JP5823167B2 - 蒸気弁装置 - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、蒸気弁装置に関する。

蒸気タービンなどのターボ機械を備える発電設備は、羽根車の回転数の異常上昇、羽根車と容器との伸び差、振動の増大、低圧排気室の温度高、軸受油圧の低下、ボイラや発電機の故障など種々の異常現象を検出し、事故を未然に防止することまたは事故による損傷を最小限に抑えることを目的に様々な保安装置を備える。

保安装置の一つに、例えば、蒸気タービンの回転数が設定回転数以上に上昇するなどの蒸気タービンの異常を適宜の計測器を適用して検出し、この検出結果に基づいて蒸気タービンへの蒸気流入を遮断するよう蒸気タービンの蒸気入口に接続する主蒸気止め弁を閉じる蒸気弁装置が知られている。

図５は、従来の蒸気弁装置を示す系統図である。

図５に示すように、従来の蒸気弁装置１０１は、主蒸気止め弁としての蒸気弁１０３と、蒸気弁１０３を開閉する油圧駆動装置１０５と、を備える。

油圧駆動装置１０５は、蒸気弁１０３を開閉する油圧シリンダ１０６と、油圧シリンダ１０６を駆動するパイロット電磁弁１１１と、油圧シリンダ１０６内の作動油を廃棄可能なダンプ弁１１２と、ダンプ弁１１２を閉鎖して油圧シリンダ１０６内の油圧を保つ急速作動電磁弁１１３と、パイロット電磁弁１１１に向かう作動油の流れを遮断可能な遮断弁１２７と、を備える。

蒸気弁１０３を開く場合、従来の蒸気弁装置１０１は、先ず、急速作動電磁弁１１３を開いてダンプ弁１１２および遮断弁１２７へ作動油を供給する。作動油が供給されたダンプ弁１１２は油圧シリンダ１０６内の油圧を保持可能な状態に閉鎖する。他方、作動油が供給された遮断弁１２７はパイロット電磁弁１１１に向かう作動油の流れを許可する状態に開放する。次いで、従来の蒸気弁装置１０１は、パイロット電磁弁１１１を開放して油圧シリンダ１０６を駆動し、ひいては蒸気弁１０３を開き、蒸気を流通する。

他方、蒸気タービンの異常などに際して蒸気弁１０３を閉じる場合、従来の蒸気弁装置１０１は、急速作動電磁弁１１３を閉じてダンプ弁１１２および遮断弁１２７の作動油を遮断する。作動油が遮断されたダンプ弁１１２は油圧シリンダ１０６内の作動油を廃棄する状態に開放する。他方、作動油が遮断された遮断弁１２７はパイロット電磁弁１１１に向かう作動油の流れを遮断する状態に閉鎖する。そうすると、従来の蒸気弁装置１０１は、蒸気弁１０３を閉じ、蒸気を遮断する。

なお、発電設備は、主蒸気止め弁の他に蒸気加減弁、中間蒸気止め弁、インターセプト弁などの蒸気弁装置を備えており、機能毎に適宜の多重化がなされる。

特開２００６−２３３７９７号公報

ところで、軽水炉発電プラントの設備稼働率改善の方策として、軽水炉発電プラントを長期間停止することなく連続的に運転を行うことが求められている。

しかしながら、軽水炉発電プラントは、連続運転期間が長くなればなるほど故障を生じる可能性が高まる。そこで、軽水炉発電プラントは、仮にいずれかの機器に故障を生じても運転を継続しつつ故障した機器の修理、復旧が可能であるフォールトトレラントな設備であることが望ましい。なお、軽水炉発電プラントの運転中に行う修理、復旧、点検などの保全をオンラインメンテナンスと呼ぶ。

従来の蒸気弁装置の場合、油圧駆動装置、特にパイロット電磁弁や急速作動電磁弁などの電磁パイロット弁に特性不良や動作不良などの故障を生じて蒸気弁の開閉に支障を来す虞がある。この場合、軽水炉発電プラントは、故障した蒸気弁装置を修理、復旧するため、当該蒸気弁装置の作動油の供給を遮断する必要を生じる。

