JPH0261601B2

JPH0261601B2 -

Info

Publication number: JPH0261601B2
Application number: JP16222982A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Asano
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-09-20
Filing date: 1982-09-20
Publication date: 1990-12-20
Also published as: JPS5951106A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕この発明は、タービン発電プラントにおける蒸
気タービンの制御系統およびタービン軸受潤滑系
統に油を供給するために設けられる蒸気タービン
用油圧発生装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

この種のタービン発電プラントには蒸気タービ
ンが組み込まれており、蒸気タービンを仕事させ
ることにより発電機を駆動させ、発電するように
なつている。蒸気タービンには、そのタービンロ
ータの回転数を制御し、タービン負荷調整を行な
う調速装置と、タービンが異常運転状態になつた
とき、タービンを保護する保安装置とが設けられ
ている。上記調速装置および保安装置には、伝達
媒体として制御油が使用され、一方、タービン軸
受などのタービン軸受潤滑系統には潤滑油が供給
されるようになつており、これらの制御油および
潤滑油は、第１図に示された油圧発生装置によ
り、必要な油圧流量が与えられるようになつてい
る。

第１図は蒸気タービン用油圧発生装置の配管系
統図であり、油タンク１内にオイル冷却器２、オ
イルタービン３駆動のブースタ油ポンプ４、AC
電動軸受油ポンプ５および補助油ポンプ６等が収
容されており、ブースタ油ポンプ４から吐出され
た制御油は、主油ポンプ７に吸込まれ、この主油
ポンプ７で高圧化され、制御油給油管８を経て制
御装置９に供給される。上記主油ポンプ７および
制御装置９は高中圧蒸気タービン１０のタービン
ロータに接続されている。

一方、主油ポンプ７から吐出された高圧制御油
は、ブースタ油ポンプ４と同軸に設けられたオイ
ルタービン３にも送られ、オイルタービン３を駆
動してブースタ油ポンプ４をポンプ作動させる。
オイルタービン３で仕事をした制御油は減圧され
てオイル冷却器２に送られ、ここで冷却された
後、軸受給油管１１を介して高中圧タービン１
０、低圧タービン１２、発電機１３および励磁器
１４の各軸受１５、スラスト軸受１６に供給さ
れ、軸受１５，１６を潤滑している。各軸受を潤
滑した油は戻り油管１７を通つて油タンク１内に
還流され、制御油および潤滑油としてのサイクル
が終了する。なお、AC電動軸受油ポンプ５はタ
ービン発電プラントの停止後に蒸気タービンのロ
ータの曲がりを防止するために図示しないターニ
ング装置でロータを回転させる際に、各軸受１
５，１６に潤滑油を供給するもので、その吐出側
がオイル冷却器２に接続されており、さらに、油
タンク１内にはAC電源喪失時に、軸受油を供給
するDCモータ駆動のポンプ（図示せず）も設置
されている。

また、蒸気タービンのロータシヤフトに接続さ
れた主油ポンプ７は、定格運転時にはポンプ作用
を充分に発揮することができるが、起動時や回転
数が低い範囲では、満足するポンプ性能が得られ
ない。このため、蒸気タービンの限界回転数以下
の範囲では、他の油ポンプの助けが必要となり、
この関係から補助油ポンプ６が設置される。この
補助油ポンプ６はAC電動機で駆動され、蒸気タ
ービンの停止状態から限界回転数に至るまでの運
転範囲で制御油および潤滑油を供給するようにな
つている。

上記補助油ポンプ６は、蒸気タービンの限界回
転数以下のときに作動されるばかりでなく、蒸気
タービンの連続運転時に制御油の油圧のバツクア
ツプしている。主油ポンプ７等の事故で制御油の
油圧が所定圧以下に下がつたとき、この油圧を検
出して補助油ポンプ６を自動的に起動させ、所定
値の制御油圧が得られるようにして、制御装置９
の安全を図つている。

ところで、前記油タンク１内に設置されるオイ
ルタービン３とこのオイルタービン３によつて駆
動されるブースタ油ポンプ４は第２図に示すよう
に一体的に構成され、主軸１９で直結される。主
軸１９は自己給油方式のオイルタービン軸受２０
およびブースタ油ポンプ軸受２１により回転自在
に支持される。各軸受２０，２１には、ブースタ
油ポンプ４の吐出管２２内に開口する給油孔２３
ａ，２３ｂを通して給油され、潤滑されるように
なつている。

