特許 6013168 タービン過速度防止システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6013168

(24)【登録日】2016年9月30日

(45)【発行日】2016年10月25日

(54)【発明の名称】タービン過速度防止システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20161011BHJP

   F01D 17/06 20060101ALI20161011BHJP

【ＦＩ】

   F01D25/00 V

   F01D17/06

   F01D25/00 W

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-271706(P2012-271706)

(22)【出願日】2012年12月12日

(65)【公開番号】特開2014-114796(P2014-114796A)

(43)【公開日】2014年6月26日

【審査請求日】2015年7月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大崎 紳介

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−０６５００２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／０９０６２８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５７−１０８４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−０１６１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−０８２９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０７９００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２４０７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０２３１２２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｆ０１Ｄ １７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも３台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部と、
前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも３台の第二検出器が出力する速度信号を入力する第二過速度防止部と、
前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定する異常判定部と、
前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせる信号補完部と、を備えて、
前記信号補完部は、複数の前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合は、前記第二検出器の値のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択することを特徴とするタービン過速度防止システム。

【請求項2】

請求項１に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
前記異常判定部は、前記第一検出器が出力する前記速度信号について中間値偏差大、上下限逸脱及び変化率大を基準として異常か否かを判定することを特徴とするタービン過速度防止システム。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
全ての前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合に、前記第一過速度防止部から前記第二過速度防止部による前記回転数の制御に切り替えを行う切り替え部を備えること特徴とするタービン過速度防止システム。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
前記第一検出器はその検出器をアクティブタイプで構成し、前記第二検出器はその検出器をパッシブタイプで構成したことを特徴とするタービン過速度防止システム。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のタービン過速度防止システムにおいて、
第一検出器が出力する前記速度信号と第二検出器が出力する前記速度信号とを、論理積または論理和をとることを特徴とするタービン過速度防止システム。

【請求項6】

蒸気タービンの速度を検出する少なくとも３台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御するステップと、
前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも３台の第二検出器が出力する速度信号を入力するステップと、
前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定するステップと、
前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせるステップと、を含み、
複数の前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合は、前記第二検出器の値のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択することを特徴とするタービン過速度防止方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、タービン過速度防止技術に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電等の蒸気タービンは、その回転数を安定的に制御し、回転数超過等の非常時には、速やかにその運転を停止させる必要がある。

【0003】

従来、タービンの回転速度の制御は、機械式機構による非常調速装置により行われてきた。また、非常用調速装置の故障時においては、タービンの回転数を速度信号として検出する回転検出器を用いた電気回路によるバックアップ制御が行われていた。

【0004】

近年、機械式機構に係る設備のメンテナンスの困難さから、複数の検出器により計測点を多重化した速度信号に基づいて電気回路により制御する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平１１−８２９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１の技術は、３つの検出器により計測点を３重化することで、１つの検出器の異常があった場合でも、残りの検出器により２重化することで制御システムを維持している。

【0007】

しかし、計測点３重化構成から２重化へ移行した場合、制御システムの信頼性が落ちるという課題がある。また、検出器の異常判定を行う際に、２つの検出器による信号では中間値偏差大による判定が難しい。このため、上下限逸脱による判定及び残りの２つの信号をモニタして手動での選択作業が必要となり、信頼性の高い異常判定が難しいという課題もある。

【0008】

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、常に計測点３重化を確保することで、信頼性の高いタービン過速度防止システムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本実施形態のタービン過速度防止システムは、蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも３台の第一検出器が出力する速度信号に基づいて前記蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部と、前記第一検出器とは計測点が異なる少なくとも３台の第二検出器が出力する速度信号を入力する第二過速度防止部と、前記第一検出器が出力する前記速度信号が異常か否かを判定する異常判定部と、前記異常と判定された前記第一検出器が出力する前記速度信号に替えて前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択し、前記回転数の制御をさせる信号補完部と、を備えて、前記信号補完部は、複数の前記第一検出器が出力する前記速度信号が前記異常と判定された場合は、前記第二検出器の値のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で前記第二検出器が出力する前記速度信号を選択することを特徴とするものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態に係るタービン過速度防止システムの構成図。

