JP2005240739A - Steam valve safety device and method for confirming operation thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蒸気タービンの運転中、オーバースピードや振動等が発生し、運転の継続ができなくなるような異常事態が発生したとき、蒸気弁を急閉させて事故の発生を未然に防止する蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法に関する。 The present invention provides a steam that quickly closes the steam valve to prevent an accident from occurring in the event of an abnormal situation in which overspeed or vibration occurs during operation of the steam turbine and the operation cannot be continued. The present invention relates to a turbine safety device and a method for confirming whether or not the turbine is operating.
従来、蒸気タービンは、多くの機器に保安装置を設け、運転中に異常事態が発生したとき、迅速に対処できるようにしており、その1つに蒸気弁がある。 Conventionally, a steam turbine is provided with a safety device in many devices so that when an abnormal situation occurs during operation, a steam valve is one of them.
図6は、蒸気タービンに適用する、例えば、主蒸気止め弁等の蒸気弁を示している。この蒸気弁は、弁ケーシング1内に収容する弁体2に接続する弁棒3と、弁体2を弁座2aに対し進退させる油筒5を備えている。
FIG. 6 shows a steam valve, such as a main steam stop valve, applied to a steam turbine. The steam valve includes a valve rod 3 connected to a
油筒5は、弁棒3に接続するピストン5aとスプリング4とを収容し、供給された高圧油の押圧力をピストン5aに与え、その押圧力を駆動力に変え、スプリング4の復原力に抗して弁座2aから弁体2を開弁させている。
The oil cylinder 5 accommodates the piston 5a connected to the valve rod 3 and the spring 4, and applies the pressing force of the supplied high-pressure oil to the piston 5a, changes the pressing force into a driving force, and restores the restoring force of the spring 4. The
また、油筒5は、保安系6を備え、圧力油系の非常油ライン7から供給される高圧油の給排を制御し、運転中、異常事態に対処し、弁体2を閉弁させ、流入する蒸気の蒸気タービンへの供給を断っている。
Further, the oil cylinder 5 includes a
保安系6は、非常油ライン7から一旦分岐し、再び非常油ライン7に接続する閉回路状のパイロット圧油ライン8に設けたロジック弁9と電磁弁10とを備えている。
The
ロジック弁9は、ピストン11とスプリング12を設けている。
The
また、電磁弁10は、トリップ回路13、ソレノイド14、スプリング12を備え、トリップ回路13に異常事態のトリップ指令が入ると、パイロット圧油ライン8から供給される圧力油を遮断する構成にしている。
The
このような構成の保安系6を備える蒸気弁は、通常運転時、非常油ライン7から油筒5に高圧油が供給され、高圧油の押圧力をピストン5aに与え、ここで押圧力を駆動力に変え、スプリング4の復原力に抗して弁棒3を押し上げ、弁座2aから開放して弁体2を開弁させている。
In the steam valve including the
また、蒸気弁は、ソレノイド14を励磁させ、電磁弁10のポートP1,P2を導通させ、パイロット圧油ライン8からの高圧油をロジック弁9に供給し、ここでスプリング12の復原力に抗してピストン11を移動させ、器内の圧力油ドレンをポートP3から圧力油タンク(図示せず)に戻し、パイロット圧油ライン8からの高圧油を遮断している。
Further, the steam valve excites the
一方、通常運転中、異常事態の発生によりトリップ回路13にトリップ指令が入ると、蒸気弁は、トリップ回路13からソレノイド14に与えられていた励磁電流Aを断ち、ソレノイド14を無励磁にする。
On the other hand, during a normal operation, when a trip command is input to the
ソレノイド14が無励磁になると、電磁弁10は、ポートP1,P2を切り換え、ポートP4,P5を導通させ、パイロット圧油ライン8からの高圧油の供給を断ち、これに伴ってロジック弁9のピストン11およびスプリング12を電磁弁10側に移動させ、この間、高圧油が電磁弁10のポートP4,P5からドレンとして圧力油タンク(図示せず)に戻されると、ロジック弁9のポートP3からも油筒5の高圧油がドレンとして圧力油タンクに戻される。
When the
油筒5の高圧油がロジック弁9のポートP3を経て圧力油タンクに戻されると、蒸気弁は弁棒3を下方に移動させ、やがて弁体2を弁座2aに閉弁させる。
When the high pressure oil in the oil cylinder 5 is returned to the hydraulic oil tank through a port P 3 of the
このような蒸気弁の開閉動作に対し、高圧油の給排を制御するトリップ回路13は、図7に示すロジックになっている。
The
異常事態が発生していない場合の正常時、トリップ回路13は、トリップリレー16の接点18をONさせ、DC(直流)/DC(直流)電源17から励磁電流Aを電磁弁10のソレノイド14に与えている。
In the normal state when no abnormal situation has occurred, the
しかし、蒸気タービンのオーバースピード、異常振動発生等、蒸気弁の閉弁条件が揃うと、トリップ回路13は、トリップリレー16の接点18をOFFさせ、電磁弁10のソレノイド14を無励磁にし、電磁弁10をトリップ位置に移動させる。
However, when the conditions for closing the steam valve, such as overspeed of the steam turbine and occurrence of abnormal vibration, are met, the
