(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生源と、該蒸気発生源からの蒸気で駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンの駆動で駆動して該蒸気発生源に水を供給する給水ポンプと、を備えている蒸気発生設備のタービン・ポンプ駆動制御装置において、
前記蒸気発生源から前記蒸気タービンに流入する前記蒸気の流量を調節する常開調節弁と、
前記蒸気タービンのタービンロータと機械的に連結され、該タービンロータの回転で移動する駆動端を有する制限器と、
前記制限器の前記駆動端に押されるリンクロッドを有し、前記タービンロータの回転数が増加している際の前記駆動端の移動を前記常開調節弁の閉方向への動作に変換するリンク機構と、
を備え、
前記常開調節弁は、弁体が付勢手段により開方向に付勢されており、外部から弁体に対する駆動力を加えない限り、開状態になっている調節弁である、
ことを特徴とするタービン・ポンプ駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のタービン・ポンプ駆動制御装置において、
前記給水ポンプから吐出された前記水の圧力を受けて移動する受圧部と、該受圧部の移動で移動して、前記リンクロッドを押す駆動端を有し、該水の圧力が増加している際の該駆動端の移動が前記リンク機構によって前記常開調節弁を閉方向に動作させることになる調節器を備えている、
ことを特徴とするタービン・ポンプ駆動制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタービン・ポンプ駆動制御装置において、
前記リンク機構の前記リンクロッドは、鉛直方向における、前記蒸気タービンが設けられている設置面と前記常開調節弁との間に配置されている、
ことを特徴とするタービン・ポンプ駆動制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載のタービン・ポンプ駆動制御装置と、
前記蒸気発生源と、
前記蒸気タービンと、
前記給水ポンプと、
を備えていることを特徴とする蒸気発生設備。
【請求項５】
請求項４に記載の蒸気発生設備において、
前記蒸気タービンの回転軸を回転可能に支持する軸受装置、及び前記給水ポンプの回転軸を回転可能に支持する軸受装置は、いずれも、転がり軸受と、該転がり軸受の複数のコロのうちの少なくとも一部のコロに潤滑オイルを常時接触させることができる量の該潤滑オイルを溜めておくオイルバスと、を有する、
ことを特徴とする蒸気発生設備。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の蒸気発生設備において、
前記蒸気発生源は、原子力エネルギーで前記水を加熱して前記蒸気を発生させるものである、
ことを特徴とする蒸気発生設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気発生源と、この蒸気発生源からの蒸気で駆動する蒸気タービンと、この蒸気タービンの駆動で駆動して蒸気発生源に水を供給する給水ポンプと、を備えている蒸気発生設備、及びそのタービン・ポンプ駆動制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンは、ここに流れ込む蒸気の流量を蒸気加減弁で調節されることで駆動制御される。
【０００３】
以下の特許文献１には、この蒸気加減弁を含む駆動制御装置が開示されている。この駆動制御装置は、常閉調節弁である蒸気加減弁と、蒸気タービンの起動時において油圧駆動で動作する起動速度制御ピストンと、起動速度制御ピストンの駆動端に連結されているリンロッドを有し、起動時における駆動端の移動で閉状態の蒸気加減弁を開方向へ動作させるリンク機構と、リンクロッドを押して蒸気加減弁の開方向への動作を調節する調節器と、リンクロッドを押して蒸気加減弁の開方向への動作を制限する制限器と、を備えている。
【０００４】
調節器及び制限器は、いずれも、蒸気タービンのタービンロータと機械的に連結され、タービンロータの回転で移動する駆動端を有している。調節器及び制限器の各駆動端は、いずれも、タービンロータの回転数の増加に対して、リンク機構により蒸気加減弁を閉方向に動作させる方向に移動する。
【０００５】
蒸気タービンを起動させる際には、油圧回路を駆動して、起動速度制御ピストンの駆動端を移動させることで、リンク機構により、閉状態になっている蒸気加減弁を開方向へ動作させる。蒸気加減弁が開くと、蒸気タービン内に蒸気が流入し、タービンロータが回転し始める。タービンロータが回転し始めると、調節器及び制限器による蒸気加減弁の開度制御が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４６４８２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１に記載の駆動制御装置では、設備の電源が絶たれ、油圧回路の油圧モータが停止すると、蒸気加減弁の開状態を起動速度制御ピストンで維持できなくなるため、蒸気加減弁が閉状態なり、蒸気タービンが停止してしまうという問題点がある。また、設備の電源が絶たれると、起動速度制御ピストンを動作させることができないため、蒸気タービンを起動せることができないという問題点もある。
