CN111379895B - 蒸汽阀、发电系统及蒸汽阀的检查方法 - Google Patents

蒸汽阀、发电系统及蒸汽阀的检查方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供蒸汽阀、发电系统及蒸汽阀的检查方法。本蒸汽阀具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;及阀主体,收容所述截止阀,并且具有供所述截止阀的前端抵接的阀座,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,所述蒸汽阀还具备调整所述第一压力空间的压力的第一供排部和调整所述第二压力空间的压力的第二供排部,通过调整所述第一压力空间及所述第二压力空间的压力来使所述突出部在上下方向上移动。

Description

蒸汽阀、发电系统及蒸汽阀的检查方法
技术领域
本发明涉及蒸汽阀、发电系统及蒸汽阀的检查方法。
背景技术
发电系统具备蒸汽轮机和用于根据负荷变化来调节蒸汽量并在异常时切断蒸汽的供给的蒸汽阀。
在专利文献1中公开了具有加减阀、截止阀及收容加减阀及截止阀的阀主体的蒸汽阀。
截止阀被设为包围加减阀的筒状,被设为能够在蒸汽阀的轴线方向上移动的结构。截止阀具有与阀座的内表面抵接的前端部、基端部及配置于前端部与基端部之间且向前端部及基端部的外侧突出的突出部。
在突出部的轴线方向的上方侧(基端部侧)形成有第一压力空间。在突出部的轴线方向的下方侧(前端部侧)形成有被切换为低压或高压的第二压力空间。截止阀通过切换第二压力空间的压力来使截止阀在轴线方向上移动。
阀主体具有供加减阀及截止阀的前端抵接的阀座。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国专利第6162335号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而,在专利文献1所公开的蒸汽阀中,不具备在急速关闭时缓和向截止阀作用的阀座的冲击的机构。因而,在急速关闭时,截止阀及阀座有可能损伤。
在专利文献1所公开的蒸汽阀的结构的情况下,需要用于切换第二压力空间内的压力的切换机构。若该切换机构设置于远离阀主体的位置,则直到将第二压力空间从高压状态切换为低压状态为止的时间有可能变长。
然而,若单纯将切换机构与阀主体接近,则有可能因蒸汽阀的热的影响而导致切换机构热变形,发生切换机构的动作不良。
在专利文献1所公开的蒸汽阀未设置检测截止阀及加减阀的动作不良(故障)的机构。因而,难以检测截止阀及加减阀中的至少一方的动作不良。
于是,本发明的目的在于提供在急速关闭时能够抑制截止阀及阀座的损伤的蒸汽阀及发电系统。
本发明的目的在于提供能够在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态的蒸汽阀及发电系统。
本发明的目的在于提供能够检测截止阀及加减阀中的至少一方的动作不良的蒸汽阀的检查方法。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题,根据本发明的一方案的蒸汽阀,具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;及阀主体,收容所述截止阀,并且具有供所述截止阀的前端抵接的阀座,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,所述蒸汽阀还具备调整所述第一压力空间的压力的第一供排部和调整所述第二压力空间的压力的第二供排部,通过调整所述第一压力空间及所述第二压力空间的压力来使所述突出部在上下方向上移动。
根据本发明,具备调整第一压力空间的压力的第一供排部和调整第二压力空间的压力的第二供排部,通过调整所述第一压力空间及所述第二压力空间的压力,在急速关闭时,能够使截止阀的前端相对于阀座缓慢地抵接,因此能够抑制截止阀及阀座的损伤。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述第二压力空间的外周由构成所述阀主体的第一侧壁包围,所述第一供排部是与形成于所述阀主体的蒸汽流路连通的形成于所述截止阀的流路,所述第二供排部是形成于所述第一侧壁且使所述第二压力空间与所述第二压力空间的外部连通的多个供排孔,所述多个供排孔在所述轴线方向上形成,所述蒸汽阀还具备切换机构,该切换机构经由所述多个供排孔而将被设为所述第一压力空间的压力以上的压力的高压源及被设为比在所述蒸汽流路中流动的蒸汽的压力低的压力的低压源中的一方的压力源与所述第二压力空间选择性地连接。
根据本发明,通过具有使第二压力空间与第二压力空间的外部连通并且在轴线方向上形成的多个供排孔,能够随着截止阀向朝向阀座的方向移动而减小第二压力空间露出的供排孔的开口面积的合计。
由此,能够随着截止阀的前端接近阀座而使得第二压力空间内的蒸汽难以放出。也就是说,能够随着截止阀的前端接近阀座而减小在轴线方向上移动的截止阀的前端的移动速度。
由此,在急速关闭时,能够使截止阀的前端相对于阀座缓慢地抵接,因此能够抑制截止阀及阀座的损伤。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述截止阀具有与构成所述阀主体的阀座抵接的前端部和基端部,所述突出部设置于所述前端部与所述基端部之间,所述多个供排孔的开口面积随着从所述截止阀的所述基端部侧朝向所述前端部侧而减小。
这样,通过随着从截止阀的基端部侧朝向前端部侧而使多个供排孔的开口面积减小,能够随着截止阀的前端朝向阀座而使截止阀在轴线方向上的移动速度变慢。由此,能够进一步抑制截止阀及阀座的损伤。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述多个供排孔的开口径随着从所述截止阀的所述基端部侧朝向所述前端部侧而变小。
这样,通过随着从截止阀的基端部侧朝向前端部侧而减小多个供排孔的开口径,能够随着截止阀的前端朝向阀座而使截止阀在轴线方向上的移动速度变慢。由此,能够进一步抑制截止阀及阀座的损伤。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述阀主体具有:第二侧壁,配置于所述第一侧壁中的形成有所述多个供排孔的供排孔形成区域的外侧,形成有1个贯通孔;及区划于所述供排孔形成区域与所述第二侧壁之间且与所述贯通孔及所述多个供排孔连通的空间,所述切换机构具有:配管,一端与所述贯通孔连接;三通阀,与所述高压源、所述低压源及所述配管的另一端连接;及节流阀,设置于所述配管。
通过设为这样的结构,形成于第一侧壁与第二侧壁之间的空间与多个供排孔连通,因此通过将构成切换机构的配管的一端与形成于第二侧壁的1个贯通孔连接,能够进行蒸汽向第二压力空间的供给及蒸汽从第二压力空间的排出。
由此,无需使配管分支而相对于多个供排孔的各个连接,因此能够简化切换机构的结构。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述阀主体具有:第一构件,区划所述蒸汽流路,并且形成有第一槽;及第二构件,被设为能够相对于所述第一构件装卸的结构,形成有与所述第一槽对向的第二槽,所述第一侧壁与所述第一构件及所述第二构件分体,通过向所述第一槽和所述第二槽插入而位置被限制。
这样,通过使构成阀主体的第一构件、第二构件及形成有多个供排孔的第一侧壁分体并且设为能够将第一侧壁相对于第一构件及第二构件装卸的结构,能够容易地更换成多个供排孔被设为不同的开口径、配置的别的第一侧壁。
由此,例如,在使用蒸汽以外的流体即空气来进行蒸汽阀的试验时,能够容易地更换成形成有适合于空气的供排孔的第一侧壁。也就是说,能够容易地进行蒸汽以外的流体的试验。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述切换机构具有:主体部,具有与所述高压源连接且配置于所述阀主体侧的第一空间及与所述低压源连接且配置于所述第一空间的外侧的第二空间;移动部,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构,通过移动到的位置而使所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间与所述多个供排孔连通;及驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动,所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式固定于所述阀主体。
这样,通过将构成切换机构的主体部固定于阀主体,能够在第二压力空间的附近配置主体部。由此,能够在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,通过使第一空间与第二空间分离的分离方向与轴线的径向一致,能够抑制在阀主体的轴线方向上产生的热变形对主体部及移动部造成不良影响。由此,能够抑制阀主体的热变形对移动部的移动造成不良影响。因此,能够在抑制了阀主体的热变形对移动部的移动造成不良影响的基础上,在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述驱动部在所述轴线的径向上配置于比所述第二空间靠外侧处,所述切换机构具有将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压的弹簧部。