このようなトリップ回路13のロジックに対し、図6で示したロジック弁9および電磁弁10の動作を対応させてみると、ソレノイド14が無励磁になるとき、電磁弁10は、スプール(図示せず)の駆動力を失い、今迄のポートP1,P2の導通位置の維持から、スプリング15の復原力によってポートP4,P5を導通させることに変わる。
When the operation of the
ポートP4,P5が導通すると、電磁弁10はパイロット圧油ライン8からの高圧油の供給を断つ。このとき、ロジック弁9は、電磁弁10を介してパイロット圧油ライン8から供給されている高圧油も断たせるので、スプリング15の復原力でピストン11を電磁弁10側に移動させ、油筒5の高圧油がポートP3を介して引き抜かれ、油筒5の高圧油によるピストン11への押圧力を失わせ、弁棒3を降下させて弁体2を閉弁させる。
When the ports P 4 and P 5 are turned on, the
このように、蒸気弁に設けた保安系6は、フェールセーフ設計を行い、不測の事態が発生しても迅速に対処し、安全性を確保していた。
In this way, the
なお、蒸気弁のフェールセーフに関する発明は、例えば、特開平7−145705号公報が開示されている。
蒸気タービンに用いられる保安系は、異常事態が発生したときにのみ作動し、しかも安全性を維持する必要上、より一層早く、確実な信号の伝達力が求められている。 A safety system used in a steam turbine operates only when an abnormal situation occurs, and further, a reliable signal transmission force is required for maintaining safety.
しかし、図6および図7に示した従来の蒸気弁の保安装置には、次に示す問題を抱えていた。 However, the conventional steam valve security device shown in FIGS. 6 and 7 has the following problems.
(1)従来の蒸気弁の保安装置は、異常事態が発生していないにも拘らず、トリップ回路と油圧回路の何らかの不具合で、保安系が作動(誤操作と称する)することがあった。 (2)蒸気タービンに異常事態が発生したにも拘らず、保安系が作動しない(誤不動作と称する)ことがあった。 (1) In the conventional steam valve safety device, the safety system may be activated (referred to as an erroneous operation) due to some malfunction of the trip circuit and the hydraulic circuit, although no abnormal situation has occurred. (2) Despite the occurrence of an abnormal situation in the steam turbine, the safety system sometimes did not operate (referred to as malfunction / non-operation).
誤動作、誤不動作の原因をそれぞれ発生部位別に不適合事象をまとめたのが表1である。
表1中、×印を付した事象は、発生する可能性の低い事象であり、特に、改善の必要性もないが、○印、△印の事象は、可能性があるか、また、発生確率は低いが可能性のある事象であって、改善策が望まれる事象である。 In Table 1, events marked with x are events that are unlikely to occur. There is no need for improvement, but events marked with ○ or △ are likely to occur or have occurred. It is an event that has a low probability but is a possibility and an improvement plan is desired.
先ずロジック弁9は、フェールセーフの観点から、常に、弁体2が加圧状態であるため、ロジック弁9内部の不純物等が原因となりスティックし、誤不動作または動作が遅くなる可能性がある。これは、電磁弁10が動作してもロジック弁9が不動作または動作が遅れることにつながる。電磁弁10も同様にフェールセーフの観点から、ソレノイド14が常時励磁となっているため、ロジック弁19と同様の問題をはらんでいる。
First, from the viewpoint of fail-safe, since the
一方、ロジック弁9、電磁弁10ともに、何らかの要因で油圧が抜けて誤動作する可能性は、油のリーク等が想定できるものの、これは可能性が低い。また、たとえ、誤動作が原因でトリップしても、これは蒸気タービン保護の観点から考えればフェールセーフとなるので現状通りでよいと判断される。
On the other hand, both the
次に、ソレノイド14はフェールセーフの観点から、常時励磁され、異常事象発生により無励磁となるようになっている。そして、ソレノイド14は蒸気タービン運転中、常に励磁状態にするため、励磁電流Aが流れている。したがって、ケーブルの断線や加熱などによるコイルの断線、または短絡などの可能性がある。運転中に発生してもトリップとなるため、フェールセーフとなってはいるが、改善が望まれる事象である。
Next, the
また、長時間の励磁状態によるトリップリレー16の接点18の焼付きにより、蒸気タービンにおいて運転の継続が難しくなる異常要因が発生しても、トリップリレー16の接点19が開放しないおそれもあるので改善が必要とされていた。
In addition, even if an abnormal factor that makes it difficult to continue operation in the steam turbine due to seizure of the
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、蒸気タービンにオーバースピードや異常振動が発生し、運転の継続が難しくなる場合、蒸気弁をより早く、確実に閉弁させて事故を未然に防止する蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made based on such circumstances, and when an overspeed or abnormal vibration occurs in the steam turbine and it is difficult to continue operation, the steam valve is closed more quickly and reliably. It is an object of the present invention to provide a steam turbine safety device and a method for confirming whether or not the steam turbine is operating.
