JP2016098845A - Bearing oil supply apparatus and bearing oil supply method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、軸受給油装置および軸受給油方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a bearing oil supply apparatus and a bearing oil supply method.
蒸気タービン等の回転体において、タービンロータの通常運転中は潤滑油をタービンロータの軸受に給油することにより、円滑な回転を保持している。しかし、油ポンプの故障や停電により給油源が失われると、軸受への必要給油量が確保できなくなる。すると、メタルタッチによる軸受ホワイトメタルの溶融やジャーナル焼入による硬化が発生する可能性がある。これらを防止するため、給油圧力が所定の基準以下となると、回転体が蒸気等の駆動源を直ちに遮断し、回転体をトリップさせることが考えられる。 In a rotating body such as a steam turbine, smooth rotation is maintained by supplying lubricating oil to the bearings of the turbine rotor during normal operation of the turbine rotor. However, if the oil supply source is lost due to a failure of the oil pump or a power failure, the required amount of oil supplied to the bearing cannot be secured. Then, there is a possibility that the bearing white metal is melted by metal touch or hardened by journal quenching. In order to prevent these problems, it is conceivable that when the oil supply pressure falls below a predetermined standard, the rotating body immediately shuts off the driving source such as steam and trips the rotating body.
しかし、回転体がトリップした後も、該回転体は慣性により継続して回転し、完全停止までに一般的に数十分の時間を要する。回転体が慣性により回転している間も軸受への給油を継続するために、例えば、回転機駆動源のしゃ断後の慣性による回転持続期間の初期あるいは前半の期間の給油を行いうる所要のヘッドと容量とを有する解放型の基タンクと、その残りの期間の給油を行いうる所要のヘッドと容量とを有する密閉型の補助タンクとを基タンクの底面を補助タンクの底面より高くしてこれらを底面でつなぎ、補助タンクの頂部をそれからの流出のみを許す逆止弁を以て基タンクにつないだ強制潤滑油系の油ヘッドタンクが用いられる場合がある。 However, even after the rotator trips, the rotator continues to rotate due to inertia and generally requires several tens of minutes to complete stop. In order to continue oil supply to the bearing while the rotating body rotates due to inertia, for example, a required head capable of supplying oil in the initial or first half of the rotation duration due to inertia after the rotation of the rotating machine drive source is cut off. And a closed type auxiliary tank having a required head and capacity capable of refueling for the remaining period, with the bottom of the base tank being higher than the bottom of the auxiliary tank. In some cases, an oil head tank of a forced lubricating oil system is used in which the bottom of the auxiliary tank is connected to the base tank with a check valve that allows only the outflow from the top of the auxiliary tank.
図9は、従来の油ヘッドタンク付き軸受給油システムの概念図を示す図である。
図9に示した例では、メインオイルタンク1内の潤滑油は、油ポンプ2により既定の圧力及び流量により給油ラインに流入する。この油ポンプ2は、オイルクーラー3、オイルフィルター4、及び逆止弁5を通って軸受給油管11に連結され、潤滑油をオリフィス10を介して軸受9に給油する構造となっている。オイルクーラー3は油温度を制御するために既存プラントにおいて使用され、オイルフィルター4は油内の異物を除去するために既存プラントにおいて使用される。軸受9から排出された戻り油は、軸受戻り油管12を通ってメインオイルタンク1に回収される。
FIG. 9 is a diagram showing a conceptual diagram of a conventional bearing oil supply system with an oil head tank.
In the example shown in FIG. 9, the lubricating oil in the
一方で、軸受給油管11分岐した油管が油ヘッドタンク7の底部と連結している。通常運転時は軸受給油管11から分岐した油管のオリフィス6を介して油ヘッドタンク7に給油される。
On the other hand, the oil pipe branched from the bearing
油ヘッドタンク7内の潤滑油の貯蓄量が所定の容量となると、容量を超えた分の潤滑油は、油ヘッドタンク7内に連結されたドレン管に排出される。このドレン管は、軸受戻り油管12と合流するので、ドレン管に排出された潤滑油はメインオイルタンク1に回収される。
When the stored amount of lubricating oil in the oil head tank 7 reaches a predetermined capacity, the lubricating oil in excess of the capacity is discharged to a drain pipe connected to the oil head tank 7. Since this drain pipe merges with the bearing
油ポンプ2の故障や停電等の発生により給油源が確保できないような緊急時は、油ヘッドタンク7内に貯蓄してある潤滑油が随時排出される。この排出された潤滑油は、オリフィス6を通り、軸受給油管11を経由して軸受9に必要量の潤滑油が給油される。すなわち、油ヘッドタンク7におけるヘッド差(水頭差)による位置エネルギーのみを利用して軸受9へ給油を行う。したがって、配管ロスを考慮しても十分な給油が確保されるように、最低限のヘッド差を設けることが必要である。
In an emergency where the oil supply source cannot be secured due to a failure of the
また、油ヘッドタンク7への潤滑油の給油及び油ヘッドタンク7からの潤滑油の排出を行うためには、この潤滑油を同容量の空気と置換する必要がある。そのために油ヘッドタンク7ベント管8を設け、油ヘッドタンク7に潤滑油が流入するときはベント管8より空気を排出し、潤滑油を油ヘッドタンク7から排出するときはベント管8より空気を油ヘッドタンク7内に吸入させている。
Further, in order to supply the lubricating oil to the oil head tank 7 and to discharge the lubricating oil from the oil head tank 7, it is necessary to replace the lubricating oil with air of the same capacity. For this purpose, an oil head tank 7
油ヘッドタンク7の形状や系統構成については、様々な改良がなされてきた。図10は、回転体トリップ後の時間に対する軸受9への必要給油量および回転数の特性の一例を示す図である。軸受9への必要給油量13は、メタル温度の上限値や給油圧力の下限値を元に算出され、通常は回転数14の1.5〜2乗比で低下する。
Various improvements have been made to the shape and system configuration of the oil head tank 7. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the characteristics of the required amount of oil supplied to the
図11は、従来の油ヘッドタンクの形状および流量特性、すなわち給油量の時間変化の一例を示す図である。
図11(a),(b)に示すように、円筒型油ヘッドタンク15を使用した場合の潤滑油の流量特性18は、時間と共に線形に減少する。この特性は図10に示す必要給油量曲線と類似しないため、必要給油量13に対して無駄に多くの油量が必要となる。従って油ヘッドタンクの容量が巨大化することとなり、設置場所の確保が困難である。また、本システムは軸受への給油量を確保しつつ、大容量の油ヘッドタンクへも給油するため、油ポンプ2としてより大型のものを使用する必要がある。
さらに、大容量の油ヘッドタンク内の油が全てメインオイルタンク1にフローバックされた時のメインオイルタンク1内の潤滑油のオーバーフローの危険性が高まる。このオーバーフロー防止のためにメインオイルタンク1の容量を増やすと、システムが大型化することに伴いコストも増大する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a shape and flow rate characteristic of a conventional oil head tank, that is, a change over time in the amount of oil supply.