这样,通过具有将配置于阀主体侧的移动部的端部向朝向第二空间的方向按压的弹簧部,在驱动部发生了故障时,与低压源连接的第二空间与第二压力空间被连接。由此,在驱动部的故障时,能够抑制从高压源供给的高压蒸汽向第二压力空间流动,因此能够确保蒸汽阀的安全性。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述阀主体形成有凹部,所述凹部形成于所述第二压力空间的外侧且用于使所述主体部的一部分向所述第二压力空间接近。
这样,通过将形成于第二压力空间的外侧且用于使主体部向第二压力空间接近的凹部形成于阀主体,能够更接近第二压力空间而配置主体部。由此,能够进一步在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,在所述凹部与所述主体部之间设置有空隙或隔热件。
这样,通过在凹部与主体部之间设置空隙或隔热件,阀主体的热难以向主体部传递,因此能够抑制主体部的热变形。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述切换机构具有第一三通阀和第二三通阀,所述第一三通阀分别具有:主体部,具有配置于所述阀主体侧的第一空间及第二空间;移动部,配置于所述主体部内,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构;驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动;及弹簧部,将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压,所述主体部以所述分离方向与轴线的径向一致的方式直接固定于所述阀主体,构成所述第一三通阀的所述第一空间与所述高压源连接,构成所述第二三通阀的所述第一空间通过所述移动部的位置而与构成所述第一三通阀的所述第一空间或所述第二空间连通,构成所述第一三通阀的所述第二空间及构成所述第二三通阀的所述第二空间分别与所述低压源连接,构成所述第二三通阀的所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间通过所述移动部的位置而与所述第二压力空间连通。
通过具有被设为这样的结构的第一及第二三通阀,即使因第一三通阀的故障而成为了第一三通阀的第一空间与高压源连接的状态,也能够使用第二三通阀使第二压力空间成为低压状态而关闭截止阀。另外,如上所述,即使在第一三通阀发生了故障的情况下,也能够通过第二三通阀发挥功能而抑制高压蒸汽向第二压力空间持续流动,因此能够提高蒸汽阀的安全性。
为了解决上述课题,本发明的一方案的发电系统具备上述蒸汽阀、生成蒸汽的锅炉、由所述蒸汽驱动的蒸汽轮机及将所述锅炉与所述蒸汽轮机连接且向所述蒸汽轮机供给所述蒸汽的蒸汽供给配管,所述蒸汽阀设置于所述蒸汽供给配管。
例如,通过具有在急速关闭时能够抑制截止阀及阀座的损伤的蒸汽阀,能够使发电系统稳定工作。
例如,通过具有能够缩短直到截止阀朝向阀座开始移动为止的时间的蒸汽阀,能够提高发电系统的效率。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,可以是,所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,所述检查方法包括以下工序:使所述加减阀成为开状态,并且使所述截止阀成为闭状态;检测在形成于所述阀主体的蒸汽流路中的位于加减阀的下游侧的部分流动的蒸汽的流量;及在所述蒸汽的流量不为0的情况下判定为所述截止阀发生了异常。
通过包括这样的工序,能够判定截止阀是否发生了异常。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,可以是,所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,所述检查方法包括以下工序:在所述截止阀的开闭状态未知的情况下,使所述加减阀成为打开的状态后,向所述蒸汽流路的入口供给蒸汽;检测位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力、位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力及位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力;及基于3个所述压力以及下述(1)式及下述(2)式来推定截止阀的开口面积A1
M1=C1·A1·f(p0,p1)…(1)
M2=C2·f(st)·f(p1,p2)…(2)
其中,M1表示通过了所述截止阀的蒸汽的质量流量,M2表示通过了所述加减阀的蒸汽的质量流量,C1表示预先取得的所述截止阀的流量特性,C2表示预先取得的所述加减阀的流量特性,A1表示截止阀的开口面积,St表示加减阀的行程,p0表示位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力,p1表示位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力,p2表示位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力。
根据这样的工序,通过推定截止阀的开口面积A1,能够基于截止阀的开口面积A1来推定截止阀的开闭状态。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,可以是,所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,所述检查方法包括以下工序:使所述截止阀及所述加减阀急速关闭;监视形成于所述阀主体且位于所述截止阀与所述加减阀之间的蒸汽流路的压力从所述急速关闭的即刻之后起如何变化;及在所述蒸汽流路的压力接近了锅炉的压力的情况下判定为所述截止阀发生了异常,在所述蒸汽流路的压力接近了蒸汽轮机的压力的情况下判定为所述加减阀发生了异常。
通过这样的工序,在急速关闭时,能够推定截止阀及加减阀是否发生了泄漏。由此,能够判定截止阀及加减阀的异常的有无。
为了解决上述课题,本发明的一方案的蒸汽阀具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;及阀主体,收容所述截止阀,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间和供蒸汽流动的蒸汽流路,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,所述蒸汽阀还具备调整所述第一压力空间的压力的第一供排部和调整所述第二压力空间的压力的第二供排部,所述第二压力空间的外周由构成所述阀主体的第一侧壁包围,所述第二供排部是形成于所述第一侧壁且使所述第二压力空间与所述第二压力空间的外部连通的多个供排孔,所述多个供排孔在所述轴线方向上形成,所述蒸汽阀还具备切换机构,该切换机构经由所述多个供排孔而将被设为所述第一压力空间的压力以上的压力的高压源及被设为比所述蒸汽的压力低的压力的低压源中的一方的压力源与所述第二压力空间选择性地连接,所述切换机构具有:主体部,具有与所述高压源连且配置于所述阀主体侧的第一空间及与所述低压源连接且配置于所述第一空间的外侧的第二空间;移动部,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构,通过移动到的位置而使所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间与所述多个供排孔连通;及驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动,所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式固定于所述阀主体。
根据本发明,通过将构成切换机构的主体部固定于阀主体,能够在第二压力空间的附近配置主体部。由此,能够在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,通过使第一空间与第二空间分离的分离方向与轴线的径向一致,能够抑制阀主体的热对移动部的移动造成不良影响。
因此,能够在抑制了阀主体的热对移动部的移动造成不良影响的基础上,在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述驱动部在所述轴线的径向上配置于比所述第二空间靠外侧处,所述切换机构具有将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压的弹簧部。
