JPH01155005A - 蒸気タービン抽気配管の逆止弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 抽気配管において用いられるような種類の逆止弁に関し
、特に、逆止弁のクラッパーもしくは弁体の存在及び／
又は位置を指示する監視装置に関するものである。

鷹ｍケ腹朋 本発明は、蒸気タービンに結合された蒸気配管に関連し
て特に使用されるものである。この種のタービンは、電
力を発生させるための大型発電機を回転させる目的で一
般に慣用されている。このようなタービン発電機ユニッ
トにおいて蒸気タービンに水もしくは冷たい蒸気が流入
することによる問題は、該ユニットが古くなると、また
、特にそれ等の使用が繰り返し運転及び／又は交替運転
のため増すと、ますます危険になってくる。熱サイクル
における設備の誤動作によって、上述したような流入が
主蒸気入口配管、高温再熱蒸気配管、低温再熱蒸気配管
、抽気結合部、グランド蒸気シール系及びタービンドレ
ン管のような種々の場所で生じうる。発電機内への水も
しくは冷たい蒸気の流入によって生じる機械的誤動作及
び構造上の損傷以上に、その結果生じる設備の予定外の
停止時間が深刻な問題になりいる。

水の流人事故がこのように問題になっているので、ＡＳ
ＭＥ（アメリカ機械技術者学会）は、水によるタービン
の損傷に関する委員会を発足させ、そして水による損傷
を防止するためのプラント設計の勧告かへＮＳＴ／ΔＳ
ＭＥ標準第ＴＤＰ−１−１９８５号に出ている。

最近、ＥＰＲＩ　（アメリカ電力研究所）によって実際
に作動している発電設備に関してなされた研究が、ＥＰ
ＲＩにより報告書Ｃ５−４２８５として作成発行された
最終報告書に「蒸気タービンにおける水の流入の検出二
段階２；現場実証（Ｆｉｅｌｃｌ　Ｄｅｍｏｎｓｔｒａ
ｔｉｏｎ）」という題名て記載されている。これ等の研
究は、水の流入という苛酷な問題を防止しやすくするた
め、蒸気タービンの環境において使用される諸系統の継
続的な監視か特に必要であることを強調している。

特に、抽気配管、加熱器及び低温−再熱配管は水流人事
故の殆ど大部分に拘わっている。水の流入を防止するか
或は少なくともその影響を減じるべく提案されてきた手
段は、蒸気タービンの抽気配管内に逆止弁を設置するも
のであった。かかる逆止弁は一方の方向への流れを許容
し、他方の反対方向への流れを防止もしくは少なくとも
抑止する。このような逆止弁の使用は周知であり、本発
明の一部を構成するものではない。

逆止弁の使用に関連した重大な問題は、同逆止弁が蒸気
タービンに関連した蒸気系の厳しい環境において損傷す
る可能性があることである。これ等の逆止弁や、蒸気配
管及び容器内のその他の不動の構成要素や、可動の構成
要素は外部に損傷の証拠を表すことなく破損しうる。逆
止弁については一５破損モードとしては、弁体のかじり
が生じて同弁体の閉止を妨げたり、弁体に振動が生じて
同弁体が緩んで外れ、加熱器に向かって下流側に運ばれ
るということがある。これは、逆止弁自体に損傷をもた
らすだけでなく、上述のような破損が長期間検知されな
いでいると、最終的には、水流人事故によるタービンの
大規模な破損という結果になろう。

免匪食看１ 本発明は、逆止弁もしくはその他の装置が適正に作動し
ているか否かを検出する装置を提供する。

そのため、本発明が提供する蒸気タービン抽気配−３＝ 管の逆止弁は、弁箱と、開位置及び閉位置の間を角度を
変えて移動するように前記弁箱内に揺動可能に装着され
た弁体と、金属接近検出器とを備える。この検出器は、
弁体がその前記開位置にない時にはいつでも電気信号に
変化を生じさせるため弁体の前記開位置近くて弁箱内に
装着された電気的応答装置を含んでいる。好適な実施例
においては、逆止弁はアクセス用開口と、該開口のカバ
ーとを含んでいる。電気的応答装置は、このアクセス用
開口のカバーの内側表面上に装着されている。

電気的応答装置は形状がほぼ円形の少なくとも１つのコ
イルを備えていることが好ましく、また、このコイルは
カバーの内側表面に沿って延在するように配設すること
が好ましい。本発明の特に好適な形態においては、電気
的応答装置を形状がほぼ円形の唯一つのコイルによって
構成しており、該コイルは、アクセス用開口のカバーの
内側表面に対して同一の高さに装着されたセラミック製
ハウジング内に収容されている。

