JP6746511B2 - 蒸気タービン弁駆動装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、蒸気タービン弁駆動装置に関する。

一般に、蒸気タービン発電設備においては、蒸気タービンの回転数および出力の調整を行うために、蒸気タービン弁駆動装置が蒸気弁の開度を制御し、蒸気タービンへ流入する蒸気の流入量を制御する。

蒸気タービン弁駆動装置は、作動油が流れる油圧系統を含み、作動油の供給または排出を行う。これにより、蒸気タービン弁駆動装置において、シリンダの内部に収容されたピストンが駆動し、蒸気弁の動作が制御される。

蒸気タービン発電設備において異常が発生したときには、蒸気タービン発電設備を構成する機器を保護するために、蒸気弁を急速に閉じる急閉動作を行うことによって、蒸気タービンへ蒸気が流れる蒸気流路を遮断し、蒸気タービンを停止させる。

特開平０８−１７０５０３号公報

蒸気タービン弁駆動装置として、たとえば、シリンダの上部油室と下部油室の間に双方向ポンプを設置し、双方向ポンプの回転数をサーボモータで制御することによって、蒸気弁の開度を制御するものが提案されている。この場合において、蒸気弁の急閉動作は、たとえば、自己閉鎖バネのバネ力を利用して行われる。このため、蒸気弁を開ける動作を行うときには、サーボモータは、蒸気弁を流れる蒸気の蒸気力と自己閉鎖バネのバネ力との両者に打ち勝つトルクが必要になる。その結果、サーボモータの容量が大きくなる。

上記のような事情により、蒸気タービン弁駆動装置は、小型化および省電力化を実現することが困難になる場合がある。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、小型化および省電力化を容易に実現可能な蒸気タービン弁駆動装置を提供することである。

実施形態の蒸気タービン弁駆動装置は、ピストンとシリンダと双方向ポンプとサーボモータとを備えると共に、急閉機構を有する。ピストンは、蒸気タービンへ流れる蒸気の流路に設置された蒸気弁部を操作する操作ロッドに設けられている。シリンダは、ピストンを内部空間に収容しており、内部空間がピストンによって第１油圧室と第２油圧室とに区画される。双方向ポンプは、第１油圧室に作動油を供給することで蒸気弁部の開動作を実行すると共に、第２油圧室に作動油を供給することで蒸気弁部の閉動作を実行する。サーボモータは、双方向ポンプを駆動する。急閉機構は、閉動作よりも急速に蒸気弁部を閉じる急閉動作を実行する。ここでは、急閉機構は、第１油圧室に接続された第１の急閉用油路に設置された第１ダンプ弁と、第２油圧室に接続された第２の急閉用油路に設置された第２ダンプ弁と、励磁状態から無励磁状態に変わることによって、前記第１ダンプ弁および前記第２ダンプ弁を閉めた状態から開けた状態に変えるように構成されている急閉用電磁弁とを含む。急閉機構が急閉動作を実行する際には、急閉用電磁弁が無励磁状態に変わって、第１ダンプ弁および第２ダンプ弁が開くことによって、アキュムレータが蓄える作動油が第２ダンプ弁を介して第２油圧室に流入すると共に、第１油圧室から作動油が第１ダンプ弁を介してリザーバへ流出する。

図１は、第１実施形態に係る蒸気タービン発電設備において、蒸気弁部および蒸気タービン弁駆動装置の要部を模式的に示す図である。 図２は、第１実施形態に係る蒸気タービン発電設備において、蒸気弁部について急閉動作を行う場合の様子を模式的に示す図である。 図３は、第１実施形態に係る蒸気タービン発電設備において、蒸気弁部について実行した急閉動作の解除を行うときの様子を模式的に示す図である。 図４は、第１実施形態に係る蒸気タービン発電設備において、アキュムレータ５２２に作動油を供給する給油動作を行うときの様子を模式的に示す図である。 図５は、第２実施形態に係る蒸気タービン発電設備の要部を模式的に示す図である。 図６は、第３実施形態に係る蒸気タービン発電設備の要部を模式的に示す図である。 図７は、第４実施形態に係る蒸気タービン発電設備の要部を模式的に示す図である。 図８は、第５実施形態に係る蒸気タービン発電設備の要部を模式的に示す図である。

＜第１実施形態＞
本実施形態において蒸気タービン発電設備を構成する蒸気弁部１０および蒸気タービン弁駆動装置２０の要部に関して、図１を用いて説明する。図１では、蒸気弁部１０のうち一部については、鉛直方向ｚに沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を示している。図１には、蒸気タービン弁駆動装置２０が蒸気弁部１０について、通常の開閉動作を行う場合の様子を示している。ここでは、通常の開動作を実行するときの作動油の様子を太い実線の矢印で併記しており、通常の閉動作を実行するときの作動油の様子を太い破線の矢印で併記している。

図１に示すように、本実施形態の蒸気タービン発電設備においては、蒸気弁部１０が蒸気タービン弁駆動装置２０によって駆動することによって、ボイラ（図示省略）から蒸気タービン（図示省略）へ作動媒体として供給される蒸気の流れが制御されるように構成されている。各部の詳細について、順次、説明する。

蒸気弁部１０は、蒸気弁本体であって、図１に示すように、蒸気タービン弁駆動装置２０によって弁棒１４が移動することによって、弁箱部１１の内部において弁座１３と弁体１５との間の開度が変動する。蒸気弁部１０は、蒸気タービンへ流れる蒸気の流路に設置されており、たとえば、蒸気タービンの起動時に蒸気流量を制御するために開度が制御される。

蒸気弁部１０のうち、弁箱部１１は、蒸気Ｆ１１が内部へ流入する蒸気入口１１Ａと、蒸気Ｆ１２が外部へ流出する蒸気出口１１Ｂとが形成されている。弁座１３は、弁箱部１１の内部に固定されている。弁座１３は、蒸気弁部１０が閉められたときに、弁体１５が接する部分を含む。

弁棒１４は、棒状体であって、弁箱部１１の下部に形成された貫通孔を貫くように設置されている。弁箱部１１の貫通孔は、管状のブッシュ１４Ｂが設置されており、弁棒１４は、ブッシュ１４Ｂを介して、弁箱部１１の貫通孔を貫通している。弁棒１４は、軸が鉛直方向ｚに沿っており、その軸が沿った鉛直方向ｚにおいて移動するように設けられている。

弁体１５は、弁箱部１１の内部に収容されている。弁体１５は、弁棒１４の一端（図１では上端）に連結されており、弁棒１４と共に鉛直方向ｚにおいて移動する。弁体１５は、蒸気弁部１０が開けられるときには上方（第１方向）へ移動して弁座１３から離れる。これに対して、蒸気弁部１０が閉められるときには、弁体１５は、下方（第２方向）へ移動する。そして、弁体１５が弁座１３に接触することで蒸気弁部１０が全て閉められた状態になる。

蒸気タービン弁駆動装置２０は、蒸気弁部１０を動作させるために設置されている。蒸気タービン弁駆動装置２０は、油圧駆動部３０が油圧回路部５０によって駆動することによって、蒸気弁部１０を動作させる。蒸気タービン弁駆動装置２０では、制御装置７０が油圧回路部５０の動作を制御することで、油圧駆動部３０の動作が制御される。

蒸気タービン弁駆動装置２０において、油圧駆動部３０は、油圧駆動装置であって、図１に示すように、鉛直方向ｚにおいて蒸気弁部１０の下方に設置されている。油圧駆動部３０は、蒸気弁部１０を操作する操作ロッド３１にピストン３５が設けられており、そのピストン３５がシリンダ３２に収容されている。油圧駆動部３０は、シリンダ３２の内部においてピストン３５が作動油の作用によって駆動することで、操作ロッド３１が蒸気弁部１０を操作するように構成されている。