这样,通过具有将配置于阀主体侧的移动部的端部向朝向第二空间的方向按压的弹簧部,在驱动部发生了故障时,被设为低压源的第二空间与第二压力空间被连接。由此,在驱动部的故障时,能够抑制从高压源供给的高压蒸汽向第二压力空间流动,因此能够确保蒸汽阀的安全性。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,所述阀主体形成有凹部,所述凹部形成于所述第二压力空间的外侧且用于使所述主体部的一部分向所述第二压力空间接近。
这样,通过将形成于第二压力空间的外侧且用于使主体部的一部分向第二压力空间接近的凹部形成于阀主体,能够更接近第二压力空间而配置主体部。由此,能够在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,在所述凹部与所述主体部之间设置有空隙或隔热件。
这样,通过在凹部与主体部之间设置空隙或隔热件,阀主体的热难以向主体部传递,因此能够抑制主体部的热变形。
另外,在上述本发明的一方案的蒸汽阀中,可以是,取代所述切换机构而具有第一三通阀和第二三通阀,所述第一三通阀分别具有:主体部,具有配置于所述阀主体侧的第一空间及第二空间;移动部,配置于所述主体部内,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构;驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动;及弹簧部,将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压,所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式直接固定于所述阀主体,构成所述第一三通阀的所述第一空间与所述高压源连接,构成所述第二三通阀的所述第一空间通过所述移动部的位置而与构成所述第一三通阀的所述第一空间或所述第二空间连通,构成所述第一三通阀的所述第二空间及构成所述第二三通阀的所述第二空间分别与所述低压源连接,构成所述第二三通阀的所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间通过所述移动部的位置而与所述第二压力空间连通。
通过具有被设为这样的结构的第一及第二三通阀,即使第一三通阀的第一空间处于与高压源连接的状态,也能够使用第二三通阀来关闭截止阀,因此能够提高安全性。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,蒸汽阀具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,其中,所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:使所述加减阀成为开状态,并且使所述截止阀成为闭状态;检测在所述蒸汽流路中的位于加减阀的下游侧的部分流动的蒸汽的流量;及在所述蒸汽的流量不为0的情况下判定为所述截止阀发生了异常。
通过包括这样的工序,能够判定截止阀是否发生了异常。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,蒸汽阀具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,其中,所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:在所述截止阀的开闭状态未知的情况下,使所述加减阀成为打开的状态后,向所述蒸汽流路的入口供给蒸汽;检测位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力、位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力及位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力;及基于3个所述压力以及下述(3)式及下述(4)式来推定截止阀的开口面积A1
M1=C1·A1·f(p0,p1)…(3)
M2=C2·f(st)·f(p1,p2)…(4)
其中,M1表示通过了所述截止阀的蒸汽的质量流量,M2表示通过了所述加减阀的蒸汽的质量流量,C1表示预先取得的所述截止阀的流量特性,C2表示预先取得的所述加减阀的流量特性,A1表示截止阀的开口面积,St表示加减阀的行程,p0表示位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力,p1表示位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力,p2表示位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力。
根据本发明,通过具有上述工序,能够基于截止阀的开口面积A1来推定截止阀的开闭状态。
为了解决上述课题,在本发明的一方案的蒸汽阀的检查方法中,蒸汽阀具备:筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,其中,所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:使所述截止阀及所述加减阀急速关闭;监视位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力从所述急速关闭的即刻之后起如何变化;及在所述蒸汽流路的压力接近了锅炉的压力的情况下判定为所述截止阀发生了异常,在所述蒸汽流路的压力接近了蒸汽轮机的压力的情况下判定为所述加减阀发生了异常。
根据本发明,通过包括这样的工序,在急速关闭时,能够推定从截止阀及加减阀中的哪个阀发生了泄漏。
发明效果
根据本发明,在急速关闭时,能够抑制截止阀及阀座的损伤。
根据本发明,能够在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
根据本发明,能够检测截止阀及加减阀中的至少一方的动作不良。
附图说明
图1是示出本发明的第一实施方式的发电系统的概略结构的系统图。
图2是图1所示的蒸汽阀的剖视图,是示意性地示出截止阀及加减阀双方被设为全开的状态的图。
图3是将图2所示的蒸汽阀中的由区域A包围的部分放大后的剖视图。
图4是示意性地示出图3所示的截止阀移动到阀座侧的状态的剖视图。
图5是从外侧观察第一侧壁中的形成有多个供排孔的区域时的图。
图6是示出多个供排孔的其他例的图(其1)。
图7是示出多个供排孔的其他例的图(其2)。
图8是示出多个供排孔的其他例的图(其3)。
图9是示出本发明的第二实施方式的蒸汽阀的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图10是示出本发明的第三实施方式的蒸汽阀的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图11是示出本发明的第四实施方式的蒸汽阀的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图12是将图11所示的蒸汽阀中的由区域C包围的部分放大后的图。
图13是示出本发明的第四实施方式的第一变形例的蒸汽阀的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图14是示出本发明的第四实施方式的第二变形例的蒸汽阀的主要部的剖视图。
图15是示出本发明的第五实施方式的发电系统的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图16是示出用于说明本发明的第五实施方式的蒸汽阀的检查方法的流程图的图。
图17是示出本发明的第六实施方式的发电系统的主要部的图,是将蒸汽阀主体以截面示出的图。
图18是用于说明本发明的第六实施方式的蒸汽阀的检查方法的流程图的图。
图19是用于说明本发明的第七实施方式的蒸汽阀的检查方法的流程图的图。
图20是用于说明控制装置进行的判定的图。
具体实施方式
以下,参照附图对应用了本发明的实施方式进行详细说明。
(第一实施方式)
参照图1,对应用了本发明的第一实施方式的蒸汽轮机10的发电系统1进行说明。
发电系统1具有蒸汽轮机10、锅炉11、第一蒸汽供给配管12(蒸汽供给配管)、包括加减阀43及截止阀45的蒸汽阀13、第二蒸汽供给配管16、再热器18、截止阀21、加减阀22、第三蒸汽供给配管25及发电机26。
蒸汽轮机10具有高压蒸汽轮机31、中压蒸汽轮机32及低压蒸汽轮机33。中压蒸汽轮机32配置于高压蒸汽轮机31与低压蒸汽轮机33之间。
高压蒸汽轮机31、中压蒸汽轮机32及低压蒸汽轮机33具有在一个方向上延伸的旋转轴35。旋转轴35形成有旋转轴主体和多个动叶(未图示)。
通过供给到高压蒸汽轮机31、中压蒸汽轮机32及低压蒸汽轮机33供给的蒸汽,旋转轴35旋转,从而发电。
锅炉11与第一蒸汽供给配管12的一端连接。锅炉11生成高压的蒸汽(以下,称作“高压蒸汽”)。在锅炉11中生成的高压蒸汽向第一蒸汽供给配管12内供给。