【図2】本実施形態に適用される異常判定部の構成図。

【図3】本実施形態に適用される異常判定回路の構成図。

【図4】補完する速度信号の選択手順を示したフローチャート。

【図5】本実施形態に適用される速度制御回路の構成図。

【図6】本実施形態に適用される過速度防止回路の構成図。

【図7】多数の速度信号が異常となった場合における、過速度防止回路の構成図。

【図8】本実施形態に適用される過速度防止回路の第一変形例を示した構成図。

【図9】本実施形態に適用される過速度防止回路の第二変形例を示した構成図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

【0012】

図１に示すタービン過速度防止システム１０（以下、システム１０とする）は、蒸気タービンの回転速度を検出する少なくとも３台の第一検出器１１（１１Ａ〜１１Ｃ）が出力する速度信号（ａ，ｂ，ｃ）に基づいて蒸気タービンの回転数を制御する第一過速度防止部１３と、第一検出器１１とは計測点が異なる少なくとも３台の第二検出器１２（１２Ｄ〜１２Ｆ）が出力する速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）を入力する第二過速度防止部１４と、第一検出器１１が出力する速度信号（ａ，ｂ，ｃ）が異常か否かを判定する異常判定部１５と、異常と判定された第一検出器１１が出力する速度信号（ａ，ｂ，ｃ）に替えて第二検出器１２が出力する速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）を選択し、回転数の制御をさせる信号補完部２２と、から構成される。なお、図１では、第一検出器１１を３台、第二検出器１２を３台で構成しているが、各構成要素の数量、位置及び配置は図１に限定されない。

【0013】

第一検出器１１は、図示しない蒸気タービンの回転速度を検出し、それぞれ速度信号（ａ，ｂ，ｃ）を生成する。そして、生成した信号を第一過速度防止部１３へ出力する。
第二検出器１２は、第一検出器１１と同様に、タービンの回転速度を検出し、それぞれ速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）を生成する。そして、生成した信号を第二過速度防止部１４へ出力する。第二検出器１２と第一検出器１１とは、異なる計測点に設置されている。

【0014】

なお、第一検出器１１はアクティブタイプ、第二検出器１２はパッシブタイプとし、それぞれ異なる検出タイプの回転検出器が使用される。なお、アクティブタイプの回転検出器は、自らバッテリを有し、または外部からの給電により、電波等を利用して回転数を検出するものである。一方、パッシブタイプの回転検出器は、自らはバッテリを有さず、タービンの回転によって生じる磁界や電界を利用して回転数を検出するものである。

【0015】

第一過速度防止部１３は、異常判定部１５と、第一速度制御回路１７と、第一過速度防止回路１９と、ゼロ速度検出インターロック２１と、から構成される。異常判定部１５は、第一検出器１１が出力する速度信号（ａ，ｂ，ｃ）を入力して、それぞれの信号が第一検出器１１の故障等により異常か否かについて判定を行う。異常と判定された信号がある場合、信号補完部２２を介して第二過速度防止部１４からバックアップ信号の補完を行う。

【0016】

信号補完部２２は、異常と判定された速度信号（ａ，ｂ，ｃ）に替えて、第一過速度防止部１３から速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）を選択し、異常判定部１５へ補完する。これにより、異常判定部１５は、異常な信号を含まない正常な速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）を、第一速度制御回路１７及び第一過速度防止回路１９に出力する。

【0017】

第一速度制御回路１７は、異常判定部１５から出力される速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）に基づいてタービンの回転数制御を行う。
第一過速度防止回路１９は、速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）が所定の速度を超過した場合は、タービントリップするためのトリップ信号ｓを出力する。なお、ゼロ速度検出インターロック２１は、タービンの回転数が一定の速度を下回ったことを検知するインターロックである。

【0018】

第二過速度防止部１４は、異常判定部１６と、第二速度制御回路１８と、第二過速度防止回路２０と、から構成される。異常判定部１６は、第二検出器１２が出力する速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）を入力して、それぞれの信号が第一検出器１２の故障等により異常か否かについて判定を行う。異常と判定された信号は、信号補完部２２が第一過速度防止部１３へバックアップ信号として選択する候補から除外される。

【0019】

また、異常と判定された信号については、信号補完部２２を介して第一過速度防止部１３からバックアップ信号の補完することができる。したがって、第一過速度防止部１３と第二過速度防止部１４とで、相互に速度信号の補完することができる。これにより、異常判定部１６は、異常な信号を含まない正常な速度信号（ｄ１，ｅ１，ｆ１）を、第二速度制御回路１８及び第二過速度防止回路２０に出力する。

