JPH01142204A - 蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は蒸気タービン等に使用される蒸気加減弁の弁棒
間隙異常検出装置に関する。

（従来の技術） 蒸気タービンプラントにおいて蒸気タービンに供給され
る蒸気流量を調整するために蒸気加減弁が使用される。

この蒸気加減弁は一般に第５図に示すように蒸気タービ
ンの高圧ケーシング１に一体的に形成される。高圧ケー
シング１内には蒸気が流通する蒸気室２が形成され、蒸
気室２下部に弁座３が設けられ、この弁座３に弁体４が
着座するように構成される。弁体４は弁棒５の下端に一
体に固着され、弁棒５は弁蓋６に嵌装されたブツシュ７
．８に挿通される。弁棒５はブツシュ７゜８に案内され
蒸気室２内を昇降自在に組み付けられる。弁棒５とブツ
シュ７．８との間には、弁棒間隙９ａ、９ｂが形成され
ており、それぞれの弁棒間隙９ａ、９ｂを通り漏洩する
蒸気を系外に排出するための高圧リークオフ配管１０お
よび低圧リークオフ配管１１が設けられる。

上記構成の蒸気加減弁の開閉動作は、図示しない油筒の
往復運動がカム１２の回転運動として伝達されることに
よりなされる。カム１２の回転によりレバー１３がその
支点１３ａを中心に上下方向に回動する。レバー１３の
上下運動は、スプリング１４を介して弁棒５に伝達され
、弁棒５は弁体４を昇降して蒸気加減弁の開度を調整す
る。蒸気室２に流入した蒸気は、弁体４と弁座３との間
隙部を通過して矢印方向に流れ、蒸気タービンに所定流
量で供給される。

ここで弁棒５とブツシュ７．８との間に形成される弁棒
間隙９ａ、９ｂは、漏洩する蒸気量を可及的に低減する
ために、また弁棒５の円滑な昇降動作を可能とするため
に必要最小限の寸法に設計され、高精度で製作調整され
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらタービンの運転開始後、弁棒５とブツシュ
７．８との相互の摩擦により、弁棒間隙９ａ、９ｂは経
時的に増大する。弁棒間隙９ａ。

９ｂが増大すると、漏洩蒸気量が増加してリークオフ配
管１０．１１から排出すべき蒸気量が増大する。ざらに
弁棒間隙９が増加するとリークオフ配管１０．１１の蒸
気排出容量を越えるため、ブッシュ８上部から蒸気漏れ
を発生するおそれがある。

また弁棒間隙９の増大により弁座３に対する弁体４のす
わりが悪化し、蒸気加減弁全体に振動を生じたり、弁棒
５に曲がり等を発生し、蒸気量の正確な調整操作が不可
能になるおそれがある。

したがって蒸気タービンの定期点検の際に蒸気加減弁は
分解整備され、弁棒間隙９が測定され、その測定値が常
に適正範囲内に維持されていることを確認する必要があ
る。そして、弁棒間隙９の異常な増大が発見された場合
は、弁棒５またはブツシュ７．８を新規なものに交換し
ていた。

このように蒸気加減弁の弁棒間隙９の測定作業は、ター
ビン運転中においては不可能であり、定期点検時の測定
によって初めて確認される。そのため弁棒間隙９の異常
の有無は定期点検時または蒸気漏れ等の具体的な不具合
が発生した時にのみ確認される。したがって故障箇所の
早期発見が遅れ、補修整備に多大な労力を要する等の保
守管理上の難点があった。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
あり、タービンプラントの運転中においても、蒸気加減
弁の弁棒間隙の異常の有無を自動的に検出することが可
能であり、タービンの保守管理を容易にする蒸気加減弁
の弁棒間隙異常検出装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装置は、蒸
気加減弁の弁棒間隙から漏洩する蒸気の状態値を検出す
る状態値検出器と状１１ｉ１検出器からの状態信号から
状態量を演算する演算器と、演算器からの状態量信号と
正常時における状態量とを比較する比較回路と、比較回
路の出力信号の大小によって弁棒間隙の異常の有無を診
断するとともに診断結果を表示する診断表示装置とを備
えることを特徴とする。

