JPH086561B2 - ターボ機械の保安装置 - Google Patents
ターボ機械の保安装置Info
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- JPH086561B2 JPH086561B2 JP26506088A JP26506088A JPH086561B2 JP H086561 B2 JPH086561 B2 JP H086561B2 JP 26506088 A JP26506088 A JP 26506088A JP 26506088 A JP26506088 A JP 26506088A JP H086561 B2 JPH086561 B2 JP H086561B2
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- Japan
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- signal
- emergency
- true
- turbo machine
- energy
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ターボ機械の異常を検知し、事故による
損傷を最小限に食い止めるためのターボ機械の保安装置
に関する。
損傷を最小限に食い止めるためのターボ機械の保安装置
に関する。
発電用火力設備の技術基準によれば、次の装置を設け
るよう規定されている。 （ａ）定格速度の1.11倍以下で作動する非常調速装置。 （ｂ）次のような場合に蒸気の流入を自動的に遮断する
装置。 （Ｉ）容量が10000KVA以上の発電機の内部に故障を生じ
た場合。 （II）定格出力10000KVA以上のタービンの復水器真空度
が著しく低下した場合。 （III）定格出力10000KVA以上のタービンのスラスト軸
受が著しく摩耗あるいは温度上昇した場合。 このような異常現象，故障のほか伸び差，振動大，低
圧排気室温度高，軸受油圧，主油ポンプ吐出圧低，ボイ
ラ・発電機故障などの現象を検出し、事故を未然に防止
するかまたは事故による損傷を最小限におさえる目的
で、タービンには各種保安装置が設置されている。 第４図は従来例によるターボ機械の保安装置の構成図
である。第４図において、車軸１に非常調速機２を備え
ていて、通常の回転時にはばねの力によつて非常調速機
２を押さえているので、掛金５は図示の位置にあり、非
常トリップ装置３内のピストン４は図示の位置にあって
弁を閉じている。しかし回転軸が定格速度の1.11倍以上
になると非常調速機２は遠心力が増大し、図示の位置か
ら飛び出して動作検出機構の掛金５を叩くことにより、
ピストン４は矢印の方向に動いて非常トリップ装置３の
ドレン弁を開く。 非常トリップ装置３のドレン弁３が開くと、非常トリ
ップ弁７へ油圧源から矢印Ａの経路により絞り18を経て
供給されている油が、ドレンから排出され油圧を喪失
し、非常液圧ライン８への油圧が無くなるのでダンプ弁
９は左側の圧が右側の油圧より低くなってダンプ弁の油
はドレンから排出され、油圧シリンダ10は非常調速弁11
を閉じる方向に動く。この非常調速弁11が閉じると、ボ
イラまたはガス発生器から矢印Ｂの経路に蒸気またはガ
ス等のエネルギが矢印Ｃの経路に流れ、ターボ機械へ流
入するのを遮断する。 第４図において、非常調速機2,非常トリップ装置3,ピ
ストン4,掛金５を総称して異常検出部６と言い、非常ト
リップ弁７及び非常液圧ライン８を真偽判断処理部19と
言い、ダンプ弁9,液圧シリンダ10,非常遮断弁11を総称
してエネルギ流入遮断部20と言う。 第４図における保安装置では、信号の伝送手段として
の非常液圧ライン８は液圧式が採用されている。液圧式
信号伝送システムは従来一般的に使用され、信頼度の高
いシステムであるが液圧を用いるための制約があり、性
能向上は限界にきていた。
るよう規定されている。 （ａ）定格速度の1.11倍以下で作動する非常調速装置。 （ｂ）次のような場合に蒸気の流入を自動的に遮断する
装置。 （Ｉ）容量が10000KVA以上の発電機の内部に故障を生じ
た場合。 （II）定格出力10000KVA以上のタービンの復水器真空度