【0020】

切り替え部２３は、全ての第一検出器１１が出力する速度信号（ａ，ｂ，ｃ）が異常と判定された場合に、第一過速度防止部１３から第二過速度防止部１４による速度制御へ切り替えを行う。

【0021】

この場合、第二速度制御回路１８は、異常判定部１６から出力される速度信号（ｄ１，ｅ１，ｆ１）に基づいてタービンの回転数制御を行う。第二過速度防止回路２０は、速度信号（ｄ１，ｅ１，ｆ１）が所定の速度を超過した場合は、タービントリップするためのトリップ信号ｓを出力する。

【0022】

図２は、第一過速度防止部１３に適用される異常判定部１５の概略を示す構成図である。なお、説明のため検出器１１等は省略しているが、構成は図１と同様である。

【0023】

異常判定部１５は、各速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のそれぞれに対応するＡ接点２５及びＢ接点２６と、異常判定回路２４と、から構成されている。
Ａ接点２５は、異常判定回路２４から異常判定信号ｔが入力されていない場合は閉じ、入力された場合は開くように動作する。一方、Ｂ接点２６は、異常判定回路２４から異常判定信号ｔが入力されていない場合は開いており、入力された場合は閉じるように動作する。

【0024】

異常判定信号ｔが入力されていないとき、つまり速度信号（ａ，ｂ，ｃ）が正常のときは、各信号のそれぞれに対応するＡ接点２５は閉じている。よって、これらの信号が、正常な速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）として出力される。しかし、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のいずれかが異常となり、異常判定回路２４から異常判定信号ｔが出力された場合、異常と判定された信号のＡ接点２５は開き、Ｂ接点２６は閉じる。これにより、異常と判定された速度信号は、Ａ接点２５が開くことで遮断される。

【0025】

このとき、信号補完部２２は、バックアップ信号を補完するため、第二過速度防止部１４から正常な速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）のいずれかを選択する。そして、選択した信号を、閉じられているＢ接点２６を介して補完する。

【0026】

例えば、速度信号ａが異常となった場合、Ａ接点２５が開くことにより速度信号ａは遮断される。このとき、信号補完部２２は、第二過速度防止部１４の正常な速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）の中から速度信号ｄを選択する。そして、選択された速度信号ｄを、閉じられているＢ接点２６を介して正常な速度信号ａ１として補完する。

【0027】

異常判定部１６（図１）は、異常判定部１５と同様の構成をとる。異常判定部１６は、速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）のいずれかが異常となった場合は、信号補完部２２を介して第一過速度防止部１３の速度信号（ａ，ｂ，ｃ）をバックアップ信号として補完することができる。

【0028】

異常判定回路２４は、速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）を入力し、それぞれの信号についての上下限逸脱、変化率大、及び中間値偏差大を基準として異常判定を行う。

【0029】

上下限逸脱による異常判定とは、所定の上限値及び下限値を設定し、速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）がこの上下限の範囲に入っていないときは異常と判定することを意味する。変化率大による異常判定とは、速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）について速度の変化率を算出し、算出した値が所定の値より大きいときは異常と判定することを意味する。中間値偏差大による異常判定とは、３つの速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）の中間値と速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）の一つとの差分を求めて、求めた値が所定の値より大きいときは異常と判定することを意味する。

【0030】

異常判定回路２４は、第一検出器１１の生成した速度信号（ａ，ｂ，ｃ）を直接入力せず、Ａ接点２５、Ｂ接点２６を介した速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）を入力する。したがって、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のうち２つの信号が異常となった場合、その２つの信号について第二過速度防止部１４から正常な信号を補完した後に、異常判定回路２４で異常判定できる。これにより、異常判定には３つの信号のうち少なくとも２つの正常な信号を必要とするが、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のうち２つの信号が異常の場合でも、残りの一つの異常を判定することが可能となる。

【0031】

図３は、異常判定回路２４の構成図を示している。速度信号ａ１の異常判定を例に具体的に説明する。微分器２８は、速度信号ａ１を入力し、この速度信号ａ１の変化率を計算し、その値を上限設定器２９へ出力する。上限設定器２９は、入力された信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号をＯＲ演算子３３へ出力する。

