CN105579671B - 蒸汽调节阀装置以及发电设备 - Google Patents

蒸汽调节阀装置以及发电设备 Download PDF

Info

Publication number
CN105579671B
CN105579671B CN201480052567.1A CN201480052567A CN105579671B CN 105579671 B CN105579671 B CN 105579671B CN 201480052567 A CN201480052567 A CN 201480052567A CN 105579671 B CN105579671 B CN 105579671B
Authority
CN
China
Prior art keywords
valve
mentioned
steam
valve element
mentioned valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201480052567.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105579671A (zh
Inventor
大石勉
渡边晋司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN105579671A publication Critical patent/CN105579671A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105579671B publication Critical patent/CN105579671B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00—Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10—Final actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/12—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00—Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32—Details
    • F16K1/34—Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36—Valve members
    • F16K1/38—Valve members of conical shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/04—Means in valves for absorbing fluid energy for decreasing pressure or noise level, the throttle being incorporated in the closure member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Lift Valve (AREA)
  • Details Of Valves (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Abstract

本发明提供蒸汽调节阀装置以及发电设备，通过减少了部件个数的简单构造，在从微小开度到中间开度附近防止噪声、振动的产生，在全开开度或者其附近降低压力损失而提高蒸汽轮机的效率。在蒸汽调节阀装置中，具备：形成有被供给蒸汽的阀室(31)的阀主体(30)；设置于该阀主体(30)且在面向阀室(31)的位置形成有球形曲面的阀座(32)；收纳于阀室(31)且形成有球形曲面的阀芯(34)；以及相对于该阀芯(34)设置于上游侧且以使阀座(32)以及阀芯(34)各自的球形曲面接触或分离的方式进行驱动而设定阀开度的阀杆(33)，阀芯(34)的底部具有：从中央位置朝阀座(32)侧突出的突起部(35)；以及形成于边缘以便在该突起部(35)的周围形成凹陷部(37)的棱边(36)。