As shown in FIGS. 11A and 11B, the flow rate characteristic 18 of the lubricating oil when the cylindrical oil head tank 15 is used decreases linearly with time. Since this characteristic is not similar to the required oil supply amount curve shown in FIG. 10, a large amount of oil is required in vain with respect to the required oil supply amount 13. Therefore, the capacity of the oil head tank becomes enormous and it is difficult to secure the installation location. Moreover, since this system supplies oil to a large-capacity oil head tank while ensuring the amount of oil supplied to the bearing, it is necessary to use a
Further, the risk of overflow of the lubricating oil in the
次に、図11(c),(d)に示すように、三角フラスコ型油ヘッドタンク16を使用した場合の油の流量特性19は、流量特性18と比較して必要給油量曲線に近い特性となるため、必要給油量13に対して無駄の少ない効率的な給油が可能となる。しかし、三角フラスコ型油ヘッドタンク16は膨大な底面積を必要とするため、円筒型油ヘッドタンク15と同様に設置場所の確保が困難である。また、三角フラスコ型油ヘッドタンク16形状が単純ではないため、製作コストを考慮しても現実的ではない。 Next, as shown in FIGS. 11 (c) and 11 (d), the oil flow characteristic 19 when the Erlenmeyer flask type oil head tank 16 is used is a characteristic closer to the required oil supply curve than the flow characteristic 18. Therefore, efficient refueling with less waste with respect to the required refueling amount 13 becomes possible. However, since the Erlenmeyer flask type oil head tank 16 requires an enormous bottom area, it is difficult to secure an installation place like the cylindrical type oil head tank 15. Further, since the shape of the Erlenmeyer flask type oil head tank 16 is not simple, it is not practical even if the manufacturing cost is taken into consideration.
そこで、図11(e)に示すように、細長い円筒型のメイン油ヘッドタンクと太くて短い円筒型のサブ油ヘッドタンクとを組み合わせた組合せ型油ヘッドタンク17も考案されている。図11(f)に示すように、この組合せ型油ヘッドタンク17の流量特性20は、メイン油ヘッドタンク内から潤滑油が完全に排出された時を給油レート切替点としている。高回転数域においては、上記のメイン油ヘッドタンクとサブ油ヘッドタンクとを併用することで、多量の給油を可能としている。一方、給油レート切替点より後の低回転数域においては、サブ油ヘッドタンクのみを用いて給油することで、少量の給油を長時間行うことを可能としている。
Therefore, as shown in FIG. 11 (e), a combined
一例として、トリップ直後は軸受9への必要給油量が140L/min、トリップ6分後は必要給油量が20L/min、さらに20分後に必要給油量が10L/minとなり、その間を線形で近似できるものとし、タービンコーストダウンの所要時間は26分とする。このとき、図11(a)に示した円筒型油ヘッドタンク15を使用した場合は、1950Lの容量を必要とする。一方、円筒組合せ型油ヘッドタンク17を使用した場合の必要容量は、メイン油ヘッドタンクの480Lとサブ油ヘッドタンクの300Lとなり、円筒型油ヘッドタンク15の40%の容量で必要給油量を確保できる。しかし、途中から大幅に変化する必要給油量レートを径の違いにより実現するためには、径が大幅に異なるヘッドタンクを組み合わせる必要がある。例えばサブ油ヘッドタンクを半径125cm、高さ100cmとすると、メイン油ヘッドタンクは半径20cm、高さ380cmという細長いヘッドタンクとなり、製作や据付、メンテナンスが容易ではないという問題がある。
As an example, the required oil supply amount to the bearing 9 immediately after the trip is 140 L / min, the required oil supply amount is 20 L / min after 6 minutes of the trip, and the required oil supply amount is 10 L / min after 20 minutes, which can be approximated linearly. The time required for turbine coast down is 26 minutes. At this time, when the cylindrical oil head tank 15 shown in FIG. 11A is used, a capacity of 1950 L is required. On the other hand, the required capacity when the cylindrical combined
前述のように、油ヘッドタンクを用いた緊急時の軸受給油システムにおいて、製作や据付が容易な形状では給油効率が悪いためタンク容量が巨大化してしまう。また、給油効率の良いタンク形状では歪な形状となり、製作や据付が容易ではない。 As described above, in an emergency bearing lubrication system using an oil head tank, the tank capacity becomes large because the lubrication efficiency is poor in a shape that is easy to manufacture and install. In addition, a tank shape with good oil supply efficiency has a distorted shape and is not easy to manufacture and install.
