蒸汽輪機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過蒸汽進行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的蒸汽輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸汽輪機用于機械驅(qū)動用等，具備渦輪主體，該渦輪主體具有被支承為能夠旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子。而且，通過向該渦輪主體供給作為工作流體的蒸汽從而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動轉(zhuǎn)子。在蒸汽輪機中，向渦輪主體供給的蒸汽、從渦輪主體抽出的蒸汽在蒸汽流路中流動。在該蒸汽流路中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，通過具備調(diào)節(jié)閥的開閉驅(qū)動機構(gòu)調(diào)節(jié)蒸汽流路的開閉，由此調(diào)節(jié)蒸汽的流量(例如，參照專利文獻I)。
[0003]而且，一般來說，該調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動為使用液壓伺服機構(gòu)經(jīng)由固定有調(diào)節(jié)閥的一端部的桿來開閉調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)。另一方面，還已知使用以省空間化等為目的的電動致動器來操作桿的機構(gòu)。
[0004]另外，作為雙重安全裝備(Fail safe)的功能，還已知在停電時、控制開閉驅(qū)動機構(gòu)的電子調(diào)節(jié)器發(fā)生故障時，例如利用拉伸螺旋彈簧的作用力來操作桿從而強制地關(guān)閉調(diào)節(jié)閥的功能。
[0005]在先技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平7-19006號公報
[0008]但是，當(dāng)因電動致動器、附屬于該電動致動器的控制器單元的故障導(dǎo)致蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)停止時，需要對蒸汽輪機進行再起動。由于蒸汽輪機的停止.再起動需要大量的費用和時間，因此希望即使在電動致動器、控制器單元發(fā)生故障的情況下，也無需使蒸汽輪機停止的系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供一種即使在電動致動器、控制器單元發(fā)生故障的情況下，蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)也不停止的蒸汽輪機。
[0010]用于解決課題的手段
[0011]本發(fā)明的第一方式的蒸汽輪機具有:渦輪主體，其具有被支承為能夠旋轉(zhuǎn)的葉片；蒸汽流路，其與所述渦輪主體連接且供作為工作流體的蒸汽流通；調(diào)節(jié)閥，其通過進行直線運動來調(diào)節(jié)所述蒸汽流路的開閉；開閉驅(qū)動機構(gòu)，其驅(qū)動所述調(diào)節(jié)閥；電子調(diào)節(jié)器，其至少控制所述開閉驅(qū)動機構(gòu)；以及控制器單元，其控制所述開閉驅(qū)動機構(gòu)的動作，其中，所述開閉驅(qū)動機構(gòu)具有:電動馬達，其被供給電力而進行旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)換機構(gòu)，其將所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為所述調(diào)節(jié)閥的直線運動；以及制動器，其對所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動進行制動，所述控制器單元與所述電子調(diào)節(jié)器中的至少一方在所述電動馬達與所述控制器單元中的至少一方發(fā)生故障時，進行如下控制:使所述制動器工作而對所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動進行制動，保持所述調(diào)節(jié)閥的位置。
[0012]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在電動馬達與控制器單元發(fā)生故障時仍保持調(diào)節(jié)閥的閥開度，因此能夠不使蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)停止地運用蒸汽輪機。
[0013]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述制動器通過無停電電源而被供給電力，且構(gòu)成為通過被切斷向該制動器供給的電力而工作，從而對所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動進行制動，所述控制器單元與所述電子調(diào)節(jié)器中的至少一方在所述電動馬達與所述控制器單元中的至少一方發(fā)生故障時切斷向所述制動器供給的電力。
[0014]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用無停電電源供給通向制動器的電力，從而能夠防止因停電等導(dǎo)致制動器誤工作。
[0015]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述蒸汽輪機具備限制傳感器，該限制傳感器檢測超過規(guī)定范圍地驅(qū)動了所述調(diào)節(jié)閥這一情況，所述控制器單元與所述電子調(diào)節(jié)器中的至少一方在所述限制傳感器檢測到所述調(diào)節(jié)閥的超過規(guī)定范圍的驅(qū)動的情況下，進行如下控制:使所述制動器工作而對所述電動馬達的旋轉(zhuǎn)運動進行制動，保持所述調(diào)節(jié)閥的位置。
[0016]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能夠防止在因控制器單元的控制異常等導(dǎo)致將調(diào)節(jié)閥驅(qū)動至計劃值以上的情況下，過多的蒸汽流入渦輪主體。
[0017]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述蒸汽輪機具備限制構(gòu)件，該限制構(gòu)件機械式地限制所述調(diào)節(jié)閥的驅(qū)動。
[0018]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，在因控制器單元的控制異常等導(dǎo)致將調(diào)節(jié)閥驅(qū)動至計劃值以上的情況下，能夠防止過多的蒸汽流入渦輪主體。
[0019]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述轉(zhuǎn)換機構(gòu)具備:滾珠絲杠，其被所述電動馬達旋轉(zhuǎn)驅(qū)動；以及螺母，其與所述滾珠絲杠螺合并且與所述調(diào)節(jié)閥連接。
