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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024014296
(43)【公開日】2024-02-01
(54)【発明の名称】蒸気弁制御調整支援システムおよび蒸気弁制御調整方法
(51)【国際特許分類】
G05B 11/36 20060101AFI20240125BHJP
F01D 17/10 20060101ALI20240125BHJP
【ＦＩ】
G05B11/36 U
F01D17/10 L
F01D17/10 C
G05B11/36 L
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022117010
(22)【出願日】2022-07-22
(71)【出願人】
【識別番号】000003078
【氏名又は名称】株式会社東芝
(71)【出願人】
【識別番号】317015294
【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001092
【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヘルナンデス ヘレラ マルコス
(72)【発明者】
【氏名】後藤 大輝
(72)【発明者】
【氏名】正部家 仁
【テーマコード（参考）】
3G071
5H004
【Ｆターム（参考）】
3G071AA01
3G071AB01
5H004GA21
5H004GA34
5H004GB20
5H004HA07
5H004HB07
5H004KA47
(57)【要約】
【課題】蒸気弁の調整の時間と人数を低減する。
【解決手段】実施形態によれば蒸気弁制御調整支援システム１００は、対象とする蒸気弁に関して、試験用の入力端から順次入力し計測器から得る各部の変位データである計測データに基づき蒸気弁の制御機構を調整する蒸気弁制御調整支援システム１００であって、計測データを受け入れる入力部１１０と、計測データおよび制御機構の調整において必要な各特性の判定用に用いられる複数の区分特性判定用データを記憶する記憶部１２０と、計測データを変換し調整の要否を判定し調整量を算出する演算部１３０とを備える。
【選択図】図４
【解決手段】実施形態によれば蒸気弁制御調整支援システム１００は、対象とする蒸気弁に関して、試験用の入力端から順次入力し計測器から得る各部の変位データである計測データに基づき蒸気弁の制御機構を調整する蒸気弁制御調整支援システム１００であって、計測データを受け入れる入力部１１０と、計測データおよび制御機構の調整において必要な各特性の判定用に用いられる複数の区分特性判定用データを記憶する記憶部１２０と、計測データを変換し調整の要否を判定し調整量を算出する演算部１３０とを備える。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
対象とする蒸気弁に関して、試験用の入力端から順次入力し計測器から得る各部の変位データである計測データに基づき前記蒸気弁の制御機構を調整する蒸気弁制御調整支援システムであって、
前記計測データを受け入れる入力部と、
前記計測データおよび前記制御機構の調整において必要な各特性の判定用に用いられる複数の区分特性判定用データを記憶する記憶部と、
前記計測データを変換し調整の要否を判定し調整量を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする蒸気弁制御調整支援システム。
前記計測データを受け入れる入力部と、
前記計測データおよび前記制御機構の調整において必要な各特性の判定用に用いられる複数の区分特性判定用データを記憶する記憶部と、
前記計測データを変換し調整の要否を判定し調整量を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項2】
前記変位データは、前記蒸気弁に関して同時に採取されたデータの集合であることを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項3】
前記演算部は、
前記計測データを、前記区分特性判定用データと対比可能な複数の区分特性計測データに変換する区分特性導出部と、
複数の前記区分特性計測データのそれぞれについて、管理対象点の値である管理対象値を導出する管理対象値導出部と、
前記区分特性計測データを前記区分特性判定用データと照合する区分特性照合部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
前記計測データを、前記区分特性判定用データと対比可能な複数の区分特性計測データに変換する区分特性導出部と、
複数の前記区分特性計測データのそれぞれについて、管理対象点の値である管理対象値を導出する管理対象値導出部と、
前記区分特性計測データを前記区分特性判定用データと照合する区分特性照合部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項4】
前記演算部は、
前記区分特性照合部の結果に基づいて要調整点を摘出する要調整点摘出部と、
前記要調整点に関しての調整量を算出する調整量算出部と、
をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
前記区分特性照合部の結果に基づいて要調整点を摘出する要調整点摘出部と、
前記要調整点に関しての調整量を算出する調整量算出部と、
をさらに有することを特徴とする請求項３に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項5】
前記演算部は、
前記調整量に基づく下流側の特性を導出する調整量導出部と、
をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
前記調整量に基づく下流側の特性を導出する調整量導出部と、
をさらに有することを特徴とする請求項４に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項6】
前記演算部は、前記区分特性計測データのそれぞれについて、グラフデータを作成するグラフデータ作成部をさらに有し、
前記グラフデータに基づいてグラフを表示する出力部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