本発明が解決しようとする課題は、適正に製作でき、軸受への給油効率を向上させることが可能になる軸受給油装置および軸受給油方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a bearing oil supply device and a bearing oil supply method that can be properly manufactured and can improve the oil supply efficiency of the bearing.
実施形態における軸受給油装置は、タービンロータの軸受に給油する潤滑油を貯蓄するメインオイルタンクと、前記タービンロータの通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油する第1の給油手段と、前記軸受に対して高い位置に設けられ、前記通常運転時に前記メインオイルタンクからの前記潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンクと、前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する第2の給油手段とを有する。 The bearing oil supply device in the embodiment includes a main oil tank that stores lubricating oil to be supplied to a turbine rotor bearing, and a first oil oil that is supplied from the main oil tank to the bearing during normal operation of the turbine rotor. Oil supply means, an oil head tank that is provided at a high position with respect to the bearing and stores the lubricating oil from the main oil tank during the normal operation, and an oil supply amount from the main oil tank to the bearing is insufficient. In an emergency, by supplying the air from the main oil tank to the oil head tank with a negative pressure inside the main oil tank, the lubricating oil stored in the oil head tank is caused by the head difference in the oil head tank. And a second oil supply means for supplying oil to the bearing until the turbine rotor stops.
本発明によれば、適正に製作でき、軸受への給油効率を向上させることができる。 According to this invention, it can manufacture appropriately and can improve the oil supply efficiency to a bearing.
以下、油ヘッドタンクを有する軸受給油装置の実施形態について図面を用いて説明する。
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態における軸受給油装置の概要を示す図である。
図1に示すように、メインオイルタンク1内の潤滑油は、油ポンプ2よりオイルクーラー3、オイルフィルター4、及び逆止弁5を介して軸受給油管11を通り、オリフィス10を介してタービンロータの軸受9に給油されるとともに、各軸受9に対して設置された油ヘッドタンク7に給油される。
Hereinafter, an embodiment of a bearing oil supply device having an oil head tank will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described.
Drawing 1 is a figure showing the outline of the bearing oil supply device in a 1st embodiment.
As shown in FIG. 1, the lubricating oil in the
油ヘッドタンク7が満油になるまでは、軸受給油管11から油ヘッドタンク7への給油量は、軸受給油管11から分岐して油ヘッドタンク7に連結される油管(分岐給油ライン)のオリフィス6により制限される。また、油ヘッドタンク7が満油となると、油ヘッドタンク7内の潤滑油は、この油ヘッドタンク7の上部に連なる油ヘッドタンク戻り油管を介して軸受戻り油管12に排出される。この排出された潤滑油の流量は油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス21により制限される。
Until the oil head tank 7 is full, the amount of oil supplied from the bearing
油ヘッドタンク給油オリフィス6のサイズは、ヘッド圧による軸受9への必要給油量を確保可能なサイズに選定され、一般的には対応する軸受9ごとにサイズが異なる。また、油ポンプ2の容量が大型化しないように、一例としてオリフィス21のサイズは、全軸受給油量の1%程度の油が油ヘッドタンク7に給油されるサイズに選定される。
The size of the oil head
油ヘッドタンク7からの戻り油は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス21およびオイルサイト22を通って軸受戻り油管12と合流し、メインオイルタンク1で回収される。このオイルサイト22は、油ヘッドタンク7への給油が継続されている事の確認を行うために設置される。
The return oil from the oil head tank 7 merges with the bearing return
油ポンプ2の故障や停電等により給油源が確保できない緊急時は、油ヘッドタンク7のヘッド圧にて必要量の潤滑油が油ヘッドタンク7から上記の分岐給油ラインを介して各軸受9に給油される。
In an emergency in which an oil supply source cannot be secured due to a failure of the
第1の実施形態では、油ヘッドタンク7内の油と空気との置換に関しては、油ヘッドタンク7内とメインオイルタンク1との間の油ヘッドタンク戻り油管を利用する。つまり、緊急時における油ヘッドタンク7からメインオイルタンク1への潤滑油の流量は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス21で調整できる。これにより、従来システムで用いていたようなベント管を不要としている。
In the first embodiment, regarding the replacement of oil and air in the oil head tank 7, an oil head tank return oil pipe between the oil head tank 7 and the
具体的には、タービンロータの通常運転中は、メインオイルタンク1に対する上部に設置されるガス抽出機23により、メインオイルタンク1内は負圧となる。従って、油ヘッドタンク7内の上部の空気は、油ヘッドタンク戻り油管および軸受戻り油管12を介してメインオイルタンク1内に引き込まれることにより油ヘッドタンク7から排出されて、この油ヘッドタンク7に流入する潤滑油と置換される。
Specifically, during normal operation of the turbine rotor, the inside of the
一方、上記の緊急時は、油切り等からの大気の吸引や、メインオイルタンク1内の残留空気が軸受戻り油管12および油ヘッドタンク戻り油管を介して油ヘッドタンク7に供給されることにより、油ヘッドタンク7から軸受9への油の排出を可能としている。
On the other hand, in the above emergency, air suction from the oil drain or the like, or residual air in the
第1の実施形態によれば、大型火力タービン等において、停電などにより油ポンプ2による軸受9への給油が不可能となった場合でも、電気的設備を必要とせずに機械的設備のみで油ヘッドタンク7から各軸受9へ潤滑油を給油することができる。
According to the first embodiment, even in a large-scale thermal turbine or the like, even when oil supply to the
加えて、緊急時における油ヘッドタンク7からメインオイルタンク1への潤滑油の流量は、油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス21で調整できるので、油ヘッドタンク7を特殊な形状としなくとも、緊急時における潤滑油の流量特性を調整できる。よって、油ヘッドタンクの製作や据付が容易かつ、緊急時における軸受への給油効率を向上させることが可能になる。
In addition, since the flow rate of the lubricating oil from the oil head tank 7 to the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。なお、以下の各実施形態における構成のうち第1の実施形態で説明した部分と同一部分の詳細な説明は省略する。
図2は、第2の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
図2に示すように、第2の実施形態では、油ヘッドタンク7と軸受給油管11との間の給油ライン(分岐給油ライン)を軸受給油管11からみたオリフィス6の先で2種類の給油ラインに分岐させる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In addition, the detailed description of the same part as the part demonstrated in 1st Embodiment among the structures in the following each embodiment is abbreviate | omitted.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the second embodiment.