油圧駆動部３０のうち、操作ロッド３１は、棒状体であって、軸が鉛直方向ｚに沿っている。操作ロッド３１は、弁棒１４の軸と同軸であって、一端（上端）が弁棒１４に連結されている。操作ロッド３１は、他端（下端）に開度検出器３８が設けられている。そして、操作ロッド３１は、中央部分にピストン３５が設けられている。

油圧駆動部３０のうち、シリンダ３２は、内部空間Ｃ３２にピストン３５を収容している。シリンダ３２の内部空間Ｃ３２は、ピストン３５によって、第１油圧室Ｃ３２ａと第２油圧室Ｃ３２ｂとに区画されている。また、シリンダ３２は、第１作動油ポートＰ３２ａ、第２作動油ポートＰ３２ｂ、第３作動油ポートＰ３２ｃ、および、第４作動油ポートＰ３２ｄが形成されている。

第１油圧室Ｃ３２ａは、下部油圧室であって、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５の下方に位置している。第１油圧室Ｃ３２ａには、第１作動油ポートＰ３２ａおよび第３作動油ポートＰ３２ｃが設けられている。第１作動油ポートＰ３２ａは、油路Ｌ１（第１の開度制御用油路）が接続されており、第３作動油ポートＰ３２ｃは、油路Ｌ３（第１の急閉用油路）が接続されている。

第２油圧室Ｃ３２ｂは、上部油圧室であって、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５の上方に位置している。第２油圧室Ｃ３２ｂは、第２作動油ポートＰ３２ｂおよび第４作動油ポートＰ３２ｄが設けられている。第２作動油ポートＰ３２ｂは、油路Ｌ２（第２の開度制御用油路）が接続されており、第４作動油ポートＰ３２ｄは、油路Ｌ４（第２の急閉用油路）が接続されている。

油圧駆動部３０のうち、ピストン３５は、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２において、作動油の作用により鉛直方向ｚに摺動するように構成されている。具体的には、ピストン３５は、蒸気弁部１０を開ける場合には、蒸気弁部１０に働く蒸気力の影響の下で、鉛直方向ｚにおいて上方に移動するように、油圧回路部５０に制御される。この場合には、油圧回路部５０において、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油が供給され、第２油圧室Ｃ３２ｂから作動油が排出されることによって、ピストン３５が上方に移動する。蒸気弁部１０を閉める場合には、ピストン３５は、蒸気弁部１０に働く蒸気力の影響の下で、鉛直方向ｚにおいて下方に移動するように、油圧回路部５０に制御される。この場合には、油圧回路部５０において、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油が供給され、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油が排出されることによって、ピストン３５が下方に移動する。そして、蒸気弁部１０の開度を保持させるときには、蒸気弁部１０に働く蒸気力の影響の下でピストン３５が鉛直方向ｚに同じ位置で停止した状態になるように、第１油圧室Ｃ３２ａの圧力と第２油圧室Ｃ３２ｂの圧力の調整が行われる。

蒸気タービン弁駆動装置２０において、油圧回路部５０は、複数の油路Ｌ１〜Ｌ１２を介して、油圧回路部５０を構成する各部が接続されている。詳細については後述するが、油圧回路部５０は、双方向ポンプ５１、サーボモータ５１２、レゾルバ５１３、およびサーボドライバ５１４などを用いて、蒸気弁部１０について通常の開閉動作を行うように構成されている。また、油圧回路部５０は、第１ダンプ弁Ｖ５２ａ、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂおよび急閉用電磁弁Ｖ５２４で構成された急閉機構５２を用いて、蒸気弁部１０について急閉動作を行うように構成されている。

油圧回路部５０のうち、双方向ポンプ５１は、第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給することで蒸気弁部１０について通常の開動作を実行すると共に、第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することで蒸気弁部１０について通常の閉動作を実行するように構成されている。

具体的には、双方向ポンプ５１は、第１ポンプポートＰ５１ａと第２ポンプポートＰ５１ｂとを有し、第１ポンプポートＰ５１ａおよび第２ポンプポートＰ５１ｂのそれぞれにおいて作動油を吐出するように構成されている。双方向ポンプ５１において、第１ポンプポートＰ５１ａは、油路Ｌ１を介して、シリンダ３２の第１作動油ポートＰ３２ａに接続している。これに対して、双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂは、油路Ｌ２を介して、シリンダ３２の第２作動油ポートＰ３２ｂに接続している。双方向ポンプ５１は、たとえば、可逆回転型ポンプであって、駆動軸が正方向と逆方向とのそれぞれに回転することで、第１ポンプポートＰ５１ａまたは第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油が吐出する。双方向ポンプ５１は、第１ポンプポートＰ５１ａから作動油を吐出することで油路Ｌ１を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給し、第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油が吐出することで油路Ｌ２を介して第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給する。この他に、双方向ポンプ５１は、双方向ポンプ５１でリークした作動油がリークラインＬＬを介してリザーバ５６０に流出するように構成されている。

油圧回路部５０のうち、サーボモータ５１２は、双方向ポンプ５１に駆動軸が連結されている。サーボモータ５１２は、駆動軸の回転方向を変えることによって、双方向ポンプ５１が作動油を吐出する方向を変える。これと共に、サーボモータ５１２は、駆動軸の回転速度を変えることによって、双方向ポンプ５１が作動油を吐出する量を変えるように構成されている。

油圧回路部５０のうち、レゾルバ５１３は、回転速度検出器であって、サーボモータ５１２の回転数を検出することで得たデータを、検出信号として出力する。

油圧回路部５０のうち、サーボドライバ５１４は、レゾルバ５１３から実回転数データが検出信号として入力される。この他に、サーボドライバ５１４は、制御装置７０から回転数指令が制御信号として入力される。サーボドライバ５１４は、レゾルバ５１３から入力された実回転数データと、制御装置７０から入力された回転数指令とに基づいて、サーボモータ５１２を駆動する。ここでは、サーボドライバ５１４は、回転数指令に対応した回転数にサーボモータ５１２の回転数がなるように、サーボモータ５１２の動作を制御する。つまり、蒸気弁部１０において、予め設定された要求開度と、開度検出器３８が蒸気弁部１０について検出した開度とが一致するように、フィードバック制御が行われる。

油圧回路部５０において、油路Ｌ１（第１の開度制御用油路）は、双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａに一端（右端）が接続されており、シリンダ３２の第１作動油ポートＰ３２ａに他端（左端）が接続されている。油路Ｌ１は、分岐部Ｊ１と分岐部Ｊ２と分岐部Ｊ３とが、シリンダ３２側から双方向ポンプ５１側へ向かって、順次、設けられている。また、油路Ｌ１においては、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａがシリンダ３２と分岐部Ｊ１との間に配置されている。

第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａは、制御装置７０から出力された制御信号に基づいて動作する。ここでは、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａは、蒸気弁部１０に関して通常の開閉動作を行う際には、励磁状態であって、油路Ｌ１を開けた状態にしている。つまり、通常時には、作動油が第１油圧室Ｃ３２ａと双方向ポンプ５１との間を流れる状態になっている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａは、無励磁状態になり、油路Ｌ１を閉じた状態にする。つまり、異常時には、第１油圧室Ｃ３２ａと双方向ポンプ５１との間において作動油の流れが遮断される。

油圧回路部５０において、油路Ｌ２（第２の開度制御用油路）は、双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂに一端（右端）が接続されており、シリンダ３２の第２作動油ポートＰ３２ｂに他端（左端）が接続されている。油路Ｌ２は、分岐部Ｊ４と分岐部Ｊ５と分岐部Ｊ６とが、シリンダ３２側から双方向ポンプ５１側へ向かって、順次、設けられている。また、油路Ｌ２においては、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂがシリンダ３２と分岐部Ｊ４との間に配置されている。

第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、制御装置７０から出力された制御信号に基づいて動作する。ここでは、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、蒸気弁部１０に関して通常の開閉動作を行う際には、励磁状態であって、油路Ｌ２を開けた状態にしている。つまり、通常時には、作動油が第２油圧室Ｃ３２ｂと双方向ポンプ５１との間を流れる状態になっている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、無励磁状態になり、油路Ｌ２を閉じた状態にする。つまり、異常時には、第２油圧室Ｃ３２ｂと双方向ポンプ５１との間において作動油の流れが遮断される。

