JPS606005A - タ−ビンの過速トリツプ装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、蒸気タービン等のタービン発電ユニットにお
いてタービン回転数や角荷の変動ヲ抑制する制御装置内
に設けられるタービンの過速トリップ装置に関する。

〔発明の技術的背景〕

蒸気タービン等のタービン発電ユニットにおけるタービ
ン回転数や負荷の変動を抑制制御する制御装置は、例え
ば、速度検出、速度設定、負荷設定、制御量設定、蒸気
加減弁開度設定、蒸気加減弁駆動、蒸気流量制御等の基
本的な機能から構成これている。

第１図は、蒸気タービンにおける電気油圧式制御装置の
一例を示すものである。図において、１はゼインであり
、とのｌソイラ１より発生した蒸気２は蒸気止め弁３及
び蒸気加減弁４を軽てタービン５に流入する。タービン
５は発電機６に連結てれていない時はタービンの回転数
制御が、発電機６が送電系統に併入されている時はター
ビン回転数が送電系統の周波数により一義的に定まらな
いことからタービンの負荷制御が、それぞれ次のように
して行なわれる。

まず、タービン５０回転数が回転数検出器１００で検出
されて電気信号に変換され、速度設定回路２００により
目標速度との偏差量１３がめられる。

ことで回転数検出器１００は、例えば、タービン軸に取
付けた回転数検出歯車１０に近接してピックアップ１１
１Ｌ、　、　ｌｌｂ、　１１ｃ’ｆ設け、これに誘導さ
れるパルス信号を周波数／電圧変換器１２ａ、　１２ｂ
、１２ｃ　によシミ正変換して速度信号Ｎａ、　Ｎｂ、
　Ｎｏン得るように構成され、速度設定回路２００に与
えられる。

そして速度設定回路２００でめた前記偏差量１３に速度
調定率１４が乗せられて相当する負荷偏差量に換算妊れ
、加算器１５に与えられる。３加算器１５は負荷偏差量
に設定負荷１６を加えて所定の制御−Ｊｉ１７を定める
。この制御量ニアは低値優先回路１８にて負荷制限量１
９により制限を加えられる等して加減昇開腿設定回路頷
へ伝達され、弁開度信号２Ｊが定められる。この電気的
な弁開度信号２］を受けて電気／油圧変換装置２２が該
升１度信号を機徐的信号に変換し、加減弁４の油＠２３
乞駆動し、所定の回度に加減弁４を設定する。これによ
ジタービン５への蒸気量が加減式れ、該タービン５０回
転数または負荷の変動が抑制制御嘔れる。

このような制御装置において、極めて重要な要素は保安
装置に属するタービンの過速トリップ装置である。この
過速トリップ装置としては、機械式や電気式の非常調速
機、パンクアップがパナ等がちり、これらは規定値（例
えば、定格速度の１１１％）以上の過速時には非常油の
排出を行なって蒸気止め弁３１緊急にしゃ断してタービ
ン５Ｚ危急停止する機能を有している。従って、もしこ
の過速トリップ装置が正常に作動しなければ、タービン
５は無制限に回転上昇７行ない、タービンロータの回転
遠心力増大によジタービン５が破損してしまい、タービ
ン発電ユニットに甚大な損害を与えることになる。

従来の電気油圧式制御装置における過速トリップ装置は
、例えば第１図の装置３００のように構成される。電気
油圧式においては、検出器、グープル、回路等の信頼性
および仮に故障が生じたとしても冗長性の観点から、速
度検出部１００を多重化するのが普通であシ、ここでは
三重化した例が示されている。過速トリップ装置３００
では、タービン回転数（すなわち速度信号）　Ｎｆ、〜
Ｎｃが過速基準値に達したら作動する過速スイッチ３０
ａ、３０ｂ。

３０ｃが各速度信号系統に設けられ、これら過速スイッ
チ３０．Ｌ％３０ｃの作動信号が過速トリップ回路３１
に与えられる。過速トリソノ回路３１は、過速スイッチ
３０ａ−３０ｃが２細身上作動したことケ確認するもの
で、１個のみのスイッチ作動は認めず、址だ１個故障し
ても他の２個が正常であれば機能上問題がないようにし
ている。そして過速トリップ回路３１に２つ以上の作動
信号が入力をれると、過速トリップ信号を出力し、マス
タードリップルレノイド３２フ作動させて非常トリップ
装置３３の作動、非常油圧低下をうながし、蒸気止め弁
３’（！’Ｌや断゛して多−ビン５にそれ以上の過速エ
ネルギーが流入すること乞防止し、該タービン５を安全
に停止させる。