前記グラフデータに基づいてグラフを表示する出力部をさらに有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項7】
前記管理対象点は、動き出し点、オンポート点、折れ点、全開点およびヒステリシスの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３に記載の蒸気弁制御調整支援システム。
【請求項8】
対象とする蒸気弁に関して、試験用の入力端から順次入力し計測器から得る各部の変位データである計測データに基づき前記蒸気弁の制御機構を調整する蒸気弁制御調整方法であって、
最上流部を操作し最下流までの各計測値を同時採取するステップと、
蒸気弁制御調整支援システムの演算部が、調整の要否を判断するステップと、
前記調整が必要と判断された場合に、前記演算部が調整量を決定するステップと、
を有することを特徴とする蒸気弁制御調整方法。
最上流部を操作し最下流までの各計測値を同時採取するステップと、
蒸気弁制御調整支援システムの演算部が、調整の要否を判断するステップと、
前記調整が必要と判断された場合に、前記演算部が調整量を決定するステップと、
を有することを特徴とする蒸気弁制御調整方法。
【請求項9】
前記調整の要否の判断は、
各区分特性を導出するステップと、
導出された前記区分特性において管理対象点の値の確認を行うステップと、
前記管理対象点の前記値を、区分特性判定用データと照合するステップと、
を用いて行われることを特徴とする請求項８に記載の蒸気弁制御調整方法。
各区分特性を導出するステップと、
導出された前記区分特性において管理対象点の値の確認を行うステップと、
前記管理対象点の前記値を、区分特性判定用データと照合するステップと、
を用いて行われることを特徴とする請求項８に記載の蒸気弁制御調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、蒸気弁制御調整支援システムおよび蒸気弁制御調整方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に発電所における蒸気タービンの制御は、大型の蒸気弁を使用して行われている。蒸気弁は適切なタイミングで開閉動作する必要があるため、様々な制御機構と接続されている。蒸気タービン回転数を正確に安定して制御するためには、制御機構およびレバーリンク機構から構成される制御系統が適切に調整されている必要がある。
【0003】
図２５は、従来の蒸気弁制御調整方法の手順を示すフロー図である。適切な調整を行うため、現在の蒸気弁調整プロセスは次のようなステップを踏んで行われる。
（１）計測対象となる箇所に計測器を設置するステップＳ１、
（２）手動操作で蒸気弁およびレバーリンクと制御機構を少しずつ動かすステップＳ２ａ、
（３）動かした後に各点の動作量を計測器により目視で確認し、計測値を記録するステップＳ２ｂ、
（４）作業者が、記録されたデータに基づいて調整の要否を判断するステップＳ３、
（５）調整の必要がある場合は調整を行い（ステップＳ４）、ステップＳ２ａ、ステップＳ２ｂ、ステップＳ３を行い、調整の必要がなくなるまで繰り返すステップＳ５、
（６）調整後の最終データを記録するステップＳ６、
（７）記録したデータをパソコン等に入力しグラフ化することで特性を可視化し直線性等の最終確認を行うステップＳ７。
（１）計測対象となる箇所に計測器を設置するステップＳ１、
（２）手動操作で蒸気弁およびレバーリンクと制御機構を少しずつ動かすステップＳ２ａ、
（３）動かした後に各点の動作量を計測器により目視で確認し、計測値を記録するステップＳ２ｂ、
（４）作業者が、記録されたデータに基づいて調整の要否を判断するステップＳ３、
（５）調整の必要がある場合は調整を行い（ステップＳ４）、ステップＳ２ａ、ステップＳ２ｂ、ステップＳ３を行い、調整の必要がなくなるまで繰り返すステップＳ５、
（６）調整後の最終データを記録するステップＳ６、
（７）記録したデータをパソコン等に入力しグラフ化することで特性を可視化し直線性等の最終確認を行うステップＳ７。
【0004】
また、最も上流側にある操作端から最も下流側にある操作対象となる蒸気弁までは、多くの制御機構とレバーリンクにより接続されており、計測対象が多い。このため、上流を調整すると下流側に影響することから、一般的に上流、中流、下流といったように、調整範囲をいくつかの区分に区切り、上流側から順番に上述した蒸気弁調整プロセスに従い調整を行っていく方法を取る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第４６６１５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上述のように、従来方法では、各制御機構、弁本体およびレバーリンク機構のストローク確認は、それぞれの計測対象が配置されている現場で計測器を設置し、弁を少しずつ操作しながら各計測器の計測値を繰り返し目視で確認し、記録を取ることになる。それぞれ の計測点の位置が互いに離れていることから、各箇所にそれぞれ計測器の読み手として人員を配置する必要がある。また、調整は下流側への影響があるため一カ所ずつ行い、調整のたびにデータを再度計測して確認していく。
【0007】
これに加えて、上流から数カ所に区切って行うため、区切った分の回数の作業を行う必要があり、時間と手間と人数が必要な作業となっている。また、計測器の読み間違いや、調整量の算出間違い等による後戻り作業や誤調整による品質問題を発生させる可能性もある。
【0008】
本発明の目的は、蒸気弁の調整の時間と人数を低減可能な蒸気弁制御調整支援システムおよび蒸気弁制御調整方法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】
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムは、対象とする蒸気弁に関して、試験用の入力端から順次入力し計測器から得る各部の変位データである計測データに基づき前記蒸気弁の制御機構を調整する蒸気弁制御調整支援システムであって、前記計測データを受け入れる入力部と、前記計測データおよび前記制御機構の調整において必要な各特性の判定用に用いられる複数の区分特性判定用データを記憶する記憶部と、前記計測データを変換し調整の要否を判定し調整量を算出する演算部と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の対象とする蒸気弁を含む蒸気タービンシステムの例を示す概念的な構成図である。
