(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械の回転軸に設けられた非常調速機と、トリップフィンガー及びトリップロッドで構成されたラッチ機構とを具備し、前記ターボ機械の回転軸が設定回転数を超えて回転し前記非常調速機に遠心力が加わった際に当該非常調速機と前記トリップフィンガーとが接触し、前記ラッチ機構が外れて前記トリップロッドを移動する異常検出部によって異常を検出し、前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置において、
前記トリップロッドの移動を機械的に検出して電気的な異常信号を発生させる検出装置と、前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記シリンダ内から前記作動油を排出する電磁弁とを設け、
前記検出装置からの電気的な異常信号に基づいて、前記電磁弁を電気的に動作させ、前記シリンダ内の作動油を排出させて前記蒸気弁を閉じるよう構成し、
かつ、前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路とを有し、前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入することにより、前記蒸気弁を閉じるよう構成したことを特徴とするターボ機械の保安装置。
【請求項２】
前記電磁弁と前記カートリッジ弁とが夫々複数設けられていることを特徴とする請求項１記載のターボ機械の保安装置。
【請求項３】
前記電磁弁が駆動用のコイルを複数個具備したことを特徴とする請求項１又は２記載のターボ機械の保安装置。
【請求項４】
ターボ機械の異常を異常検出部で検出して電気的な異常信号を発し、この電気的な異常信号により前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置において、
前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記異常信号に基づいて動作する電磁弁と、
前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、
前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、
前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路と
を具備したことを特徴とするターボ機械の保安装置。
【請求項５】
前記電磁弁と前記カートリッジ弁とが夫々複数設けられていることを特徴とする請求項４記載のターボ機械の保安装置。
【請求項６】
前記電磁弁が駆動用のコイルを複数個具備したことを特徴とする請求項４又は５記載のターボ機械の保安装置。
【請求項７】
蒸気によって回転し発電するターボ機械と、前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁とを具備した発電設備において、
前記ターボ機械の異常を異常検出部で検出して電気的な異常信号を発し、この電気的な異常信号により前記蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置であって、
前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記異常信号に基づいて動作する電磁弁と、
前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、
前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、
前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路と
を具備したターボ機械の保安装置を有することを特徴とする発電設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電施設における蒸気タービン等のターボ機械の異常を検知してターボ機械を停止させるターボ機械の保安装置及び発電設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービン等のターボ機械を使用する発電設備等では、異常現象、故障のほか伸び差、振動大、低圧排気、室温度高、軸受油圧低、主油ポンプ吐出圧低、ボイラ・発電機故障などの現象を検出し、事故を未然に防止するか又は事故による損傷を最小限におさえる目的で、各種保安装置が設けられている。これらの中でも、タービン回転数異常上昇が最も重要な項目であるため、タービン回転数異常上昇を検出して停止させる保安装置が設けられている。
【０００３】