１里へ■朋 第１図に、蒸気タービン（図示せず）に関連した蒸気配
管１２について使用するのに適する逆止弁１０が図示さ
れている。蒸気配管１２における通常の蒸気流の方向は
矢印１４で示されている。機械的特性に関する限りは通
常のものであるこの逆止弁１０は、弁ハウジングもしく
は箱１５と、クラッパ−もしくは弁体１６とを含んでい
る。弁体１６は、装着ピン１８の軸線を中心として、第
１図に実線で示された開位置と第１図に破線で示された
閉位置との間を角度を変えて移動するように弁箱１５内
に揺動可能に装着されている。弁体１６が閉位置にある
時、同弁体１６は逆止弁１０のボート２０を閉して、蒸
気が矢印１４の方向とは反対の方向に流れることを防止
する。

本発明が関連する技術分野の当業者にとって既知である
ように、逆止弁１０の弁体１６は、流れ、重力及び／又
は外部の閉止作用に応答しろる。矢印１４の方向への蒸
気の流れは弁体１６をその開位置に保持させるが、反対
方向への流れは、重力及び／又は外部からの閉止作用と
協働して、弁体１６をピン１８を中心として回転させ、
第１図に破線で示した閉位置に着座させる。また、逆止
弁１０のような弁は、系統内の諸条件に応答して作動す
る既知の作動装置を備えることができ、該作動装置は、
弁体１６に結合されて、同弁体１６をピン１８を中心と
して開位置と閉位置との間に回転さぜる。ががる作動装
置は、例えば、配管１２における流れが水の流人事故に
よって実際に逆になる前に逆止弁１０を閉弁するように
、有害な水の流入現象の発生を示す諸状態に応答しうる
。

弁箱１５は、第１図に示すようにカバー２４によって閉
じられているアクセス用開口２２を有する。第１図に示
すように、カバー２４は慣用の方法によりねし２６等に
より弁箱１５に通常固定されている。

金属接近検出器２７は、弁体１６の開位置に隣接して弁
箱１５内に設りられた電気的応答装置２８を含んでいる
。この電気的応答装置２８は、後から説明するように、
弁体１６がその開位置にない時にはいつでも電気信号に
変化を与えるように動作可能である。

電気的応答装置２８は、その好適な形態においては、第
２図に示すように、環状のセラミック製ハウシンク３４
内に収容された環状の検知コイル３２がらなっている。

この点に関し、第２図は電気的応答装置２８を部分的に
示すものであり、同電気的応答装置２８の実際の形態は
円形であって、第２図に示したばね３６のような手段に
よりカバー２４の内面３０に当接して面一に装着されて
いる。従って、ハウジング３４はコイル３２を逆止弁１
ｏがら絶縁する隔隔手段となっている。

また、金属接近検出器２７は、電気的接続体３８と、弁
箱１５内の状態に応答する電気回路装置４ｏと、同回路
装置４０からの電気信号に相互的に関連して目視表示も
しくは電気信号を発生ずる装置４１とを含んでいる。

本発明と関連して使用しろる好適な電気回路装置は第４
図に示されている。第４図において、コイル３２は図の
左側隅部において図示の位置に配線されている。第４図
の電気回路は周知の誘導ポイツトストーン・ブリッジ回
路であって、コイル４４とＡＣ信号源４６とを有する。

この電気回路において、可動鉄心４８は、ブリッジ５０
間の電圧（Ｖｏ）がゼロに等しいかほぼゼロになるまで
、調節しうる。コイル３２のインダクタンスは弁体１６
の位置に応じて変化し１、ブリッジ５０間の電圧に対応
する変化を生じさせるので、この電圧を測定して弁体１
６の運動を指示することができる。

第５図は、本発明に関連して使用し得る別の電気回路を
示している。第５図において符号４０′で示された電気
回路は米国特許箱３，０１７，６２１号明細書に開示さ
れたものに類似している。この電気回路４０′は、線形
可変差動変換器式の回路であって、−次コイル３２′と
二次コイル３２″とを有し、両方共弁箱の内側に配設し
なければならない。同電気回路４０’は交流電源４６′
と、基準巻線４４′、４４″と、回路部分５０′におい
て初期基準電圧（ＶＯ）を発生するように最初に回路を
調節するための調節可能な鉄心４８′とを含んでいる。

回路部分５０′の電圧（ＶＯ）は、金属製弁体１６の接
近によりコイル３２′、３２″間の誘導結合に変化が生
した時に、変化する。

第５図の回路は第３図に示すように装着される。

同図において、コイルは互いに離れて保持されると共に
、セラミック製ハウジング３４′によってカバー２４か
ら絶縁されている。ハウジング３４′は第３図に示した
ようなねじ３６′を含む手段によりカバー２４に取着さ
れている。また、ハウジング３４′はコイル３２′を離
間関係で支持するように設計されているが、その他の点
については第２図のハウジング３４と同様である。