第一蒸汽供给配管12的另一端与高压蒸汽轮机31的入口连接。第一蒸汽供给配管12是用于将锅炉11生成的高压蒸汽向高压蒸汽轮机31引导的配管。
接着,参照图1~图5对蒸汽阀13进行说明。在图2中,A表示区域(以下,称作“区域A”),O表示蒸汽阀13的轴线(以下,称作“轴线O”)。在图1~图5中,对同一构成部分标注同一标号。
蒸汽阀13设置于第一蒸汽供给配管12。蒸汽阀13具有蒸汽阀主体14和切换机构15。
蒸汽阀主体14具有阀主体41、加减阀43及截止阀45。
阀主体41具有阀座48、阀收容构件51及蒸汽流路52。
阀座48具有供加减阀43及截止阀45的前端抵接的内表面48a。内表面48a被设为弯曲面。内表面48a区划蒸汽流路52的一部分。
阀收容构件51以能够区划蒸汽流路52的状态设置于阀座48。阀收容构件51具有加减阀收容空间55、截止阀收容空间56(收容空间)、贯通部57、板状部分51A及第一侧壁51B。
加减阀收容空间55是在阀收容构件51的中央部形成的圆柱状的空间。加减阀收容空间55在轴线O方向上延伸。加减阀收容空间55由阀收容构件51的内周面51a区划径向。
截止阀收容空间56是在加减阀收容空间55的外侧配置的环状的空间。截止阀收容空间56配置于蒸汽流路52的上方。
截止阀收容空间56具有第一收容空间58和第二收容空间59。第一及第二收容空间58、59在轴线O方向上配置。
第一收容空间58由形成于阀主体41的内周面58a的上部、第一对向面58b及外周面58c区划。将截止阀45的基端部75以能够在轴线O方向上移动的状态收容。
内周面58a配置于加减阀收容空间55的外侧。内周面58a是在轴线O方向上延伸并且相对于轴线O的径向正交的面。
第一对向面58b是与截止阀45的基端面75a对向的面。第一对向面58b是相对于轴线O正交的环状的面。第一对向面58b与内周面58a及外周面58c连接。
外周面58c以包围内周面58a的上部的方式配置于内周面58a的外侧。在外周面58c的周向上,外周面58c与内周面58a的间隔被设为一定的间隔。
外周面58c与内周面58a的间隔被设为能够在轴线O方向上使截止阀45的基端部75移动的大小。外周面58c及内周面58a作为在轴线O方向上引导基端部75时的引导面发挥功能。
在区划第一收容空间58的阀主体41与截止阀45的基端部75之间形成有低压空间58A。低压空间58A是第一收容空间58的一部分被设为低压而得到的空间。
低压空间58A的体积在截止阀45将蒸汽流路52全闭时成为最大,随着截止阀45的开度变大而慢慢变小。并且,低压空间58A的体积在截止阀45将蒸汽流路52全开的状态(截止阀45向轴线O方向的上方侧的移动完成的状态)下成为最小。
在该状态下,位于在轴线O方向上配置的第一对向面58b与基端部75的基端面75a之间的低压空间58A成为第一间隙58B。
这样,在截止阀45向轴线O方向的上方侧的移动完成的状态下,通过在收容于第一收容空间58的基端部75与阀主体41之间形成第一间隙58B,能够抑制在轴线O方向上基端部75及突出部73与阀主体41碰撞。
由此,能够抑制由轴线O方向上的阀主体41与基端部75及突出部73的碰撞引起的基端部75及突出部73的磨损。
第二收容空间59在轴线O方向上配置于第一收容空间58与蒸汽流路52之间。
第二收容空间59由形成于阀主体41的内周面58a的下部、第二对向面59a、底面59b及外周面59c区划。第二收容空间59将截止阀45的突出部73以能够在轴线O方向上移动的状态收容。
第一及第二收容空间59通过收容截止阀45的基端部75及突出部73而成为分离的空间。
第二对向面59a是与截止阀45的突出部73的面73a对向的面。第二对向面59a是相对于轴线O正交的面,被设为环形状。
第二对向面59a与外周面58c、59c连接。
底面59b是与截止阀45的突出部73的面73a对向的面。底面59b是相对于轴线O正交的面,被设为环形状。底面59b与外周面59c连接。
外周面59c以包围内周面58a的下部的方式配置于内周面58a的外侧。外周面59c配置于比外周面58c靠外侧处。由此,第二收容空间59被设为在阀主体41的径向上比第一收容空间58宽的形状。
在区划第二收容空间59的阀主体41与截止阀45之间形成有第一压力空间59A和第二压力空间59B。第一及第二压力空间59A、59B通过突出部73而在上下方向上分离。
第一压力空间59A配置于突出部73的上侧。第二压力空间59B配置于突出部73的下侧。
第一压力空间59A是配置于截止阀45的基端部75侧的空间。第一压力空间59A经由形成于截止阀45的流路45B而与蒸汽流路52连通。流路45B是调整第一压力空间59A的压力的第一供排部的一例。
第一压力空间59A被设为比低压空间58A的压力高的压力。第一压力空间59A是第二收容空间59的一部分被设为高压而得到的空间。
第一压力空间59A的体积在截止阀45将蒸汽流路52全闭时成为最大,随着截止阀45的开度变大而慢慢变小。
并且,第一压力空间59A的体积在截止阀45将蒸汽流路52全开的状态(截止阀45向轴线O方向的上方侧的移动完成的状态)下成为最小(参照图2)。
在该状态下,配置于在轴线O方向上配置的突出部73的面73a(配置于基端部75侧的面)与基端部75的第二对向面59a之间的第一压力空间59A成为第二间隙59C。
这样,在截止阀45将蒸汽流路52全开的状态下,通过在收容于第二收容空间59的截止阀45与阀主体41之间形成第二间隙59C,能够抑制在轴线O方向的上方侧突出部73与阀主体41碰撞。由此,能够抑制由轴线O方向的上方侧的阀主体41与截止阀45的碰撞引起的截止阀45的磨损。
第二压力空间59B是配置于截止阀45的基端部75侧的空间。第二压力空间59B与将第二压力空间59B的压力变更为低压或高压的压力调整机构(未图示)连接。
若使第二压力空间59B的压力成为低压,则截止阀45被第一压力空间59A的压力向轴线O方向的下方侧按压,因此截止阀45向朝向阀座48的方向移动。
另一方面,若使第二压力空间59B的压力成为高压,则截止阀45被第二压力空间59B的压力向轴线O方向的上方侧按压,因此截止阀45向离开阀座48的方向移动。
上述的第二压力空间59B是用于调节截止阀45的开闭状态及开度的空间。
板状部分51A相对于轴线O方向正交,并且具有向第二压力空间59B露出的底面59b。
第一侧壁51B相对于板状部分51A正交。第一侧壁51B具有区划第二压力空间59B的外周的外周面59c。也就是说,外周面59c包围第二压力空间59B的外周。在第一侧壁51B形成有多个供排孔60A~60C。多个供排孔60A~60C是调整第二压力空间59B的压力的第二供排部的一例。
多个供排孔60A形成为将第一侧壁51B中的位于蒸汽流路52侧的部分在轴线O的径向上贯通。
多个供排孔60B形成于第一侧壁51B中的比多个供排孔60A的形成位置靠第一收容空间58侧的部分。多个供排孔60B在轴线O的径向上贯通第一侧壁51B。多个供排孔60B被设为与供排孔60A相同的形状且相同的内径。
多个供排孔60C形成于第一侧壁51B中的比多个供排孔60B的形成位置靠第一收容空间58侧的部分。多个供排孔60C在轴线O的径向上贯通第一侧壁51B。多个供排孔60C被设为与供排孔60A相同的形状且相同的内径。
被设为上述结构的多个供排孔60A~60B在轴线O方向上形成。多个供排孔60A~60B是在向第二压力空间59B内供给高压蒸汽来使第二压力空间59B的压力成为高压状态或者通过抽出第二压力空间59B内的高压蒸汽而使第二压力空间59B内的压力成为低压状态时使用的孔。
在截止阀45将蒸汽流路52全开的状态(图2所示的状态(第二压力空间59B被设为高压的状态))下,多个供排孔60A~60C与第二压力空间59B连通。
并且,若从图2所示的状态起使截止阀45向接近阀座48的方向移动(也就是说,若使第二压力空间59B内的高压蒸汽从多个供排孔60A~60C排出),则轴线O方向上的第二压力空间59B的高度变小,多个供排孔60C的内侧被突出部73堵住,因此仅多个供排孔60A、60B与第二压力空间59B连通。
之后,若从图4所示的状态起使截止阀45进一步向接近阀座48的方向移动而使蒸汽流路52全闭(也就是说,若使第二压力空间59B内的高压蒸汽从多个供排孔60B、60C排出),则轴线O方向上的第二压力空间59B的高度进一步变小,多个供排孔60B的内侧被突出部73堵住,因此仅多个供排孔60A与第二压力空间59B连通。
这样,通过随着截止阀45向朝向阀座48的轴线O方向移动而减少多个供排孔60A~60C中的与第二压力空间59B连通的供排孔,能够慢慢减小第二压力空间59B内的压力下降的速度(换言之,朝向阀座48的截止阀的移动速度)。
由此,在急速关闭时,能够使截止阀45的前端81A相对于阀座48缓慢地抵接,因此能够抑制截止阀45及阀座48的损伤。
贯通部57形成为贯通阀收容构件51中的具有底面59b的板状部分51A。贯通部57以沿着内周面58a的方式在轴线O方向上延伸。贯通部57的形状被设为俯视环状。
贯通部57被插入有截止阀45的第二构件72。构成第二构件72的截止阀45的前端66A配置于蒸汽流路52。第二构件72被设为能够在贯通部57中在轴线O方向上移动的结构。