油圧回路部５０においては、油路Ｌ１の分岐部Ｊ１と油路Ｌ２の分岐部Ｊ４とのそれぞれに、油路Ｌ９（第１のチェック弁設置油路）が接続されている。油路Ｌ９は、第１チェック弁Ｖ５４ａと第２チェック弁Ｖ５４ｂとが分岐部Ｊ８を挟むように設けられている。

第１チェック弁Ｖ５４ａは、油路Ｌ９の分岐部Ｊ８と油路Ｌ１の分岐部Ｊ１との間に配置されている。第１チェック弁Ｖ５４ａは、油路Ｌ１の分岐部Ｊ１から油路Ｌ９の分岐部Ｊ８へ向かって作動油が流れるが、油路Ｌ９の分岐部Ｊ８から油路Ｌ１の分岐部Ｊ１へ向かって作動油が流れないように配置されている。

第２チェック弁Ｖ５４ｂは、油路Ｌ９の分岐部Ｊ８と油路Ｌ２の分岐部Ｊ４との間に配置されている。第２チェック弁Ｖ５４ｂは、油路Ｌ２の分岐部Ｊ４から油路Ｌ９の分岐部Ｊ８へ向かって作動油が流れるが、油路Ｌ９の分岐部Ｊ８から油路Ｌ２の分岐部Ｊ４へ向かって作動油が流れないように配置されている。

油圧回路部５０においては、油路Ｌ１の分岐部Ｊ２と油路Ｌ２の分岐部Ｊ５とのそれぞれに、油路Ｌ１０（第２のチェック弁設置油路）が接続されている。油路Ｌ１０は、第３チェック弁Ｖ５５ａと第４チェック弁Ｖ５５ｂとが分岐部Ｊ９を挟むように設けられている。

第３チェック弁Ｖ５５ａは、油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９と油路Ｌ１の分岐部Ｊ２との間に配置されている。第３チェック弁Ｖ５５ａは、油路Ｌ１の分岐部Ｊ２から油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９へ向かって作動油が流れるが、油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９から油路Ｌ１の分岐部Ｊ２へ向かって作動油が流れないように配置されている。

第４チェック弁Ｖ５５ｂは、油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９と油路Ｌ２の分岐部Ｊ５との間に配置されている。第４チェック弁Ｖ５５ｂは、油路Ｌ２の分岐部Ｊ５から油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９へ向かって作動油が流れるが、油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９から油路Ｌ２の分岐部Ｊ５へ向かって作動油が流れないように配置されている。

油圧回路部５０においては、油路Ｌ１の分岐部Ｊ３と油路Ｌ２の分岐部Ｊ６とのそれぞれに、油路Ｌ１１（パイロットチェック弁設置油路）が接続されている。油路Ｌ１１は、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａと第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂとが分岐部Ｊ１０を挟むように設けられている。

第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａは、油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０と油路Ｌ１の分岐部Ｊ３との間に配置されている。第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａは、パイロットポートが油路Ｌ２に連通する部分に接続されており、パイロットポートに加わる油圧に応じて、作動油の逆流が生ずるように構成されている。ここでは、双方向ポンプ５１が油路Ｌ２を介して第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給することによって、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａのパイロットポートに油圧が加わったときに、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａにおいて逆自由流れが許可される。つまり、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａにおいては、油路Ｌ１の分岐部Ｊ３側から油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０へ向かって、作動油が逆流する。これに対して、双方向ポンプ５１が油路Ｌ２を介して第２油圧室Ｃ３２ｂに作動油を供給しない場合には、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａにおいては、油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０から油路Ｌ１の分岐部Ｊ３側へ向かって、作動油が流れる。

第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂは、油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０と油路Ｌ２の分岐部Ｊ６との間に配置されている。第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂは、パイロットポートが油路Ｌ１に連通する部分に接続されており、パイロットポートに加わる油圧に応じて、作動油の逆流が生ずるように構成されている。ここでは、双方向ポンプ５１が油路Ｌ１を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給することによって、第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂのパイロットポートに油圧が加わったときに、第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂにおいて逆自由流れが許可される。つまり、第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂにおいては、油路Ｌ２の分岐部Ｊ６側から油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０へ向かって、作動油が逆流する。これに対して、双方向ポンプ５１が油路Ｌ１を介して第１油圧室Ｃ３２ａに作動油を供給しない場合には、第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂにおいては、油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０から油路Ｌ２の分岐部Ｊ６側へ向かって、作動油が流れる。

油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０は、油路Ｌ１２（給油用油路）を介して、作動油を貯蔵するリザーバ５６０に接続されている。

油圧回路部５０において、油路Ｌ３（第１の急閉用油路）は、シリンダ３２の第３作動油ポートＰ３２ｃに一端が接続されており、リザーバ５６０に他端が接続されている。油路Ｌ３には、第１ダンプ弁Ｖ５２ａが設置されている。

第１ダンプ弁Ｖ５２ａは、ＡポートとＢポートとパイロットポートとが設けられており、パイロットポートに供給される作動油の作用に応じてＡポートとＢポートとの間が連通状態または遮断状態になるように構成されている。第１ダンプ弁Ｖ５２ａは、蒸気弁部１０に関して通常の開閉動作を行う際には、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態であって、閉じている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、第１ダンプ弁Ｖ５２ａは、ＡポートとＢポートとの間が連通した状態になって、開けられる。

油圧回路部５０において、油路Ｌ４（第２の急閉用油路）は、シリンダ３２の第４作動油ポートＰ３２ｄに一端が接続されており、油路Ｌ９の分岐部Ｊ８に他端が接続されている。油路Ｌ４には、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂが設置されている。

第２ダンプ弁Ｖ５２ｂは、ＡポートとＢポートとパイロットポートとが設けられており、パイロットポートに供給される作動油の作用に応じてＡポートとＢポートとの間が連通状態または遮断状態になるように構成されている。第２ダンプ弁Ｖ５２ｂは、蒸気弁部１０に関して通常の開閉動作を行う際には、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態であって、閉じている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂは、ＡポートとＢポートとの間が連通した状態になって、開けられる。

この他に、油路Ｌ４において第２ダンプ弁Ｖ５２ｂよりも油路Ｌ９の分岐部Ｊ８側には、アキュムレータ５２２が連結されている。アキュムレータ５２２は、底部の給排油ポートに接続されたアキュムレータ油路ＬＡを介して、油路Ｌ４に接続している。アキュムレータ５２２は、内部に作動油を蓄えていると共に、窒素ガスなどのガスが充填されており、ガスの膨張によって作動油を外部へ放出するように構成されている。そして、アキュムレータ５２２と油路Ｌ４とを連結するアキュムレータ油路ＬＡの圧力（ライン圧）を計測するために、油圧検出器５２３が設置されている。

油圧回路部５０において、油路Ｌ５（第１ダンプ弁パイロット油路）は、第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートに一端が接続されている。油路Ｌ６（第２ダンプ弁パイロット油路）は、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートに一端が接続されている。油路Ｌ５の他端と油路Ｌ６の他端との両者は、油路Ｌ７の一端に位置する分岐部Ｊ７に接続されている。油路Ｌ７の他端は、油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９に接続されている。

油圧回路部５０において、油路Ｌ７には、急閉用電磁弁Ｖ５２４が設置されている。ここでは、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、蒸気弁部１０に関して通常の開閉動作を行う際には、励磁状態であって、ＡポートとＰポートとの間が連通しており、開いている。これに対して、蒸気弁部１０について急閉動作を行う際には、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、無励磁状態になり、ＴポートとＡポートとの間が連通した状態になる。

油圧回路部５０において、油路Ｌ８は、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートに一端が接続されており、他端がリザーバ５６０に接続されている。油路Ｌ７は、第１の急閉用電磁弁設置油路であって、油路Ｌ８は、第２の急閉用電磁弁設置油路である。

