[發(fā)明專利]渦輪機控制裝置、渦輪機以及渦輪機軸的振動值降低方法

有效

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• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN106555623B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設計）人: 齋藤英司
• 申請（專利權）人: 三菱重工業(yè)株式會社
• 主分類號: F01D25/34
• 分類號: F01D25/34;F01D21/14
• 代理公司: 上海市華誠律師事務所31210
• 代理人: 張麗穎,高永志

技術領域

本發(fā)明涉及渦輪機控制裝置、渦輪機以及渦輪機軸的振動值降低方法。

背景技術

在作為船舶的發(fā)動機(主機)而使用蒸氣渦輪機的船舶中，具有在進行發(fā)動機的運轉開始準備的狀態(tài)(轉向偏移、向蒸氣渦輪機的蒸氣的流入準備完成等狀態(tài))下發(fā)揮作用的，所謂自動旋轉模式(AUTO SPIN MODE)。

自動旋轉模式的功能如下：利用渦輪機遙控器，通過使前進控制器以及后退控制器自動地交替開閉而使主軸微速旋轉，由此，防止渦輪機軸停止(專利文獻1、2)。此外，自動旋轉模式的功能以防止渦輪機軸停止為目的，因此主軸以低轉速(例如1～2rpm)旋轉。

如上所述，自動旋轉模式設定為，在發(fā)動機的運轉開始條件齊備，并且主軸停止的情況下自動開始。此外，主軸的停止是指，例如主軸的轉速為規(guī)定轉速(例如0.1rpm，以下稱為“主軸停止轉速”)以下，并且從成為主軸停止轉速之后經(jīng)過規(guī)定的時間(例如20秒，以下稱為“主軸停止確認時間”)后。

并且，在自動旋轉模式中，在經(jīng)過主軸停止確認時間后，通過將前進控制器打開微小量而將蒸氣投入前進用的蒸氣渦輪機，從而使主軸的轉速上升，在轉速超過主軸停止轉速的情況下，關閉前進控制器。

由于即便關閉前進控制器，在主軸上也作用有慣性力，因此主軸的轉速在一定程度的時間內而下降。然后，主軸的轉速再次成為主軸停止轉速以下，并且在經(jīng)過主軸停止確認時間的情況下，這次通過將后退控制器打開微小量而使蒸氣流入后退用的蒸氣渦輪機，從而使主軸的轉速上升。并且，在主軸的轉速超過主軸停止轉速的情況下，關閉后退控制器，再次打開前進控制器，自動反復上述過程。

如上所述的自動旋轉模式大多在船舶離岸后的準備出航時等進行，向蒸氣渦輪機投入大量的蒸氣會產(chǎn)生渦輪機軸過旋轉、船體移動，因此在自動旋轉模式下，投入到蒸氣渦輪機的蒸氣量設為極少。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利第4446992號公報

專利文獻2：日本特開昭58-25843號公報

發(fā)明要解決的技術課題

這樣，在自動旋轉模式下，由于僅有極少量的蒸氣被投入到蒸氣渦輪機，因此在長時間進行自動旋轉模式的情況下，有時對于完成供暖的蒸氣渦輪機可能具有冷卻效果。

另外，由于自動旋轉模式下主軸反復進行如上所述的低轉速的微速旋轉，因此在進行渦輪機軸的初始彎曲(自重撓曲)的消除時，轉速不足。并且，存在保持渦輪機軸的撓曲未被消除的狀態(tài)而使蒸氣渦輪機增速的情況。其結果是，由于保持渦輪機軸的撓曲未被消除的狀態(tài)而到達蒸氣渦輪機的增速，因此渦輪機軸的振動放大并擴散，最終可能導致與蒸氣渦輪機的靜止部(迷宮汽封疏齒等)接觸。

此外，在相對于渦輪機一邊進行供暖保持一邊維持準備出航狀態(tài)的情況下，需要使更高的熱量投入到渦輪機內部，以一定程度高的轉速持續(xù)而使渦輪機軸旋轉。因此，操縱者通過手動操作反復進行前進控制器與后退控制器的開閉操作，以比自動旋轉模式更高的轉速進行使主軸向前進側、后退側旋轉的手動旋轉。

通過繼續(xù)該手動旋轉，促進因對流而產(chǎn)生的熱擴散，使渦輪機軸以及艙室內部熱均勻。進一步地，利用伴隨旋轉上升而使轉子軸的偏心靠近同軸上的中心點的陀螺效應，來消除渦輪機軸的不平衡，消除渦輪機軸的撓曲。

這樣一來，如果能夠使手動旋轉持續(xù)較長時間，能夠克服熱不均勻，并且能夠消除渦輪機軸的撓曲。然而，在熱不均勻的情況下，存在渦輪機軸本身由于該溫度不均勻分布而彎曲的情況。根據(jù)相對于船舶的出航時的港灣指示而進行緊急疏散的要求等，會有無法進行消除渦輪機軸的撓曲那么長時間的手動旋轉的情況。

并且，若不消除渦輪機軸的撓曲等，會有蒸氣渦輪機產(chǎn)生振動的情況發(fā)生。在此，蒸氣渦輪機具有振動傳感器，在蒸氣渦輪機的振動超過規(guī)定的設定值的情況下，警報器發(fā)出警報，引起操縱者的注意。進一步地，在蒸氣渦輪機的振動上升的情況下，有時具有使蒸氣渦輪機停止的斷開功能。

然而，在上述自動旋轉模式中，為了使主軸微速旋轉，僅發(fā)揮使前進控制器以及后退控制器交替開閉的功能，以往，并不一邊監(jiān)視蒸氣渦輪機的振動一邊運用。