開位置から離れる方向への弁体１６の運動によって、第
４図の回路のコイル３２もしくは第５図の回路のコイル
３２′、３２″のインダクタンスに変化が生じる。いず
れにしても、電圧Ｖ。に対応した変化が生じ、弁体１６
がその開位置がら実際に離れたことを指示する。従って
、本発明の装置は、作動すると弁体をその開位置から移
動させる弁閉止機構に伝達された閉弁信号の存在を監視
するのに使用し得る。また、弁体の損傷は、弁体がその
開位置にないこと及び弁が運動したときに電気信号に変
化が現れないことを絶えず監視することにより、容易に
検出しうる。

本発明の好適な形態においては、第２図及び第３図の双
方を参照すると分かるように、電気素子であるコイル３
２又は３２′は、また、場合によってはコイル３２″は
、はぼ円形であって、カバー２４の内面に沿って延びる
ように配設されている。更に、いずれの場合も、コイル
は内面３０に当接して面一に装着されたセラミック製ハ
ウジング３４又は３４′内に装着されている。このよう
に装着することによって、電気回路に対して確実な基準
点を与えることができる。コイル３２又は３２′、３２
″は、高温セラミック被覆層で絶縁された銅線から形成
するのが好ましく、また、第２図の構造ては溝５２内に
、第３図の構造の場合には講５２′及び５２″内に接合
される。溝５２及び５２′、５２″は、第２図の場合に
は対峙したセラミック製リング３４ａ、３４ｂ間に形成
され、第３図の場合にはセラミック製リング３４ａ′、
３４　ｂ　間に形成されている。リング３４ａ、３４ｂ
も、リング３４ａ′、３４ｂ″も高温のサウライズン（
Ｓａｕｒｅｉｓｅｎ）　・セメン１〜を使用して一緒に
固めることができる。絶縁材料はその耐久性と加工性と
によって選ぶのが好ましく、そのような絶縁材料は当該
技術において周知である。逆止弁の内部から外部へ延び
るワイヤの導管は小径のデユープでよく、かかるデユー
プも周知であって、本発明の一部を形成するものではな
い。

使用に際しては、弁体１６が第１図に実線で示したよう
な全開位置にある時に殆どゼロか全くゼロの信号状態が
発生するように、第４図又は第５図の回路を場合に応じ
て鉄心４８又は４８′により調整する。逆止弁が作業者
により外部から操作される時に、弁体は、その閉位置か
ら回動して、カバー２４から相対的に離れる。その結果
生しる回路の不平衡状態は上述の回路によって容易に検
出される。

この検出は、試験手順として定期的に行うことができ、
その結果から、作業者が適切に操作しているかどうか、
また、弁体が実際に応答するかどうかを決定する。破損
検出器として、本発明の装置は、逆止弁の早期の破損に
つながる可能性のある弁体の振動及び衝撃動作を検出す
ることができる。

また、不具合のある弁体は常に回路の不平衡状態を生ヒ
させるので、これを迅速に検出すれば、タービンの損傷
を防止しうる。

本発明の逆止弁は、（１）弁閉信号に対する作動装置の
応答と、（２）外部の作業者及び装着ピンの間にある機
械的リンク機構の正しい機能と、（３）装着ピンの自由
な回転と、（４）弁体が装着ピンの回転に応答して装着
ピン上で緩んでいないことと、（５）弁体か実際にアー
ムに取り付けられていることとを確証するのに利用しう
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による接近検出器もしくは監視装置を
備えて配管に装着された逆止弁の断面図、第２図は、本
発明の検出器の部分的な斜視図、第３図は、本発明に関
連して使用するのに適する別の形態の検出器の一部を示
す、第２図に類似する斜視図、第４図は、本発明に関連
して使用しうる電気回路の一形態を示す概要図、第５図
は、本発明に関連して使用しうる電気回路の別の形態を
示す概要図である。 １０・・・逆止弁　　　　　　１５・・・弁箱１６・・
・弁体　　　　　　　２７・・・金属接近検出器２８・
・・電気的応答装置 出願人　　ウェスチングハウス　エレク６奴２ Ｆ／θ３ Ｆ／に、　５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　弁箱と、 開位置と閉位置との間を角度を変えて移動するように前
   記弁箱内に揺動可能に装着された弁体と、該弁体がその
   前記開位置にない時にはいつでも電気信号に変化を生じ
   させるため該弁体の前記開位置近くで前記弁箱内に装着
   された電気的応答装置を含む金属接近検出器と、 を備えてなる、蒸気タービン抽気配管の逆止弁。