(57)【要約】【課題】  発電設備における主蒸気止弁等の開閉テストに伴う開閉動作時間を正確に測定し得る弁の開閉時間の自動測定装置を提供する。【解決手段】  主蒸気止弁１５を駆動する電磁弁の励磁による閉動作の開始時点でセットされ、主蒸気止弁１５の全閉の検出による閉動作の終了時点でリセットされるフリップフロップ回路２６を有し、このフリップフロップ回路２６がセットからリセットに至る時間を計測する測定タイマ２７と、  主蒸気止弁１５を駆動する電磁弁の無励磁による開動作の開始時点でセットされ、主蒸気止弁１５の全開の検出による開動作の終了時点でリセットされるフリップフロップ回路３４を有し、このフリップフロップ回路３４がセットからリセットに至る時間を計測する測定タイマ３５とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通する管路に配設された弁の閉乃至開動作を電磁弁の励磁により開始するとともに、前記電磁弁の無励磁により逆に前記弁の開乃至閉動作を開始するように制御される前記弁の開閉動作時間を自動的に測定する自動測定装置であって、
前記電磁弁の励磁による閉乃至開動作の開始時点を検出する第１の検出手段と、
前記弁の全閉乃至全開状態の検出による閉乃至開動作の終了時点を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段が検出する前記開始時点から前記第２の検出手段が検出する前記終了時点間の時間を測定する第１の測定手段と、
前記電磁弁の無励磁による開乃至閉動作の開始時点を検出する第３の検出手段と、
前記弁の全開乃至全閉状態の検出による開乃至閉動作の終了時点を検出する第４の検出手段と、
前記第３の検出手段が検出する前記開始時点から前記第４の検出手段が検出する前記終了時点間の時間を測定する第２の測定手段とを有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記閉乃至開動作の前記開始時点から前記終了時点までの時間が予め設定しておいた第１の設定値を越えたとき警報を発する第１の警報発生手段と、
前記開乃至閉動作の前記開始時点から前記終了時点までの時間が予め設定しておいた第２の設定値を越えたとき警報を発する第２の警報発生手段とをさらに有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記閉乃至開動作の前記開始時点から前記終了時点に至る動作時間を予め設定しておいた第１の設定値から差し引いて前記閉乃至開動作に伴う動作時間の余裕時間を測定する第１の余裕時間測定手段と、
前記開乃至閉動作の前記開始時点から前記終了時点に至る動作時間を予め設定しておいた第２の設定値から差し引いて前記開乃至閉動作に伴う動作時間の余裕時間を測定する第２の余裕時間測定手段とをさらに有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記弁は発電設備におけるタービンに至る管路である主蒸気管路又は再熱蒸気管路に配設された主蒸気止弁又は再熱蒸気止弁であることを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記弁が配設された管路が２系統構成してあり、一方の系統における前記弁の閉乃至開動作は他方の系統の弁が全開乃至全閉状態であることを条件とするようにしたことを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記第１の検出手段は第１のフリップフロップ回路のセット機能を利用して構成するとともに、前記第２の検出手段は前記第１のフリップフロップ回路のリセット機能を利用して構成する一方、
前記第３の検出手段は第２のフリップフロップ回路のセット機能を利用して構成するとともに、前記第４の検出手段は前記第２のフリップフロップ回路のリセット機能を利用して構成したことを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は弁の開閉時間の自動測定装置に関し、特に発電設備における主蒸気止弁乃至再熱蒸気止弁等の定期点検に伴う開閉動作時間の測定に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は汽力発電の発電設備の一例を示すシステム構成図である。同図に示すように、当該発電設備は、ボイラ１、高圧タービン２、中圧タービン３、低圧タービン４，５、発電機６及び復水器７等を有している。かかる発電設備では、ボイラ１で発生した蒸気を２系統の主蒸気管路８，９を介して高圧タービン２に供給するとともに、高圧タービン２で仕事をした蒸気の一部を抽気管路１０を介してボイラ１に戻している。ボイラ１に戻り再加熱された蒸気は、２系統の再熱蒸気管路１１，１２を介して中圧タービン３に供給される。また、低圧タービン４，５には中圧タービン３で仕事をした後の蒸気が供給される。かくして、高圧タービン２、中圧タービン３、低圧タービン４，５が回転駆動され、これらを原動機とする発電機６が駆動されて発電を行なう。一方、低圧タービン４，５で仕事をした蒸気は復水器７に至り、ここで凝縮されて復水となり、復水ポンプ１３の駆動により復水管路１４を介してボイラ１に戻される。
