JP5377626B2

JP5377626B2 - 潤滑油システム

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Publication number: JP5377626B2
Application number: JP2011500644A
Authority: JP
Inventors: 耕平冨田; 壽彦遠藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2013-12-25
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Description

本発明は、並列運転される複数の電動機駆動ポンプを備えた潤滑油システムに関する。

原子力発電所や火力発電所などの発電用設備に設置される蒸気タービンは、蒸気タービンの保護を目的としてタービン軸受に継続的に安定して潤滑油を供給する必要がある。そこで、発電用設備には潤滑油システムが設けられる。

従来の潤滑油システムは、常用および予備用の主油ポンプとして２台の電動機駆動ポンプを備える。また、潤滑油システムは、非常時用に直流電動機駆動の非常用ポンプを備える（例えば、特許文献１参照。）。

また、並列運転される複数の冷温水ポンプと、各冷温水ポンプの吐出側の圧力を一定制御する二方弁と、備えた空調設備用の冷温水ポンプ装置が知られている。

特開２００５−１４００８２号公報特開２０００−２４０５８６号公報

近年、蒸気タービンは、出力アップを主眼とした大型化の傾向にあり、タービン軸受の潤滑に必要な油量が増大する傾向にある。これにより、潤滑油システムは、タービン軸受に潤滑油を供給する主油ポンプの大容量化が必要とされる。

主油ポンプの大容量化にともなう問題点として、振動の増大、回転系の慣性モーメントの増大によるポンプ起動時間の遅延から生じる潤滑油システムの応答性悪化などが考えられる。

そこで、潤滑油の油量を増大させるために、主油ポンプの大容量化に代えて小容量（例えば、必要な潤滑油の流量を１００％とすると、５０％程度に相当する容量）主油ポンプを並列運転させる潤滑油システムが考えられる。

しかし、主油ポンプを並列運転させる潤滑油システムは、例えば、１台のポンプが異常発生により停止し、他の正常な主油ポンプのみで運転を継続すると、正常運転中の主油ポンプを駆動させる電動機がオーバーロードを起こして停止する虞がある。これは、並列運転中の主油ポンプのうち少なくとも１台の主油ポンプが異常発生により停止すると、他の正常運転中の主油ポンプの作動点が揚程曲線（流量と揚程との関係で表されるポンプの特性）に応じ流量を増大させて潤滑油システムの全揚程とバランスするため、電動機に必要な出力が増大することになり、電動機に必要な出力が定格出力を越えるために起こる。電動機が停止して主油ポンプが潤滑油を吐出しなくなると、タービン軸受に潤滑油が供給されず、蒸気タービンの破損を招く虞がある。このため、主油ポンプを並列運転させる潤滑油システムにおいて異常発生時を考慮すると、それぞれの主油ポンプの容量および電動機の出力を必要以上に大きくする必要が生じ、主油ポンプの並列運転による個々の主油ポンプの小型化による利点が相殺される。

他方、吐出側の圧力を一定制御する二方弁をそれぞれの冷温水ポンプに備えた冷温水ポンプ装置は、各冷温水ポンプを定格運転させるために複数の二方弁をそれぞれ独立に制御する必要が有る。すなわち、複数の二方弁を一律同様に制御することが困難である。

そこで、本発明は、並列運転される複数の電動機駆動ポンプを主油ポンプとして備え、少なくとも１台の主油ポンプが停止しても、他の正常運転中の主油ポンプが電動機のオーバーロードによる停止に至ることのない潤滑油システムを提案する。

前記の課題を解決するため本発明に係る潤滑油システムは、油圧管路と、前記油圧管路に並列に配設された複数のポンプと、前記ポンプをそれぞれ駆動させる複数の電動機と、前記電動機の運転状態の異常の有無を検知する異常検知部と、前記油圧管路の圧力損失を増加可能に構成された圧力損失付加部と、前記異常検知部で前記電動機の少なくとも１つに異常が検知された場合には、前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させる制御部と、を備え、前記電動機の少なくとも１つに異常が発生した場合に、他の前記電動機で駆動される前記ポンプの作動点を定常運転時よりも低流量側に変更することを特徴とする。