なお、第１図中、４００は速度検出部ｌＯＯの故障ケ検
出してタービン５乞トリツプ芒せる検出部保障用の保安
装置であり、この保安装置ｆｉ’４ｏｏは速度信号喪失
検出器４０ａ　、　４０ｂ　、　４０　ｃで速度信号Ｎ
ａ〜Ｎｃ　の異常、例えばゼロを検出し、この異常検出
信号が２つ以上出力されれば、２個号の入力によυ作動
するトリップ回路４ｊを作動させ、この作動によりトリ
ップ信号発生回路４２からトリップ信号を出力させて、
マスタートリップソレノイド３２、非常トリッゾ装置お
及び蒸気止め弁３を介してタービン５を停止させ、これ
によって多重化された速度検出部１００の故障に伴なう
重大事故の発生を未然に防止している。

而して上記のような重要な過速トリップ装置３００にお
いて、定期的にその作動を確認することはａ器の信頼性
確保上 である。しかもタービン５は運転中であることから、運
転に影響乞及ぼζずして作動確認することが安来される
。さらに過速トリップ点は、タービンロータ強度上、所
定の基準値にあることを確認１−ることか必要である。

もし、トリップ点の回転数イＩＯが基準値よシ上側にず
れていれば、タービンロータが破損する恐れがある。そ
こで、従来の過速トリップ装置３００にあっては、過速
トリップ確認テスト回路を設けている。このテスト回路
は、各速度信号系に設けられた過速バイアス設定器３４
、　、３４）、　、　３４ｅ　と、各速度信号系を個々
にテストするためのテストスイッチ３５．　、３５ｂ、
　３５（Ｂ　と、テストスイッチあ、〜あ。ン介して与
えられるバイアス信号と速度信号Ｎａ−Ｎｃとを加えて
過速スイッチ３０１Ｌ−３０ｂに与える加算器３６ａ、
３６ｂ、３６ｃ　とで構成される。そして作動確認（テ
スト）すべきスイッチ３５ａ〜３５ｃのうち、例えばテ
ストスイッチ３５ａを押すと、過速バイアス信号が速度
信号Ｎａ　に加えられて過速スイッチ３０ａに与えられ
、該過速スイッチ３０ａまでの作動確認を行える。この
テストはテストスイッチ３５ａ〜３５ｃ’（ｚ１個づつ
押して順次実施されることを前提としているため、テス
ト中過速トリップ回路３ｏａは作動せず、従ってマスタ
ートリップソレノイド３２も作動しないので、タービン
５の運転中にも過速スイッチ３０ａ〜３０ｃまでの作動
確認が可能である。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、この種の過速トリップ装置３００にあっ
ては、作動状態の確認テストを行なう場合各速度信号系
につき順次行なわなければならないが、もしテストスイ
ッチ３５　ａ　−３５ｃ　’ｌ：誤操作によシ２個同時
に押すと、過速トリップ回路３１の作動によねマスター
トリップソレノイド３２が作動してタービン５をトリッ
プさせる欠点があった。また、過速バイアス信号ヶ与え
て過速スイッチ３０　ａ−３０。

の作動確認が行えるのみで、過速バイアス値や過速スイ
ッチ作動点のセット値の狂いに対する確認ができないこ
と、さらに過速トリップ回路３１の作動確認も行えない
こと等、信頼性確保上、改善が心安であった。

〔づ自明の目白り〕

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたもので、（
Ｃ１頼性の篩いタービンの過速トリップ装置を提供する
ことを目的とする。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明では、過速スイッチ
作動時、この過速値をメモリ回路で記憶させ、その値を
表示器で表示して、作動点の定量的な確認を行なえるよ
うにすると共に、過速テスト時、各速度検出系に設けら
れた個々のテストスイッチの同時操作によるトリップ防
止、あるいはテスト操作の簡単化を図るために過速テス
ト用のバイアス印加回路を１系統とし各過速スイッチ回
路に同時に過速バイアス信号ケ印加して過速トリップ回
路を作動させるがタービンのトリップン避けるようなイ
ンターロック手段を設けるようにしている。

〔発明の実施例〕

以下、添付図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

なお、以下の図面に２いて前記第１図中の要素と同一の
ものには同一の符号が付されている。

第２図はこの実施例に係る過速トリップ装置の構成を説
明するためのブロック線図である。この過速トリップ装
置３００−１が第１図のものと異々る点は、作動確認の
テスト時における過速スイッチ作動時の過速値Ｚ記憶嘔
せるメモリ回路３７ａ、　３７１）　。

