なう信号選択
回路１０４〜１０６と、信号選択回路１０４〜１０６で
中間値選択された信号と設定値Ｅ　Ｉ　Ｓとの比較を行
ない、論理信号（トリップ信号）を出力する比較器１０
７〜１０９とより構成されており、この回路構成は信号
処理回路１１０　、１ｎＯも同一である。即ち、信号処
理回路１００　、１１０　、・・・１ｎＯは蒸気タービ
ンの諸状態、例えば、速度、復水器の真空、軸受油圧な
ど蒸気タービンの運転継続に必要々情報を図示しない検
出器で検出し、これら検出器の検出信号Ｓｌａ　”　Ｓ
Ｉ。’　Ｓ２ａ　−８２Ｃ”’　、Ｓｎａ　−Ｓｎ。そ
れぞれの中間値選択信号Ｓ１ｍ　’　８２ｍ　ｌ・・・
、Ｓｎｍと設定値ＥＩＳ　Ｉ　Ｅ２５　’・・・＋Ｅｎ
ｓ　とを比較器Ｓ１ｍ＞Ｅ１５゜８２ｍ　＞　Ｅ２Ｓ　
、”’　Ｓｎｍ＞Ｅｎｓ　のときトリップ信号’Ｉ’ｓ
　−ＴＳ　ＴＳ　−ＴＳ’　、、、、　ＴＳｎａ−ＴＳ
ｎｏ　を増Ｉａ　ＩｃＩ　２８　２ＣＩ 巾回路２００に伝達する。

増巾回路２００は、信号処理回路１００　、１１０．・
・・。

１ｎＯからの論理信号（トリップ信号）ＴＳｌａ−Ｔｓ
ｎａ。

’ｒｓ、ｂ−’ｒｓ、ｂ、　−・−、ＴＳ、ｏ−ＴＳ、
ｏの論理演算と増巾を行なう増巾器２０１〜２０３より
構成されており、出力信号を油圧トリップ回路３００に
伝達する。

油圧トリップ回路３００は、サーボ弁３０１〜３０６と
、油圧弁３１１〜３１６と、オリフィス３２１〜３２６
及び圧力検出器３４１〜３４３より構成されており、増
巾回路２００の増巾器２０１からの信号でサーボ弁３０
１及び３０６を介して油圧弁３１１及び３１６を動作さ
せ、増巾器２０２からの信号でサーボ弁３０２及び３０
３を介して油圧弁３１２及び３１３を動作させ、増巾器
２０３かもの信号でサーボ弁３０４及び３０５を介して
油圧弁３１４及び３１５を動作させる。油圧弁３１１〜
３１６は通常開の弁であり、増巾器２０１〜２０３から
トリップ信号ＴＳ１ａ−ＴＳｎｏに相当する信号をサー
ボ弁３０１〜３０６を介して伝達されたときに弁開とカ
リ、高圧油Ｐｓを図示しない油タンクに逃しく　Ｐｓ　
”　ＰＴ−ｉ−０）　、蒸気タービンの蒸気弁を急速閉
止する。圧力検出器３４１〜３４３は、油圧弁３１１〜
３１６が弁開のとき、オリフィス３２１〜５ ３２６を通って流れる高圧油−の中間油圧ｐＨ〜Ｐ１３
を検出するものであり、また油圧弁３１１〜３１６の動
作をも検出するものである。

以上のように構成された蒸気タービン保安装置の動作に
ついて以下に説明する。

蒸気タービンが正常運転中でかつ保安装置も正常であり
、またテスト中でない場合には、蒸気タービンの状態検
出信号Ｓ　１ａ−８Ｉｃ　、　８２ａ　〜８２（、”　
”　’　＋Ｓｎａ　”　Ｓｎｃはそれぞれ等しい。即ち
５１ａ＝　”＋ｂ　＝　ｓ、ｏ。

５２ａ−８２ｂ−８２ｏ、・・・、５ｎａ−８ｎｂ−８
ｏｏである。通常、信号処理回路１００のスイッチ１０
１ａ１〜１０１ｏ３は、接点Ａ側にあるため、検出器信
号ＳＩａ”ＳＩＣは、スイッチ１０１ａ、〜１０１ａ３
の接点Ａ、Ｃを介して信号選択回路１０４に、またスイ
ッチ１０１ｂ、〜１０１ｂ３の接点Ａ、Ｃを介して信号
選択回路１０５に、さらにスイッチ１０１ｏ、〜１０１
ｏ３の接点Ａ、Ｃを介して信号選択回路１０６にそれぞ
れ伝達されている。信号選択回路１０４〜１０６は、ス
イッチ１０１ａ、〜１０１ｏ３を介して伝達された検出
信号ＳＩａ”ＳＩＣの中間値選択を行なう回路であって
、同一発明者による特願昭５７−１６９６７８号のアナ
ログ多重化回路の信号選択装置又は特願昭５８−７７３
１３号のアナログ多重化信号選択回路が用いられる。即
ち、信号選択回路１０４〜１０６は、検出信号Ｓｌａ”
ＳＩＣの中間値選択演算を行ない、中間値選択信号Ｓ１
ｍ、１３　”’−ＳＩｍＣを比較器１０７〜１０９に伝
達する。いま検出信号５１ａ−８，ｂ−８１ｏ−８１で
あるため、信号選択回路１０４〜１０６の出力信号（中
間値選択信号）　Ｓ＋ｍａ　””　Ｓ＋ｍｂ　＝　Ｓｔ
ｍｃ−’８＋ｍである。