（作用） 上記構成の蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装置において
、弁棒間隙から漏洩する蒸気の圧力または温度等の状態
値が状態値検出器により検出される。状態値検出器から
の状態信号は演０器に入力され、ここで蒸気流量等の状
態量が演算される。

演算器からの状態量信号は比較回路に入力され、ここで
正常時における漏洩蒸気流量などの状ｆｌｌｆｆｉと比
較される。比較回路の出力信号は診断表示装置に入力さ
れる。診断表示装置は、比較回路からの出力信号が所定
値より大きい場合は弁棒間隙に異常がありとの診断を行
なうとともにその旨を表示する。

上記構成によればタービンプラントの運転中においても
蒸気加減弁の弁棒間隙の異常の有無を自動的にかつ正確
に検出することが可能であり、機器の異常に対する迅速
な対応が可能となり、タービンプラントの保守管理作業
が大幅に軽減されるという効果を奏する。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について添付図面を参照して説
明する。本実施例における蒸気加減弁の弁棒間隙異常検
出装置は、弁棒間隙が変化すると該部から漏洩する蒸気
量が変化することに着目し、その漏洩蒸気量を測定し、
その測定値と、正常時において許容される漏洩蒸気量の
基準値とを比較し、その差の大小によって弁棒間隙の異
常の有無を検出するように構成している。

すなわち第１図に示す実施例に係る蒸気加減弁の弁棒間
隙異常検出装置は状態値検出器Ａとしてのオリフィス１
５と、オリフィス前圧力センサ１６および蒸気室温度セ
ンサ１７とを有し、オリフィス１５は高圧リークオフ配
管１０に配設され、オリフィス１５の一次側には漏洩蒸
気の圧力を検出するオリフィス前圧力センサ１６が設け
られている。また蒸気加減弁頂部には、蒸気室２内に流
入した蒸気温度を検出する蒸気室温度センサ１７が設け
られる。

弁棒間隙９ａから漏洩した蒸気は高圧リークオフ配管１
０を通り、オリフィス１５を経由してシール蒸気ヘッダ
１８へ案内される。漏洩蒸気がオリフィス１５を通過す
る際にオリフィスの一次側における漏洩蒸気の圧力がオ
リフィス前圧力センサ１６によって検出される。

上記オリフィス前圧力センサ１６および蒸気室温度セン
サ１７によって検出された蒸気の圧力および温度の状態
値は、第２図に示すように演算器Ｂに入力される。演算
器Ｂは内蔵する流量計算回路１９によって上記状態値か
ら漏洩蒸気の状態量としての流量を演算する。

一方、正常時における弁棒間隙値、すなわち弁棒間隙値
が設計値通りに調整された状態における漏洩蒸気量は予
め正常時漏洩蒸気母記憶装Ｈ２０に記憶される。

タービン運転時において前記演算器Ｂによつ゛て演算さ
れた漏洩蒸気流量は、比較回路Ｃにおいて正常時漏洩蒸
気量記憶装＠２０からの状態量信号と比較される。この
比較回路Ｃの出力信号は、診断表示装ＷＤに入力され、
ここで比較回路Ｃからの出力信号の大小によって、弁棒
間隙の異常の有無が自助的に診断されるとともに、その
診断結果が表示される。

また低圧リークオフ配管１１においても同様に状態値検
出器等を設けることにより、同様の手順によって弁棒間
隙値の異常発生の有無が求められる。

本実施例によれば、タービンプラントの運転中において
も、蒸気加減弁の弁棒間隙の異常の有無が自動的かつ迅
速に表示されるため、蒸気加減弁の異常に対する迅速な
対応が可能となり、タービンプラントの保守管理作業を
大幅に軽減し、プラントの信頼性を長期間に亘って維持
することができる。