が著しく低下した場合。 （III）定格出力10000KVA以上のタービンのスラスト軸
受が著しく摩耗あるいは温度上昇した場合。 このような異常現象，故障のほか伸び差，振動大，低
圧排気室温度高，軸受油圧，主油ポンプ吐出圧低，ボイ
ラ・発電機故障などの現象を検出し、事故を未然に防止
するかまたは事故による損傷を最小限におさえる目的
で、タービンには各種保安装置が設置されている。 第４図は従来例によるターボ機械の保安装置の構成図
である。第４図において、車軸１に非常調速機２を備え
ていて、通常の回転時にはばねの力によつて非常調速機
２を押さえているので、掛金５は図示の位置にあり、非
常トリップ装置３内のピストン４は図示の位置にあって
弁を閉じている。しかし回転軸が定格速度の1.11倍以上
になると非常調速機２は遠心力が増大し、図示の位置か
ら飛び出して動作検出機構の掛金５を叩くことにより、
ピストン４は矢印の方向に動いて非常トリップ装置３の
ドレン弁を開く。 非常トリップ装置３のドレン弁３が開くと、非常トリ
ップ弁７へ油圧源から矢印Ａの経路により絞り18を経て
供給されている油が、ドレンから排出され油圧を喪失
し、非常液圧ライン８への油圧が無くなるのでダンプ弁
９は左側の圧が右側の油圧より低くなってダンプ弁の油
はドレンから排出され、油圧シリンダ10は非常調速弁11
を閉じる方向に動く。この非常調速弁11が閉じると、ボ
イラまたはガス発生器から矢印Ｂの経路に蒸気またはガ
ス等のエネルギが矢印Ｃの経路に流れ、ターボ機械へ流
入するのを遮断する。 第４図において、非常調速機2,非常トリップ装置3,ピ
ストン4,掛金５を総称して異常検出部６と言い、非常ト
リップ弁７及び非常液圧ライン８を真偽判断処理部19と
言い、ダンプ弁9,液圧シリンダ10,非常遮断弁11を総称
してエネルギ流入遮断部20と言う。 第４図における保安装置では、信号の伝送手段として
の非常液圧ライン８は液圧式が採用されている。液圧式
信号伝送システムは従来一般的に使用され、信頼度の高
いシステムであるが液圧を用いるための制約があり、性
能向上は限界にきていた。
液圧式信号伝送システムは電気式信号伝送システムに
比べて以下の欠点がある。 イ）伝送速度が遅く、特に大形機では伝送速度が保安上
大きく影響する。 ロ）多重化により信頼性向上を図ることが困難である。 ハ）主機運転中に保安装置の動作点検を行うことが困難
である。 ニ）動力プラントを管理するエレクトロニクスシステム
の結合が面倒である。 ホ）遠隔操作，遠隔監視及び無人化に適さない。 この発明は、異常の検出は機械式の異常検出部で行
い、この異常検出部で検出した信号を冗長化した電気信
号に変換して異常の真偽を判断し、真と判断した時はこ
の判断を電気信号によつてエネルギ流入遮断部へ伝達し
て、このエネルギ流入遮断部を作動させるようなターボ
機械の保安装置を提供することを目的とする。
比べて以下の欠点がある。 イ）伝送速度が遅く、特に大形機では伝送速度が保安上
大きく影響する。 ロ）多重化により信頼性向上を図ることが困難である。 ハ）主機運転中に保安装置の動作点検を行うことが困難
である。 ニ）動力プラントを管理するエレクトロニクスシステム
の結合が面倒である。 ホ）遠隔操作，遠隔監視及び無人化に適さない。 この発明は、異常の検出は機械式の異常検出部で行
い、この異常検出部で検出した信号を冗長化した電気信
号に変換して異常の真偽を判断し、真と判断した時はこ
の判断を電気信号によつてエネルギ流入遮断部へ伝達し
て、このエネルギ流入遮断部を作動させるようなターボ
機械の保安装置を提供することを目的とする。
上記目的は、異常検出部から検出した信号を多重化さ
れた電気信号として発信し、この電気信号を前記真偽判
断処理部でm/n冗長の原理によって真偽を判断し、真と
判断した時はこの判断結果を電気信号として前記エネル
ギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエネルギ流
入を遮断するようにしたターボ機械の保安装置によつて
達成される。
れた電気信号として発信し、この電気信号を前記真偽判
断処理部でm/n冗長の原理によって真偽を判断し、真と
判断した時はこの判断結果を電気信号として前記エネル
ギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエネルギ流