この中間値選択信号８１ｍが比較器１０７〜１０９の入
＋０９ 力信号となる。比較器１０７〜＋４１１−ｆ＋は、信号
選択回路１０４〜１０６から伝達された信号８１ｍと設
定値ＥＩｓとを比較する。いま蒸気タービンが正常であ
ることがらＥ＋ｓ〉Ｓ＋ｍａ　、　Ｅ、８）ｓ、ｍｂ、
　Ｅ＋ｓ＞Ｓ＋ｍｃとなり比較器１０７〜１０９の出力
信号は論理Ｏとなり、この論理Ｏの信号を増巾回路２０
０の増巾器２０１〜２０３にそれぞれ伝達する。増巾器
２０１に伝達されている比較器１０７からのトリップ信
号ＴＳ１ａが論理Ｏ，また同様に信号処理回路１１０．
・・・、１ｎＯより伝達されるトリップ信号ＴＳ２３．
・・・、ＴＳｎａも論理０であるため、増巾器２０１の
出力電流１．はｉ、　＝　ｉ。

＋△１とカリ、油圧トリップ回路３００のサーボ弁３旧
及び３０６を動作させ、油圧弁３】１及び３１６を増巾
器２０２の出力電流１□も１□＝ｊｏ＋△１となり、サ
ーボ弁３０２及び３０３を介して油圧弁３１２及び３１
３を全閉状態に保つ。増巾器２０３についても同様であ
る。このとき、油圧弁３１１及び３１２の中間油圧ｐＨ
は、高圧油Ｐｓがオリフィス３２１を介して伝達され、
さらにオリフィス３２２”を介して油タンクに接続され
ており、オリフィス３２１及び３２２は等しいため、ｐ
Ｈ＝　２　（”ｓ　’Ｔ　）となる。この中間油圧Ｐ７
１は圧力検出器３４１で検出される。この圧力検出器３
４１で検出した信号を使用することにより油圧弁３１１
及び３１２の健全性を確認することができる。同様に、
油圧弁３１３及び３１４．３１５及び３１６のそれぞれ
の中間油圧Ｐ１２及びＰ１３は圧力検出器３４２及び３
４３で検出され、油圧弁３１３及び３１４．３１５及び
３１６の健全性を確認することができる。

上述のような状態において、蒸気タービンの状態を検出
する検出器のひとつが故障した場合、例えば状態検出信
号Ｓｌａ”ＳＩＣのうちＳ１ａが故障した場合には、信
号選択回路１０４〜１０６で状態検出信号８１ａ”ＳＩ
Ｃの中間値信号が選択されるため、信号選択回路１０４
〜１０６の出力信号”１ｍａ　”　ＳＩｍＣは変化し彦
い。従って比較器１０７〜１０９以降の信号も変化せず
、蒸気タービンの状態検出器の単一故障による油圧トリ
ップ回路３００の誤動作はない。

また、信号選択回路１０４〜１０６又は比較器１０７〜
１０９のうちのいずれかが故障した場合には、トリップ
信号ＴＳ、ａ−ＴＳ、、のいずれかが論理１となり、増
巾器２０１〜２０３のいずれかの出力電流ｌｌ〜１３が
ｉｏ−Δ１となって、サーボ弁３０１及び３０６を介し
て油圧弁３１１及び皐、サーボ弁３０２及び３０３を介
して油圧弁３１２及び３１３、サーボ弁３０４及び３０
５を介して油圧弁３１４及び３１５のいずれかを弁開に
するが、油圧弁３１１及び３１２が、油圧弁３１３及び
３１４が、油圧弁３１５及び３１６が直列に接続されて
いるため、高圧油Ｐ８は油タンク油圧ＰＴと等しくなら
ない。従って蒸気タービンは信号選択回路１０４〜１０
６又は比較器１０７〜１０９のいずれかの単一故障によ
る誤動作トリップを生ずることはない。