３７、と、この過速値乞表示する表示器３８ａ、　３８
ｂ。

３８ｃ　と７各速度検出系にそれぞれ設けたことである
。

このように構成でれる過速トリップ装置３００．１では
、テストスイッチ３５ａ−３５ｃ’Ｙ入れることにより
、ノ９イアス設定器３４ａ〜３４゜から与えられるテス
ト用のバイアス信号５０ａ、５０ｂ、５０．　とタービ
ン実速度信号Ｎａ　＋　Ｎｂ　＋　Ｎｃとが、加算器３
６ａ〜３６．で加算される。すると加算器３６８〜３６
ｃからは、過速信号値に模擬された模擬信号値５１．　
、５］４．　、５１ｏ　が出力８れ、過速スイッチ３０
１Ｌ−３０ｃ及びメモリ回路３７ａ〜３７ｃに与えられ
る。模擬信号値５１ａ〜５１．が過速設定値以上の場合
は、過速スイッチ３０８〜３０ｃが作動して作動信号５
２．　、５２ｂ、　５２゜が発生され、過速トリップ回
路３】及びメモリ回路３７ａ〜３７ｃに与えられる。メ
モリ回路３７ａ〜３７ｃは作動信号５２ａ〜５２ｃが発
生した時点で、その時点での模擬信号値５１８〜５１ｃ
　乞記憶し、過速スイッチ３０ａ−３０ｃが不動作で作
動信号５２ａ〜５２ｂが入力芒れないときには記憶解除
７行なう。そしてメモリ回路３７８〜３７ｃで記憶式れ
た値は表示器３８８〜３８゜で表示器れる。従って、運
転中、運転員による作動点の確認が可能になる。

第３図は、第２図のテストスイッチ３４ａ〜３４ｃにお
いて同時操作による過速トリップ回路３１からの過速度
トリップ信号５３０発生を禁止するインターロック手段
の一回路構成例を示すものである。このインターロック
回路では、各テストスイッチ３４ａ〜３４ｃｙ！ｌ−そ
れぞれオン、オフさせるＡテストメタン６０ａ、Ｂテス
トセタン６０ｂ及びＣテストセタン６０ｃ”ｒ具え、こ
のテストセタン６０１Ｌ〜印。の作動信号は禁止回路（
いわゆるワイプアウト回路）６１ａ〜６１ｃＹ介して各
テストスイッチ３５ａ−３５゜にオン操作用として与え
られ、また禁止回路６１ａ〜６１ｃの出力信号はＮＯＴ
回路６２ａ、　６２ｂ、　６２ｃで反転きれて各テスト
スイッチ３５ａ％３５ｃにオフ操作用として与えられる
。？らにテストボタン６０．〜６０ｃの作動信号はＯＲ
回路６３ａ、６３ｂ、６３ｃ　を介して前記禁止回路６
１ａ〜６１ｃに与えられ、該禁止回路６１ａ〜６１ｃの
出力信号発生を阻止する。

このように構成されるインターロック回路では、例えば
Ａ−テストボタン６０ａヲ押すと、他のテストセタン６
０ｂ、６０ｃが押されていない場合には、Ａ−テストセ
タン６０＆の作動信号が禁止回路６１ａ”ｌ介してテス
トスイッチ３５ａに与えられ、該テストスイッチ３５８
がオンして第２図に示すようにテスト用のバイアス信号
５０１Ｌが加算器３６ａに与えられる。

ここで、Ａ−テストセタン６０．の操作中に、他のテス
トセタン６ｏｂあるいは６０ｅが押されると、この作動
信号がＯＲ回路６３ａＹ介して禁止回路６１ａに与えら
れ、これによって禁止回路６１．Ｌの出力がしゃ断され
ＮＯＴ回路６２．２介してテストスイッチ３５ａがオフ
状態に切換えられる。同様に、他のテストセタン６０ｂ
＋　６０ｃによってそれに接続されたテストスイッチ３
５ｂ１３５ｅにおいても、テストセタンα）ｂ。

６０ｃ　の作動信号はＡテス）ｙＮタンα）ａの作動信
号によってしゃ断され、テストスイッチ３５ｂあるいは
３５ｅは作動することがない。従ってテストボタン６ｏ
ａ〜６０ｂの同時押しによる過速トリップ回路３１の作
動とこれに伴なうタービン５のトリップが防止できる。

第４図は本発明の他の実施例に係る過速トリップ装置を
説明するためのブロック線図である。前記実施例では速
度検出系個々にテスト回路ヶ設けているのに対し、本実
施例では多重化きれた速度検出系に１系統のテスト回路
Ｚ設けてタービン運転生における過速トリップ回路の作
動テス）Ｙ行なう点で前記実施例と異なっている。

