(57)【要約】【課題】蒸気タービンの運転中、異常事態が発生したとき、蒸気弁をより早く、確実に閉弁させて事故を未然に防止する蒸気タービンの保安装置を提供する。【解決手段】本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、蒸気弁２０を駆動する油筒２４に圧力油を供給する非常油ライン２７から分岐し、再び前記非常油ライン２７に接続するパイロット圧油ライン２８に保安系２１を備えた蒸気タービンの保安装置において、前記保安系２１は、電磁弁２９ａ，２９ｂ、ロジック弁３３ａ，３３ｂを備えて多重化するとともに、蒸気タービンに異常事態が発生したとき、前記電磁弁２９ａ，２９ｂに設けたソレノイド３１ａ１，３１ａ２…を励磁させて前記蒸気弁２０を閉弁させるトリップ回路３２を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気弁を駆動する油筒に圧力油を供給する非常油ラインから分岐し、再び前記非常油ラインに接続するパイロット圧油ラインに保安系を備えた蒸気タービンの保安装置において、前記保安系は、電磁弁およびロジック弁を備えて多重化するとともに、蒸気タービンに異常事態が発生したとき前記電磁弁に設けたソレノイドを励磁させて前記蒸気弁を閉弁させるトリップ回路を備えたことを特徴とする蒸気タービンの保安装置。
【請求項２】
多重化した保安系は、並列配置に構成することを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項３】
多重化し、並列配置の保安系は、互いを接続させるバイパスパイロット圧油ラインを電磁弁の出口側に設けたことを特徴とする請求項２記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項４】
電磁弁は、１つに対し、複数のソレノイドを備え、これら複数のソレノイド毎にトリップ回路のトリップリレーを介して励磁電流が与えられる一方、前記トリップリレーのうち、一つのものにＤＣ／ＤＣ電源を接続させるとともに、別のものにＡＣ／ＣＤ電源を接続させる構成にしたことを特徴とする請求項１記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項５】
ソレノイドは、励磁電流を検出する電流検出器と、検出した実励磁電流値を分流させた１つを表示する電流表示器と、残りを予め定められた設定値と比較し、設定値よりも実励磁電流の方が低いとき、励磁電流を遮断して無励磁を表示させる手段とを備えたことを特徴とする請求項１または４記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項６】
トリップ回路は、蒸気タービンの運転中、蒸気弁の閉弁をテストするテスト回路を備えたことを特徴とする請求項４記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項７】
テスト回路は、テストロジックからの指令によって作動するソレノイドテストリレーと、このソレノイドテストリレーの指令によってＤＣ／ＤＣ電源およびＡＣ／ＤＣ電源のうち、いずれかからの励磁電流を与えてソレノイドを励磁させるトリップリレーを備えたことを特徴とする請求項６記載の蒸気タービンの保安装置。
【請求項８】
蒸気弁を駆動する油筒の圧力油を給排させる保安系を多重化し、多重化した保安系の電磁弁に設けたソレノイドを作動させる際、前記ソレノイドにＤＣ／ＤＣ電源およびＡＣ／ＤＣ電源のうち、いずれかから与えられる実励磁電流値を表示するとともに、与えられた実励磁電流値が予め定められた設定値と比較し、前記与えられた実励磁電流値が前記設定値よりも低いとき、前記ソレノイドが作動していないと確認することを特徴とする蒸気タービンの保安装置作動有無確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸気タービンの運転中、オーバースピードや振動等が発生し、運転の継続ができなくなるような異常事態が発生したとき、蒸気弁を急閉させて事故の発生を未然に防止する蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、蒸気タービンは、多くの機器に保安装置を設け、運転中に異常事態が発生したとき、迅速に対処できるようにしており、その１つに蒸気弁がある。
【０００３】
図６は、蒸気タービンに適用する、例えば、主蒸気止め弁等の蒸気弁を示している。この蒸気弁は、弁ケーシング１内に収容する弁体２に接続する弁棒３と、弁体２を弁座２ａに対し進退させる油筒５を備えている。
【０００４】
油筒５は、弁棒３に接続するピストン５ａとスプリング４とを収容し、供給された高圧油の押圧力をピストン５ａに与え、その押圧力を駆動力に変え、スプリング４の復原力に抗して弁座２ａから弁体２を開弁させている。