また本実施例の弁棒間隙異常検出装置は、簡素な検出器
および回路で構成されているため、既設設備への転用も
容易である。すなわち実施に際し、既設の蒸気加減弁を
大幅に改造する必要はなく、容易に新たに取付けること
が可能である。

次に本発明の第２実施例について第３図を参照して説明
する。第３図に示す実施例においては、状態値検出器Ａ
として、高圧リークオフ配管１０の管壁温度を検出する
リークオフ管温度センサ２１を設けて構成している。

蒸気加減弁の稼動中に弁棒間隙９ａが変化すると、弁棒
間隙９ａから漏洩する蒸気量が変化し、この蒸気量の変
化は、高圧リークオフ配管１０内を流れる蒸気の流速の
変化をもたらし、さらに流速の変化は熱伝達率の変化を
生じ、配管管壁の温度に差異を生じる。この状態におけ
る管壁温度をリークオフ管温度センサ２１によって検出
し、正常時おける状態量としての管壁温度とを比較し、
その温度差が所定値を越えたときに異常が発生したと診
断され、その診断結果は自動的に表示される。

第１図の実施例に示すように弁棒間隙の変化により生じ
た漏洩蒸気量の変化を検出して弁棒間隙の異常の有無を
診断するだけではなく、第３図の実施例で示すように漏
洩蒸気量の変化に伴うり一りオフ配管１０．１１の管壁
温度の変化を検出して弁棒間隙の異常の有無を検出する
こともできる。

次に本発明の第３実施例について第４図を参照して説明
する。本実施例に係る蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装
置においては、状態値検出器Ａは、リークオフ配管に介
装されたオリフィスと、オリフィスの一次側に配設され
たオリフィス前圧力センサ１６と、蒸気室内に流入した
蒸気温度を検出する蒸気室温度センサ１７と、蒸気室内
の圧力を検出する蒸気室圧力センサ２２とから構成する
とともに、演算器Ｂは、オリフィス前圧力センサ１６か
らの圧力信号および蒸気室温度センサ１７からの温度信
号によって蒸気原石を計算する流量計算回路１９と、上
記温度信号および蒸気室圧力センサからの圧力信号によ
って蒸気エンタルピを計算する蒸気エンタルピ計算回路
２３と、蒸気室圧力センサからの圧力信号および上記蒸
気流量および蒸気エンタルピによって弁棒間隙を逆算す
る弁棒間隙逆算回路２４とを備える。

本実施例によれば、蒸気室２に流入する蒸気の圧力、温
度等の状態値から蒸気のエンタルピが算出され、またリ
ークオフ配管１０．１１を流れる漏洩蒸気流量が流量計
算回路１９にて算出される。

さらに蒸気室の蒸気の圧力およびエンタルごとオリフィ
スを通過する漏洩蒸気流量とから弁棒間隙逆算回路２４
によって弁棒間隙値が逆算される。

逆算された現状の間隙値と、弁棒間隙設計値２５とが比
較回路Ｃにおいて比較され、さらに診断表示装置りにお
いて、間隙値と設計値との差が所定値を越えた場合に弁
棒間隙の異常が発生したと診断される。

本実施例によれば第２図に示す構成に蒸気室圧力センサ
２２を付加し漏洩蒸気流量を蒸気の状態値で補正して弁
棒間隙値を算出しているため、第２図に示す実施例と比
較して、より高い精度で弁棒間隙値が算出でき、異常の
有無の検出精度も大幅に向上する。