す疫わち、本実施例の過速トリソノ装置３００−２では
、３つの速度検出系に対して１個のバイアス設定器３４
及びテストスイッチ３５欠設けてバイアス信号５０を加
■、器３６ａ〜３６ｃに与え、この加瞬］器３６ａ〜３
６ｃ　から出力される模擬信号５１ａを過速スイッチ３
０ａ〜３（Ｊｃに与えると共に各系統に設けられたメモ
リ回路３９ａ、　３９ｂ、　３９ｃ　に与える。セして
過速トリップ回路３１の過速トリップ信号でメモリ回路
３１）８〜：う９ｃヲリセツト埒せることにより、該メ
モリ回路３９ａ〜３９゜でトリップ時の過速値を記憶さ
せると共に、このトリップ時の過速１直（トリツノ回転
数）を表示器３８１Ｎ〜３８８で表示させるっをらにテ
ストによるタービン５のトリップ防止のためのインター
ロック手段として、第１の禁止回路７０がテストスイッ
チ３５と加算器３６ａ〜３６ｃの間に、第２の禁止回路
７１が過速トリップ回路３１とマスタートリップノンノ
イド３２０間に、それぞれ設けられる。そして過速トリ
ップ回路３１からテスト用の過速トリツノ信号５３が出
力されると、この過速トリップ信号間がＯＲ回路７２を
介して第１の禁止回路７０に与えられ、該第１の禁止回
路７０乞介して加算器３６８〜３６ｃへ印加埒れるバイ
アス信号間がしゃ断される。またバイアス信号間は第２
の禁止回路７１へ与えられ、該第２の禁止回路７１ｉ介
してマスタートリッジソレノイド３２へ与えられる過速
トリップイム号５３乞しゃ断する。なお第４図中、７３
は他のトリップ装置からのトリップ信号であり、タービ
ン５、発電機６等の異常により発生したトリップ信号７
３ば、マスタートリッジソレノイド３２に与えられてタ
ービン５ン停止すると共に、該トリップ信号７３はＯＲ
回路７２Ｚ介して第１の禁止回路７０に与えられバイア
ス信号５０ＹＬや断する。

このように構成される過速トリップ装置３００−２では
、テストの簡略化を図るため、１個のテストスイッチ３
４により３系統間時にテスト用のノ々イアス信号３５を
加算器３６ａ−３６ｃに与え、これにより各加算器３６
．〜あ。からの模擬信号５１ａ〜５１ｃが各過速スイッ
チ３０．％３０ｃに与えられる。そして過速スイッチ３
０８〜３０ｃが作動して２個以上の作動信号５２＆〜５
２（Ｂ　が過速トリップ回路３１に与えられると、該過
速トリップ回路３］から過速トリップ信号５３が出力さ
れるが、この過速トリップ信号５３は第２の禁止回路７
１によりマスタートリッジソレノイド３２に人力でれガ
いようにロックアウトされるため、マスタートリッジソ
レノイド３２とは作動せず、タービン５をトリップさせ
ることはない。さらに前記トリップ信号５３がメモリ回
路３９８〜３９ｃに与えちれるため、該メモリ回路３９
ａ〜３９ｃによりトリップ作動時の過速値５１ａ〜５１
ｃが記憶され、これがタービン回転数として表示器３８
ａ−３８゜で表示をれる。これによシ個々の過速トリッ
プ点の回転数ケ同時に確認することができ、しかもテス
ト時間の短縮を図ることができる。さらに、テスト中、
他のトリップ装置にトリップ信号７３が発生した場合に
は、この信号７３は直接マスタードリップルノイド３２
に与えられるので、タービン５ントリツプさせることが
できる。またテスト中、タービン５の過速状態が生じた
場合には、テストのために第２０禁止回路７１によりロ
ックアウトされた過速トリップ信号５３は、外部からの
トリップ信号７３あるいは過速トリップ信号５３０発生
によってこれらがＯＲ回路７２ヲ介して第１の禁止回路
７０に与えられ該第１の禁止回路７０によりバイアス信
号間か解除されるため、前記第２の禁止回路７１による
過速トリップ（ｉＪ号おのロックアウトが解除されてマ
スタートリッジソレノイド３２が作動しタービン５が停
止される。なお、機械式など他の過速トリップ装置、あ
るいは電気式でも他に過速トリップ装置（すなわちバッ
クアップガバナ）が設けられておれば、これらの過速ト
リップ信号によシ直接タービン５をトリップさせること
もできる。