【０００８】
仮に、蒸気タービンにより駆動する給水ポンプで、蒸気発生源に水を供給する設備では、蒸気タービンが駆動しなくなると、蒸気発生源に水が供給されなくなり、蒸気発生源が空焚き状態になることがある。このため、このような設備では、電源が絶たれても蒸気タービンの駆動を維持できることが特に望まれる。
【０００９】
そこで、本発明は、電源が絶たれても蒸気タービンを起動させることができると共に、蒸気タービンの駆動を維持することができる蒸気発生設備、及びその駆動制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題点を解決するための発明に係る蒸気発生設備のタービン・ポンプ駆動制御装置は、
蒸気発生源と、該蒸気発生源からの蒸気で駆動する蒸気タービンと、該蒸気タービンの駆動で駆動して該蒸気発生源に水を供給する給水ポンプと、を備えている蒸気発生設備のタービン・ポンプ駆動制御装置において、前記蒸気発生源から前記蒸気タービンに流入する前記蒸気の流量を調節する常開調節弁と、前記蒸気タービンのタービンロータと機械的に連結され、該タービンロータの回転で移動する駆動端を有する制限器と、前記制限器の前記駆動端に押されるリンクロッドを有し、前記タービンロータの回転数が増加している際の前記駆動端の移動を前記常開調節弁の閉方向への動作に変換するリンク機構と、を備えていることを特徴とする。
【００１１】
なお、常開調節弁とは、弁体が付勢手段により開方向に付勢されており、外部から弁体に対する駆動力を加えない限り、開状態になっている調節弁のことである。
【００１２】
当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、蒸気発生源から蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する調節弁が常開調節弁であるため、蒸気タービン及び給水ポンプを起動したいときに、蒸気発生源からの蒸気を確保できれば、電源が絶たれていても、蒸気タービンに蒸気を供給することができ、蒸気タービン及び給水ポンプを起動させることができる。しかも、これらが起動すれば、タービンロータの回転で駆動する制限器が機能し、タービンロータの回転数増加に対して常開調節弁を閉方向に動作させるため、蒸気タービン及び給水ポンプの回転数の異常上昇を抑えることができる。
【００１３】
また、当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、蒸気タービン及び給水ポンプの駆動中に電源が絶たれても、蒸気発生源からの蒸気を確保できれば、蒸気タービン及び給水ポンプの起動時と同様、これらの駆動状態を維持できる。さらに、当該蒸気発電設備では、この駆動状態においても、タービンロータの回転で駆動する制限器が機能し、タービンロータの回転数増加に対して常開調節弁を閉方向に動作させるため、蒸気タービン及び給水ポンプの回転数の異常上昇を抑えることができる。
【００１４】
さらに、当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、制限器が蒸気タービンのタービンロータと機械的に連結され、制限器の駆動端と常開調節弁ともリンク機構で機械的に連結されているため、蒸気タービン及び給水ポンプの回転数増加に対して、実質的なタイムラグが無く極めて敏感に常開調節弁を閉方向に動作させることができる。
【００１５】
よって、当該タービン・ポンプ駆動制御装置によれば、電源が絶たれても、蒸気タービン及び給水ポンプを起動させることができると共に、これらの駆動を安定維持することができる。この結果、電源が絶たれても、蒸気発生源の空焚きを防ぐことができる。
【００１６】
さらに、当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、特許文献１に記載の駆動制御装置における起動速度制御ピストンに相当するのも省略することができ、装置の簡略化を図ることができる。特許文献１に記載の駆動制御装置では、蒸気加減弁が常閉調節弁であり、調節器及び制限器はいずれも蒸気加減弁を閉方向に動作させるものであるため、蒸気加減弁を開方向に動作させる起動速度制御ピストンが必須となる。一方、当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、蒸気発生源から蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節する調節弁が常開調節弁であり、制限器は常開調節弁を閉方向に動作させるものであるため、常開調節弁を開方向又は閉方向に動作させる起動速度制御ピストンに相当するものが無くても、常開調節弁の弁開度を制御することができる。よって、当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、前述したように、特許文献１に記載の駆動制御装置における起動速度制御ピストンに相当するのも省略することができる。