【０００３】
ここで、主蒸気管路８，９にはそれぞれ主蒸気止弁１５，１６が、また再熱蒸気管路１１，１２にはそれぞれ再熱蒸気止弁１７，１８が配設してあり、緊急時等に高圧タービン２乃至中圧タービン３に対する主蒸気乃至再熱蒸気の供給を停止するようになっている。
【０００４】
また、主蒸気止弁１５，１６及び再熱蒸気止弁１７，１８はスティック等を防止し、良好な動作状態を維持するため定期的に開閉テストを行っている。具体的には、主蒸気止弁１５，１６及び再熱蒸気止弁１７，１８を開閉する電磁弁を操作スイッチ（ＣＯＳ）の操作により励磁乃至無励磁状態として開状態から閉状態に至るまでの動作時間と、閉状態から開状態に至るまでの動作時間とをそれぞれ測定している。さらに詳言すると、各動作時間は、操作者が操作スイッチ（ＣＯＳ）を操作すると同時にストップウォッチを押し、主蒸気止弁１５，１６乃至再熱蒸気止弁１７，１８が閉状態乃至開状態になったことをランプ等の表示器で確認した時点で前記ストップウォッチを止めることによりこの間の経過時間として測定している。
【０００５】
図３は２系統で構成する主蒸気管路８，９（図２参照、以下同じ）にそれぞれ配設された主蒸気止弁１５，１６（図２参照、以下同じ）のうちの一つである主蒸気止弁１５に関する開閉制御系を示すブロック線図である。なお、残りの主蒸気止弁１６及び再熱蒸気止弁１７，１８（図２参照、以下同じ）の開閉制御系も同様に構成されている。そこで、代表して主蒸気止弁１５に関する開閉制御系を説明して他の開閉制御系の説明に代える。
【０００６】
図３に示すように、操作スイッチ（ＣＯＳ）で主蒸気止弁１５の閉操作を選択（ステップＳＴ１）すると、残りの主蒸気止弁１６が全開状態（ステップＳＴ２）であることを条件としてアンド回路２１のアンド論理が成立し、その出力が「１」となる。この結果、主蒸気止弁１５の駆動用の電磁弁が励磁されて油圧駆動の操作機構（図示せず）を加圧（この部分が油圧回路の動作であることを図中に一点鎖線で示している。）することにより主蒸気止弁１５の閉動作が開始される（ステップＳＴ３）。かくして、主蒸気止弁１５が全閉状態になった時点（ステップＳＴ４）でグリーンランプ２２が点灯される。
【０００７】
この場合、操作スイッチ（ＣＯＳ）で主蒸気止弁１５の閉操作を選択した時点からグリーンランプ２２が点灯するまでの期間が閉動作に伴う動作時間ということになり、この動作時間をストップウォッチで計測している。
【０００８】
ちなみに、主蒸気止弁１５が全開状態では表示器であるレッドランプ２３が点灯されている。また、操作スイッチ（ＣＯＳ）で主蒸気止弁１５の閉操作を選択した時点（この時点でレッドランプ２３が消灯される）からグリーンランプ２２が点灯するまでの過渡期間においてはグリーンランプ２２及びレッドランプ２３は何れも消灯されている。
【０００９】
一方、操作スイッチ（ＣＯＳ）を元の状態に復帰（ステップＳＴ１）させると、残りの主蒸気止弁１６の開閉状態の如何にかかわらずアンド回路２１のアンド論理が不成立となり、さらにアンド回路２１の出力がノット回路２４で反転されることによりこの出力が「１」となる。この結果、主蒸気止弁１５の駆動用の電磁弁が無励磁となり前記操作機構を無圧（この部分が油圧回路の動作であることを図中に一点鎖線で示している。）とすることにより主蒸気止弁１５の開動作が開始される（ステップＳＴ３）。かくして、主蒸気止弁１５が全開になった時点（ステップＳＴ４）で表示器であるレッドランプ２３が点灯される。
【００１０】
この場合、操作スイッチ（ＣＯＳ）の復帰操作を行なった時点からレッドランプ２３が点灯するまでの期間が開動作に伴う動作時間ということになり、この動作時間をストップウォッチで計測している。
【００１１】
ちなみに、主蒸気止弁１５が全閉状態ではグリーンランプ２２が点灯されている。また、かかる開動作の開始から全閉状態に至る過渡期間においては前述の閉動作の場合と同様に、グリーンランプ２２及びレッドランプ２３の何れもが消灯されている。
【００１２】
なお、開閉機器の動作異常を検出する装置を開示する公知文献として特許文献１が存在する。これは、開閉機器の正常な操作力の変動によるストローク特性への影響を排除し、精度の高い動作異常検出装置を開示するものである。
【００１３】
