CN104110278B - 蒸气涡轮配管及配管 - Google Patents

Abstract

一种蒸气涡轮配管及配管，在蒸气涡轮配管系统中防止温度的异常的上升，可靠性较高。实施方式的蒸气涡轮配管是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管。蒸气涡轮配管具备：上半侧主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；上半侧主蒸气调节阀，夹装在上半侧主蒸气管中，调整向高压涡轮引导的蒸气的流量；以及阀座后泄流管，连接于上半侧主蒸气调节阀，将泄流向外部引导。进而，蒸气涡轮配管(1)具备：截止阀，夹装在阀座后泄流管(31)中；以及分支管，使比截止阀靠上半侧主蒸气调节阀侧的阀座后泄流管与上半侧主蒸气调节阀和高压涡轮之间的上半侧主蒸气管连通。

Description

蒸气涡轮配管及配管

技术领域

本发明的实施方式涉及蒸气涡轮(turbine)配管及配管。

背景技术

在蒸气涡轮配管系统中，具备将由锅炉(boiler)产生的蒸气向蒸气涡轮引导的主蒸气管。在该主蒸气管中，设有用来调节蒸气的流量的主蒸气调节阀。

在主蒸气调节阀中，设有在进行用来使蒸气涡轮工作的加温(warming)时将由比主蒸气调节阀靠下游侧的主蒸气管产生的泄流(drain)排出的泄流管。在该泄流管设有截止阀，通过将该截止阀打开，泄流被向凝气器引导。并且，将截止阀在加温完成后关闭。

在一般的蒸气涡轮中，具备上半侧主蒸气管及下半侧主蒸气管，以便能够分别向蒸气涡轮的上半侧及下半侧导入蒸气。并且，在各个主蒸气管中，如上述那样，设有具备泄流管的主蒸气调节阀。

在这样的以往的蒸气涡轮配管系统中，主蒸气调节阀的下游的蒸气的压力变动给比主蒸气调节阀靠下游侧的主蒸气管的配管设计带来影响。例如，在上半侧的主蒸气管与下半侧的主蒸气管相比在较窄的空间中被引绕而配管那样的构造的情况下，在主蒸气管的配管设计上，主蒸气调节阀的下游的主蒸气管中的蒸气的压力变动在上半侧主蒸气管中较大、在下半侧主蒸气管中较小。

专利文献1：JPH03－3045(B)

发明内容

在上述以往的上半侧的主蒸气调节阀所设置的泄流管中，如果在截止阀关闭的状态下将负荷上升到蒸气涡轮的额定运转，则有主蒸气调节阀与截止阀之间的泄流管的温度异常上升的情况。并且，这样的异常的温度的上升有可能引起泄流管的损坏。

本发明的目的是提供一种在蒸气涡轮配管系统中防止温度的异常的上升、可靠性较高的蒸气涡轮配管及配管。

实施方式的蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管。蒸气涡轮配管具备：主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；泄流管，连接于上述主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；截止阀，夹装在上述泄流管中；以及分支管，从上述泄流管起在比上述截止阀靠上述主蒸气调节阀侧分支，具有开放端。

此外，实施方式的配管，是输送压缩性流体的配管，其特征在于，具备：导管，将压缩性流体向下游侧的设备引导；流量调节阀，夹装在上述导管中，调整向上述设备引导的压缩性流体的流量；支管，连接于上述流量调节阀；截止阀，夹装在上述支管中；以及分支管，从上述支管起在比上述截止阀靠上述流量调节阀侧分支，具有开放端。

根据实施方式的蒸气涡轮配管及配管，能够提供一种在蒸气涡轮配管系统中防止温度的异常的上升、可靠性较高的蒸气涡轮配管及配管。

附图说明

图1是表示第1实施方式的蒸气涡轮配管的结构的立体图。

图2是表示装备在第1实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气断流阀及上半侧主蒸气调节阀的立体图的图。

图3是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的第1配管结构的图。

图4是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的第2配管结构的图。

图5是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的第3配管结构的图。

图6是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气管及下半侧主蒸气管的第4配管结构的图。

图7是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气管及下半侧主蒸气管的第4配管结构中的其他不同的结构的图。

图8是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气管及下半侧主蒸气管的第5配管结构的图。

图9是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气管及下半侧主蒸气管的第5配管结构中的其他不同的结构的图。