しかしながら、一体的構造をなすこの種のオイ
ルタービン３およびブースタ油ポンプ４におい
て、オイルタービン３の正常運転中に、ブースタ
油ポンプ軸受２１内に、何らかの原因で微細な異
物が侵入する恐れがある。ブースタ油ポンプ軸受
２１内に微細な異物が侵入すると、軸受面（ホワ
イトメタル）を損傷させるため、ホワイトメタル
の軸受面が摩擦熱により加熱膨脹したり、主軸１
９も温度上昇する。この主軸１９の温度上昇によ
り膨脹するために、軸受面間のクリアランスが減
少し、最少限必要な潤滑油膜厚さを確保できない
場合が生ずる。軸受に最小限必要な油膜厚が確保
できないと、軸受は一層温度上昇し、焼付きや焼
損の原因となつたり、ブースタ油ポンプ軸受２１
の軸受面が直接主軸１９を抱き込む形となり、ホ
ワイトメタル（ブースタ油ポンプ軸受２１）のワ
イピング現象が発生し、ブースタ油ポンプ４のポ
ンプ作動が一時的に拘束され、主油ポンプ７の吐
出圧低下を引き起こし、蒸気タービンの発電プラ
ントにとり、好ましくない状態となる。

〔発明の目的〕

この発明は上述した点を考慮し、ブースタ油ポ
ンプ軸受の焼損や焼付きを未然にかつ有効的に防
止するとともに主油ポンプからの吐出圧の低下を
確実に防いでタービンストリツプを回避し、蒸気
タービンを安全に連続運転させ得るようにした蒸
気タービン用油圧発生装置を提供することを目的
とする。

〔発明の概要〕

上述した目的を達成するため、この発明に係る
蒸気タービン用油圧発生装置は、蒸気タービンの
タービンロータに連結された主油ポンプに必要な
吸込圧を与えるオイルタービン駆動のブースタ油
ポンプと、上記主油ポンプ−オイルタービン・ブ
ースタ油ポンプ系に必要に応じて油を供給する補
助油ポンプとを油ポンプ内に設けるとともに、前
記オイルタービンおよびブースタ油ポンプを一体
的に連結する主軸を軸受で回転自在に支持した蒸
気タービン用油圧発生装置において、上記軸受に
埋設された軸受面温度検出用検出器具に接続され
た軸受温度検出装置と、この軸受温度検出装置か
らの軸受温度異常上昇信号を入力させる起動装置
とを設け、上記起動装置は、軸受温度異常上昇信
号を受けて前記補助油ポンプを起動させ、かつオ
イルタービンの入口管に設けられた動力操作弁を
閉操作するように設定したものである。

〔発明の実施例〕

この発明の実施例について添付図面を参照して
説明する。

第３図はこの発明に係る蒸気タービン用油圧発
生装置の一実施例に示す系統図であるが、この油
圧発生装置において、第１図に示す従来の蒸気タ
ービン用油圧発生装置と同じ部材には同一符号を
付し、説明を省略する。

油タンク１内に設置されるオイルタービン３駆
動のブースタ油ポンプ４は従来と同様第２図に示
すケーシング構造を有する。このケーシング２４
は４分割可能なオイルタービン吐出管ケーシング
２５、オイルタービンケーシング２６、胴部ケー
シング２７およびブースタ油ポンプケーシング２
８を一体的に組み立てることにより構成される。
ケーシング２４の上部にオイルタービン３が、下
部にブースタ油ポンプ４が組み込まれ、両者は主
軸１９により連結される。主軸１９は頂部および
中程がオイルタービン軸受２０、ブースタ油ポン
プ軸受２１により回転自在に軸支される。しかし
て、主油ポンプ７からの制御油がオイルタービン
３に供給されると、その油圧によりオイルタービ
ン３が回転駆動され、ブースタ油ポンプ４がポン
プ作動するようになつている。

前記主軸１９を軸支するブースタ油ポンプ軸受
２１には、軸受表面近傍温度を検出するために、
熱電対等の軸受面温度検出用検出器具３０が埋設
される。この検出器具３０は第３図に示すよう
に、ブースタ油ポンプ軸受温度検出装置３１に接
続される。この検出装置３１は、起動装置３２に
接続され、上記検出器具３０からの検出信号を受
けてブースタ油ポンプ軸受温度異常検知信号３３
を起動装置３２に出力するようになつている。起
動装置３２は、AC電動補助油ポンプ６、動力操
作弁３４および動力操作減圧弁３５にそれぞれ接
続され、ブースタ油ポンプ軸受温度異常検知信号
３３を受けて、補助油ポンプ６および両動力操作
弁３４，３５の作動を制御するようになつてい
る。