【図2】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の対象とする蒸気弁の制御機構の例についての動作を説明するための制御系統図である。
【図3】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における区分特性を説明するための概念的なブロック図である。
【図4】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの構成を示すブロック図である。
【図5】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の手順を示すフロー図である。
【図6】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における蒸気弁制御調整支援システムの演算部による判断の詳細な手順を示すフロー図である。
【図7】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法において得られた区分特性の第１の例を示すグラフである。
【図8】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法において得られた区分特性の第２の例を示すグラフである。
【図9】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において動き出し点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。
【図10】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性においてオンポート点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。
【図11】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において折れ点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。
【図12】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において第４の管理対象点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。
【図13】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において第５の管理対象点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。
【図14】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた管理対象点の値に基づいた照合および調整要否の判定のアルゴリズムを示すフロー図である。
【図15】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られ管理対象点の値に基づき調整要となった場合の調整量を算出するアルゴリズムを示すフロー図である
【図16】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られ管理対象点の値に基づき調整した場合の下流側の確認の条件の設定のアルゴリズムを示すフロー図である
【図17】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における調整箇所の例を示す制御系統図である
【図18】第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における調整部分であるレバーの構成図である
【図19】第２の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの構成を示すブロック図である。
【図20】第２の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの計測機能を示すブロック図である。
【図21】第３の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの構成を示すブロック図である。
【図22】第３の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの遠隔監視操作盤の機能を示すブロック図である。
【図23】第４の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムの構成を示すブロック図である。
【図24】第４の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムのガイド部の機能を示すブロック図である。
【図25】従来の蒸気弁制御調整方法の手順を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システムおよび蒸気弁制御調整方法について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【0012】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の対象とする蒸気弁２０を含む蒸気タービンシステム１０の例を示す概念的な構成図である。
図１は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の対象とする蒸気弁２０を含む蒸気タービンシステム１０の例を示す概念的な構成図である。
【0013】
まず、本実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００および蒸気弁制御調整方法が対象とする蒸気タービンシステム１０の蒸気弁２０に関する内容について説明する。
【0014】
蒸気タービンシステム１０は、高圧タービン１１、中圧タービン１２、および低圧タービン１３を有する。それぞれの静止部分は、タービンペデスタル１から支持されている。また、それぞれの回転部分であるロータ１０ａは互いに直列に結合し、複数の軸受１４により回転可能に支持されている。