图10是示意地表示第3实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的配管结构的图。

图11是用来说明如果配管端是闭端则管壁温度上升的、示意地表示配管的截面及产生喷流的喷嘴(nozzle)的图。

图12是用来说明如果配管端是开端则管壁温度不上升的、示意地表示配管的截面及产生喷流的喷嘴的图。

图13是示意地表示试验装置的图。

图14是表示测量配管端是闭端或开端时的管壁温度的结果的图。

图15是示意地表示第4实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的第6配管结构的图。

图16是示意地表示第4实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的第7配管结构的图。

图17是示意地表示第5实施方式的蒸气涡轮配管中的上半侧主蒸气调节阀的阀座后泄流管的配管结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示第1实施方式的蒸气涡轮配管1的结构的立体图。图2是表示在第1实施方式的蒸气涡轮配管1中装备的上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的立体图的图。

如图1所示，在高压涡轮200的上半侧及下半侧分别具备上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12，以便能够将来自锅炉的蒸气导入。这里，表示分别具备两个上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12的一例。

在两个上半侧主蒸气管11中，经由并存在着(日语：経由在)两个将向高压涡轮200引导的蒸气截止的上半侧主蒸气断流阀20。此外，在该两个上半侧主蒸气断流阀20的下游侧，经由并存在着两个调整向高压涡轮200引导的蒸气的流量的上半侧主蒸气调节阀30。与上半侧主蒸气管11同样，在两个下半侧主蒸气管12中，经由并存在着两个将向高压涡轮200引导的蒸气截止的下半侧主蒸气断流阀40。此外，在该两个下半侧主蒸气断流阀40的下游侧，经由并存在着两个调整向高压涡轮200引导的蒸气的流量的下半侧主蒸气调节阀50。

在图1中，示出经由地板部210、在上方的地面(floor)上具备高压涡轮200的上半部侧及上半侧主蒸气管11(包括两个上半侧主蒸气断流阀20及两个上半侧主蒸气调节阀30)的一例。此外，表示在下方的地板面上具备高压涡轮200的下半部侧及下半侧主蒸气管12(包括两个下半侧主蒸气断流阀40及两个下半侧主蒸气调节阀50)的一例。

如图1所示，为了实现蒸气涡轮配管1及蒸气涡轮建筑的紧凑(compact)化等，上半侧主蒸气调节阀30的下游侧的两个上半侧主蒸气管11例如为在两个肘形(elbow)管11a之间分别具有直管11b的复杂的配管结构。另一方面，两个下半侧主蒸气调节阀50的下游侧的各下半侧主蒸气管12例如为以水平管的结构为主的配管结构。

两个上半侧主蒸气断流阀20和两个下半侧主蒸气断流阀40的结构相同，两个上半侧主蒸气调节阀30和两个下半侧主蒸气调节阀50的结构相同。所以，这里参照图2所示的上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30，对其分别装备的泄流管进行说明。

如图2所示，在上半侧主蒸气断流阀20上，装备着用来将阀座的上游侧的泄流排出的阀座前泄流管21、以及用来将阀座的下游侧的泄流排出的阀座后泄流管22。在上半侧主蒸气调节阀30上，装备着用来将阀座的下游侧的泄流排出的阀座后泄流管31。

另外，在图1中，将下半侧主蒸气断流阀40的阀座前泄流管用标号41表示，将阀座后泄流管用标号42表示。此外，将下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管用标号51表示。

在各泄流管21、22、31中设有截止阀，各泄流管的末端连通到例如凝气器。通过将各泄流管21、22、31的截止阀打开，泄流被向凝气器引导。各泄流管21、22、31的截止阀在高压涡轮200的加温时被打开，例如将在两个上半侧主蒸气管11或两个下半侧主蒸气管12中产生的泄流向凝气器引导。各泄流管21、22、31的截止阀在加温完成后被关闭。

接着，对第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构进行说明。另外，这里例示上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构进行说明，但也可以将该结构应用到下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51的配管结构中。

(第1配管结构)

图3是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的第1配管结构的图。

在阀座后泄流管31中具备截止阀32。此外，在第1配管结构中，如图3所示，具备从阀座后泄流管31起在比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧分支、具有开放端的分支管60。该分支管60的开放端连接(连结)在上半侧主蒸气调节阀30与高压涡轮200之间的上半侧主蒸气管11上。即，分支管60使比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧的阀座后泄流管31、和上半侧主蒸气调节阀30与高压涡轮200之间的上半侧主蒸气管11连通。