蒸汽流路52形成于阀座48与阀收容构件51之间。蒸汽流路52在阀座48的内表面48a上露出。
蒸汽流路52具有入口52A和出口52B。蒸汽流路52的入口52A经由第一蒸汽供给配管12的一侧而与锅炉11连接。对蒸汽流路52的入口52A导入在锅炉11中生成的高压蒸汽。
蒸汽流路52的出口52B经由第一蒸汽供给配管12的另一侧而与高压蒸汽轮机31连接。
在截止阀45打开的状态下,对高压蒸汽轮机31供给由加减阀43调节了流量的高压蒸汽。
加减阀43在蒸汽的流动方向上配置于比配置截止阀45的位置靠下游侧处。
加减阀43具有轴部63和加减阀主体64。
轴部63在轴线O方向上延伸。轴部63的一端63A侧配置于加减阀收容空间55内。轴部63的轴线与轴线O一致。
轴部63被设为能够在轴线O方向上移动的结构。
加减阀主体64设置于轴部63的一端63A。加减阀主体64被设为蒸汽流路52的出口52B侧被设为开放端的筒状。加减阀主体64具有与蒸汽流路52对向的前端部66。
前端部66被设为环状。前端部66具有向从加减阀主体64的内周面64a朝向外周面64b的方向倾斜的倾斜面66a。前端部66具有在轴线O方向上与阀座48的内表面48a对向的前端66A。
若从图2所示的状态起使加减阀43向前端66A接近阀座48的方向移动,则向高压蒸汽轮机31供给的高压蒸汽的流量被缩减。
并且,若前端66A与阀座48的内表面48a抵接,则即使截止阀45是打开的状态,高压蒸汽向高压蒸汽轮机31的供给也被停止。
被设为上述结构的加减阀43根据蒸汽轮机10的负荷来控制向高压蒸汽轮机31供给的高压蒸汽的流量。
截止阀45配置于加减阀43的外侧。截止阀45在打开时向轴线O方向的上方侧移动,在关闭时向轴线O方向的下方侧移动。截止阀45被设为包围加减阀43的筒状,形成有在轴线O方向上延伸的圆柱状的中空部45A。在截止阀45形成有使第一压力空间59A与蒸汽流路52连通的流路45B。
截止阀45具有第一构件71、第二构件72及突出部73。
第一构件71具有内周面71a、外周面71b及基端部75。
在截止阀45在轴线O方向上进行了移动时,内周面71a沿着形成于阀主体41的内周面58a而在轴线O方向上移动。
在截止阀45在轴线O方向上进行了移动时,外周面71b沿着形成于阀主体41的外周面58c而在轴线O方向上移动。
在轴线O方向上截止阀45进行了移动时,外周面71b的上部维持与形成于阀主体41的外周面58c接触的状态。
由此,被设为不同的压力的低压空间58A和第一压力空间59A始终维持分离的状态。
基端部75是在轴线O方向上截止阀45进行了移动时以收容于第一收容空间58内的状态在轴线O方向上移动的部分。
基端部75具有内周面71a、外周面71b及基端面75a。
基端面75a在轴线O方向上与形成于阀主体41的第一对向面58b对向。
第二构件72经由突出部73而与第一构件71连接。第二构件72被设为筒状,从突出部73向朝向阀座48的轴线O方向延伸。第二构件72插入于贯通部57。
第二构件72具有配置于蒸汽流路52的前端部81。前端部81具有向与先前说明的倾斜面66a相反的一侧倾斜的倾斜面81a和与阀座48的内表面48a抵接的前端81A。
除了前端部81之外的第二构件72的径向的厚度构成为比除了基端部75之外的第一构件71的径向的厚度薄。
突出部73设置于第一构件71与第二构件72之间,被设为环形状。突出部73将配置于轴线O方向的第一构件71与第二构件72连结。突出部73收容于第二收容空间59。
突出部73比第一构件71的外周面71b及第二构件72的外周面72a向径向外侧突出。
突出部73具有面73a、73b和外周面73c。
面73a是相对于轴线O正交的环状的面。面73a在轴线O方向上与第二对向面59a对向。面73a与第二对向面59a一起区划第一压力空间59A。
面73b是相对于轴线O正交的环状的面,配置于面73a的相反侧。面73b在轴线O方向上与底面59b对向。面73b与底面59b一起区划第二压力空间59B。外周面73c与形成于阀主体41的外周面59c接触。
在轴线O方向上截止阀45进行了移动时,突出部73在第二收容空间59内在轴线O方向上移动。
切换机构15配置于蒸汽阀主体14的外侧。切换机构15具有高压源85、低压源86、第一配管88、第二配管89、三通阀91、第三配管93及节流阀95。
高压源85具有生成高压力的流体的功能。在第一实施方式中,作为一例,以作为高压源85而使用生成高压蒸汽的锅炉11的情况为例来进行以下的说明。
低压源86通过将存在于第二压力空间59B内的高压蒸汽向第二压力空间59B的外部释放而使第二压力空间59B成为低压。例如,通过将存在于第二压力空间59B内的高压蒸汽向大气开放来使第二压力空间59B的压力成为低压。
第一配管88的一端与锅炉11连接,另一端与三通阀91连接。第一配管88将在锅炉11中生成的高压蒸汽向三通阀91供给。
第二配管89的一端与低压源86连接,另一端与三通阀91连接。第二配管89将经由三通阀91而排出的第二压力空间59B内的高压蒸汽向低压源86引导。
三通阀91与第三配管93的另一端连接。三通阀91经由第三配管93而与第二压力空间59B连接。
在将在锅炉11中生成的高压蒸汽向第二压力空间59B供给的情况下(在将由截止阀关闭后的蒸汽流路52打开的情况下),三通阀91将从第一配管88供给的高压蒸汽向第三配管93供给。
另一方面,在使第二压力空间59B成为低压的情况下(在将由截止阀打开后的蒸汽流路52关闭的情况下),三通阀91将经由第三配管93而排出的第二压力空间59B内的高压蒸汽向第二配管89引导。
第三配管93的一端侧分支,具有多个分支配管93A~93C。
分支配管93A设置有与供排孔60A相同的数量。分支配管93A从阀主体41外侧与1个供排孔60A连接。分支配管93A在经由供排孔60A而向第二压力空间59B供给高压蒸汽或者从第二压力空间59B排出高压蒸汽时使用。
分支配管93B设置有与供排孔60B相同的数量。分支配管93B从阀主体41外侧与1个供排孔60B连接。分支配管93B在经由供排孔60B而向第二压力空间59B供给高压蒸汽或者从第二压力空间59B排出高压蒸汽时使用。
分支配管93C设置有与供排孔60C相同的数量。分支配管93C从阀主体41外侧与1个供排孔60C连接。分支配管93C在经由供排孔60C而向第二压力空间59B供给高压蒸汽或者从第二压力空间59B排出高压蒸汽时使用。
节流阀95针对多个分支配管93A~93C分别设置。
这样,通过针对各分支配管93A~93C设置节流阀95,在经由多个供排孔60A~60C而从第二压力空间59B排出高压蒸汽时,能够缓慢地排出高压蒸汽。由此,在急速关闭时,能够使截止阀45的前端81A相对于阀座48更缓慢地抵接,因此能够进一步抑制截止阀45及阀座48的损伤。
第二蒸汽供给配管16的一端与高压蒸汽轮机31的出口连接,另一端与中压蒸汽轮机32的入口连接。对第二蒸汽供给配管16导出在高压蒸汽轮机31内使用后的蒸汽。
第二蒸汽供给配管16是用于将在高压蒸汽轮机31内使用后的蒸汽向中压蒸汽轮机32供给的配管。
再热器18设置于第二蒸汽供给配管16。再热器18通过将从高压蒸汽轮机31排出后的蒸汽加热而生成中压的蒸汽(以下,称作“中压蒸汽”)。生成的中压蒸汽向再热器18的下游侧供给。
截止阀21设置于第二蒸汽供给配管16中的位于再热器18的下游侧的部分。截止阀21具有与先前说明的截止阀45同样的功能。
加减阀22设置于第二蒸汽供给配管16中的位于截止阀21的下游侧的部分。加减阀22具有与先前说明的加减阀43同样的功能。
第三蒸汽供给配管25的一端与中压蒸汽轮机32的出口连接,另一端与低压蒸汽轮机33的入口连接。对第三蒸汽供给配管25导出通过在中压蒸汽轮机32内使用而成为了低压的蒸汽(以下,称作“低压蒸汽”)。
导出到第三蒸汽供给配管25的低压蒸汽向低压蒸汽轮机33内供给。
发电机26与旋转轴35的一方的端部连接。发电机26由经由旋转轴35而传递的蒸汽轮机10的旋转驱动力驱动。
根据第一实施方式的蒸汽阀13,通过具有使第二压力空间59B与蒸汽阀主体14的外部连通并且在轴线O方向上形成的多个供排孔60A~60C,能够随着截止阀45向朝向阀座48的方向移动而减小供第二压力空间59B露出的供排孔60A~60C的开口面积的合计,随着截止阀45的前端81A接近阀座48而使第二压力空间59B内的高压蒸汽难以放出。
也就是说,能够随着截止阀45的前端81A接近阀座48而减小在轴线O方向上移动的截止阀45的前端81A的移动速度。由此,在急速关闭时,能够使截止阀45的前端81A相对于阀座48缓慢地抵接,因此能够抑制截止阀45及阀座48的损伤。
另外,根据具有上述蒸汽阀13的发电系统1,由于截止阀45及阀座48的损伤被抑制,所以能够使发电系统1稳定地工作。
需要说明的是,关于向第二压力空间59B供给的蒸汽,供给被设为第一压力空间59A的压力以上的压力的蒸汽即可。
在此,参照图6~图8对多个供排孔的其他例进行说明。在图6~图8中,对与图5所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。另外,在图7中,对与图6所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