制御装置７０は、演算器（図示省略）とメモリ装置（図示省略）とを含み、メモリ装置が記憶しているプログラムを用いて演算器が演算処理を行うことによって、各部の制御を行う。制御装置７０は、各部の状態を検出することで得られた検出信号が入力される。この他に、制御装置７０は、たとえば、操作装置（図示省略）に操作者が入力した操作指令信号が入力される。制御装置７０は、入力された各種信号に基づいて、油圧回路部５０に油圧駆動部３０を駆動することによって、蒸気弁部１０の動作を制御する。

以下より、上記の蒸気弁部１０について、通常の開動作を行う場合（ケース１）、通常の閉動作を行う場合（ケース２）、急閉動作を行う場合（ケース３）、および、急閉動作の解除動作を行う場合（ケース４）に関して説明を行う。また、アキュムレータ５２２に作動油を供給する給油動作を行う場合（ケース５）に関しても併せて説明を行う。

まず、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の開動作を行う場合（ケース１）に関して説明する（図１に示す実線の矢印を参照）。

通常の開動作を行う場合には、油圧回路部５０では、双方向ポンプ５１が第１ポンプポートＰ５１ａから作動油を吐出するように、制御装置７０がサーボドライバ５１４を用いてサーボモータ５１２を動作させる。このとき、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａは、励磁状態であって、作動油が油路Ｌ１を介して第１油圧室Ｃ３２ａと双方向ポンプ５１との間を流れる状態になっている。同様に、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、励磁状態であって、作動油が油路Ｌ２を介して第２油圧室Ｃ３２ｂと双方向ポンプ５１との間を流れる状態になっている。

このため、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては、双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａから吐出された作動油が第１作動油ポートＰ３２ａに流入する。これに対して、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては、作動油が第２作動油ポートＰ３２ｂから双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂへ流出する。これにより、蒸気弁部１０に働く蒸気力の影響の下で、ピストン３５がシリンダ３２の内部空間Ｃ３２において鉛直方向ｚの上方に移動する。その結果、蒸気弁部１０では、弁体１５が上方へ移動して、弁座１３と弁体１５との間の距離が広がることによって、開度が大きくなる。

なお、通常の開動作を行う場合には、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、励磁状態であって、ＡポートとＰポートとの間が連通している。このため、双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａから吐出された作動油は、油路Ｌ１の分岐部Ｊ２と油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９と油路Ｌ７の分岐部Ｊ７とを経由した後に、油路Ｌ５と油路Ｌ６とのそれぞれに分岐して、第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートと、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートとのそれぞれに作用する。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態になる。その結果、アキュムレータ５２２の内部に非常油として蓄えられた作動油が、油路Ｌ４の第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを介して、第２油圧室Ｃ３２ｂの第４作動油ポートＰ３２ｄへ流入しない。また、第１油圧室Ｃ３２ａの第３作動油ポートＰ３２ｃから作動油が油路Ｌ３の第１ダンプ弁Ｖ５２ａを介してリザーバ５６０へ流出しない。

つぎに、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が通常の閉動作を行う場合（ケース２）に関して説明する（図１に示す破線の矢印を参照）。

通常の閉動作を行う場合には、油圧回路部５０では、双方向ポンプ５１が第２ポンプポートＰ５１ｂから作動油を吐出するように、制御装置７０がサーボドライバ５１４を用いてサーボモータ５１２を動作させる。通常の閉動作を行う場合には、通常の開動作を行う場合と同様に、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、励磁状態である。

このため、第２油圧室Ｃ３２ｂにおいては、双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂから吐出された作動油が第２作動油ポートＰ３２ｂに流入するのに対して、第１油圧室Ｃ３２ａにおいては、作動油が第１作動油ポートＰ３２ａから双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａへ流出する。これにより、蒸気弁部１０に働く蒸気力の影響の下で、ピストン３５がシリンダ３２の内部空間Ｃ３２において鉛直方向ｚの下方に移動する。その結果、蒸気弁部１０では、弁体１５が下方へ移動して、弁座１３と弁体１５との間の距離が短くなることによって、開度が小さくなる。

なお、通常の閉動作を行う場合には、通常の開動作を行う場合と同様に、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、励磁状態であって、ＡポートとＰポートとの間が連通している。このため、双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂから吐出された作動油は、油路Ｌ２の分岐部Ｊ５と油路Ｌ１０の分岐部Ｊ９と油路Ｌ７の分岐部Ｊ７とを経由した後に、油路Ｌ５と油路Ｌ６とのそれぞれに分岐して、第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートと、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートとのそれぞれに作用する。このため、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態になる。その結果、アキュムレータ５２２の内部に非常油として蓄えられた作動油が、油路Ｌ４の第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを介して、第２油圧室Ｃ３２ｂの第４作動油ポートＰ３２ｄへ流入しない。また、第１油圧室Ｃ３２ａの第３作動油ポートＰ３２ｃから作動油が油路Ｌ３の第１ダンプ弁Ｖ５２ａを介してリザーバ５６０へ流出しない。

このように、本実施形態では、通常の開動作を行う場合および通常の閉動作を行う場合のそれぞれにおいて、双方向ポンプ５１が吐出した作動油の作用によって、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂが閉じた状態になるように構成されている。

つぎに、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が急閉動作を行う場合（ケース３）に関して、図２を用いて説明する。つまり、通常の閉動作で蒸気弁部１０を閉める速度よりも高い速度で蒸気弁部１０を急速に閉める場合について説明する。図２では、急閉動作を実行するときの作動油の様子を太い実線の矢印で併記している。

急閉動作は、蒸気タービン発電設備において異常が発生したときに、制御装置７０が急閉機構５２を構成する各部の動作を制御することで実行される。急閉動作の実行により、蒸気タービンへ作動媒体として供給される蒸気の流れが遮断され、蒸気タービンが停止する。

急閉動作を行う場合には、通常の閉動作を行う場合と異なり、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、制御装置７０の制御信号に基づいて、励磁状態から無励磁状態に変えられる。つまり、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、ＡポートとＰポートとの間が連通せずに、ＡポートとＴポートとの間が連通した状態に変わる。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートから作動油が油路Ｌ５と油路Ｌ７とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８を介してリザーバ５６０へ流出する。同様に、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートから作動油が油路Ｌ６と油路Ｌ７とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８を介してリザーバ５６０へ流出する。その結果、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、ＡポートとＢポートとの間が連通した状態になり、両者が開いた状態になる。

これに伴って、アキュムレータ５２２の内部に非常油として蓄えられた作動油が、油路Ｌ４の第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを介して、第２油圧室Ｃ３２ｂの第４作動油ポートＰ３２ｄへ流入する。そして、第１油圧室Ｃ３２ａの第３作動油ポートＰ３２ｃから作動油が油路Ｌ３の第１ダンプ弁Ｖ５２ａを介してリザーバ５６０へ流出する。ここでは、アキュムレータ５２２から第２油圧室Ｃ３２ｂへ作動油が供給される速度は、双方向ポンプ５１から第２油圧室Ｃ３２ｂへ作動油が供給される速度よりも高い。これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５が鉛直方向ｚの下方に急速に移動する。その結果、蒸気弁部１０が急速に全て閉じられる。そして、蒸気弁部１０を全て閉じた後には、必要に応じて、サーボモータ５１２とサーボドライバ５１４との接続を遮断することによって、サーボモータ５１２の回転数を制御しない状態に変えてもよい。

以上のように、本実施形態においては、アキュムレータ５２２から作動油を第２油圧室Ｃ３２ｂに供給し、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油を排出することによって、急閉機構５２が蒸気弁部１０の急閉動作を実行する。本実施形態では、急閉動作は、自己閉鎖バネのバネ力を利用して行われていない。このため、本実施形態において、双方向ポンプ５１を駆動するサーボモータ５１２は、蒸気弁部１０を開ける動作を行うときに、蒸気弁部１０を流れる蒸気の蒸気力と自己閉鎖バネのバネ力との両者に打ち勝つトルクが不要である。その結果、本実施形態においては、サーボモータ５１２の容量を小さくすることができる。