【特許文献１】特開平５−３６３２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述の如き従来技術においては、主蒸気止弁１５，１６乃至再熱蒸気止弁１７，１８の開閉動作に要する動作時間を、ストップウォッチにより測定しているので、ストップウォッチを押すタイミングのずれに基因して開閉テストの度に測定値にバラツキを生じ、正確な測定結果が得られない。また、操作者は操作スイッチの操作とストップウォッチを押す操作とを重複して行なわなければならないので、ストップウォッチの押し忘れ等、操作の失敗を行う可能性も高い。
【００１５】
この結果、時系列的な測定結果に基づき主蒸気止弁１５，１６乃至再熱蒸気止弁１７，１８等の不調を的確に判断するのが困難であるという問題を生起していた。
【００１６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、発電設備における主蒸気止弁等の開閉テストに伴う主蒸気止弁等の開閉動作時間を正確に測定し得る弁の開閉時間の自動測定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】
【００１７】
上記目的を達成するための本発明の第１の態様は、
流体が流通する管路に配設された弁の閉乃至開動作を電磁弁の励磁により開始するとともに、前記電磁弁の無励磁により逆に前記弁の開乃至閉動作を開始するように制御される前記弁の開閉動作時間を自動的に測定する自動測定装置であって、
前記電磁弁の励磁による閉乃至開動作の開始時点を検出する第１の検出手段と、
前記弁の全閉乃至全開状態の検出による閉乃至開動作の終了時点を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段が検出する前記開始時点から前記第２の検出手段が検出する前記終了時点間の時間を測定する第１の測定手段と、
前記電磁弁の無励磁による開乃至閉動作の開始時点を検出する第３の検出手段と、
前記弁の全開乃至全閉状態の検出による開乃至閉動作の終了時点を検出する第４の検出手段と、
前記第３の検出手段が検出する前記開始時点から前記第４の検出手段が検出する前記終了時点間の時間を測定する第２の測定手段とを有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【００１８】
本発明の第２の態様は、
上記第１の態様に記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記閉乃至開動作の前記開始時点から前記終了時点までの時間が予め設定しておいた第１の設定値を越えたとき警報を発する第１の警報発生手段と、
前記開乃至閉動作の前記開始時点から前記終了時点までの時間が予め設定しておいた第２の設定値を越えたとき警報を発する第２の警報発生手段とをさらに有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【００１９】
本発明の第３の態様は、
上記第１又は第２の態様に記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記閉乃至開動作の前記開始時点から前記終了時点に至る動作時間を予め設定しておいた第１の設定値から差し引いて前記閉乃至開動作に伴う動作時間の余裕時間を測定する第１の余裕時間測定手段と、
前記開乃至閉動作の前記開始時点から前記終了時点に至る動作時間を予め設定しておいた第２の設定値から差し引いて前記開乃至閉動作に伴う動作時間の余裕時間を測定する第２の余裕時間測定手段とをさらに有することを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【００２０】
本発明の第４の態様は、
上記第１乃至第３の態様の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記弁は発電設備におけるタービンに至る管路である主蒸気管路又は再熱蒸気管路に配設された主蒸気止弁又は再熱蒸気止弁であることを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【００２１】
本発明の第５の態様は、
上記第１乃至第４の態様の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記弁が配設された管路が２系統構成してあり、一方の系統における前記弁の閉乃至開動作は他方の系統の弁が全開乃至全閉状態であることを条件とするようにしたことを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【００２２】
本発明の第６の態様は、
上記第１乃至第５の態様の何れか一つに記載する弁の開閉時間の自動測定装置において、
前記第１の検出手段は第１のフリップフロップ回路のセット機能を利用して構成するとともに、前記第２の検出手段は前記第１のフリップフロップ回路のリセット機能を利用して構成する一方、