【0032】

上下限設定器３０は、速度信号ａ１を入力し、この速度信号が所定の上限及び下限の範囲内にあるかを判定する。範囲内にない時は成立信号をＯＲ演算子３３へ出力する。

【0033】

中間値選択器２７は、速度信号ａ１，ｂ１及びｃ１を入力し、これらの信号の中間値を選択し、差分回路３１へ出力する。差分回路は、この中間値と速度信号ａ１との差分信号を上限設定器３２に入力する。上限設定器３２は、入力された差分信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号をＯＲ演算子３３へ出力する。

【0034】

ＯＲ演算子３３は、上限設定器２９、３２または上下限設定器３０のいずれか一つから成立信号が入力された場合は、ＯＲ演算子３４に成立信号を出力する。そして、ＯＲ演算子３４は、ＯＲ演算子３３から出力された信号またはＯＲ演算子３４自身から出力された信号のいずれかから成立信号が入力された場合は、成立信号を出力する。

【0035】

ＯＲ演算子３４から成立信号が出力された場合は、速度信号ａ１は異常信号と判定される。同様に、速度信号ｂ１，ｃ１についても異常判定を行う。

【0036】

次に、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のいずれかが異常と判定された場合、信号補完部２２において、バックアップ信号として補完する速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）の選択手順について説明する。

【0037】

図４は、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のいずれかが異常となった場合の信号補完部２２による補完手順を示したフローチャートである。ここでは、速度信号ｄを補完する場合について説明する。なお、異常となった速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）については、選択候補から除外される。

【0038】

まず、速度信号ｄを選択し（Ｓ１０）、すでに第一過速度防止部１３（図１）にバックアップ信号として補完されていないかを判断する。速度信号ｄが選択されている場合は、終了する（Ｓ１１、Ｙｅｓ）。

【0039】

次に、速度信号ｄが選択されていない場合について検討する。（Ｓ１１、Ｎｏ）。
速度信号ｅがバックアップ信号として選択されておらず（Ｓ１２、Ｎｏ）、かつ速度信号ｆも選択されていない場合（Ｓ１３、Ｎｏ）、速度信号ｄが３つの信号の中間値のとき（Ｓ１４、Ｙｅｓ）、速度信号ｄをバックアップ信号として選択する（Ｓ１５）。
なお、中間値でない場合は、終了する（Ｓ１４、Ｎｏ）。

【0040】

速度信号ｅがバックアップ信号として選択されておらず（Ｓ１２、Ｎｏ）、かつ速度信号ｆが選択されている場合は（Ｓ１３、Ｙｅｓ）、速度信号ｄが最大値のとき（Ｓ１７、Ｙｅｓ）、速度信号ｄをバックアップ信号として選択する（Ｓ１５）。
なお、最大値でない場合は、終了する（Ｓ１７、Ｎｏ）。

【0041】

速度信号ｅがバックアップ信号として選択されており（Ｓ１２、Ｙｅｓ）、かつ速度信号ｆが選択されていない場合は（Ｓ１６、Ｎｏ）、速度信号ｄが最大値のとき（Ｓ１７、Ｙｅｓ）、速度信号ｄをバックアップ信号として選択する（Ｓ１５）。
なお、最大値でない場合は、終了する（Ｓ１７、Ｎｏ）。
速度信号ｅが選択されており（Ｓ１２、Ｙｅｓ）、かつ速度信号ｆが選択されている場合は（Ｓ１６、Ｙｅｓ）、速度信号ｄがバックアップ信号として選択される（Ｓ１５）。

【0042】

速度信号ｅ、ｆについても同様の選択手順を実行し、バックアップ信号を決定する。したがって、速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）は、中間値、高値、低値の優先順位で選択されていくこととなる。

【0043】

ここでは、第二検出器１２の速度信号が３個の場合における選択方法を例示した。第二検出器１２の計測点がＮ個の場合について検討する。この場合における選択方法は、（２Ｎ−１）（Ｎ≧２）台の速度信号が正常のときは、中間値、中間値の１個上の値、中間値の１個下の値、・・・中間値の（Ｎ−１）個上の値、（Ｎ−１）個下の値の順で選択する。

