JPH0326242Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は原子力発電プラントや火力発電プラ
ントに組み込まれる蒸気タービンの保護装置に係
り、特に、蒸気タービンの異常事態発生時にこの
蒸気タービンを緊急停止させる蒸気タービンの非
常トリツプ装置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

一般的に、蒸気タービンにはタービンの異常な
過回転を防止するために、所定の回転数に達した
とき、蒸気タービンを強制的にトリツプ（停止）
させる非常調速機が設置されている。非常調速機
は蒸気タービンの１つの保護装置を構成するもの
であり、非常調速機とともに蒸気タービンの保護
装置を構成するものに非常トリツプ装置がある。
蒸気タービンの非常トリツプ装置や非常調速機は
蒸気タービンの前部軸受台に設置されている。こ
の前部軸受台には、例えばスラスト軸受の異常摩
耗や、軸受油圧の低下、タービン排気室の温度
高、タービン振動大、タービン排気室の負圧低等
のタービントリツプ因子からの電気的入力信号に
より、蒸気タービンをトリツプさせる電気的なト
リツプ機構も備えられている。

第３図は従来の蒸気タービンの非常トリツプ装
置を示す系統図であり、非常トリツプ装置は、非
常調速機１にて作動せしめられるトリツプフイン
ガ２と、このトリツプフインガ２にラツチ機構３
を介して係合し、非常トリツプ弁４をトリツプ位
置に移動させるトリツプ機構５と、上記非常トリ
ツプ弁４をリセツト位置に戻すリセツト機構６
と、前記トリツプフインガ２をトリツプ位置に回
動させるメカニカルトリツプソレノイド機構７と
手動トリツプ用ハンドル機構８とを備えている。

しかして、非常調速機１が作動すると、この非
常調速機１はトリツプフインガ２を一点鎖線Ａで
示す時計方向に回動させる。この回動により、ト
リツプフインガ２とトリツプ機構５のトリツプロ
ツド９とはラツチ機構３による係合が解除され、
トリツプロツド９をスプリング１０により図にお
いて右方向Ｂに移動させる。このトリツプロツド
９の移動により、その先端に装着された非常トリ
ツプ弁４はトリツプ位置に切り換えられ、蒸気タ
ービンをトリツプさせるべく、制御油COの供給
が停止せしめられる。

非常トリツプ装置のトリツプ動作は、非常調速
機１の作動だけでなく、手動トリツプ用ハンドル
機構８を手動操作したり、あるいはメカニカルト
リツプソレノイド機構７の作動により、リンクレ
バー機構１１を介してトリツプフインガ２をトリ
ツプ位置に回動操作させても、蒸気タービンをト
リツプさせることができる。

蒸気タービンをトリツプ位置からリセツト位置
に戻す場合は、リセツト機構６をリセツト動作さ
せることにより行なわれる。具体的には、リセツ
ト用電磁弁１２を励磁させて駆動油DOをリセツ
トシリンダ１３内に供給し、その油圧により、リ
セツトレバー１４を支軸１５廻りにＣ方向に回動
させる。この回動により、トリツプロツド９をス
プリング１０のばね力に抗して移動させ、非常ト
リツプ弁４をリセツト位置に復帰させる。トリツ
プロツド９がリセツト位置に戻されると、トリツ
プフインガ２はスプリング１６のばね作用により
自動的に反時計方向に回動し、実線で示されるリ
セツト位置に復帰せしめられる。この復帰により
トリツプロツド９とトリツプフインガ２はラツチ
係合され、トリツプロツド９はリセツト位置に保
持される。これにより、制御油COは非常トリツ
プ弁４を介して供給され、蒸気タービンをリセツ
トさせるようになつている。

なお、非常トリツプ装置はタービン発電機等の
異常時に蒸気タービンへの蒸気の流入を阻止し、
タービントリツプさせる重大な使命を負うため、
週に１回程度の頻度で定期的に作動確認試験が行
なわれる。この作動確認試験時には、蒸気タービ
ンが定格回転数に維持され、この回転数が維持さ
れている間にオイルトリツプ電磁弁１８およびロ
ツクアウト用電磁弁１９を励磁させる。オイルト
リツプ電磁弁１８は励磁によりトリツプ動作を
し、トリツプフインガ２やトリツプ機構５を作動
させる。しかし、非常トリツプ弁４をトリツプさ
せても、ロツクアウト電磁弁１９によりバイパス
回路２０を経て制御油COが供給され、蒸気ター
ビンをトリツプさせないようになつている。