在将截止阀32关闭后，在分支管60中，通过压力差，蒸气例如从阀座后泄流管31侧向上半侧主蒸气管11侧流动。

通过具备这样的结构，即使是截止阀32被关闭后，也能够在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中具备开放端。因此，在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中，不是一端开口、另一端被封闭的结构。由此，能够抑制上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

(第2配管结构)

图4是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的第2配管结构的图。另外，以下对于与第1配管结构相同的构成部分赋予相同的标号，将重复的说明省略或简略。

在第2配管结构中，如图4所示，具备从阀座后泄流管31起在比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧分支、具有开放端的分支管61。该分支管61的开放端连接在从高压涡轮200将蒸气排气的排气管201(例如，低温再热蒸气管)上。即，分支管61使比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧的阀座后泄流管31与排气管201连通。

在将截止阀32关闭后，在分支管61中，通过压力差，蒸气例如从阀座后泄流管31侧向排气管201侧流动。

通过具备这样的结构，能够得到与第1配管结构的作用效果同样的作用效果。

另外，这里表示了将分支管61的开放端连接在排气管201上的一例，但并不限定于该结构。分支管61的开放端也可以连接在例如从高压涡轮200将蒸气抽气的抽气管(未图示)上。通过该结构，也与上述结构同样，能够抑制上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31异常地温度上升、防止阀座后泄流管31的损坏。

(第3配管结构)

图5是示意地表示第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的第3配管结构的图。

在第3配管结构中，如图5所示，具备从阀座后泄流管31起在比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧分支、具有开放端的分支管62。该分支管62的开放端连接在比截止阀32靠下游侧的阀座后泄流管31上。即，分支管62使比截止阀32靠上半侧主蒸气调节阀30侧的阀座后泄流管31与比截止阀32靠下游侧的阀座后泄流管31连通。

在分支管62中，在将截止阀32关闭后也流过蒸气。因此，在分支管62中，为了限制在分支管62中流动的蒸气的流量，优选的是具备例如将流路截面变窄的狭窄部63。

通过具备这样的结构，能够得到与第1配管结构的作用效果同样的作用效果。

(第2实施方式)

第2实施方式的蒸气涡轮配管2中的、具备上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的上半侧主蒸气管11、以及具备下半侧主蒸气断流阀40及下半侧主蒸气调节阀50的下半侧主蒸气管12的结构与第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上述结构相同。

在第2实施方式的蒸气涡轮配管2中，由于上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31、或上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31及下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51的配管结构与第1实施方式的配管结构不同，所以主要对该不同点进行说明。

(第4配管结构)

图6是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管2中的上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12的第4配管结构的图。

在下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51中具备截止阀52。另一方面，在上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31中不具备截止阀。

此外，在第4配管结构中，如图6所示，连接在上半侧主蒸气调节阀30上的阀座后泄流管31具有开放端。该阀座后泄流管31的开放端连接在下半侧主蒸气调节阀50与高压涡轮200之间的下半侧主蒸气管12上。即，阀座后泄流管31使上半侧主蒸气调节阀30与下半侧主蒸气调节阀50的下游侧的下半侧主蒸气管12连通。

这里，优选的是将阀座后泄流管31的开放端连接到下半侧主蒸气管12中的、由下半侧主蒸气调节阀50的节流带来的流动的紊乱的影响变小的部分。另外，阀座后泄流管31作为上半侧泄流管发挥功能，阀座后泄流管51作为下半侧泄流管发挥功能。

阀座后泄流管51的末端连通到例如凝气器。截止阀52在高压涡轮200的加温时被打开。此时，由上半侧主蒸气调节阀30的下游侧的上半侧主蒸气管11产生的泄流经由阀座后泄流管31被向下半侧主蒸气管12引导。并且，被引导到下半侧主蒸气管12中的泄流与由下半侧主蒸气调节阀50的下游侧的下半侧主蒸气管12产生的泄流一起经由阀座后泄流管51被向凝气器引导。截止阀52在加温完成后被关闭。

在将截止阀52关闭后，在阀座后泄流管31中，通过压力差，蒸气例如从上半侧主蒸气调节阀30侧向下半侧主蒸气管12侧流动。

通过具备这样的结构，即使是截止阀52被关闭后，阀座后泄流管31也能够具备开放端。因此，在阀座后泄流管31中，不是一端开口、另一端被封闭的结构。由此，能够抑制阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

另外，这里表示了将阀座后泄流管31的开放端连接在下半侧主蒸气调节阀50的下游的下半侧主蒸气管12上的一例，但并不限定于该结构。图7是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管2中的上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12的第4配管结构中的其他不同的结构的图。