ところが、軽水炉発電プラントは、主蒸気止め弁、蒸気加減弁などの機能毎に適宜の多重化がなされているものの、一般的に各蒸気弁装置が油圧源装置を共有するため、任意の蒸気弁装置の修理、復旧に際して、例えば主蒸気止め弁の全系統あるいは蒸気加減弁の全系統など同様の機能を有する全ての蒸気弁装置に対する作動油の供給を停止する必要があり、油圧源装置を停止して同様の機能を有する全ての蒸気弁装置を閉じ、ひいては蒸気タービンを停止する必要があって、軽水炉発電プラント全体の運転を継続することができなくなるという課題があった。

そこで、本発明は、油圧駆動装置の保全作業に際し、発電設備のオンラインメンテナンスが可能な蒸気弁装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため本発明に係る蒸気弁装置は、蒸気の流れを許可もしくは遮断または加減もしくは遮断する弁体を有する蒸気弁と、前記弁体を駆動する油圧シリンダと、前記油圧シリンダを駆動する作動油の流れを許可もしくは遮断または加減もしくは遮断する第一電磁弁と、前記油圧シリンダ内の作動油を廃棄する開放状態または前記油圧シリンダ内の油圧を保持する閉鎖状態に開閉可能な放出弁と、前記放出弁を閉鎖する作動油の流れを遮断または許可する第二電磁弁と、前記第二電磁弁に向かう作動油の流れを遮断または許可する止め弁と、前記止め弁が接続する廃棄管と、を備え、前記止め弁は、前記第二電磁弁に向かう作動油の油圧源装置、前記第二電磁弁、および前記廃棄管に接続する三方切換弁であることを特徴とする。

本発明によれば、油圧駆動装置の保全作業に際し、発電設備のオンラインメンテナンスが可能な蒸気弁装置を提案できる。

本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置を備える発電設備の一例を示す系統図。 本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置を示す系統図。 本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置におけるパイロット電磁弁と配管との接続構造を示す概略図。 本発明の第２実施形態に係る蒸気弁装置を示す系統図。 従来の蒸気弁装置を示す系統図。

以下、本発明に係る蒸気弁装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
本発明に係る蒸気弁装置の第１実施形態について図１から図３を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置を備える発電設備の一例を示す系統図である。

図１に示すように、蒸気タービン発電設備１は、例えば原子力発電プラントであり、特に改良型沸騰水型軽水炉（ＡＢＷＲ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｂｏｉｌｉｎｇ Ｗａｔｅｒ Ｒｅａｃｔｏｒ）である。蒸気タービン発電設備１は、原子炉２と、高圧タービン３と、湿分分離加熱器５と、低圧タービン６と、復水器８と、給水ポンプ９と、を備える。

原子炉２は、核燃料の核分裂によって炉水を加熱し蒸気にする。原子炉２は、主蒸気止め弁１１および蒸気加減弁１２を順次に経て高圧タービン３に接続し、蒸気を高圧タービン３へ送る。

高圧タービン３は、ターボ機械であり、原子炉２から流れ込む蒸気によって回転する。高圧タービン３は、湿分分離加熱器５に接続し、膨張仕事を終えた蒸気を湿分分離加熱器５へ送る。

湿分分離加熱器５は、高圧タービン３を回転した蒸気の湿分を除去するとともに加熱する。湿分分離加熱器５は、中間蒸気止め弁１３およびインターセプト弁１５を順次に経て低圧タービン６に接続し、湿分を除去して加熱した蒸気を低圧タービン６へ送る。

低圧タービン６は、ターボ機械であり、高圧タービン３に回転軸を直結し、湿分分離加熱器５から流れ込む蒸気によって回転する。低圧タービン６は、復水器８に接続し、膨張仕事を終えた蒸気を復水器８へ送る。高圧タービン３および低圧タービン６の回転は発電機（図示省略）を駆動して発電を行う。