上記の特徴を備えた潤滑油システムの好適な実施形態において、前記圧力損失付加部は、前記油圧管路のうち前記複数のポンプの吐出側合流部分よりも下流側に配置してもよい。

また、前記圧力損失付加部は、前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、前記圧力調整弁よりも前記ポンプ側の前記油圧管路に連通された弁駆動用油圧管と、前記弁駆動用油圧管から供給される油圧によって前記圧力調整弁を駆動させる弁駆動機構と、前記弁駆動用油圧管に設けられた常閉の電磁弁と、を備え、前記制御部が前記電磁弁を開き、前記ポンプの吐出圧によって前記圧力調整弁を駆動させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させるよう構成しても良い。

さらに、前記圧力損失付加部は、前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、高圧の気体を貯蔵可能な気蓄器と、前記気蓄器に連通された弁駆動管と、前記弁駆動管から供給される気体によって前記圧力調整弁を駆動させる弁駆動機構と、前記弁駆動管に設けられた常閉の電磁弁と、を備え、前記制御部が前記電磁弁を開き、前記気体の圧力によって前記圧力調整弁を駆動させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させるよう構成しても良い。

さらにまた、前記圧力損失付加部は、前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、前記圧力調整弁の上流と下流とを連通させるバイパス管と、前記バイパス管に設けられた常開の電磁弁と、を備え、前記制御部が前記電磁弁を閉じ、前記バイパス管を閉塞させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させるよう構成しても良い。

本発明によれば、並列運転される複数の電動機駆動ポンプを主油ポンプとして備え、少なくとも１台の主油ポンプが停止しても、他の正常運転中の主油ポンプが電動機のオーバーロードによる停止に至ることのない潤滑油システムを提案できる。

発電用設備として構成された本発明に係る潤滑油システムを示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの潤滑油ポンプの特性を示した図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図。

以下、本発明に係る潤滑油システムの実施の形態について、図１から図１１を参照して説明する。

図１は、発電用設備として構成された本発明に係る潤滑油システムを示した系統図である。

図１に示すように、発電用設備１は、例えば原子力発電所や火力発電所に用いられる。発電用設備１は、蒸気発生部３と、蒸気タービン４と、発電機５と、潤滑油システム７と、から構成される。

蒸気発生部３は、例えば原子力発電所の原子炉や火力発電所のボイラであり、蒸気タービン４の作動流体としての蒸気を発生させる。蒸気発生部３が発生させた蒸気は蒸気タービン４に送られる。

蒸気タービン４は、タービン軸受４ａに回動自在に軸支され、蒸気発生部３から供給された蒸気によって回転駆動される。この蒸気タービン４の回転駆動力は、発電機５に伝達される。発電機５は、蒸気タービン４によって回転駆動されて発電する。

潤滑油システム７は、油タンク８と、油圧配管９（油圧管路）と、複数の潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ（主油ポンプ）と、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、非常用潤滑油ポンプ１３と、直流電動機１４と、から構成される。潤滑油システム７は、タービン軸受４ａに潤滑油１６を供給する。

油タンク８は、蒸気タービン４のタービン軸受４ａに供給される潤滑油１６を貯蔵する。油圧配管９は、油タンク８に貯蔵された潤滑油１６をタービン軸受４ａに導く潤滑油供給配管系１７と、タービン軸受４ａを潤滑させた後の潤滑油１６を油タンク８に戻す潤滑油戻配管系１８とから構成される。

潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、相互に並列に潤滑油供給配管系１７に配設される。潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに直結され駆動される。なお、並列に配設された潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、２台以上であれば良い。

非常用潤滑油ポンプ１３は、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃとともに並列に配設される。非常用潤滑油ポンプ１３は、直流電動機１４に直結され駆動される。直流電動機１４は、非常用直流電源（図示省略）に接続される。非常用潤滑油ポンプ１３は、潤滑油システムの交流電源喪失時や起動前などの潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの不作動時に、これらに代ってタービン軸受４ａに潤滑油１６を供給するバックアップ・ポンプである。

潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび非常用潤滑油ポンプ１３は、例えば遠心ポンプを用いて構成される。潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび非常用潤滑油ポンプ１３は、吸込み抵抗を減じるために油タンク８中に収容された潤滑油１６中に埋設される。なお、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび非常用潤滑油ポンプ１３を油タンク８の外に配設してもよい。

潤滑油供給配管系１７は、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃおよび非常用潤滑油ポンプ１３の出口側に設けられた逆止弁２０と、油冷却器２１と、潤滑油供給フィルタ２２と、を備える。

潤滑油システム７の定常運転において、潤滑油１６は、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃから吐出され、潤滑油供給配管系１７を逆止弁２０、油冷却器２１、潤滑油供給フィルタ２２の順に経て、タービン軸受４ａに供給される。この後、潤滑油１６は、潤滑油戻配管系１８を経て油タンク８に戻る。