本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、蒸気弁を駆動する油筒に圧力油を供給する非常油ラインから分岐し、再び前記非常油ラインに接続するパイロット圧油ラインに保安系を備えた蒸気タービンの保安装置において、前記保安系は、電磁弁およびロジック弁を備えて多重化するとともに、蒸気タービンに異常事態が発生したとき前記電磁弁に設けたソレノイドを励磁させて前記蒸気弁を閉弁させるトリップ回路を備えたものである。
In order to achieve the above object, a safety device for a steam turbine according to the present invention branches from an emergency oil line that supplies pressure oil to an oil cylinder that drives a steam valve, as described in
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、多重化した保安系は、並列配置に構成したものである。
In the steam turbine safety device according to the present invention, in order to achieve the above-described object, as described in
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、多重化し、並列配置の保安系は、互いを接続させるバイパスパイロット圧油ラインを電磁弁の出口側に設けたものである。 Further, in order to achieve the above-mentioned object, the steam turbine safety device according to the present invention is multiplexed as described in claim 3, and the parallel-arranged safety systems connect the bypass pilot pressure oil lines to each other. Is provided on the outlet side of the solenoid valve.
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、電磁弁は、1つに対し、複数のソレノイドを備え、これら複数のソレノイド毎にトリップ回路のトリップリレーを介して励磁電流が与えられる一方、前記トリップリレーのうち、一つのものにDC/DC電源を接続させるとともに、別のものにAC/CD電源を接続させる構成にしたものである。 In order to achieve the above object, the steam turbine safety device according to the present invention includes a plurality of solenoids for one solenoid valve, as described in claim 4, and the plurality of solenoids. Exciting current is given through the trip relay of the trip circuit every time, while the DC / DC power source is connected to one of the trip relays and the AC / CD power source is connected to the other one. Is.
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、ソレノイドは、励磁電流を検出する電流検出器と、検出した実励磁電流値を分流させた一つを表示する電流表示器と、残りを予め定められた設定値と比較し、設定値よりも実励磁電流の方が低いとき、励磁電流を遮断して無励磁を表示させる手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, the safety device for a steam turbine according to the present invention includes a current detector for detecting an exciting current and a detected actual exciting current value as described in claim 5. Compare the current indicator that displays one of the divided currents and the rest with a preset value. If the actual excitation current is lower than the set value, the excitation current is cut off and no excitation is displayed. Means.
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、トリップ回路は、蒸気タービンの運転中、蒸気弁の閉弁をテストするテスト回路を備えたものである。
In order to achieve the above object, the safety device for a steam turbine according to the present invention is a test for testing the closing of the steam valve during the operation of the steam turbine as described in
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、テスト回路は、テストロジックからの指令によって作動するソレノイドテストリレーと、このソレノイドテストリレーの指令によってDC/DC電源およびAC/DC電源のうち、いずれかからの励磁電流を与えてソレノイドを励磁させるトリップリレーを備えたものである。 Further, in order to achieve the above-described object, the steam turbine safety device according to the present invention includes a solenoid test relay that operates according to a command from a test logic, and a solenoid circuit for the test circuit. A trip relay is provided that excites a solenoid by applying an excitation current from either a DC / DC power supply or an AC / DC power supply in accordance with a test relay command.