在图6中,在第一侧壁51B上,在轴线O方向上形成有供排孔101A~101E,并且由供排孔101A~101E构成的供排孔群101F在第一侧壁51B的周向上隔开间隔而配置。
供排孔101A形成于图2所示的截止阀45的前端部81侧。供排孔101A~101D相对于从截止阀45的前端部81朝向基端部75(参照图2)的方向按照供排孔101A、供排孔101B、供排孔101C、供排孔101D的顺序形成。
在先前说明的图5中,以在轴线O方向上形成3个供排孔(供排孔60A~60C)且在第一侧壁51B的周向上隔开间隔而形成了3个供排孔的情况为例进行了说明,但通过如图6那样在轴线O方向上形成许多数量的供排孔101A~101E,在急速关闭时,能够使截止阀45的前端81A相对于阀座48更缓慢地抵接。
图7所示的多个供排孔101A~101E除了随着从供排孔101E朝向供排孔101A而供排孔的数量变少以外,与图6所示的多个供排孔101A~101E同样地构成。
这样,通过随着从供排孔101E朝向供排孔101A而减少供排孔的数量,能够随着图2所示的截止阀45的前端81A接近阀座48的内表面48a(参照图2)而使第二压力空间59B的高压蒸汽更难以向第一侧壁51B的外侧排出。
由此,能够随着图2所示的截止阀45的前端81A接近阀座48的内表面48a(参照图2)而进一步减慢截止阀45的在轴线O方向上移动的速度,因此能够进一步抑制截止阀45及阀座48的损伤。
在图8中,在第一侧壁51B形成有开口径的大小不同的供排孔102A~102E。供排孔102A形成于与图2所示的板状部分51A接近的位置。
供排孔102A~102E在从截止阀45的前端部81朝向基端部75的方向上按照供排孔102A、供排孔102B、供排孔102C、供排孔102D、供排孔102E的顺序形成。供排孔102A~102E在轴线O方向上形成。
在供排孔102A~102E中,供排孔102A的开口径最小,开口径按照供排孔102B、供排孔102C、供排孔102D、供排孔102E的顺序变大。
供排孔102A~102E形成于距板状部分51A的距离按照供排孔102A、供排孔102B、供排孔102C、供排孔102D、供排孔102E的顺序变大的位置。
被设为这样的结构的供排孔102A~102E能够得到与图7所示的供排孔101A~101E同样的效果。
需要说明的是,在第一实施方式中,作为一例,以作为第一供排部而使用流路45B且作为第二供排部而使用多个供排孔60A~60C的情况为例进行了说明,但第一及第二供排孔不限定于此。
另外,第一实施方式的蒸汽阀13是一例,只要是具备调整第一压力空间59A的压力的第一供排部和调整第二压力空间59B的压力的第二供排部且能够通过第一压力空间59A及第二压力空间59B的压力而使突出部73在上下方向上移动的蒸汽阀即可。
(第二实施方式)
参照图9,对本发明的第二实施方式的蒸汽阀110进行说明。在图9中,对与图2~图4所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。在图9中,B表示第一侧壁51B中的形成有多个供排孔60A~60C的供排孔形成区域(以下,称作“供排孔形成区域B”)。
蒸汽阀110具有蒸汽阀主体111和切换机构112。
蒸汽阀主体111除了取代构成第一实施方式的蒸汽阀主体14的阀主体41而具有阀主体113以外,与蒸汽阀主体14同样地构成。
阀主体113除了在第一实施方式中说明的阀主体41的结构上进一步具有形成有1个贯通孔115A的第二侧壁115及空间116以外,与阀主体41同样地构成。
第二侧壁115配置于供排孔形成区域B的外侧。第二侧壁115从第一侧壁51B向径向外侧分离。
贯通孔115A在轴线O的径向上贯通第二侧壁115。贯通孔115A仅形成有1个。贯通孔115A与空间116连通。贯通孔115A经由空间116而与第二压力空间59B连通。
空间116区划于供排孔形成区域B与第二侧壁115之间。空间116与贯通孔115A及多个供排孔60A~60C连通。空间116的压力状态被设为与第二压力空间59B相同的压力状态。
切换机构112除了取代构成在第一实施方式中说明的切换机构15的第三配管93而具有第三配管119以外,与切换机构15同样地构成。
第三配管119的一端与贯通孔115A的外侧连接,另一端与三通阀91连接。在第三配管119设置有节流阀95。
在被设为上述结构的蒸汽阀110中,从锅炉11供给的高压蒸汽经由空间116而向第二压力空间59B供给。在使第二压力空间59B成为低压的情况下,经由空间116而将存在于第二压力空间59B的高压蒸汽向阀主体113的外部排出。
根据第二实施方式的蒸汽阀110,具有:阀主体113,具有第二侧壁115及空间116,该第二侧壁115配置于第一侧壁51B中的形成有多个供排孔60A~60C的供排孔形成区域B的外侧,且形成有1个贯通孔115A,该空间116区划于供排孔形成区域B与第二侧壁115之间,且与贯通孔115A及多个供排孔60A~60C连通;及切换机构112,包括一端与贯通孔115A连接的第三配管119,由此,无需使配管分支而相对于多个供排孔60A~60C的各自连接,因此能够简化切换机构112的结构。
另外,被设为上述结构的第二实施方式的蒸汽阀110能够得到与第一实施方式的蒸汽阀13同样的效果。
需要说明的是,第二实施方式在如图6~图8那样形成有很多供排孔101A~101E的情况和供排孔102A~102E的内径不同的情况下有效。
(第三实施方式)
参照图10,对本发明的第三实施方式的蒸汽阀120进行说明。在图10中,对与图2~图4所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
蒸汽阀120除了取代构成第一实施方式的蒸汽阀13的蒸汽阀主体14而具有蒸汽阀主体121以外,与蒸汽阀13同样地构成。
蒸汽阀主体121除了取代构成蒸汽阀主体14的阀主体41而具有阀主体123以外,与蒸汽阀主体14同样地构成。
阀主体123除了具有第一构件125、第二构件126及第一侧壁51B且这3个构件被设为能够装卸的结构以外,被设为与阀主体41同样的结构。
第一构件125具有阀座48及板状部分51A,并且区划蒸汽流路52。
板状部分51A在轴线O方向上与第二构件126对向。在板状部分51A中的与第二构件126对向的部分形成有第一槽51AB。
第一槽51AB是供第一侧壁51B的位于轴线O方向的上方侧的端部插入的槽。
第二构件126被设为能够相对于第一构件125装卸的结构。第二构件126区划加减阀收容空间55及第一收容空间58,并且具有与第一槽51AB对向的第二槽126A。
第二槽126A是供第一侧壁51B的位于轴线O方向的下方侧的端部插入的槽。
第一侧壁51B通过轴线O方向的端部向第一及第二槽51AB、126A插入而位置被限制。
第一侧壁51B能够通过从第一构件125卸下第二构件126而从第一构件125卸下。
根据第三实施方式的蒸汽阀120,通过使构成阀主体123的第一构件125及第二构件126与形成有多个供排孔60A~60C的第一侧壁51B分体,并且设为能够相对于第一构件125及第二构件126装卸第一侧壁51B的结构,能够容易地更换成多个供排孔被设为不同的开口径、配置的别的第一侧壁。
由此,例如,在使用蒸汽以外的流体即空气来进行蒸汽阀120的试验时,能够容易地更换成形成有适合于空气的供排孔的第一侧壁。也就是说,能够容易地进行蒸汽以外的流体的试验。
需要说明的是,在第三实施方式的蒸汽阀120中,也可以应用图9所示的形成有贯通孔115A的第二侧壁115。在该情况下,优选在第一构件125及第二构件126形成能够将第二侧壁115插入的槽。
(第四实施方式)
参照图11及图12,对本发明的第四实施方式的蒸汽阀130进行说明。在图11中,C表示区域(以下,称作“区域C”)。在图11中,对与图2~图4所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
在图12中,D表示第一空间141A与第二空间141B分离的方向(以下,称作“分离方向D”)。在图12中,对与图11所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
蒸汽阀130具有蒸汽阀主体131和切换机构132。
蒸汽阀主体131除了取代构成在第一实施方式中说明的蒸汽阀主体14的阀主体41而具有阀主体133以外,与蒸汽阀主体14同样地构成。
阀主体133除了取代构成阀主体41的第一侧壁51B而具有第一侧壁135以外,与阀主体41同样地构成。
第一侧壁135除了比轴线O的径向上的第一侧壁51B的厚度厚且外表面135a未向轴线O径向内侧凹陷以外,与第一侧壁51B同样地构成。
切换机构132除了取代构成在第一实施方式中说明的切换机构15的三通阀91而具有三通阀138以外,与切换机构15同样地构成。
三通阀138配置于阀主体133的外侧,具有主体部141、移动部143、弹簧部144及驱动部146。
主体部141具有第一空间141A、第二空间141B、移动部插入孔141C、供给孔141D、排出孔141E、孔141F及插入孔141G。