【0015】
これらを流れる作動流体である蒸気の量を調節するために、高圧タービン１１の上流側には、２つの主蒸気止め弁（ＭＳＶ）１６および４つの蒸気加減弁（ＣＶ）１７が設けられている。また、高圧タービン１１から中圧タービン１２に至る流路には、組合せ中間阻止弁１８（ＣＲＶ）が設けられている。ここで、主蒸気止め弁１６、蒸気加減弁１７および組合せ中間阻止弁１８を、蒸気弁２０と総称する。なお、蒸気弁２０にこれら以外の弁が含まれてもよい、
【0016】
ロータ１０ａの端部には、全部軸受台１５が設けられており、蒸気弁２０の制御機構２０ａ（図２）などが収納されている。
【0017】
また、蒸気弁制御調整支援システム１００がタービンペデスタル１あるいはそれとほぼ同じ高さレベルのタービン運転床の上に設置されている。
【0018】
図２は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の対象とする蒸気弁２０の制御機構２０ａの例についての動作を説明するための制御系統図である。
【0019】
図２では、蒸気弁２０として蒸気加減弁１７の場合を例にとって示している。制御機構２０ａは、操作ハンドル２１、速度リレー２２、２次速度リレー２３、カム機構２４、パイロット弁２５、油筒２６、弁体２７、およびレバーリンク機構２８を有する。
【0020】
速度リレー２２は、操作ハンドル２１の回転角度に応じて変位する。なお、速度リレー２２は、蒸気タービンシステム１０の運転状態においては、タービン制御装置３５により動作する。
【0021】
２次速度リレー２３は、レバーリンク機構２８を介して速度リレー２２に結合する。
【0022】
カム機構２４は、４つの蒸気加減弁１７がそれぞれ所定の開度変化を生ずるように形成されたカム２４ａを有し、２次速度リレー２３の変位を回転角度に変換する。
【0023】
カム機構２４の回転角度に対応したカム２４ａとの取り合い位置に対して、レバーリンク機構２８、パイロット弁２５および油筒２６の動作により、弁体２７の変位（蒸気弁２０の開度、ストローク）が決定される。
【0024】
計測対象である操作ハンドル２１には回転角度計３３ｒが、また、速度リレー２２、２次速度リレー２３、および弁体２７には、速度リレー変位計３１、２次速度リレー変位計３２、蒸気弁変位計３３がそれぞれ設けられている。また、変位計３３は、それぞれの蒸気加減弁の弁体２７に対応した、ＣＶ１変位計３３ａ、ＣＶ２変位計３３ｂ、ＣＶ３変位計３３ｃ、およびＣＶ４変位計３３ｄで構成される。
【0025】
これらの回転角度計および変位計を総称して計測器３０と呼ぶものとする。計測器３０の出力は、蒸気弁制御調整支援システム１００に送信される。
【0026】
なお、以上の説明では、蒸気弁制御調整支援システム１００は、蒸気弁制御調整支援システム１００がタービンペデスタル１あるいはタービン運転床の上に設置されている場合を例にとって示したが、これに限定されない。試験に便利な場所であれば他の場所でもよい。
【0027】
【0028】
図２を用いて蒸気加減弁１７の場合について説明したように、操作ハンドル２１での操作の影響が、速度リレー２２、２次速度リレー２３、弁体２７の変位の変化に順次及んでいる。これらの各要素は機械的あるいは油圧機構により連結されているので、ガタなどによる無駄時間が存在しても無視しうる程度である。したがって、時間的に見れば、実際には、操作ハンドル２１での操作とほぼ同時に、速度リレー２２、２次速度リレー２３、弁体２７は変位する。
【0029】
一方、特性という観点で見れば、原因となる操作ハンドル２１の操作位置とその結果である速度リレー２２の変位との関係は、図３の区分Ａとみなせる。操作ハンドル２１の操作位置ｐに対する速度リレー２２の変位Ｘとの関係は、Ｘ＝Ｆ１（ｐ）と表すことができる。
【0030】
同様に、原因となる速度リレー２２の変位とその結果である２次速度リレー２３の変位との関係は、図３の区分Ｂとみなせる。速度リレー２２の変位Ｘに対する２次速度リレー２３の変位Ｙとの関係は、Ｙ＝Ｇ１（Ｘ）と表すことができる。
【0031】
さらに、原因となる２次速度リレー２３の変位とその結果である弁体２７の変位との関係は、図３の区分Ｃとみなせる。２次速度リレー２３の変位Ｙに対する弁体２７の変位Ｚとの関係は、Ｚ＝Ｇ２（Ｙ）と表すことができる。
【0032】
また、上述のように、操作ハンドル２１での操作と同時に、速度リレー２２、２次速度リレー２３、弁体２７が変位することから、それぞれの変位は、操作ハンドル２１の操作位置ｐの関数として、Ｘ＝Ｆ１（ｐ）、Ｙ＝Ｆ２（ｐ）、Ｚ＝Ｆ３（ｐ）と、いずれも操作ハンドル２１の操作位置ｐの関数として与えられる。すなわち、同じ操作ハンドル２１の操作位置ｐ１の値に対して、ぞれぞれの特性図に示すように、状態点Ｓ１、Ｓ２およびＳ３が同時に得られる。したがって、操作位置ｐの値を連続的あるいは離散的に増加あるいは減少させることにより、それぞれの区分の特性図が描かれることになる。
【0033】
なお、以降は、操作ハンドル２１の操作位置ｐを、離散的にインデックスｎで表す場合もある。
【0034】
図４は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００の構成を示すブロック図である。
【0035】
蒸気弁制御調整支援システム１００は、入力部１１０、記憶部１２０、演算部１３０、および出力部１４０を有する。
【0036】
入力部１１０は、各変位計３３の出力信号、各区分の区分特性参照データを含む外部入力を受け入れる。区分特性参照データには、各管理点の位置（グラフでの座標位置であり以下「管理値」という）およびそれぞれの許容誤差を含む。管理点については、図７以降を参照時に説明する。
【0037】
記憶部１２０は、区分特性参照データ記憶部１２１、測定データ記憶部１２２、調整後データ記憶部１２３、グラフデータ記憶部１２４を有する。
【0038】
区分特性参照データ記憶部１２１は、入力部１１０が受け入れた各区分の区分特性参照データを収納、記憶する。測定データ記憶部１２２は、入力部１１０が受け入れた各変位計３３の出力信号を収納、記憶する。調整後データ記憶部１２３は、調整した部分に関する調整結果を収納、記憶する。グラフデータ記憶部１２４は、グラフ作成用に生成されたグラフデータを収納、記憶する。
【0039】
演算部１３０は、区分特性導出部１３１、管理対象値導出部１３２、区分特性照合部１３３、要調整点摘出部１３４、調整量算出部１３５、下流側確認部１３６、各グラフのグラフデータ作成部１３７、グラフ作成部１３８を有する。