【０００５】
また、油筒５は、保安系６を備え、圧力油系の非常油ライン７から供給される高圧油の給排を制御し、運転中、異常事態に対処し、弁体２を閉弁させ、流入する蒸気の蒸気タービンへの供給を断っている。
【０００６】
保安系６は、非常油ライン７から一旦分岐し、再び非常油ライン７に接続する閉回路状のパイロット圧油ライン８に設けたロジック弁９と電磁弁１０とを備えている。
【０００７】
ロジック弁９は、ピストン１１とスプリング１２を設けている。
【０００８】
また、電磁弁１０は、トリップ回路１３、ソレノイド１４、スプリング１２を備え、トリップ回路１３に異常事態のトリップ指令が入ると、パイロット圧油ライン８から供給される圧力油を遮断する構成にしている。
【０００９】
このような構成の保安系６を備える蒸気弁は、通常運転時、非常油ライン７から油筒５に高圧油が供給され、高圧油の押圧力をピストン５ａに与え、ここで押圧力を駆動力に変え、スプリング４の復原力に抗して弁棒３を押し上げ、弁座２ａから開放して弁体２を開弁させている。
【００１０】
また、蒸気弁は、ソレノイド１４を励磁させ、電磁弁１０のポートＰ１，Ｐ２を導通させ、パイロット圧油ライン８からの高圧油をロジック弁９に供給し、ここでスプリング１２の復原力に抗してピストン１１を移動させ、器内の圧力油ドレンをポートＰ３から圧力油タンク（図示せず）に戻し、パイロット圧油ライン８からの高圧油を遮断している。
【００１１】
一方、通常運転中、異常事態の発生によりトリップ回路１３にトリップ指令が入ると、蒸気弁は、トリップ回路１３からソレノイド１４に与えられていた励磁電流Ａを断ち、ソレノイド１４を無励磁にする。
【００１２】
ソレノイド１４が無励磁になると、電磁弁１０は、ポートＰ１，Ｐ２を切り換え、ポートＰ４，Ｐ５を導通させ、パイロット圧油ライン８からの高圧油の供給を断ち、これに伴ってロジック弁９のピストン１１およびスプリング１２を電磁弁１０側に移動させ、この間、高圧油が電磁弁１０のポートＰ４，Ｐ５からドレンとして圧力油タンク（図示せず）に戻されると、ロジック弁９のポートＰ３からも油筒５の高圧油がドレンとして圧力油タンクに戻される。
【００１３】
油筒５の高圧油がロジック弁９のポートＰ３を経て圧力油タンクに戻されると、蒸気弁は弁棒３を下方に移動させ、やがて弁体２を弁座２ａに閉弁させる。
【００１４】
このような蒸気弁の開閉動作に対し、高圧油の給排を制御するトリップ回路１３は、図７に示すロジックになっている。
【００１５】
異常事態が発生していない場合の正常時、トリップ回路１３は、トリップリレー１６の接点１８をＯＮさせ、ＤＣ（直流）／ＤＣ（直流）電源１７から励磁電流Ａを電磁弁１０のソレノイド１４に与えている。
【００１６】
しかし、蒸気タービンのオーバースピード、異常振動発生等、蒸気弁の閉弁条件が揃うと、トリップ回路１３は、トリップリレー１６の接点１８をＯＦＦさせ、電磁弁１０のソレノイド１４を無励磁にし、電磁弁１０をトリップ位置に移動させる。
【００１７】
このようなトリップ回路１３のロジックに対し、図６で示したロジック弁９および電磁弁１０の動作を対応させてみると、ソレノイド１４が無励磁になるとき、電磁弁１０は、スプール（図示せず）の駆動力を失い、今迄のポートＰ１，Ｐ２の導通位置の維持から、スプリング１５の復原力によってポートＰ４，Ｐ５を導通させることに変わる。
【００１８】
ポートＰ４，Ｐ５が導通すると、電磁弁１０はパイロット圧油ライン８からの高圧油の供給を断つ。このとき、ロジック弁９は、電磁弁１０を介してパイロット圧油ライン８から供給されている高圧油も断たせるので、スプリング１５の復原力でピストン１１を電磁弁１０側に移動させ、油筒５の高圧油がポートＰ３を介して引き抜かれ、油筒５の高圧油によるピストン１１への押圧力を失わせ、弁棒３を降下させて弁体２を閉弁させる。
【００１９】
このように、蒸気弁に設けた保安系６は、フェールセーフ設計を行い、不測の事態が発生しても迅速に対処し、安全性を確保していた。
【００２０】
なお、蒸気弁のフェールセーフに関する発明は、例えば、特開平７−１４５７０５号公報が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１４５７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
蒸気タービンに用いられる保安系は、異常事態が発生したときにのみ作動し、しかも安全性を維持する必要上、より一層早く、確実な信号の伝達力が求められている。
【００２２】
しかし、図６および図７に示した従来の蒸気弁の保安装置には、次に示す問題を抱えていた。
【００２３】