第一空间141A与连接于第一配管88的供给孔141D连通。第一空间141A是经由供给孔141D而被供给高压蒸汽的空间。第二空间141B从第一空间141A向分离方向D分离而配置。第二空间141B与连接于第二配管89的排出孔141E连通。第二空间141B经由第二配管89而与低压源86连接。由此,第二空间141B被设为低压。
移动部插入孔141C形成于第一空间141A与第二空间141B之间。移动部插入孔141C在分离方向D上使第一空间141A与第二空间141B连通。
在移动部插入孔141C中以能够在分离方向D上使移动部143移动的状态收容有移动部143的一部分。
供给孔141D在相对于分离方向D正交的方向上延伸形成。供给孔141D使主体部141的外部与第一空间141A连通。
排出孔141E在相对于分离方向D正交的方向上延伸形成。排出孔141E使主体部141的外部与第二空间141B连通。
孔141F以到达移动部插入孔141C的中间位置的方式,在相对于分离方向D正交的方向上延伸形成。孔141F使移动部插入孔141C与主体部141连通。
插入孔141G形成为隔着第二空间141B而与移动部插入孔141C对向。插入孔141G使第二空间141B与主体部141的外部连通。
被设为上述结构的主体部141以第一空间141A配置于阀主体133侧且分离方向D与轴线O的径向一致的方式固定于第一侧壁135的外表面135a。
移动部143具有第一栓体151、连结轴152、154及第二栓体153。
第一栓体151配置于第一空间141A。第一栓体151的外形被设为随着从第一空间141A朝向第二空间141B而外径变小的形状。
第一栓体151通过向朝向第二空间141B的方向移动并以一部分插入到移动部插入孔141C的状态与主体部141抵接,从而将供给到第一空间141A的高压蒸汽向第二压力空间59B的供给切断,并且使存在于第二压力空间59B的高压蒸汽向外部排出。
另一方面,第一栓体151在从主体部141分离的状态下向移动部插入孔141C供给高压蒸汽。
连结轴152以一部分收容于移动部插入孔141C的状态在分离方向D上延伸。连结轴152的一方的端部与第一栓体151的前端连接,另一方的端部与第二栓体153的前端连接。
第二栓体153配置于第二空间141B。第二栓体153的外形被设为随着从第二空间141B朝向第一空间141A而外径变小的形状。
第二栓体153通过向朝向第一空间141A的方向移动并以一部分插入到移动部插入孔141C的状态与主体部141抵接,从而在切断了存在于第二压力空间59B的高压蒸汽向外部的排出的状态下向第二压力空间59B供给高压蒸汽。
另一方面,第二栓体153在从主体部141分离的状态下,使存在于第二压力空间59B的高压蒸汽向外部排出。
连结轴154在分离方向D上延伸,以能够在分离方向D上移动的状态插入于插入孔141G。连结轴154的一方的端部与第二栓体的后端连接,另一方的端部与驱动部146连接。
弹簧部144以能够在分离方向D上施加弹性力的状态配置于第一空间141A。
弹簧部144的一方的端部与区划第一空间141A的主体部141的内壁连接,另一方的端部与驱动部146连接。
弹簧部144向从第一空间141A朝向第二空间141B的方向对第一栓体151始终施加弹性力(按压)。
通过具有被设为这样的结构的弹簧部144,在驱动部146发生了故障时,与低压源86连接的第二空间141B与第二压力空间59B被连接。由此,在驱动部146的故障时,能够抑制从高压源85供给的高压蒸汽向第二压力空间59B流动,因此能够确保蒸汽阀130的安全性。
驱动部146在分离方向D上使移动部143移动。驱动部146经由孔141F及第三配管93而使第一空间141A及第二空间141B中的一方的空间与第二压力空间59B连通。作为驱动部146,例如可以使用螺线管。
根据第四实施方式的蒸汽阀130,通过将构成切换机构132的主体部141固定于第一侧壁135(阀主体133的一部分)的外表面135a,能够在第二压力空间59B的附近配置主体部141。由此,能够在短时间内将第二压力空间59B从高压状态切换为低压状态。
另外,通过使第一空间141A与第二空间141B分离的分离方向D与轴线O的径向一致,能够抑制在阀主体133的轴线O方向上产生的热变形对主体部141及移动部143造成不良影响。由此,能够抑制阀主体133的热变形对移动部143的移动造成不良影响。
因此,根据蒸汽阀130,能够在抑制了阀主体133的热变形对移动部143的移动造成不良影响的基础上,在短时间内将第二压力空间从高压状态切换为低压状态。
接着,参照图13,对第四实施方式的第一变形例的蒸汽阀150进行说明。在图13中,对与图3及图12所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
蒸汽阀150除了取代构成第一实施方式的蒸汽阀13的切换机构15而具有在第四实施方式中说明的切换机构132并且还具有隔热件161以外,与蒸汽阀13同样地构成。
构成切换机构132的主体部141以第一空间141A配置于阀主体41侧且分离方向D与轴线O的径向一致的方式固定于第一侧壁51B的外表面51Ba。外表面51Ba构成了形成于阀主体41的凹部41AB的底面。凹部41AB是用于使主体部141向第二压力空间59B接近的凹部。
隔热件161以包围主体部141中的收容于凹部41AB内的部分的外周的方式配置。
根据第四实施方式的第一变形例的蒸汽阀150,通过将形成于第二压力空间59B的外侧且用于使主体部141向第二压力空间59B接近的凹部41AB形成于阀主体133,能够更接近第二压力空间59B而配置主体部141。由此,能够进一步在短时间内将第二压力空间59B从高压状态切换为低压状态。
另外,通过具有包围主体部141中的收容于凹部41AB内的部分的外周的隔热件161,能够使阀主体133的热难以向主体部141传递。由此,能够抑制阀主体133的热对主体部141及移动部143造成不良影响。
需要说明的是,在第四实施方式的第一变形例中,以设置有隔热件161的情况为例进行了说明,但例如也可以取代隔热件161而设置空隙(未图示)。在该情况下,也能够得到与设置有隔热件161的情况同样的效果。
接着,参照图14,对第四实施方式的第二变形例的蒸汽阀164进行说明。在图14中,对与图12及图13所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
蒸汽阀164除了取代构成第四实施方式的蒸汽阀130的切换机构132而具有切换机构165以外,与蒸汽阀130同样地构成。
切换机构165除了取代构成切换机构132的三通阀138及第二配管89而具有第一三通阀166、第二三通阀167、第二配管168并且还具有连接配管169以外,与切换机构132同样地构成。
第一及第二三通阀166、167被设为与先前说明的三通阀138同样的结构。构成第一及第二三通阀166、167的主体部141以使第一空间141A与第二空间141B分离的分离方向D与轴线O的径向一致的状态固定于第一侧壁135的外表面135a。
构成第一及第二三通阀166、167的驱动部146例如能够以相同的信号来控制。
构成第一三通阀166的第一空间141A与第一配管88连接,经由第一配管88而与高压源85连接。
第二配管168的一端侧分支成2个。分支出的一方与构成第一三通阀166的第二空间141B连接。分支出的另一方与构成第二三通阀167的第二空间141B连接。
第二配管168的另一端与低压源86连接。
连接配管169的一端与构成第一三通阀166的孔141F连接,另一端与构成第二三通阀167的供给孔141D连接。
孔141F与第三配管93的另一端连接。
根据第四实施方式的第二变形例的蒸汽阀164,通过具有包括上述的第一及第二三通阀166、167的切换机构165,即使因第一三通阀166的故障而处于第一三通阀166的第一空间141A与高压源85保持连接的状态,也能够使用第二三通阀167使第二压力空间59B成为低压状态而将截止阀关闭。
另外,如上所述,即使在第一三通阀166发生了故障的情况下,也能够通过第二三通阀167发挥功能而抑制高压蒸汽持续向第二压力空间59B流动,因此能够提高蒸汽阀164的安全性。
(第五实施方式)
参照图15,对第五实施方式的发电系统175进行说明。在图15中,对与图1~图4所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
发电系统175除了取代构成第一实施方式的发电系统1的蒸汽阀13而具有蒸汽阀176并且还具有控制装置178以外,与发电系统1同样地构成。
蒸汽阀176除了将构成蒸汽阀13的切换机构15及多个供排孔60A~60C从构成要素除去并且具有流量传感器181以外,与蒸汽阀13同样地构成。
流量传感器181设置于位于截止阀45的下游侧的阀座48的内侧。流量传感器181检测在截止阀45的下游侧流动的高压蒸汽的流量。流量传感器181与控制装置178电连接。流量传感器181将与检测到的流量相关的信息向控制装置178发送。
控制装置178在流量传感器181检测到高压蒸汽的流量的情况下,判定为截止阀45存在异常,在流量传感器181未检测到高压蒸汽的流量的情况下(也就是说,在流量为0的情况下),判定为截止阀45没有异常。