増巾器２０１〜２０３がトリップ側に故障した場合も同
様である。このときの信号選択回路１０４〜１０６、比
較器１０７〜１０９、増巾器２０１〜２０３の故障は、
油圧弁３１１〜３１６が弁開になることから、圧力検出
器３４１〜３４３で検出することができる。即ち、信号
選択回路１０４、比較器１０７、増巾器２０１が故障し
た場合には、サーボ弁３０１を介して油圧弁３１１及び
サーボ弁３０６を介して油圧弁３１６が開となる。この
結果、圧力検出器３４１で検出される中間油圧Ｐ７１が
ｐＨ中Ｐ、となり、圧力検出器３４３で検出される中間
油圧Ｐ１３がＰｌ中埒となることから容易に故障したこ
とを発見できる。信号選択回路１０５．１０６、比較器
１０８．１０９、増巾器２０２．２０３が故障した場合
も同様である。さらに、サーボ弁３０１〜３０６が断線
故障を生起した場合には、増巾器２０１〜２０３の出力
電流１１〜１３−θと同じ現象になるため油圧弁３１１
〜３１６は開となる。このときも圧力検出器３４１〜３
４３で容易に検出でき、まだサーボ弁３旧及び３０２．
３０３及び３０４．３０５及び３０６の各組が同時に故
障しないかぎり蒸気タービンを誤１ってトリップさせる
ことはない。

次に保安装置の健全性を確認するだめのテストについて
説明する。テストを行なうには、信号処理回路１００の
スイッチ１ｏ１ａ１〜１ｏ１ａ３を接点Ｂ側に切換え、
テスト信号ＴＳ、、ａを信号選択回路１０４に入力する
。テスト信号ＴＳｐ１ａは、スイッチ１ｏ１ａ１〜１０
１ａ３の接点Ｂ側に伝達されているため、信号選択回路
１０４の出力信号（中間値選択信号）は、テスト信号Ｔ
Ｓ、、、に等しい。このテスト信号’Ｅ’Ｓ、、ａが設
定値ＥＩＳを超えると正常トリップ動作の場合と同様に
増巾器２０１、サーボ弁３０１及び３０６を介して、油
圧弁３１１及び３１６を開にする。このとき油圧弁３１
１及び３１６の動作は、中間油圧ｐＨ、Ｐｌ３を圧力検
出器３４１．３４３で検出することによシ確認すること
ができる。信号選択回路１０５、比較器１０８、増巾器
２０２、サーボ弁３０２．３０３及び油圧弁３１２．３
１３よりなる回路をテストする場合は、スイッチ１０１
ｂ、〜１０１ｂ３を接点Ｂ側に切換え、テスト信号ＴＳ
ｐ１ｂを入力するだけで同様の確認ができる。他の回路
についても同じである。上記のようにするととにより保
安装置全体の健全性が容易にできる。

以上説明したように、本発明によれば、保安装置全体の
健全性の確認が容易にできると共に、保安装置の構成要
素の単一故障時には蒸気タービンを誤まってトリップさ
せることがなく、また故障発見（検出）が容易で信頼性
の非常に高い蒸気タービンの保安装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気タービンの保安装置を示すブロック
図、第２図は第１図の油圧トリップ回路の詳細図、第３
図は第１図のリレー回路の詳細図、第４図は本発明によ
る蒸気タービンの保安装置を示すブロック図である。 １・・リレー回路、２・・油圧トリップ回路、３．４．
５．６・・電磁弁、７．８・・オリフィス、９・・油タ
ンク、１０，１１・・圧力スイッチ、１３．１４．１５
・・オア回路、１６．１７・・否定回路、１８．１９・
・アンド回路、１００　。 １１０、・・・、１ｎＯ・・信号処理回路、１０１・・
スイッチ、１０４．１０５．１０６・・信号選択回路、
１０７．１０８．１０９・・比較器、２００・・増巾回
路、２０１．２０２．２０３・・増巾器、３００・・油
圧トリップ回路、３０１．３０２．３０３．３０４．３
０５．３０６・・サーボ弁、３１１．３１２．３１３．
３１４．３１５．３１６・・油圧弁、３２１．３２２．
３２３．３２４．３２５．３２６・・オリフィス、３４
１．３４２．３４３・・圧力検出器、Ｐｓ・・高圧油、
ＰＴ・・油タンク油圧、Ｐｌ・・中間油圧、ＴＳ・・ト
リップ信号、ＴＳｐ・・テスト信号、Ｓ・・タービン状
態検出信号、Ｓｍ・・　中間値選択信号。 １１り１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気タービンの各種状態を検出する状態検出器と、この
   状態検出器からの信号を処理する信号処理回路と、処理
   された信号を増巾する増巾回路と、弁を直並列に接続し
   た油圧トリップ回路とで構成され、前記状態検出器は１
   つの状態検出ごとに３つの検出器を備え、１つの状態検
   出ごとに１つづつ備えられた前記信号処理回路はそれぞ
   れ前記３つの検出器からの信号を受けて中間値選択演算
   を行なう３つの信号選択回路と、中間値選択信号と設定
   値とをそれぞれ比較する３つの比較器とを有し、前記増
   巾回路は前記信号処理回路のそれぞれ３つの対応する出
   力信号を論理和演算して増巾する３つの増巾器を有し、
   前記油圧トリップ回路はサーボ弁及び油圧弁の組を２組
   直列に接続すると共にこれら直列接続を３つ並列に接続
   して構成しかつ前記直列接続の弁の中間に圧力検出器を
   設けて弁の動作を監視できるようにしたことを特徴とす
   る蒸気タービンの保安装置。