【００１７】
ここで、前記タービン・ポンプ駆動制御装置において、前記給水ポンプから吐出された前記水の圧力を受けて移動する受圧部と、該受圧部の移動で移動して、前記リンクロッドを押す駆動端を有し、該水の圧力が増加している際の該駆動端の移動が前記リンク機構によって前記常開調節弁を閉方向に動作させることになる調節器を備えている。
【００１８】
当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、蒸気タービン及び給水ポンプの駆動中に電源が絶たれても、又、蒸気タービン及び給水ポンプを起動したいときに電源が絶たれていても、前述したように、蒸気タービン及び給水ポンプの駆動状態を維持、又はこれらを起動させることができる。しかも、これらが駆動していれば、又は起動すれば、給水ポンプからの水圧が調節器の受圧部にかかり、この調節器が機能し、水の圧力増加に対して常開調節弁を閉方向に動作させるため、蒸気タービン及び給水ポンプの回転数の調節することができる。
【００１９】
また、前記タービン・ポンプ駆動制御装置において、前記リンク機構の前記リンクロッドは、鉛直方向における、前記蒸気タービンが設けられている設置面と前記常開調節弁との間に配置されていることが好ましい。
【００２０】
当該タービン・ポンプ駆動制御装置では、リンクロッドが比較的に低い位置に配置されることから、このリンクロッドを含むリンク機構、このリンクロッドを押す制限器や調節器も比較的低い位置に配置されることになる。よって、当該タービン・ポンプ駆動制御装置によれば、地震が起きたときでも、これらの地震による揺れの影響を少なくすることができ、耐震性能を高めることができる。
【００２１】
上記問題点を解決するための発明に係る蒸気発生設備は、
前記タービン・ポンプ駆動制御装置と、前記蒸気発生源と、前記蒸気タービンと、前記給水ポンプと、を備えていることを特徴とする。
【００２２】
当該蒸気発生設備は、前記タービン・ポンプ駆動制御装置を備えているため、当該蒸気発生設備で電源が絶たれても、蒸気タービン及び給水ポンプを起動させることができると共に、これらの駆動を安定維持することができる。この結果、電源が絶たれても、蒸気発生源の空焚きを防ぐことができる。
【００２３】
ここで、前記蒸気発生設備において、前記蒸気タービンの回転軸を回転可能に支持する軸受装置、及び前記給水ポンプの回転軸を回転可能に支持する軸受装置は、いずれも、転がり軸受と、該転がり軸受の複数のコロのうちの少なくとも一部のコロに潤滑オイルを常時接触させることができる量の該潤滑オイルを溜めておくオイルバスと、を有することが好ましい。
【００２４】
当該蒸気発生設備では、電源が絶たれ、外部から軸受装置への潤滑オイル供給が絶たれても、オイルバス内に潤滑オイルが満たされていれば、この潤滑オイルに転がり軸受のコロが接するので、蒸気タービンの回転軸及び給水ポンプの回転軸をスムーズに回転させることができる。
【００２５】
また、前記蒸気発生設備において、前記蒸気発生源は、原子力エネルギーで前記水を加熱して前記蒸気を発生させるものであってもよい。
【００２６】
当該蒸気発生設備では、電源が絶たれた場合でも蒸気発生源の空焚きを防ぐことができるので、継続的に原子炉を冷却することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明では、設備の電源が絶たれても、蒸気タービン及び給水ポンプを起動させることができると共に、これらの駆動を安定維持することができる。この結果、本発明によれば、電源が絶たれても、蒸気発生源の空焚きを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る一実施形態における蒸気発生設備の系統図である。
【図２】本発明に係る一実施形態におけるタービン・ポンプ駆動制御装置の蒸気が流れていないときの状態を示す説明図である。
【図３】本発明に係る一実施形態におけるタービン・ポンプ駆動制御装置の蒸気が流れているときの状態を示す説明図である。
【図４】本発明に係る一実施形態における過速度制限ガバナーの断面図である。
【図５】本発明に係る一実施形態における吐出圧制御ピストンの断面図である。
【図６】本発明に係る一実施形態における軸受装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明に係る蒸気発生設備の一実施形態について説明する。