ところで、メカニカルトリツプソレノイド機構
７は電気的タービントリツプ信号を入力させるメ
カニカルソレノイド２１を有するが、このメカニ
カルソレノイド２１はリンクレバー機構１１を介
してトリツプフインガ２を作動させるため、大き
なソレノイド力およびストロークを必要とし、こ
のため大容量のメカニカルソレノイド２１が設置
される。

この結果、メカニカルトリツプソレノイド機構
７そのものが大型化する。したがつて、このトリ
ツプソレノイド機構７をスペース的制約を受ける
受ける蒸気タービンの前部軸受台に設置した場
合、大きな設置スペースを占める。しかも、メカ
ニカルトリツプソレノイド機構７は大容量のメカ
ニカルソレノイド２１を使用し、リンクレバー機
構１１を介して動力伝達が行なわれるため、蒸気
タービンをトリツプさせるまでの動作遅れ時間が
大きく、かつ必要電流も大きいため、焼損事故等
を発生させる恐れがあり、蒸気タービンの保護装
置を構成する保守装置として、信頼性に欠ける面
があつた。

さらに、メカニカルトリツプソレノイド機構７
はリンクレバー機構１１が採用されているため、
リンクレバーのピン打ちや、ボルトナツト類の廻
り止め、リンクレバー系の調整などの作業を必要
とし、これらの作業不備により誤動作や不作動誘
発する恐れがあつた。

〔考案の目的〕

この考案は上述した事情を考慮してなされたも
ので、メカニカルトリツプソレノイド機構を採用
して機構の代りに油圧トリツプ機構を採用して機
構を簡素化してコンパクトにし、トリツプ応答速
度を改善し、信頼性を向上させた蒸気タービンの
非常トリツプ装置を提供することを目的とする。

〔考案の概要〕

上述した目的を達成するために、この考案に係
る蒸気タービンの非常トリツプ装置は、蒸気ター
ビンをトリツプさせる非常トリツプ弁をトリツプ
位置に移動させるトリツプ機構と、上記非常トリ
ツプ弁をリセツト位置に復帰させるリセツト機構
と、上記トリツプ機構のトリツプロツドとラツチ
係合可能なトリツプフインガとを有し、このトリ
ツプフインガをトリツプロツドとのラツチ係合が
解除されるように作動させることにより、トリツ
プ機構を作動させるようにした蒸気タービンの非
常トリツプ装置において、前記トリツプフインガ
をトリツプ位置に回動可能な油圧トリツプ機構を
備え、この油圧トリツプ機構は電気的タービント
リツプ信号を入力して前記トリツプフインガをト
リツプ位置に回動させるように設定したことを特
徴とするものである。

〔考案の実施例〕

以下、この考案に係る蒸気タービンの非常トリ
ツプ装置の一実施例について添付図面を参照して
説明する。

第１図に示された蒸気タービンの非常トリツプ
装置は、第３図に示した非常トリツプ装置のメカ
ニカルトリツプソレノイド機構に代えて油圧トリ
ツプ機構３０を採用した点が基本的に相違し、そ
れ以外の構成は第３図に示したものと実質的に異
ならないので、同一符号を付し、説明を省略す
る。

油圧トリツプ機構３０はトリツプフインガ２を
トリツプ位置に回動させ、非常トリツプ弁４を作
動して、蒸気タービンをトリツプさせるものであ
り、油圧駆動のトリツプシリンダ３１を有する。
トリツプシリンダ３１内には受圧面積の異なる二
枚のピストン３２ａ，３２ｂをトリツプ操作ロツ
ド３３で一体に連結したリレーピストン３２が収
容され、このリレーピストン３２はスプリング３
４によるばね力により、トリツプ位置側に押圧さ
れる。

一方、トリツプシリンダ３１内の２枚のピスト
ン３２ａ，３２ｂ間に囲まれた中間シリンダ室３
５には、タービン軸受油BOが供給可能なタービ
ン軸受油供給ライン３６が接続される。この供給
ライン３６には、メカニカルトリツプソレノイド
用電磁弁（トリツプ用電磁弁）３７および主油ポ
ンプ吐出圧インターロツク用電磁弁３８が順次配
設され、タービン軸受油BOはトリツプ用電磁弁
３７を無励磁に、かつインターロツク用電磁弁３
８を励磁させたとき、中間シリンダ室３５内に供
給されるようになつている。トリツプ用電磁弁３
７は電気的タービントリツプ信号の入力により励
磁される。