Description

蒸汽调节阀装置以及发电设备
技术领域
本发明的实施方式涉及对朝蒸汽轮机流入的蒸汽量进行控制的蒸汽调节阀装置以及具备该蒸汽调节阀装置的发电设备。
背景技术
一般情况下，在火力发电站、原子能发电站等的发电设备所应用的蒸汽轮机中，为了进行与负载变化相应的蒸汽流量控制、紧急时的蒸汽供给切断，在蒸汽轮机的上游侧设置有蒸汽调节阀装置。设置于高压汽轮机的上游的蒸汽调节阀装置与主蒸汽截止阀串联配置。
图14是蒸汽轮机所使用的以往的蒸汽调节阀装置的说明图。在该图14中表示出在蒸汽轮机的紧急时等将朝蒸汽轮机流入的蒸汽瞬间地截止的主蒸汽截止阀110、以及用于对蒸汽流量进行控制的蒸汽调节阀120。蒸汽调节阀120的阀主体121为，其侧方部与主蒸汽截止阀110连通地连结，在阀主体121的上端部具有上盖122，在阀主体121的内方部设置有成为隆起状的阀座123，与抵接于该阀座123的阀芯124结合的阀杆125，贯通上盖122而与液压缸127连结。
来自未图示的锅炉等的蒸汽流，如箭头I那样朝主蒸汽截止阀110流入，并如箭头O那样从蒸汽调节阀120流出。当对蒸汽调节阀120的液压缸127作用液压时，经由阀杆125使阀芯124上下移动而蒸汽调节阀120进行开闭动作，通过该开闭动作对蒸汽流量进行控制，蒸汽朝未图示的蒸汽轮机流动。另外，在蒸汽调节阀120的液压缸127中，组装有活塞126以及封闭用弹簧129，在该活塞126的下部设置有供排油口128。在该供排油口128连接有伺服阀、放泄阀等的液压设备，但在图14中省略图示。
另一方面，主蒸汽截止阀110也与蒸汽调节阀120同样地构成，在阀主体111的上端部具有上盖112，在阀主体111的内方部设置有成为隆起状的阀座114，抵接于该阀座114的阀芯115经由阀杆116与液压缸117连结。当对该液压缸117作用液压时，经由阀杆116使阀芯115上下移动而主蒸汽截止阀110进行开闭动作，通过该开闭动作来实施蒸汽的供给、切断。另外，图14中的符号113表示过滤器。
一般情况下，在发电设备用蒸汽轮机所使用的蒸汽调节阀装置、特别是蒸汽调节阀120中，已知有噪声、振动、腐蚀或者材料劣化等不良好的事例。这样的蒸汽调节阀120构成为，在具备阀芯124以及阀座123的阀室中使阀芯124移动，由此通过阀芯124与阀座123之间的节流功能对蒸汽流量进行控制。可以认为上述噪声、振动是由阀芯124周围的流动的紊乱、不稳定的流动等诱发而产生的(例如参照专利文献1)。
最近，随着发电设备的蒸汽条件的上升(超临界压力设备)、蒸汽轮机的单机容量的增加，而提出有实施了进一步改善的改进技术(例如参照专利文献2、3)。
如图15以及图16所示，上述专利文献1、2中的蒸汽调节阀120构成为，具备：阀芯124，形成为球形曲面，具有在边缘具备棱边131的凹陷部130；以及阀座123，以从该阀芯124所接触的位置朝向下游侧逐渐扩口的方式具有球形曲面；该阀芯124与阀座123的球形曲面彼此接触。因而，在该蒸汽调节阀120中，在阀芯124的底部侧设置有在边缘具备棱边131的凹陷部130，因此如图17中(A)所示那样，在从微小开度到中间开度附近，沿着阀芯124的蒸汽流动在该阀芯124的棱边131处剥离，成为沿着阀座123的稳定的流动，由此能够防止噪声、振动的产生。
此外，专利文献3中的蒸汽调节阀为，在阀芯的凹陷部内设置有导流装置，该导流装置安装在阀主体侧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭56-109955号公报
专利文献2：日本特开2006-63957号公报
专利文献3：日本特开2008-175267号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，专利文献1、2中的蒸汽调节阀120的阀芯124为具有在边缘具备棱边131的凹陷部130的形状，在阀芯124的从开始打开到中间开度附近的区域中，能够有效地发挥本来的功能即防止噪声、振动，但是如图17中(B)所示那样，在阀开度全开状态或者其附近等高阀开度状态下，阀芯124的正下方成为静区，如图17中(B)的箭头所示那样，在该静区内会产生涡流132而产生压力损失。
然而，在最近的蒸汽轮机中，作为发电企业主的市场需求，强烈要求性能提高(效率提高)。作为该蒸汽轮机的效率的细分，蒸汽轮机本身的内部效率的提高较重要，但设置于蒸汽轮机的入口的蒸汽调节阀120等的上述压力损失的降低也极其重要。即，在蒸汽调节阀120等中产生的压力损失，意味着使进行热力学上有效的做功之前的蒸汽轮机入口的蒸汽压力降低，结果，对蒸汽轮机的效率产生较大的影响(效率降低)。因此，在蒸汽调节阀120中，如何降低全开开度状态下的压力损失是多年的悬案。
专利文献3中的蒸汽调节阀为，通过导流装置来消除高阀开度状态下的阀芯正下方的静区，由此抑制涡流132的产生并使压力损失降低，但由于该导流装置与阀芯分体，因此部件个数增多，无法避免装置构成的繁杂化。