【００３０】
本実施形態の蒸気発生設備は、図１に示すように、蒸気発生源１０と、この蒸気発生源１０からの蒸気で駆動する蒸気タービン２０と、この蒸気タービン２０の駆動で駆動して蒸気発生源１０に水を供給する給水ポンプ３０と、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０を駆動制御するタービン・ポンプ駆動制御装置Ｃと、を備えている。
【００３１】
蒸気発生源１０は、例えば、加圧水型原子炉の蒸気発生器、又は沸騰水型原子炉の原子炉格納容器であり、原子力エネルギーにより蒸気を発生させるものである。
【００３２】
蒸気タービン２０は、タービンロータ２１と、これを覆うケーシング２５と、タービンロータ２１を回転可能に支持する軸受装置２９と、を備えている。タービンロータ２１は、回転軸２２と、この回転軸２２に設けられている複数の動翼２３とを有している。また、ケーシング２５には、蒸気入口２６と蒸気出口２７とが形成されている。この蒸気入口２６は、蒸気発生源１０の蒸気出口１７と蒸気ライン１で接続されている。この蒸気ライン１は、例えば、途中で分岐して、発電機に連結されている他の蒸気タービンと接続されている。
【００３３】
本実施形態の給水ポンプ３０は、蒸気発生源１０に水を補助的に供給する補助給水ポンプである。このため、本実施形態では、蒸気発生源１０に水を供給する主給水ポンプが別途設けられている。この給水ポンプ３０は、回転軸３２と、この回転軸３２に設けられている羽根車３３と、これらを覆うケーシング３５と、回転軸３２を回転可能に支持する軸受装置３８，３９と、を備えている。このケーシング３５の吸込口３６は、例えば、水が蓄えられているタンク又はプールや、蒸気タービンから排出された蒸気を水に戻す復水器と水供給ライン２ａで接続され、ケーシング３５の吐出口３７は、蒸気発生源１０の水入口１６と水供給ライン２ｂで接続されている。
【００３４】
蒸気タービン２０の回転軸２２と給水ポンプ３０の回転軸３２とは、一体物でロータ軸３１を成し、ほぼ水平方向に延びている。このように、蒸気タービン２０の回転軸２２と給水ポンプ３０の回転軸３２とは一体物であるため、蒸気タービン２０の回転軸２２が回転すると、給水ポンプ３０の回転軸３２及び羽根車３３も、これと一体回転する。なお、ここでは、蒸気タービン２０の回転軸２２と給水ポンプ３０の回転軸３２とが一体物であるが、互いに別体で、各回転軸２２，３２の端部相互がフランジ等で連結されていてもよい。
【００３５】
蒸気タービン２０の軸受装置２９は、動翼２３を基準にして給水ポンプ３０側に設けられている。また、給水ポンプ３０の軸受装置３８，３９は、羽根車３３を基準にして、蒸気タービン２０側とその反対側とに設けられている。
【００３６】
各軸受装置２９，３８，３９は、図６に示すように、転がり軸受４０と、この転がり軸受４０を覆う軸受箱４４と、を有している。転がり軸受４０は、ロータ軸３１に固定されている内輪４１と、この内輪４１の外周側に配置され軸受箱４４に固定されている外輪４２と、内輪４１の外周側と外輪４２の内周側との間に配置されている複数のコロ４３とを有している。軸受箱４４は、ロータ軸３１を基準として転がり軸受４０の上側を覆う上カバー４５と、転がり軸受４０の下側を覆う下カバー４７と、を有している。
【００３７】
上カバー４５には、外部から軸受箱４４内の転がり軸受４０に潤滑オイルを供給するためのオイル供給路４６が形成されている。また、下カバー４７には、下に向って凹んだ凹部が形成されており、この凹部が外部から供給された潤滑オイルを一時的に溜めるオイルバス４８を成している。オイルバス４８を成す凹部の側壁は、ロータ軸３１の近くまで形成されている。また、この側壁には、オイルバス４８の内側から外側に向って貫通するオイル流出路４９が形成されている。オイル流出路４９の下縁は、転がり軸受４０の複数のコロ４３のうち、少なくとも最下位置に存在するコロ４３の下縁よりも上側に位置している。このため、外部から潤滑オイルが軸受箱４４内に供給され、潤滑オイルがオイルバス４８内に満たされると、潤滑オイルは、オイル流出路４９から流れ出る、つまりオイルバス４８からオーバーフローする。また、オイルバス４８内に潤滑オイルが満たされている際には、転がり軸受４０の複数のコロ４３のうち、少なくとも最下位置に存在するコロ４３の下縁が潤滑オイルに浸っている。
【００３８】
再び、図１を用いて説明する。タービン・ポンプ駆動制御装置Ｃは、蒸気ライン１を流れる蒸気、つまり蒸気タービン２０に流入する蒸気の流量を調節する蒸気加減弁（常開調節弁）５０と、蒸気タービン２０のタービンロータ２１の回転で移動する駆動端７５を有する過速度制限ガバナー（制限器）６０と、給水ポンプ３０から吐出された水の圧力に応じて移動する駆動端９１を有する吐出圧制御ピストン（調節器）８０と、過速度制限ガバナー６０の駆動端７５及び吐出圧制御ピストン８０の駆動端９１の移動に応じて、蒸気加減弁５０を閉方向に動作させるリンク機構９５と、リンク機構９５の急激な動作を抑制する油圧ダンパー９９と、を備えている。
