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公開番号2025140696
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040241
出願日2024-03-14
発明の名称機械油圧式制御装置監視装置、機械油圧式制御装置監視システム、および機械油圧式制御装置監視方法
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F01D 17/10 20060101AFI20250919BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】機械油圧式制御装置の故障予兆や故障要因を判定する。
【解決手段】上記課題を達成するために、本実施形態の機械油圧式制御装置監視装置は、起動装置の開度と速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第一計測関係を記録する記録部と、起動装置の開度の基準値と速度リレーの開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第一基準関係を設定する設定部と、起動装置の開度と起動装置の開度の基準値との関係を判定するための第一設定値に基づいて、故障予兆および故障要因を判定する判定部と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気弁の弁開度を調整する油圧駆動部を駆動すべく、前記油圧駆動部に供給される制御油の供給量を調整する加減弁油筒パイロット弁を含む油圧駆動装置と、
前記加減弁油筒パイロット弁の弁開度を調整する速度リレーを駆動すべく、前記速度リレーに供給される制御油の供給量を調整する補助パイロット弁、前記速度リレーと前記補助パイロット弁とを連結する回転パイロット弁スリーブを流れる前記制御油の流量を調整する同期装置、および前記補助パイロット弁の弁開度を調整する起動装置を含む機械油圧式制御装置と、
を監視する機械油圧式制御装置監視装置であって、
前記起動装置の開度と前記速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第一計測関係、前記同期装置の開度と前記速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第二計測関係、前記速度リレーの開度と前記油圧駆動部の開度または油圧の少なくとも一方との関係となる第三計測関係、前記油圧駆動部の開度と前記蒸気弁の開度との関係となる第四計測関係、前記起動装置の開度と前記補助パイロット弁の開度との関係となる第五計測関係、および前記速度リレーの開度と前記加減弁油筒パイロット弁の開度との関係となる第六計測関係の少なくとも一つを記録する記録部と、
前記起動装置の開度と前記起動装置の開度の基準値との関係を判定するための第一設定値、前記同期装置の開度と前記同期装置の開度の基準値との関係を判定するための第二設定値、前記速度リレーの開度と前記速度リレーの開度の基準値との関係を判定するための第三設定値、前記油圧駆動部の開度と前記油圧駆動部の開度の基準値との関係を判定するための第四設定値、前記補助パイロット弁の開度と前記補助パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第五設定値、および前記加減弁油筒パイロット弁の開度と前記加減弁油筒パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第六設定値の少なくとも一つに基づいて、前記機械油圧式制御装置、前記油圧駆動装置、および前記蒸気弁の少なくとも一つにおける故障予兆および故障要因を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする機械油圧式制御装置監視装置。
続きを表示（約 2,300 文字）【請求項２】
前記起動装置の開度の基準値と前記速度リレーの開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第一基準関係、前記同期装置の開度の基準値と前記速度リレーの開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第二基準関係、前記速度リレーの開度の基準値と前記油圧駆動部の開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第三基準関係、前記油圧駆動部の開度の基準値と前記蒸気弁の開度の基準値との関係となる第四基準関係、前記起動装置の開度の基準値と前記補助パイロット弁の開度の基準値との関係となる第五基準関係、および前記速度リレーの開度の基準値と前記加減弁油筒パイロット弁の開度の基準値との関係となる第六基準関係の少なくとも一つを設定する設定部をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の機械油圧式制御装置監視装置。
【請求項３】
前記故障予兆および故障要因に関する警報を出力する警報部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機械油圧式制御装置監視装置。
【請求項４】
前記故障予兆および故障要因に関する内容を表示する表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機械油圧式制御装置監視装置。
【請求項５】
蒸気弁の弁開度を調整する油圧駆動部を駆動すべく、前記油圧駆動部に供給される制御油の供給量を調整する加減弁油筒パイロット弁を含む油圧駆動装置と、
前記加減弁油筒パイロット弁の弁開度を調整する速度リレーを駆動すべく、前記速度リレーに供給される制御油の供給量を調整する補助パイロット弁、前記速度リレーと前記補助パイロット弁とを連結する回転パイロット弁スリーブを流れる前記制御油の流量を調整する同期装置、および前記補助パイロット弁の弁開度を調整する起動装置を含む機械油圧式制御装置と、