従来のターボ機械の保安装置では、一般的に信号の伝送手段として油圧信号による伝送手段が使用されている。図７は、このようなターボ機械の保安装置の構成を示すもので、同図において符号１は非常調速機、符号２は非常調速機１と対に設置された非常トリップ装置を示している。非常調速機１は、蒸気タービンの回転軸に一体に組み込まれた偏心リング（または飛び出しピン）を具備している。また、非常トリップ装置２は、トリップフィンガー３と、トリップロッド４とによって構成されたラッチ機構５を具備している。
【０００４】
蒸気タービンの回転数が設定回転数以上に上昇した場合は、蒸気タービンの回転軸に一体に組み込まれた非常調速機１の偏心リング（または飛び出しピン）にも遠心力が生じ、その偏心リングが機械的な変位となって移動する。この偏心リングの機械的な変位（機械信号）が一定以上になると、偏心リングは、非常トリップ装置２のトリップフィンガー３との微小間隙を食いつぶしてこのトリップフィンガー３と接触し、トリップフィンガー３とトリップロッド４で構成されたラッチ機構５を外し、結果的にトリップロッド４が非常調速機１側に押し出され、トリップロッド４の機械的な変位（機械信号）として検出される。この機機械式トリップ装置のトリップロッド４の移動は、機械式トリップ弁１０によって検出され油圧信号に変換される。
【０００５】
この油圧信号が、ロックアウト弁１１及びマスタートリップ弁１２等からなる油圧系統を介して図示しない主蒸気止め弁を駆動する油圧駆動機構等に伝えられ、主蒸気止め弁を閉じるよう構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開昭61―114009
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した従来のターボ機械における保安装置では、信号の伝送手段として油圧信号による伝送手段が使用されており、信頼度の高いシステムであるが、油圧を用いるために機器構成が複雑となる、高圧の油圧を用いることから油が漏洩する可能性がある、伝達速度等の性能向上に限界がある、という課題があった。
【０００７】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、従来に比べて機器構成を簡易化することができるとともに、信頼性の向上を図ることのできるターボ機械の保安装置及び発電設備を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のターボ機械の保安装置は、ターボ機械の回転軸に設けられた非常調速機と、トリップフィンガー及びトリップロッドで構成されたラッチ機構とを具備し、前記ターボ機械の回転軸が設定回転数を超えて回転し前記非常調速機に遠心力が加わった際に当該非常調速機と前記トリップフィンガーとが接触し、前記ラッチ機構が外れて前記トリップロッドを移動する異常検出部によって異常を検出し、前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置において、前記トリップロッドの移動を機械的に検出して電気的な異常信号を発生させる検出装置と、前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記シリンダ内から前記作動油を排出する電磁弁とを設け、前記検出装置からの電気的な異常信号に基づいて、前記電磁弁を電気的に動作させ、前記シリンダ内の作動油を排出させて前記蒸気弁を閉じるよう構成し、かつ、前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路とを有し、前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入することにより、前記蒸気弁を閉じるよう構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の他のターボ機械の保安装置は、ターボ機械の異常を異常検出部で検出して電気的な異常信号を発し、この電気的な異常信号により前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置において、前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記異常信号に基づいて動作する電磁弁と、前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