（１）従来の蒸気弁の保安装置は、異常事態が発生していないにも拘らず、トリップ回路と油圧回路の何らかの不具合で、保安系が作動（誤操作と称する）することがあった。  （２）蒸気タービンに異常事態が発生したにも拘らず、保安系が作動しない（誤不動作と称する）ことがあった。
【００２４】
誤動作、誤不動作の原因をそれぞれ発生部位別に不適合事象をまとめたのが表１である。
【表１】
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【００２５】
表１中、×印を付した事象は、発生する可能性の低い事象であり、特に、改善の必要性もないが、○印、△印の事象は、可能性があるか、また、発生確率は低いが可能性のある事象であって、改善策が望まれる事象である。
【００２６】
先ずロジック弁９は、フェールセーフの観点から、常に、弁体２が加圧状態であるため、ロジック弁９内部の不純物等が原因となりスティックし、誤不動作または動作が遅くなる可能性がある。これは、電磁弁１０が動作してもロジック弁９が不動作または動作が遅れることにつながる。電磁弁１０も同様にフェールセーフの観点から、ソレノイド１４が常時励磁となっているため、ロジック弁１９と同様の問題をはらんでいる。
【００２７】
一方、ロジック弁９、電磁弁１０ともに、何らかの要因で油圧が抜けて誤動作する可能性は、油のリーク等が想定できるものの、これは可能性が低い。また、たとえ、誤動作が原因でトリップしても、これは蒸気タービン保護の観点から考えればフェールセーフとなるので現状通りでよいと判断される。
【００２８】
次に、ソレノイド１４はフェールセーフの観点から、常時励磁され、異常事象発生により無励磁となるようになっている。そして、ソレノイド１４は蒸気タービン運転中、常に励磁状態にするため、励磁電流Ａが流れている。したがって、ケーブルの断線や加熱などによるコイルの断線、または短絡などの可能性がある。運転中に発生してもトリップとなるため、フェールセーフとなってはいるが、改善が望まれる事象である。
【００２９】
また、長時間の励磁状態によるトリップリレー１６の接点１８の焼付きにより、蒸気タービンにおいて運転の継続が難しくなる異常要因が発生しても、トリップリレー１６の接点１９が開放しないおそれもあるので改善が必要とされていた。
【００３０】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、蒸気タービンにオーバースピードや異常振動が発生し、運転の継続が難しくなる場合、蒸気弁をより早く、確実に閉弁させて事故を未然に防止する蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法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】
【００３１】
本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、蒸気弁を駆動する油筒に圧力油を供給する非常油ラインから分岐し、再び前記非常油ラインに接続するパイロット圧油ラインに保安系を備えた蒸気タービンの保安装置において、前記保安系は、電磁弁およびロジック弁を備えて多重化するとともに、蒸気タービンに異常事態が発生したとき前記電磁弁に設けたソレノイドを励磁させて前記蒸気弁を閉弁させるトリップ回路を備えたものである。
【００３２】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、多重化した保安系は、並列配置に構成したものである。
【００３３】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、多重化し、並列配置の保安系は、互いを接続させるバイパスパイロット圧油ラインを電磁弁の出口側に設けたものである。
【００３４】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、電磁弁は、１つに対し、複数のソレノイドを備え、これら複数のソレノイド毎にトリップ回路のトリップリレーを介して励磁電流が与えられる一方、前記トリップリレーのうち、一つのものにＤＣ／ＤＣ電源を接続させるとともに、別のものにＡＣ／ＣＤ電源を接続させる構成にしたものである。
【００３５】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、ソレノイドは、励磁電流を検出する電流検出器と、検出した実励磁電流値を分流させた一つを表示する電流表示器と、残りを予め定められた設定値と比較し、設定値よりも実励磁電流の方が低いとき、励磁電流を遮断して無励磁を表示させる手段とを備えたものである。
【００３６】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、トリップ回路は、蒸気タービンの運転中、蒸気弁の閉弁をテストするテスト回路を備えたものである。