如图7所示，也可以将阀座后泄流管31的开放端连接到下半侧主蒸气调节阀50与截止阀52之间的阀座后泄流管51。即，也可以将阀座后泄流管31构成为，使上半侧主蒸气调节阀30和下半侧主蒸气调节阀50与截止阀52之间的阀座后泄流管51连通。通过该结构，也与上述结构同样，能够抑制阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

(第5配管结构)

图8是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管2中的、上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12的第5配管结构的图。

如图8所示，在上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31中不具备截止阀。在下半侧主蒸气调节阀50上没有设置泄流管。

在第5配管结构中，在下半侧主蒸气调节阀50与高压涡轮200之间的下半侧主蒸气管12上，设有将泄流向外部引导的下半侧泄流管53。在该下半侧泄流管53中具备截止阀54。下半侧泄流管53的末端例如连通到凝气器。

连接在上半侧主蒸气调节阀30上的阀座后泄流管31具有开放端。该阀座后泄流管31的开放端连接在下半侧主蒸气调节阀50与下半侧泄流管53之间的下半侧主蒸气管12上。即，阀座后泄流管31使上半侧主蒸气调节阀30和下半侧主蒸气调节阀50与下半侧泄流管53之间的下半侧主蒸气管12连通。另外，阀座后泄流管31的开放端也可以在比连接着下半侧泄流管53的部分靠下游侧的位置，连接在下半侧主蒸气管12上。

这里，优选的是将阀座后泄流管31的开放端及下半侧泄流管53的一端连接到下半侧主蒸气管12中的、由下半侧主蒸气调节阀50的节流带来的流动的紊乱的影响变小的部分。另外，阀座后泄流管31作为上半侧泄流管发挥功能。

截止阀54在高压涡轮200的加温时被打开。此时，由上半侧主蒸气调节阀30的下游侧的上半侧主蒸气管11产生的泄流经由阀座后泄流管31被向下半侧主蒸气管12引导。并且，被引导到下半侧主蒸气管12的泄流与由下半侧主蒸气调节阀50的下游侧的下半侧主蒸气管12产生的泄流一起，经由下半侧泄流管53、截止阀54被向凝气器引导。截止阀54在加温完成后被关闭。

在将截止阀54关闭后，在阀座后泄流管31中，通过压力差，蒸气例如从上半侧主蒸气调节阀30侧向下半侧主蒸气管12侧流动。

通过具备这样的结构，即使是截止阀54被关闭后，阀座后泄流管31也能够具备开放端。因此，能够得到与第4配管结构同样的作用效果。

另外，这里表示了将阀座后泄流管31的开放端连接在下半侧主蒸气调节阀50与下半侧泄流管53之间的下半侧主蒸气管12上的一例，但并不限定于该结构。图9是示意地表示第2实施方式的蒸气涡轮配管2中的上半侧主蒸气管11及下半侧主蒸气管12的第5配管结构中的其他不同的结构的图。

如图9所示，也可以将阀座后泄流管31的开放端连接到下半侧主蒸气管12与截止阀54之间的下半侧泄流管53上。即，也可以将阀座后泄流管31构成为，使上半侧主蒸气调节阀30和下半侧主蒸气管12与截止阀54之间的下半侧泄流管53连通。通过该结构，也与上述结构同样，能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

(第3实施方式)

第3实施方式的蒸气涡轮配管3中的、具备上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的上半侧主蒸气管11、以及具备下半侧主蒸气断流阀40及下半侧主蒸气调节阀50的下半侧主蒸气管12的结构与第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上述结构相同。

在第3实施方式的蒸气涡轮配管3中，由于上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构与第1实施方式的配管结构不同，所以主要对其不同点进行说明。另外，这里例示上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构而进行说明，但也可以将该结构应用到下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51的配管结构中。

图10是示意地表示第3实施方式的蒸气涡轮配管3中的上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构的图。

在上半侧主蒸气断流阀20的阀座后泄流管22中，如图10所示，具备截止阀23。

阀座后泄流管31的一端连接在上半侧主蒸气调节阀30上，另一端连接在截止阀23与上半侧主蒸气断流阀20之间的阀座后泄流管22上。此外，在阀座后泄流管31中具备截止阀35。在截止阀35被打开的状态下，阀座后泄流管31使上半侧主蒸气调节阀30和截止阀23与上半侧主蒸气断流阀20之间的阀座后泄流管22连通。另外，阀座后泄流管22作为第1泄流管发挥功能，阀座后泄流管31作为第2泄流管发挥功能。