本発明の発電設備は、蒸気によって回転し発電するターボ機械と、前記ターボ機械の蒸気入口に設置された蒸気弁とを具備した発電設備において、前記ターボ機械の異常を異常検出部で検出して電気的な異常信号を発し、この電気的な異常信号により前記蒸気弁を閉じて前記ターボ機械への蒸気流入を遮断するターボ機械の保安装置であって、前記蒸気弁を開閉するピストン及びシリンダと当該シリンダ内への作動油の導入、排出を行う油圧系統とからなる駆動装置に一体的に設置され、前記異常信号に基づいて動作する電磁弁と、前記シリンダ内の前記ピストンの一方側から前記作動油を排出し、一旦前記シリンダ内の前記ピストンの他方側へ導入するための油路と、前記油路に介挿され前記電磁弁の動作に連動して開動作するカートリッジ弁と、前記作動油を前記ピストンの他方側から排出するための排出用油路とを具備したターボ機械の保安装置を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のターボ機器の保安装置及び発電設備によれば、従来に比べて機器構成を簡易化することができるとともに、信頼性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の詳細を、図面を参照して一実施形態について説明する。
【００１３】
まず、ターボ機械が設けられた発電設備の構成を図６を参照して説明する。ここでターボ機械とは蒸気タービンを示しており、以下の実施形態の保安装置はこの蒸気タービンに設置されるものであり、各実施形態では図６に示す系統の説明は省略している。
【００１４】
同図において、符号１００はボイラーを示しており、このボイラー１００からの蒸気は主蒸気止め弁１０１、蒸気加減弁１０２を通過し、高圧タービン１１０で仕事をしたあと、逆止弁１０７を経由して再びボイラー１００の再熱器にて加熱され、再熱蒸気止め弁１０３、インターセプト弁１０４を経て中圧タービン１１１、低圧タービン１１２へ流入し仕事をする。低圧タービン１１２で仕事をした後の蒸気は、復水器１１３にて水に戻され、給水ポンプ１１４にて昇圧されて再びボイラー１００に供給されるように循環する。
【００１５】
また、プラントの運用効率を高めるために、プラントによっては、主蒸気止め弁１０１の前からボイラー１００の再熱器の前に接続された高圧タービンバイパス弁１０５や、ボイラー１００の再熱器の後から復水器１１３に接続された低圧タービンバイパス弁１０６が設置され、タービンの運転に係わらずボイラー系統単独の循環運転ができるようになっている。ここで図６は代表的な蒸気タービン発電設備であるが、この発電設備に図示しないガスタービンを組み合わせて一軸型や多軸型コンバインドサイクルとして運用することができることは勿論である。
【００１６】
前述の如く、蒸気タービンにおいては、様々な異常事象を早期に検出して、安全に運用することが求められており、これらの異常事象の中でも蒸気タービン回転数異常上昇が最も重要な項目である。図１は、このような蒸気タービン回転数異常上昇を検出するための異常検出部の構成を示し、図２は蒸気タービンへのエネルギ流入を遮断する蒸気弁の駆動装置の構成を示している。
【００１７】
図１において、符号１は非常調速機、符号２は非常調速機１と対に設置された非常トリップ装置を示している。非常調速機１は、蒸気タービンの回転軸に一体に組み込まれた偏心リング（または飛び出しピン）を具備している。また、非常トリップ装置２は、トリップフィンガー３と、トリップロッド４とによって構成されたラッチ機構５を具備している。蒸気タービンの回転数が設定回転数以上に上昇した場合は、蒸気タービンの回転軸に一体に組み込まれた非常調速機１の偏心リング（または飛び出しピン）にも遠心力が生じ、その偏心リングが機械的な変位となって移動する。この偏心リングの機械的な変位（機械信号）が一定以上になると、偏心リングは、非常トリップ装置２のトリップフィンガー３との微小間隙を食いつぶしてこのトリップフィンガー３と接触し、トリップフィンガー３とトリップロッド４で構成されたラッチ機構５を外し、トリップロッド４が非常調速機１側に押し出され、トリップロッド４の機械的な変位（機械信号）として検出される。
【００１８】
押し出されたトリップロッド４の端部にはリミットスイッチ６が設置されており、トリップロッド４の機械的な変位（機械信号）を電気信号に変換する。ここでリミットスイッチ６は少なくとも１個あれば目的を達成するが、信頼性向上を目的に複数、例えば３個設置しても良い。
【００１９】
なお、図１の装置では、非常調速機１の運転中における作動確認試験ができるように油を供給するためのオイルトリップ電磁弁７や、その試験後に非常トリップ装置２を元の位置に戻すためのリセット電磁弁８が設置され、また非常時に人間が操作してタービンを緊急停止するためのトリップハンドル９が設置されている。トリップハンドル９は手前に引くことにより、トリップフィンガー３のラッチ機構５を外すように構成されている。
【００２０】
上記構成の機器は、非常調速機１で検出した蒸気タービンの回転数上昇を、油圧信号による伝達手段を介在することなく機械的に検出し、電気信号に変換するものである。
【００２１】