復水器８は、低圧タービン６で膨張仕事を終えた蒸気を凝縮して復水を生じる。

給水ポンプ９は、復水器８の生じる復水を炉水として原子炉２へ圧送する。

主蒸気止め弁１１、蒸気加減弁１２、中間蒸気止め弁１３およびインターセプト弁１５は、蒸気弁装置である。

また、蒸気タービン発電設備１は、タービン３、６の回転数の異常上昇、タービン３、６とケーシング（図示省略）との伸び差、振動の増大、低圧タービン６の排気室の温度高、タービン３、６の軸受油圧の低下、発電機の故障など種々の異常現象を検出し、事故を未然に防止することまたは事故による損傷を最小限に抑えることを目的に様々な保安装置（図示省略）を備える。保安装置は、タービン３、６や発電機の異常を検知すると異常検知信号を出力する。

なお、蒸気タービン発電設備１は、湿分分離加熱器５に代えて湿分分離器（図示省略）を備える軽水炉発電プラント、原子炉２に代えてボイラ（図示省略）を備える一軸型や多軸型コンバインドサイクル発電プラントであっても良い。

図２は、本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置を示す系統図である。

図２に示すように、蒸気弁装置２１は、蒸気の流れを許可もしくは遮断する弁体２２を有する蒸気弁２３と、蒸気弁２３を開閉する油圧駆動装置２５と、を備える。

蒸気弁２３は、蒸気の流れる流路の一部であり高圧タービン３や低圧タービン６の入口に接続する。蒸気弁２３は、弁体２２の開閉を選択的に行い蒸気の流れを許可または遮断する所謂ＯＮ／ＯＦＦ弁であっても良いし、弁体２２の弁開度を連続的または段階的に行い蒸気の流れを加減または遮断する所謂流量調整弁であってもよい。蒸気弁２３を流量調整弁に適用する場合、弁体２２に先んじて蒸気の流通を開始する副弁（図示省略）を備えることができる。

油圧駆動装置２５は、弁体２２を駆動する油圧シリンダ２６と、弁体２２の開度を測定する差動トランス２７と、油圧シリンダ２６を駆動する作動油の流れを許可もしくは遮断するパイロット電磁弁３１と、油圧シリンダ２６内の作動油を廃棄する開放状態または油圧シリンダ２６内の油圧を保持する閉鎖状態に開閉可能なダンプ弁３２と、ダンプ弁３２を閉鎖する作動油の流れを遮断または許可する急速作動電磁弁３３と、急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断または許可する第一止め弁３５と、を備える。

また、油圧駆動装置２５は、ダンプ弁３２に向かう流れから分岐する作動油によって開閉してパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断または許可する遮断弁３７と、遮断弁３７およびパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断または許可する第二止め弁３８と、を備える。

さらに、油圧駆動装置２５は、油圧源装置（図示省略）から遮断弁３７へ作動油を導く第一供給管４１と、遮断弁３７からパイロット電磁弁３１へ作動油を導く第一供給中継管４２と、パイロット電磁弁３１から油圧シリンダ２６へ作動油を導く第二供給中継管４３と、油圧源装置から急速作動電磁弁３３へ作動油を導く第二供給管４５と、急速作動電磁弁３３からダンプ弁３２へ作動油を導く第三供給中継管４６と、第三供給中継管４６から分岐して遮断弁３７へ作動油を導く第四供給中継管４７と、油圧駆動装置２５から油圧源装置へ作動油を戻す廃棄管４８と、油圧シリンダ２６から廃棄管４８へ作動油を戻す第一廃棄中継管４９と、ダンプ弁３２から廃棄管４８へ作動油を戻す第二廃棄中継管５１と、遮断弁３７のドレンの一方から廃棄管４８へ作動油を戻す第三廃棄中継管５２と、パイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７のドレンの他方から廃棄管４８へ作動油を戻す第四廃棄中継管５３と、を備える。