したがって、本実施形態では、蒸気タービン弁駆動装置について小型化および省電力化を容易に実現することができる。

なお、急閉動作を行う場合には、油圧回路部５０では、通常の閉動作を行う場合と異なり、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａを励磁状態から無励磁状態にすることによって油路Ｌ１を遮断する。これと共に、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを励磁状態から無励磁状態にすることによって油路Ｌ２を遮断する。つまり、第１油圧室Ｃ３２ａと双方向ポンプ５１の第１ポンプポートＰ５１ａとの間において作動油が油路Ｌ１を介して流れない状態であると共に、第２油圧室Ｃ３２ｂと双方向ポンプ５１の第２ポンプポートＰ５１ｂとの間において作動油が油路Ｌ２を介して流れない状態にされる。

このため、本実施形態では、急閉動作が実行される場合に、作動油が第１油圧室Ｃ３２ａおよび第２油圧室Ｃ３２ｂから双方向ポンプ５１に流れることを防止することができる。その結果、本実施形態においては、双方向ポンプ５１およびサーボモータ５１２において、回転数が許容可能な回転数を超えることを防止することができる。

また、本実施形態では、第１チェック弁Ｖ５４ａおよび第２チェック弁Ｖ５４ｂが油路Ｌ９に設置されているので、急閉動作の際にアキュムレータ５２２の作動油が双方向ポンプ５１へ逆流することを防止可能である。

つぎに、上記の蒸気弁部１０について蒸気タービン弁駆動装置２０が急閉動作の解除動作を実行する場合（ケース４）に関して、図３を用いて説明する。図３では、急閉動作の解除動作を実行するときの作動油の様子を太い実線の矢印で併記している。

急閉動作の解除動作は、蒸気タービン発電設備が異常状態から正常状態に戻ったときに、蒸気弁部１０について通常の開閉動作を実行可能な状態に戻すために実行される。

急閉動作の解除動作を行う場合には、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、制御装置７０の制御信号に基づいて、無励磁状態から励磁状態に変えられる。つまり、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、ＡポートとＴポートとの間が連通せずに、ＡポートとＰポートとの間が連通した状態に変わる。その後、急閉動作の際にサーボモータ５１２とサーボドライバ５１４との間を接続が解除された場合（サーボＯＦＦ）には、サーボモータ５１２とサーボドライバ５１４との間を接続することによって、サーボモータ５１２の回転数を制御可能な状態に変えられる（サーボＯＮ）。このとき、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂについては、無励磁状態を保持させる。

そして、たとえば、蒸気弁部１０を閉じる方向へ双方向ポンプ５１が作動油を吐出するように、サーボモータ５１２を駆動させる。これにより、リザーバ５６０に貯蔵された作動油が油路Ｌ１２を介して油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０へ流入した後に、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａを流れる。そして、その第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａを流れた作動油は、双方向ポンプ５１において第１ポンプポートＰ５１ａから第２ポンプポートＰ５１ｂへ流れて吐出される。

その後、油路Ｌ１０においては、作動油が第４チェック弁Ｖ５５ｂを介して分岐部Ｊ９へ流れる。そして、分岐部Ｊ９に流れた作動油は、油路Ｌ７において急閉用電磁弁Ｖ５２４を介して分岐部Ｊ７へ流れる。そして、分岐部Ｊ７へ流れた作動油は、油路Ｌ５を介して第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートへ流れると共に、油路Ｌ６を介して第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートへ流れる。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態になり、両者が閉じた状態になる。

上記のように、急閉動作の解除動作を実行する際には、急閉用電磁弁Ｖ５２４を無励磁状態から励磁状態に変えることによって、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを閉める。これに伴って、アキュムレータ５２２から作動油が第２油圧室Ｃ３２ｂへ供給されなくなる。また、第１油圧室Ｃ３２ａから作動油がリザーバ５６０へ流出しなくなる。

上記のように、急閉動作の解除動作を行った後には、図１で示したように、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを、無励磁状態から励磁状態に変える。たとえば、アキュムレータ５２２と油路Ｌ４とを連結するアキュムレータ油路ＬＡの圧力（ライン圧）について、油圧検出器５２３が検出した結果が規定値以上である場合に、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを励磁状態に変える。このようにして、双方向ポンプ５１とシリンダ３２との間を接続することによって、通常の開閉動作を実行可能な状態に戻すことができる。

なお、上記においては、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを閉じるために、蒸気弁部１０を閉じる方向へ双方向ポンプ５１を駆動させたが、これに限らない。蒸気弁部１０を開ける方向へ双方向ポンプ５１を駆動させることによって、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂを閉じてもよい。図示していないが、この場合には、リザーバ５６０に貯蔵された作動油は、油路Ｌ１２を介して油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０へ流入した後に、第２パイロットチェック弁Ｖ５６ｂを経由して、双方向ポンプ５１において第２ポンプポートＰ５１ｂから第１ポンプポートＰ５１ａへ流れて吐出される。その後、油路Ｌ１０においては、作動油が第３チェック弁Ｖ５５ａを介して分岐部Ｊ９へ流れる。そして、上記と同様に、作動油が流れることで、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂの両者が閉じた状態になる。このように、本実施形態では、双方向ポンプ５１について蒸気弁部１０を閉じる方向および開ける方向に動作させた場合であっても、急閉動作の解除動作を実行することができる。

つぎに、アキュムレータ５２２に作動油を供給する給油動作を実行する場合（ケース５）に関して、図４を用いて説明する。図４では、給油動作を実行するときの作動油の様子を太い実線の矢印で併記している。

給油動作は、油圧検出器５２３が検出した圧力が規定値よりも低い場合に実行される。給油動作の実行によって、油圧検出器５２３が検出する圧力が規定値以上になることで、急閉動作を実行可能な状態に戻される。

給油動作を実行する場合には、急閉用電磁弁Ｖ５２４を励磁状態にすると共に、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを無励磁状態にする。つまり、急閉用電磁弁Ｖ５２４は、ＡポートとＰポートとの間が連通した状態であって、油路Ｌ７を作動油が流れる状態にされる。第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａは、油路Ｌ１において双方向ポンプ５１と第１油圧室Ｃ３２ａとの間を作動油が流れない状態にされる。そして、第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂは、油路Ｌ２において双方向ポンプ５１と第２油圧室Ｃ３２ｂとの間を作動油が流れない状態にされる。第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを無励磁状態にすることで、双方向ポンプ５１とシリンダ３２との間を隔離状態にし、シリンダ３２の内部においてピストン３５が移動することを防止する。

その後、たとえば、蒸気弁部１０を閉じる方向へ双方向ポンプ５１が作動油を吐出するように、サーボモータ５１２を駆動させる。これにより、リザーバ５６０に貯蔵された作動油が油路Ｌ１２を介して油路Ｌ１１の分岐部Ｊ１０へ流入した後に、第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａを流れる。そして、その第１パイロットチェック弁Ｖ５６ａを流れた作動油は、双方向ポンプ５１において第１ポンプポートＰ５１ａから第２ポンプポートＰ５１ｂへ流れて吐出される。

これに伴って、油路Ｌ１０においては、上述した「急閉動作の解除」の場合と同様に、作動油が第４チェック弁Ｖ５５ｂを介して分岐部Ｊ９へ流れた後に、分岐部Ｊ９に流れた作動油が油路Ｌ７において急閉用電磁弁Ｖ５２４を介して分岐部Ｊ７へ流れる。そして、分岐部Ｊ７へ流れた作動油は、油路Ｌ５を介して第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートへ流れると共に、油路Ｌ６を介して第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートへ流れる。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、ＡポートとＢポートとの間が遮断された状態になり、両者が閉じた状態になる。