前記第３の検出手段は第２のフリップフロップ回路のセット機能を利用して構成するとともに、前記第４の検出手段は前記第２のフリップフロップ回路のリセット機能を利用して構成したことを特徴とする弁の開閉時間の自動測定装置にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、弁の閉乃至開動作の開始時点と終了時点とをそれぞれ検出してその間の経過時間を第１の測定手段で測定するとともに、弁の開乃至閉動作の開始時点と終了時点とをそれぞれ検出してその間の経過時間を第２の測定手段で測定することができるので、前記弁の動作時間を自動的に正確に測定することができる。この結果、時系列的な正確な動作時間の情報を得ることができ、保守・点検の際の有用な情報を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２５】
図１は本発明の実施の形態に係る弁の開閉時間の自動測定装置を、主蒸気止弁の開閉制御系とともに示すブロック線図である。同図に示すように、本形態は図２に示す発電設備に適用されるものであり、しかも主蒸気止弁の開閉制御系は図３と同一である。そこで、図中、図２及び図３と同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、残りの主蒸気止弁１６及び再熱蒸気止弁１７，１８に関する開閉時間の自動測定装置も同様に構成されている。そこで、代表して主蒸気止弁１５に関する自動測定装置を説明することにより他の自動測定装置の説明に代える。
【００２６】
図１に示すように、アンド回路２１はその出力の立ち上がりで主蒸気止弁１５を閉駆動する電磁弁を励磁するとともにワンショット回路２５を動作させてワンショットパルス信号Ｓ１を出力させる。フリップフロップ回路２６はワンショットパルス信号Ｓ１の立ち上がりでセットされる。
【００２７】
ここで、アンド回路２１は、主蒸気止弁１５の操作スイッチ（ＣＯＳ）を操作して主蒸気止弁１５の閉操作を選択した場合、主蒸気止弁１６が全開状態であることを条件として出力が立ち上がり「１」となる。この結果、フリップフロップ回路２６はそのセット機能で前記電磁弁の励磁による主蒸気止弁１５の閉動作の開始時点を検出する。一方、フリップフロップ回路２６は主蒸気止弁１５が全閉状態になったとき出力される全閉信号Ｓ２でリセットされる。この結果、フリップフロップ回路２６はそのリセット機能で主蒸気止弁１５の閉動作の終了時点を検出する。
【００２８】
かくして、フリップフロップ回路２６は、主蒸気止弁１５の閉動作の開始から全閉状態に至る間隔を表わす閉動作信号Ｓ３を出力する。
【００２９】
測定タイマ２７は閉動作信号Ｓ３に基づきその立ち上がり時点から立ち下がり時点までの時間で表わされる主蒸気止弁１５の閉動作時間を計時してこの時間を表わす閉動作時間信号Ｓ４を送出する。図中の表示（１）が主蒸気止弁１５の閉動作時間を意味する。
【００３０】
オンディレータイマ２８は閉動作信号Ｓ３の立ち上がりを予め定めた所定時間遅延させて警報信号Ｓ５を発生し、この警報信号Ｓ５で警報ＡＮＮ（１）を発する。ここで、所定の遅延時間ＤＴ１は標準的な閉動作時間ＣＴ（例えば６秒）よりも若干長い時間（例えば７秒）に設定しておく。したがって、閉動作信号Ｓ３が遅延時間ＤＴ１を超えて立ち下がらない場合、すなわち閉動作が遅延時間ＤＴ１を経過しても完了しない場合には異常と判断して警報ＡＮＮ（１）を発する。
【００３１】
一方、メモリ２９は標準的な閉動作時間ＣＴを記憶している。減算器３０はメモリ２９が記憶している閉動作時間ＣＴから閉動作時間信号Ｓ４が表わす閉動作時間を減算する。かくして閉動作余裕時間を算出し、これを表わす閉動作余裕時間信号Ｓ６を送出する。図中の表示（２）が閉動作余裕時間を表わす。ここで、閉動作余裕時間はその値が大きい程、閉動作が迅速に行われていることを示す指標となる。かかる指標は主蒸気止弁１５の各部品の劣化の程度を表すものとして、部品等の取替え時期等の情報として資することができる。
【００３２】
かかる構成により主蒸気止弁１５の操作スイッチ（ＣＯＳ）を閉操作して開始される主蒸気止弁１５に閉動作に要した閉動作時間が自動計測される。
【００３３】
アンド回路３１はワンショット回路３３が出力するワンショット信号Ｓ７と主蒸気止弁１５が全閉状態であることを表わす全閉信号Ｓ２とのアンド論理が成立した時点でフリップフロップ回路３４をセットするセット信号Ｓ８を出力する。ここで、ワンショット回路３３は、操作スイッチ（ＣＯＳ）を操作（ステップＳＴ１）して主蒸気止弁１５の復帰（開）操作を選択することにより主蒸気止弁１５を開閉する電磁弁を無励磁状態（ステップＳＴ３）にした場合に動作する。操作スイッチ（ＣＯＳ）の復帰（開）操作によりアンド回路２１の出力が立ち下って「０」となるが、ノット回路３２で反転されてワンショット回路３３に供給されるからである。すなわち、フリップフロップ回路３４は主蒸気止弁１５が全閉状態において、操作スイッチ（ＣＯＳ）の復帰（開）操作により主蒸気止弁１５の開動作が開始された時点でセット信号Ｓ８によりセットされる。この結果、フリップフロップ回路３４はそのセット機能で前記電磁弁の無励磁による主蒸気止弁１５の開動作の開始時点を検出する。一方、フリップフロップ回路３４は主蒸気止弁１５が全開状態になったとき出力される全開信号Ｓ９でリセットされる。この結果、フリップフロップ回路３４はそのリセット機能で主蒸気止弁１５の開動作の終了時点を検出する。
