JPH0415363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 本発明は、代表的には蒸気タービンの蒸気系の
抽気配管において用いられるような種類の逆止弁
に関し、特に、逆止弁のクラツパーもしくは弁体
の存在及び／又は位置を指示する監視装置に関す
るものである。

関連技術の説明 本発明は、蒸気タービンに結合された蒸気配管
に関連して特に使用されるものである。この種の
タービンは、電力を発生させるための大型発電機
を回転させる目的で一般に慣用されている。この
ようタービン発電機ユニツトにおいて蒸気タービ
ンに水もしくは冷たい蒸気が流入することによる
問題は、該ユニツトが古くなると、また、特にそ
れ等の使用が繰り返し運転及び／又は交替運転の
ため増すと、ますます危険になつてくる。熱サイ
クルにおける設備の誤動作によつて、上述したよ
うな流入が主蒸気入口配管、高温再熱蒸気配管、
低温再熱蒸気配管、抽気結合部、グランド蒸気シ
ール系及びタービンドレン管のような種々の場所
で生じうる。発電機内への水もしくは冷たい蒸気
の流入によつて生じる機械的誤動作及び構造上の
損傷以上に、その結果生じる設備の予定外の停止
時間が深刻な問題になつている。

水の流入事故がこのように問題になつているの
で、ASME（アメリカ機械技術者学会）は、水に
よるタービンの損傷に関する委員会を発足させ、
そして水による損傷を防止するためのプラント設
計の勧告がANSI／ASME標準第TDP−１−
1985号に出ている。最近、EPRI（アメリカ電力研
究所）によつて実際に作動している発電設備に関
してなされた研究が、EPRIにより報告書CS−
4285として作成発行された最終報告に「蒸気ター
ビンにおける水の流入の検出：段階２；現場実証
（Field Demonstration）」という題名で記載され
ている。これ等の研究は、水の流入という苛酷な
問題を防止しやすくするため、蒸気タービンの環
境において使用される諸系統の継続的な監視が特
に必要であることを強調している。

特に、抽気配管、加熱器及び低温−再熱配管は
水流入事故の殆ど大部分に拘わつている。水の流
入を防止するか或は少なくともその影響を減じる
べく提案されてきた手段は、蒸気タービンの抽気
配管内に逆止弁を設置するものであつた。かかる
逆止弁は一方の方向への流れを許容し、他方の反
対方向への流れを防止もしくは少なくとも抑止す
る。このような逆止弁の使用は周知であり、本発
明の一部を構成するものではない。

逆止弁の使用に関連した重大な問題は、同逆止
弁が蒸気タービンに関連した蒸気系の厳しい環境
において損傷する可能性があることである。これ
等の逆止弁や、蒸気配管及び容器内のその他の不
動の構成要素や、可能の構成要素は外部に損傷の
証拠を表すことなく破損しうる。逆止弁について
は、破損モードとしては、弁体のかじりが生じて
同弁体の閉止を妨げたり、弁体に振動が生じて同
弁体が緩んで外れ、加熱器に向かつて下流側に運
ばれるということがある。これは、逆止弁自体に
損傷をもたらすだけでななく、上述のような破損
が長期間検知されないでいると、最終的には、水
流入事故によるタービンの大規模な破損という結
果になろう。

発明が解決しようとする課題 従つて、本発明の目的は、逆止弁もしくはその
他の装置が適正に作動しているか否かを信頼性の
ある仕方で検出する装置を提供することである。

課題を解決するための手段 この目的を達成するため、本発明による蒸気タ
ービン抽気配管の逆止弁は、弁箱と、開位置及び
閉位置の間を角度を変えて移動するように前記弁
箱内に揺動可能に装着された弁体と、該弁体がそ
の前記開位置にない時にはいつでも電気信号に変
化を生じさせるため該弁体の前記開位置近くで前
記弁箱内に装着された電気的応答装置を含む金属
接近検出器とを備えている。また、本発明による
と、前記電気的応答装置は、前記弁箱の内面に対
して〓間無しに即ち面一に装着されたセラミツク
製ハウジング内に収容されて前記開位置近くに配
置された少なくとも１つのコイルからなる。

好適な実施例においては、逆止弁はアクセス用
開口と、該開口のカバーとを含んでいる。電気的
応答装置は、このアクセス用開口のカバーの内側
表面上に装着されている。電気的応答装置のコイ
ルは、ほぼ円形の形状であることが好ましく、且
つ、カバーの内側表面に沿つて延在するように配
設されて、アクセス用開口のカバーの内側表面に
対して〓間無しに装着されたセラミツク製ハウジ
ング内に収容されていることが好ましい。