入を遮断するようにしたターボ機械の保安装置によつて
達成される。
異常検出部は、ターボ機械の回転速度が過大となれば
遠心力により作動し、この異常検出部から多重化した電
気信号を発信し、この多重化電気信号をm/n冗長の原理
によつて真偽判断処理を行い、真と判断されれば、判断
結果を電気信号としてエネルギ流入遮断部へ送ってこの
エネルギ流入遮断部を作動させ、蒸気またはガス等のエ
ネルギ流入を遮断することができる。
遠心力により作動し、この異常検出部から多重化した電
気信号を発信し、この多重化電気信号をm/n冗長の原理
によつて真偽判断処理を行い、真と判断されれば、判断
結果を電気信号としてエネルギ流入遮断部へ送ってこの
エネルギ流入遮断部を作動させ、蒸気またはガス等のエ
ネルギ流入を遮断することができる。
以下図面に基づいてこの発明の実施例によるターボ機
械の保安装置について説明する。 第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装
置の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例
によるターボ機械の保安装置の構成図である。第１図、
第２図及び第３図において、第４図と同じ部位は同じ番
号を付してある。 第１図において、ターボ機械の車軸１の中に組み込ま
れている非常調速機２は、車軸１が定格回転数の1.11倍
を超えると遠心力がばねの力を上回る、車軸から突出す
る。この非常調速機２が掛金５を叩くと、前記掛金５は
図示矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のピストン
４との係合がはずれ、ピストン４は図示の方向へ動く。 非常調速機2,非常トリップ装置3,ピストン4,掛金５か
らなる異常検出部６は従来と同じである。 前記ピストン４の端部に金属性の円板からなる検出体
12を取り付け、この検出体12に対向して複数（３け以
上）の非接触センサ13を設ける。 この非接触センサ13からの出力は、検出信号ライン14
を介して真偽判断回路15へ伝達される。この真偽判断回
路15では、m/n冗長の原理によつて前記非接触センサ13
からの信号の真偽判断処理を行う。前記真偽判断回路15
には、前記非常トリップ装置３のみならず他の異常検出
装置からも検出信号が伝達される。 前記真偽判断回路15で真と判断されるとトリップ信号
ライン16を介してトリップ信号が電磁弁17へ送られる。
前記検出体12,非接触センサ13,検出信号伝送ライン14,
真偽判断回路15を総称して真偽判断処理部19と言う。 前記電磁弁17,ダンプ弁９及び液圧シリンダ10には圧
油源から矢印Ａの経路に圧油が供給されている。前記電
磁弁17はトリップ信号を受けると液圧回路を切り換え、
ダンプ弁９の図示左側の液圧室の液圧が喪失し、このダ
ンプ弁９の右側の液圧室には絞り18を経て液圧が作用し
ているので、弁を左側へ押し右側の液圧室の流路をドレ
ンに通じる。このため液圧シリンダ10はばねで押され、
非常遮断弁11を閉じる方向に動いて、この非常遮断弁11
を閉じる。 従って、ボイラまたはガス発生器から蒸気またはガス
等のエネルギが矢印Ｂの経路に流入しても、前記非常遮
断弁11を閉じるので、前記エネルギが矢印Ｃの経路に流
れないため、ターボ機械へのエネルギは遮断される。 なお、ダンプ弁9,液圧シリンダ10及び非常遮断弁11か
らなるエネルギ流入遮断部20は従来のものと同じであ
る。 検出体12と非接触センサ13の取り付け位置は、非常ト
リップ装置３のピストン４に対し、車軸１及び非常調速
機２が係合する掛金５と反対側に設定してあるため、タ
ーボ機械の運転中でも接近し易くオンラインの点検保守
が可能である。 第１図において非接触センサ13,真偽判断回路15の電
気的出力信号のポテンシャルを正常状態では高位、異常
状態では低位となるよう選ぶこと（常時励磁方式）によ
り検出信号伝送ライン14及びトリップ信号伝送ライン16
が断線，地絡または短絡を起こした場合には、異常発生
と等価の信号が励起され、フエールセーフの効果が得ら
れるようになつている。 また第１図の実施例では、異常検出は検出体12と非接