【００３４】
かくして、フリップフロップ回路３４は、主蒸気止弁１５の開動作の開始から全開状態に至る間隔を表わす開動作信号Ｓ１０を出力する。
【００３５】
測定タイマ３５は開動作信号Ｓ１０に基づきその立ち上がり時点から立ち下がり時点までの時間で表わされる主蒸気止弁１５の開動作時間を計時してこの時間を表わす開動作時間信号Ｓ１１を送出する。図中の表示（３）が主蒸気止弁１５の開動作時間を意味する。
【００３６】
オンディレータイマ３８は開動作信号Ｓ１０の立ち上がりを予め定めた所定時間遅延させて警報信号Ｓ１２を発生し、この警報信号Ｓ１２で警報ＡＮＮ（２）を発する。ここで、所定の遅延時間ＤＴ２は標準的な閉動作時間ＣＴ（例えば５秒）よりも若干長い時間（例えば６秒）に設定しておく。したがって、開動作信号Ｓ１０が遅延時間ＤＴ２を超えて立ち下がらない場合、すなわち開動作が遅延時間ＤＴ２を経過しても完了しない場合には異常と判断して警報ＡＮＮ（２）を発する。
【００３７】
一方、メモリ３６は標準的な開動作時間ＯＴを記憶している。減算器３７はメモリ３６が記憶している開動作時間ＯＴから開動作時間信号Ｓ１１が表わす開動作時間を減算する。かくして開動作余裕時間を算出し、これを表わす開動作余裕時間信号Ｓ１３を送出する。図中の表示（４）が開動作余裕時間を表わす。ここで、開動作余裕時間は、閉動作余裕時間と同様に、その値が大きい程、開動作が迅速に行われていることを示す指標となる。したがって、かかる指標も主蒸気止弁１５の各部品の劣化の程度を表すものとして、部品等の取替え時期等の情報として資することができる。
【００３８】
かかる構成により主蒸気止弁１５の操作スイッチ（ＣＯＳ）を復帰（開）操作して開始される主蒸気止弁１５に開動作に要した開動作時間が自動計測される。
【００３９】
なお、上記実施の形態におけるオンディレータイマ２８，３８等からなる警報発生手段は必ずしも必要ではない。ただ、かかる警報発生手段により主蒸気止弁１５の異常を的確に認識することができる。同様に、メモリ２９，３６及び減算器３０，３７等からなる余裕時間測定手段も必ずしも必要ではない。ただ、かかる余裕時間測定手段により主蒸気止弁１５を構成する部品等の経年的な状態を的確に把握することができる。
【００４０】
また、上記実施の形態は発電設備の主蒸気止弁乃至再熱蒸気止弁の開閉動作時間を測定する場合であるが、本発明がこれに限定されるものでないことは論を俟たない。流体が流通する管路に配設された弁の閉乃至開動作を電磁弁の励磁により開始するとともに、前記電磁弁の無励磁により逆に前記弁の開乃至閉動作を開始するように制御される弁であれば、制限なく適用し得る。
【００４１】
さらに、電磁弁の励磁による弁の閉乃至開動作の開始時点を検出する検出手段乃至前記弁の全閉乃至全開状態の検出による閉乃至開動作の終了時点を検出する検出手段をフリップフロップ回路で構成する場合に限るものでもない。かかる機能を実現することができれば他の回路手段で構成することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は発電設備の製造・販売乃至運用・保守を行なう産業分野において有効に利用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態に係る主蒸気止弁の開閉時間の自動測定装置を、主蒸気止弁の開閉制御系とともに示すブロック線図である。
【図２】汽力発電の発電設備の一例を示すシステム構成図である。
【図３】従来技術に係る主蒸気止弁の開閉制御系を示すブロック線図である。
【符号の説明】
【００４４】
１５，１６              主蒸気止弁
２１，３１              アンド回路
２４，３２              ノット回路
２５，３３              ワンショット回路
２６，３４              フリップフロップ回路
２７，３５              測定タイマ
２８，３８              オンディレータイマ
２９，３６              メモリ
３０，３７              減算器
【図１】
2008303719.tif 000003
【図２】
2008303719.tif 000004
【図３】
2008303719.tif 000005