リミットスイッチ６からの電気信号（接点信号）は、図示しないシーケンス回路装置に伝達され、シーケンス回路装置からの出力電気信号は、図２に示す蒸気弁２００の駆動装置２０に設置された急速作動電磁弁２１、２３に伝達される。急速作動電磁弁２１、２３は、蒸気タービンのあらゆる異常時に蒸気タービンに流入する蒸気（流入エネルギー）を遮断する重要な機器である。このため、急速作動電磁弁２１、２３に印加される電気信号は、蒸気タービンの通常運転時には常時励磁状態、一方、リミットスイッチ６が作動して電気信号が伝達されたような異常時には無励磁状態となるようにシーケンス回路装置から印加される。
【００２２】
また、さらなる信頼性を得る方法として、以下のような方法がある。
【００２３】
まず、急速作動電磁弁２１、２３を複数、例えば夫々２台設置する方法がある。この場合は、シーケンス回路装置から急速作動電磁弁２１、２３に出力される電気信号の供給方法としては、２台の急速作動電磁弁２１、２３への電気結線を直列に接続する方法、個々の急速作動電磁弁２１、２３に同一信号を同時に印加するよう並列結線する方法がある。並列結線の場合には同時印加または最初の１台目の動作が成功した場合には２台目は動作させないような優先順位を設ける方法、交互に動作させるような順番を設ける方法、互いにわずかな時間差を設けて印加（実際の異常時には無励磁となるため、わずかな時間差を設けて解磁することを意味する）する方法がある。
【００２４】
また、急速作動電磁弁２１、２３の各々１台について内蔵されるコイル２２、２４を複数、例えば２個（コイル２２ａ，２２ｂ及びコイル２４ａ，２４ｂ）とする方法がある。このように２個内蔵の場合には、２個のコイルを直列に接続して直列結線する方法、個々のコイルに同一信号を同時に印加するよう並列結線する方法がある。並列結線の場合には同時印加または最初の１個目の動作が成功した場合には２個目は動作させないような優先順位を設ける方法、交互に動作させるような順番を設ける方法、互いにわずかな時間差を設けて印加（実際の異常時には無励磁となるため、わずかな時間差を設けて解磁することを意味する）する方法がある。
【００２５】
さらにコイル２２、２４の結線に関しては、通常運転中は常時励磁であることから、印加電圧値（または電流値）を１００％とする場合又は例えば５０％等個々のコイルに分割した電圧値（または電流値）と設定することで、当該コイル２２、２４の延命化を達成することができる。これらコイル２２、２４の構成については、以上説明した構成の他、信頼性と延命化が達成できるものであればどのような構成としても良い。
【００２６】
次に、図２に示す蒸気弁２００の駆動装置２０部分の構成について説明する。蒸気弁２００はたとえば主蒸気止め弁を示し、起動時等の蒸気流量制御を行うべく副弁を内蔵しており、サーボ弁を用いて弁位置の制御が可能な機構となっている。主弁２０１の上流には蒸気圧力が作用しており、主弁２０１に直結された駆動ピストン２０２の下部シリンダ２０４内に油が蓄積されて駆動ピストン２０２の下部に油圧が作用することにより、蒸気圧力に打ち勝って主弁２０１を開弁する。一方蒸気タービンの異常時には、駆動ピストン２０２の下部シリンダ２０４に蓄積された油を排出すれば主弁２０１は閉弁するように動作する。
【００２７】
ここで、蒸気タービンの大容量（出力）化に伴いこれら蒸気弁２００の主弁口径も大口径化し、また蒸気圧力も高圧化傾向にあることから、駆動装置２０に供給される油圧は蒸気弁２００を駆動するための駆動力および異常発生時の急閉特性等の基本的な性能を発揮するために高圧油圧が望ましく、その油圧は３ＭＰａ以上が好ましく、更には１１ＭＰａや１７ＭＰａ、３５ＭＰａ又はそれ以上の高圧油圧とすることが好ましい。
【００２８】
図２において、図示しない油圧発生装置から供給された作動油２５は、その駆動装置２０入口の油フィルター２６を介して流入し、駆動装置２０内部で接続された油路にて２本に分岐される。
【００２９】
分岐された１本は、蒸気弁２００の蒸気流量制御機能を司るサーボ弁２７に供給され、図示しないタービン制御装置からの弁位置制御信号に従いサーボ弁２７を通過した作動油２５は、駆動ピストン２０２下部とカートリッジ弁２８、２９のＡポート（一次側）に同時に供給される。駆動ピストン２０２は、サーボ弁２７を通過した作動油２５により開閉動作を行う。サーボ弁２７は、図示しないタービン制御装置からの制御信号をコイル３５に受けて制御され、当該サーボ弁２７のパイロット油は油フィルター２６の上流から分岐し、専用の油フィルター３８を介して供給されている。
【００３０】