以上の実施例はいずれも蒸気タービンに装備される蒸気
加減弁を例にとり説明したが、抽気加減弁等の伯の主要
弁についても、同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上説明の通り、本発明に係る蒸気加減弁の弁棒間隙異
常検出装置によれば、弁棒間隙から漏洩する蒸気量がそ
の状態値から自動的に測定され、蒸気タービンの運転中
における弁棒間隙の変化を随時把握することが可能であ
り、弁棒間隙の異常の有無が正確に把握される。そのた
め、蒸気漏洩等の事故が未然に防止され、またブツシュ
、弁棒等の部品交換時期の推定予知が可能となり、また
異常に対する迅速な対応ができるなどタービンプラント
の保守管理作業を大幅に軽減し、タービンプラントの信
頼性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す系統図、第２図は第１
図における検出装置の信号処理部の構成を示すブロック
図、第３図は本発明の第２実施例を示す系統図、第４図
は本発明の第３実施例を示すブロック図、第５図は蒸気
加減弁の一般的な構成を示す断面図である。 １・・・高圧ケーシング、２・・・蒸気室、３・・・弁
座、４・・・弁体、５・・・弁棒、６・・・弁蓋、７．
８・・・ブツシュ、９．９ａ、９ｂ・・・弁棒間隙、１
０・・・高圧リークオフ配管、１１・・・低圧リークオ
フ配管、１２・・・カム、１３・・・レバー、１３ａ・
・・支点、１４・・・スプリング、１５・・・オリフィ
ス、１６・・・オリフィス前圧力センサ、１７・・・蒸
気室温度センサ、１８・・・シール蒸気ヘッダ、１９・
・・流量計算回路、２０・・・正常時漏洩蒸気量記憶装
置、２１・・・リークオフ管湿度センサ、２２・・・蒸
気室圧力センサ、２３・・・蒸気エンタルピ計算回路、
２４・・・弁棒間隙逆算回路、２５・・・弁棒間隙設計
値、Ａ・・・状態値検出器、Ｂ・・・演算器、Ｃ・・・
比較回路、Ｄ・・・診断表示装置。 代理人弁理士　　則　近　　憲　缶 周　　　　　　　　第　　子　　丸　　　健第２図 〆８ 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、蒸気加減弁の弁棒間隙から漏洩する蒸気の状態値を
   検出する状態値検出器と状態値検出器からの状態信号か
   ら状態量を演算する演算器と、演算器からの状態量信号
   と正常時における状態量とを比較する比較回路と、比較
   回路の出力信号の大小によって弁棒間隙の異常の有無を
   診断するとともに診断結果を表示する診断表示装置とを
   備えることを特徴とする蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出
   装置。 ２、状態値検出器は、リークオフ配管に介装されたオリ
   フィスと、オリフィスの一次側に配設されたオリフィス
   前圧力センサと、蒸気室内に流入した蒸気温度を検出す
   る蒸気室温度センサとから成る特許請求の範囲第１項記
   載の蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装置。 ３、状態値検出器は、リークオフ配管の管壁温度を検出
   する温度センサから成る特許請求の範囲第１項記載の蒸
   気加減弁の弁棒間隙異常検出装置。 ４、状態値検出器は、リークオフ配管に介装されたオリ
   フィスと、オリフィスの一次側に配設されたオリフィス
   前圧力センサと、蒸気室内に流入した蒸気温度を検出す
   る蒸気室温度センサと、蒸気室内の圧力を検出する蒸気
   室圧力センサとを備える一方、演算器は、オリフィス前
   圧力センサからの圧力信号および蒸気室温度センサから
   の温度信号によって蒸気流量を計算する流量計算回路と
   、上記温度信号および蒸気室圧力センサからの圧力信号
   によって蒸気エンタルピを計算する蒸気エンタルピ計算
   回路と、蒸気室圧力ンサからの圧力信号および上記蒸気
   流量および蒸気エンタルピによって弁棒間隙を逆算する
   弁棒間隙逆算回路とを備える特許請求の範囲第１項記載
   の蒸気加減弁の弁棒間隙異常検出装置。