本发明的实施方式是考虑上述情况而进行的，其目的在于提供蒸汽调节阀装置以及具备该蒸汽调节阀装置的发电设备，通过减少了部件个数的简单构造，在从微小开度到中间开度附近能够防止噪声、振动的产生，在全开开度或者其附近能够降低压力损失而提高蒸汽轮机的效率。
用于解决课题的手段
本发明的实施方式的蒸汽调节阀装置为，具备：阀主体，形成有被供给蒸汽的阀室；阀座，设置于上述阀主体，在面向上述阀室的位置形成有球形曲面；阀芯，收纳于上述阀室，形成有球形曲面；以及阀杆，相对于上述阀芯设置于上游侧，以使上述阀座以及上述阀芯各自的上述球形曲面接触或分离的方式进行驱动而设定阀开度，该蒸汽调节阀装置的特征在于，上述阀芯的底部具有：突起部，从上述阀芯的底部的中央位置朝上述阀座侧突出；以及棱边，形成于上述阀芯的底部的边缘以便在上述突起部的周围形成凹陷部。
此外，本发明的实施方式的发电设备的特征在于，具备上述本发明的实施方式的蒸汽调节阀装置。
根据如上述那样说明的实施方式，通过减少了部件个数的简单构造，在从微小开度到中间开度附近能够防止噪声、振动的产生，在全开开度或者其附近能够降低压力损失而提高蒸汽轮机的效率。
附图说明
图1是表示装备了本实施方式的蒸汽调节阀装置即蒸汽调节阀的发电设备的系统图。
图2是表示图1的蒸汽调节阀的全闭开度状态的截面图。
图3是表示图1的蒸汽调节阀的微小开度状态的截面图。
图4是表示图1的蒸汽调节阀的全开开度状态的截面图。
图5中，(A)是图2～图4的蒸汽调节阀为微小开度状态下的蒸汽流动状态的说明图，(B)是全开开度状态下的蒸汽流动状态的说明图。
图6是用于求出图4所示的全开开度状态下的蒸汽通路部的流路面积的说明图。
图7是用于求出图4所示的全开开度状态下的蒸汽通路部的流路面积的说明图。
图8是用于求出图4所示的全开开度状态下的蒸汽通路部的流路面积的说明图。
图9是表示图2～图4所示的蒸汽调节阀的流路面积的变化特性的图表。
图10是表示图2～图4所示的蒸汽调节阀的各部件尺寸的概要截面图。
图11是表示图2～图4所示的蒸汽调节阀的突起部的根部直径Da以及角度THa与压力损失之间的关系的图表。
图12是表示图2～图4所示的蒸汽调节阀的突起部的角度THa与压力损失之间的关系的图表。
图13中，(A)是表示图2～图4所示的蒸汽调节阀的突起部的角度THa＝40°时的蒸汽流动状态的说明图，(B)是表示THa＝44°时的蒸汽流动状态的说明图，(C)是表示THa＝60°时的蒸汽流动状态的说明图。
图14是表示现有的蒸汽调节阀装置的截面图。
图15是表示图14的蒸汽调节阀的全闭开度状态的截面图。
图16是表示图14的蒸汽调节阀的全开开度状态的截面图。
图17中，(A)是表示图14的蒸汽调节阀为微小开度状态下的蒸汽流动状态的说明图，(B)是全开开度状态下的蒸汽流动状态的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图对用于实施本发明的方式进行说明。
图1是表示装备了本实施方式的蒸汽调节阀装置即蒸汽调节阀的发电设备的系统图。此外，图2、图3、图4是分别表示图1的蒸汽调节阀的全闭开度状态、微小开度状态、全开开度状态的截面图。
在图1所示的发电设备10中，锅炉11的蒸汽在通过主蒸汽截止阀12、蒸汽调节阀13并在高压汽轮机14中膨胀而做功之后，经由单向阀15再次由锅炉11的再热器加热，经由再热蒸汽截止阀16、中间截止阀17依次流入中压汽轮机18、低压汽轮机19而膨胀做功。蒸汽在低压汽轮机19中做功之后，通过凝汽器20而返回成水，通过供水泵21升压而再次朝锅炉11供给并进行循环。
此外，为了提高发电设备10的运用效率，根据发电设备10的不同，设置有高压汽轮机旁通管22、低压汽轮机旁通管23，能够与汽轮机14、18、19的运转状态无关地使锅炉11进行运转。高压汽轮机旁通管22从锅炉11的出口侧分支并与锅炉11的再热器的入口侧连接，具备高压汽轮机旁通阀24。此外，低压汽轮机旁通管23从锅炉11的再热器的出口侧分支并与凝汽器20的入口侧连接，具备低压汽轮机旁通阀25。
如图2～图4所示，作为装备于上述发电设备10的蒸汽调节阀装置的蒸汽调节阀13具备：阀主体30，形成有被供给蒸汽的阀室31；阀座32，设置于该阀主体30，在面向阀室31的位置形成有球形曲面；阀芯34，收纳于阀室31，形成有球形曲面；以及阀杆33，相对于该阀芯34设置于上游侧，以使阀座32以及阀芯34各自的球形曲面接触或分离的方式进行驱动而设定阀开度。并且，阀芯34的底部具有：突起部35，从该阀芯34的底部的中央位置朝阀座32侧突出；以及棱边36，形成于该阀芯34的底部的边缘，以便在该突起部35的周围形成凹陷部37。通过阀主体30的内表面、阀座32、阀芯34以及后述的引导筒39，在将阀开度设定为全开的状态(以下，称作“全开开度”)或者其附近的状态下形成蒸汽通路部38。
即，在阀主体30的上端部具备上盖29，在阀主体30的内部设置有阀座32。在与该阀座32接触的阀芯34上结合有阀杆33，该阀杆33贯通上盖29而与未图示的液压缸连结。当对该液压缸作用液压时，经由阀杆33使阀芯34在图2～图4中上下移动。在上盖29上形成有对阀芯34的上下移动进行引导的引导筒39，阀芯34在该引导筒39内上下移动。另外，上盖29中的阀杆33的贯通部成为阀杆33的滑动面，因此组装有套筒，但是在本实施方式中省略图示。