触センサ13を用いたが、異常検出の変換部をアナログ式
とし、この変換装置からのアナログ出力が一定の範囲内
にあるか否かを監視することにより、前記変換装置の異
常を早期に発見することも可能である。 第２図はこの発明の他の実施例によるもので、第１図
と相違する点は、電磁弁17とダンプ弁９との組み合わせ
及び前記電磁弁17へのトリップ信号伝送ライン16を冗長
化したものである。第２図においては前記電磁弁17とダ
ンプ弁９との組み合わせの要素に動作不良があつたとし
ても、少なくとも１つの組み合わせが健全に動作すれ
ば、エネルギ流入遮断部19の液圧シリンダ10への油圧伝
達は確保される。第２図において異常検出部６はブロッ
クで簡略して図示しているが第１図と同じである。 第３図はこの発明の他の実施例によるもので、第２図
と相違する点は、異常検出部６及び真偽判断処理部19を
冗長化し、それぞれ固有のトリップ信号伝送ライン16に
よつて電磁弁17へ結合されている。前記電磁弁17及びダ
ンプ弁９は第２図と同様に冗長化されている。このよう
にすれば、異常検出から真偽判断処理を経てエネルギ流
入遮断にいたる経路が全て冗長化されるので、液圧シリ
ンダ10の作動の信頼性を向上させる。
械の保安装置について説明する。 第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装
置の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例
によるターボ機械の保安装置の構成図である。第１図、
第２図及び第３図において、第４図と同じ部位は同じ番
号を付してある。 第１図において、ターボ機械の車軸１の中に組み込ま
れている非常調速機２は、車軸１が定格回転数の1.11倍
を超えると遠心力がばねの力を上回る、車軸から突出す
る。この非常調速機２が掛金５を叩くと、前記掛金５は
図示矢印の方向に動いて非常トリップ装置３のピストン
４との係合がはずれ、ピストン４は図示の方向へ動く。 非常調速機2,非常トリップ装置3,ピストン4,掛金５か
らなる異常検出部６は従来と同じである。 前記ピストン４の端部に金属性の円板からなる検出体
12を取り付け、この検出体12に対向して複数（３け以
上）の非接触センサ13を設ける。 この非接触センサ13からの出力は、検出信号ライン14
を介して真偽判断回路15へ伝達される。この真偽判断回
路15では、m/n冗長の原理によつて前記非接触センサ13
からの信号の真偽判断処理を行う。前記真偽判断回路15
には、前記非常トリップ装置３のみならず他の異常検出
装置からも検出信号が伝達される。 前記真偽判断回路15で真と判断されるとトリップ信号
ライン16を介してトリップ信号が電磁弁17へ送られる。
前記検出体12,非接触センサ13,検出信号伝送ライン14,
真偽判断回路15を総称して真偽判断処理部19と言う。 前記電磁弁17,ダンプ弁９及び液圧シリンダ10には圧
油源から矢印Ａの経路に圧油が供給されている。前記電
磁弁17はトリップ信号を受けると液圧回路を切り換え、
ダンプ弁９の図示左側の液圧室の液圧が喪失し、このダ
ンプ弁９の右側の液圧室には絞り18を経て液圧が作用し
ているので、弁を左側へ押し右側の液圧室の流路をドレ
ンに通じる。このため液圧シリンダ10はばねで押され、
非常遮断弁11を閉じる方向に動いて、この非常遮断弁11
を閉じる。 従って、ボイラまたはガス発生器から蒸気またはガス
等のエネルギが矢印Ｂの経路に流入しても、前記非常遮
断弁11を閉じるので、前記エネルギが矢印Ｃの経路に流
れないため、ターボ機械へのエネルギは遮断される。 なお、ダンプ弁9,液圧シリンダ10及び非常遮断弁11か
らなるエネルギ流入遮断部20は従来のものと同じであ
る。 検出体12と非接触センサ13の取り付け位置は、非常ト
リップ装置３のピストン４に対し、車軸１及び非常調速
機２が係合する掛金５と反対側に設定してあるため、タ
ーボ機械の運転中でも接近し易くオンラインの点検保守
が可能である。 第１図において非接触センサ13,真偽判断回路15の電
気的出力信号のポテンシャルを正常状態では高位、異常
状態では低位となるよう選ぶこと（常時励磁方式）によ
り検出信号伝送ライン14及びトリップ信号伝送ライン16
が断線，地絡または短絡を起こした場合には、異常発生