一方、動力操作弁３４は、オイルタービン３の
入口管３７に介装され、その出口管３８に逆止弁
３９が介装される。また、AC電動補助油ポンプ
６の吐出管４０とAC電動軸受油ポンプ５の吐出
管４１の逆止弁４２下流側とは連絡管４３で接続
され、この連絡管４３に前述した動力操作減圧弁
３５が設けられる。

ところで、第４図はオイルタービン３およびブ
ースタ油ポンプ４におけるブースタ油ポンプ軸受
の軸受表面の温度変化の測定例を定性的に示した
ものである。この図から理解されるように、ブー
スタ油ポンプ軸受２１への給油を完全に停止させ
ると、給油停止後の軸受表面温度Ｔは徐々に上昇
し、t₂時間経過時に至つて急激に温度上昇し、焼
損および破損に至る。

このことから、ブースタ油ポンプ軸受温度検出
装置３１は、蒸気タービンの運転中、常時ブース
タ油ポンプ軸受２１の軸受表面温度を監視する。
そして、軸受表面温度Ｔが、次第に上昇し始め、
第４図において例えば軸受表面温度がT₁になるt₁
時間の時点で、ブースタ油ポンプ軸受温度異常検
知信号３３を出力し、起動装置３２に入力させ
る。起動装置３２は、ブースタ油ポンプ軸受温度
異常検知信号３３を受けて、動力操作弁３４を閉
作動させる動力操作弁操作信号４５と、AC電動
補助油ポンプ６を起動させる補助油ポンプ起動信
号４６と、AC電動補助油ポンプ６から吐出され
る潤滑油の油圧を所要の軸受油圧まで減圧させる
ように動力操作減圧弁３５を操作する動力操作減
圧弁操作信号４７とを発するように構成されてい
る。

次に、この発明の作用について説明する。

蒸気タービンの通常運転時には、この発明に係
る蒸気タービン用油圧発生装置は第１図に示す従
来の蒸気タービン用油圧発生装置と同様に作用
し、タービン発電プラントの制御系統およびター
ビン軸受系統の潤滑に必要な制御油および潤滑油
に必要な油圧と油量を与えるようになつている。

また、オイルタービン３によつて駆動されるブ
ースタ油ポンプ４は、主油ポンプ７に所望の吸込
圧を与えるようになつている。この吸込圧は、油
タンク１と蒸気タービンのタービンシヤフトとの
ヘツド差に応じたもので、ブースタ油ポンプ４の
吐出側に予め上記ヘツド差に応じた圧力を付与し
ている。

しかして、ブースタ油ポンプ４のブースタ油ポ
ンプ軸受２１の軸受面温度が何らかの原因で徐々
に上昇し、ポンプ軸受の焼損や焼付きの可能性が
生じ、ブースタ油ポンプ軸受２１の軸受表面温度
がT₁に達した時、この温度T₁を軸受面温度検出
用検出器具３０で検出してブースタ油ポンプ軸受
温度検出装置３１に入力させ、ブースタ油ポンプ
軸受温度異常検知信号３３を発する。この軸受温
度異常検知信号３３は起動装置３２に入力され、
この起動装置３２を起動させる。起動装置３２の
起動により、AC電動補助油ポンプ６を起動させ、
制御油圧を発生させる。

一方、起動装置３２からの動力操作弁操作信号
４５により動力操作弁３４を閉操作し、オイルタ
ービン入口管３７を経由して流れるオイルタービ
ン３への制御油の流入を阻止する。上記動力操作
弁３４の閉操作により、オイルタービン３の回転
は徐々に減少していく。その際、オイルタービン
３からオイルタービン出口管３８を経由して吐出
される制御油の油圧はオイルタービン３の駆動に
応じて減少せしめられるが、この場合には、AC
電動補助油ポンプ６の駆動により、その補助油ポ
ンプ６から吐出される油は、出口管４０とAC電
動軸受油ポンプ５吐出管４１とを継ぐ連絡管４３
を通る際に、動力操作減圧弁３５によつて所要の
軸受油圧に減ぜられ、オイル冷却器２に給油され
る。このため、オイルタービン３が停止しても、
タービン軸受系の潤滑に必要な潤滑油が充分に確
保される。

したがつて、ブースタ油ポンプ軸受２１の完全
焼損や焼付き、ブースタ油ポンプ４の一時的な作
動停止による悪影響および主油ポンプ７の吐出圧
低下という一連の事故でタービントリツプのよう
な重大事故に発展する可能性が防止され、制御油
および潤滑油の安定的供給が確保される。

なお、この発明の一実施例の説明においては、
起動装置からの信号により、AC電動補助油ポン
プ６のみを起動する例について説明したが、潤滑
油を確保するためには、AC電動軸受油ポンプ５
を直接起動させ、これにより潤滑油をオイル冷却
器に供給するようにしてもよい。この場合には、
連絡管４３および動力操作減圧弁３５は必ずしも
必要でない。