第１図に、蒸気タービン（図示せず）に関連し
た蒸気配管１２について使用するのに適する逆止
弁１０が図示されている。蒸気配管１２における
通常の蒸気流の方向は矢印１４で示されている。
機械的特性に関する限りは通常のものであるこの
逆止弁１０は、弁ハウジングもしくは箱１５と、
クラツパーもしくは弁体１６とを含んでいる。弁
体１６は、装着ピン１８の軸線を中心として、第
１図に実線で示された開位置と第１図に破線で示
された閉位置との間を角度を変えて移動するよう
に弁箱１５内に揺動可能に装着されている。弁体
１６が閉位置にある時、同弁体１６は逆止弁１０
のポート２０を閉じて、蒸気が矢印１４の方向と
は反対の方向に流れることを防止する。

本発明が関連する技術分野の当業者にとつて既
知であるように、逆止弁１０の弁体１６は、流
れ、重力及び／又は外部の閉止作用に応答しう
る。矢印１４の方向への蒸気の流れは弁体１６を
その開位置に保持させるが、反対方向への流れ
は、重力及び／又は外部からの閉止作用と協働し
て、弁体１６をピン１８を中心として回転させ、
第１図に破線で示した閉位置に着座させる。ま
た、逆止弁１０のような弁は、系統内の諸条件に
応答して作動する既知の作動装置を備えることが
でき、該作動装置は、弁体１６に結合されて、同
弁体１６をピン１８を中心として開位置と閉位置
との間に回転させる。かかる作動装置は、例え
ば、配管１２における流れが水の流入事故によつ
て実際に逆になる前に逆止弁１０を閉弁するよう
に、有害な水の流入現象の発生を示す諸状態に応
答しうる。

弁箱１５は、第１図に示すようにカバー２４に
よつて閉じられているアクセス用開口２２を有す
る。第１図に示すように、カバー２４は慣用の方
法によりねじ２６等により弁箱１５に通常固定さ
れている。

金属接近検出器２７は、弁体１６の開位置に隣
接して弁箱１５内に設四けれた電気的応答装置２
８を含んでいる。この電気的応答装置２８は、後
から説明するように、弁体１６がその開位置にな
い時にはいつでも電気信号に変化を与えるように
動作可能である。

電気的応答装置２８は、その好適な形態におい
ては、第２図に示すように、環状のセラミツク製
ハウジング３４内に収容された環状の検知コイル
３２からつている。この点に関し、第２図は電気
的応答装置２８を部分的に示すものであり、同電
気的応答装置２８の実際の形態は円形であつて、
第２図に示したばね３６のような手段によりカバ
ー２４の内面３０に当接して面一に装着されてい
る。従つて、ハウジング３４はコイル３２を逆止
弁１０から絶縁する隔離手段となつている。

また、金属接近検出器２７は、電気的接続体３
８と、弁箱１５内の状態に応答する電気回路装置
４０と、同回路装置４０からの電気信号に相互的
に関連して目視表示もしくは電気信号を発生する
装置４１とを含んでいる。

本発明と関連して使用しうる好適な電気回路装
置は第４図に示されている。第４図において、コ
イル３２は図の左側隅部において図示の位置に配
線されている。第４図の電気回路は周知の誘導ホ
イツトストーン・ブリツジ回路であつて、コイル
４４とAC信号源４６とを有する。この電気回路
において、可動鉄心４８は、ブリツジ５０間の電
圧V₀がゼロに等しいかほぼゼロになるまで、調
節しうる。コイル３２のインダクタンスは弁体１
６の位置に応じて変化し、ブリツジ５０間の電圧
に対応する変化を生じさせるので、この電圧を測
定して弁体１６の運動を指示することができる。

第５図は、本発明に関連して使用し得る別の電
気回路を示している。第５図において符号４０′
で示された電気回路は米国特許第3017621号明細
書に開示されたものに類似している。この電気回
路４０′は、線形可変差動変換器式の回路であつ
て、一次コイル３２′と二次コイル３２″とを有
し、両方共弁箱の内側に配設しなければならな
い。同電気回路４０′は交流電源４６′と、基準巻
線４４′、４４″と、回路部分５０′において初期
基準電圧V₀を発生するような最初に回路を調節
するための調節可能な鉄心４８′とを含んでいる。
回路部分５０′の電圧V₀は、金属製弁体１６の接
近によりコイル３２′，３２″間の誘導結合に変化
が生じた時に、変化する。

第５図の回路は第３図に示すように装着され
る。

同図において、コイルは互いに離れて保持され
ると共に、セラミツク製ハウジング３４′によつ
てカバー２４から絶縁されている。ハウジング３
４′は第３図に示したようなねじ３６′を含む手段
によりカバー２４に取着されている。また、ハウ
ジング３４′はコイル３２′を離間関係で支持する
ように設計されているが、この他の点については
第２図のハウジング３４と同様である。