なお、図２に示すパイロット電磁弁３１は油圧シリンダ２６を駆動する作動油の流れを許可する状態、急速作動電磁弁３３はダンプ弁３２を閉鎖する作動油の流れを許可する状態、遮断弁３７はパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可する状態を図示するものである。他方、第一止め弁３５は急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断する状態、第二止め弁３８は遮断弁３７およびパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断する状態を示すものである。

油圧シリンダ２６は、弁体２２に直結する油圧ピストン５５と、作動油による油圧を失うと蒸気弁２３を閉じる方向へ油圧ピストン５５を駆動するスプリング５６と、を備える。油圧ピストン５５は、油圧シリンダ２６の内部を弁閉側室２６ａおよび弁開側室２６ｂに仕切る。油圧ピストン５５は、差動トランス２７に接続する。

差動トランス２７は、油圧ピストン５５の変位を測定して蒸気弁２３の開度とする。図１に記載の蒸気加減弁１２となる蒸気弁装置２１の場合、差動トランス２７を多重化して測定の信頼度を増しても良い。

パイロット電磁弁３１は第一電磁弁としての電磁弁である。パイロット電磁弁３１は、油圧源装置から油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを許可または遮断して油圧シリンダ２６を駆動する。パイロット電磁弁３１は、油圧源装置から油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを許可する方向へ弁体３１ａを駆動するスプリング３１ｂを備える。また、パイロット電磁弁３１は、コイル（図示省略）を励磁すると、油圧源装置から油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを遮断し廃棄するとともに油圧ピストン５５側の作動油を廃棄する。

なお、パイロット電磁弁３１は、弁体３１ａの開閉を行い作動油の流れを許可または遮断する所謂ＯＮ／ＯＦＦ弁であっても良いし、弁体３１ａの弁開度を連続的または段階的に行い作動油の流れを加減または遮断するよう流量調整機能を有する所謂サーボ弁であってもよい。パイロット電磁弁３１にサーボ弁を適用する場合、油圧シリンダ２６は弁体２２を適宜の開度に開閉することが可能になり、蒸気弁２３は図１に記載の蒸気加減弁１２として機能する。

ダンプ弁３２は、放出弁であり、油圧源装置からパイロット電磁弁３１を経て油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを油圧ピストン５５内に止めまたは油圧ピストン５５外に廃棄する。ダンプ弁３２は、油圧源装置から急速作動電磁弁３３を経て流れ込む作動油の圧力によって弁体３２ａを閉じ、油圧源装置からパイロット電磁弁３１を経て油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを油圧ピストン５５内に止める。他方、ダンプ弁３２は、油圧源装置から急速作動電磁弁３３を経て流れ込む作動油の圧力を失うと弁体３２ａを開き、油圧源装置からパイロット電磁弁３１を経て油圧ピストン５５へ至る作動油の流れを油圧ピストン５５外に廃棄する。

急速作動電磁弁３３は第二電磁弁としての電磁弁である。急速作動電磁弁３３は、油圧源装置からダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可または遮断してダンプ弁３２および遮断弁３７を開閉する。急速作動電磁弁３３は、油圧源装置からダンプ弁３２へ至る作動油の流れを許可する方向へ弁体３３ａを駆動するスプリング３３ｂを備える。また、急速作動電磁弁３３は、コイル（図示省略）を励磁すると、油圧源装置からダンプ弁３２へ至る作動油の流れを遮断し廃棄するとともにダンプ弁３２側の作動油を廃棄する。

急速作動電磁弁３３は、タービン３、６へ蒸気を送る際、ダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可してダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開いて、パイロット電磁弁３１による蒸気弁２３の開閉制御を許可する。他方、急速作動電磁弁３３は、コイルの励磁信号としての異常検知信号を保安装置から受け取ると、ダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断してダンプ弁３２を開き遮断弁３７を閉じて蒸気弁２３を強制的に閉じる。