在阀芯34的底部设置有在边缘具备棱边36的凹陷部37，由此如图5中(A)所示那样，在蒸汽调节阀13的微小开度下，沿着阀芯34的蒸汽流动由于该阀芯34的棱边36而剥离，成为沿着阀座32的稳定的流动，因此能够防止噪声、振动的产生。如图5中(A)的箭头A所示那样，此时的蒸汽流动成为如上所述的沿着阀座32的内周面的附着流，因此不存在沿着阀芯34的突起部35的流动。
如图2～图4所示，设置于阀芯34的底部中央位置的突起部35，与阀芯34一体地形成。该突起部35为，中央部朝向下游的阀座32侧呈凸状地突出，通过如后述那样设定的根部的直径Da以及角度THa来定义。并且，考虑到组装时的安全性等，突起部35的最前端形成为大致半球形状。
全开开度或者其附近的蒸汽通路部38的流路面积为，比阀座32靠上游侧的圆环形状部分38A的流路面积比下游的阀座32侧的圆形状部分38B的流路面积稍大，而且如上所述，在阀芯34的底部形成有突起部35，由此在阀芯34的底部处的卷入流消减，因此如图5中(B)的箭头B所示，在全开开度或者其附近蒸汽变得容易流动。
如上所述，全开开度或者其附近的蒸汽通路部38，由阀主体30的内表面、阀座32、阀芯34以及引导筒39形成。并且，该蒸汽通路部38的流路面积构成为，从由阀主体30的内周面和引导筒39划分的上游侧的圆环形状部分38A朝向由阀座32划分的下游侧的圆形状部分38B逐渐减少，最终达到阀座32的开口面积(由阀座32的内径规定的面积)，在这其中不存在极端的变化而是连续顺畅地变化。由此，在全开开度或者其附近，在该蒸汽通路部38中流动的蒸汽，如图5中(B)的箭头B所示那样，在阀芯34的底部附近不会产生涡流而是顺畅地流动，因此能够抑制压力损失。
更详细来说，该蒸汽通路部38的流路面积被设定为，从上游的引导筒39和阀主体30的内周面侧朝向下游的阀座32侧逐渐减少，由阀芯34和阀座32构成的部分成为最小，之后在略微增加的同时最终达到由阀座32的内径规定的面积。在由阀芯34和阀座32构成的部分存在最小的流路面积的原因在于，蒸汽调节阀13通过该部分对蒸汽的流量进行控制。
此处，使用图6～图8对全开开度状态下的蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)的流路面积的求出方法进行说明。
首先，该蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)的入口部42的流路面积，是由阀芯34的棱边36的棱边端点40与阀座32的入口端点41构成的圆环形状的面积。此外，该蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)的出口部43的流路面积，是由阀座32的内径Dth(后述)规定的圆形状的面积。
接着，通过几何学求出该蒸汽通路部38的从入口部42到出口部43的途中的流路面积。求出从入口部42到出口部43将流路面积分成两等分的曲线44，相对于该曲线44制作垂直线(例如垂直线45)，求出该垂直线与阀芯34的交点(例如交点46)、垂直线与阀座32的交点(例如交点47)。当使这些交点相对于阀中心线P旋转时，制作出圆锥台(例如圆锥台48)。
即，在该蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)中，沿着流动方向连续地假想出无数个圆锥台48。这些圆锥台48(参照图7)的除了上底面49和下底面50的面积以外的侧面51的面积(侧面积)，成为蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)在各圆锥台48位置处的流路面积。当将圆锥台48的下底面50的半径设为R1、上底面49的半径设为R2、高度设为h时，各圆锥台48的侧面积成为：
圆锥台的侧面积＝π×(R1+R2)×{h2+(R1-R2)2}1/2。
此外，在该蒸汽通路部38(主要是由阀芯34和阀座32构成的部分)中的阀芯34的突起部35的下游侧，不是假想出圆锥台而是假想出多个圆锥53。该圆锥53的侧面55的面积(例如侧面积)，成为该蒸汽通路部38在各圆锥53位置处的流路面积。当将该圆锥53(参照图8)的底面54的半径设为R0、高度设为h0时，圆锥53的侧面积通过下式求出。
圆锥的侧面积＝π×R0×(h02+R02)1/2
如上述那样，求出全开开度状态下的蒸汽通路部38(主要是阀芯34和阀座32构成的部分)的各位置的流路面积。此处，在图9中表示该蒸汽通路部38的流路面积的变化特性与阀开度之间的关系。在该图9中，A0是入口部42的面积，L0是该入口部42处的阀芯34的棱边36的棱边端点40与阀座32的入口端点41之间的距离。此外，Ai是包含比入口部靠下游的任意的垂直线45的面积，Li是任意的垂直线45上的交点46、47之间的距离。