と等価の信号が励起され、フエールセーフの効果が得ら
れるようになつている。 また第１図の実施例では、異常検出は検出体12と非接
触センサ13を用いたが、異常検出の変換部をアナログ式
とし、この変換装置からのアナログ出力が一定の範囲内
にあるか否かを監視することにより、前記変換装置の異
常を早期に発見することも可能である。 第２図はこの発明の他の実施例によるもので、第１図
と相違する点は、電磁弁17とダンプ弁９との組み合わせ
及び前記電磁弁17へのトリップ信号伝送ライン16を冗長
化したものである。第２図においては前記電磁弁17とダ
ンプ弁９との組み合わせの要素に動作不良があつたとし
ても、少なくとも１つの組み合わせが健全に動作すれ
ば、エネルギ流入遮断部19の液圧シリンダ10への油圧伝
達は確保される。第２図において異常検出部６はブロッ
クで簡略して図示しているが第１図と同じである。 第３図はこの発明の他の実施例によるもので、第２図
と相違する点は、異常検出部６及び真偽判断処理部19を
冗長化し、それぞれ固有のトリップ信号伝送ライン16に
よつて電磁弁17へ結合されている。前記電磁弁17及びダ
ンプ弁９は第２図と同様に冗長化されている。このよう
にすれば、異常検出から真偽判断処理を経てエネルギ流
入遮断にいたる経路が全て冗長化されるので、液圧シリ
ンダ10の作動の信頼性を向上させる。
この発明によれば、信号伝送を液圧式から電気式とし
たので、伝送遅れ時間を油圧式に比べて短縮できる。回
転体の伝達トルク，回転速度，及び慣性モーメントから
定まる慣性定数が５秒のターボ機械を例にとれば、100
％の負荷が突然切り離された場合には、従来の液圧式の
伝送遅れは３〜４％の余計な速度上昇をもたらすので、
定格回転速度と非常停止回転速度との差が通常10〜15％
しかないことを考慮すれば、伝送遅れ時間の短縮はター
ボ機械の保安上極めて有効である。 また、電気式では、異常検出部，真偽判断処理部，エ
ネルギ流入処理部の組み合わせを多重化し、さらに前記
真偽判断処理部はm/n冗長の原理によつて真偽の判断を
するので、保安装置の信頼性を向上させる。 電気式による保安装置は、遠隔操作，遠方監視，無人
化，自動化，インテリジエント化に適し、また他の電気
式システムとの結合が容易であり、保安装置の発展が期
待できる。
たので、伝送遅れ時間を油圧式に比べて短縮できる。回
転体の伝達トルク，回転速度，及び慣性モーメントから
定まる慣性定数が５秒のターボ機械を例にとれば、100
％の負荷が突然切り離された場合には、従来の液圧式の
伝送遅れは３〜４％の余計な速度上昇をもたらすので、
定格回転速度と非常停止回転速度との差が通常10〜15％
しかないことを考慮すれば、伝送遅れ時間の短縮はター
ボ機械の保安上極めて有効である。 また、電気式では、異常検出部，真偽判断処理部，エ
ネルギ流入処理部の組み合わせを多重化し、さらに前記
真偽判断処理部はm/n冗長の原理によつて真偽の判断を
するので、保安装置の信頼性を向上させる。 電気式による保安装置は、遠隔操作，遠方監視，無人
化，自動化，インテリジエント化に適し、また他の電気
式システムとの結合が容易であり、保安装置の発展が期
待できる。
第１図はこの発明の実施例によるターボ機械の保安装置
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図、第４図は従来例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。 2:非常調速機、6:異常検出部、9:ダンプ弁、10:液圧シ
リンダ、11:非常遮断弁、12:検出体、13:非接触セン
サ、17:電磁弁、19:真偽判断処理部、20:エネルギ流入
遮断部。
の構成図、第２図及び第３図はこの発明の他の実施例に
よるターボ機械の保安装置の構成図、第４図は従来例に
よるターボ機械の保安装置の構成図である。 2:非常調速機、6:異常検出部、9:ダンプ弁、10:液圧シ
リンダ、11:非常遮断弁、12:検出体、13:非接触セン
サ、17:電磁弁、19:真偽判断処理部、20:エネルギ流入
遮断部。
Claims (1)
- 【請求項１】ターボ機械の異常を異常検出部で検出して
信号を発し、この異常検出部からの信号の真偽を真偽判