また、トリツプシリンダ３１には中間シリンダ
室３５に隣接してリセツトシリンダ室３９が形成
され、このシリンダ室３９は受容面積の小さなピ
ストン３２ａ側に設けられる。このリセツトシリ
ンダ室３９にはタービン制御油COが供給される
制御油供給ライン４０が接続され、この制御油供
給ライン４０に制御弁としてのリレーピストン４
１が介装される。リレーピストン４１はタービン
軸受油BOの油圧によりON−OFF作動せしめら
れ、この作動により、タービン制御油をリセツト
シリンダ室３９に供給するようになつている。

ところで、前記主油ポンプ吐出圧インターロツ
ク用電磁弁３８はタービン制御油圧によりインタ
ーロツクされ、ON−OFFされ、すなわち、ター
ビン回転数が上昇し、制御油COの油圧が上昇し
始め、タービンが一定回転数以上に達すると、主
油ポンプ吐出圧インターロツク用電磁弁３８が消
磁され、中間シリンダ室３５はドレンタンク４２
に接続され、ドレンタンク４３内にオイルドレン
される。

しかしながら、このときにはタービン制御油
COは一定油圧が確保されているので、リレーピ
ストン４１を経てトリツプシリンダ３１のリセツ
トシリンダ室３９に供給される。一方、トリツプ
シリンダ３１内に収容されるピストン３２ａ，３
２ｂの受圧面積は一方が大きく、ピストン３２ａ
＜ピストン３２ｂの関係にあるが、タービン軸受
油BOの油圧はタービン制御油COの油圧より小さ
いため、リセツトシリンダ室３９へのタービン制
御油COの供給により、スプリング３４のばね力
に抗してリレーピストン３２を押動し、リセツト
操作ロツド３３をリセツト位置側に、第１図に示
すように維持される。

一方、主油ポンプ吐出圧インターロツク用電磁
弁３８を無励磁状態にセツトする条件は蒸気ター
ビンの回転数がある値を超えた時であるが、この
とき、トリツプシリンダ３１において、（タービ
ン制御油圧×ピストン３２ａの受圧面積）は（ス
プリング３４のばね力）より大きいことが条件と
される。この条件が成立していない場合には、主
油ポンプ吐出圧インターロツク用電磁弁３８を無
励磁状態に切り換えた瞬間に、スプリング３４の
ばね力により、トリツプ操作ロツド３３をトリツ
プ位置に持ち来たし、蒸気タービンを誤つてトリ
ツプさせる恐れがあるためである。

次に、この考案の作用を第２図のＡ，Ｂおよび
Ｃを参照して説明する。

第２図Ａは、蒸気タービンの定常運転（定格回
転数保持）時に至るタービン起動時の非常トリツ
プ装置の油圧トリツプ機構３０の系統図を示す。

蒸気タービンはタービン起動の直前にタービン
軸受油BOが供給されており、メカニカルトリツ
プソレノイド機構（トリツプ用電磁弁）３７は無
励磁、主油ポンプ吐出圧インターロツク用電磁弁
３８は励磁されている。このとき、タービン軸受
油BOは両電磁弁３７，３８を経てトリツプシリ
ンダ３１の中間シリンダ室３５内に供給され、そ
の軸受油圧により、トリツプシリンダ３１には受
圧面積が異なるリレーピストン３２が収容されて
いるため、スプリング３４のばね力に抗して、ト
リツプシリンダ３１を第２図Ａに示すリセツト状
態にセツトさせる。

このとき、タービン軸受油供給ライン４０のリ
レーピストン４１はタービン軸受油BOの油圧の
作用により、タービン制御油COがリセツトシリ
ンダ室３９に供給可能にセツトされるが、タービ
ン制御油COの油圧が確立されていないため、リ
セツトシリンダ室３９にはタービン制御油圧が作
用しない状態となつている。

このタービン起動時から、蒸気タービンの回転
数が上昇し、タービン制御油COの油圧が上昇し
始め、タービンがある一定回転数以上になると、
主油ポンプ吐出圧インターロツク用電磁弁３８が
インタロツクされ、無励磁状態となる。インター
ロツク用電磁弁３８の無励磁により中間シリンダ
室３５内のタービン軸受油BOはドレンタンク４
２にオイルドレンされる。しかし、このときには
タービン制御油COが確立しているため、この制
御油圧によりトリツプシリンダ３１はリセツト状
態に保たれる。