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置作動有無確認方法は、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、蒸気弁を駆動する油筒の圧力油を給排させる保安系を多重化し、多重化した保安系の電磁弁に設けたソレノイドを作動させる際、前記ソレノイドにDC/DC電源およびAC/DC電源のうち、いずれかから与えられる実励磁電流値を表示するとともに、与えられた実励磁電流値が予め定められた設定値と比較し、前記与えられた実励磁電流値が前記設定値よりも低いとき、前記ソレノイドが作動していないと確認する方法である。 In addition, in order to achieve the above-described object, the method for confirming whether or not the safety device for a steam turbine according to the present invention is operated is a safety method for supplying and discharging pressure oil in an oil cylinder that drives a steam valve. When the system is multiplexed and the solenoid provided in the multiplexed safety system solenoid valve is operated, the actual excitation current value given from either the DC / DC power supply or the AC / DC power supply is displayed on the solenoid. In this method, the given actual exciting current value is compared with a predetermined set value, and when the given actual exciting current value is lower than the set value, it is confirmed that the solenoid is not operating.
本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法は、蒸気タービンに異常事態が発生したとき、蒸気タービンを保護する蒸気弁にトリップ用の電磁弁、ソレノイド、ロジック弁等からなる保安系を複数の保安系に区分けして多重化するとともに、フェールセーフ動作の信頼性をより一層向上させる構成にしたので、蒸気タービンに異常事態が発生しても、蒸気弁をより一層早く、確実に閉弁させて蒸気タービンを保護することができ、保安系の不測の事態をより早く検出して蒸気タービンの安定運転を行わせることができる。 A steam turbine safety device and a method for confirming whether or not the steam turbine is operating according to the present invention includes a safety system comprising a trip valve, a solenoid valve, a logic valve, and the like as a steam valve for protecting the steam turbine when an abnormality occurs in the steam turbine. Are divided into multiple safety systems and multiplexed, and the reliability of fail-safe operation is further improved, so even if an abnormal situation occurs in the steam turbine, the steam valve can be made faster and more reliably. The steam turbine can be protected by closing the valve, and an unforeseen situation of the safety system can be detected earlier, and the steam turbine can be stably operated.
以下、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a steam turbine safety device and an operation confirmation method according to the present invention will be described below with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
図1および図2は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第1実施形態を示す制御系統図である。なお、図1は、蒸気弁を例に採った蒸気タービンの保安装置の圧力油系統図である。また、図2は、図1で示した蒸気タービンの保安装置のシーケンス回路図である。 FIG. 1 and FIG. 2 are control system diagrams showing a first embodiment of a safety device for a steam turbine and a method for confirming whether or not the steam turbine is in accordance with the present invention. FIG. 1 is a pressure oil system diagram of a safety device for a steam turbine taking a steam valve as an example. FIG. 2 is a sequence circuit diagram of the safety device for the steam turbine shown in FIG.
本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、例えば主蒸気止め弁等の蒸気弁20を一例として、蒸気タービンにオーバースピード等異常事態が発生したとき、蒸気弁20をより一層早く、しかも確実に閉弁させる第1保安系21aと第2保安系21bとからなる二重の保安系21を並列して設けたものである。
In the steam turbine safety device according to the present embodiment, for example, when the