請求項１に記載の機械油圧式制御装置監視装置と、
を備えたことを特徴とする機械油圧式制御装置監視システム。
【請求項６】
蒸気弁の弁開度を調整する油圧駆動部を駆動すべく、前記油圧駆動部に供給される制御油の供給量を調整する加減弁油筒パイロット弁を含む油圧駆動装置と、
前記加減弁油筒パイロット弁の弁開度を調整する速度リレーを駆動すべく、前記速度リレーに供給される制御油の供給量を調整する補助パイロット弁、前記速度リレーと前記補助パイロット弁とを連結する回転パイロット弁スリーブを流れる前記制御油の流量を調整する同期装置、および前記補助パイロット弁の弁開度を調整する起動装置を含む機械油圧式制御装置と、
を監視する機械油圧式制御装置監視方法であって、
前記起動装置の開度と前記速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第一計測関係、前記同期装置の開度と前記速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第二計測関係、前記速度リレーの開度と前記油圧駆動部の開度または油圧の少なくとも一方との関係となる第三計測関係、前記油圧駆動部の開度と前記蒸気弁の開度との関係となる第四計測関係、前記起動装置の開度と前記補助パイロット弁の開度との関係となる第五計測関係、および前記速度リレーの開度と前記加減弁油筒パイロット弁の開度との関係となる第六計測関係の少なくとも一つを記録するステップと、
前記起動装置の開度と前記起動装置の開度の基準値との関係を判定するための第一設定値、前記同期装置の開度と前記同期装置の開度の基準値との関係を判定するための第二設定値、前記速度リレーの開度と前記速度リレーの開度の基準値との関係を判定するための第三設定値、前記油圧駆動部の開度と前記油圧駆動部の開度の基準値との関係を判定するための第四設定値、前記補助パイロット弁の開度と前記補助パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第五設定値、および前記加減弁油筒パイロット弁の開度と前記加減弁油筒パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第六設定値の少なくとも一つに基づいて、前記機械油圧式制御装置、前記油圧駆動装置、および前記蒸気弁の少なくとも一つにおける故障予兆および故障要因を判定するステップと、
を含むことを特徴とする機械油圧式制御装置監視方法。
【請求項７】
前記起動装置の開度の基準値と前記速度リレーの開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第一基準関係、前記同期装置の開度の基準値と前記速度リレーの開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第二基準関係、前記速度リレーの開度の基準値と前記油圧駆動部の開度または油圧の少なくとも一方の基準値との関係となる第三基準関係、前記油圧駆動部の開度の基準値と前記蒸気弁の開度の基準値との関係となる第四基準関係、前記起動装置の開度の基準値と前記補助パイロット弁の開度の基準値との関係となる第五基準関係、および前記速度リレーの開度の基準値と前記加減弁油筒パイロット弁の開度の基準値との関係となる第六基準関係の少なくとも一つを設定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の機械油圧式制御装置監視方法。
【請求項８】
前記故障予兆および故障要因を警報するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の機械油圧式制御装置監視方法。
【請求項９】
前記故障予兆および故障要因を表示するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の機械油圧式制御装置監視方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、機械油圧式制御装置監視装置、機械油圧式制御装置監視システム、および機械油圧式制御装置監視方法に関する。
続きを表示（約 3,100 文字）【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンにおいて蒸気の流量制御や圧力制御のために使用される加減弁は、例えば、機械油圧式制御装置により制御される。機械油圧式制御装置は、速度リレーの開度を出力として、油圧駆動装置および駆動機構を介して加減弁を動作させ、蒸気タービンへの蒸気の供給量を制御する。この機械油圧式制御装置では、経年劣化による様々な要因で故障が発生し得る。発電プラントで機械油圧式制御装置が故障した場合、発電プラントを計画外に停止して、機械油圧式制御装置の開放点検を含む各部調査を実施する。調査の結果、故障の箇所や程度によっては、発電プラントを長期間停止して、修理や部品交換などの復旧処置を行う場合がある。このため、発電プラントの稼働率を維持するために、発電プラントの計画外の停止を防止したいという市場ニーズが存在する。
【０００３】
