JPH01283431A - ジャッキング機構の制御方法、及び同制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蒸気タービンの低速回転域に於けるロータ支
持軸受の摺動抵抗軽減する目的で設置するジャッキング
機構に係り、特にジャッキング機能の過剰作用を防止し
、好適な作用となる様、軸受への圧油供給状態を制御す
る方法、及び制御装置に関丈るものである６ 〔従来の技術〕 蒸気タービンに使用する軸受は、運転中のロータが高速
回転することから、運転中の損失が少ない滑り軸受が使
用されている。

この滑り軸受の欠点は、低速回転域及び起動時の摺動摩
擦が大きいことにある。

従って大型火力発電所用及び原子力発電所用蒸気タービ
ンに於いては、起動の際や停止の際に行われるターニン
グ運転用のターニング装置の負荷を軽減するため、並び
に、ターニング運転時の軸受部の損耗を防止するため、
ジャッキング機構が設けられている。

このジャッキング機溝は、軸受の摺動面に設けたオイル
ポケット内へ圧力油を供給して、ロータを浮上させるも
のである。

第４図はジャッキング機構の説明図である。４は軸受、
ｚ４はその内径面、２３はジャーナルである。

軸受供油は矢印３０の如く供給され、矢印２Ｇの如く流
通して同３１の如く排出される。

ポート２５が設けられていて圧力油（ジャッキング油）
２７が供給され、ジャーナル２３は矢印２８で示した押
上刃を受ける。

上記の押上刃２８は、ポート２５のオイルポケット面積
に対応して発生し、かつ、その周辺には該押上刃２８よ
りも小さい周辺押上刃（矢印２９）を生じる。

これにより、ジャーナル２３が押し上げられて浮上し、
摩擦抵抗が極小の状態に支承される。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の従来技術に係るジャッキング機構においては、ロ
ータの軸受部の摺動抵抗が極端に減少し、却で不具合を
生じるという問題がある。

例えば始動時にジャッキング操作をしただけでロータが
回転し始めて制御を困薙にする。第５図は上記の現象の
説明図であって、ジャーナル２３が浮上した状態を描い
である。

第４図に示した浮上前の状態に比して、ボート２５に対
応する押上刃２８′は若干低下するが、その周辺に押上
刃２９′が作用する範囲が広くなっている。

このように浮上した状態では、軸受給油（矢印３０）に
より、図の左方に向かう力（矢印３５）が働き、ジャー
ナル２３は図の左方に寄せられる。このため、ジャッキ
ング油２７は、矢印３２方向よりも矢印３：３方向に多
く流れる。この矢印３３方向のジャッキング油流動は、
ジャーナル２３を矢印３４方向に回転させようとする。

更に、潤滑用の給油の流れ（矢印２６）も、この回転を
助長する。

従来においては、上記の不具合を解消するため、ロータ
を支承している複数個の軸受の内、１個乃至数個の軸受
についてジャッキング機構の作用を停止させて、ジャッ
キング機構の過剰な作用を抑制していた。

しかし、複数個の軸受部の中に、完全に浮上した軸受部
と、浮上していない軸受部とを生じることは、軸受部の
損耗防止の面から甚だ好ましくない。

本発明は上述の事情に鑑みて為されたもので、ジャッキ
ング機構の作用をオン・オフ的に、オール・オア・ナッ
シングの制御をするのではなく。

少なくとも３段階以上のファインコントロールを可能な
らしめる制御方法、及び制御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〕

上記の目的を達成するために創作した本発明の基本的な
原理は、ジャッキング用の圧力油の油圧を減少せしめる
方向に調節する。

この原理を実際のジャッキング機構に適用する場合、直
接的に油圧を制御してもよい（例えば調圧弁を設ける）
。また、油の流麓を制限して（例えば油流の一部を他へ
逃がす）、その結果として油圧を低下させてもよい。一
般に、油圧系統において油圧と油流量とは関連して変動
する故である。

〔作用〕

上述の手段を講じて、ロータジャーナルが浮き上がった
後にジャッキング油圧を調節すれば、軸受部におけるロ
ータジャーナルの浮き上がり量を任意に変化せしめるこ
とが出来る。

而して浮き上がり量を変化させると軸受面の油膜の厚さ
が変化する。

油膜厚さを変化させると、金属同志の直接接触を生じる
ことなく、流動摩擦を制御して、ロータ回転に対して制
動力を与えると共に、該制動力を変化せしめることが出
来る。