这里，截止阀35在加温时、或上半侧主蒸气调节阀30被打开时，为打开的状态。截止阀35在上半侧主蒸气断流阀20被打开的状态下，当上半侧主蒸气调节阀30被关闭时(全闭时)，与其同时被关闭，成为全闭。由此，防止蒸气经由阀座后泄流管22及阀座后泄流管31向高压涡轮200流动。

阀座后泄流管22的末端连通到例如凝气器。截止阀23在高压涡轮200的加温时被打开。此时，在上半侧主蒸气调节阀30的下游侧的上半侧主蒸气管11产生的泄流经由阀座后泄流管31被向阀座后泄流管22引导。并且，被引导到阀座后泄流管22中的泄流与来自上半侧主蒸气断流阀20的泄流一起被向凝气器引导。截止阀23在加温完成后被关闭。

在将截止阀23关闭后，在阀座后泄流管31中，通过压力差，蒸气例如从与阀座后泄流管22的连接部侧向上半侧主蒸气调节阀30侧流动。

通过具备这样的结构，即使是截止阀23被关闭后，阀座后泄流管31也能够具备开放端。因此，在阀座后泄流管31中，不是一端开口、另一端被封闭的结构。由此，能够抑制阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

(有关第1～第3实施方式的、阀座后泄流管31的温度上升的抑制的说明)

如上述那样，在第1实施方式中，通过在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中具备开放端，能够抑制上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。此外，如上述那样，在第2及第3实施方式中，通过阀座后泄流管31具备开放端，能够抑制阀座后泄流管31异常地温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

这里，对通过阀座后泄流管31具备开放端、从而能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升的理由进行说明。

(1)由管内压力变动带来的发热(热声效应)的说明

这里，设内径为R的圆筒的管内压力变动的频率为f(Hz)。根据文献(荒川，川桥，机械学会论文集，62卷598号，B(1996)，p.2238－2245)，使用将管内压力变动振幅P用管内平均压力P0除而无因次化后的式(1)的关系，在管壁附近的边界层内因压力变动带来的热声效应而产生的热流束q(W/m2)可用式(2)求出。

[数学式1]

P₁＝P/P₀…式(1)

[数学式2]

$q=K\×{\left(\frac{1}{\mathrm{\γ}}\right)}^2\left(\frac{{\mathrm{\μa}}^2}{\mathrm{\δ}/5}\right){P_1}^2$ …式(2)

这里，P1是无因次压力振幅，K是常数，γ是比热比，μ是粘性系数，a是音速，δ是边界层的厚度，R是圆筒的内径。

由于圆筒的内周长是πR，所以圆筒的每单位长度的发热量Q(W/m)可由式(3)求出。

[数学式3]

$Q=K\×{\left(\frac{1}{\mathrm{\γ}}\right)}^2\left(\frac{{\mathrm{\μa}}^2}{\mathrm{\δ}/5}\right){P_1}^2\mathrm{\π}R$ …式(3)

这里，如果设角振动频率ω为2πf，则边界层的厚度δ可由式(4)求出。

[数学式4]

$\mathrm{\δ}=5\sqrt{\frac{v}{\mathrm{\ω}}}$ …式(4)

这里，ν是动粘性系数。

(2)如果配管端是闭端则管壁温度上升、如果是开端则管壁温度不上升的说明

图11是为了说明如果配管端是闭端222则管壁温度上升、示意地表示配管220的截面及产生喷流的喷嘴230的图。图12是为了说明如果配管端是开端223则管壁温度不上升、示意地表示配管220的截面及产生喷流的喷嘴230的图。

在喷流从喷嘴230冲击到配管220的一端的开口部221的情况下，在配管220内发生较大的压力变动，如在上述(1)中说明那样，由于热声效应，配管220被加热。

如果设配管220的管壁温度为T，则由热声效应带来的配管220的每单位长度的发热量Q(W/m)可由式(5)求出。

[数学式5]

$\left(Q-c_f{\mathrm{\ρ}}_f{A}_{f}v\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂x}\right)=c\mathrm{\ρ}A\frac{\∂T}{\∂t}+hD(T-T_{\mathrm{\∞}})-\mathrm{\λ}A\frac{{\∂}^{2}T}{\∂x^2}$ …(5)