分岐された残りの１本は、駆動装置２０内部で再び２本に分岐されると、それぞれのラインに設置された急速作動電磁弁２１、２３に接続される。通常運転中の急速作動電磁弁２１、２３は励磁状態であることから、作動油２５はそれぞれの急速作動電磁弁２１、２３を通過し、それぞれに接続されたカートリッジ弁２８、２９の二次側に供給される。これらサーボ弁２７を通過しカートリッジ弁２８、２９の一次側に供給された作動油２５と急速作動電磁弁２１、２３を通過しカートリッジ弁２８、２９の二次側に供給された作動油２５は、カートリッジ弁２８、２９の弁体３０、３１に同時に作用するため、力がバランスしカートリッジ弁２８、２９の弁体３０、３１は移動することはない。
【００３１】
ここで、図１に示した異常検出部で異常を検出しリミットスイッチ６から電気信号が発生すると、この信号はシーケンス回路装置に伝達され、シーケンス回路装置からの出力電気信号は、図２に示す蒸気弁２００の駆動装置２０に設置された急速作動電磁弁２１、２３に伝達される。
【００３２】
常時励磁状態の急速作動電磁弁２１、２３が無励磁状態になると、それまで急速作動電磁弁２１、２３を通過しカートリッジ弁２８、２９の二次側に供給されていた作動油２５は、急速作動電磁弁２１、２３に連動して排油３２（ドレン）されるため、カートリッジ弁２８、２９は、サーボ弁２７を通過しカートリッジ弁２８、２９の一次側に供給された作動油２５の油圧力に押し戻されＡポートが開口するように移動する。この結果、カートリッジ弁２８、２９のＡポートと同じラインの駆動ピストン２０２の下部シリンダ２０４に蓄積された作動油は、カートリッジ弁２８、２９のＢポートから排出され蒸気弁２００は閉弁する。
【００３３】
この時、図２に示されるように、カートリッジ弁２８、２９のＢポートは、駆動装置２０の駆動ピストン２０２の上部に位置する上部シリンダ２０５に接続されているので、このシリンダ２０３内の駆動ピストン２０２の上部シリンダ２０５にカートリッジ弁２８、２９のＢポートからの作動油が流入し、駆動ピストン２０２の上部シリンダ２０５を経由して排油３２（ドレン）される。このように、シリンダ２０３内の駆動ピストン２０２の下部シリンダ２０４に蓄積された作動油を一旦駆動ピストン２０２の上部シリンダ２０５に流入させることにより、駆動ピストン２０２を押し下げる作用が生じ、またドレンタンクとして作用するので、より急速にかつ確実に蒸気弁２００を閉弁することができる。
【００３４】
なお、カートリッジ弁２８、２９の二次側にはカートリッジ弁２８、２９の弁体３０、３１のリセットバネ３３、３４が組み込まれており、カートリッジ弁２８、２９のＡポートの油圧が消滅すればカートリッジ弁２８、２９の弁体３０、３１はリセットバネ３３、３４の力により自動的にＡポートの開口を塞ぐように全閉状態に戻される。
【００３５】
このような、急速作動電磁弁２１、２３が無励磁状態に動作したとき、サーボ弁２７を介して供給していた駆動ピストン２０２への油は、図示しないタービン制御装置からの制御信号にて、作動油２５の供給を遮断するようにサーボ弁２７を動作させることができる。また、急速作動電磁弁２１、２３の動作と同時期にサーボ弁２７を介して、カートリッジ弁２８、２９のＡポートと同じラインから排油されるように動作し蒸気弁２００の急速閉弁動作すなわち駆動ピストン２０２の下部シリンダ２０４から排油することを助勢することができる。
【００３６】
そして、再び急速作動電磁弁２１、２３が励磁動作に戻った場合には、図示しないタービン制御装置からの制御信号にて、サーボ弁２７を介して再び駆動ピストン２０２へ油を供給することができる。
【００３７】
なお、図３は、蒸気弁２００の外観の概略構成を示すもので、蒸気弁２００の下部には内部に駆動ピストン２０２を収納したシリンダ２０３が設けられており、上述した駆動装置２０の急速作動電磁弁２１、２３等は、このシリンダ２０３の外側部分に一体的に設けられている。蒸気弁２００の高さは例えば３ｍ程度、直径は例えば２ｍ程度である。
【００３８】
上記実施形態では、蒸気タービンの異常な回転数上昇を、非常調速機１及び非常トリップ装置２によって機械的に検出し、この検出信号をリミットスイッチ６によって電気信号に変換して、油圧信号による伝達手段を介在することなく蒸気弁２００の駆動装置２０に伝達する。したがって、従来に比べて機器構成を簡易化することができるとともに、油漏洩等の二次的な不適合の発生も無く、応答時間の短縮や異常検出装置や異常検出信号の多重化が容易であることから信頼性の向上を図ることができる。また、従来からある非常調速機１及び非常トリップ装置２を利用して保安装置を構成することができるので、設備の大幅な変更を必要とすることもない。
【００３９】
図２に示した蒸気弁２００の駆動装置２０は、サーボ弁２７を具備し、弁位置制御機能を有するものであったが、蒸気弁の用途によっては単なるオン／オフ機能のものもあり、このオン／オフ機能の蒸気弁３００の場合の駆動装置４０を図４に示す。なお、図２と同一機能の部品には同一符号付して重複した説明は省略する。
【００４０】