しかして、蒸気タービンの定格回転数運転時に
電気的タービントリツプ信号が入力されると、ト
リツプ用電磁弁３７が励磁状態となり、第２図Ｂ
に示すように、主油ポンプ吐出圧インターロツク
用電磁弁３８およびリレーピストン４１のタービ
ン軸受油BOが、ドレンタンク４３，４４へドレ
ンされる。このため、リレーピストン４１はスプ
リング４５のばね力により作動し、タービン制御
油COをブロツクし、リセツトシリンダ室３９へ
の供給が停止される。しかも、このシリンダ室３
９はリレーピストン４１を経てドレンタンク４４
に連通されるため、リセツトシリンダ室３９内の
制御油COがドレン化し、トリツプシリンダ３１
はスプリング３４のばね力によりリレーピストン
３２をトリツプ位置に移動させ、これにより、ト
リツプフインガ２をトリツプ位置に回動させる。

このトリツプフインガ２の回動により、トリツ
プフインガ２とトリツプ機構５とのラツチ係合が
解除され、トリツプ機構５は非常トリツプ弁４を
トリツプ位置に移動させる。この移動によりター
ビン制御油COがブロツクされ、蒸気タービンは
トリツプせしめられる。

なお、トリツプ用電磁弁３７が励磁される条件
は、例えばスラスト軸受の異常摩耗、タービン軸
受油の油圧低下、タービン排気室の温度高、ター
ビン振動の増水、タービン排気室の負圧低下等で
あり、これらのタービントリツプ因子からの電気
的タービントリツプ信号により、トリツプ用電磁
弁３７が励磁される。しかし、トリツプ用電磁弁
３７が励磁されなくても、タービン軸受油BOの
油圧が低下した場合には、上記電磁弁３７の励磁
と同じ状態になり、蒸気タービンはトリツプされ
る。

次に、蒸気タービンが定格回転運転中に、何ら
かの原因により、主油ポンプ駆動軸である蒸気タ
ービンの前部心棒が折損した場合の系統図を第２
図Ｃに示す。

主油ポンプ駆動軸が折損した場合には、主油ポ
ンプ吐出圧が急激に低下せしめられるため、主油
ポンプ吐出圧インターロツク用電磁弁３８はイン
ターロツクされ、無励磁されるとともに、メカニ
カルトリツプソレノイド機構３７も無励磁状態に
セツトされる。このときには、タービン軸受油
BOが確保されているため、リレーピストン４１
は動作せず、第２図Ｃに示す連通状態に維持され
るが、タービン制御油COの油圧が低下するため、
トリツプシリンダ３１はスプリング３４のばね力
によりトリツプ状態になり、蒸気タービンはトリ
ツプせしめられる。

また、蒸気タービンを停止させるために、ター
ビン回転を降下させる場合、タービン回転降下に
伴つてタービン制御油圧も低下することになる
が、この場合には、タービン起動時とは逆に、あ
る回転数以下では主油ポンプ吐出圧インターロツ
ク用電磁弁３８がインターロツクされて励磁状態
となり、タービン軸受油BOがトリツプシリンダ
３１の中間シリンダ室３４に供給され、トリツプ
シリンダ３１をスプリング３４のばね力に抗して
リセツト状態に維持するため、蒸気タービンがト
リツプされることはない。

〔考案の効果〕

以上に述べたように、この考案に係る蒸気ター
ビンの非常トリツプ装置においては、トリツプフ
インガをトリツプ位置に回動可能な油圧トリツプ
機構を備え、この油圧トリツプ機構は電気的ター
ビントリツプ信号を入力して前記トリツプフイン
ガを回動位置に回動させるようにしたから、トリ
ツプフインガの作動を油圧トリツプ機構により油
圧で行なうことができ、油圧トリツプ機構の小
型・コンパクト化を図ることがきる。しかも、油
圧トリツプ機構によりトリツプフインガを直接に
作動させるので、従来のリンクレバー機構を不要
にでき、かつ信号伝達が油圧であるので、動作遅
れ時間を短縮させることができる。

また、リンクレバー機構を不要にしたので、リ
ンクレバー系の調整作業やボルトナツト類の廻り
止め作業などか不要となり、誤作動や不作動の原
因を排除でき、電気的トリツプ信号に基いて、ト
リツプ動作を確実かつ正確に行なうことができ
る。