図２は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部を示した系統図である。

図２に示すように、潤滑油システム７は、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれについて運転状態の異常の有無を検知する異常検知部２４と、油圧配管９の潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増加可能な圧力損失付加部２５と、異常検知部２４で交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つに異常が検知された場合に、圧力損失付加部２５の圧力損失を増加させる制御部２６と、を備える。

異常検知部２４は、潤滑油供給配管系１７に設けられ、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃそれぞれの出口側に配置された圧力スイッチ２８ａ、２８ｂ、２８ｃを有する。異常検知部２４は、圧力スイッチ２８ａ、２８ｂ、２８ｃで検知される潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの吐出圧の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。具体的には、異常検知部２４は、圧力スイッチ２８ａで検知される潤滑油ポンプ１０ａの吐出側の圧力が油タンク８内の圧力と略同じであれば交流電動機１１ａの運転異常信号を出力する。他の圧力スイッチ２８ｂ、２８ｃについても、圧力スイッチ２８ａと同様に構成される。

圧力損失付加部２５は、潤滑油供給配管系１７のうち潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの吐出側合流部分よりも下流側に配置される。また、圧力損失付加部２５は、潤滑油供給配管系１７に設けられた圧力調整弁３０と、圧力調整弁３０の上流と下流とを連通させるバイパス管３１と、バイパス管３１に設けられたオリフィス３２と、圧力調整弁３０よりも潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ側の油圧配管９に連通された弁駆動用油圧管３３と、弁駆動用油圧管３３から供給される油圧によって圧力調整弁３０を駆動させる弁駆動機構３４と、弁駆動用油圧管３３に設けられた常閉の電磁弁３５と、から構成される。圧力損失付加部２５は、電磁弁３５が開かれると、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの吐出圧によって弁駆動機構３４を駆動させ、圧力調整弁３０の弁体（図示省略）を弁座（図示省略）に近づける。これにより、圧力損失付加部２５の圧力損失が増加する。圧力損失付加部２５の圧力損失が増加すると潤滑油供給配管系１７全体の圧力損失も増加する。圧力調整弁３０は弁駆動機構３０ａを備える。弁駆動機構３０ａは潤滑油供給配管系１７のうち圧力調整弁３０の二次側（下流側）から分岐された油圧管１７ａに接続される。これにより、定常運転時における圧力調整弁３０はその二次側（下流側）の圧力を一定に保つ。

制御部２６は、異常検知部２４から運転異常信号が入力された場合、すなわち、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つに異常が発生した場合に、電磁弁３５を開き弁駆動機構３４によって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６は、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、圧力スイッチ２８ａから入力された運転異常信号に基づき、電磁弁３５を開き圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６は、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７の圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図３は、本実施形態に係る潤滑油システムの潤滑油ポンプの特性を示した図である。

ここで、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃもしくは非常用潤滑油ポンプ１３によってタービン軸受４ａに供給される潤滑油１６について注目すると、潤滑油システム７の実揚程は潤滑油供給配管系１７の実揚程Ｈａで代表され、潤滑油システム７の圧力損失は、潤滑油供給配管系１７の全損失ｈで代表される。

図３に示すように、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの全てが正常運転されている場合、潤滑油供給配管系１７で代表される潤滑油システム７の負荷曲線（図３中、実線Ａ）と、潤滑油ポンプ１０全体としての揚程曲線（図３中、実線Ｂ）とは、作動点Ｎ０で交わる。このとき、潤滑油ポンプ１０全体としての全揚程Ｈは潤滑油供給配管系１７の実揚程Ｈａと全損失ｈとの和に相当するとともに、潤滑油ポンプ１０全体としての全吐出流量Ｑはそれぞれの潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの吐出流量Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の和に相当する。

次に、潤滑油ポンプ１０ａ、１０ｂ、１０ｃの少なくともいずれか１つ、例えば、潤滑油ポンプ１０ａが停止した場合、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃからなる異常運転中の潤滑油ポンプ１０全体としての揚程曲線（図３中、実線Ｃ）は、低流量側に移動する。

このとき、従来の潤滑油システムでは、負荷曲線（図３中、実線Ａ）と、揚程曲線（図３中、実線Ｃ）とは、作動点Ｎｆで交わる。このような作動点Ｎｆでは、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃの１台あたりの吐出流量は、正常運転時の吐出流量に比べて増加してしまうので、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃを駆動させる交流電動機１１ｂ、１１ｃに必要な出力も増大することになる。