这里，c是配管220的材料的比热，ρ是配管220的材料的密度，λ是配管220的材料的热传导率。此外，A是配管220的截面积，h是向配管220的周围的自然对流热传导率，D是配管220的周长，T∞是周围温度。此外，v是配管220内的流动的平均流速，θ是配管220内的流体的温度，cf是配管220内的流体的比热，ρf是配管220内的流体的密度，Af是配管220内的流路截面积，x是配管220的轴向的坐标。

在另一端是闭端222的情况下，由于在配管220内不发生流动，所以式(5)的平均流速v为“0”，式(5)成为式(6)。

[数学式6]

$Q=c\mathrm{\ρ}A\frac{\∂T}{\∂t}+hD(T-T_{\mathrm{\∞}})-\mathrm{\λ}A\frac{{\∂}^{2}T}{\∂x^2}$ …(6)

这里，在配管220是被用保温材保温、热传导率较小的钢管的情况下，在式(6)中，可以将右边的第2项及第3项省略，进行式(7)所示的近似。

[数学式7]

$\frac{\∂T}{\∂t}\≈\frac{Q}{c\mathrm{\ρ}A}$ …(7)

另一方面，在如图12那样另一端是开端223的情况下，在配管220内发生流动。这里，在配管220是被用保温材保温、热传导率较小的钢管的情况下，在式(5)中，可以将右边的第2项及第3项省略，进行式(8)所示的近似。

[数学式8]

$\frac{\∂T}{\∂t}\≈\frac{1}{c\mathrm{\ρ}A}\left(Q-c_f{\mathrm{\ρ}}_f{A}_{f}v\frac{\∂\mathrm{\θ}}{\∂x}\right)$ …(8)

配管220内的流体的温度θ和配管220的管壁温度T可以近似为大致相等。此外，当在式(8)中满足式(9)的关系时，由配管220内的流动带来的冷却效果高于由热声效应带来的加热效果，管壁温度T降低。

[数学式9]

$Q<c_f{\mathrm{\&rho;}}_f{A}_{f}v\frac{\&part;\mathrm{\&theta;}}{\&part;x}$ …(9)

这里，测量配管端是闭端或开端时的管壁温度。图13是示意地表示试验装置的图。另外，在图13中表示配管220的配管端是开端时的状态。

在测量中，使用了长度为360mm、内径为10mm、外径为12mm的不锈钢制的配管220。在配管220的开口部221中，设与配管220的中心轴Ot垂直的直线L和喷嘴230的中心轴On所成的角α为80度。在大气环境(10℃左右)中，从喷嘴230喷出了与大气环境相同温度的空气。设喷嘴230的喷出孔的正上游的压力Pn与大气压Pa之比(Pa/Pn)为0.44。

将配管220的轴向的中心位置的外壁温度用热电偶测量。并且，将该测量出的温度设为管壁温度。当使配管220的另一端为闭端时，用盖将另一端封闭。

图14是表示对配管端是闭端或开端时的管壁温度进行测量后的结果的图。本测量表示在来自喷嘴230的喷出向管的一端冲击的状态下、使配管端从为开端的状态成为闭端、然后再次成为开端时的测量结果。

如图14所示，可知仅在配管端为闭端的情况下管壁温度上升。此外可知，如果配管端从闭端的状态成为开端，则管壁被迅速冷却。这些现象与用上述各式评价出的结果一致。即，可知在配管端是开端的情况下管壁温度不上升。

根据该结果可知，通过阀座后泄流管31具备开放端，能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升。

(第4实施方式)

第4实施方式的蒸气涡轮配管4中的、具备上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的上半侧主蒸气管11、以及具备下半侧主蒸气断流阀40及下半侧主蒸气调节阀50的下半侧主蒸气管12的结构，与第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的上述结构相同。

在第4实施方式的蒸气涡轮配管4中，由于上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构与第1实施方式的配管结构不同，所以主要对其不同点进行说明。另外，这里例示上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构进行说明，但也可以将该结构应用到下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51的配管结构中。

(第6配管结构)

图15是示意地表示第4实施方式的蒸气涡轮配管4中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的第6配管结构的图。

在阀座后泄流管31中具备截止阀32。此外，如图15所示，在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中具备扩大部33。该扩大部33具备将阀座后泄流管31的流路截面扩大、并且将该扩大遍及阀座后泄流管31的轴向的规定的距离而设置的空间。即，扩大部33通过在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31的一部分具备将阀座后泄流管31的流路截面扩大的空间而构成。

这样，通过具备扩大部33，能够抑制上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中的共振振动的发生。由此，即使是截止阀32被关闭后，也能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

