JPS6123806A - 蒸気タ−ビン制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、蒸気タービン発電プラントにおける蒸気ター
ビンの異常時に緊急停止せしめる非常停止を備えた蒸気
タービン制御装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

−一般に、通常の蒸気タービンの回転数は、調速機によ
って制御されており、負荷変動による回転数変動は、速
度調定率で決定される。

従って、上記調速機を含めた速度制御機構に異常が発生
しない限り、蒸気タービンの回転数はトリップするおそ
れはない。

しかし、蒸気タービンによる高温高圧のエネルギーを使
用するロータ（回転体）は、速度制御機構に不測のトラ
ブルが発生し、しかも、速度制御機構が有効に作動しな
かったとき、蒸気タービンの回転数はトリップし、ロー
タが損傷するおそれがある。

上述したような場合、非常調速機が蒸気タービンの制御
装置に組込まれており、この非常調速機は、速度制御機
構の不測のトラブルにより、非常過速度が起きた場合、
この非常過速度を検出し、すみやかに蒸気タービンの入
口に設けられた蒸気遮断弁（主蒸気止め弁と呼ばれ、蒸
気加減弁の上流側に配設されている。）を閉鎖し、蒸気
タービンの回転を停止するようになっている。

このように蒸気タービンの制御装置に組込まれる非常調
速機は、機械的な機構によって行われている。

即ち、従来の蒸気タービンにおける制御装置は、ゝ機械
−油圧式”が主流であり、蒸気タービンの単機容量の増
加、エレクトロ産業の発展による自動化から１電気−油
圧式“が経済性、安全性及び信頼性の見地からも望まれ
ている。つまり、蒸気タービンの制御装置における演算
機能は、機械方式から電気回路へとなり、蒸気弁を駆動
する駆動機構は、大きな操作力を必要とするため、油圧
機構を採用している。

従来、蒸気タービンにおける制御装置に組込まれる機械
的手段による非常停止装置は、第１図に示されるように
構成されている。

第１図において、非常調速機ａの偏心リング（図示され
ず）が、異常時、遠心力によって外方へ突出して、これ
がこの非常調速機ａの外周に近接して設けられた非常停
止装置（非常トリップ弁装置）ｂのトリップ爪（トリッ
プフィンガーともいう）Ｃを支軸ｄの周りに右旋すると
、このトリップ爪Ｃの肩部で支承されている上記非常ト
リップ弁装置すのトリップビス）・ンｂｌは、コイルハ
ねｅの弾力によって右方へ押し出される。これによって
、上記トリップピストンｂ１は、上記非常トリップ弁装
置すへ流入する制御油Ａを遮断すると共に、非常油Ｂを
ドレン￥４’ｃｏへ排出する。しヵ１．ア、よええうア
、。ゎイ、へ。１１　　　　□・いる非常油の圧力を零
にまで下げ、主蒸気止め弁を全閉させて蒸気タービンへ
の蒸気の流入を遮断し、蒸気タービンの運転をするよう
になっている。

次に、蒸気タービンの運転中に上記非常調速機の作動確
認試験は、下記のようＫして行われる。

先づ、上記非常トリップ弁装置すに接続されたロックア
ウト電磁弁ｆを励磁することにより、制御油Ａは、上記
非常トリップ弁装置すのボー）ａ。

へ供給されると、その油圧によって、ロックアウト弁ｇ
は右方へ移動する。この動作によって、このロックアウ
ト弁ｇは、上記ドレン管ｃｏを遮断すると共に、上記ト
リップピストンｂｌがトリップ位置まで移動しても、上
記制御油入は、遮断されない状態となる。この状態は、
ロックアウト検出用のリミットスイッチ５工で検出され
、ロックアウト状態であることを機外から確認すること
ができる。

次に、制御油Ａは、上記非常調速機ａを作動するオイル
トリップ電磁弁りを励磁すると、オイルトリップノズル
ｈ１から噴射され、これによって上記非常調速機ａの偏
心リンクが、遠心力によって外方へ突出して、上記トリ
ップ爪Ｃを支軸ｄの周りに右旋する。すると、前述した
ように、トリップピストンｂｌは、トリップ位置へ移動
する。

しかし、非常油はロックアウト弁ｇによって遮断されて
いるため、主蒸気止め弁へ給油している非常油の圧力は
、そのま〜の状態で保持され、蒸気タービンの運転は停
止することはない。又、上記トリップピストンｂ１の移
動量は、トリップ検出用のリミットスイッチｓ２で検出
され、これによって、上記非常調速機ａが正常に動作し
たことを確認することができる。

次に、上記ロックアウト電磁弁ｆを励磁したまま、リセ
ット電磁弁ｉを励磁すると、制御油Ａは、上記非常トリ
ップ弁装置すのリセット油のボートｂｏ　　に圧送され
、これによって、上記トリップピストンｂ１を左方へ移
動する。そして、このトリップピストンｂ１の一端部は
上記トリップ爪Ｃの肩部に当接した状態となり、この状
態がリセット状態であり、その後、上記リセット電磁弁
ｉ、ロックアウト電磁弁ｆを無励磁とし、万イルトリッ
プ試験は完了する。