蒸気弁20は、弁ケーシング20a内に収容する弁体22に一端を接続し、スプリング23を介して油筒24のピストン25に他端を接続する弁棒26を備えるとともに、油筒24のピストン25に高圧油を供給する非常油ライン27を備えている。
The
非常油ライン27は、途中から一旦分岐され、再び戻されるパイロット圧油ライン28を2つに区分ける第1パイロット圧油ライン28aと第2パイロット圧油ライン28bとを備えている。
The
第1保安系21aは、第1パイロット圧油ライン28aの高圧油の流れに沿って順に、第1電磁弁29aおよび第1ロジック弁33aを備える一方、並列配置の第2保安系21bも、第1保安系21aと同様に第2電磁弁29bおよび第2ロジック弁33bを備えるとともに、第1パイロット圧油ライン28aの第1電磁弁29aの出口側から分岐し、第2パイロット圧油ライン28bの第2電磁弁29bの出口側に接続するバイパスパイロット圧油ライン30を備えた、いわゆる2重化した保安系の構成になっている。
The
そして、第1電磁弁29aおよび第2電磁弁29bのそれぞれは、ともに、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2、第2電磁弁用第1ソレノイド31b1、第2電磁弁用第2ソレノイド31b2のそれぞれを備え、各ソレノイド31a1,31a2,31b1,31b2をトリップ回路32に接続させている。
Each of the
また、第1ロジック弁33aは、第1ロジック弁用ピストン34aと第1ロジック用スプリング35aを収容する一方、第2ロジック弁33bも、上述と同様に、第2ロジック弁用ピストン34bと第2ロジック弁用スプリング35bを収容し、蒸気タービンに異常事態が発生したとき、蒸気弁20を駆動する油筒24内の高圧油を引き抜くようにしている。
The
一方、二重化した保安系21のうち、第1電磁弁29aに設けた第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2および第2電磁弁29bに設けた第2電磁弁用第1ソレノイド31b1、第2電磁弁用第2ソレノイド31b2のそれぞれに、制御信号a,b,c,dを与えるトリップ回路32は、図2に示す構成になっている。
On the other hand, in the doubled
蒸気タービンのオーバースピード、異常振動等により蒸気弁20が閉指令条件(トリップ条件)となる異常発生信号は、トリップ回路32のOR回路、NOT回路を介してトリップリレー36a1,36a2,36b1,36b2に与えられる。第1電磁弁用第1ソレノイド31a1および第2電磁弁用第1ソレノイド31b1は、トリップリレー36a1,36b1の接点37a1,37b1を介してDC(直流)/DC(直流)電源38に、また第1電磁弁用第2ソレノイド31a2および第2電磁弁用第2ソレノイド31b2はトリップリレー36a2,36b2の接点37a2,37b2を介してAC(交流)/DC(直流)電源39にそれぞれ接続されている。
An abnormality occurrence signal that causes the
なお、図1および図2は、ともに蒸気タービンが運転中で、第1電磁弁29aに設けた第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁29bに設けた第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2は励磁され、蒸気弁20の全開状態を示している。
FIGS. 1 and 2 both show that the steam turbine is in operation, and the
次に、上述の構成を備えた蒸気タービンの保安装置において、通常(正常)運転中、異常が発生したとき、あるいは二重化された保安系の一方に異常事態が発生したときの作用を説明する。 Next, in the steam turbine safety device having the above-described configuration, an operation when an abnormality occurs during normal (normal) operation or when an abnormal situation occurs in one of the doubled safety systems will be described.
蒸気弁20にオーバースピードや異常振動などの閉指令条件(トリップ条件)がないとき、4つのトリップリレー36a1,36a2,…の接点37a1,37a2,…はONになっており、第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2には、AC/DC電源39、DC/DC電源38からの励磁電流が与えられ、各ソレノイド31a1,31a2,31b1,31b2の全てが励磁されている。
When the
このとき、第1電磁弁29a、第2電磁弁29bは、図1に示すように、スプリング46a,46bの復原力に抗してポートを図示の位置で導通させ、パイロット圧油ライン28から第1パイロット圧油ライン28aおよび第2パイロット圧油ライン28bのそれぞれの第1ロジック弁33aおよび第2ロジック弁33bのそれぞれに高圧油を供給し、各ロジック弁33a,33b内の第1および第2ロジック弁用各スプリング35a,35bの復原力に抗して第1および第2のロジック弁用各ピストン34a,34bを押圧し、ポートを塞ぐ。
At this time, as shown in FIG. 1, the
また、同時に、非常油ライン27から油筒24に供給された高圧油は、ピストン25を押圧し、スプリング23の復原力に抗して弁棒26を押し下げ、弁体22を開弁させる。
At the same time, the high-pressure oil supplied from the
蒸気弁20の運転中、蒸気タービンに異常事態が発生すると、図2に示したトリップ回路32のOR回路を励起させ、NOT回路を介してトリップリレー36a1,36a2,…の接点37a1,37a2,…をOFFさせる。接点37a1,37a2,…がOFFすると、第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2への励磁電流が断たれ、第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2のそれぞれは無励磁になる。
When an abnormality occurs in the steam turbine during operation of the
第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2が無励磁になると、第1電磁弁29aおよび第2電磁弁29bは、スプリング46a,46bの復原力によってポートの位置を移動させ、高圧油をドレンとして油タンク(図示せず)に排出させるとともに、第1パイロット圧油ライン28aおよび第2パイロット圧油ライン28bのそれぞれから第1ロジック弁33aおよび第2ロジック弁33bに供給していた高圧油を断つ。
When the
このとき、第1ロジック弁33aおよび第2ロジック弁33bは、第1ロジック弁用スプリング35aおよび第2ロジック弁用スプリング35bのそれぞれの復原力によって第1ロジック弁用ピストン34aおよび第2ロジック弁用ピストン34bのそれぞれを移動させ、油筒24内の高圧油をポートからドレンとして引き抜き、弁棒26を降下させ、蒸気弁20を閉弁させる。