そこで、本実施形態に係る潤滑油システム７は、異常検知部２４によって潤滑油ポンプ１０ａの異常を検知し、制御部２６によって圧力損失付加部２５を駆動させ、潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させて潤滑油システム７の負荷曲線（図３中、実線Ｄ）を低流量側に変化させる。

そうすると、圧力損失が増大した潤滑油システム７の負荷曲線（図３中、実線Ｄ）と、異常運転中の潤滑油ポンプ１０全体としての揚程曲線（図３中、実線Ｃ）とは、作動点Ｎ１で交わる。このとき、潤滑油ポンプ１０全体としての全揚程Ｈは潤滑油供給配管系１７の実揚程Ｈａと全損失ｈとの和に相当するとともに、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃそれぞれの吐出流量を、例えば正常運転時の吐出流量Ｑ２、Ｑ３程度に調整できる。また、正常運転中の潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃの吐出流量を、正常運転時の吐出流量Ｑ２、Ｑ３未満に調整しても良い。

なお、本実施形態に係る潤滑油システム７は、３台の潤滑油ポンプ１０を並列運転させる場合について説明したが、２台以上の潤滑油ポンプ１０を並列運転させる場合は、圧力損失付加部２５の圧力損失を（潤滑油ポンプ１０の台数−１）段階に制御可能に構成することもできる。

図４は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ａにおいて潤滑油システム７と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図４に示すように、潤滑油システム７Ａの異常検知部２４Ａは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの電流値を測定する電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃを有する。異常検知部２４Ａは、電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電流値の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ａは、異常検知部２４Ａで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの電流値が略０Ａとなった場合に、電磁弁３５を開き弁駆動機構３４によって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ａは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、電流計３７ａの電流値（略０Ａ）に基づき、電磁弁３５を開き圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ａは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ａの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図５は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｂにおいて潤滑油システム７と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図５に示すように、潤滑油システム７Ｂの異常検知部２４Ｂは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの回転数を測定する回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃを有する。異常検知部２４Ｂは、回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ｂは、異常検知部２４Ｂで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの回転数が略０ｒｐｍとなった場合に、電磁弁３５を開き弁駆動機構３４によって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｂは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、回転計３９ａの回転数（略０ｒｐｍ）に基づき、電磁弁３５を開き圧力損失付加部２５の圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｂは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｂの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図６は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｃにおいて潤滑油システム７と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図６に示すように、潤滑油システム７Ｃの圧力損失付加部２５Ａは、潤滑油供給配管系１７に設けられた圧力調整弁３０と、圧力調整弁３０の上流と下流とを連通させるバイパス管３１と、バイパス管３１に設けられたオリフィス３２と、高圧の気体を貯蔵可能な気蓄器４１と、気蓄器４１に連通された弁駆動管４２と、弁駆動管４２から供給される気体によって圧力調整弁３０を駆動させる弁駆動機構３４Ａと、弁駆動管４２に設けられた常閉の電磁弁３５Ａと、から構成される。圧力損失付加部２５Ａは、電磁弁３５Ａが開かれると、気蓄器４１に貯蔵された気体の圧力によって弁駆動機構３４Ａを駆動させ、圧力調整弁３０の弁体を弁座に近づける。これにより、圧力損失付加部２５Ａの圧力損失が増加する。圧力損失付加部２５Ａの圧力損失が増加すると潤滑油供給配管系１７全体の圧力損失も増加する。