なお、本実施形態における電磁弁は、電磁パイロット弁を含む。

遮断弁３７は油圧パイロット弁である。遮断弁３７は、油圧源装置から急速作動電磁弁３３を経て流れ込む作動油の圧力によって弁体３７ａを開き、油圧源装置からパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可する。他方、遮断弁３７は、油圧源装置から急速作動電磁弁３３を経て流れ込む作動油の圧力を失うと弁体３７ａを開き、油圧源装置からパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断し廃棄する。

第一止め弁３５は第二供給管４５と急速作動電磁弁３３との間に介在し、第二止め弁３８は第一供給管４１とパイロット電磁弁３１との間に介在する。

図３は、本発明の第１実施形態に係る蒸気弁装置におけるパイロット電磁弁と配管との接続構造を示す概略図である。

図３に示すように、急速作動電磁弁３３は、一側面に給油口および廃油口の全てを有する所謂サブプレート取付形電磁弁を適用できる。この場合、油圧駆動装置２５は、急速作動電磁弁３３に接続する第二供給管４５、第三供給中継管４６、第三廃棄中継管５２および第四廃棄中継管５３それぞれの一部となる複数の油路５７を有するマニホールドブロック５８と、マニホールドブロック５８および急速作動電磁弁３３に機械的に挟まり油路を中継するとともに第一止め弁３５を収容するアダプタブロック５９と、を備えるよう構成することができる。

所謂サブプレート取付形電磁弁である急速作動電磁弁３３は、マニホールドブロック５８およびアダプタブロック５９のいずれにも機械的、流体的に接続することが可能である。このことは、例えば、既設の油圧駆動装置がマニホールドブロック５８に急速作動電磁弁３３を直接的に接続し、第一止め弁３５を備えていない場合、マニホールドブロック５８と急速作動電磁弁３３との間にアダプタブロック５９を挟み込むことによって容易に改修を行い油圧駆動装置２５を構成することを可能にする。

なお、油圧パイロット弁である遮断弁３７についても同様の接続構成を適用することによって既設の油圧駆動装置に第二止め弁３８を設けて油圧駆動装置２５を容易に構成することを可能にする。

このような構成の蒸気弁装置２１は、保安装置から異常検知信号を受け取ると、急速作動電磁弁３３のコイルを励磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断し、ダンプ弁３２を開き遮断弁３７を閉じて蒸気弁２３を強制的に閉じる。

ところで、蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７に動作不良や特性不良の不適合が発生した場合、蒸気弁２３を閉じて不適合の生じた弁を修理または交換する必要を生じる。

蒸気弁装置２１は、主蒸気止め弁１１、蒸気加減弁１２、中間蒸気止め弁１３およびインターセプト弁１５などの機能毎に多重化されているので、任意の１系統が蒸気弁２３を閉じても蒸気タービン発電設備１の運転を継続できる。そして、蒸気弁装置２１は、多重化された他の蒸気弁装置２１とともに油圧源装置から作動油の供給を受けるところ、第一止め弁３５および第二止め弁３８によって、個別に作動油の供給を遮断することが可能であり、油圧源装置の運転を継続したまま、ひいてはタービン３、６の運転を継続したままパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７の修理、交換が可能である点で、従来の蒸気弁装置と異なる。蒸気弁装置２１は、第一止め弁３５および第二止め弁３８によって作動油を遮断すれば、他の蒸気弁装置２１に対する作動油の供給を停止することなく、ひいては蒸気タービン発電設備１を停止することなく動作不良や特性不良の不適合が発生したパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７の修理、交換を行うことができる。