開位置から離れる方向への弁体１６の運動によ
つて、第４図の回路のコイル３２もしくは第５図
の回路のコイル３２′，３２″のインダクタンスに
変化が生じる。いずれにしても、電圧V₀に対応
した変化が生じ、弁体１６がその開位置から実際
に離れたことを指示する。従つて、本発明の装置
は、作動すると弁体をその開位置から移動させる
弁閉止機構に伝達された閉弁信号の存在を監視す
るのに使用し得る。また、弁体の損傷は、弁体が
その開位置にないこと及び弁が運動したときには
電気信号に変化が現れないことを絶えず監視する
ことにより、容易に検出しうる。

本発明の好適な形態においては、第２図及び第
３図の双方を参照すると分かるように、電気素子
であるコイル３２又は３２′は、また、場合によ
つてはコイル３２″は、ほぼ円形であつて、カバ
ー２４の内面に沿つて延るように配設されてい
る。更に、いずれの場合も、コイルは内面３０に
当接して面一に装着されたセラミツク製ハウジン
グ３４又は３４′内に装着されている。このよう
に装着することによつて、電気回路に対して確実
な基準点を与えることができる。コイル３２又は
３２′、３２″は、高温セラミツク被覆層で絶縁さ
れた銅線から形成するのが好ましく、また、第２
図の構造では溝５２内に、第３図の構造の場合に
は溝５２′及び５２″内に接合される。溝５２及び
５２′、５２″は、第２図の場合には対峙したセラ
ミツク製リング３４ａ，３４ｂ間に形成され、第
３図の場合にはセラミツク製リング３４a′，３４
b″間に形成されている。リング３４ａ，３４ｂ
も、リング３４a′，３４b″ぱも高温のサウライズ
ン（Saureisen）・セメントを使用して一緒に固め
ることができる。絶縁材料はその耐久性と加工性
とによつて選ぶのが好ましく、そのような絶縁材
料は当該技術において周知である。逆止弁の内部
から外部へ延びるワイヤの導管は小径のチユーブ
でよく、かかるチユーブも周知であつて、本発明
の一部を形成するものではない。

使用に際しては、弁体１６が第１図に実線で示
したような全開位置にある時に殆んどゼロか全く
ゼロの信号状態が発生するように、第４図又は第
５図の回路を場合に応じて鉄心４８又は４８′に
より調整する。逆止弁が作業者により外部から操
作される時に、弁体は、その開位置から回動し
て、カバー２４から相対的に離れる。その結果生
じる回路の不平衡状態は上述の回路によつて容易
に検出される。この検出は、試験手順として定期
的に行うことができ、その結果から、作業者が適
切に操作しているかどうか、また弁体が実際に応
答するかどうかを決定する。破損検出器として、
本発明の装置は、逆止弁の早期の破損につながる
可能性のある弁体の振動及び衝撃動作を検出する
ことができる。また、不具合のある弁体は常に回
路の不平衡状態を生じさせるので、これを迅速に
検出すれば、タービンの損傷を防止しうる。

本発明の逆止弁は、(1)弁閉信号に対する作動装
置の応答と、(2)外部の作業者及び装着ピンの間に
ある機械的リンク機構の正しい機能と、(3)装着ピ
ンの自由な回転と、(4)弁体が装着ピンの回転に応
答して装着ピン上で緩んでいないことと、(5)弁体
が実際にアームに取り付けられていることとを確
証するのに利用しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による接近検出器もしくは監
視装置を備えて配管に装着された逆止弁の断面
図、第２図は、本発明の検出器の部分的な斜視
図、第３図は、本発明に関連して使用するのに適
する別の形態の検出器の一部を示す。第２図に類
似する斜視視図、第４図は、本発明明に関連して
使用しうる電気回路の一形態を示す概要図、第５
図は、本発明に関連して使用しうる電気回路の別
の形態を示す概要図である。 ０……逆止弁、１５……弁箱、１６……弁体、
２４……カバー、２７……金属接近検出器、２８
……電気的応答装置、３０……内面（弁箱の内
面）、３２，３２′，３２″……コイル、３４，３
４′……セラミツク製ハウジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁箱と、開位置及び閉位置の間を角度を変え
   て移動するように前記弁箱内に揺動可能に装着さ
   れた弁体と、該弁体がその前記開位置にない時に
   はいつでも電気信号に変化を生じさせるため該弁
   体の前記開位置近くで前記弁箱内に装着された電
   気的応答装置を含む金属接近検出器とを備え、前
   記電気的応答装置は、前記弁箱の内面に対して〓
   間無しに装着されたセラミツク製ハウジング内に
   収容されて前記開位置近くに配置された少なくと
   も１つのコイルからなる、蒸気タービン抽気配管
   の逆止弁。