【0044】

一方、（２Ｎ）（Ｎ≧２）台の第二検出器１２の速度信号が正常のときは、低値から（Ｎ＋１）番目の値、低値から（Ｎ）番目の値、低値から（Ｎ＋２）番目の値、・・・、低値から（２Ｎ）番目の値、低値から１番目の値の順で選択する。

【0045】

つまり、第二検出器１２の速度信号のうち、中間値、次に中間値から漸次遠ざかる値の順で選択する。

【0046】

したがって、第一過速度防止部１３の速度信号（ａ，ｂ，ｃ）が異常となった場合でも、第二過速度防止部１４の速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）をバックアップ信号として補完することにより、常に計測点３重化を維持することができる。

【0047】

図５は、第一速度制御回路１７と第二速度制御回路１８との構成図を示している。なお、第一速度制御回路１７、第二速度制御回路１８のみを記載しているが、全体の構成は図１と同様である。

【0048】

第一速度制御回路１７は、異常判定部１５（図１）から出力された正常な速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）が入力される。これらの信号は、中間値選択器３５に入力され、３つの速度信号の中から中間値が選択される。

【0049】

そして、中間値選択器３５は、選択した中間値を制御設定器３６へ出力する。制御設定器３６は、入力された中間値と所定の設定速度とを比較して、その差分を差分信号として速度制御器３７へ出力する。速度制御器３７は、この差分信号に基づいてタービンの回転数を制御する。

【0050】

第二速度制御回路１８は、第一速度制御回路１７と同様の構成をとり、異常判定部１６から出力された正常な速度信号（ｄ１，ｅ１，ｆ１）に基づいてタービンの回転数を制御することができる。

【0051】

第一速度制御回路１７と第二速度制御回路１８とは、Ａ接点３８、Ｂ接点３９及び切り替え部２３を介して接続される。切り替え部２３は、ＡＮＤ演算子４０から構成される。ＡＮＤ演算子４０は、異常判定部１５により速度信号（ａ，ｂ，ｃ）の全てが異常信号と判定された場合は、切り替え信号ｕを出力する。

【0052】

第一速度制御回路１７に設置されたＡ接点３８は、切り替え信号ｕが入力されない場合は閉じ、入力された場合は開くように動作する。一方、第二速度制御回路１８に設置されたＢ接点３９は、切り替え信号ｕが入力されない場合は開き、入力された場合は閉じるように動作する。

【0053】

したがって、切り替え部２３から切り替え信号ｕを出力されていない場合は、Ａ接点３８が閉じているため、第一速度制御回路１７により速度制御を行う。一方、切り替え信号ｕを出力された場合は、Ｂ接点３９が閉じているため、第二速度制御回路１８により速度制御を行う。

【0054】

これにより、第一速度制御回路１７は、常用の速度制御に用いられ、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）の全てが異常信号となったときは、バックアップとして第二速度制御回路１８により速度制御を行うことができる。

【0055】

図６は、第一過速度防止回路１９と第二過速度防止回路２０との構成図を示している。なお、全体の構成は図１と同様である。なお、第一過速度防止回路１９、第二過速度防止回路２０のみを記載しているが、全体の構成は図１と同様である。

【0056】

第一過速度防止回路１９は、異常判定部１５（図１）から出力された正常な速度信号（ａ１，ｂ１，ｃ１）が入力される。これらの信号は、それぞれ上限設定器４１に入力される。上限設定器４１は、入力された信号が所定の上限値以内であるかを判定する。そして、上限値を超えている場合は、成立信号を出力する。

【0057】

２／３モニタ４２は、入力された３つの信号の内で２つの信号が成立した場合は、成立信号を出力するものである。したがって、２／３モニタ４２は、３つの上限設定器４１の内から２つの成立信号が出力され場合は、成立信号を出力する。この成立信号は、トリップ信号ｓとして出力される。

【0058】

第二過速度防止回路２０は、第一過速度防止回路１９と同様の構成をとり、異常判定部１６（図１）から出力された正常な速度信号（ｄ１，ｅ１，ｆ１）に基づいてトリップ信号ｓを出力することができる。

【0059】

第一過速度防止回路１９と第二過速度防止回路２０とは、Ａ接点３８、Ｂ接点３９及び切り替え部２３を介して接続される。Ａ接点３８、Ｂ接点３９及び切り替え部２３については、図５と同じのため説明を省略する。