另外，上述结构并不一定装备在阀座后泄流管31中。例如，也可以在从将来自锅炉的蒸气向高压涡轮200引导的蒸气通路分支、具有截止阀的分支管等中，应用上述结构。在此情况下，也能够抑制蒸气通路与截止阀之间的分支管中的共振振动的发生。

(第7配管结构)

图16是示意地表示第4实施方式的蒸气涡轮配管4中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的第7配管结构的图。

在阀座后泄流管31中具备截止阀32。此外，如图16所示，在上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31内具备衰减部34。该衰减部34由使共振振动(共鸣振动)衰减的结构构成。衰减部34具有例如阻尼孔(orifice)构造、共鸣型消音器构造等的使共振振动衰减的衰减要素构造。

这样，通过具备衰减部34，能够将上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中的共振振动衰减。由此，即使是截止阀32被关闭后，也能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

另外，上述结构并不一定装备在阀座后泄流管31中。例如，也可以在从将来自锅炉的蒸气向高压涡轮200引导的蒸气通路分支、具有截止阀的分支管等中，应用上述结构。在此情况下，也能够将蒸气通路与截止阀之间的分支管中的共振振动衰减。

(第5实施方式)

第5实施方式的蒸气涡轮配管5中的、具备上半侧主蒸气断流阀20及上半侧主蒸气调节阀30的上半侧主蒸气管11、以及具备下半侧主蒸气断流阀40及下半侧主蒸气调节阀50的下半侧主蒸气管12的结构，与第1实施方式的蒸气涡轮配管1中的它们相同。

在第5实施方式的蒸气涡轮配管5中，由于上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构与第1实施方式的配管结构不同，所以主要对其不同点进行说明。另外，这里例示上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构进行说明，但也可以将该结构应用到下半侧主蒸气调节阀50的阀座后泄流管51的配管结构中。

图17是示意地表示第5实施方式的蒸气涡轮配管5中的上半侧主蒸气调节阀30的阀座后泄流管31的配管结构的图。

如图17所示，在阀座后泄流管31中具备截止阀32。如上述那样，在高压涡轮200的加温完成后，截止阀32被关闭。在此状态下，如果将负荷上升到高压涡轮200的额定运转，则有上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31的温度异常地上升的情况。

所以，在第5实施方式中，在高压涡轮200的加温完成后，也使截止阀32成为打开的状态，当高压涡轮200的负荷为30～50％时将截止阀32关闭。

这里，在高压涡轮200的负荷比30％低的状态下，上半侧主蒸气调节阀30的阀开度较小。因此，穿过上半侧主蒸气调节阀30的阀体与阀座的间隙的蒸气的流动较大地紊乱。并且，在此状态下，如果截止阀32被关闭，则上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中的压力变动变大，带来温度的异常上升。

另一方面，当高压涡轮200的负荷成为30～50％时，上半侧主蒸气调节阀30的阀开度变大，所以穿过上半侧主蒸气调节阀30的阀体与阀座的间隙的蒸气的流动的紊乱减少。因此，在此状态下，即使将截止阀32关闭，上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中的压力变动也被抑制，不发生温度的异常上升。

这样，通过调整将截止阀32关闭的定时，能够抑制上半侧主蒸气调节阀30与截止阀32之间的阀座后泄流管31中的压力变动。由此，即使是截止阀32被关闭后，也能够抑制阀座后泄流管31的异常的温度上升，防止阀座后泄流管31的损坏。

根据以上说明的实施方式，能够提供一种在蒸气涡轮配管系统中防止温度的异常的上升、可靠性较高的蒸气涡轮配管及配管。

此外，在上述第1～第5实施方式中，表示了阀座后泄流管31的一个端部连接在上半侧主蒸气调节阀30上的一例，但并不限定于该结构。例如，也可以做成将阀座后泄流管31的一个端部连接在上半侧主蒸气调节阀30的正下游的上半侧主蒸气管11上的结构。在该结构的情况下，例如，在图3所示的配管结构中，在比分支管60的与上半侧主蒸气管11的连接部靠上半侧主蒸气调节阀30侧，连接阀座后泄流管31的一个端部。

另外，该结构也可以应用于下半侧的阀座后泄流管51。即，也可以代替将阀座后泄流管51的一个端部连接到下半侧主蒸气调节阀50，而做成将阀座后泄流管51的一个端部连接到下半侧主蒸气调节阀50的正下游的下半侧主蒸气管12的结构。