具体的には、蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１に不適合が発生した場合、急速作動電磁弁３３のコイルを励磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断し、ダンプ弁３２を開き遮断弁３７を閉じる。そうすると、ダンプ弁３２は油圧シリンダ２６内の作動油を第二廃棄中継管５１へ廃棄する。油圧を失った油圧シリンダ２６は蒸気弁２３を閉じ、廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻る。一方、遮断弁３７はパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを第四廃棄中継管５３へ廃棄する。廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻り、作動油の供給が絶たれたパイロット電磁弁３１は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１の修理、交換が終わった後、急速作動電磁弁３３のコイルを消磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開いて正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１は、急速作動電磁弁３３に不適合が発生した場合、パイロット電磁弁３１のコイルを励磁して油圧シリンダ２６へ至る作動油の流れを遮断し、蒸気弁２３を閉じる。また、蒸気弁装置２１は、第一止め弁３５を閉じて急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断する。作動油の供給が絶たれた急速作動電磁弁３３は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１は、急速作動電磁弁３３の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１は、急速作動電磁弁３３の修理、交換が終わった後、第一止め弁３５を開いてダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開いて正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３に不適合が発生した場合、第一止め弁３５を閉じて急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断し、第二止め弁３８を閉じてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断して、蒸気弁２３を閉じる。作動油の供給が絶たれたパイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３の修理、交換が終わった後、第一止め弁３５を開いてダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開くとともに、第二止め弁３８を開いてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可して正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１は、遮断弁３７に不適合が発生した場合、急速作動電磁弁３３のコイルを励磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断し、ダンプ弁３２を開く。また、蒸気弁装置２１は、第二止め弁３８を閉じてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断して、蒸気弁２３を閉じる。そうすると、ダンプ弁３２は油圧シリンダ２６内の作動油を第二廃棄中継管５１へ廃棄する。油圧を失った油圧シリンダ２６は蒸気弁２３を閉じ、廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻る。作動油の供給が絶たれた遮断弁３７は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１は、遮断弁３７の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１は、遮断弁３７の修理、交換が終わった後、急速作動電磁弁３３のコイルを消磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開くとともに、第二止め弁３８を開いてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可して正常な運転が可能になる。

本実施形態に係る蒸気弁装置２１は、パイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７に故障が生じても油圧源装置から流れ込む作動油を遮断する事が可能であり、油圧源装置の運転を継続したまま、ひいては蒸気タービンを継続し、蒸気タービン発電設備１の運転を継続したままパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７のオンラインメンテナンスが可能になり、特に軽水炉発電プラントでは設備稼働率を改善して長期間停止することなく連続的に運転を行うことを可能にする。

［第２の実施形態］
本発明に係る蒸気弁装置の第２実施形態について図４を参照して説明する。

図４は、本発明の第２実施形態に係る蒸気弁装置を示す系統図である。

なお、本実施形態において、第１実施形態と共通する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、蒸気弁装置２１Ａは、急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断または許可する第一止め弁６１と、遮断弁３７およびパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断または許可する第二止め弁６２と、廃棄管４８内の作動油が油圧シリンダ２６、ダンプ弁３２および急速作動電磁弁３３へ逆流することを防ぐ逆止弁６３と、を備える。

なお、図４示す第一止め弁６１は急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断する状態、第二止め弁６２は遮断弁３７およびパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断する状態を示すものである。

第一止め弁６１は、三方切換弁であり、油圧源装置、急速作動電磁弁３３および廃棄管４８のいずれかに接続する少なくとも３つの接続口を有する。第一止め弁６１は、急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを許可する他、急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断して廃棄管４８へ廃棄するよう油路を切換えることができる。

第二止め弁６２は、三方切換弁であり、油圧源装置、遮断弁３７および廃棄管４８のいずれかに接続する少なくとも３つの接続口を有する。第二止め弁６２は、遮断弁３７およびパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可する他、遮断弁３７に向かう作動油の流れを遮断して廃棄管４８へ廃棄するよう油路を切換えることができる。

なお、第一止め弁６１および第二止め弁６２は、二方切換弁を少なくとも２つずつ組み合わせるものでも良い。

蒸気弁装置２１Ａは、蒸気弁装置２１と同様に多重化された他の蒸気弁装置２１Ａとともに油圧源装置から作動油の供給を受けるところ、第一止め弁６１および第二止め弁６２によって、個別に作動油の供給を遮断することが可能であり、油圧源装置の運転を継続したまま、ひいてはタービン３、６の運転を継続したままパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７の修理、交換が可能である点で、従来の蒸気弁装置と異なる。蒸気弁装置２１Ａは、第一止め弁６１および第二止め弁６２によって作動油を遮断すれば、他の蒸気弁装置２１Ａに対する作動油の供給を停止することなく、ひいては蒸気タービン発電設備１を停止することなく動作不良や特性不良の不適合が発生したパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７の修理、交換を行うことができる。