【0060】

したがって、切り替え部２３から切り替え信号ｕを出力されていない場合は、Ａ接点３８が閉じているため、第一過速度防止回路１９によりトリップ信号ｓを出力する。一方、切り替え信号ｕを出力された場合は、Ｂ接点３９が閉じているため、第二過速度防止回路２０によりトリップ信号ｓを出力する。

【0061】

これにより、第一過速度防止回路１９は、常用の過速度防止に用いられ、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）の全てが異常信号となったときは、第二過速度防止回路２０により過速度防止を行うことができる。

【0062】

また、第二過速度防止回路２０は、バックアップ過速度防止回路４６を備える。バックアップ過速度防止回路４６は、上限設定器４１より設定値が大きな上限設定器４７を有し、第一過速度防止回路１９の動作とは別に単独でトリップ信号ｓを出力することができる。

【0063】

図７は、多数の速度が異常となった場合における、第一過速度防止回路１９、第二過速度防止回路２０の構成を示している。第一過速度防止回路１９の２／３モニタ４２は、速度信号（ａ，ｂ，ｃ）のうち２つが異常となった場合は、成立信号を出力する。一方、第二過速度防止回路２０の２／３モニタ４３は、速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）のうち２つが異常となった場合は、成立信号を出力する。

【0064】

ＡＮＤ演算子４４は、２／３モニタ４２、４３から出力された信号が両方とも成立信号の場合は、トリップ信号ｓを出力する。

【0065】

したがって、第一検出器１１の速度信号（ａ，ｂ，ｃ）の内で２つが異常となり、かつ第二検出器１２の速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）内で２つが異常となった場合は、計測点３重化を維持できない。このとき、トリップ信号ｓ出力することで強制的にタービンをトリップすることができる。

【0066】

図８は、図６で示した第一過速度防止回路１９と第二過速度防止回路２０との構成における変形例を示している。
第一過速度防止回路１９に設けられたＡＮＤ演算子４４は、２／３モニタ４２の出力信号と２／３モニタ４３の出力信号との論理積をとる。そして、いずれの出力信号も成立信号した場合は、トリップ信号ｓを出力する。

【0067】

これにより、計測点６重化を実現することができるため、システム１０の運転継続性が向上する運用とすることができる。

【0068】

図９は、図６で示した第一過速度防止回路１９と第二過速度防止回路２０との構成における変形例を示している。
第一過速度防止回路１９に設けられたＯＲ演算子４５は、２／３モニタ４２の出力信号と２／３モニタ４３の出力信号との論理和をとる。そして、いずれかの出力信号が成立信号の場合は、トリップ信号ｓを出力する。

【0069】

これにより、計測点６重化を実現することができるため、システム１０の過速度検出性を高める運用とすることができる。

【0070】

以上述べた過速度防止システムによれば、第一検出器１１とは計測点が異なる第二検出器１２を少なくとも３台により多重化し、第一検出器１１の速度信号（ａ，ｂ，ｃ）が異常となったときは、第二検出器１２の速度信号（ｄ，ｅ，ｆ）による補完することにより、常に計測点３重化を維持することにより、信頼性の高い過速度防止システムを構成することが可能となる。

【0071】

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。

【符号の説明】

【0072】

１０ タービン過速度防止システム
１１（１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ） 第一検出器
１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ） 第二検出器
１３ 第一過速度防止部
１４ 第二過速度防止部
１５、１６ 異常判定部
１７ 第一速度制御回路
１８ 第二速度制御回路
１９ 第一過速度防止回路
２０ 第二過速度防止回路
２１ ゼロ速度検出インターロック
２２ 信号補完部
２３ 切り替え部
２４ 異常判定回路
２５、３８ Ａ接点
２６、３９ Ｂ接点
２７、３５ 中間値選択器
２８ 微分器
２９、３２、４１、４７ 上限設定器
３０ 上下限設定器
３１ 差分回路
３３、３４、４５ ＯＲ演算子
３６ 制御設定器
３７ 速度制御器
４０、４４ ＡＮＤ演算子
４２、４３ ２／３モニタ
４６ バックアップ過速度防止回路
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１ 速度信号
ｓ トリップ信号
ｔ 異常判定信号
ｕ 切り替え信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】