说明了本发明的一些实施方式，但这些实施方式是作为例子提示的，并不意味着限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种各样的形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行各种省略、替换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围及主旨中，并且包含在权利要求所记载的发明和其等价的范围内。

Claims (15)

1.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；

主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；

泄流管，连接于上述主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；

截止阀，夹装在上述泄流管中；以及

分支管，从上述泄流管起在比上述截止阀靠上述主蒸气调节阀侧分支，具有开放端。

2.如权利要求1所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

上述分支管的开放端连接于上述主蒸气调节阀与上述蒸气涡轮之间的上述主蒸气管。

3.如权利要求1所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

上述分支管的开放端连接于从上述蒸气涡轮将蒸气抽气的抽气管或从上述蒸气涡轮将蒸气排气的排气管。

4.如权利要求1所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

上述分支管的开放端连接于比上述截止阀靠下游侧的上述泄流管。

5.如权利要求4所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

上述分支管具备流路截面变窄的狭窄部。

6.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

上半侧主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮的上半侧引导；

下半侧主蒸气管，将来自上述锅炉的蒸气向蒸气涡轮的下半侧引导；

上半侧主蒸气调节阀，夹装在上述上半侧主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮的上半侧引导的蒸气的流量；

下半侧主蒸气调节阀，夹装在上述下半侧主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮的下半侧引导的蒸气的流量；以及

上半侧泄流管，连接在上述上半侧主蒸气调节阀上，具有开放端。

7.如权利要求6所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

具备：

下半侧泄流管，连接于上述下半侧主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述下半侧泄流管中；

上述上半侧泄流管的开放端连接于上述下半侧主蒸气调节阀与上述蒸气涡轮之间的上述下半侧主蒸气管。

8.如权利要求6所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

具备：

下半侧泄流管，连接于上述下半侧主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述下半侧泄流管中；

上述上半侧泄流管的开放端连接于上述下半侧主蒸气调节阀与上述截止阀之间的上述下半侧泄流管。

9.如权利要求6所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

具备：

下半侧泄流管，连接于上述下半侧主蒸气调节阀与上述蒸气涡轮之间的上述下半侧主蒸气管，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述下半侧泄流管中；

上述上半侧泄流管的开放端连接于上述下半侧主蒸气调节阀与上述蒸气涡轮之间的上述下半侧主蒸气管。

10.如权利要求6所述的蒸气涡轮配管，其特征在于，

具备：

下半侧泄流管，连接于上述下半侧主蒸气调节阀与上述蒸气涡轮之间的上述下半侧主蒸气管，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述下半侧泄流管中；

上述上半侧泄流管的开放端连接于上述下半侧主蒸气管与上述截止阀之间的上述下半侧泄流管。

11.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；

主蒸气断流阀，夹装在上述主蒸气管中，将向上述蒸气涡轮引导的蒸气截止；

主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气断流阀的下游侧的上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；

第1泄流管，连接于上述主蒸气断流阀，将泄流向外部引导；

截止阀，夹装在上述第1泄流管中；以及

第2泄流管，一端连接于上述主蒸气调节阀，另一端连接于上述截止阀与上述主蒸气断流阀之间的上述第1泄流管。

12.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；

主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；

泄流管，连接于上述主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述泄流管中；以及

扩大部，设置于上述主蒸气调节阀与上述截止阀之间的上述泄流管，具有上述泄流管的截面被扩大的空间。

13.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；

主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；

泄流管，连接于上述主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述泄流管中；以及

衰减部，设置于上述主蒸气调节阀与上述截止阀之间的上述泄流管内，使共振振动衰减。

14.一种蒸气涡轮配管，是蒸气涡轮设备中的蒸气涡轮配管，其特征在于，具备：

主蒸气管，将来自锅炉的蒸气向蒸气涡轮引导；

主蒸气调节阀，夹装在上述主蒸气管中，调整向上述蒸气涡轮引导的蒸气的流量；

泄流管，连接于上述主蒸气调节阀，将泄流向外部引导；以及

截止阀，夹装在上述泄流管中；

当上述蒸气涡轮的负荷成为30～50％时，将上述截止阀关闭。

15.一种配管，是输送压缩性流体的配管，其特征在于，具备：

导管，将压缩性流体向下游侧的设备引导；

流量调节阀，夹装在上述导管中，调整向上述设备引导的压缩性流体的流量；

支管，连接于上述流量调节阀；

截止阀，夹装在上述支管中；以及

分支管，从上述支管起在比上述截止阀靠上述流量调节阀侧分支，具有开放端。