As shown in FIG. 2, in the second embodiment, two types of oil supply are made at the tip of the
また、それぞれの給油ラインを、油ヘッドタンク7における開口部のレベル(高さ)が低い、例えば油ヘッドタンク7の底部付近の給油(排出)ライン24と、油ヘッドタンク7における開口部のレベルが給油ライン24と比較して高い給油(排出)ライン25とする。これらのレベル差を持たせた2種類の給油ラインを設置した構成では、油ヘッドタンク7の形状を円筒型に保ちつつ、軸受9への効率の良い流量特性を得ることができる。
Further, each oil supply line has a low level (height) of the opening in the oil head tank 7, for example, an oil supply (discharge)
停電などにより油ポンプ2からの給油が喪失すると回転体はトリップし、油ヘッドタンク7から上記の分岐給油ラインを通って各軸受9への給油が開始される。
トリップ直後の高回転数域での油ヘッドタンクレベル26は、図2(a)に示すように、油ヘッドタンク7における給油ライン25の排油口の高さより高い。
When oil supply from the
The oil
従って、油ヘッドタンク7内の潤滑油は、メインオイルタンク1からの軸受戻り油管12および油ヘッドタンク戻り油管を介して供給された空気と置換されつつ、給油ライン24及び25を併用しながら各軸受9に排出されるので、多量の給油を可能とする。時間経過と共に油ヘッドタンク7内の潤滑油のレベルが減少し、油ヘッドタンク7内のヘッド差も減少するため、給油量も時間と共に線形に減少する。潤滑油のレベルが上記の油ヘッドタンクレベル26にある場合の給油レート(単位時間当たりの給油量)は、図2(d)に示した高回転数域給油レート29に対応する。
Therefore, the lubricating oil in the oil head tank 7 is replaced with the bearing return
次に、図2(b)に示すように、油ヘッドタンク7内の潤滑油のレベルが減少して、油ヘッドタンク7における給油ライン25の排油口のレベルと等しいレベル27になった場合考える。このレベル27の高さより油ヘッドタンク7内の潤滑油のレベルが下がると、給油ライン25は機能しなくなるため、給油ライン24のみで軸受9への給油を行うこととなる。
Next, as shown in FIG. 2 (b), when the level of the lubricating oil in the oil head tank 7 decreases to a
レベル27は図2(d)に示した給油レート切替点30に相当し、このレベルを境として給油レートが大幅に減少する。図2(c)に示すように油ヘッドタンク7内の潤滑油のレベルが給油ライン25の開口部のレベルを下回るレベル28に減少すると、各軸受9への給油量が減少し、油ヘッドタンク7内のヘッド差の減少も緩やかになる。
レベル28は図2(d)に示した低回転数域給油量31に相当し、徐々に給油量を減少させながら、少量の潤滑油を軸受9に長時間にわたって給油することが可能となる。このように、油ヘッドタンク7における複数の給油ラインの開口部のレベルに差を設けることにより、必要給油量13に対して無駄の少ない給油レートを得ることができる。
全電源喪失の発生頻度及びシステムの簡素化を勘案した場合、上記の2種類の給油ラインで必要機能を十分満足できると考えられるが、必要に応じて油ヘッドタンク7からの給油ラインの数をさらに増加させることで、さらに効率的な給油レートを得る事が可能となる。 Considering the frequency of total power loss and simplification of the system, it is considered that the above two types of oil supply lines can sufficiently satisfy the necessary functions, but if necessary, the number of oil supply lines from the oil head tank 7 can be increased. By further increasing, it becomes possible to obtain a more efficient oil supply rate.
第2の実施形態によれば、開口部のレベルが異なる複数の給油ラインを併用して給油レートを切替えることにより、油ヘッドタンク7の形状を単純な形状としたままで軸受9への効率の良い給油を実現し、油ヘッドタンク7の容量を適正な容量に減らすことができるので、設備をより小型化することが可能となる。
According to the second embodiment, the efficiency of the
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。
図3は、第3の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
第3の実施形態では、図3(a)に示すように、第2の実施形態で説明した、分岐給油ラインの一部である給油ライン24を、給油ライン25の径に対して小径の給油ライン32に置き換える。または、図3(b)に示すように給油ライン24の途中にオリフィス6の口径より小口径のオリフィス33を設置してもよい。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the third embodiment.