在该图9中，表示微小开度下的流路面积的变化的曲线X朝向右上的倾斜角较大，可知此时流路面积扩大，蒸汽在通过阀芯34的棱边36之后剥离。此外，表示全开开度下的流路面积的变化的曲线Y示出朝向右下的倾斜，可知此时由于在阀芯34上形成有突起部35而流路面积减少，蒸汽在由于棱边36而一度剥离之后附着于突起部35。此外，表示中间开度下的流路面积的变化的曲线Z的倾斜角较小，可知此时流路面积大致恒定，即便由于阀芯34的棱边36也不会产生剥离。
蒸汽通路部38(包括由阀芯34和阀座32构成的部分)为，以在全开开度下成为图9的曲线Y所示那样的最佳特性的方式，规定以下的参数Di、Dth、R、r、Da、THa，并主要着眼于降低压力损失来最终地决定。
首先，如图10所示，在将该阀芯34与阀座32的接触圆的直径即座径设为Do时，阀芯34的凹陷部37的棱边36的直径Di被设定在如下范围：
Do＞Di≥0.9Do，
并且，阀座32的内径(最小内径)Dth被设定在如下范围：
Di＞Dth≥0.8Do。
由此，在从微小开度到中间开度附近，在蒸汽通路部38内流动的蒸汽成为沿着阀座32的稳定的流动(参照图5的箭头)，而能够防止噪声、振动的产生。
此外，在将该阀芯34与阀座32的接触圆的直径即座径设为Do时，阀芯34的曲率半径R被设定在如下范围：
R＝(0.52～0.6)Do，
此外，阀座32的曲率半径r被设定在如下范围：
r≥0.6Do。
由此，在从微小开度到中间开度附近，在蒸汽通路部38内流动的蒸汽也成为沿着阀座32的稳定的流动，而能够防止噪声、振动的产生。
并且，在阀芯34的突起部35中，对蒸汽通路部38进行形成的表面的纵截面形状，由突起部35的根部直径Da以及突起部35的角度THa来定义。在将阀芯34与阀座32的接触圆的直径即座径设为Do时，该根部直径Da被设定在如下范围：
Da＝(0.40～0.44)Do，
此外，突起部35的角度THa被设定为：
THa＝30～50deg。
通过在阀芯34的底部设置突起部35，由此不会在阀主体30的内部形成不需要的空间，因此能够抑制在阀座32的上游侧附近产生涡流。并且，通过将突起部35设定在上述范围内，由此能够防止蒸汽过大地附着于突起部35而使摩擦阻力增加，并使压力损失增大。
通过数值分析调查了突起部35的根部直径Da和角度THa对压力损失产生的影响，其结果成为图11所示那样。在该图11中，横轴表示Da/Do以及THa，纵轴表示压力损失。根据本实施方式，突起部35的根部直径Da被设定为0.40Do＜Da＜0.44Do，因此如根据图11也可知的那样，能够可靠地抑制压力损失的产生。此外，突起部35的角度THa被设定为30°＜THa＜50°，因此如根据图11也可知的那样，能够可靠地抑制压力损失的产生。
为了详细地调查突起部35的角度THa的影响，而在固定为Da＝0.44Do的全开开度状态下进行了数值分析，其结果成为图12所示那样。为了视觉地掌握该角度THa的影响而制作了蒸汽流动的矢量图，图13中的(A)表示THa＝40°的状态，图13中的(B)表示THa＝44°的状态，图13中的(C)表示THa＝60°的状态。在图13中的(A)中，蒸汽的流动未充分地附着于阀芯34的底部的突起部35。此外，在图13中的(C)中，蒸汽成为过大地附着于突起部35的流动而压力损失增大。压力损失最小的状态是图13中的(B)，蒸汽以良好的程度附着于突起部35而流动。
由于如以上那样构成，因此根据本实施方式，发挥如下的效果(1)～(4)。
(1)如图2～图4所示，由于在阀芯34的底部的突起部35的周围设置有在边缘具备棱边36的凹陷部37，因此在从微小开度到中间开度附近，沿着阀芯34的蒸汽流动由于该阀芯34的棱边36而剥离，成为沿着阀座32的稳定的流动，因此能够防止噪声、振动的产生。
(2)由于在阀芯34的底部的中央位置设置有突起部35，因此在全开开度或者其附近的蒸汽通路部38中阀芯34附近的流路面积的变化变少。因此，在该蒸汽通路部38中流动的蒸汽的流动不会在阀芯34的底部附近产生涡流，因而能够抑制压力损失，因此能够提高蒸汽轮机的效率。
(3)由于在阀芯34的底部的中央位置设置有突起部35，并在该阀芯34的底部的突起部35周围设置有在边缘具备棱边36的凹陷部37，因此与突起部35和凹陷部37被分体地构成的情况相比，能够将蒸汽调节阀13构成为减少了部件个数的简单构造。
(4)例如，在复合循环的发电设备的蒸汽轮机中，常时在全开开度状态下运用蒸汽调节阀13的情况较多。另一方面，在本实施方式的蒸汽调节阀13中，如上述(2)所述，在全开开度或者其附近能够提高蒸汽轮机的效率。因而，通过在复合循环那样的高效率的发电设备中使用本实施方式的蒸汽调节阀13，能够提高发电设备整体的效率。
以上，对本发明的几个实施方式进行了说明，但本实施方式是作为例子而提示的，并不意图对发明的范围进行限定。该实施方式能够以其他各种方式加以实施，在不脱离发明主旨的范围内能够进行各种省略、置换、变更，并且该置换、变更也包含于发明的范围、主旨，并且包含于专利请求范围所记载的发明和与其等同的范围。