制御部２６Ｃは、異常検知部２４から運転異常信号が入力された場合、すなわち、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つに異常が発生した場合に、電磁弁３５Ａを開き弁駆動機構３４Ａによって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｃは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、圧力スイッチ２８ａから入力された運転異常信号に基づき、電磁弁３５Ａを開き圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｃは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｃの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図７は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｄにおいて潤滑油システム７Ｃと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図７に示すように、潤滑油システム７Ｄは、潤滑油システム７Ｃに異常検知部２４Ａを用いて構成される。具体的には、潤滑油システム７Ｄの異常検知部２４Ａは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの電流値を測定する電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃを有する。異常検知部２４Ａは、電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電流値の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ｄは、異常検知部２４Ａで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの電流値が略０Ａとなった場合に、電磁弁３５Ａを開き弁駆動機構３４Ａによって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｄは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、電流計３７ａの電流値（略０Ａ）に基づき、電磁弁３５Ａを開き圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｄは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｄの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図８は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｅにおいて潤滑油システム７Ｃと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図８に示すように、潤滑油システム７Ｅは、潤滑油システム７Ｃに異常検知部２４Ｂを用いて構成される。具体的には、潤滑油システム７Ｅの異常検知部２４Ｂは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの回転数を測定する回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃを有する。異常検知部２４Ｂは、回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ｅは、異常検知部２４Ｂで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの回転数が略０ｒｐｍとなった場合に、電磁弁３５Ａを開き弁駆動機構３４Ａによって圧力調整弁３０を駆動させ、圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｅは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、回転計３９ａの回転数（略０ｒｐｍ）に基づき、電磁弁３５Ａを開き圧力損失付加部２５Ａの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｅは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｅの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図９は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｆにおいて潤滑油システム７と同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図９に示すように、潤滑油システム７Ｆの圧力損失付加部２５Ｂは、潤滑油供給配管系１７に設けられた圧力調整弁３０と、圧力調整弁３０の上流と下流とを連通させるバイパス管３１と、バイパス管３１に設けられたオリフィス３２と、バイパス管３１と並列に設けられ、圧力調整弁３０の上流と下流とを連通させる圧力損失制御用バイパス管４３と、圧力損失制御用バイパス管４３に設けられたオリフィス４４と、圧力損失制御用バイパス管４３に設けられた常開の電磁弁４５と、から構成される。圧力損失付加部２５Ｂは、電磁弁４５が閉じられると、圧力損失制御用バイパス管４３およびオリフィス４４で構成された配管系が閉塞する。これにより、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失が増加する。圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失が増加すると潤滑油供給配管系１７全体の圧力損失も増加する。

制御部２６Ｆは、異常検知部２４から運転異常信号が入力された場合、すなわち、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つに異常が発生した場合に、電磁弁４５を閉じ、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｆは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、圧力スイッチ２８ａから入力された運転異常信号に基づき、電磁弁４５を閉じ、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｆは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｆの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図１０は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｇにおいて潤滑油システム７Ｆと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図７に示すように、潤滑油システム７Ｇは、潤滑油システム７Ｆに異常検知部２４Ａを用いて構成される。具体的には、潤滑油システム７Ｇの異常検知部２４Ａは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの電流値を測定する電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃを有する。異常検知部２４Ａは、電流計３７ａ、３７ｂ、３７ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの電流値の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ｇは、異常検知部２４Ａで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの電流値が略０Ａとなった場合に、電磁弁４５を閉じ、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｇは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、電流計３７ａの電流値（略０Ａ）に基づき、電磁弁４５を閉じ、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｇは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｇの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

図１１は、本実施形態に係る潤滑油システムの要部の他の例を示した系統図である。

本実施形態に係る潤滑油システム７Ｈにおいて潤滑油システム７Ｆと同じ構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１１に示すように、潤滑油システム７Ｈは、潤滑油システム７Ｆに異常検知部２４Ｂを用いて構成される。具体的には、潤滑油システム７Ｈの異常検知部２４Ｂは、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃに設けられ、交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃそれぞれの回転数を測定する回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃを有する。異常検知部２４Ｂは、回転計３９ａ、３９ｂ、３９ｃで検知される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの回転数の高低によって交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの運転状態の異常の有無を検知する。

制御部２６Ｈは、異常検知部２４Ｂで検出される交流電動機１１ａ、１１ｂ、１１ｃの少なくとも１つの回転数が略０ｒｐｍとなった場合に、電磁弁４５を閉じ、圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。具体的には、制御部２６Ｈは、例えば、交流電動機１１ａに異常が発生した場合、回転計３９ａの回転数（略０ｒｐｍ）に基づき、電磁弁４５を閉じ圧力損失付加部２５Ｂの圧力損失を増大させる。これにより、制御部２６Ｈは、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）で駆動される潤滑油ポンプ（例えば、潤滑油ポンプ１０ｂ、１０ｃ）の作動点を定常運転時よりも低流量側に変更し、他の交流電動機（例えば、交流電動機１１ｂ、１１ｃ）に必要な出力が定格出力を越えないよう潤滑油システム７Ｈの圧力損失、特に潤滑油供給配管系１７の圧力損失を増大させる。

このように構成された本実施形態に係る潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、並列運転される潤滑油ポンプ１０を備えるとともに、少なくとも１つの潤滑油ポンプ１０に異常が発生した場合であっても、潤滑油ポンプ１０を駆動させる交流電動機１１をオーバーロードさせることなく、他の正常な潤滑油ポンプ１０の運転を継続できる。すなわち、潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、潤滑油ポンプ１０を並列運転させることで、小容量の潤滑油ポンプの採用を可能とし、従来の潤滑油システムが有する潤滑油ポンプの大容量化にともなう問題点を解決できる。