In the third embodiment, as shown in FIG. 3A, the
このように、第3の実施形態では、第2の実施形態で説明した給油ライン24からの潤滑油の単位時間当たりの流量(以下、単に流量と称する)を給油ライン25からの潤滑油の流量に対して少なくなるように制限することで、単位時間当たりでさらに少量の潤滑油を軸受9に長時間にわたって給油することを可能とする。
Thus, in the third embodiment, the flow rate per unit time of the lubricating oil from the
1つの例として、トリップ直後(第1のポイント)は流量が140L/minで、トリップから6分後(第2のポイント)は流量が20L/minで、その後は流量が10L/min以下に低下して20分継続して軸受9に給油すれば、この軸受9への必要給油量を満足させるとする。また、各ポイント間の必要油量は線形に変化するものとする。
As an example, immediately after the trip (first point), the flow rate is 140 L / min, 6 minutes after the trip (second point), the flow rate is 20 L / min, and then the flow rate drops below 10 L / min. If the
ここで、半径50cm、高さ100cmの油ヘッドタンク7の底面に給油ライン24の開口部を設置し、かつこの給油ライン24より高レベルの位置に給油ライン25を設置して、軸受9への必要給油量に対して無駄のない給油レートを実現することを考える。配管径及びレベルを調整することにより実現するためには、給油ライン25は油ヘッドタンク7の底面から高さ8cmの位置とし、給油ライン25の半径を2.5cmに、給油ライン24の半径を0.4cmにして、この給油ライン24を図3(a)に示すような給油ライン32とすればよい。
Here, an opening of the
しかし、この場合、給油ライン24が極端に細くなり、規格や強度上の問題もあり、また配管ロスなどの不確定要素が大きくなるため、潤滑油の正確な流量が計算できない場合がある。このような場合は、給油ライン24の半径も2.5cmとし、図3(b)に示すように、この給油ライン24に潤滑油の流量を制限するためのオリフィス33を挿入すればよい。
However, in this case, the
第3の実施形態によれば、油ヘッドタンク7での開口部の位置が低い給油ラインからの潤滑油の流量をさらに制限することができるので、トリップ直後の低回転数域において、単位時間当たりでより少量の潤滑油を軸受に長時間にわたって給油することが可能となる。 According to the third embodiment, since it is possible to further restrict the flow rate of the lubricating oil from the oil supply line where the position of the opening in the oil head tank 7 is low, in the low speed range immediately after the trip, per unit time Thus, a smaller amount of lubricating oil can be supplied to the bearing for a long time.
(第4の実施形態)
次に、第4の実施形態について説明する。
図4は、第4の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
第1の実施形態で説明したように、緊急時における油ヘッドタンク7から軸受9への潤滑油の給油時に油ヘッドタンク7内の潤滑油を空気と置換する必要がある。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described.
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the fourth embodiment.
As described in the first embodiment, it is necessary to replace the lubricating oil in the oil head tank 7 with air when the lubricating oil is supplied from the oil head tank 7 to the
第1の実施形態では、この空気は、メインオイルタンク1から軸受戻り油管12、および径の小さなオリフィス21を介して油ヘッドタンク7内に供給されるため、空気供給不足により油ヘッドタンク7から軸受9に潤滑油が十分排出されない可能性がある。
In the first embodiment, this air is supplied from the
そこで、第4の実施形態では、油ヘッドタンク7内への空気の供給不足を解消する手段として、油ヘッドタンク7と軸受戻り油管12との間にオリフィス21を設ける代わりに、油ヘッドタンク7の天井部に近い位置にオーバーフロー位置としてのオーバーフロー型戻り油管34の開口部を設置する。
Therefore, in the fourth embodiment, instead of providing the
このオーバーフロー型戻り油管34は、オリフィス21を介さずに、軸受戻り油管12に接続されて、オーバーフロー型戻り油管34の開口部からメインオイルタンク1に潤滑油を戻すことができる構成とする。
この構成では、通常運転時に油ヘッドタンク7内の潤滑油の高さがオーバーフロー型戻り油管34の開口部の高さとなった場合は、このオーバーフロー型戻り油管34から軸受戻り油管12を介してメインオイルタンク1に潤滑油が戻される。
The overflow type return
In this configuration, when the height of the lubricating oil in the oil head tank 7 becomes the height of the opening of the overflow type return
また、緊急時には、メインオイルタンク1からオーバーフロー型戻り油管34を介して油ヘッドタンク7に供給された空気との置換とともに、油ヘッドタンク7から軸受9に潤滑油を給油することができる。
Further, in an emergency, the lubricating oil can be supplied from the oil head tank 7 to the
このように、メインオイルタンク1から油ヘッドタンク7内への空気の通り道を広げることにより、油ヘッドタンク7内から軸受9への給油に必要な置換用空気を確保することができる。
As described above, by expanding the passage of air from the
また、通常運転時におけるメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油が継続されている事の確認のため、オーバーフロー型戻り油管34と軸受戻り油管12との間には第1の実施形態と同様にオイルサイト22が設置される。
In addition, in order to confirm that the oil supply from the
第4の実施形態によれば、油ヘッドタンク7と軸受戻り油管12との間の油管をオーバーフロー型の戻り油管34とすることにより、緊急時における軸受9への潤滑油の供給時においてメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7内への空気の供給を確保できるので、緊急時に潤滑油を油ヘッドタンク7から軸受9へ滞りなく給油することが可能となる。
According to the fourth embodiment, the oil pipe between the oil head tank 7 and the bearing return
(第5の実施形態)
次に、第5の実施形態について説明する。
図5は、第5の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
第1の実施形態でも説明したように、軸受給油管11の一部は油ヘッドタンク7へ分岐される。このため、系統全体の潤滑油の流量について考慮する必要がある。
第1の実施形態では、緊急時における油ヘッドタンク7からメインオイルタンク1への潤滑油の流量を油ヘッドタンク戻り油管のオリフィス21で調整していた。ここで、緊急時における油ヘッドタンク7からメインオイルタンク1への給油時に置換する空気を供給するために、第4の実施形態で説明したオーバーフロー型戻り油管34を適用した場合には、メインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への潤滑油の流入量は軸受給油管11から分岐した油管のオリフィス6のみで制限する事になる。
このオリフィス6の口径は軸受9への必要給油量に基づいて算出されているため、この必要給油量を考慮せずにオリフィス6を小口径化する事はできない。このため、油ポンプ2を必然的に大容量にする必要があり、軸受給油装置全体のサイズに影響を及ぼす。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the fifth embodiment.