【００３７】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、テスト回路は、テストロジックからの指令によって作動するソレノイドテストリレーと、このソレノイドテストリレーの指令によってＤＣ／ＤＣ電源およびＡＣ／ＤＣ電源のうち、いずれかからの励磁電流を与えてソレノイドを励磁させるトリップリレーを備えたものである。
【００３８】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置作動有無確認方法は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、蒸気弁を駆動する油筒の圧力油を給排させる保安系を多重化し、多重化した保安系の電磁弁に設けたソレノイドを作動させる際、前記ソレノイドにＤＣ／ＤＣ電源およびＡＣ／ＤＣ電源のうち、いずれかから与えられる実励磁電流値を表示するとともに、与えられた実励磁電流値が予め定められた設定値と比較し、前記与えられた実励磁電流値が前記設定値よりも低いとき、前記ソレノイドが作動していないと確認する方法である。
【発明の効果】
【００３９】
本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法は、蒸気タービンに異常事態が発生したとき、蒸気タービンを保護する蒸気弁にトリップ用の電磁弁、ソレノイド、ロジック弁等からなる保安系を複数の保安系に区分けして多重化するとともに、フェールセーフ動作の信頼性をより一層向上させる構成にしたので、蒸気タービンに異常事態が発生しても、蒸気弁をより一層早く、確実に閉弁させて蒸気タービンを保護することができ、保安系の不測の事態をより早く検出して蒸気タービンの安定運転を行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【００４１】
図１および図２は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第１実施形態を示す制御系統図である。なお、図１は、蒸気弁を例に採った蒸気タービンの保安装置の圧力油系統図である。また、図２は、図１で示した蒸気タービンの保安装置のシーケンス回路図である。
【００４２】
本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、例えば主蒸気止め弁等の蒸気弁２０を一例として、蒸気タービンにオーバースピード等異常事態が発生したとき、蒸気弁２０をより一層早く、しかも確実に閉弁させる第１保安系２１ａと第２保安系２１ｂとからなる二重の保安系２１を並列して設けたものである。
【００４３】
蒸気弁２０は、弁ケーシング２０ａ内に収容する弁体２２に一端を接続し、スプリング２３を介して油筒２４のピストン２５に他端を接続する弁棒２６を備えるとともに、油筒２４のピストン２５に高圧油を供給する非常油ライン２７を備えている。
【００４４】
非常油ライン２７は、途中から一旦分岐され、再び戻されるパイロット圧油ライン２８を２つに区分ける第１パイロット圧油ライン２８ａと第２パイロット圧油ライン２８ｂとを備えている。
【００４５】
第１保安系２１ａは、第１パイロット圧油ライン２８ａの高圧油の流れに沿って順に、第１電磁弁２９ａおよび第1ロジック弁３３ａを備える一方、並列配置の第２保安系２１ｂも、第１保安系２１ａと同様に第２電磁弁２９ｂおよび第２ロジック弁３３ｂを備えるとともに、第１パイロット圧油ライン２８ａの第１電磁弁２９ａの出口側から分岐し、第２パイロット圧油ライン２８ｂの第２電磁弁２９ｂの出口側に接続するバイパスパイロット圧油ライン３０を備えた、いわゆる２重化した保安系の構成になっている。
【００４６】
そして、第１電磁弁２９ａおよび第２電磁弁２９ｂのそれぞれは、ともに、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２、第２電磁弁用第１ソレノイド３１ｂ１、第２電磁弁用第２ソレノイド３１ｂ２のそれぞれを備え、各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２，３１ｂ１，３１ｂ２をトリップ回路３２に接続させている。
【００４７】
また、第１ロジック弁３３ａは、第１ロジック弁用ピストン３４ａと第１ロジック用スプリング３５ａを収容する一方、第２ロジック弁３３ｂも、上述と同様に、第２ロジック弁用ピストン３４ｂと第２ロジック弁用スプリング３５ｂを収容し、蒸気タービンに異常事態が発生したとき、蒸気弁２０を駆動する油筒２４内の高圧油を引き抜くようにしている。
【００４８】