従って、ターニングに際してのジャッキング機構の作用
を過剰ならしめないように制御することが出来る。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す系統図である。

蒸気タービンは、複数個のロータ１をカップリング２で
連結して構成され１発電機３を直結駆動している。

上記複数個のロータ１は、それぞれ軸受４および軸受リ
ング５を介してタービン架台に支持されている。６はタ
ーニング用の受歯車、７はターニング用の元歯車である
。

Ａは、本発明装置を適用して構成したジャッキングオイ
ルポンプ装置である。

給油１６はフィルタ１４を介して高圧ポンプ１１に吸入
され、逆止弁９．チューブ８を介して軸受４に（詳しく
は軸受４に設けたオイルポケットに）供給される。１０
はポンプ駆動用のモータである。

１２、１３はリリーフ弁であって、該リリーフ弁１２は
圧力ｐｉｔこ、リリーフ弁１３は圧力Ｐ２に、それぞれ
調整してあり、ＰＩ＜Ｐ２である。

４１は、安全装置としての逃がし弁であって、Ｐ３＞ｐ
２なる圧力Ｐ３に調整しである。

上記低圧側（圧力Ｐ＋）のリリーフ弁１２に対して直列
に、その上流側に、遠隔操作可能な閉止弁１５を接続し
である。

これにより、ジャッキング用の油圧は、閉止弁１５を開
弁させると圧力Ｐ１に、閉止弁１５を閉弁させると圧力
Ｐ２に。

切替制御される。万一、何等かの故障が生じても逃がし
弁４１の作用により圧力２３以上には昇圧しない。

閉止弁１５の開閉はモータ１０の電源１９の入り切りで
行なう。入りによるジャッキングオイルポンプ装！ｉＭ
　Ａの運転開始時はタイマ２１の設定時間後の信号によ
り、閉止弁１５は閉状態から開状態に切り換り高圧リリ
ーフ弁１３によるリリーフ状態から低圧リリーフ弁１２
によるリリーフ状態に切換えが行なわれる。更にジャッ
キングオイルポンプ運転結果低圧リリーフ弁１２による
調整不要の際はスイッチ４０により低圧リリーフ弁１２
のラインをロック出来る。

一方モータ１０の電源１９切りによるジャッキングオイ
ルポンプ装［Ａの運転停止時はリレー２２により、閉止
弁１５は開から閉に戻される。

本実施例によれば、ジャッキングオイルポンプ装置Ａの
高圧リリーフ弁１３の設定圧力Ｐ２を、タービンロータ
１停止時の浮き上がり可能圧力に設定し、低圧リリーフ
弁１２の設定圧力Ｐ１を、タービンロータ１がジャッキ
ングオイルポンプ装置Ａの運転により回転しない範囲で
最大の浮き上がり址となる圧力に調整設定することで、
ジャッキングオイルポンプ装置Ａの運転中タービンロー
タ１はジャッキング機構の作用に起因した回転は起らず
、しかも最大の浮き上がりが確保出来、正常なターニン
グ運転が可能となる。

本実施例（第１図）において、高圧側のリリーフ弁１３
の作動信頼性が高ければ、逃がし弁４１を省略すること
が出来る。

図示を省略するが、第１図を参照して、上記と異なる実
施例について説明する。

第１図の高圧リリーフ弁Ｉ３を可変オリフィスの小径設
定オリフィスに、低圧リリーフ弁１２を可変オリフィス
の大径設定オリフィスに置き替えることで、ジャッキン
グオイルポンプ装置Ａと全く同一な制御により同一な効
果が得られる。

また小径設定オリフィスを廃止し、大径設定オリフィス
１個のみとした場合でも同様である。

第２図は更に異なる実施例を示す系統図である。

Ｂは、本例におけるジャッキングオイルポンプ装置であ
る。

本実施例のジャッキングオイルポンプ装置Ｂは、軸受４
に設置したギャップセンサ３８によるタービンロータ１
の浮き上がり状況を表わす検出信号に基づいて、高圧ポ
ンプ１１の吐出油を電動調整弁３７にリリーフ流量をコ
ントロールする機能を設けたジャッキングオイルポンプ
である。

本例のジャッキングオイルポンプ装置Ｂを適用する場合
は、タービンローター１が停止している状態でもタービ
ンローター１を浮き上げることが可能なジャッキング油
２７の油圧を確保する様に設定した高圧リリーフ弁１３
（調整圧力Ｐ２）を設け、更に、タービンローター１の
浮き上がり量を検出するギャップセンサー３８の信号を
リレー３９を介して電動調整弁３７を操作する様にしで
ある。