As described in the first embodiment, a part of the bearing
In the first embodiment, the flow rate of the lubricating oil from the oil head tank 7 to the
Since the diameter of the
そこで、第5の実施形態では、図5に示すように、軸受給油管11から分岐して油ヘッドタンク7に連なる給油ライン(分岐給油ライン)を、油ヘッドタンク7側で分岐している給油ライン24,25の合流点の先で、通常運転時におけるメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油ラインと、緊急時における油ヘッドタンク7から軸受9への給油ラインとに分離する。この分離したメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油ラインには第1の実施形態で説明したオリフィス6に代わるオリフィス36が挿入され、油ヘッドタンク7から軸受9への給油ラインには逆止弁35が挿入される。
Therefore, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 5, an oil supply line (branch oil supply line) branched from the bearing
上記のように、緊急時における油ヘッドタンク7から軸受9への給油ラインに逆止弁35を設置することにより、通常運転時に軸受給油管11から油ヘッドタンク7への大口径の給油ラインでの潤滑油の流入を防止することができる。
As described above, by installing the
一方、通常運転時におけるメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油ラインに挿入されたオリフィス36の径は、数時間、例えば2〜3時間かけて油ヘッドタンク7を満油とする程度、或いは、全軸受給油量の1%程度の油が油ヘッドタンク7に給油されるサイズの径である。このオリフィス36によりメインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油ラインへの潤滑油の流量を絞ることができるので、油ポンプ2を適正なサイズとすることができ、軸受給油装置全体のサイズ大型化する必要がなくなる。
On the other hand, the diameter of the orifice 36 inserted in the oil supply line from the
また、緊急時は、逆止弁35を取り付けた給油ラインから軸受9に潤滑油を給油する事ができる。第1の実施形態ではオリフィス21にて軸受9への給油量を制限していたが、第5の実施形態では逆止弁35自体の圧力損失にて軸受9への給油量を制限することができる。
Further, in an emergency, lubricating oil can be supplied to the
第5の実施形態によれば、メインオイルタンク1から油ヘッドタンク7への給油ラインと、油ヘッドタンク7から軸受9への給油ラインとを分離することにより、油ポンプ2を大型化することなく、必要な軸受給油量を通常運転時でも緊急時でも確保できる。
According to the fifth embodiment, the
(第6の実施形態)
次に、第6の実施形態について説明する。
図6は、第6の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
図6に示すように、第6の実施形態では、第2の実施形態で説明した、軸受給油管11と油ヘッドタンク7との間の給油ライン25を、可変雌ネジ37と、油ヘッドタンク7で固定される固定雄ネジ38を用いたネジ込み式とする。油ヘッドタンク7内への給油ライン25の固定雄ネジ38に対する可変雌ネジ37のネジ込み量を調整することにより、油ヘッドタンク7における給油ライン25の開口部のレベル調整を可能としている。この構成は、現地試運転結果により、緊急停止時の軸受9への給油特性の調整が必要となった場合を想定している。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the sixth embodiment.
As shown in FIG. 6, in the sixth embodiment, the
第6の実施形態によれば、現地試運転結果により、緊急停止時の給油特性の調整が必要となった場合には、軸受給油管11と油ヘッドタンク7との間の給油ライン25の、油ヘッドタンク7における開口部のレベルを手動調整することができるので、緊急時における油ヘッドタンク7からメインオイルタンク1への潤滑油の流量特性が軸受9への実際の必要給油量相当の流量特性となるように調整可能となる。
According to the sixth embodiment, the
(第7の実施形態)
次に、第7の実施形態について説明する。
図7は、第7の実施形態における軸受給油装置の一例を示す図である。
ヘッドタンク方式を適用した潤滑油系では油ポンプ停止時の潤滑油のフローバック量がヘッドタンク方式を適用しない潤滑油系に比較して必然的に増大するため、メインオイルタンクの容量を大型化する必要がある。メインオイルタンクの容量を増大させるには、底面積を拡げる又は高さを変更する必要がある。しかし、この底面積を拡げる場合はメインオイルタンクを設置するために必要な敷地面積が広がる事になり、また、メインオイルタンクの高さを変更する場合は油ポンプの吸込口の高さを下げる必要があり、駆動軸が長くなるため振動増加の懸念が発生する。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a bearing oil supply device according to the seventh embodiment.
Lubricating oil systems that use the head tank system inevitably increase the amount of lubricant flow back when the oil pump is stopped compared to lubricating oil systems that do not use the head tank system. There is a need to. In order to increase the capacity of the main oil tank, it is necessary to expand the bottom area or change the height. However, if this bottom area is expanded, the site area required to install the main oil tank will increase, and if the main oil tank height is changed, the height of the oil pump inlet will be lowered. There is a need to increase the vibration due to the longer drive shaft.