また、潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、潤滑油ポンプ１０の異常にともない潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈの圧力損失を増大させることで、正常運転中の潤滑油ポンプ１０を確実に継続運転させることが可能となる。すなわち、潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈは、小容量の潤滑油ポンプの採用の長所を十分に享受できる。

これらによって、潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈを備えた蒸気タービン４は、タービン軸受４ａの潤滑が確実に継続され、破損等に至る虞が著しく低減される。

したがって、本実施形態に係る潤滑油システム７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈによれば、並列運転される複数の潤滑油ポンプ１０を備え、少なくとも１台の潤滑油ポンプ１０が停止しても、他の正常運転中の潤滑油ポンプ１０が交流電動機１１のオーバーロードによる停止に至ることがない。

１発電用設備
３蒸気発生部
４蒸気タービン
４ａタービン軸受
５発電機
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ、７Ｅ、７Ｆ、７Ｇ、７Ｈ潤滑油システム
８油タンク
９油圧配管
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ潤滑油ポンプ
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ交流電動機
１３非常用潤滑油ポンプ
１４直流電動機
１６潤滑油
１７潤滑油供給配管系
１７ａ油圧管
１８潤滑油戻配管系
２０逆止弁
２１油冷却器
２２潤滑油供給フィルタ
２４、２４Ａ、２４Ｂ異常検知部
２５、２５Ａ、２５Ｂ圧力損失付加部
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ、２６Ｇ、２６Ｈ制御部
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ圧力スイッチ
３０圧力調整弁
３０ａ弁駆動機構
３１バイパス管
３２オリフィス
３３弁駆動用油圧管
３４、３４Ａ弁駆動機構
３５、３５Ａ電磁弁
３７ａ、３７ｂ、３７ｃ電流計
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ回転計
４１気蓄器
４２弁駆動管
４３圧力損失制御用バイパス管
４４オリフィス
４５電磁弁

Claims

油圧管路と、
前記油圧管路に並列に配設された複数のポンプと、
前記ポンプをそれぞれ駆動させる複数の電動機と、
前記電動機の運転状態の異常の有無を検知する異常検知部と、
前記油圧管路の圧力損失を増加可能に構成された圧力損失付加部と、
前記異常検知部で前記電動機の少なくとも１つに異常が検知された場合には、前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させる制御部と、を備え、
前記電動機の少なくとも１つに異常が発生した場合に、他の前記電動機で駆動される前記ポンプの作動点を定常運転時よりも低流量側に変更することを特徴とする潤滑油システム。
前記圧力損失付加部は、前記油圧管路のうち前記複数のポンプの吐出側合流部分よりも下流側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記圧力損失付加部は、
前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、
前記圧力調整弁よりも前記ポンプ側の前記油圧管路に連通された弁駆動用油圧管と、
前記弁駆動用油圧管から供給される油圧によって前記圧力調整弁を駆動させる弁駆動機構と、
前記弁駆動用油圧管に設けられた常閉の電磁弁と、を備え、
前記制御部が前記電磁弁を開き、前記ポンプの吐出圧によって前記圧力調整弁を駆動させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記圧力損失付加部は、
前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、
高圧の気体を貯蔵可能な気蓄器と、
前記気蓄器に連通された弁駆動管と、
前記弁駆動管から供給される気体によって前記圧力調整弁を駆動させる弁駆動機構と、
前記弁駆動管に設けられた常閉の電磁弁と、を備え、
前記制御部が前記電磁弁を開き、前記気体の圧力によって前記圧力調整弁を駆動させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記圧力損失付加部は、
前記ポンプ下流側の前記油圧管路に設けられた圧力調整弁と、
前記圧力調整弁の上流と下流とを連通させるバイパス管と、
前記バイパス管に設けられた常開の電磁弁と、を備え、
前記制御部が前記電磁弁を閉じ、前記バイパス管を閉塞させて前記圧力損失付加部の圧力損失を増加させることを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記異常検知部は、前記ポンプの吐出圧の有無を検知する圧力スイッチから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記異常検知部は、前記電動機に流れる電流を検知する電流計から構成されたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。
前記異常検知部は、前記電動機の回転数を検出する回転計から構成されたことを特徴とする請求項１に記載の潤滑油システム。