(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御油源からの制御油を非常油として燃料弁および蒸気弁のうち、少なくともいずれか一方に供給して開弁させる遮断弁と、非常時、上記遮断弁から上記燃料弁および蒸気弁うち、少なくともいずれか一方に供給していた非常油の圧力を低下させるトリップ弁と、上記遮断弁を閉弁させて上記制御油源からの制御油の供給を断つ切替弁と、上記制御油源からの制御油をドレン化する複数の電磁弁を直接接続させる第１圧力油供給系と、この第１圧力油供給系の中間部分に接続され、上記遮断弁の出口側からバイパスする第２圧力油供給系とを備えたことを特徴とする非常用制御装置。
【請求項２】
第２圧力油供給系にオリフィスを設け、テスト前の電磁弁に減圧した圧力油を背圧として与えることを特徴とする請求項１記載の非常用制御装置。
【請求項３】
遮断弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したことを特徴とする請求項１記載の非常用制御装置。
【請求項４】
トリップ弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したことを特徴とする請求項１記載の非常用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバインドサイクル発電プラントに適用される燃料弁や蒸気タービンプラントに適用される蒸気弁を危急時、急速閉鎖させる非常用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
非常用制御装置は、コンバインドサイクル発電プラントや蒸気タービンプラントに適用される燃料弁や蒸気弁に対し、制御油供給源から供給される制御油（高圧の圧力油）を非常油として各弁の非常用供給管へ案内するものであり、燃料弁や蒸気弁を急速閉鎖する必要が生じた際、非常油をドレンとして排出させ、その圧力油を瞬時に低下させて各弁を急速閉鎖させる機能を持つものである。
【０００３】
この非常用制御装置は、図２に示すように、マスタートリップ弁１に第１電磁弁２および第２電磁弁３を組み合せて構成されている。
【０００４】
マスタートリップ弁１には、通常運転時、制御油供給源からの制御油がポートＸ，Ｐのそれぞれに供給されている。
【０００５】
ポートＰに供給された制御油は、スプール４、ポートＢを介して非常油として燃料弁や蒸気弁を開閉させる駆動弁に供給されている。
【０００６】
また、ポートＸに供給された制御油は、オリフィス５で減圧された後、第１通路６を介してその一部をスプール４に供給し、スプール４を図示の位置に維持させるとともに、残りを第１電磁弁２に供給し、第１電磁弁２のスプール７を図示の位置に維持させ、第１電磁弁２を閉止させている。なお、第１通路６は、第１電磁弁２のスプール７、第２通路８、第２電磁弁３のスプール９を介して第３通路１０に連通している。
【０００７】
このような構成を備えた非常用制御装置において、タービントリップ等の危急事態が発生すると、第１電磁弁２および第２電磁弁３は、ともに指令部から緊急指令信号により、スプール７，９を図示の位置から右側の方向に移動させ、第１通路６を第２通路８を介して第３通路１０に連通させる。このとき、ポートＸに供給されていた制御油は、第１通路６から第２通路８を介して第３通路１０に流れ、ここからドレンとして排出される。
【０００８】
制御油が第３通路１０からドレンとして排出されると、第１通路６の圧力油は低下する。このとき、スプール４は、バネ１１の弾性力により図示の位置から左側の破線の位置に移動し、非常油の出口であるポートＢをスプール４の通路１２を介してポートＴに連通させ、スプール４内の圧力油をドレン排出させ、非常油の圧力を低下させる。このとき、同時に、ポートＰとポートＡとは互いに連通するので、制御油供給源からの制御油の流れは断たれる。
【０００９】
このように、従来の非常用制御装置は、緊急時、制御油供給源からマスタートリップ弁１に供給する制御油を断つとともに、マスタートリップ弁１内の非常油をドレンとして抜き、燃料弁や蒸気弁を開閉駆動する駆動弁への圧力油の供給を断ち、燃料弁等を急速閉鎖させ、ガスタービンや蒸気タービンのオーバスピード等、暴走事故を未然に防止していた。
【００１０】
なお、第１電磁弁２および第２電磁弁３はともに、リミットスイッチ１３，１４を備え、緊急時、各スプール７，９が確実に作動するかのテストがマスタートリップ弁１のスプールとは無関係に行われており、そのときの各スプール７，９の作動をリミットスイッチ１３，１４で確認している。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図２で示した従来の非常用制御装置は、非常油を給排する必要上、マスタートリップ弁１のスプール４と摺動面１５との間に隙間を設けているが、この隙間に異物が詰り、スプール４の動作不良を起すことがあった。スプール４の動作不良を防止するために、摺動面１５の隙間を大きくすることも考えられるが、隙間の増加は圧力油の漏れの増加につながり、圧力油供給源の負担増になるだけの無駄なエネルギ消費になっている。