そこで、第7の実施形態では、メインオイルタンク1とは別に、オーバーフロータンク39を設置する。一般的に、オーバーフロータンク39の容量は、油ヘッドタンク7の全容量に数%マージンを持たせた容量とする。
Therefore, in the seventh embodiment, an
第7の実施形態における軸受給油装置の運用手順について説明する。まず、潤滑油系統インサービス前にメインオイルタンク1を満油とし、オーバーフロータンク39にも給油をしておく。潤滑油系統インサービスにて、メインオイルタンク1から各軸受9及び油ヘッドタンク7への給油が開始される。
An operation procedure of the bearing oil supply device in the seventh embodiment will be described. First, the
メインオイルタンク1内の油が油ヘッドタンク7に移動していくことで、図7(a)に示すように、メインオイルタンク1内の潤滑油の油面のレベルが低下してレベル低44となったら、オーバーフロータンク移送ポンプ41を起動させてオーバーフロータンク39内の油をメインオイルタンク1へ移送(補充)する。
As the oil in the
オーバーフロータンク39内の潤滑油を減らす必要があるときは、オーバーフロータンク39とオーバーフロータンク移送ポンプ41との間のドレン弁40を開いて潤滑油を系外へ放出することができる。オーバーフロータンク移送ポンプ41とメインオイルタンク1の間には、このメインオイルタンク1から、オーバーフロータンク移送ポンプ41が設けられる移送ラインを通じて潤滑油がオーバーフロータンク39へ逆流しないように、逆止弁42が設置される。
When it is necessary to reduce the lubricating oil in the
一方、緊急時に油ヘッドタンク7内の潤滑油が軸受9に排出され、これら排出された全ての潤滑油がメインオイルタンク1にフローバックされると、図7(b)に示すように、メインオイルタンク1は満油に近い状態45となる。このメインオイルタンク1からのオーバーフロー分の潤滑油は、メインオイルタンク1の上部からオーバーフロータンク連結管43を介してオーバーフロータンク39に流入(退避)する。
第7の実施形態によれば、メインオイルタンク1に連なるオーバーフロータンク39を設置することにより、メインオイルタンク1の油量が不足するときは油を補充し、メインオイルタンク1の油量が過剰なときは潤滑油をオーバーフロータンク39に排出させることができるので、系統全体としての油量を適切に調整することが可能である。
On the other hand, when the lubricating oil in the oil head tank 7 is discharged to the
According to the seventh embodiment, by installing the
次に、第7の実施形態の変形例について説明する。図8は、第7の実施形態における軸受給油装置の変形例を示す図である。
図8に示すように、第7の実施形態の変形例は、図7で示したオーバーフロータンク移送ポンプ41を、潤滑油系統に一般的に具備されている油清浄機ポンプ47で代用し、逆止弁42とメインオイルタンク1との間に油清浄機46を設けたものである。このような構成としても、図7に示した構成と同様に、メインオイルタンク1の油量が不足して図8(a)に示すように油面のレベルが低下してレベル低44となったときは、潤滑油をオーバーフロータンク39から補充し、メインオイルタンク1の油量が過剰となる。このようにメインオイルタンク1の油量の過剰により、図8(b)に示すように満油に近い状態45となったときは、潤滑油をメインオイルタンク1からオーバーフロータンク39に排出させることで、系統全体としての油量を適切に調整することができる。
Next, a modification of the seventh embodiment will be described. FIG. 8 is a view showing a modification of the bearing oil supply device according to the seventh embodiment.
As shown in FIG. 8, in the modification of the seventh embodiment, the overflow
なお、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。 In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1……メインオイルタンク、2…油ポンプ、3…オイルクーラー、4…オイルフィルター、5…逆止弁、6,10,21,33,36…オリフィス、7…油ヘッドタンク、8…ベント管、9…軸受、11…軸受給油管、12…軸受戻り油管、13…必要給油量、14…回転数、15…円筒型油ヘッドタンク、16…三角フラスコ型油ヘッドタンク、17…円筒組合せ型油ヘッドタンク、18…円筒型油ヘッドタンクの流量特性、19…三角フラスコ型油ヘッドタンクの流量特性、20…円筒組合せ型油ヘッドタンクの流量特性、22…オイルサイト、23…ガス抽出機、24…低位置給油ライン、25…高位置給油ライン、26…高回転数域タンクレベル、27…給油レート切替点タンクレベル、28…低回転数域タンクレベル、29…高回転数域給油量、30…給油レート切替点、31…低回転数域給油量、32…小径の給油ライン、34…オーバーフロー型戻り油管、35…逆止弁、37…可変雌ネジ、38…固定雄ネジ、39…オーバーフロータンク、40…ドレン弁、41…オーバーフロータンク移送ポンプ、42…逆止弁、43…オーバーフロータンク連結管、44…メインオイルタンクレベル低、45…メインオイルタンク満油状態、46…油清浄機、47…油清浄機ポンプ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記タービンロータの通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油する第1の給油手段と、
前記軸受に対して高い位置に設けられ、前記通常運転時に前記メインオイルタンクからの前記潤滑油を貯蓄する油ヘッドタンクと、
前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記油ヘッドタンクから前記軸受への給油ラインを介して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する第2の給油手段と
を備えたことを特徴とする軸受給油装置。 A main oil tank for storing lubricating oil to be supplied to the turbine rotor bearing;
A first oil supply means for supplying the lubricant from the main oil tank to the bearing during normal operation of the turbine rotor;
An oil head tank which is provided at a high position with respect to the bearing and stores the lubricating oil from the main oil tank during the normal operation;
In an emergency where the amount of oil supplied from the main oil tank to the bearing is insufficient, the air from the main oil tank is supplied to the oil head tank with a negative pressure inside the main oil tank, thereby saving the oil head tank. Second lubricating means for discharging the lubricated oil due to a head difference in the oil head tank and supplying oil to the bearing until the turbine rotor stops via an oil supply line from the oil head tank to the bearing. And a bearing oil supply device.