【００３９】
蒸気加減弁５０は、図２及び図３に示すように、蒸気が通る流路が形成されている弁箱５１と、弁箱５１内の流路を塞ぐ弁体５５と、両端部５６ａ，５６ｂが弁箱５１を貫通し、中央部に弁体５５が固定されている弁棒５６と、開方向に弁体５５を付勢するバネ５８と、を有している。この蒸気加減弁５０は、弁棒５６が鉛直方向に延びるよう配置されている。弁棒５６の上端部５６ａにはバネ受け座５７が固定されており、このバネ受け座５７と弁箱５１の上端との間に、弁棒５６及び弁体５５を上方に、つまり弁体５５を開方向に付勢するバネ５８が配置されている。
【００４０】
弁箱５１には、蒸気入口５１ａ及び蒸気出口５１ｂが形成されている。弁箱５１に形成されている流路で、蒸気入口５１ａ側の流路５２は、蒸気入口５１ａから延び、途中で上下に２つの流路５２ａ，５２ｂに分岐している。また、蒸気出口５１ｂ側の流路５３は、蒸気入口５１ａ側の２つに分岐している流路５２ａ，５２ｂの間から蒸気入口５１ａまで延びている。蒸気入口５１ａ側の２つに分岐している流路５２ａ，５２ｂと、蒸気出口５１ｂ側の流路５３との各境界部分には、それぞれ弁座５３ａ，５３ｂが設けられている。弁体５５には、２つの弁座５３ａ，５３ｂのそれぞれに同時に接触し得るシール部５５ａ，５５ｂが形成されている。
【００４１】
リンク機構９５は、過速度制限ガバナー６０及び吐出圧制御ピストン８０の駆動端７５，９１が接触するリンクロッド９６と、一方の端部がリンクロッド９６の一方の端部９６ａにピン結合され他方の端部が蒸気加減弁５０の弁棒５６の下端部５６ｂにピン結合されている連結リンク９７と、リンクロッド９６の両端部９６ａ，９６ｂの間の位置をピン支持するロッド支点９８と、を有している。リンクロッド９６は、鉛直方向において、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の設置面と蒸気加減弁５０との間に、ほぼ水平方向に延びるように配置されている。このリンクロッド９６の他方の端部９６ｂには、油圧ダンパー９９の駆動端９９ａがピン結合されている。
【００４２】
リンクロッド９６の上側であって、ロッド支点９８よりも蒸気加減弁５０側には、吐出圧制御ピストン８０及び過速度制限ガバナー６０が配置されている。
【００４３】
過速度制限ガバナー６０は、図１に示すように、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０のロータ軸３１と機械的に連結されている。具体的には、このロータ軸３１には、歯車７８が設けられている。また、過速度制限ガバナー６０はガバナー回転軸６１を有しており、このガバナー回転軸６１にも歯車７９が設けられている。ロータ軸３１の歯車７８とガバナー回転軸６１の歯車７９とは噛み合っており、ロータ軸３１が回転するとガバナー回転軸６１が回転するようになっている。
【００４４】
この過速度制限ガバナー６０は、図４に示すように、鉛直方向に延びる前述のガバナー回転軸６１と、ガバナー回転軸６１に対して揺動可能に配置されている複数の錘６４と、ガバナー回転軸６１に対して鉛直方向に相対移動可能に設けられている錘座６７と、ガバナー回転軸６１の軸線上であってガバナー回転軸６１の下方に配置されている前述の駆動端７５と、駆動端７５をガバナー回転軸６１に近づく方向である上側に付勢するバネ７２と、駆動端７５が固定されていると共にバネ７２を覆うバネ箱７１と、バネ箱７１をガバナー回転軸６１に対して相対回転可能に取り付ける軸受６８と、を有している。
【００４５】
ガバナー回転軸６１は、鉛直方向に延び、上端部に歯車７８（図１に示す）が固定されている回転軸本体６２と、鉛直方向に延び、この回転軸本体６２の下端に固定され回転軸本体６２と同軸のバネ受け軸６３と、を有している。
【００４６】
複数の錘６４は、回転軸本体６２の下側であって、バネ受け軸６３の周りに配置されている。各錘６４は、棒状の錘本体６５と、錘本体６５の揺動端６５ａとは反対側の基端６５ｂに固定されている支持体６６と、を有している。支持体６６は、回転軸本体６２に接している揺動支点６６ａと、この揺動支点６６ａを支点として錘本体６５と共に揺動して錘座６７を押し下げる押下揺動部６６ｂと、を有している。
【００４７】
錘座６７は、円板状を成し、各錘６４の押下揺動部６６ｂの下側に配置され、その中央部をガバナー回転軸６１のバネ受け軸６３が貫通している。軸受６８は、このバネ受け軸６３中の錘座６７の下方に取り付けられている。
【００４８】