そこで、機械油圧式制御装置の故障が実際に発生する前に、機械油圧式制御装置の故障予兆や故障要因を判定することができる技術の開発が期待されている。このような技術により、発電プラントの停止前に故障予兆や故障要因に対する解決策のための準備を行うことから、発電プラントの停止期間の防止または短縮を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－１３１９２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような事情に対処したものであり、本発明が解決しようとする課題は、機械油圧式制御装置の故障予兆の監視や故障要因の判定を行うことができる機械油圧式制御装置監視装置、機械油圧式制御装置監視システム、および機械油圧式制御装置監視方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するために、本実施形態の機械油圧式制御装置監視装置は、蒸気弁の弁開度を調整する油圧駆動部を駆動すべく、前記油圧駆動部に供給される制御油の供給量を調整する加減弁油筒パイロット弁を含む油圧駆動装置と、前記加減弁油筒パイロット弁の弁開度を調整する速度リレーを駆動すべく、前記速度リレーに供給される制御油の供給量を調整する補助パイロット弁、前記速度リレーと前記補助パイロット弁とを連結する回転パイロット弁スリーブを流れる前記制御油の流量を調整する同期装置、および前記補助パイロット弁の弁開度を調整する起動装置を含む機械油圧式制御装置と、を監視する装置である。また、本実施形態の機械油圧式制御装置監視装置は、起動装置の開度と速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第一計測関係、同期装置の開度と速度リレーの開度および油圧の少なくとも一方との関係となる第二計測関係、速度リレーの開度と油圧駆動部の開度または油圧の少なくとも一方との関係となる第三計測関係、油圧駆動部の開度と加減弁の開度との関係となる第四計測関係、起動装置の開度と補助パイロット弁の開度との関係となる第五計測関係、および速度リレーの開度と加減弁油筒パイロット弁の開度との関係となる第六計測関係の少なくとも一つを記録する記録部を備える。また、本実施形態の機械油圧式制御装置監視装置は、起動装置の開度と起動装置の開度の基準値との関係を判定するための第一設定値、同期装置の開度と同期装置の開度の基準値との関係を判定するための第二設定値、速度リレーの開度と速度リレーの開度の基準値との関係を判定するための第三設定値、油圧駆動部の開度と油圧駆動部の開度の基準値との関係を判定するための第四設定値、補助パイロット弁の開度と補助パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第五設定値、および加減弁油筒パイロット弁の開度と加減弁油筒パイロット弁の開度の基準値との関係を判定するための第六設定値の少なくとも一つに基づいて、機械油圧式制御装置、油圧駆動装置、および蒸気弁の少なくとも一つにおける故障予兆および故障要因を判定して警報を出力する警報部を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１の概略構成図。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）から（ｄ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法１００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）から（ｄ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法２００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）から（ｄ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法３００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法４００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法５００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１による監視についての説明図であり、（ａ）は、正常時を説明するためのグラフであり、（ｂ）は、故障時を説明するためのグラフ。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視方法６００を示すフローチャート。
本実施形態の機械油圧式制御装置監視装置３０で判定される故障予兆および故障要因をまとめた表。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る機械油圧式制御装置監視装置、機械油圧式制御装置監視システム、および機械油圧式制御装置監視方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態を例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、実施形態で参照する図面において、同一部分又は同様の機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、図面の寸法比率が実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図面から省略される場合がある。
【０００９】
図１を用いて、本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１の概略構成について説明する。図１は、本実施形態の機械油圧式制御装置監視システム１の概略構成図である。
【００１０】
機械油圧式制御装置監視システム１は、タービン用の流体を制御するシステムである。ここでいう蒸気タービン用の流体としては、蒸気タービンで使用される蒸気や、ガスタービンで使用される燃料ガスなどが挙げられる。機械油圧式制御装置監視システム１は、加減弁２と、油圧駆動装置４と、機械油圧式制御装置１０と、機械油圧式制御装置監視装置３０と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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