At this time, the
一方、蒸気タービンの運転中、保安系21には、何らかの事情で異常事態が起っていることが考えられる。
On the other hand, during the operation of the steam turbine, it is considered that an abnormal situation has occurred in the
しかし、本実施形態では、保安系21を第1保安系21aと第2保安系21bとに区分けする、いわゆる二重化を図り、各保安系21a,21bの第1および第2の電磁弁29a,29bのそれぞれに設けた第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2のうち、1つの個々のソレノイドが1つの電磁弁を別個に駆動できる設計になっているので、個々のソレノイドのうち、1つのソレノイドが故障し、励磁力を失っても誤トリップにはならない。
However, in the present embodiment, the
これは、DC/DC電源38、AC/DC電源39のうち、いずれか片方が遮断しても同様である。
This is the same even if one of the DC /
したがって、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2、第2電磁弁用第1ソレノイド31b1、第2電磁弁用第2ソレノイド31b2のうち、いずれか1つのソレノイドが運転中に断線等で励磁電流が遮断していても、残っている片系列のソレノイドのみで電磁弁を駆動でき、誤トリップを防止することができる。そして、ソレノイドを二重化し、2つのソレノイドに流れる励磁電流が両系統とともに遮断していると、電磁弁は無励磁になるので、誤トリップを防止できる。
Accordingly, any one of the first solenoid valve
このように、本実施形態は、保安系21を第1保安系21aと第2保安系21bとに区分けし、区分けした並列配置の第1保安系21aおよび第2保安系21bのそれぞれに第1電磁弁29a、第1ロジック弁33aおよび第2電磁弁29b、第2ロジック弁33bのそれぞれを設けて二重化し、さらに第1電磁弁29aを駆動する第1電磁弁用第1ソレノイド3131a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2と第2電磁弁29bを駆動する第2電磁弁用第1ソレノイド31b1、第2電磁弁用第2ソレノイド31b2とを設けて二重化する構成にしたので、個々の電磁弁および個々のソレノイドのうち、1つに不測の事態が発生してもトリップ指令の際、蒸気弁を確実に閉弁させて蒸気タービンへの蒸気の供給を断ち、運転の信頼性を向上させ、信頼性の向上の下、蒸気タービンの稼動率を向上させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
なお、本実施形態は、第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2および第2電磁弁用各ソレノイド31b1,31b2を遮断するトリップリレー36a1,36a2,…は、ハードリレーのほか、ソリッドステートリレーやソフトロジック等を使用してもよい。さらに、本実施形態は、保安系21の二重化を図ったが、3重化、または4重化等多重化が容易に実現できる。
In the present embodiment, the trip relays 36a 1 , 36a 2 ,... That shut off the
また、本実施形態は、保安系21を第1保安系21aと第2保安系21bとに区分けし、区分けした並列配置の第1保安系21aの第1電磁弁29a、第1ロジック回路33aと第2保安系21bの第2電磁弁29b、第2ロジック回路33bとを個々に独立構成にしているため、例えば、最悪のケースとして第1保安系21aの第1電磁弁29a、第1ロジック弁33aの全ての故障が考えられる。
In the present embodiment, the
しかし、本実施形態は、第1保安系21aの第1電磁弁29aの出口側で、第1ロジック弁33aの入口側から分岐し、第2保安系21bの第2電磁弁29bの出口側で、第2ロジック回路33bの入口側に接続するバイパスパイロット圧油ライン30を設けているので、このようなケースが発生しても蒸気弁20を安全に運用することができる。
However, this embodiment branches from the inlet side of the
図3〜図5は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法の第2実施形態を示す制御ロジック図である。 3 to 5 are control logic diagrams showing a second embodiment of the safety device for a steam turbine and the operation confirmation method thereof according to the present invention.
なお、図3〜図5中、図3は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、トリップ回路32における励磁電力監視回路およびテスト回路を示すシーケンス回路図であり、図4は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、トリップ回路32におけるテスト操作を示すインターロックブロック図であり、図5は、本発明に係る蒸気タービンの保安装置のうち、テスト操作を行うためのCRT表示画面を示す図である。
3 to 5, FIG. 3 is a sequence circuit diagram showing an exciting power monitoring circuit and a test circuit in the
また、本発明に係る蒸気タービンの保安装置およびその作動有無確認方法は、保安系を少なくとも二重化以上の多重化にしているが、図3〜図5は多重化した保安系のうち、第1保安系の説明だけにとどめ、構成を同一にする他の保安系の説明を省略している。 In the steam turbine safety device and the operation confirmation method according to the present invention, the safety system is at least duplexed more than the duplex, but FIGS. 3 to 5 show the first safety system among the multiplexed security systems. Only the description of the system is omitted, and descriptions of other security systems having the same configuration are omitted.