軸受６８の下側には、バネ受け軸６３を中心として中空筒状を成すバネ箱７１が配置されている。このバネ箱７１内であって、バネ受け軸６３の下端には、第一バネ受け座７３が固定されている。また、バネ箱７１内の上端には、バネ受け軸６３が貫通し、バネ受け軸６３に対して相対回転及び鉛直方向への相対移動可能な第二バネ受け座７４が配置されている。第一バネ受け座７３と第二バネ受け座７４との間には、前述のバネ７２が配置されている。このバネ７２により、第二バネ受け座７４、バネ箱７１、軸受６８及び錘座６７、複数の錘６４の押下揺動部６６ｂは、回転軸本体６２側、つまり上側に付勢されている。バネ箱７１の下端には、そこから下方に延びる駆動端７５が設けられている。
【００４９】
ガバナー回転軸６１が回転していないときには、棒状の錘本体６５は、鉛直下方に延びている。ガバナー回転軸６１が回転すると、錘本体６５に遠心力が作用し、錘本体６５の揺動端６５ａは、揺動支点６６ａを支点として、バネ受け軸６３から遠ざかる側且つ上側に揺動する。この結果、錘本体６５の基端６５ｂに固定されている支持体６６の押下揺動部６６ｂは、揺動支点６６ａを支点として、下側に揺動する。
【００５０】
この押下揺動部６６ｂの揺動により、バネ７２により上方に付勢されている錘座６７、軸受６８、バネ箱７１及び第二バネ受け座７４、さらにバネ箱７１の下端に設けられている駆動端７５は、バネ受け軸６３に対して相対的に鉛直下方に移動する。すなわち、駆動端７５は、ガバナー回転軸６１の回転数、言い換えると、ロータ軸３１の回転数が高まると、バネ７２による付勢力に抗して鉛直下方へ移動する。
【００５１】
駆動端７５は、ロータ軸３１の回転数が予め定められた回転数（例えば、定格回転数の１０２％の回転数）になると、リンク機構９５のリンクロッド９６に接触し得る位置に、予め調整されている。このため、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が予め定められた回転数以上になると、図３に示すように、鉛直下方に移動した駆動端７５がリンクロッド９６の一方の端部側に接して、これを下方に押す。リンクロッド９６の一方の端部側が下方に下がると、このリンクロッド９６の一方の端部９６ａに連結されている連結リンク９７が下方に下がる結果、蒸気加減弁５０の弁棒５６及び弁体５５も下方に下がり、蒸気加減弁５０は閉方向に動作する。
【００５２】
吐出圧制御ピストン８０は、図５に示すように、内部に鉛直方向に延びる中空筒状の空間８４が形成されているシリンダ８１と、この空間８４内を鉛直方向に往復移動可能に配されているピストン（受圧部）８６と、ピストン８６に固定されここから下方に延びているピストンロッド８７と、ピストンロッド８７の下方に配置されているコロ８８と、このコロ８８の下方に配置され水平方向に広がる駆動端９１と、駆動端９１をピストンロッド８７に近づく向き、つまり上向きに付勢する引っ張りバネ８９と、を有している。
【００５３】
シリンダ８１は、ほぼ円筒状のシリンダ本体８２と、シリンダ本体８２の上部開口を塞ぐシリンダカバー８３と、を有している。シリンダカバー８３は、水平方向に張出したフランジ部８３ａを有している。このフランジ部８３ａには、引っ張りバネ８９の一方の端部が掛けられ、駆動端９１の水平方向の端部９１ｂには、この引っ張りバネ８９の他方の端部が掛けられている。この駆動端９１の水平方向の中央部、つまりコロ８８の真下は、リンクロッド９６に接触する接触部９１ａが形成されている。シリンダカバー８３には、水をシリンダ８１の内部空間８４内に導く水圧供給路８５が形成されている。
【００５４】
図１に示すように、給水ポンプ３０と蒸気発生源１０とを接続する水供給ライン２ｂは、途中で分岐しており、水圧供給ライン３として、吐出圧制御ピストン８０の水圧供給路８５と接続されている。このため、図５に示すように、給水ポンプ３０の吐出圧が高まって、吐出圧制御ピストン８０のシリンダ８１内のピストン（受圧部）８６がこの水圧を受けて、このピストン８６が引っ張りバネ８９の付勢力に抗して鉛直下方に移動すると、駆動端９１も鉛直下方に移動する。すなわち、吐出圧制御ピストン８０の駆動端９１は、給水ポンプ３０の吐出圧が高まると、言い換えると、給水ポンプ３０の回転数が高まると、これに比例して鉛直下方に移動し、リンクロッド９６の一方の端部側を下方に押す。リンクロッド９６の一方の端部側が下方に下がると、このリンクロッド９６の一方の端部９６ａに連結されている連結リンク９７が下方に下がる結果、蒸気加減弁５０の弁棒５６及び弁体５５も下方に下がり、蒸気加減弁５０は閉方向に動作する。
【００５５】
次に、本実施形態の蒸気発生設備の動作について説明する。
【００５６】
蒸気発生源１０で蒸気が発生していない際には、図２に示すように、弁体５５がバネ５８で開方向に付勢されている蒸気加減弁５０は、完全開状態である。また、過速度制限ガバナー６０の駆動端７５及び吐出圧制御ピストン８０の駆動端９１は、いずれの最上位置に位置しており、リンク機構９５のリンクロッド９６には接触していない。
【００５７】