Claims (8)

1.一种蒸汽调节阀装置，具备：阀主体，形成有被供给蒸汽的阀室；阀座，设置于上述阀主体，在面向上述阀室的位置形成有球形曲面；阀芯，收纳于上述阀室，形成有球形曲面；以及阀杆，相对于上述阀芯设置于上游侧，以使上述阀座以及上述阀芯各自的上述球形曲面接触或分离的方式进行驱动而设定阀开度，该蒸汽调节阀装置的特征在于，
上述阀芯的底部具有：突起部，从上述阀芯的底部的中央位置朝上述阀座侧突出；以及棱边，形成于上述阀芯的底部的边缘，以便在上述突起部的周围形成凹陷部，
上述突起部的对蒸汽通路部进行形成的表面的纵截面形状，通过根部直径Da和该根部直径Da与上述突起部的侧边所成的突起部的角度THa来定义，
在将上述阀芯与上述阀座的接触圆的直径设为Do时，上述根部直径Da被设定在如下范围：
Da＝(0.40～0.44)Do，
此外，上述突起部的角度THa被设定在如下范围：
THa＝30～50deg。
2.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
上述突起部与阀芯一体地形成。
3.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
在将上述阀开度设定为全开的状态下，由上述阀主体、上述阀座以及上述阀芯形成的蒸汽通路部为，流路面积从上游侧至达到下游侧的上述阀座的开口为止连续地减少。
4.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
在将上述阀开度设定为全开的状态下，由上述阀主体、上述阀座以及上述阀芯形成的蒸汽通路部为，成为最小的流路面积存在于由上述阀芯和上述阀座形成的部分。
5.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
上述突起部为，中央部朝向下游的阀座侧呈凸状地突出，最前端形成为大致半球形状。
6.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
在将上述阀芯与上述阀座的接触圆的直径设为Do时，上述阀芯的棱边的直径Di被设定在如下范围：
Do＞Di≥0.9Do，
此外，上述阀座的内径Dth被设定在如下范围：
Di＞Dth≥0.8Do。
7.如权利要求1所述的蒸汽调节阀装置，其特征在于，
在将上述阀芯与上述阀座的接触圆的直径设为Do时，上述阀芯的曲率半径R被设定在如下范围：
R＝(0.52～0.6)Do，
此外，上述阀座的曲率半径r被设定在如下范围：
r≥0.6Do。
8.一种发电设备，其特征在于，
具备权利要求1所述的蒸汽调节阀装置。
CN201480052567.1A 2013-09-24 2014-09-24 蒸汽调节阀装置以及发电设备 Expired - Fee Related CN105579671B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013196849A JP6092062B2 (ja) 2013-09-24 2013-09-24 蒸気弁装置及び発電設備
JP2013-196849 2013-09-24
PCT/JP2014/075245 WO2015046226A1 (ja) 2013-09-24 2014-09-24 蒸気加減弁装置及び発電設備