前記通常運転時に前記メインオイルタンクから前記軸受への給油ラインを介して、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油するとともに、前記メインオイルタンクから前記軸受への給油ラインから分岐した給油ラインを介して、前記油ヘッドタンクへ前記潤滑油を給油し、
前記第2の給油手段は、
前記分岐した給油ラインを介して、前記緊急時に前記潤滑油を排出し、
前記分岐した給油ラインは、
前記油ヘッドタンクにおける開口部の高さが異なる複数の給油ラインに分岐される
ことを特徴とする請求項1に記載の軸受給油装置。 The first oil supply means is
Oil supply from the main oil tank to the bearing via the oil supply line from the main oil tank to the bearing during the normal operation and branching from the oil supply line from the main oil tank to the bearing Supplying the lubricating oil to the oil head tank via a line;
The second oil supply means includes
Via the branched oil supply line, drain the lubricating oil in the emergency,
The branched oil supply line is
The bearing oil supply device according to claim 1, wherein the oil supply tank is branched into a plurality of oil supply lines having different opening heights.
前記油ヘッドタンクにおける第1の位置に開口部が設けられた第1の給油ラインと、
前記油ヘッドタンクにおける前記第1の位置より高い位置に開口部が設けられた第2の給油ラインとを有し、
前記緊急時に前記第1の給油ラインに流れる前記潤滑油の単位時間あたりの流量は、前記緊急時に前記第2の給油ラインに流れる前記潤滑油の単位時間あたりの流量に対して少ない
ことを特徴とする請求項2に記載の軸受給油装置。 A plurality of oil supply lines having different heights of the openings,
A first oil supply line provided with an opening at a first position in the oil head tank;
A second oil supply line provided with an opening at a position higher than the first position in the oil head tank;
The flow rate per unit time of the lubricating oil flowing through the first oil supply line during the emergency is smaller than the flow rate per unit time of the lubricating oil flowing through the second oil supply line during the emergency. The bearing oil supply device according to claim 2.
前記通常運転時に、前記油ヘッドタンク内でオーバーフローした前記潤滑油を前記オーバーフロー型戻り油管を介して前記メインオイルタンクに排出する排出手段とをさらに備え、
前記第2の給油手段は、
前記緊急時に、前記メインオイルタンクから前記オーバーフロー型戻り油管を介して前記油ヘッドタンクに供給された空気との置換とともに、前記油ヘッドタンクから前記軸受に前記潤滑油を給油する
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の軸受給油装置。 An overflow type return oil pipe provided between the oil head tank and the main oil tank;
A discharge means for discharging the lubricating oil overflowed in the oil head tank to the main oil tank through the overflow return oil pipe during the normal operation;
The second oil supply means includes
In the event of an emergency, the lubricating oil is supplied from the oil head tank to the bearing together with replacement with air supplied from the main oil tank to the oil head tank through the overflow return oil pipe. The bearing oil supply apparatus in any one of Claim 1 thru | or 3.
前記緊急時における、前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の流入を防ぐ逆止弁を有する緊急時用給油ラインと、
前記通常運転時における、前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の流量を制限するオリフィスを有する通常運転時用給油ラインとを有する
ことを特徴とする請求項2ないし4のいずれかに記載の軸受給油装置。 The branched oil supply line from the oil supply line from the main oil tank to the bearing is:
An emergency oil supply line having a check valve that prevents the lubricating oil from flowing into the oil head tank in the emergency,
The bearing oil supply according to any one of claims 2 to 4, further comprising a normal operation oil supply line having an orifice for restricting a flow rate of the lubricating oil to the oil head tank during the normal operation. apparatus.
ことを特徴とする請求項3に記載の軸受給油装置。 The bearing oil supply device according to claim 3, wherein the second oil supply line includes a screw-in type pipe that adjusts a height of the opening in the oil head tank.
前記通常運転時における前記油ヘッドタンクへの前記潤滑油の給油により前記メインオイルタンク内の油量が不足したときに前記オーバーフロータンクから前記メインオイルタンクへ前記潤滑油を補充する補充手段と、
前記緊急時に前記油ヘッドタンクから前記軸受を介して前記メインオイルタンクに戻り、前記メインオイルタンク内の前記所定の容量を超えた分の前記潤滑油を前記オーバーフロータンクに退避させる退避手段と
を備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の軸受給油装置。 An overflow tank for storing the lubricating oil exceeding a predetermined capacity in the main oil tank;
Replenishment means for replenishing the lubricating oil from the overflow tank to the main oil tank when the amount of oil in the main oil tank is insufficient due to the supply of the lubricating oil to the oil head tank during the normal operation;
Retreat means for returning from the oil head tank to the main oil tank via the bearing in the emergency and retreating the lubricating oil in an amount exceeding the predetermined capacity in the main oil tank to the overflow tank. The bearing oil supply device according to any one of claims 1 to 6, wherein the bearing oil supply device is provided.
前記通常運転時に、前記メインオイルタンクから前記軸受へ前記潤滑油を給油し、
前記メインオイルタンクから前記軸受への給油量が不足した緊急時に、前記メインオイルタンク内を負圧として前記メインオイルタンクからの空気を前記油ヘッドタンクへ供給することで、前記油ヘッドタンクに貯蓄された前記潤滑油を前記油ヘッドタンクにおけるヘッド差により排出して、前記タービンロータが停止するまで前記軸受に給油する
ことを特徴とする軸受給油方法。 A main oil tank that stores lubricating oil to be supplied to a turbine rotor bearing, and an oil head tank that is provided at a high position with respect to the bearing and stores the lubricating oil from the main oil tank during normal operation of the turbine rotor. A method applied to a bearing lubrication device having
During the normal operation, the lubricating oil is supplied from the main oil tank to the bearing,
In an emergency where the amount of oil supplied from the main oil tank to the bearing is insufficient, the air from the main oil tank is supplied to the oil head tank with a negative pressure inside the main oil tank, thereby saving the oil head tank. The bearing lubrication method is characterized in that the lubricated oil is discharged by a head difference in the oil head tank, and the bearing is lubricated until the turbine rotor stops.
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