具体的には、蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１に不適合が発生した場合、急速作動電磁弁３３のコイルを励磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断し、ダンプ弁３２を開き遮断弁３７を閉じる。そうすると、ダンプ弁３２は油圧シリンダ２６内の作動油を第二廃棄中継管５１へ廃棄する。油圧を失った油圧シリンダ２６は蒸気弁２３を閉じ、廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻る。一方、遮断弁３７はパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを廃棄管４８に接続する第四廃棄中継管５３へ廃棄する。廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻り、作動油の供給が絶たれたパイロット電磁弁３１は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１の修理、交換が終わった後、急速作動電磁弁３３のコイルを消磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開いて正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１Ａは、急速作動電磁弁３３に不適合が発生した場合、パイロット電磁弁３１のコイルを励磁して油圧シリンダ２６へ至る作動油の流れを遮断し、蒸気弁２３を閉じる。また、蒸気弁装置２１Ａは、第一止め弁６１の油路を切り換えて急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断し廃棄管４８へ廃棄する。作動油の供給が絶たれた急速作動電磁弁３３は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１Ａは、急速作動電磁弁３３の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１Ａは、急速作動電磁弁３３の修理、交換が終わった後、第一止め弁６１の油路を切り換えてダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開いて正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３に不適合が発生した場合、第一止め弁６１の油路を切り換えて急速作動電磁弁３３に向かう作動油の流れを遮断し廃棄管４８へ廃棄し、第二止め弁６２の油路を切り換えてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断し廃棄管４８へ廃棄して、蒸気弁２３を閉じる。作動油の供給が絶たれたパイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１および急速作動電磁弁３３の修理、交換が終わった後、第一止め弁６１の油路を切り換えてダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開くとともに、第二止め弁６２の油路を切り換えてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可して正常な運転が可能になる。

次いで、蒸気弁装置２１Ａは、遮断弁３７に不適合が発生した場合、急速作動電磁弁３３のコイルを励磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを遮断し、ダンプ弁３２を開く。また、蒸気弁装置２１Ａは、第二止め弁６２の油路を切り換えてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを遮断し廃棄管４８へ廃棄して、蒸気弁２３を閉じる。そうすると、ダンプ弁３２は油圧シリンダ２６内の作動油を第二廃棄中継管５１へ廃棄する。油圧を失った油圧シリンダ２６は蒸気弁２３を閉じ、廃棄管４８へ流出した作動油は油圧源装置へ戻る。作動油の供給が絶たれた遮断弁３７は単独で取り外すことが可能になる。この状態に至り、蒸気弁装置２１Ａは、遮断弁３７の修理、交換を行うことができる。蒸気弁装置２１Ａは、遮断弁３７の修理、交換が終わった後、急速作動電磁弁３３のコイルを消磁してダンプ弁３２および遮断弁３７へ至る作動油の流れを許可し、ダンプ弁３２を閉じ遮断弁３７を開くとともに、第二止め弁６２の油路を切り換えてパイロット電磁弁３１に向かう作動油の流れを許可して正常な運転が可能になる。

本実施形態に係る蒸気弁装置２１Ａは、パイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７に故障が生じても油圧源装置から流れ込む作動油を遮断する事が可能であり、油圧源装置の運転を継続したまま、ひいては蒸気タービンを継続し、蒸気タービン発電設備１の運転を継続したままパイロット電磁弁３１、急速作動電磁弁３３および遮断弁３７のオンラインメンテナンスが可能になり、特に軽水炉発電プラントでは設備稼働率を改善して長期間停止することなく連続的に運転を行うことを可能にする。