【００１２】
また、第１電磁弁２のテスト時、マスタートリップ弁１の第１通路６から第２通路８に供給される制御油が充満する間に、スプール４の摺動面１５から制御油が漏れ、この影響で第１通路６に供給される制御油の圧力が低下し、非常用制御装置はスプール４に誤操作させることがあった。
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、マスタートリップ弁を複数のポペット弁を組み合せて置き換え、摺動面をより一層少なくさせて緊急時およびテスト時の弁誤動作を確実に防止する非常用制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項１に記載したように、制御油源からの制御油を非常油として燃料弁および蒸気弁のうち、少なくともいずれか一方に供給して開弁させる遮断弁と、非常時、上記遮断弁から上記燃料弁および蒸気弁のうち、少なくともいずれか一方に供給していた非常油の圧力を低下させるトリップ弁と、上記遮断弁を閉弁させて上記制御油源からの制御油の供給を断つ切替弁と、上記制御油源からの制御油をドレン化する複数の電磁弁を直接接続させる第１圧力油供給系と、この第１圧力油供給系の中間部分に接続され、上記遮断弁の出口側からバイパスする第２圧力油供給系とを備えたものである。
【００１５】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項２に記載したように、第２圧力油供給系にオリフィスを設け、テスト前の電磁弁に減圧した圧力油を背圧として与えるものである。
【００１６】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項３に記載したように、遮断弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したものである。
【００１７】
また、本発明に係る非常用制御装置は、上記目的を達成するために、請求項４に記載したように、トリップ弁は、バネと弁体とを組み合せたポペットタイプに形成したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る非常用制御装置の実施形態を図面および図面に付した符号を用いて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る非常用制御装置の実施形態を示す概略系統図である。
【００２０】
本発明に係る非常用制御装置は、制御油源から供給される制御油により作動するポペットタイプの遮断弁１６と負荷遮断等のトリップ時、遮断弁１６を圧力油により駆動する切替弁１７とを備えた構成になっている。
【００２１】
また、本発明に係る非常用制御装置は、トリップ時、遮断弁１６から燃料弁または蒸気弁等（ともに図示せず）に供給していた非常油の圧力を下げて燃料弁等を閉鎖させるポペットタイプのトリップ弁１８を第１電磁弁１９ａおよび第２電磁弁１９ｂに第１圧力油供給系３０を介して順次直列に接続する構成になっている。
【００２２】
また、第１電磁弁１９ａおよび第２電磁弁１９ｂのそれぞれは、ともに、スプール２０ａ，２０ｂを作動させるスプール駆動部２１ａ，２１ｂと、通常運転中にテストするスプール２０ａ，２０ｂの作動有無を確認するリミットスイッチ２２ａ，２２ｂとを備えている。
【００２３】
また、第１電磁弁１９ａと第２電磁弁１９ｂとを互いに接続させる第１圧力油供給系３０には、遮断弁１６のポートＡの出口側からバイパスし、オリフィス２９を備えた第２圧力油供給系３１が設けられている。この第２圧力油供給系３１は、後述する第１電磁弁１９ａ、第２電磁弁１９ｂのテスト運転をするとき、例えば第２電磁弁１９ｂのテスト終了後、第１電磁弁１９ａに移行する際、オリフィス２９で減圧した圧力油を第１電磁弁１９ａに予め背圧として与えておき、第１電磁弁１９ａに空気溜りの発生を防止し、誤動作を起させないようにしている。なお、テストは、第１電磁弁１９ａ、第２電磁弁１９ｂのうち、いずれを先に行ってもよいが、遮断弁１６、切替弁１７、トリップ弁１８のそれぞれに悪影響を与えないよう、各電磁弁１９ａ，１９ｂ毎に行う。
【００２４】
また、ポペットタイプの遮断弁１６およびトリップ弁１８のそれぞれは、ともに、バネ２３ａ，２３ｂで支持された弁体２４ａ，２４ｂを収容し、供給される圧力油の高低により弁体２４ａ，２４ｂを作動させる簡易な構成になっている。
【００２５】
このような構成を備えた非常用制御装置において、起動運転時、制御油源から供給される制御油Ｈ０は要約すると、３つの系統に振り分けられる。
【００２６】
まず、ポペットタイプの遮断弁１６のポートＢに供給された制御油Ｈ０は、バネ２３ａの弾性力に打ち勝って弁体２４を図示の位置から右側に移動させ、ポートＢとポートＡとを互いに連通させ、非常油Ｅ０として燃料弁等の弁駆動部（図示せず）に供給され、燃料弁等を開弁させる。
【００２７】