一方、二重化した保安系２１のうち、第１電磁弁２９ａに設けた第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２および第２電磁弁２９ｂに設けた第２電磁弁用第１ソレノイド３１ｂ１、第２電磁弁用第２ソレノイド３１ｂ２のそれぞれに、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを与えるトリップ回路３２は、図２に示す構成になっている。
【００４９】
蒸気タービンのオーバースピード、異常振動等により蒸気弁２０が閉指令条件（トリップ条件）となる異常発生信号は、トリップ回路３２のＯＲ回路、ＮＯＴ回路を介してトリップリレー３６ａ１，３６ａ２，３６ｂ１，３６ｂ２に与えられる。第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１および第２電磁弁用第１ソレノイド３１ｂ１は、トリップリレー３６ａ１，３６ｂ１の接点３７ａ１，３７ｂ１を介してＤＣ（直流）／ＤＣ（直流）電源３８に、また第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２および第２電磁弁用第２ソレノイド３１ｂ２はトリップリレー３６ａ２，３６ｂ２の接点３７ａ２，３７ｂ２を介してＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）電源３９にそれぞれ接続されている。
【００５０】
なお、図１および図２は、ともに蒸気タービンが運転中で、第１電磁弁２９ａに設けた第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁２９ｂに設けた第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２は励磁され、蒸気弁２０の全開状態を示している。
【００５１】
次に、上述の構成を備えた蒸気タービンの保安装置において、通常（正常）運転中、異常が発生したとき、あるいは二重化された保安系の一方に異常事態が発生したときの作用を説明する。
【００５２】
蒸気弁２０にオーバースピードや異常振動などの閉指令条件（トリップ条件）がないとき、４つのトリップリレー３６ａ１，３６ａ２，…の接点３７ａ１，３７ａ２，…はＯＮになっており、第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２には、ＡＣ／ＤＣ電源３９、ＤＣ／ＤＣ電源３８からの励磁電流が与えられ、各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２，３１ｂ１，３１ｂ２の全てが励磁されている。
【００５３】
このとき、第１電磁弁２９ａ、第２電磁弁２９ｂは、図１に示すように、スプリング４６ａ，４６ｂの復原力に抗してポートを図示の位置で導通させ、パイロット圧油ライン２８から第１パイロット圧油ライン２８ａおよび第２パイロット圧油ライン２８ｂのそれぞれの第１ロジック弁３３ａおよび第２ロジック弁３３ｂのそれぞれに高圧油を供給し、各ロジック弁３３ａ，３３ｂ内の第１および第２ロジック弁用各スプリング３５ａ，３５ｂの復原力に抗して第１および第２のロジック弁用各ピストン３４ａ，３４ｂを押圧し、ポートを塞ぐ。
【００５４】
また、同時に、非常油ライン２７から油筒２４に供給された高圧油は、ピストン２５を押圧し、スプリング２３の復原力に抗して弁棒２６を押し下げ、弁体２２を開弁させる。
【００５５】
蒸気弁２０の運転中、蒸気タービンに異常事態が発生すると、図２に示したトリップ回路３２のＯＲ回路を励起させ、ＮＯＴ回路を介してトリップリレー３６ａ１，３６ａ２，…の接点３７ａ１，３７ａ２，…をＯＦＦさせる。接点３７ａ１，３７ａ２，…がＯＦＦすると、第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２への励磁電流が断たれ、第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２のそれぞれは無励磁になる。
【００５６】
第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２が無励磁になると、第１電磁弁２９ａおよび第２電磁弁２９ｂは、スプリング４６ａ，４６ｂの復原力によってポートの位置を移動させ、高圧油をドレンとして油タンク（図示せず）に排出させるとともに、第１パイロット圧油ライン２８ａおよび第２パイロット圧油ライン２８ｂのそれぞれから第１ロジック弁３３ａおよび第２ロジック弁３３ｂに供給していた高圧油を断つ。
【００５７】
このとき、第１ロジック弁３３ａおよび第２ロジック弁３３ｂは、第１ロジック弁用スプリング３５ａおよび第２ロジック弁用スプリング３５ｂのそれぞれの復原力によって第１ロジック弁用ピストン３４ａおよび第２ロジック弁用ピストン３４ｂのそれぞれを移動させ、油筒２４内の高圧油をポートからドレンとして引き抜き、弁棒２６を降下させ、蒸気弁２０を閉弁させる。