これと共に、給油動作では、油路Ｌ９において作動油が第２チェック弁Ｖ５４ｂを介して分岐部Ｊ８へ流れる。そして、分岐部Ｊ８に流れた作動油が、油路Ｌ４を介して、アキュムレータ５２２へ供給される。アキュムレータ５２２へ作動油が供給されることによって、油圧検出器５２３が検出する圧力が規定値に到達したときに、給油動作を停止する。これにより、急閉動作を実行可能な状態に戻すことができる。

上記のように、給油動作を停止した後には、図１で示したように、第１の遮断用電磁弁Ｖ５３ａおよび第２の遮断用電磁弁Ｖ５３ｂを無励磁状態から励磁状態に変える。これにより、通常の開閉動作を実行可能な状態に戻すことができる。

なお、上記の給油動作では、蒸気弁部１０を閉じる方向へ双方向ポンプ５１を駆動させたが、これに限らない。給油動作においても急閉動作の解除の場合と同様に、蒸気弁部１０を開ける方向へ双方向ポンプ５１を駆動してもよい。図示を省略しているが、この場合には、油路Ｌ９において作動油が第１チェック弁Ｖ５４ａを介して分岐部Ｊ８へ流れた後に、油路Ｌ４を介してアキュムレータ５２２へ供給される。このように、本実施形態では、双方向ポンプ５１について蒸気弁部１０を閉じる方向および開ける方向に動作させた場合であっても、給油動作を実行することができる。

＜第２実施形態＞
本実施形態に係る蒸気タービン発電設備に関して、図５を用いて説明する。図５では、蒸気弁部１０および油圧駆動部３０が設けられた部分に関して、鉛直方向ｚに沿った鉛直面（ｘｚ面）の断面を図示している。図５においては、図１と重複する部分については、適宜、図示を省略している。

図５に示すように、本実施形態の油圧駆動部３０は、閉鎖用バネ８２が設けられている。閉鎖用バネ８２は、たとえば、金属線が螺旋状に巻かれたコイルスプリングであって、鉛直方向ｚにおいて弁箱部１１とシリンダ３２との間に設置されたバネ箱部８１の内部に収容されている。閉鎖用バネ８２は、鉛直方向ｚにおいて操作ロッド３１の内部を貫通するように設置されている。閉鎖用バネ８２は、ピストン３５により操作される操作ロッド３１によって伸縮するように構成されている。

ここでは、操作ロッド３１には、バネ受け３１Ｒが固定されている。そして、バネ受け３１Ｒよりも上方には、固定プレート８３がバネ箱部８１の内周面に固定されている。閉鎖用バネ８２は、バネ受け３１Ｒと固定プレート８３との間に介在しており、操作ロッド３１の移動に伴ってバネ受け３１Ｒの位置が変わることによって、操作ロッド３１の軸に沿った鉛直方向ｚにおいて変形する。閉鎖用バネ８２は、バネ受け３１Ｒを下方へ押し付けることによって、蒸気弁部１０を閉める方向に付勢している。

本実施形態では、閉鎖用バネ８２は、急閉動作を実行するために必要な大きなバネ力を有していない。閉鎖用バネ８２は、弁棒１４とブッシュ１４Ｂとの間の摩擦力、および、操作ロッド３１に設けられたピストン３５とシリンダ３２との間の摩擦力に打ち勝つ程度の小さなバネ力を有している。つまり、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２において作動油がピストン３５に作動油が作用せずにピストン３５が作動油によって摺動しない状態であるときに、閉鎖用バネ８２のバネ力によって、ピストン３５が弁体１５を弁座１３に移動させて、蒸気弁部１０が全て閉じた状態になるように、油圧駆動部３０が構成されていればよい。

このため、本実施形態において、蒸気タービンの停止時にサーボモータ５１２が回転数制御から切り離されることでシリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５に作動油が作用しない状態になった場合に、閉鎖用バネ８２のバネ力によって蒸気弁部１０を全て閉じた状態にすることができる。その後、蒸気タービンの起動を行う際に、ボイラから蒸気タービンへ蒸気を作動媒体として供給することが許可される状態になるまでの間においては、蒸気弁部１０について全閉状態を保持することができる。

したがって、本実施形態では、蒸気タービンの起動を行う際に、別途、蒸気弁部１０を全閉状態にするプロセスを実行する必要がないので、蒸気タービンの起動をスムーズに実行することできる。

＜第３実施形態＞
本実施形態に係る蒸気タービン発電設備に関して、図６を用いて説明する。図６では、油圧回路部５０のうち、双方向ポンプ５１、サーボモータ５１２、レゾルバ５１３、および、サーボドライバ５１４が設けられた部分に関して図示している。図６において図１と重複する部分については、適宜、図示を省略している。

図６に示すように、本実施形態では、ダイナミックブレーキ装置５１５およびスイッチ５１６が更に設けられている。

ダイナミックブレーキ装置５１５は、サーボモータ５１２において巻線を短絡させることによって、制動力を発生させるように構成されている。

スイッチ５１６は、サーボモータ５１２がサーボドライバ５１４とダイナミックブレーキ装置５１５とのいずれか一方に電気的に接続するように、切り替えを行う。

具体的には、サーボドライバ５１４に異常が生じてサーボモータ５１２の回転数を制御不能な状態になったときに、サーボドライバ５１４が出力する信号（サーボＯＦＦ信号）に応じて、サーボモータ５１２とダイナミックブレーキ装置５１５とが電気的に接続するように、スイッチ５１６が切り替えられる。これにより、サーボモータ５１２において制動が生じる。

サーボモータ５１２の回転数制御がサーボドライバ５１４から切り離された状態になったときには、シリンダ３２およびアキュムレータ５２２から双方向ポンプ５１に作動油が流入する場合がある（図１参照）。このため、双方向ポンプ５１の回転数およびサーボモータ５１２の回転数が、許容可能な回転数を超える可能性がある。

しかしながら、本実施形態では、サーボモータ５１２の回転数制御がサーボドライバ５１４から切り離された状態になったときには、ダイナミックブレーキ装置５１５による制動力によって、サーボモータ５１２で制動が起こる。

したがって、本実施形態では、双方向ポンプ５１の回転数およびサーボモータ５１２の回転数が、許容可能な回転数を超えることを防止することができる。

＜第４実施形態＞
本実施形態に係る蒸気タービン発電設備に関して、図７を用いて説明する。図７では、蒸気弁部１０と油圧駆動部３０とが設けられた部分、および、油圧回路部５０のうち急閉機構５２，５２＿２が設けられた部分に関して図示している。図７において図１と重複する部分については、適宜、図示を省略している。

図７に示すように、２つの急閉機構５２，５２＿２が設けられている。油圧回路部５０において、２つの急閉機構５２，５２＿２は、互いに並列に設置されている。

具体的には、一方の急閉機構５２は、第１ダンプ弁Ｖ５２ａ、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂ、および、急閉用電磁弁Ｖ５２４で構成されている。これに対して、他方の急閉機構５２＿２は、第１ダンプ弁Ｖ５２ａ＿２、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂ＿２、および、急閉用電磁弁Ｖ５２４＿２で構成されている。一方の急閉機構５２と他方の急閉機構５２＿２との両者は、互いに同様に構成されている。

本実施形態において、急閉動作を実行するときには、一方の急閉機構５２では、急閉用電磁弁Ｖ５２４が無励磁状態になる。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａのパイロットポートから作動油が油路Ｌ５と油路Ｌ７とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８を介してリザーバ５６０へ流出する。同様に、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのパイロットポートから作動油が油路Ｌ６と油路Ｌ７とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８を介してリザーバ５６０へ流出する。その結果、第１ダンプ弁Ｖ５２ａおよび第２ダンプ弁Ｖ５２ｂのそれぞれは、開いた状態になる。