さらに、油圧トリツプ機構はタービン制御油や
タービン軸受油からの油圧により作動されるの
で、タービン制御油圧低やタービン軸受油圧低を
検出するタービントリツプ機構を兼ね、したがつ
てタービン制御油や軸受油を検出する油圧検出用
圧力スイツチは油圧トリツプ機構のバツクアツプ
機能を構成することとなり、信頼性を向上させる
ことができる。また、タービン制御油圧低やター
ビン軸受油圧低を検出することができることか
ら、主油ポンプ駆動軸である蒸気タービンの前部
心棒が折損した場合にタービンをトリツプするこ
とが可能となる。

その他、トリツプシリンダのリセツトは、ター
ビン軸受油圧のみでも可能なため、タービン起動
時、停止時等のタービン制御油圧が低い場合（タ
ービン回転数が低いため、タービン制御油圧が低
い）でも、確実にトリツプシリンダのリセツトを
保持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る蒸気タービンの非常ト
リツプ装置の一実施例を示す系統図、第２図Ａ
は、タービン起動時における非常トリツプ装置に
組み込まれる油圧トリツプ機構の作動状態を表わ
した系統図、第２図Ｂは、トリツプ電磁弁が作動
したときの油圧トリツプ機構の作動状態を示す系
統図、第２図Ｃはタービン制御油圧低下時におけ
る油圧トリツプ機構の作動状態を示す系統図、第
３図は従来の蒸気タービンの非常トリツプ装置を
示す系統図である。 １……非常調速機、２……トリツプフインガ、
４……非常トリツプ弁、５……トリツプ機構、６
……リセツト機構、８……手動トリツプ用ハンド
ル機構、９……トリツプロツド、１８……オイル
トリツプ電磁弁、１９……ロツクアウト用電磁
弁、３０……油圧トリツプ機構、３１……トリツ
プシリンダ、３２……リレーピストン、３３……
トリツプ操作ロツド、３４……スプリング、３５
……中間シリンダ室、３６……タービン軸受油供
給ライン、３７……トリツプ用電磁弁、３８……
インターロツク用電磁弁、３９……リセツトシリ
ンダ室、４０……タービン制御油供給ライン、４
１……リレーピストン（制御弁）、４２，４３，
４４……ドレンタンク。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 蒸気タービンをトリツプさせる非常トリツプ
   弁をトリツプ位置に移動させるトリツプ機構
   と、上記非常トリツプ弁をリセツト位置に復帰
   させるリセツト機構と、上記トリツプ機構のト
   リツプロツドとラツチ係合可能なトリツプフイ
   ンガとを有し、このトリツプフインガをトリツ
   プロツドとのラツチ係合が解除されるように作
   動させることにより、トリツプ機構を作動させ
   るようにした蒸気タービンの非常トリツプ装置
   において、前記トリツプフインガをトリツプ位
   置に回動可能な油圧トリツプ機構を備え、この
   油圧トリツプ機構はトリツプシリンダと、この
   シリンダ内に収容され、受圧面積の異なる２枚
   のピストンをトリツプ操作ロツドで接続したリ
   レーピストンと、このリレーピストンをトリツ
   プ位置側にばね付勢するスプリングと、上記リ
   レーピストン間に形成される中間シリンダ室に
   接続されたタービン軸受油供給ラインと、前記
   トリツプシリンダのリセツトシリンダ室に接続
   されたタービン制御油供給ラインと、上記ター
   ビン軸受油供給ラインに設けられ、電気的ター
   ビントリツプ信号によりON−OFFされるトリ
   ツプ用電磁弁およびタービン回転数によりON
   −OFFされるインターロツク用電磁弁と、前
   記タービン軸受油の油圧確立によりON−OFF
   される制御弁とを有し、蒸気タービンの起動時
   および停止時には、タービン軸受油をタービン
   軸受油供給ラインを通して中間シリンダ室に、
   蒸気タービンの定格回転運転時には、タービン
   制御油をリセツトシリンダ室にそれぞれ供給
   し、リセツトシリンダをスプリングのばね力に
   抗してリセツト状態に保持するようにしたこと
   を特徴とする蒸気タービンの非常トリツプ装
   置。 ２ トリツプ用電磁弁、インターロツク用電磁弁
   および制御弁は、タービントリツプ時やタービ
   ン制御油圧、タービン軸受油圧喪失時に、廃油
   可能となるようにドレンタンクに接続された実
   用新案登録請求の範囲第１項に記載の蒸気ター
   ビンの非常トリツプ装置。