【００５８】
一方、蒸気タービンの運転中、保安系２１には、何らかの事情で異常事態が起っていることが考えられる。
【００５９】
しかし、本実施形態では、保安系２１を第１保安系２１ａと第２保安系２１ｂとに区分けする、いわゆる二重化を図り、各保安系２１ａ，２１ｂの第１および第２の電磁弁２９ａ，２９ｂのそれぞれに設けた第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２のうち、１つの個々のソレノイドが１つの電磁弁を別個に駆動できる設計になっているので、個々のソレノイドのうち、１つのソレノイドが故障し、励磁力を失っても誤トリップにはならない。
【００６０】
これは、ＤＣ／ＤＣ電源３８、ＡＣ／ＤＣ電源３９のうち、いずれか片方が遮断しても同様である。
【００６１】
したがって、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２、第２電磁弁用第１ソレノイド３１ｂ１、第２電磁弁用第２ソレノイド３１ｂ２のうち、いずれか１つのソレノイドが運転中に断線等で励磁電流が遮断していても、残っている片系列のソレノイドのみで電磁弁を駆動でき、誤トリップを防止することができる。そして、ソレノイドを二重化し、２つのソレノイドに流れる励磁電流が両系統とともに遮断していると、電磁弁は無励磁になるので、誤トリップを防止できる。
【００６２】
このように、本実施形態は、保安系２１を第１保安系２１ａと第２保安系２１ｂとに区分けし、区分けした並列配置の第１保安系２１ａおよび第２保安系２１ｂのそれぞれに第１電磁弁２９ａ、第１ロジック弁３３ａおよび第２電磁弁２９ｂ、第２ロジック弁３３ｂのそれぞれを設けて二重化し、さらに第１電磁弁２９ａを駆動する第１電磁弁用第１ソレノイド３１３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２と第２電磁弁２９ｂを駆動する第２電磁弁用第１ソレノイド３１ｂ１、第２電磁弁用第２ソレノイド３１ｂ２とを設けて二重化する構成にしたので、個々の電磁弁および個々のソレノイドのうち、１つに不測の事態が発生してもトリップ指令の際、蒸気弁を確実に閉弁させて蒸気タービンへの蒸気の供給を断ち、運転の信頼性を向上させ、信頼性の向上の下、蒸気タービンの稼動率を向上させることができる。
【００６３】
なお、本実施形態は、第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２および第２電磁弁用各ソレノイド３１ｂ１，３１ｂ２を遮断するトリップリレー３６ａ１，３６ａ２，…は、ハードリレーのほか、ソリッドステートリレーやソフトロジック等を使用してもよい。さらに、本実施形態は、保安系２１の二重化を図ったが、３重化、または４重化等多重化が容易に実現できる。
【００６４】
また、本実施形態は、保安系２１を第１保安系２１ａと第２保安系２１ｂとに区分けし、区分けした並列配置の第１保安系２１ａの第１電磁弁２９ａ、第１ロジック回路３３ａと第２保安系２１ｂの第２電磁弁２９ｂ、第２ロジック回路３３ｂとを個々に独立構成にしているため、例えば、最悪のケースとして第１保安系２１ａの第１電磁弁２９ａ、第１ロジック弁３３ａの全ての故障が考えられる。
【００６５】
しかし、本実施形態は、第１保安系２１ａの第１電磁弁２９ａの出口側で、第１ロジック弁３３ａの入口側から分岐し、第２保安系２１ｂの第２電磁弁２９ｂの出口側で、第２ロジック回路３３ｂの入口側に接続するバイパスパイロット圧油ライン３０を設けているので、このようなケースが発生しても蒸気弁２０を安全に運用することができる。
【００６６】
図３〜図５は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第２実施形態を示す制御ロジック図である。
【００６７】
なお、図３〜図５中、図３は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、トリップ回路３２における励磁電力監視回路およびテスト回路を示すシーケンス回路図であり、図４は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、トリップ回路３２におけるテスト操作を示すインターロックブロック図であり、図５は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、テスト操作を行うためのＣＲＴ表示画面を示す図である。
【００６８】