[0020]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，隨著滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)，與其螺合的螺母沿著滾珠絲杠進行直線運動，與該螺母連接的調(diào)節(jié)閥也進行直線運動。由此，通過滾珠絲杠與螺母這種簡單的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)㈦妱玉R達的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)閥的直線運動。另外，通過將開閉驅(qū)動機構(gòu)形成為簡單的結(jié)構(gòu)，能夠減小其設(shè)置空間。
[0021]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述蒸汽輪機還具備備用控制器單元，該備用控制器單元在所述控制器單元發(fā)生故障時，控制所述開閉驅(qū)動機構(gòu)的動作。
[0022]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在控制器單元發(fā)生故障時，備用控制器單元也會代替控制器單元而控制開閉驅(qū)動機構(gòu)的動作，因此能夠?qū)崿F(xiàn)蒸汽輪機的連續(xù)運轉(zhuǎn)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)。
[0023]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，所述蒸汽輪機還具備備用開閉驅(qū)動機構(gòu)，該備用開閉驅(qū)動機構(gòu)在所述開閉驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生故障時驅(qū)動所述調(diào)節(jié)閥。
[0024]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，即使在開閉驅(qū)動機構(gòu)發(fā)生故障時，備用開閉驅(qū)動機構(gòu)也會代替開閉驅(qū)動機構(gòu)而驅(qū)動調(diào)節(jié)閥，因此能夠?qū)崿F(xiàn)蒸汽輪機的連續(xù)運轉(zhuǎn)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)。
[0025]在上述蒸汽輪機中，優(yōu)選為，通過電子調(diào)節(jié)器來檢測所述電動馬達與所述控制器單元中的至少一方的故障。
[0026]發(fā)明效果
[0027]根據(jù)本發(fā)明，即使在電動馬達和控制器單元發(fā)生故障時仍保持調(diào)節(jié)閥的閥開度，因此能夠不使蒸汽輪機的運轉(zhuǎn)停止地運用蒸汽輪機。
【附圖說明】
[0028]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的蒸汽輪機的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖2是表示開閉驅(qū)動機構(gòu)的周邊的概要立體圖。
[0030]圖3是表示電動致動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的概要剖視圖。
[0031]圖4是表示電動致動器的周邊的概要立體圖。
[0032]圖5是表示聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)的概要主視圖。
[0033]圖6是表示鎖定機構(gòu)的結(jié)構(gòu)的概要俯視圖。
[0034]圖7是表示限位開關(guān)單元與上升量檢測裝置的結(jié)構(gòu)的概要主視圖。
[0035]圖8是表示第一實施方式的蒸汽輪機中的電動致動器的控制的示意圖。
[0036]圖9是表示第一實施方式的變形例的蒸汽輪機中的電動致動器的控制的示意圖。
[0037]圖10是表示第一實施方式的變形例的蒸汽輪機中的電動致動器的控制的示意圖。
【具體實施方式】
[0038](第一實施方式)
[0039]參照附圖對本發(fā)明的第一實施方式的蒸汽輪機進行說明。圖1是表示第一實施方式的蒸汽輪機10的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0040]如圖1所示，本實施方式的蒸汽輪機10具備:渦輪主體11、供作為工作流體的蒸汽流通的蒸汽流路12、調(diào)節(jié)閥13、桿構(gòu)件14、開閉驅(qū)動機構(gòu)15、鎖定機構(gòu)16 (在圖4以及圖6中示出)、以及控制開閉驅(qū)動機構(gòu)15的電子調(diào)節(jié)器17。
[0041](渦輪主體)
[0042]渦輪主體11具有:筒狀的外殼111、設(shè)置于外殼111上的軸承112、以能夠旋轉(zhuǎn)的方式支承于軸承112且配設(shè)于外殼111內(nèi)部的轉(zhuǎn)子113、以及檢測該轉(zhuǎn)子113的旋轉(zhuǎn)速度的速度檢測傳感器114。而且，轉(zhuǎn)子113具備旋轉(zhuǎn)軸115和固定于該旋轉(zhuǎn)軸115上的葉片116。這樣構(gòu)成的葉片116通過蒸汽而旋轉(zhuǎn)，并通過其旋轉(zhuǎn)力來驅(qū)動壓縮機18。
[0043](蒸汽流路)
[0044]蒸汽流路12是向渦輪主體11供給蒸汽的流路。蒸汽流路12從其蒸汽導(dǎo)入口 121導(dǎo)入蒸汽，并且其蒸汽供給口 122與渦輪主體11連接。另外，在蒸汽導(dǎo)入口 121與蒸汽供給口 122之間設(shè)置有縮窄蒸汽流路12的流路寬度而形成的節(jié)流孔123。
[0045]需要說明的是，在本實施方式中，作為本發(fā)明的“蒸汽流路”，以供向渦輪主體11供給的蒸汽流通的流路為例來進行說明，但蒸汽流路12不限于此，例如也可以是供從渦輪主體11抽出的蒸汽流通的流路。
[0046](調(diào)節(jié)閥)
[0047]調(diào)節(jié)閥13是調(diào)節(jié)向渦輪主體11供給的蒸汽的量的閥。該調(diào)節(jié)閥13是在棒狀的臂構(gòu)件131的一端部設(shè)置有大致半圓形狀的密封構(gòu)件132的構(gòu)件，臂構(gòu)件131的另一端部固定于所述桿構(gòu)件14的長度方向中間部。根據(jù)這樣構(gòu)成的調(diào)節(jié)閥13，隨著臂構(gòu)件131沿著蒸汽流路12進行直線運動，其前端部的密封構(gòu)件132與蒸汽流路12的節(jié)流孔123嵌合或者分離。由此，節(jié)流孔123的開口直徑變化，從而經(jīng)由該節(jié)流孔123供給至渦輪主體11的蒸汽的流量變化。
[0048]以下，將調(diào)節(jié)閥13的密封構(gòu)件132從蒸汽流路12的節(jié)流孔123分離稱為上升，將開閉驅(qū)動機構(gòu)的計劃值中的最大的上升量設(shè)為上升量100%，將調(diào)節(jié)閥的密封構(gòu)件132與節(jié)流孔123嵌合的狀態(tài)設(shè)為上升量0%。
[0049](桿構(gòu)件)