蒸気発生源１０で蒸気が発生している際には、蒸気発生源１０からの蒸気は、蒸気加減弁５０を経て、蒸気タービン２０のケーシング２５内に流れ込み、タービンロータ２１を回転させた後、ケーシング２５外へ排気される。タービンロータ２１の回転軸２２は、給水ポンプ３０の回転軸３２と一体物でロータ軸３１を成しているため、タービンロータ２１が回転すると、給水ポンプ３０の回転軸３２に設けられている羽根車３３も回転する。この結果、給水ポンプ３０は、外部から水を吸い込んで、水供給ライン２ｂを介して、蒸気発生源１０に水を供給する。
【００５８】
水供給ライン２ｂに水が流れると、この水供給ライン２ｂから分岐している水圧供給ライン３を介して、この水圧供給ライン３に接続されている吐出圧制御ピストン８０のシリンダ８１内に水が入り込む。シリンダ８１内のピストン８６は、この水の圧力を受け、引っ張りバネ８９の付勢力に抗して鉛直下方に移動する。このピストン８６の鉛直下方への移動に伴って、駆動端９１が鉛直下方に移動し、リンクロッド９６の一方の端部側を下方に押す。リンクロッド９６の一方の端部側が下方に下がると、前述したように、このリンクロッド９６の一方の端部に連結されている連結リンク９７が下方に下がる結果、蒸気加減弁５０の弁棒５６及び弁体５５も下方に下がり、蒸気加減弁５０は閉方向に動作する。
【００５９】
このピストン８６の下降量は、前述したように、ピストン８６にかかる水圧、つまり給水ポンプ３０の吐出圧に比例する。このため、給水ポンプ３０の吐出圧が高まると、それに比例して、ピストン８６が下降し、蒸気加減弁５０は、閉方向に動作する。蒸気加減弁５０が閉方向に動作すると、蒸気タービン２０に流入する蒸気流量が少なくなるため、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が低下して、給水ポンプ３０の吐出圧が低下する。
【００６０】
本実施形態では、以上のように、吐出圧制御ピストン８０の動作により、蒸気加減弁５０の弁開度が調節され、給水ポンプ３０の吐出圧、さらには蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が制御される。
【００６１】
吐出圧制御ピストン８０により蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が制御されていても、何らかの都合により、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が定格回転数よりも高くなる場合がある。蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が定格回転数よりも高い予め定められた回転数以上になると、前述したように、過速度制限ガバナー６０の駆動端７５がリンクロッド９６の一方の端部側に接して、これを下方に押す。リンクロッド９６の一方の端部側が下方に下がると、このリンクロッド９６の一方の端部９６ａに連結されている連結リンク９７が下方に下がる結果、蒸気加減弁５０の弁棒５６及び弁体５５も下方に下がり、蒸気加減弁５０は閉方向に動作する。
【００６２】
このように、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が定格回転数よりも高い予め定められた回転数以上になると、過速度制限ガバナー６０の駆動端７５がリンクロッド９６を下方に押し、蒸気加減弁５０を閉方向に動作させるため、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数の異常上昇を制限することができる。特に、本実施形態では、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０のロータ軸３１と過速度制限ガバナー６０とが機械的に連結されている上に、過速度制限ガバナー６０の駆動端７５と蒸気加減弁５０の弁体５５とも機械的に連結されているため、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数が定格回転数よりも高い予め定められた回転数以上になったとき、実質的なタイムラグが無く極めて敏感に蒸気加減弁５０を閉方向に動作させることができる。
【００６３】
ところで、本実施形態の蒸気加減弁５０は、弁体５５がバネ５８で開方向に付勢されている常開調節弁であるため、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０を起動したいときに、蒸気発生源１０からの蒸気を確保できれば、電源が絶たれていても、蒸気タービン２０に蒸気を供給することができ、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０を起動させることができる。しかも、これらが起動すれば、給水ポンプ３０の吐出圧、さらには蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数を吐出圧制御ピストン８０で制御することができる上に、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数の異常上昇を過速度制限ガバナー６０で抑制することができる。