なお、上記非常トリップ弁装置すのトリップハンドルｂ
２は、蒸気タービンを手動停止させるとき、左方へ引き
出し、上記トリップ爪Ｃを作動して、非常油をドレン管
ＣＱへ排出するようになっている。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、上述した機械的手段による蒸気タービン
の非常停止装置における非常調速機ａは、蒸気タービン
の運転中に実動作試験をすることができないばかりでな
く、機械的な装置全体の構造が大型化し、保守点検や組
立調整が困難である。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した難点を解消するために、蒸気タービ
ンの運転中に、非常調速機の実動作試験を電気的手段で
行うようにすると共に、装置全体を小型化し、しかも、
信頼性及び安全性の向上を図るようにしたことを目的と
する蒸気タービン制御装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、ロータ軸に回転数検出用の一対の歯動作意と
しての周波数設定器を備えた各周波数スイッチ回路を接
続し、この各周波数スイッチ回路にＯＲ回路を接続し、
このＯＲ回路にエマーゼンシートリツプ回路を介して蒸
気タービンを非常停止する非常トリップ電磁弁を作動す
るように構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例について説明する。

第２図におい℃、符号１ａ、ｌｂは、蒸気タービンのロ
ータ軸若しくは発電機のロータ軸に軸装された一対の歯
車であって、この両歯車１ａ、ｌｂは、ロータ軸の回転
数検出用として軸装したものである。又、この両歯車１
ａ′、１ｂに対峙した位置の取付金具３ａ、３ｂには、
ロータ軸の回転数に比例した周波数信号として検出する
例えば、電磁ピックアップのような各速度検出器２ａ、
、２ｂが付設されており、この両速度検出器２ａ、２ｂ
の周波数信号は、各切換スイッチ４の接点４ａ、４ｃを
介して接続された画周波数スイッチ団路５ａ、５ｂに入
力するようになっている。この両周波数スイッチ回路５
ａ、５ｂは、それぞれ蒸気タービンの非常調速機の作動
回転数に相当する周波数設定器を内蔵しており、この画
周波数設定器からのトリップ周波数設定値と電磁ピック
アップによる各速度検出器２ａ、２ｂからの周波数信号
を一定のサンプリングタイムで計測した周波数とでそれ
ぞれ比較演算し、設定値に達すると、トリップ信号を発
信するようになっている。又、上記両周波数スイッチ回
路５ａ、５ｂには、トリップ信号を入力するＯＲ回路９
が各切換スイッチ８の接点８ａ、８ｃを介して接続され
ており、このＯＲ回路９は、上記両周波数スイッチ回路
５ａ、５ｂのいずれか一方からのトリップ信号を検出し
、この検出信号が上記ＯＲ回路９に接続されたエマーゼ
ンシートリツプ回路１０を作動するようになっている。

さらに、このエマーゼンシートリツプ回路ｌＯは、これ
に電気的に接続された非常トリップ電磁弁１９を励磁し
て、非常油をドレン管Ｃへ排出し、これによって非常油
圧を零まで下げて、主蒸気止め弁（図示されず）を急速
度で閉鎖・し、蒸気タービンへの流入蒸気を遮断して蒸
気タービンの運転を停止するようになっている。

なお、上記非常トリップ電磁弁１９は、通常、無励磁状
態であり、制御油Ａは、オリフィス２１を介して、上記
非常トリップ電磁弁１９のボートａ−ｂが連通し、これ
を非常油Ｂとして排出される。一方、上記非常トリップ
電磁弁１９が励磁されると、この非常トリップ電磁弁１
９のポートｂ−ｃが連通し、ボー）ａは遮断される。こ
のため、非常油Ｂは、ドレン管Ｃへ排出される。又、マ
スタートリップ電磁弁２０は、過速度トリップ以外のト
リップ信号、例えば、スラスト軸受の摩耗や軸受油崖の
低下等によって励磁し、非常油Ｂをドレン管Ｃに排出し
て蒸気タービンの運転を停止するようになっている。

次に、蒸気タービンの運転中の非常調速機の作動試験は
、前記両周波数スイッチ回路５ａ、５ｂに低値側接点付
の周波数設定器１５及びＮＯＴ回路１２ａ、１２ｂを備
えたＡＮＤ回路１３ａ　、　１３ｂを介して接続された
両周波数スイッチテスト回路１１ａ　、　ｌｌｂによっ
て行われる。

即ち、この両周波数スイッチテスト回路１１ａ。

１１ｂのテスト釦（図示されず）を押すと、この周波数
スイッチテスト回路１１ａ　、　ｌｌｂのテスト信号は
、上記ＡＮＤ回路１３ａ　、　１３ｂに入力する。そし
て、この両ＡＮＤ　１３ａ　、　１３ｂには、一方の上
記周波数テスト回路が動作し℃いないことを検出するＮ
ＯＴ回路１２ａ　、　１２ｂの出力と、周波数発振回路
１４を接続した上記周波数設定器１５の設定値が、定格
回転数以下であることが入力し、これらの３つの条件が
成立すると、上記ＡＮＤ回路１３ａ、１３ｂは、テスト
許可信号を発し、この両ＡＮＤ回路１３ａ　、　１３ｂ
に接続された各セルホールド機能付のリレー回路１８ａ
。