これと共に、他方の急閉機構５２＿２においても、急閉用電磁弁Ｖ５２４＿２が無励磁状態になる。これにより、第１ダンプ弁Ｖ５２ａ＿２のパイロットポートから作動油が油路Ｌ５＿２と油路Ｌ７＿２とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８＿２を介してリザーバ５６０へ流出する。同様に、第２ダンプ弁Ｖ５２ｂ＿２のパイロットポートから作動油が油路Ｌ６＿２と油路Ｌ７＿２とを順次流れた後に、急閉用電磁弁Ｖ５２４のＴポートから油路Ｌ８＿２を介してリザーバ５６０へ流出する。その結果、第１ダンプ弁Ｖ５２ａ＿２および第２ダンプ弁Ｖ５２ｂ＿２のそれぞれは、開いた状態になる。

これに伴って、アキュムレータ５２２の内部に非常油として蓄えられた作動油は、油路Ｌ４，Ｌ４＿２の第２ダンプ弁Ｖ５２ｂ，Ｖ５２ｂ＿２を介して、第２油圧室Ｃ３２ｂの第４作動油ポートＰ３２ｄへ流入する。そして、第１油圧室Ｃ３２ａの第３作動油ポートＰ３２ｃから作動油が油路Ｌ３，Ｌ３＿２の第１ダンプ弁Ｖ５２ａ，Ｖ５２ａ＿２を介してリザーバ５６０へ流出する。これにより、シリンダ３２の内部空間Ｃ３２においてピストン３５が鉛直方向ｚの下方に急速に移動する。その結果、蒸気弁部１０が急速に全て閉じられる。

以上のように、本実施形態においては、２つの急閉機構５２，５２＿２が設けられている。このため、２つの急閉機構５２，５２＿２のうち、一方において動作不良が生じた場合であっても、他方を用いて急閉動作を実行することができる。したがって、本実施形態では、急閉動作をより確実に実行可能であるので、信頼性を向上することができる。

＜第５実施形態＞
本実施形態に係る蒸気タービン発電設備に関して、図８を用いて説明する。図８では、蒸気弁部１０と油圧駆動部３０とが設けられた部分、および、油圧回路部５０のうち急閉機構５２が設けられた部分に関して図示している。図８において図１と重複する部分については、適宜、図示を省略している。

図８に示すように、本実施形態においては、アキュムレータ油路ＬＡから２つのアキュムレータ分岐油路ＬＡａ，ＬＡｂが分岐している。

一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａは、一端（上端）がアキュムレータ５２２ａに接続されており、他端（下端）がアキュムレータ油路ＬＡに接続されている。一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａは、分岐部ＪＡが設けられており、一端と分岐部ＪＡとの間において油圧検出器５２３ａが一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａの油圧を検出するように設置されている。これと共に、一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａは、他端と分岐部ＪＡとの間に、作動油遮断弁Ｖ９１ａが設けられている。そして、一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａの分岐部ＪＡと油路Ｌ３に設けられた分岐部ＪＣとの間に介在するように、ドレン油路ＬＢａが設けられている。ドレン油路ＬＢａには、ドレン弁Ｖ９２ａが設けられている。

図８では、一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａの油圧が規定値以上である場合について示している。この場合には、図８に示すように、作動油遮断弁Ｖ９１ａおよびドレン弁Ｖ９２ａを閉じた状態にする。

他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂは、上記した一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａと同様に構成されている。つまり、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂは、一端がアキュムレータ５２２ｂに接続されており、他端がアキュムレータ油路ＬＡに接続されている。他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂは、分岐部ＪＢが設けられており、一端と分岐部ＪＢとの間において油圧検出器５２３ｂが油圧を検出するように設置されている。これと共に、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂは、他端と分岐部ＪＢとの間に、作動油遮断弁Ｖ９１ｂが設けられている。そして、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂの分岐部ＪＢと油路Ｌ３に設けられた分岐部ＪＣとの間に介在するように、ドレン油路ＬＢｂが設けられている。ドレン油路ＬＢｂには、ドレン弁Ｖ９２ｂが設けられている。上記した２台のアキュムレータ５２２ａ，５２２ｂは、オンライン用とスタンバイ用とに役割が分担される。スタンバイ用のアキュムレータについては、ガス圧が監視され、必要に応じてガスが充填される。

図８では、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂの油圧が規定値未満である場合について示している。この場合には、ドレン弁Ｖ９２ａを閉じた状態で、作動油遮断弁Ｖ９１ａを開ける。そして、上記した給油動作を実行することによって、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂに接続されたアキュムレータ５２２ｂに作動油を供給する。そして、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂの油圧が規定値に達したときに、給油動作を停止する。

一方のアキュムレータ分岐油路ＬＡａに設置されたアキュムレータ５２２ａは、ガス流路ＬＧａが連結されている。ガス流路ＬＧａは、ガスチャージラインであって、一端がガス供給源（図示省略）に接続されており、他端がアキュムレータ５２２ａのガス供給口に接続されている。ガス流路ＬＧａは、ガス遮断弁Ｖ９５ａが設置されており、他端とガス遮断弁Ｖ９５ａとの間においてガス圧検出器９３ａがガス流路ＬＧａのガス圧を検出するように設置されている。

同様に、他方のアキュムレータ分岐油路ＬＡｂにおいては、アキュムレータ５２２ｂがガス流路ＬＧｂに連結されている。ガス流路ＬＧｂは、ガスチャージラインであって、一端がガス供給源に接続されており、他端がアキュムレータ５２２ｂのガス供給口に接続されている。ガス流路ＬＧｂは、ガス遮断弁Ｖ９５ｂが設置されており、他端とガス遮断弁Ｖ９５ｂとの間においてガス圧検出器９３ｂがガス流路ＬＧｂのガス圧を検出するように設置されている。

図８では、一方のガス流路ＬＧａのガス圧および他方のガス流路ＬＧｂのガス圧が規定値以上である場合について示している。この場合には、一方のガス遮断弁Ｖ９５ａおよび他方のガス遮断弁Ｖ９５ｂを閉じた状態にする。

図示を省略しているが、一方のガス流路ＬＧａのガス圧が規定値未満である場合には、一方のガス遮断弁Ｖ９５ａを開けることによって、一方のアキュムレータ５２２ａに、窒素ガスなどのガスを充填する。一方のアキュムレータ５２２ａにガスを充填する動作は、作動油遮断弁Ｖ９１ａを閉じた状態で実行する。ドレン弁Ｖ９２ａについては、ガスの充填中は開けられ、ガスの充填が完了した後に閉じられる。同様に、他方のガス流路ＬＧｂのガス圧が規定値未満である場合には、他方のガス遮断弁Ｖ９５ｂを開けることによって、他方のアキュムレータ５２２ｂに、窒素ガスなどのガスを充填する。他方のアキュムレータ５２２ｂにガスを充填する動作は、作動油遮断弁Ｖ９１ｂを閉じた状態で実行する。ドレン弁Ｖ９２ｂについては、ガスの充填中は開けられ、ガスの充填が完了した後に閉じられる。