【００６４】
また、本実施形態では、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の駆動中に電源が絶たれても、蒸気発生源１０からの蒸気を確保できれば、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の起動時と同様、これらの駆動状態を維持できる。さらに、本実施形態では、この駆動状態において、給水ポンプ３０の吐出圧、さらには蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数を吐出圧制御ピストン８０で制御することができる上に、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の回転数の異常上昇を過速度制限ガバナー６０で抑制することができる。
【００６５】
さらに、本実施形態では、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の各軸受装置２９，３８，３９の転がり軸受４０のコロ４３の一部は、オイルバス４８内の潤滑オイルに浸されているため、仮に、電源が絶たれ、外部から軸受装置２９，３８，３９の軸受箱４４内への潤滑オイル供給が絶たれても、オイルバス４８内の潤滑オイルに転がり軸受４０のコロ４３が接するので、転がり軸受４０の内輪４１が外輪４２に対してスムーズに回転することができる。よって、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０を起動したいときに、又は、これらが駆動しているときに、電源が絶たれ、外部から軸受装置２９，３８，３９の軸受箱４４内への潤滑オイル供給が絶たれても、本実施形態では、蒸気タービン２０の回転軸２２及び給水ポンプ３０の回転軸３２をスムーズに回転させることができる。
【００６６】
以上のように、本実施形態では、電源が絶たれても、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０を起動させることができると共に、これらの駆動を安定維持することができる。このため、本実施形態では、電源が絶たれた場合でも蒸気発生源１０の空焚きを防ぐことができるので、継続的に原子炉を冷却することができる。
【００６７】
しかも、本実施形態では、特許文献１に記載の駆動制御装置における起動速度制御ピストンに相当するのも省略することができ、装置の簡略化を図ることができる。特許文献１に記載の駆動制御装置では、蒸気加減弁が常閉調節弁であり、調節器及び制限器はいずれも蒸気加減弁を閉方向に動作させるものであるため、蒸気加減弁を開方向に動作させる起動速度制御ピストンが必須となる。一方、本実施形態では、蒸気加減弁５０が常開調節弁であり、調節器である吐出圧制御ピストン８０及び制限器である過速度制限ガバナー６０はいずれも蒸気加減弁５０を閉方向に動作させるものであるため、蒸気加減弁５０を開方向又は閉方向に動作させる起動速度制御ピストンに相当するものが無くても、蒸気加減弁５０の弁開度を制御することができる。よって、本実施形態では、前述したように、特許文献１に記載の駆動制御装置における起動速度制御ピストンに相当するのも省略することができる。
【００６８】
さらに、本実施形態のリンク機構９５のリンクロッド９６は、鉛直方向において、蒸気タービン２０及び給水ポンプ３０の設置面と蒸気加減弁５０との間に配置されており、リンク機構９５及びリンクロッド９６に接する過速度制限ガバナー６０や吐出圧制御ピストン８０が比較的低い位置に配置されているため、地震が起きたときでも、これらの地震による揺れの影響を少なくすることができ、耐震性能を高めることができる。
【符号の説明】
【００６９】
１：蒸気ライン、２ａ，２ｂ：水供給ライン、３：水圧供給ライン、１０：蒸気発生源、２０：蒸気タービン、２１：タービンロータ、２２：（蒸気タービンの）回転軸、２３：動翼、３０：給水ポンプ、３１：ロータ軸、３２：（給水ポンプの）回転軸、３３：羽根車、２９，３８，３９：軸受装置、４０：転がり軸受、４３：コロ、４８：オイルバス、５０：蒸気加減弁（常開調節弁）、５１：弁箱、５５：弁体、５６：弁棒、６０：過速度制限ガバナー（制限器）、６１：ガバナー回転軸、６４：錘、７５：（過速度制限ガバナーの）駆動端、８０：吐出圧制御ピストン（調節器）、８１：シリンダ、８６：ピストン（受圧部）、９１：（吐出圧制御ピストンの）駆動端、９５：リンク機構、９６：リンクロッド、９７：連結リンク、９８：ロッド支点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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