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法は、保安系を少なくとも二重化以上の多重化にしているが、図３〜図５は多重化した保安系のうち、第１保安系の説明だけにとどめ、構成を同一にする他の保安系の説明を省略している。
【００６９】
その際、第１実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付している。
【００７０】
本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、複数の電磁弁のうち、代表例として第１電磁弁２９ａを抜き出し、第１電磁弁２９ａの誤動作防止を監視できるようにしたもので、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２に与えられる励磁電流Ａの流れに沿って電流検出器４７ａ１，４７ａ２、アンプ４８ａ１，４８ａ２、比較器４９ａ１，４９ａ２、設定器５０ａ１，５０ａ２、電流表示器５１ａ１，５１ａ２を設け、常時流れる励磁電流値を監視するとともに、断線などの不測の出来事や異常事象が発生した際、励磁電流Ａが遮断したことを監視できる構成にしている。
【００７１】
電流検出器４７ａ１，４７ａ２からの検出信号は、アンプ４８ａ１，４８ａ２を介して２つの検出信号に分流し、一方は電流表示器５１ａ１，５１ａ２に出力する。他方は、比較器４９ａ１，４９ａ２に入力し、ここで断線を検知するための設定器５０ａ１，５０ａ２からの設定と比較する。比較器４９ａ１，４９ａ２の出力の大きさにより第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第２電磁弁用第１ソレノイド３１ａ２の無励磁、励磁を確保できるように構成してある。
【００７２】
また、本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、フェールセーフの観点から、常時、励磁している第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２やトリップリレー３６ａ１，３６ａ２等が本来のトリップ動作をすべきときに確実にトリップ動作するかをテストするためのテストロジック５２とソレノイドテストリレー５３ａ１，５３ａ２を、二重化され励磁電流Ａが流れる系統にそれぞれ独立して設けている。
【００７３】
なお、本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２の２つを同時にテストすると、実際にトリップさせてしまうので、片側系列しかテストできないようにインターロックが組み込まれている。
【００７４】
次に、蒸気タービンの運転中、トリップ回路３２の励磁電流Ａが流れる回路に断線が発生した場合、トリップリレー３６ａ１，３６ａ２の接点３７ａ１，３７ａ２が焼付けを起こした場合、あるいは、テストを行う場合、上述の構成に基づく作用を説明する
まず、蒸気タービンの運転中、トリップリレー３６ａ１，３６ａ２の接点３７ａ１，３７ａ２はＯＮしており、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２のうち、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１にＤＣ／ＤＣ電源３８からの励磁電流Ａが与えられ、また、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２にＡＣ／ＤＣ電源３９から励磁電流Ａが与えられている。
【００７５】
第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２に励磁電流Ａが与えられると、電流検出器４７ａ１，４７ａ２での検出信号は、４８ａ１，４８ａ２アンプを経由して２つの信号に分流される。その１つは電流表示器５１ａ１，５１ａ２に表示される。
【００７６】
もう１つは、比較器４９ａ１，４９ａ２に与えられ、ここで設定器５１ａ１，５１ａ２からの最低電流設定値と実励磁電流値とが比較され、設定値を下回ったとき、励磁電流遮断として「第１電磁弁用ソレノイド無励磁」として図５に示すＣＲＴ表示器５４に表示され、警報が出される。
【００７７】
本実施形態は、このような回路を備えることにより、常時、励磁電流Ａを与えている電磁弁の回路に断線が発生している場合、どの回路のどの回線に事故が発生しているかを容易に知ることができる。
【００７８】
次に、テスト回路の作用を説明する。
【００７９】
図３で示した第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２のそれぞれに与えられる励磁電流Ａを強制的に遮断させるには、トリップリレー３６ａ１，３６ａ２の入口側に設けたソレノイドテストリレー５３ａ１，５３ａ２に指令が与えられると、ソレノイドテストリレー５３ａ１，５３ａ２は、接点をＯＦＦさせ、テスト信号を出力し、励磁電流Ａを遮断させ、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２のそれぞれにテストを開始させる。