【0040】
区分特性導出部１３１は、測定データ記憶部１２２に収納された各変位計３３の出力信号に基づいて、各区分特性を生成する。
【0041】
管理対象値導出部１３２は、管理対象点の値を自動的に算出する。管理対象値導出部１３２は、管理対象点としての動き出し点、オンポート点、折れ点、全開点およびヒステリシスをそれぞれ自動的に算出する部分、具体的には、動き出し点算出部１３２ａ、オンポート点算出部１３２ｂ、折れ点算出部１３２ｃ、全開点算出部１３２ｄ、およびヒステリシス算出部１３２ｈを有する。
【0042】
区分特性照合部１３３は、生成された各区分特性を区分特性参照データ記憶部１２１に収納された区分特性参照データと照合する。具体的には、区分特性参照データに含まれる各管理点のついての比較を行う。
【0043】
要調整点摘出部１３４は、区分特性照合部１３３による照合の結果に基づいて、調整の要否を判断する。調整量算出部１３５は、調整要と判断された場合の調整量を算出する。
【0044】
下流側確認部１３６は、調整が行われた場合に、その下流側の区分特性を修正し、問題がないことを確認売する。なお、問題ないことの確認は、区分特性照合部１３３が行ってもよい。
【0045】
出力部１４０は、表示装置を含み、区分特性、調査の要否判定結果、調整量、調整結果等を、グラフ形式などにより出力する。
【0046】
図５は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法の手順を示すフロー図である。
【0047】
まず、計測器３０を計測対象に設置する（ステップＳ１０）。
【0048】
次に蒸気弁２０の応答の測定を行う（ステップＳ２０）。具体的には、まず、最上流部である操作ハンドル２１を操作する（ステップＳ２１）。次に、最下流側までの各計測値を同時採取する（ステップＳ２２）。ここで最下流までとは、蒸気弁２０の弁体２７までの範囲を言う。この操作は、蒸気弁２０が全閉から全開までとなる範囲で行う。
【0049】
次に、蒸気弁制御調整支援システム１００の演算部１３０が判断用演算を行う（ステップＳ３０）。ステップＳ３０の詳細は、後に、図６を参照しながら説明する。
【0050】
ステップＳ３０の判断用演算結果に基づいて、演算部１３０の要調整点摘出部１３４が調整の要否を判断する（ステップＳ４０）。
【0051】
ステップ４０で調整要と判断された場合（ステップＳ４０ ＹＥＳ）、演算部１３０の調整量算出部１３５が、調整量を算出する（ステップＳ５１）。また、下流側確認部１３６は、この調整量により調整を行った場合の、調整後の区分特性を確認する（ステップＳ５２）。なお、下流側確認部１３６による調整後の区分特性の導出には、下流側確認部１３６が区分特性導出部１３１を呼び出して用いてもよい。
【0052】
次に、調整を実施する（ステップＳ６０）。調整とは、制御機構２０ａの各レバーリンク機構２８、蒸気弁２０が、それぞれ設計された範囲で動作するように、レバーの長さ等を調整することで適切なタイミングで動作する よう調整することである。調整の詳細は、後に図１７および図１８を引用しながら説明する。調整後のデータは、調整後データ記憶部１２３に収納、記憶される。
【0053】
ステップＳ４０で調整要ではないと判断された場合（ステップＳ４０ ＮＯ）および調整要と判断され（ステップＳ４０ ＹＥＳ）、調整を行った場合、次に、調整後データ記憶部１２３に収納されたデータに基づいてグラフデータ作成部１３７およびグラフ作成部１３８が全閉位置からのデータ記録およびグラフ作成を行う（ステップＳ７０）。
【0054】
図６は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における蒸気弁制御調整支援システム１００の演算部１３０による判断の詳細な手順を示すフロー図である。以下、図６に記載のフローに沿って、関連する図面を参照しながら詳細な手順を説明する。
【0055】
演算部１３０による判断ステップＳ３０においては、まず、演算部１３０が各区分特性の導出を行う（ステップＳ３１）。具体的には、測定データ記憶部１２２に収納された測定データに基づいて、区分特性導出部１３１が、各区分特性を導出する。
【0056】
図７は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法において得られた区分特性の第１の例を示すグラフである。また、図８は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法において得られた区分特性の第２の例を示すグラフである。
【0057】
【0058】
２次速度リレー変位Ｘの増加に従って、ＣＶ第１弁が開き始め、順次、第４弁までが開く。図７において、破線の円で示した開き出し点、折れ点、全開点の位置座標（Ｘ，Ｙ）は、区分特性を特徴づける点であり、これらを管理対象点と呼ぶものとする。
【0059】
図８で示す第２の例は蒸気弁２０が主蒸気止め弁１６の場合である。図８の横軸は操作ハンドル位置ｐ（インデックスi）、縦軸はパイロット弁変位Ｘおよび油筒変位Ｙである。操作ハンドル位置ｐに対する油筒変位Ｙの関係はこれまで説明した区分特性に該当しないが、中間のパラメータＸをスキップして直接に操作ハンドル位置ｐに対する油筒変位Ｙの特性を示してもよい。
【0060】
操作ハンドル位置ｐの増加に従って、パイロット弁が開き出し点で開き出し、途中開度であるオンポート点で開度が一定となり、折れ点において開度を増し全開点に至る。また、操作ハンドル位置ｐの増加に従って、ＭＳＶ油筒が開き出し点で開き出し、途中開度である折れ点で開度がステップ的に増加し折れ点以降、開度が全開点まで一定となる。図８において、破線の円で示した開き出し点、オンポート点、折れ点、全開点の位置座標（ｐ，Ｘ）または（ｐ，Ｙ）もまた管理対象点である。
【0061】
ステップＳ３１で区分特性が導出されたら、次に、演算部１３０が管理対象点の確認を行う（ステップＳ３２）。すなわち、以下のように、演算部１３０が各管理対象点の算出を行う。なお、以下のステップＳ３２ａないしＳ３２についてが、互いの前後関係は問わない。
【0062】
（１）動き出し点
動き出し点算出部１３２ａが動き出し点位置の値の算出をおこなう（ステップＳ３２ａ）。動き出し点は、縦軸データＹの値が変化を始める点である。
動き出し点算出部１３２ａが動き出し点位置の値の算出をおこなう（ステップＳ３２ａ）。動き出し点は、縦軸データＹの値が変化を始める点である。