１８ｂを作動し、上記両切換スイッチ８の接点８ｂ。

８ｄを接続し、上記両周波数スイッチ回路５ａ。

５ｂの動作によって蒸気ター・ビンの運転の停止を避け
るようになっている。又、上記両切換スイッチ８の接点
８ｂ、８ｃを接続すると、上記両切換スイッチ４に接続
した両リレー回路１６ａ　、　１６ｂが作動し、この両
切換スイッチ４の接点４ａ、４ｃがｏｆｆし、上記両速
度検出器２ａ、２ｂからの周波数信号は、上記両周波数
スイッチ回路５ａ、５ｂの入力から切離されると同時に
、上記両リレー回路１６ａ。

１６ｂに接続した切換スイッチ４の接点４ｂ、４ｄがｏ
ｎ　ｌ、、上記両周波数スイッチ回路５ａ、５ｂの入力
と周波数発振器１４とが接続される。この状態で非常調
速機と同じ機能を有する上記両周波数スイッチ回路５ａ
、、５ｂの作動確認試験ができる。

即ち、上記両周波数スイッチ回路５ａ　、５ｂの作動確
認試験は、低値側接点付の周波数設定器１５によって周
波数を上げることによって、非常調速機の作動回転数に
等しい周波数で正常に作動することを確Ｈするようにな
っている。

なお、上記作動回転数は、各回転数表示器６ａ。

６ｂによって表示され、作動時には、各トリップ表示器
７ａ、７ｂで表示される。

又、この両トリツ、プ表示器７ａ、７ｂの動作信号は、
上記セルホールド機能付のリレー回路１８ａ。

１８ｂのセルホールドを解除し、上記切換スイッチ４．
８の各接点４ａ、４ｃ、８ａ、８ｃは復帰し、上記・′
画周波数スイッチ回路５ａ、５ｂの動作確認は終了する
。

なお、低値側接点付の周波数設定器１５は、テスト前の
周波数設定値が、蒸気タービンの定格回転数に相当する
周波数以下でないと、上記周波数発信号１４の出力はカ
ットされる。又、上記両周波数スイッチ回路５ａ、５ｂ
のいずれか一方が作動すると、上記周波数設定器１５は
、蒸気タービンの定格回転数に相当する周波数以下まで
ランバックする。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、ロータ軸に回転数検
出用の一対の歯車１ａ、ｌｂを軸装し、この両歯車１ａ
、１ｂＫ対峙した位置に各速度検出器２ａ、２ｂを付設
し、この両速度検出器２ａ　、　２ｂに非常調速機の動
作点としての周波数設定器を備えた各周波数スイッチ回
路５ａ、５ｂを接続し、この各周波数スイッチ回路５ａ
、５ｂにＯＲ回路９を接続し、このＯＲ回路９にエマー
ゼンシートリツプ回路ｌＯを介して蒸気タービンを非常
停止する非常トリップ電磁弁１９を作動するようになっ
ているので、非常調速機としての機能な二基列設けであ
るから、信頼性及び安全性を向上することができると共
に、装置全体を小形軽量化することができ、さらに、非
常調速機の作動点がずれたときも、蒸気タービンを停止
することなく、動作確認中に再調整できる等の優れた効
果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の蒸気タービン制御装置を示す線図、第
２図は、本発明による蒸気タービン制御装置を示す系統
図である。 ｌａ、ｌｂ・−歯車、２ａ　、　２ｂ−速度検出器、５
ａ。 ５ｂ・・・周波数スイッチ回路、９・・・ＯＲ回路、１
０・・・エマーゼンシートリツプ回路、−１１ａ　、　
ｌｌｂ・・・周波数スイッチテスト回路、１２ａ　、　
１２ｂ・・・ＮＯＴ回路、１３ａ　、　１３ｂ　−−−
ＡＮ　Ｄ回路、１４・・・周波数発振回路、１５・・・
周波数設定器、１６ａ　、　１６ｂ・・・リレー回路、
１９・・・非常トリップ電磁弁。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 茅−２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ロータ軸に回転数検出用の一対の歯車を軸装し、こ
   の両歯車に対峙した位置に各速度検出器を付設し、この
   両速度検出器に非常調速機の動作点としての周波数設定
   器を備えた各周波数スイッチ回路を接続し、この各周波
   数スイッチ回路にＯＲ回路を接続し、このＯＲ回路にエ
   マーゼンシートリツプ回路を介して蒸気タービンを非常
   停止する非常トリップ電磁弁を作動するようにしたこと
   を特徴とする蒸気タービン制御装置。 ２、各速度検出器に各切換スイッチを介して各周波数設
   定器を備えた各周波数発振回路を接続すると共に、各周
   波数スイッチ回路からの設定周波数を授受するようにし
   、上記各周波数設定器に接続された各周波数スイッチテ
   スト回路を交番的に作動試験するようにしたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の蒸気タービン制御装
   置。