また、制御油源から切替弁１７のポートＹに供給された制御油Ｈ０は、ストッパ部２５に押圧力を与えて支持する。
【００２８】
一方、制御油源からオリフィス２６で減圧され、切替弁１７のポートＸに供給された制御油Ｈ０は、ピストン２７に押圧力を与えて図示の位置に移動させ、ピストン２７をストッパ部２５に対し、ロックさせる。このとき、遮断弁１６のポートＡＰと切替弁１７のポートＡＰとをオリフィス２８を介して接続していた油路への圧力油の給排が断たれる。
【００２９】
他方、第１電磁弁１９ａおよび第２電磁弁１９ｂのそれぞれは、ともに、指令部からの信号で作動するスプール駆動部２１ａ，２１ｂの駆動力によりスプール２０ａ，２０ｂを図示の位置から右側に移動させ、ポートＡ，Ａを閉鎖させる。このため、制御油源からオリフィス２６で減圧された制御油Ｈ０の第１電磁弁１９ａへの供給と、遮断弁１６のポートＡから排出され、オリフィス２９で減圧された非常油Ｅ０の第２電磁弁１９ｂへの供給とは、ともに断たれる。
【００３０】
また、制御油源からオリフィス２６で減圧され、ポペットタイプのトリップ弁１８のポートＡＰに供給された制御油Ｈ０は、バネ２３ｂの弾性力に打ち勝って弁体２４ｂを図示の位置に移動させ、ポートＡとポートＢとを閉鎖させ、遮断弁１６のポートＡからトリップ弁１８のポートＡへの非常油Ｅ０の供給を断つ。
【００３１】
運転中、例えば、負荷遮断等の信号が指令部から第１電磁弁１９ａおよび第２電磁弁１９ｂのうち、少なくとも一方に伝達された場合、スプール駆動部２１ａ，２１ｂは、スプール２０ａ，２０ｂをリミットスイッチ２２ａ，２２ｂ側に移動させ、ポートＡ，ＡをポートＴ，Ｔに連通させ、オリフィス２６で減圧させた制御油Ｈ０とオリフィス２９で減圧させた非常油Ｅ０とを合流させ、ドレンとして例えば制御油源に戻している。このため、オリフィス２６からトリップ弁１８の弁体２４ｂに供給していた制御油Ｈ０の圧力が低下するので、トリップ弁１８は、弁体２４ｂを図示の位置から移動させ、ポートＡとポートＢとを連通させる。すると、今迄、遮断弁１６のポートＡから弁駆動部に供給していた非常油Ｅ０は、トリップ弁１８のポートＡとポートＢとの連通によりドレンとして制御油源等に戻され、その圧力を低下させる。このとき、オリフィス２６から切替弁１７のポートＸに供給していた制御油Ｈ０の圧力も下がり、切替弁１７のピストン２７が図示の位置から下方に移動し、これと同時に切替弁１７のポートＹとポートＡＰとが連通する。
【００３２】
ポートＹとポートＡＰとが連通すると、制御油源から切替弁１７のポートＹに供給されていた制御油Ｈ０は、ポートＡＰ、オリフィス２８を介して遮断弁１６のポートＡＰに供給され、弁体２４ａに押圧力を与えてポートＢとポートＡとを閉鎖させ、燃料弁等を閉鎖させる。
【００３３】
なお、非常用制御装置は、トリップ時等の不測の事態に備えて通常運転中でも遮断弁１６、切替弁１７、トリップ弁１８に何ら影響を与えないで第１電磁弁１９ａ、第２電磁弁１９ｂのうち、いずれか一方のスプール２０ａ，２０ｂの作動確認テストを行っているが、その作動をリミットスイッチ２２ａ，２２ｂで確認している。この場合、例えば第２電磁弁１９ｂから第１電磁弁１９ａにテストが移行するとき、第２圧力油供給系３１から第１電磁弁１９ａに背圧が与えられ、第１電磁弁１９ａの誤動作を防止している。
このように、非常用制御装置は、遮断弁の出口側からバイパスし、オリフィスを備えた第２圧力油供給系を第１電磁弁と第２電磁弁とを接続する第１圧力油供給系に接続し、第２電磁弁のテスト終了後、第１電磁弁へのテスト移行の際、減圧後の圧力油を第１電磁弁に背圧として与えて第１電磁弁の誤動作を防止したので、第１電磁弁のテストを確実に実施することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る非常用制御装置は、コンバインドサイクル発電プラントに適用される燃料弁や蒸気タービンプラントに適用される蒸気弁等の急速閉鎖に際し、制御油を給排させる遮断弁と非常油を給排させるトリップ弁を簡易な構造としたので、緊急時の燃料弁等の急速閉鎖に対し、充分に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る非常用制御装置を示す概略系統図。
【図２】従来の非常用制御装置を示す概略図。
【符号の説明】
１  マスタートリップ弁
２  第１電磁弁
３  第２電磁弁
４，７，９  スプール
５  オリフィス
６  第１通路
８  第２通路
１０  第３通路
１１  バネ
１２  通路
１３，１４  リミットスイッチ
１５  摺動面
１６  遮断弁
１７  切替弁
１８  トリップ弁
１９ａ  第１電磁弁
１９ｂ  第２電磁弁
２０ａ，２０ｂ  スプール
２１ａ，２１ｂ  スプール駆動部
２２ａ，２２ｂ  リミットスイッチ
２３ａ，２３ｂ  バネ
２４ａ，２４ｂ  弁体
２５  ストッパ部
２６，２８，２９  オリフィス
２７  ピストン
３０  第１圧力油供給系
３１  第２圧力油供給系
【図１】
0003777273.tif 000002
【図２】
0003777273.tif 000003