【0063】
図９は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において動き出し点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。各時間ステップでの縦軸データＹの値の変化を算出し、０でなくなった時を動き出し点と判定し、その際の時刻Ｔｎ、横軸データＸｎ、縦軸データＹｎを求める。
【0064】
（２）オンポート点
オンポート点算出部１３２ｂがオンポート点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｂ）。オンポート点は、縦軸データＹの変化が止まる点である。
オンポート点算出部１３２ｂがオンポート点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｂ）。オンポート点は、縦軸データＹの変化が止まる点である。
【0065】
図１０は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性においてオンポート点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。動き出し点を過ぎた後の各時間ステップでの縦軸データＹの値の変化を算出し、０でなくなった時をオンポート点と判定し、その際の時刻Ｔｎ、横軸データＸｎ、縦軸データＹｎを求める。
【0066】
（３）折れ点
折れ点算出部１３２ｃが折れ点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｃ）。折れ点 はＹの値の変化率が変わる点である。
折れ点算出部１３２ｃが折れ点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｃ）。折れ点 はＹの値の変化率が変わる点である。
【0067】
図１１は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において折れ点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。横軸データＸおよび縦軸データYの変化量を監視し、縦軸データYの値が急増した場合に折れ点と判断し、傾きの変化を算出する。
【0068】
（４）全開点
全開点算出部１３２ｄが全開点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｄ）。全開点は、縦軸データYの値がこれ以上変化しなくなる点である。
全開点算出部１３２ｄが全開点位置の値の算出を行う（ステップＳ３２ｄ）。全開点は、縦軸データYの値がこれ以上変化しなくなる点である。
【0069】
図１２は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性において全開点の値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。縦軸データYの最大値となった点を全開点と判定し、その位置の横軸データＸｎ、縦軸データＹｎを求める。
【0070】
（５）ヒステリシス
ヒステリシス算出部１３２ｈがヒステリシスの値の算出を行う（ステップＳ３２ｅ）。 図１３は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性においてヒステリシスの値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。すなわち、同じＸに対する増加方向の縦軸の値Ｙｉ＋ｎから減少方向の縦軸の値Ｙｉ－ｎを減じたｈの最大値を算出し、これをヒステリシスの値とする。
ヒステリシス算出部１３２ｈがヒステリシスの値の算出を行う（ステップＳ３２ｅ）。 図１３は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた区分特性においてヒステリシスの値を算出するアルゴリズムを示すフロー図である。すなわち、同じＸに対する増加方向の縦軸の値Ｙｉ＋ｎから減少方向の縦軸の値Ｙｉ－ｎを減じたｈの最大値を算出し、これをヒステリシスの値とする。
【0071】
以上のように、ステップＳ３２で各管理対象点の位置の値を得たら、次に、区分特性照合部１３３が区分特性判定用データとの照合を行う（ステップＳ３３）。次に、この照合結果に基づいて、要調整点摘出部１３４が調整要否の判別を行う（ステップＳ３４）。
【0072】
図１４は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られた管理対象点の値に基づいた照合および調整要否の判定のアルゴリズムを示すフロー図である。
【0073】
図１４では、動き出し点、オンポート点、折れ点、全開点およびヒステリシスに関するそれぞれのフローを示している。いずれも同様のフローなので、以下、動き出し点の場合を例にとって説明する。
【0074】
まず、区分特性照合部１３３が、ステップＳ３２で算出された動き出し点（管理対象点）から管理値を減じて誤差値を算出する（ステップＳ３３）。次に、要調整点摘出部１３４が、この誤差値に基づいて、調整要否の判別を行う（ステップＳ３４およびステップＳ４０）。詳細には、以下の通りである。
【0075】
まず、誤差値が正の値か否かを判別する。正の値の場合は、許容誤差の値から誤差値を減じ、その値が正の場合は、調整要否指標Ｊの値を１とする。また、誤差値が負の値の場合は、許容誤差の値から誤差値の絶対値を減じ、その値が正の場合は、調整要否指標Ｊの値をマイナス１（－１）とする。
【0076】
ここで、管理値および許容誤差は、入力部１１０が受け入れて区分特性参照データ記憶部１２１に収納されている区分特性参照データに含まれるそれぞれデータ値である。
【0077】
図１５は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られ管理対象点の値に基づき調整要となった場合の調整量を算出するアルゴリズムを示す第１のフロー図である。すなわち、調整量の決定ステップＳ５０の調整量の算出ステップＳ５１において調整量算出部１３５が行う手順を示す。
【0078】
まず、調整要否指標Ｊの値が０ではないか否かを判定する。調整要否指標Ｊの値が０ではないと判定されなかった場合、すなわち、調整要否指標Ｊの値が０の場合は、調整不要となる。調整要否指標Ｊの値が０ではないと判定された場合は、次の調整量の算出ステップＳ５１に移行する。すなわち、誤差値をレバー比で除することにより調整量を算出する。この算出結果とともに、調整要否値Ｋの値を１として出力する。なお、レバー比については、後に図１７を引用しながら説明する。