図４に示す駆動装置４０は、図２に示すサーボ弁２７を、テスト電磁弁３６に置き変えたものであり、常時無励磁にて運用される。テスト電磁弁３６は、通常運転中に蒸気弁３００の弁棒固着事象を防止する目的で実施される弁テスト時に励磁し、駆動ピストン３０２の下部シリンダ３０４内の油をゆっくり排出することで蒸気弁３００の主弁３０１を閉弁するように動作する。蒸気弁３００の主弁３０１が全閉した後、当該テスト電磁弁３６を無励磁とすることで再びゆっくりと開弁し弁テストは終了となる。また、弁テスト中に主弁３０１が途中開度まで閉弁した時点で、当該テスト電磁弁３６を無励磁とすると、その後主弁３０１は全開するように動作する。すなわち、当該テスト電磁弁３６の励磁方法によっては、主弁３０１の半閉テストや全閉テストが選択できる。
【００４１】
このように動作するオン／オフ機能の蒸気弁３００の駆動装置４０であるが、急速作動電磁弁２１、２３に係わる動作は、前述の図２に示すサーボ弁２７を設置した場合と同一である。
【００４２】
次に、図５を参照して他の実施形態について説明する。図１に示した実施形態では、蒸気タービンの回転数が設定回転数以上に上昇した場合、機械的な変位を検出して電気信号に変換したが、本実施形態は蒸気タービンの回転数を直接検出して電気信号に変換するものである。
【００４３】
蒸気タービン１１０回転軸１１０ａに、歯数が１００枚程度の歯車５０が設置されており、この歯車５０に対向し、数ｍｍ程度の微小間隙を有して対となる状態に、電磁ピックアップ５１が組み立てられている。タービンの回転数に応じ、電磁ピックアップ５１から正弦波の周波数出力が得られ、この出力は図示しない比較演算制御装置に伝達される。
【００４４】
比較演算制御装置では、周波数を電圧またはデジタルカウント数に変換し、蒸気タービンの回転数が異常状態と判定される所定の設定回転数相当値と比較演算される。そして、設定回転数相当値以上の場合、図２に示す蒸気弁２００の駆動装置２０に設置された急速作動電磁弁２１、２３或いは、図４に示す蒸気弁３００の駆動装置４０に設置された急速作動電磁弁２１、２３に、異常時には無励磁状態となるように比較演算制御装置からの信号が印加され、これによって、蒸気弁２００、蒸気弁３００を閉弁する。
【００４５】
なお、電磁ピックアップ５１は少なくとも１個あれば目的を達成するが、信頼性向上を目的に複数、例えば３個設置しても良い。また、複数の電磁ピックアップのグループとそのグループに組み合わされる複数の比較演算制御装置を設置することにより比較演算制御装置からの出力信号の信頼性を向上することもできる。
【００４６】
上記の実施形態では、蒸気タービンの回転数異常上昇を検出する場合について説明したが、蒸気タービンでは、タービン回転数異常上昇事象以外にも蒸気タービンの伸び差、振動大、低圧排気室温度高、軸受油圧低、主油ポンプ吐出圧低、ボイラ・発電機故障などの現象が発生すれば、事故を未然に防止するかまたは事故による損傷を最小限に抑えるため、蒸気タービンへのエネルギ流入を遮断する必要がある。
【００４７】
これら異常を検出する異常検出装置からの電気信号を、油圧信号による伝達手段を介在することなく、その検出された電気信号の仕様によりシーケンス回路装置または比較演算制御装置を経由した後、急速作動電磁弁２１、２３に印加し、蒸気弁２００、蒸気弁３００を閉弁するよう構成することもできる。
【００４８】
以上説明した本発明の実施形態では、ターボ機械の異常な状態を検出した検出信号を、油圧信号による伝達手段を介在することなく電気信号として伝達するので、従来に比べて機器構成を簡易化することができるとともに、油漏洩等の二次的な不適合の発生も無く、応答時間の短縮や異常検出装置や異常検出信号の多重化が容易であることから信頼性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態における異常検出部の構成を示す図。
【図２】本発明の一実施形態における蒸気弁の駆動装置の構成を示す図。
【図３】蒸気弁及び蒸気弁の駆動装置の外観の概略構成を示す図。
【図４】図２に示す蒸気弁の駆動装置の変形例の構成を示す図。
【図５】本発明の他の実施形態における異常検出部の構成を示す図。
【図６】ターボ機械が設けられた発電設備の構成を示す系統図。
【図７】従来のターボ機械の保安装置の構成を示す図。
【符号の説明】
【００５０】
１…非常調速機、２…非常トリップ装置、３…トリップフィンガー、４…トリップロッド、５…ラッチ機構、６…リミットスイッチ。
【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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【図７】
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