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105579671A CN105579671A (zh) 2016-05-11
CN105579671B true CN105579671B (zh) 2017-10-24

Family

ID=52743362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480052567.1A Expired - Fee Related CN105579671B (zh) 2013-09-24 2014-09-24 蒸汽调节阀装置以及发电设备

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9903219B2 (zh)
EP (1) EP3056689B1 (zh)
JP (1) JP6092062B2 (zh)
KR (1) KR101831221B1 (zh)
CN (1) CN105579671B (zh)
WO (1) WO2015046226A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017145404A1 (ja) * 2016-02-25 2017-08-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 復水器、及びこれを備える蒸気タービンプラント
CN106090424A (zh) * 2016-04-21 2016-11-09 杜建波 一种可回收流体能量的阀门
JP6907086B2 (ja) * 2017-09-28 2021-07-21 三菱重工コンプレッサ株式会社 塞止弁及び蒸気タービン
EP3480435B1 (en) 2017-11-07 2022-03-02 Volvo Car Corporation Valve device for a rankine system
CN108468640B (zh) * 2018-04-04 2024-02-20 太原理工大学 一种乳化液泵高速配流阀
CN110842787A (zh) * 2019-11-19 2020-02-28 上海机床厂有限公司 用于多磨头砂轮架转塔的磨削液控制装置
KR102374238B1 (ko) * 2020-03-09 2022-03-15 (주)퓨로젠코리아 이산화염소를 이용한 친환경 바이러스 살균소독장치
JP2022158044A (ja) * 2021-04-01 2022-10-14 株式会社東芝 蒸気弁および蒸気タービン