【0079】
図１６は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法で得られ管理対象点の値に基づき調整した場合の下流側の確認の条件の設定のアルゴリズムを示すフロー図である。すなわち、調整量の決定ステップＳ５０の下流側確認演算ステップＳ５２において下流側確認部１３６が行う手順を示す。
【0080】
下流側確認部１３６は、調整要否値Ｋが１か否かを判定し、１ではない場合は補正無しとする。すなわち、調整は不要である。調整要否値Ｋが１の場合は、対象となるＹｉの値を（Ｙｉ＋誤差値）に変更する。これらの結果を反映した条件に基づいて、下流側確認部１３６は確認計算を行う。下流側確認演算ステップＳ５２の結果により、問題ない、即ち、調整を行うことにより全ての範囲で許容誤差以内になるとの結論となれば、実際の調整を行う。
【0081】
図１７は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における調整箇所の例を示す制御系統図である。
【0082】
制御機構２０ａのたとえば速度リレー２２と２次速度リレー２３とを接続するレバーリンク機構２８は、速度リレー２２側に接続するレバー２８１、２次速度リレー２３側に接続するレバー２８２、レバー２８１とレバー２８２を接続するレバー２８３を有する。また、レバー２８２は、その中間部分を支点２８４により回動可能に支持されている。
【0083】
支点２８４は、レバー２８２の全長を分割している。分割されて、速度リレー２２側の長さがＬ１、２次速度リレー２３側の長さがＬ２であるとする。この場合、レバー２８３からみてのレバー比は（Ｌ２／Ｌ１）である。前述のステップＳ５２で示したレバー比は、たとえば２次速度リレー２３の速度リレー２２の区分特性に関する場合は、この値となる。前述のステップＳ５０で説明した調整は、たとえばこの区分特性の場合、レバー２８３の長さＬ３を調節することにより行う。
【0084】
図１８は、第１の実施形態に係る蒸気弁制御調整方法における調整部分であるレバー２８３の構成図である。
【0085】
レバー２８３は、ロッド２８３ａおよびその長手方向の両端に取り付けられた２つの結合部２８３ｂを有する。それぞれの結合部２８３ｂはねじ部２８３ｃによりロッド２８３ａと螺合しておりナット２８３ｄにより廻り止めされている。
【0086】
レバー２８３の長さＬ３は、ねじ部２８３ｃの螺合されている長さを調節することにより行うことができる。
【0087】
以上のように、本実施形態による蒸気弁制御調整支援システム１００および蒸気弁制御調整方法によれば、操作ハンドル２１のそれぞれの位置について計測器３０により全てのデータを同時に取得し、演算部１３０が各区分特性を作成するとともに、区分特性参照データと照合して調整の要否の判定および調整量の算出を行う。この結果、区分特性取得のための計測を繰り返す必要がなく、また、データ整理の必要もない。この結果、蒸気弁２０の調整の時間と人数を低減することができる。
【0088】
［第２の実施形態］
図１９は、第２の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ａの構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、入力部１１０ａが、データ収集法切替え部１１１を有する点が異なる。その他の点では第１の実施形態と同様である。
図１９は、第２の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ａの構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、入力部１１０ａが、データ収集法切替え部１１１を有する点が異なる。その他の点では第１の実施形態と同様である。
【0089】
図２０は、第２の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ａの計測機能を示すブロック図である。
【0090】
データ収集法切替え部１１１は、データを、連続で収集する方法と、任意のタイミングで収集する方法を互いに切り替えるための連続計測開始ボタン１１１ａ、連続計測停止ボタン１１１ｂ、連続計測保持ボタン１１１ｃ、および任意データ採取ボタン１１１ｄを有する。これらの操作ボタンは、蒸気弁制御調整支援システム１００ａにおける監視操作盤上に配されている。なお、これらの操作ボタンは、ハード的なボタンでもよいし、画面上のタッチパネル方式のボタンであってもよい。
【0091】
連続計測開始ボタン１１１ａを選択することにより、計測器３０からの計測データが選択されたサンプ リング周期で連続的に入力部１１０ａに受け入れられ、測定データ記憶部１２２に記録される。連続計測のサンプリング周期は任意で設定することができる。
【0092】
連続計測停止ボタン１１１ｂを選択することにより、データ計測を終了させることができ、連続計測停止ボタン１１１ｂを選択した後に再度データ計測を開始した際のデータは別のデータリストへ保存される。
【0093】
連続計測保持ボタン１１１ｃを選択することにより、計測データの収集を一 時停止させることができる。
【0094】
任意データ採取ボタン１１１ｄを選択することにより、任意のタイミングで計測データの収集を行うことができる。たとえば、操作ハンドル２１の回転数などでは計測対象が変位でないため無線計測器を設置しにくい場合がある。このような場合に、操作ハンドル ２１を１ 回転操作する毎に任意データ採取ボタン１１１ｄを押下するなどして、データ計測中に操作ハンドル２１の回転数が現在何回点であるかを、インデックス（ｎ）として記録することにより、区分特性データの作成が可能となる。
【0095】
以上のように、状況に応じて、計測データの収集方法を選択可能とすることにより、試験時の作業負担の軽減および試験遂行の効率化を図ることができる。
【0096】
［第３の実施形態］
図２１は、第３の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１０１の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態における蒸気弁制御調整支援システム１０１は、第１の実施形態と入力部１１０ｂのみが異なる蒸気弁制御調整支援現場システム１００ｂと、これに加えて、遠隔監視操作盤１０２を備える。遠隔監視操作盤１０２には、遠隔アクセス許可ボタン１０２ａが設けられている。