上記リレー３９の設定はタービンローター１の浮き上が
り量が規定以下では電動調整弁３７を閉とし、目標浮き
上がり量範囲内となる様電動調整弁３７の開度を自ｅＪ
調整する。

更に、このリレー３９は、ジャッキングオイルポンプ装
置Ｂの運転用モータ１０の電源スイッチ１９信号により
運転時のみ電動調整弁３７を操作する。モータ１０の停
止時には電動調整弁３７を閉に戻す。またジャッキング
油２７の圧力が規定値以下の場合軸受４を保護する為圧
力スイッチ３６の信号により電動調整弁３７の開度を制
限して規定圧力を保持する。

本例において電動調整弁３７の作動を必要としない場合
はスイッチ４０を切っておけばよい。

本実施例（第２図）によれば、ジャッキングオイルポン
プ運転中を通じタービンロータの浮き上がり量を自由に
調整が可能となり、ジャッキングオイルポンプ運転によ
るタービンロータの回転が防止出来る。

また第２図の高圧リリーフ弁１３を廃止し、高圧ポンプ
１１の吐出ラインの保護用安全逃がし弁の設定圧力で軸
受４へ供給して浮き上げを開始しても以降の動作及び効
果は上記と変らない。

更に第１図での実施例説明のリリーフ弁１３．１２・・
・・・を３個以上設置し、第２図での実施例説明のギャ
ップセンサー３８による浮き上がり量検出によリ、設定
圧力を異にするリリーフ弁１３．１２・・・・・を選択
解放することによりロータ１の浮き上がり量を自由に設
定することが可能となる。またリリーフ弁に代えて３個
以上の可変オリフィスの異なる設定径のオリフィスを設
けた場合でも同様な効果が得られる、 第３図は更に異なる実施例を示す系統図である。

本例は、タービンロータ１を停止せしめる際、定格回転
数の５０〜６０％まで減速したときに軸受の損耗を防止
するために作動を開始せしめるように構成した例である
。

このジャッキングオイルポンプ装置Ｃは、運転開始後の
時間経過とロータ回転検出器４２とからロータ１の降速
率を検知器４３により監視し所定の降速率範囲内となる
様、リレー４５へ指示し電動調整弁３７により、リリー
フ油１７を自動調整する機能を有する。

本例によれば、ロータ１の慣性回転力にジャッキングオ
イルポンプ装置Ｃの運転開始による過分ジャッキング圧
油の供給によるロータ１への回転力が加算され、ロータ
１が減速しない場合リリーフ弁のリリーフ流量を増やし
て、ロータ１の停止を促進する効果を得る。

またジャッキングオイルポンプ装置Ｃには、ロータ停止
後の引き続くターニング運転に於いて、ターニングモー
タ４６を起動した後、ターニング元歯車７をロータ１側
のターニング受歯車６へ噛合せる動作をリミットスイッ
チ４７にて検出し噛合動作完了後のターニングモータ４
６の負荷電力を検知器４８により監視し、所定の電力範
囲内となる様、リレー４９へ指示し電動調整弁３７のリ
リーフ流産を自動調整する機能も有する。

本実施例はターニング運転中のロータ１の軸受４部の摺
動抵抗を、ターニングモータ４６の消費電力を介して監
視し、所定の摺動抵抗範囲内となるようにジャッキング
圧油供給を自動調整し、正常なターニング運転を可能な
らしめると共に、軸受部の損耗を極力防止し得るという
優れた実用的効果を奏する。

〔発明の効果〕

本発明のジャッキング機構制御方法によれば、蒸気ター
ビンロータ軸受部の早期損耗を生じる虞れ無しに、その
摺動抵抗が適正となるように制御し、ジャッキング機構
の作用過剰によってロータを油圧力で回動せしめたり、
摺動抵抗の過少による制御不能を招いたりすることを防
止できる。