その際、第1実施形態の構成要素と同一構成要素には同一符号を付している。 In this case, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、複数の電磁弁のうち、代表例として第1電磁弁29aを抜き出し、第1電磁弁29aの誤動作防止を監視できるようにしたもので、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2に与えられる励磁電流Aの流れに沿って電流検出器47a1,47a2、アンプ48a1,48a2、比較器49a1,49a2、設定器50a1,50a2、電流表示器51a1,51a2を設け、常時流れる励磁電流値を監視するとともに、断線などの不測の出来事や異常事象が発生した際、励磁電流Aが遮断したことを監視できる構成にしている。
The steam turbine safety device according to the present embodiment is one in which a first
電流検出器47a1,47a2からの検出信号は、アンプ48a1,48a2を介して2つの検出信号に分流し、一方は電流表示器51a1,51a2に出力する。他方は、比較器49a1,49a2に入力し、ここで断線を検知するための設定器50a1,50a2からの設定と比較する。比較器49a1,49a2の出力の大きさにより第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第2電磁弁用第1ソレノイド31a2の無励磁、励磁を確保できるように構成してある。
The detection signals from the current detectors 47a 1 and 47a 2 are divided into two detection signals via the amplifiers 48a 1 and 48a 2 , and one of them is output to the current indicators 51a 1 and 51a 2 . The other is input to the comparators 49a 1 and 49a 2 where it is compared with the setting from the setting devices 50a 1 and 50a 2 for detecting disconnection. The
また、本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、フェールセーフの観点から、常時、励磁している第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2やトリップリレー36a1,36a2等が本来のトリップ動作をすべきときに確実にトリップ動作するかをテストするためのテストロジック52とソレノイドテストリレー53a1,53a2を、二重化され励磁電流Aが流れる系統にそれぞれ独立して設けている。
Further, the safety device for the steam turbine according to the present embodiment includes the first solenoid valve
なお、本実施形態に係る蒸気タービンの保安装置は、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2の2つを同時にテストすると、実際にトリップさせてしまうので、片側系列しかテストできないようにインターロックが組み込まれている。
In addition, since the safety device of the steam turbine according to the present embodiment tests two of the first solenoid valve
次に、蒸気タービンの運転中、トリップ回路32の励磁電流Aが流れる回路に断線が発生した場合、トリップリレー36a1,36a2の接点37a1,37a2が焼付けを起こした場合、あるいは、テストを行う場合、上述の構成に基づく作用を説明する
まず、蒸気タービンの運転中、トリップリレー36a1,36a2の接点37a1,37a2はONしており、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2のうち、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1にDC/DC電源38からの励磁電流Aが与えられ、また、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2にAC/DC電源39から励磁電流Aが与えられている。
Then, if during the operation of the steam turbine, the disconnection circuit through which the excitation current
第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2に励磁電流Aが与えられると、電流検出器47a1,47a2での検出信号は、48a1,48a2アンプを経由して2つの信号に分流される。その1つは電流表示器51a1,51a2に表示される。
When the excitation current A is applied to the
もう1つは、比較器49a1,49a2に与えられ、ここで設定器51a1,51a2からの最低電流設定値と実励磁電流値とが比較され、設定値を下回ったとき、励磁電流遮断として「第1電磁弁用ソレノイド無励磁」として図5に示すCRT表示器54に表示され、警報が出される。 The other is given to the comparators 49a 1 and 49a 2 , where the minimum current set value from the setters 51a 1 and 51a 2 is compared with the actual excitation current value, and when the set current falls below the set value, the excitation current As a shut-off, “first solenoid valve solenoid unexcited” is displayed on the CRT display 54 shown in FIG. 5 and an alarm is issued.
本実施形態は、このような回路を備えることにより、常時、励磁電流Aを与えている電磁弁の回路に断線が発生している場合、どの回路のどの回線に事故が発生しているかを容易に知ることができる。 In this embodiment, by providing such a circuit, when a disconnection occurs in the circuit of the solenoid valve that is always applying the excitation current A, it is easy to determine which circuit of which circuit has an accident. Can know.
次に、テスト回路の作用を説明する。 Next, the operation of the test circuit will be described.