断処理部で判断し、真と判断された時は前記真偽判断処
理部から前記ターボ機械のエネルギ流入遮断部へ信号を
送って前記エネルギ流入遮断部を作動させ、前記ターボ
機械へのエネルギ流入を遮断するためのターボ機械の保
安装置において、前記異常検出部から検出した信号を多
重化された電気信号として発信し、この電気信号を前記
真偽判断処理部でm/n冗長の原理によって真偽を判断
し、真と判断した時はこの判断結果を電気信号として前
記エネルギ流入遮断部へ伝達し、前記ターボ機械へのエ
ネルギ流入を遮断するようにしたことを特徴とするター
ボ機械の保安装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506088A JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26506088A JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112604A JPH02112604A (ja) | 1990-04-25 |
| JPH086561B2 true JPH086561B2 (ja) | 1996-01-24 |
Family
ID=17412028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26506088A Expired - Fee Related JPH086561B2 (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | ターボ機械の保安装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH086561B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102877896A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 沈翀 | 汽轮机危急情况跳闸保护系统 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4693360B2 (ja) * | 2004-04-22 | 2011-06-01 | 株式会社東芝 | ターボ機械の保安装置及び発電設備 |
| WO2012062404A1 (de) * | 2010-11-08 | 2012-05-18 | Robert Bosch Gmbh | Hydraulischer oder pneumatischer antrieb zur betätigung einer armatur mit einem regel- oder schaltventil |
| US9683454B1 (en) * | 2016-06-29 | 2017-06-20 | General Electric Company | Method and system for monitoring non-rotating turbomachine parts |
| CN109869199B (zh) * | 2019-01-31 | 2021-03-02 | 山西河坡发电有限责任公司 | 一种汽轮机结构及低压缸切缸控制方法 |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP26506088A patent/JPH086561B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102877896A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 沈翀 | 汽轮机危急情况跳闸保护系统 |
| CN102877896B (zh) * | 2012-10-11 | 2015-08-19 | 沈翀 | 汽轮机危急情况跳闸保护系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02112604A (ja) | 1990-04-25 |
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