また、本発明の制御装置によれば、上記の発明方法を容
易にかつ安全に実施してその効果を発揮せしめることが
出来る。

【図面の簡単な説明】 第１図乃至第３図は、それぞれ本発明に係るジャッキン
グ機構制御装置における実施例を示す系統図である。 第４図及び第５図はジャッキング機構の説明図で５第４
図はジャーナルが浮上していない状態を描き、第５図は
ジャーナルが浮上した状態を描いである。 １・・・蒸気タービンロータ、２・・・カップリング、
４・・・軸受、５・・・軸受リング、６・・・ターニン
グ受歯車、７・・・ターニング元歯車、９・・・逆止弁
、１０・・・駆動用モータ、ＩＩ・・・高圧ポンプ、■
２・・低圧リリーフ弁、１３・・・高圧リリーフ弁、１
４・・・フィルタ、１５・・・遠隔操作可能な閉止弁、
１６・・・給油。 代理人弁理士　　秋　　本　　正　　実１１′： ：ｆ６； ｊ　　？　　、・ 第　２　回 　３　Ｖ 第　４−　凹 ヰ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気タービン発電機のロータを支承する軸受にオイ
   ルポケットを設け、上記オイルポケットに圧力油を供給
   してロータをジャッキングアップする機構を制御する方
   法において、上記圧力油の油圧、及び流量の少なくとも
   何れか一方を調節することを特徴とする、ジャッキング
   機構の制御方法。 ２、前記圧力油の油圧、流量の調節は、該圧力油の供給
   管路の途中に設けた１個以上の流通抵抗付与手段の切替
   によって行うものであることを特徴とする、請求項１に
   記載したジャッキング機構の制御方法。 ３、前記圧力油の油圧、流量の調節は、上記圧力油の供
   給管路の途中から逃がす油の流量を調節して行うもので
   あることを特徴とする、請求項１に記載したジャッキン
   グ機構の制御方法。 ４、蒸気タービン発電機のロータを支承する軸受にオイ
   ルポケットを設け、上記オイルポケットに圧力油を供給
   してロータをジャッキングアップする機構を制御する装
   置において、上記圧力油の供給管路中に、油の圧力およ
   び流量の少なくとも何れか一方を調節する手段を設けた
   ことを特徴とする、ジャッキング機構の制御装置。 ５、前記の油圧、油量調節手段は、圧力油を低圧側に逃
   がすオリフィスであり、かつ、該オリフィスと直列に遠
   隔操作閉止弁を設けたものであることを特徴とする請求
   項４に記載したジャッキング機構の制御装置。 ６、前記の油圧、油量調節手段は、設定圧力を異にする
   複数個のリリーフ弁を並列に設けたものであり、かつ、
   該複数個のリリーフ弁の内、設定圧力最高のリリーフ弁
   以外のリリーフ弁に対して、これと直列に遠隔操作閉止
   弁を設けたことを特徴とする、請求項４に記載したジャ
   ッキング機構の制御装置。 ７、前記の油圧、油量調節手段は、遠隔操作可能なリリ
   ーフ弁であることを特徴とする、請求項４に記載したジ
   ャッキング機構の制御装置。 ８、前記の遠隔操作閉止弁は、タイマを備えた自動制御
   装置を設けたものであり、かつ、上記の自動制御装置は
   、前記圧力油の圧送ポンプの作動開始を表わす信号を与
   えられて、予め定められたプログラムに従って、前記の
   遠隔操作閉止弁を開閉制御するものであることを特徴と
   する、請求項５、又は同６に記載したジャッキング機構
   の制御装置。 ９、前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を備えたもの
   であり、かつ、上記自動制御装置は、ロータの浮き上が
   り量を入力され、該浮き上がり量が所定範囲内となるよ
   うに前記の遠隔操作閉止弁を開閉制御するものであるこ
   とを特徴とする、請求項５、又は同６に記載したジャッ
   キング機構の制御装置。 １０、前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を備えたも
   のであり、かつ、上記自動制御装置は次記の機能を有す
   るものであることを特徴とする請求項５又は同６に記載
   したジャッキング機構の制御装置。 （イ）タービン停止の際、前記圧力油を圧送するポンプ
   の作動開始を検知してカウントを開始する機能。 （ロ）上記カウント時間とロータの慣性回転数との関係
   を連続的に検知する機能。 （ハ）降速率が設定範囲から外れようとするとき、前記
   遠隔操作閉止弁を作動せしめて降速率を設定範囲内なら
   しめるように制御する機能。 １１、前記の遠隔操作閉止弁は自動制御装置を備えたも
   のであり、該自動制御装置は前記ロータをターニングす
   る為の駆動用モータの負荷電力を検知するセンサを有し
   、かつ、該負荷電力を監視してこれを設定範囲内ならし
   めるように前記遠隔操作閉止弁を制御する機能を有する
   ものであることを特徴とする請求項５又は同６に記載し
   たジャッキング機構の制御装置。