図3で示した第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2のそれぞれに与えられる励磁電流Aを強制的に遮断させるには、トリップリレー36a1,36a2の入口側に設けたソレノイドテストリレー53a1,53a2に指令が与えられると、ソレノイドテストリレー53a1,53a2は、接点をOFFさせ、テスト信号を出力し、励磁電流Aを遮断させ、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2のそれぞれにテストを開始させる。
In order to forcibly cut off the excitation current A applied to the first solenoid valve
このように第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2のそれぞれのテスト開始に際し、本実施形態は、図4に示すように、第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2のうち、2つのソレノイドを同時にテストさせてしまうと、運転中の蒸気タービンを不必要にトリップさせてしまうことになるので、例えば第1電磁弁用第1ソレノイド31a1を励磁して残し、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2を無励磁にしてテストを行うインターロックを組み込んでいる。
In this way, at the start of each test of the first solenoid valve
また、テスト中、本実施形態は、ソレノイド無励磁の表示切替を行っているが、テスト中のソレノイドに励磁電流の異常警報を出させないインターロックを組み込んでいる。 In addition, during the test, the present embodiment switches the display of solenoid non-excitation, but incorporates an interlock that does not cause the excitation current alarm to be output to the solenoid under test.
このように、本実施形態は、1つの電磁弁に第1電磁弁用第1ソレノイド31a1、第1電磁弁用第2ソレノイド31a2を設けて多重化し、多重化した第1電磁弁用各ソレノイド31a1,31a2のそれぞれに励磁電流監視回路およびテスト回路を設けたので、蒸気タービンの運転中であっても不必要に蒸気タービントリップさせることなく、各電磁弁に設けたソレノイドの正常、異常を容易に確認することができ、テスト中、リレー接点の焼付け等不測の事態を容易に検出することができる。
As described above, in the present embodiment, the first solenoid valve
1 弁ケーシング
2 弁体
2a 弁座
3 弁体
4 スプリング
5 油筒
5a ピストン
6 保安系
7 非常油ライン
8 パイロット圧油ライン
9 ロジック弁
10 電磁弁
11 ピストン
12 スプリング
13 トリップ回路
14 ソレノイド
15 スプリング
16 トリップリレー
17 DC(直流)/DC(直流)電源
18 接点
20 蒸気弁
21 保安系
21a 第1保安系
21b 第2保安系
22 弁体
23 スプリング
24 油筒
25 ピストン
26 弁棒
27 非常油ライン
28 パイロット圧油ライン
28a 第1パイロット圧油ライン
28b 第2パイロット圧油ライン
29a 第1電磁弁
29b 第2電磁弁
30 バイパスパイロット圧油ライン
31a1 第1電磁弁用第1ソレノイド
31a2 第1電磁弁用第2ソレノイド
31b1 第2電磁弁用第1ソレノイド
31b2 第2電磁弁用第2ソレノイド
32 トリップ回路
33a 第1ロジック回路
33b 第2ロジック回路
34a 第1ロジック弁用ピストン
34b 第2ロジック弁用ピストン
35a 第1ロジック弁用スプリング
35b 第2ロジック弁用スプリング
36a1,36a2,36b1,36b2 トリップリレー
37a1,37a2,37b1,37b2 接点
38 DC(直流)/DC(直流)電源
39 AC(交流)/DC(直流)電源
46a,46b スプリング
47a,47b 電流検出器
48a,48b アンプ
49a,49b 比較器
50a,50b 設定器
51a,51b 電流表示器
52 テストロジック
53a1,53a2 ソレノイドテストリレー
1 Valve casing 2 Valve body 2a Valve seat 3 Valve body 4 Spring 5 Oil cylinder 5a Piston 6 Safety system 7 Emergency oil line 8 Pilot pressure oil line 9 Logic valve 10 Solenoid valve 11 Piston 12 Spring 13 Trip circuit 14 Solenoid 15 Spring 16 Trip Relay 17 DC (direct current) / DC (direct current) power source 18 Contact 20 Steam valve 21 Safety system 21a First safety system 21b Second safety system 22 Valve body 23 Spring 24 Oil cylinder 25 Piston 26 Valve rod 27 Emergency oil line 28 Pilot pressure the oil line 28a first pilot pressure oil line 28b second pilot pressure oil line 29a first solenoid valve 29b first solenoid 31a 2 first electromagnetic valve for the second solenoid valve 30 bypass pilot pressure oil line 31a 1 first solenoid valve 2 solenoid 31b 1 2nd solenoid valve 1st solenoid 31b 2 2nd Second solenoid valve for solenoid valve 32 trip circuit 33a first logic circuit 33b second logic circuit 34a first logic valve piston 34b second logic valve piston 35a first logic valve spring 35b second logic valve spring 36a 1 , 36a 2 , 36b 1 , 36b 2 Trip relay 37a 1 , 37a 2 , 37b 1 , 37b 2 contact 38 DC (direct current) / DC (direct current) power source 39 AC (alternating current) / DC (direct current) power source 46a, 46b Spring 47a, 47b current detector 48a, 48b amplifiers 49a, 49b comparator 50a, 50b setter 51a, 51b current indicator 52 test logic 53a 1, 53a 2 solenoid test relay
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