以上のように、本実施形態では、アキュムレータ５２２ａ，５２２ｂに窒素ガスなどのガスを充填可能であるので、アキュムレータ５２２ａ，５２２ｂに充填されるガスの圧力について規定値を保持することができる。したがって、本実施形態では、急閉動作をより確実に実行可能であるので、信頼性を向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…蒸気弁部、１１…弁箱部、１１Ａ…蒸気入口、１１Ｂ…蒸気出口、１３…弁座、１４…弁棒、１４Ｂ…ブッシュ、１５…弁体、２０…蒸気タービン弁駆動装置、３０…油圧駆動部、３１…操作ロッド、３２…シリンダ、３５…ピストン、３８…開度検出器、５０…油圧回路部、５１…双方向ポンプ、５２…急閉機構、５２＿２…急閉機構、７０…制御装置、８１…バネ箱部、８２…閉鎖用バネ、８３…固定プレート、９３ａ…ガス圧検出器、９３ｂ…ガス圧検出器、５１２…サーボモータ、５１３…レゾルバ、５１４…サーボドライバ、５１５…ダイナミックブレーキ装置、５１６…スイッチ、５２２…アキュムレータ、５２２ａ…アキュムレータ、５２２ｂ…アキュムレータ、５２３…油圧検出器、５２３ａ…油圧検出器、５２３ｂ…油圧検出器、５６０…リザーバ、Ｃ３２…内部空間、Ｃ３２ａ…第１油圧室、Ｃ３２ｂ…第２油圧室、Ｆ１１…蒸気、Ｆ１２…蒸気、Ｊ１〜Ｊ１０…分岐部、ＪＡ〜ＪＣ…分岐部、Ｌ１…油路（第１の開度制御用油路）、Ｌ２…油路（第２の開度制御用油路）、Ｌ３…油路（第１の急閉用油路）、Ｌ３＿２…油路（第１の急閉用油路）、Ｌ４…油路（第２の急閉用油路）、Ｌ４＿２…油路（第２の急閉用油路）、Ｌ５…油路（第１ダンプ弁パイロット油路）、Ｌ５＿２…油路（第１ダンプ弁パイロット油路）、Ｌ６…油路（第２ダンプ弁パイロット油路）、Ｌ６＿２…油路（第２ダンプ弁パイロット油路）、Ｌ７…油路（第１の急閉用電磁弁設置油路）、Ｌ７＿２…油路（第１の急閉用電磁弁設置油路）、Ｌ８油路（第２の急閉用電磁弁設置油路）、Ｌ８＿２…油路（第２の急閉用電磁弁設置油路）、Ｌ９…油路（第１のチェック弁設置油路）、Ｌ１０…油路（第２のチェック弁設置油路）、Ｌ１１…油路（パイロットチェック弁設置油路）、Ｌ１２…油路（給油用油路）、ＬＡ…アキュムレータ油路、ＬＡａ…アキュムレータ分岐油路、ＬＡｂ…アキュムレータ分岐油路、ＬＢａ…ドレン油路、ＬＢｂ…ドレン油路、ＬＧａ…ガス流路、ＬＧｂ…ガス流路、ＬＬ…リークライン、Ｐ３２ａ…第１作動油ポート、Ｐ３２ｂ…第２作動油ポート、Ｐ３２ｃ…第３作動油ポート、Ｐ３２ｄ…第４作動油ポート、Ｐ５１ａ…第１ポンプポート、Ｐ５１ｂ…第２ポンプポート、Ｖ５２４…急閉用電磁弁、Ｖ５２４＿２…急閉用電磁弁、Ｖ５２ａ…第１ダンプ弁、Ｖ５２ａ＿２…第１ダンプ弁、Ｖ５２ｂ…第２ダンプ弁、Ｖ５２ｂ＿２…第２ダンプ弁、Ｖ５３ａ…第１遮断用電磁弁、Ｖ５３ｂ…第２遮断用電磁弁、Ｖ５４ａ…第１チェック弁、Ｖ５４ｂ…第２チェック弁、Ｖ５５ａ…第３チェック弁、Ｖ５５ｂ…第４チェック弁、Ｖ５６ａ…第１パイロットチェック弁、Ｖ５６ｂ…第２パイロットチェック弁、Ｖ９１ａ…作動油遮断弁、Ｖ９１ｂ…作動油遮断弁、Ｖ９２ａ…ドレン弁、Ｖ９２ｂ…ドレン弁、Ｖ９５ａ…ガス遮断弁、Ｖ９５ｂ…ガス遮断弁

Claims (12)

1. 蒸気タービンへ流れる蒸気の流路に設置された蒸気弁部を操作する操作ロッドに設けられたピストンと、
   前記ピストンを内部空間に収容しており、前記内部空間が前記ピストンによって第１油圧室と第２油圧室とに区画されるシリンダと、
   前記第１油圧室に作動油を供給することで前記蒸気弁部の開動作を実行すると共に、前記第２油圧室に作動油を供給することで前記蒸気弁部の閉動作を実行する双方向ポンプと、
   前記双方向ポンプを駆動するサーボモータと、
   を備える蒸気タービン弁駆動装置であって、
   前記閉動作よりも急速に前記蒸気弁部を閉じる急閉動作を実行する急閉機構
   を有し、
   前記急閉機構は、
   前記第１油圧室に接続された第１の急閉用油路に設置された第１ダンプ弁と、
   前記第２油圧室に接続された第２の急閉用油路に設置された第２ダンプ弁と、
   励磁状態から無励磁状態に変わることによって、前記第１ダンプ弁および前記第２ダンプ弁を閉めた状態から開けた状態に変えるように構成されている急閉用電磁弁と
   を含み、
   前記急閉機構が前記急閉動作を実行する際には、前記急閉用電磁弁が無励磁状態に変わって、前記第１ダンプ弁および前記第２ダンプ弁が開くことによって、アキュムレータが蓄える作動油が前記第２ダンプ弁を介して前記第２油圧室に流入すると共に、前記第１油圧室から作動油が前記第１ダンプ弁を介してリザーバへ流出することを特徴とする、
   蒸気タービン弁駆動装置。
2. 前記双方向ポンプと前記第１油圧室との間に設けられた第１の開度制御用油路に設置された第１の遮断用電磁弁と、
   前記双方向ポンプと前記第２油圧室との間に設けられた第２の開度制御用油路に設置された第２の遮断用電磁弁と
   を有し、
   前記急閉動作を実行する際には、前記第１の遮断用電磁弁を励磁状態から無励磁状態にすることによって前記第１の開度制御用油路を遮断すると共に、前記第２の遮断用電磁弁を励磁状態から無励磁状態にすることによって前記第２の開度制御用油路を遮断する、
   請求項１に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
3. 前記急閉動作の解除動作を実行する際には、前記急閉用電磁弁を無励磁状態から励磁状態に変えることによって、前記双方向ポンプが前記急閉用電磁弁を介して前記リザーバから作動油を前記第１ダンプ弁のパイロットポートおよび前記第２ダンプ弁のパイロットポートに供給し、前記第１ダンプ弁および前記第２ダンプ弁を閉める、
   請求項１または２に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
4. 前記双方向ポンプが吐出した作動油がチェック弁を経由して前記急閉用電磁弁に流入するように構成されている、
   請求項３に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
5. 給油動作を実行する際には、前記急閉用電磁弁が励磁状態であって前記第１ダンプ弁および前記第２ダンプ弁を閉められた状態で、前記双方向ポンプが前記リザーバから作動油を前記アキュムレータに給油する、
   請求項１から３のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
6. 前記アキュムレータが蓄える作動油の油圧を検出する油圧検出器
   を有し、
   前記油圧検出器が検出した油圧が規定値よりも小さいときに、前記給油動作を実行する、
   請求項５に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
7. 前記双方向ポンプが吐出した作動油がチェック弁を経由して前記アキュムレータに流入するように構成されている、
   請求項５または６に記載の蒸気タービン弁駆動装置。
8. 前記リザーバに蓄えられた作動油がパイロットチェック弁を介して前記双方向ポンプに流入するように構成されている、
   請求項３から７のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
9. 前記蒸気弁部を閉める方向に付勢する閉鎖用バネ
   を備える
   請求項１から８のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
10. ダイナミックブレーキ装置と、
    前記サーボモータがサーボドライバとダイナミックブレーキ装置とのいずれか一方に電気的に接続するように切り替えを行うスイッチと
    を備え、
    前記サーボドライバに異常が生じたときには、前記サーボモータと前記ダイナミックブレーキ装置とが電気的に接続するように、前記スイッチが切り替えを行うことによって、前記ダイナミックブレーキ装置が前記サーボモータの動作を止める、
    請求項１から９のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
11. 前記急閉機構を複数有する
    請求項１から１０のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。
12. 前記アキュムレータは、ガスが内部に充填されており、前記ガスの膨張によって作動油を外部へ放出するように構成されており、
    前記アキュムレータに充填されたガスの圧力を検出するガス圧検出器が設置されていると共に、
    前記ガス圧検出器が検出した圧力が規定値よりも小さいときに、前記アキュムレータにガスを充填する、
    請求項１から１１のいずれかに記載の蒸気タービン弁駆動装置。

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