〔発明の効果〕

以上に述べたようにこの発明に係る蒸気タービ
ン用油圧発生装置においては、オイルタービン駆
動のブースタ油ポンプの潤受が何らかの原因で焼
付きや焼損の可能性が生じたとき、これを軸受表
面温度検出用検出器具で検出して軸受温度検出装
置から軸受温度異常検知信号を発し、この検出信
号により起動装置を起動させ、オイルタービンを
停止させるとともに補助油ポンプを作動させるこ
とにより、タービン発電プラントの制御系統およ
びタービン軸受系に必要な制御油および潤滑油の
油圧と油量を確保することができ、また、ブース
タ油ポンプ軸受の焼損や焼付きを未然にかつ確実
に防止できるので、焼損事故に伴つて生じるター
ビントリツプ事故が未然にかつ完全に防止され、
かつブースタ油ポンプがポンプ作動を停止しても
補助油ポンプにより充分に油圧、油量がカバーさ
れるので、タービン発電プラントの継続運転が可
能となり、発電プラントの信頼性、安全性が向上
する等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の蒸気タービン用油圧発生装置を
示す系統図、第２図は上記油圧発生装置に組み込
まれるオイルタービン駆動のブースタ油ポンプを
示す構造図、第３図はこの発明に係る蒸気タービ
ン用油圧発生装置の一実施例を示す系統図、第４
図はオイルタービン駆動のブースタ油ポンプの軸
受表面温度の温度変化測定例を示したグラフであ
る。１…油タンク、２…オイル冷却器、３…オイル
タービン、４…ブースタ油ポンプ、５…AC電動
軸受油ポンプ、６…補助油ポンプ、７…主油ポン
プ、１０……高圧中圧蒸気タービン、１２…低圧
タービン、１３…発電機、１５…軸受、１６…ス
ラスト軸受、１９…主軸、２０…オイルタービン
軸受、２１…ブースタ油ポンプ軸受、２２…吐出
管、２４…ケーシング、２５…オイルタービン吐
出管ケーシング、２６…オイルタービンケーシン
グ、２７…胴面ケーシング、２８…ブースタ油ポ
ンプケーシング、３０…軸受面温度検出用検出器
具、３１…ブースタ油ポンプ軸受温度検出装置、
３２…起動装置、３４…動力操作弁、３５…動力
操作減圧弁、３７…オイルタービン入口管、３８
オイルタービン出口管、４３…連絡管。

Claims

【特許請求の範囲】１蒸気タービンのタービンロータに連結された
主油ポンプに必要な吸込圧を与えるオイルタービ
ン駆動のブースタ油ポンプと、上記主油ポンプ−
オイルタービン・ブースタ油ポンプ系に必要に応
じて油を供給する補助油ポンプとを油タンク内に
設けるとともに、前記オイルタービンおよびブー
スタ油ポンプを一体的に連結する主軸を軸受で回
転自在に支持した蒸気タービン用油圧発生装置に
おいて、上記軸受に埋設された軸受面温度検出用
検出器具に接続された軸受温度検出装置と、この
軸受温度検出装置からの軸受温度異常検知信号を
入力させる起動装置とを設け、上記起動装置は、
軸受温度異常検知信号を受けて前記補助油ポンプ
を起動させ、かつオイルタービンの入口管に設け
られた動力操作弁を閉操作するとともに、補助油
ポンプからの吐出油を、蒸気タービンの軸受系に
接続されるオイル冷却器に案内する動力操作減圧
弁を開操作するように設定されたことを特徴とす
る蒸気タービン用油圧発生装置。２オイルタービンおよびブースタ油ポンプを連
結する主軸を支持する軸受は、オイルタービン軸
受およびブースタ油ポンプ軸受であり、上記ブー
スタ油ポンプ軸受に、軸受面温度を検出する熱電
対等の軸受面温度検出用検出器具を埋設した特許
請求の範囲第１項に記載の蒸気タービン用油圧発
生装置。３補助油ポンプの出口管と、蒸気タービンの軸
受系に潤滑油を供給するAC電動軸受油ポンプの
吐出管とを連絡管で接続し、この連絡管に動力操
作減圧弁を設けた特許請求の範囲第１項に記載の
蒸気タービン用油圧発生装置。４動力操作減圧弁は起動装置からの信号を受け
て補助油ポンプで発生した油圧を所要の軸受油圧
まで減圧するようにされた特許請求の範囲第３項
に記載の蒸気タービン用油圧発生装置。