上記実施例では、速度検出部１ｏｏｋ三重化した例を示
しているが、本発明では二重化、四重化等についても適
用できることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、作動確認のため
の過速スイッチ作動時の過速信号値奢メそり回路によっ
て記憶させ、この過速信号値を表示器で表示すると共に
、インターロック手段を設けて非常トリップ手段への作
動確認用の過速トリップ信号の入力ｆｌｆｉ止するよう
にしたため、事故時の過速トリップ機能を保持しつつ、
タービンの運転中、タービンに外乱を与えることなく過
速トリップ装置の作動及び設定値の確認を簡易的確に行
なうことができ、これによって過速トリップ機能が確保
烙れ、タービンの信頼性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のタービンの過速トリップ装置ｆｆｆｉＹ
説明するためのブロック線図、第２図は本発明の実施例
に係る過速トリップ装置を説明するためのブロック線図
、第３図は第２図中に示すテストスイッチのインターロ
ック回路のブロック線図、第４図は本発明の他の実施例
に係る過速トリップ装置を説明するためのブロック線図
であるっ１°・・ゼイン、３・・・蒸気止め弁、５・・
・タービン、６・・・発電機、３０．　、３０ｂ、　３
０ｃｍ・・過速スイッチ、３１・・・過速トリップ回路
、３２・・・マスフートリッジソレノイド、３３・・・
非常トリップ装置、３４　、３４ａ、　３４ｂ。 ３４ｏ・・す々イアス設定器、３．５　、３５ａ、　：
％ｂ、　３５゜・・・テストスイッチ、３６ａ、　３６
ｂ、　３６ｃｍ・・加算器、３７ａ。 ３７ｂ、　３７ｃ、　３９．　、３９ｂ、　３９ｃ　メ
モリ回路、３８ａ、３８ｂ１３８ｃｍ・・表示器、５０
　、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ　・・・バイアス信号、５
２ａ、　５２ｂ、　５２ｏ　・・・作動信号、５３・・
・過速トリップ４３号、６１８．６１ｂ、　６１ｏ、　
７０　、７１−・・禁止回路、１００・・・回転数検出
部、３００　、３００−１　、３００−２・・・過速度
トリップ装置。 出願人代理人　猪　股　清 ｂ２　図 后　３　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　タービンの回転数を検出して速度信号を出力する複
   数個の回転数検出器と、前記速度信号をそれぞれ入力し
   てタービン回転数が過速基準値を超えたときに作動信号
   を出力する複数個の過速スイッチと、前記作動信号を入
   力し少なくとも２つ以上の作動信号乞入力したときに過
   速トリップ信号ン出力する過速トリップ回路と、前記過
   速トリップ信号に基づいてタービンを停止させる非常ト
   リップ手段と、前記過速スイッチに作動確認用のバイア
   ス信号乞与えるバイアス設定器と、前記バイアス信号を
   前記作動信号に加えて前記過速トリップ回路から作動確
   認用の過速トリップ信号が正常に出力されるか否かを確
   認するテストスイッチとを備えたタービンの過速トリッ
   プ装置において、 前記テストスイッチの操作により前記過速トリップ回路
   から作動確認用の過速トリップ信号が出力されたときに
   タービンの回転数を記憶するメモリ回路と、この記憶内
   容を表示する表示器と、前記非常トリップ手段への作動
   確認用の過速トリップ信号の入力のみケ禁止するインタ
   ーロック手段とを具備したことン特徴とするタービンの
   過速トリップ装置。 ２、許請求の範囲第１項記載の装置において、前記バイ
   アス設定器及びテストスイッチは、前記速度信号数に応
   じた数だけ設け、前記インターロック手段は、前記複数
   個のテストスイッチ中作動確認が行なわれるテストスイ
   ッチとそれ以外のテストスイッチとが同時に操作された
   ときに該作動確認が行なわれるテストスイッチの機能ｗ
   ＷＩ除する禁止回路で構成したタービンの過速トリップ
   装置。 ３特許請求の範囲第１項記載の過速トリップ装置におい
   て、前記バイアス設定器及びテストスイッチは、各１個
   設けて１つのバイアス信号を前記複数個の速度信号にそ
   れぞれ加え、前記インターロック手段は、前記作動確認
   用の過速トリップ信号ン入力して前記作動信号への前記
   ノ９イアス信号の印加ン禁止する第１の禁止回路と、前
   記バイアス信号を入力して前記非常トリップ手段への作
   動確認用の過速トリップ信号の入力ヲ禁止する第２の禁
   止回路とで構成したタービンの過速トリップ装置。