図２１は、第３の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１０１の構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形である。本実施形態における蒸気弁制御調整支援システム１０１は、第１の実施形態と入力部１１０ｂのみが異なる蒸気弁制御調整支援現場システム１００ｂと、これに加えて、遠隔監視操作盤１０２を備える。遠隔監視操作盤１０２には、遠隔アクセス許可ボタン１０２ａが設けられている。
【0097】
図２２は、第３の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１０１の遠隔監視操作盤１０２の機能を示すブロック図である。
【0098】
遠隔監視操作盤１０２において、遠隔アクセス許可ボタン１０２ａを押すと、図２２の破線で示すような小窓が表示される。小窓には、特性作成ボタン１０２ｂ、過去データとの比較ボタン１０２ｃ、測定開始ボタン１０２ｄ、測定停止ボタン１０２ｅ、保持ボタン１０２ｆ、および任意データ採取ボタン１０２ｇが表示される。それぞれのボタンの指令に応じた遠隔監視操作盤１０２からの信号に応じて、蒸気弁制御調整支援現場システム１００ｂがそれに対応する演算等を実施し、結果を遠隔監視操作盤１０２に返送する。この結果、遠隔操作盤１０２で、第１の実施形態あるいは第２の実施形態と同様の監視操作が可能となる。これは、たとえば、指導員が現場で対応できない場合でも対応が可能となる有効である。
【0099】
［第４の実施形態］
図２３は、第４の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ｃの構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、ガイド部１５０をさらに有する。
図２３は、第４の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ｃの構成を示すブロック図である。本実施形態は、第１の実施形態の変形であり、ガイド部１５０をさらに有する。
【0100】
図２４は、第４の実施形態に係る蒸気弁制御調整支援システム１００ｃのガイド部１５０の機能を示すブロック図である。
【0101】
ガイド部１５０は、計測器選択ボタン１５０ａ、接続確認ボタン１５０ｂ、および調整要領書表示ボタン１５０ｃを有する。
【0102】
計測器選択ボタン１５０ａを押下することにより、計測器３０の一覧が表示される。また、対象とする計測器を選択すると、測定データ記憶部１２２内のデータの割当先候補の一覧が表示され、選択作業を効率的に実施することができる。
【0103】
接続確認ボタン１５０ｂを押下することにより、選択した計測器３０が音を発信することにより、各計測器３０の接続、当該蒸気弁制御調整支援システムとの対応関係を確認することができる。
【0104】
また、調整要領書表示ボタン１５０ｃを押下することにより、調整要領書の内容が順次表示され、調整方法にしたがって調整することが可能となる。
【0105】
以上のように、ガイド部１５０によるガイドにより、試験を効率的かつ確実に実施することができる。
【0106】
以上、説明した実施形態によれば、蒸気弁の調整の時間と人数を低減可能な蒸気弁制御調整支援システムおよび蒸気弁制御調整方法を提供することが可能となる。
【0107】
［その他の実施形態］
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、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。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
以上、本発明の実施形態を説明したが、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。また、各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、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。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【0108】
１…タービンペデスタル、１０…蒸気タービンシステム、１０ａ…ロータ、１１…高圧タービン、１２…中圧タービン、１３…低圧タービン、１４…軸受、１５…前部軸受台、１６…主蒸気止め弁、１７…蒸気加減弁、１８…組合せ中間阻止弁、２０…蒸気弁、２０ａ…制御機構、２１…操作ハンドル、２２…速度リレー、２３…２次速度リレー、２４…カム機構、２５…パイロット弁、２６…油筒、２７…弁体、２８…レバーリンク機構、２８１、２８２、２８３…レバー、２８３ａ…ロッド、２８３ｂ…結合部、２８３ｃ…ねじ部、２８３ｄ…ナット、２８４…支点、３０…計測器、３１…速度リレー変位計、３２…２次速度リレー変位計、３３…蒸気弁変位計、３３ａ…ＣＶ１変位計、３３ｂ…ＣＶ２変位計、３３ｃ…ＣＶ３変位計、３３ｄ…ＣＶ４変位計、３３ｒ…回転角度計、３５…タービン制御装置、１００、１００ａ…蒸気弁制御調整支援システム、１００ｂ…蒸気弁制御調整支援現場システム、１０１…蒸気弁制御調整支援システム、１０２…遠隔監視操作盤、１１０…入力部、１１１…データ収集法切替え部、１１１ａ…計測開始ボタン、１１１ｂ…計測停止ボタン、１１１ｃ…保持ボタン、１２０…記憶部、１２１…区分特性参照データ記憶部、１２２…測定データ記憶部、１２３…調整後データ記憶部、１２４…グラフデータ記憶部、１３０…演算部、１３１…区分特性導出部、１３２…管理対象値導出部、１３２ａ…動き出し点算出部、１３２ｂ…オンポート点算出部、１３２ｃ…折れ点算出部、１３２ｄ…全開点算出部、１３２ｈ…ヒステリシス算出部、１３３…区分特性照合部、１３４…要調整点摘出部、１３５…調整量算出部、１３６…下流側確認部、１３７…グラフデータ作成部、１３８…グラフ作成部、１４０…出力部、１５０…ガイド部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】