本実施形態に係る蒸気弁装置２１、２１Ａによれば、油圧駆動装置の保全作業に際し、蒸気タービン発電設備１のオンラインメンテナンスが可能になる。

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。

１ 蒸気タービン発電設備
２ 原子炉
３ 高圧タービン
５ 湿分分離加熱器
６ 低圧タービン
８ 復水器
９ 給水ポンプ
１１ 主蒸気止め弁
１２ 蒸気加減弁
１３ 中間蒸気止め弁
１５ インターセプト弁
２１、２１Ａ 蒸気弁装置
２２ 弁体
２３ 蒸気弁
２５ 油圧駆動装置
２６ 油圧シリンダ
２６ａ 弁閉側室
２６ｂ 弁開側室
２７ 差動トランス
３１ パイロット電磁弁
３１ａ 弁体
３１ｂ スプリング
３２ ダンプ弁
３２ａ 弁体
３３ 急速作動電磁弁
３３ａ 弁体
３３ｂ スプリング
３５ 第一止め弁
３７ 遮断弁
３７ａ 弁体
３８ 第二止め弁
４１ 第一供給管
４２ 第一供給中継管
４３ 第二供給中継管
４５ 第二供給管
４６ 第三供給中継管
４７ 第四供給中継管
４８ 廃棄管
４９ 第一廃棄中継管
５１ 第二廃棄中継管
５２ 第三廃棄中継管
５３ 第四廃棄中継管
５５ 油圧ピストン
５６ スプリング
５７ 油路
５８ マニホールドブロック
５９ アダプタブロック
６１ 第一止め弁
６２ 第二止め弁
６３ 逆止弁
１０１ 蒸気弁装置
１０３ 蒸気弁
１０５ 油圧駆動装置
１０６ 油圧シリンダ
１１１ パイロット電磁弁
１１２ ダンプ弁
１１３ 急速作動電磁弁
１２７ 遮断弁

Claims (5)

1. 蒸気の流れを許可もしくは遮断または加減もしくは遮断する弁体を有する蒸気弁と、
   前記弁体を駆動する油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダを駆動する作動油の流れを許可もしくは遮断または加減もしくは遮断する第一電磁弁と、
   前記油圧シリンダ内の作動油を廃棄する開放状態または前記油圧シリンダ内の油圧を保持する閉鎖状態に開閉可能な放出弁と、
   前記放出弁を閉鎖する作動油の流れを遮断または許可する第二電磁弁と、
   前記第二電磁弁に向かう作動油の流れを遮断または許可する止め弁と、
   前記止め弁が接続する廃棄管と、を備え、
   前記止め弁は、前記第二電磁弁に向かう作動油の油圧源装置、前記第二電磁弁、および前記廃棄管に接続して作動油の流れの方向を切り換える三方切換弁であることを特徴とする蒸気弁装置。
2. 前記放出弁に向かう流れから分岐する作動油によって開閉して前記第一電磁弁に向かう作動油の流れを遮断または許可する油圧パイロット弁と、
   前記油圧パイロット弁および前記第一電磁弁に向かう作動油の流れを遮断または許可する第二止め弁と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁装置。
3. 前記第二止め弁は、前記油圧パイロット弁および前記第一電磁弁に向かう作動油の油圧源装置、前記油圧パイロット弁、および前記廃棄管に接続して作動油の流れの方向を切り換える三方切換弁であることを特徴とする請求項２に記載の蒸気弁装置。
4. 前記第二電磁弁に接続する油路を有するマニホールドブロックと、前記第二電磁弁と前記マニホールドブロックとの間に機械的に挟まるとともに前記止め弁を収容するアダプタブロックと、を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の蒸気弁装置。
5. 前記油圧パイロット弁に接続する油路を有するマニホールドブロックと、前記油圧パイロット弁と前記マニホールドブロックとの間に機械的に挟まるとともに前記第二止め弁を収容するアダプタブロックと、を備えることを特徴とする請求項２に記載の蒸気弁装置。

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