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289239A (en) * 1940-07-30 1942-07-07 Westinghouse Electric & Mfg Co Valve for governor apparatus
CN1746542A (zh) * 2004-08-30 2006-03-15 株式会社东芝 蒸汽阀

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US209290A (en) * 1878-10-22 Improvement in globe-valves
US3415427A (en) * 1966-08-30 1968-12-10 United Steel Companies Ltd Nozzle and stopper assemblies for teeming liquid metal
US3857542A (en) * 1972-06-06 1974-12-31 Westinghouse Electric Corp Noise suppressing throttle valve
JPS5844909B2 (ja) 1980-02-06 1983-10-06 株式会社東芝 蒸気加減弁
JPS56136103U (zh) * 1980-03-17 1981-10-15
JPS61151009U (zh) * 1985-03-12 1986-09-18
US5533548A (en) * 1995-05-18 1996-07-09 Caterpillar Inc. Valving interface for a poppet valve
JP3445569B2 (ja) * 2000-09-18 2003-09-08 Ｓｍｃ株式会社 パイロット式２ポート真空バルブ
JP2008175267A (ja) * 2007-01-17 2008-07-31 Toshiba Corp 蒸気弁装置及びそれを備えた発電設備
JP5022853B2 (ja) * 2007-10-03 2012-09-12 株式会社東芝 蒸気弁および発電設備
JP5022887B2 (ja) * 2007-12-25 2012-09-12 株式会社東芝 蒸気弁装置および蒸気タービンプラント
JP5390117B2 (ja) * 2008-04-08 2014-01-15 株式会社東芝 蒸気弁装置およびこれを用いた蒸気タービンの制御方法
JP5951557B2 (ja) * 2013-06-13 2016-07-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 蒸気弁

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2289239A (en) * 1940-07-30 1942-07-07 Westinghouse Electric & Mfg Co Valve for governor apparatus
CN1746542A (zh) * 2004-08-30 2006-03-15 株式会社东芝 蒸汽阀

Also Published As

Publication number Publication date
KR101831221B1 (ko) 2018-02-22
JP6092062B2 (ja) 2017-03-08
KR20160045849A (ko) 2016-04-27
WO2015046226A1 (ja) 2015-04-02
EP3056689B1 (en) 2019-06-12
CN105579671A (zh) 2016-05-11
EP3056689A1 (en) 2016-08-17
JP2015063917A (ja) 2015-04-09
US20160208636A1 (en) 2016-07-21
US9903219B2 (en) 2018-02-27
EP3056689A4 (en) 2017-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105579671B (zh) 蒸汽调节阀装置以及发电设备
CN104975994B (zh) 燃料蒸汽控制装置
JP5674521B2 (ja) 蒸気弁装置および蒸気タービンプラント
EP3130764B1 (en) Steam valve
CN205089377U (zh) 蒸汽涡轮机阀
JP2008175267A (ja) 蒸気弁装置及びそれを備えた発電設備
US9523988B2 (en) Pressure reducing valves with multiple heads and seats
EP3371497B1 (en) Balanced valve trim and method of reducing stem forces on a valve stem
CN105546209A (zh) 具有夹紧式座圈的阻流阀
CN106555895B (zh) 控制阀
JP2016534289A (ja) ターボ機械のための弁
US20140374640A1 (en) Regulating valve and method for producing the same
CN205745392U (zh) 高压差精确小口径滑板调节阀
JP6486804B2 (ja) 蒸気弁及び発電設備
CN203906846U (zh) 一种直动式减压阀
JP2005098482A (ja) チェックバルブ
CN205190796U (zh) 流体阀、阻流夹紧式座圈组件以及保持器
CN211693654U (zh) 一种缓开缓闭止回阀
JP7102197B2 (ja) 蒸気弁および発電設備
CN207761728U (zh) 一种具有流量调节阀的发动机
CN106795776A (zh) 主蒸汽阀以及蒸汽轮机
JP7051398B2 (ja) 開閉弁及び蒸気タービンシステム
CN204459207U (zh) 一种笼式调节阀
CN204226808U (zh) 内进气双气缸降压调节分段式高压调节阀
US20170356300A1 (en) Regulating valve and turbine

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171024

Termination date: 20200924