【００８０】
このように第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２のそれぞれのテスト開始に際し、本実施形態は、図４に示すように、第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２のうち、２つのソレノイドを同時にテストさせてしまうと、運転中の蒸気タービンを不必要にトリップさせてしまうことになるので、例えば第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１を励磁して残し、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２を無励磁にしてテストを行うインターロックを組み込んでいる。
【００８１】
また、テスト中、本実施形態は、ソレノイド無励磁の表示切替を行っているが、テスト中のソレノイドに励磁電流の異常警報を出させないインターロックを組み込んでいる。
【００８２】
このように、本実施形態は、１つの電磁弁に第１電磁弁用第１ソレノイド３１ａ１、第１電磁弁用第２ソレノイド３１ａ２を設けて多重化し、多重化した第１電磁弁用各ソレノイド３１ａ１，３１ａ２のそれぞれに励磁電流監視回路およびテスト回路を設けたので、蒸気タービンの運転中であっても不必要に蒸気タービントリップさせることなく、各電磁弁に設けたソレノイドの正常、異常を容易に確認することができ、テスト中、リレー接点の焼付け等不測の事態を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第１実施形態を示すもので、蒸気弁を例示とする蒸気タービンの保安装置の圧力油系統図。
【図２】図１で示した蒸気タービンの保安装置のシーケンス回路図。
【図３】本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第２実施形態を示すもので、例示としての蒸気弁に設けた電磁弁のトリップ回路における励磁電流監視回路およびテスト回路を示すシーケンス回路図。
【図４】図３で示したトリップ回路におけるテスト操作を示すインターロックブロック図。
【図５】図４で示したテスト操作を行うためのＣＲＴ表示画面を示す図。
【図６】従来の蒸気タービンの保安装置を示すもので、蒸気弁を例示とする蒸気タービンの保安装置の圧力油系統図。
【図７】図６で示した蒸気タービンの保安装置のシーケンス回路図。
【符号の説明】
【００８４】
１  弁ケーシング
２  弁体
２ａ  弁座
３  弁体
４  スプリング
５  油筒
５ａ  ピストン
６  保安系
７  非常油ライン
８  パイロット圧油ライン
９  ロジック弁
１０  電磁弁
１１  ピストン
１２  スプリング
１３  トリップ回路
１４  ソレノイド
１５  スプリング
１６  トリップリレー
１７  ＤＣ（直流）／ＤＣ（直流）電源
１８  接点
２０  蒸気弁
２１  保安系
２１ａ  第１保安系
２１ｂ  第２保安系
２２  弁体
２３  スプリング
２４  油筒
２５  ピストン
２６  弁棒
２７  非常油ライン
２８  パイロット圧油ライン
２８ａ  第１パイロット圧油ライン
２８ｂ  第２パイロット圧油ライン
２９ａ  第１電磁弁
２９ｂ  第２電磁弁
３０  バイパスパイロット圧油ライン
３１ａ１  第１電磁弁用第１ソレノイド
３１ａ２  第１電磁弁用第２ソレノイド
３１ｂ１  第２電磁弁用第１ソレノイド
３１ｂ２  第２電磁弁用第２ソレノイド
３２  トリップ回路
３３ａ  第１ロジック回路
３３ｂ  第２ロジック回路
３４ａ  第１ロジック弁用ピストン
３４ｂ  第２ロジック弁用ピストン
３５ａ  第１ロジック弁用スプリング
３５ｂ  第２ロジック弁用スプリング
３６ａ１，３６ａ２，３６ｂ１，３６ｂ２  トリップリレー
３７ａ１，３７ａ２，３７ｂ１，３７ｂ２  接点
３８  ＤＣ（直流）／ＤＣ（直流）電源
３９  ＡＣ（交流）／ＤＣ（直流）電源
４６ａ，４６ｂ  スプリング
４７ａ，４７ｂ  電流検出器
４８ａ，４８ｂ  アンプ
４９ａ，４９ｂ  比較器
５０ａ，５０ｂ  設定器
５１ａ，５１ｂ  電流表示器
５２  テストロジック
５３ａ１，５３ａ２  ソレノイドテストリレー
【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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