接着,参照图16,对第五实施方式的蒸汽阀的检查方法进行说明。
当图16所示的处理开始后,在S1中,打开加减阀43,关闭截止阀45。在该阶段中,不知道截止阀45是否正常地进行了动作。
接着,在S2中,从高压源85向蒸汽流路52的入口52A供给高压蒸汽,使用流量传感器181来检测在截止阀45的下游侧流动的高压蒸汽的流量。
此时,在截止阀45处于关闭的情况下(在截止阀45没有异常的情况下),由于高压蒸汽不向截止阀45的下游侧流动,所以流量传感器181不会检测到高压蒸汽的流量。在该情况下,高压蒸汽的流量成为0。
另一方面,在截止阀45未关闭的情况下(在截止阀45存在异常的情况下),高压蒸汽会通过截止阀45与阀座48之间。并且,由于在截止阀45的下游侧配置的加减阀43处于打开,所以流量传感器181会检测到高压蒸汽的流量。
接着,在S3中,基于流量传感器181检测到的流量,由控制装置178判定截止阀45是否存在异常。
具体而言,在检测到的流量是0的情况下,判定为截止阀45没有异常,在检测到的流量是0以外的情况下,判定为截止阀45存在异常。
当S3中的判定处理完成后,图16所示的处理完成。
根据第五实施方式的蒸汽阀的检查方法,通过具有上述的S1~S3的工序,能够判定截止阀45是否发生了异常。
(第六实施方式)
参照图17,对第六实施方式的发电系统185进行说明。在图17中,对与图15所示的构造体相同的构成部分标注同一标号。
发电系统185除了取代构成形成第五实施方式的发电系统175的蒸汽阀176的流量传感器181而具有压力传感器191~193并且取代控制装置178而具有控制装置188以外,与发电系统175同样地构成。
压力传感器191设置于位于截止阀45的上游侧的阀座48。压力传感器191检测位于截止阀45的上游侧的蒸汽流路52的压力(以下,称作“压力p0”)。
压力传感器192设置于位于加减阀43的下游侧的阀座48。压力传感器192检测位于加减阀43的下游侧的蒸汽流路52的压力(以下,称作“压力p1”)。
压力传感器193配置于截止阀45与加减阀43之间。压力传感器193检测位于截止阀45与加减阀43之间的蒸汽流路52的压力(以下,称作“压力p2”)。
压力传感器191~193与控制装置188电连接。压力传感器191~193将与检测到的压力p0~p2相关的信息向控制装置188发送。
控制装置188具有存储部188A和判定部188B。
存储部188A与判定部188B电连接。在存储部188A中保存有在推定截止阀45的开口面积(以下,称作“开口面积A1”)时使用的下述(5)式及(6)式。
M1=C1·A1·f(p0,p1)…(5)
M2=C2·f(st)·f(p1,p2)…(6)
在上述(5)式及(6)式中,M1表示通过了截止阀45的高压蒸汽(蒸汽)的质量流量,M2表示通过了加减阀43的高压蒸汽(蒸汽)的质量流量,C1表示预先取得的截止阀45的流量特性,C2表示预先取得的加减阀43的流量特性,A1表示截止阀45的开口面积,St表示加减阀43的行程,p0表示位于截止阀45的上游侧的蒸汽流路52的压力,p1表示位于截止阀45与加减阀43之间的蒸汽流路52的压力,p2表示位于加减阀43的下游侧的蒸汽流路52的压力。
判定部188B设为M1=M2(也就是说,C1·A1·f(p0,p1)=C2·f(st)·f(p1,p2)),基于与在稍微打开了加减阀43的状态下压力传感器191~193检测的压力p0~p2相关的信息和预先取得的信息(具体而言,流量特性C1、C2及加减阀的行程St)来推定截止阀45的开口面积A1
这样,通过推定截止阀45的开口面积A1,能够推定截止阀45的开闭状态。
需要说明的是,“稍微打开了加减阀43的状态”是指蒸汽能够通过的程度的开度。
接着,参照图18,对第六实施方式的蒸汽阀的检查方法进行说明。
当图18所示的处理开始后,在S4中,在不知道截止阀45的开闭状态的情况下,使加减阀43成为稍微打开的状态后,向蒸汽流路52的入口52A供给高压蒸汽(蒸汽)。
此时,在截止阀45处于关闭的情况下,高压蒸汽不向截止阀45的下游侧流动,但在截止阀45处于打开的情况下,高压蒸汽会向截止阀45的下游侧流动。并且,由于加减阀43稍微打开,所以高压的蒸汽向加减阀43的下游侧流动。
接着,在S5中,使用压力传感器191~193来检测压力p0~p2,将与压力p0~p2相关的信息向控制装置188发送。
接着,在S6中,设为上述(5)式的M1与上述(6)式的M2相等,基于与压力p0~p2相关的信息和预先取得的信息(具体而言,流量特性C1、C2、加减阀43的行程St)来推定截止阀45的开口面积A1
这样,通过推定不知道开闭状态的截止阀45的开口面积A1,能够推定截止阀45的开闭状态。
当S6的处理结束后,图18所示的处理结束。
根据第六实施方式的蒸汽阀的检查方法,通过设为上述(5)式的M1与上述(6)式的M2相等,基于与压力p0~p2相关的信息和预先取得的信息(具体而言,流量特性C1、C2、加减阀43的行程St)来推定截止阀45的开口面积A1,能够推定截止阀45的开闭状态。
(第七实施方式)
参照图17、图19及图20,对使用了图17所示的发电系统185的第七实施方式的蒸汽阀的检查方法进行说明。
当图19所示的处理开始后,在S7中,使截止阀45及加减阀43急速关闭。
接着,在S8中,检测压力p1~p2,并且监视压力p1的推移。在急速关闭的即刻之后,因截止阀45及加减阀43的落座顺序等的影响而压力p1的值变化。
接着,在S9中,由判定部188B进行截止阀45及加减阀43是否存在异常的判定。
具体而言,在压力p1向接近锅炉压的方向发生了变化的情况下,推测为在截止阀45中发生了泄漏,因此判定为截止阀45发生了异常(参照图20)。
另一方面,在压力p1向接近涡轮机压的方向发生了变化的情况下,推测为在加减阀43中发生了泄漏,因此判定为加减阀43发生了异常(参照图20)。
在这些以外的情况下,判定为截止阀45及加减阀43没有异常。
根据第七实施方式的蒸汽阀的检查方法,通过具有上述的工序,能够在急速关闭时推定在截止阀45及加减阀43是否发生了泄漏。由此,能够判定截止阀45及加减阀43的异常的有无。
以上,虽然对本发明的优选的实施方式进行了详述,但本发明不限定于该特定的实施方式,能够在权利要求书内所记载的本发明的主旨的范围内进行各种变形·变更。
标号说明
1、175、185…发电系统
10…蒸汽轮机
11…锅炉
12…第一蒸汽供给配管
13、110、120、130、150、164、176…蒸汽阀
14、111、121、131…蒸汽阀主体
15、112、132、165…切换机构
16…第二蒸汽供给配管
18…再热器
21、45…截止阀
22…加减阀
25…第三蒸汽供给配管
26…发电机
31…高压蒸汽轮机
32…中压蒸汽轮机
33…低压蒸汽轮机
35…旋转轴
41、113、123、133…阀主体
41AB…凹部
43…加减阀
45A…中空部
45B…流路
48…阀座
48a…内表面
51…阀收容构件
51a、58a、64a、71a…内周面
51A…板状部分
51AB…第一槽
51B、135…第一侧壁
51Ba、135a…外表面
52…蒸汽流路
52A…入口
52B…出口
55…加减阀收容空间
56…截止阀收容空间
57…贯通部
58…第一收容空间
58A…低压空间
58B…第一间隙
58b…第一对向面
58c、59c、64b、71b、72a、73c…外周面
59…第二收容空间
59a…第二对向面
59A…第一压力空间
59b…底面
59B…第二压力空间
59C…第二间隙
60A~60C、101A~101E、102A~102E…供排孔
63…轴部
63A…一端
64…加减阀主体
66、81…前端部
66a、81a…倾斜面
66A、81A…前端
71…第一构件
72、126…第二构件
73…突出部
73a、73b…面
75…基端部
75a…基端面
81…前端部
85…高压源
86…低压源
88…第一配管
89、168…第二配管
91、138…三通阀
93、119…第三配管
93A~93C…分支配管
95…节流阀
101F…供排孔群
115…第二侧壁
115A…贯通孔
116…空间
125…第一构件
126A…第二槽
141…主体部
141A…第一空间
141B…第二空间
141C…移动部插入孔
141D…供给孔
141E…排出孔
141F…孔
141G…插入孔
143…移动部
144…弹簧部
146…驱动部
151…第一栓体
152、154…连结轴
153…第二栓体
161…隔热件
166…第一三通阀
167…第二三通阀
169…连接配管
178、188…控制装置
181…流量传感器
188A…存储部
188B…判定部
191~193…压力传感器
A、C…区域
B…供排孔形成区域
D…分离方向
p0~p2…压力
O…轴线。

Claims (21)

1.一种蒸汽阀,具备:
筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;及
阀主体,收容所述截止阀,并且具有供所述截止阀的前端抵接的阀座,
所述截止阀具有与构成所述阀主体的阀座抵接的前端部;基端部;以及设置于所述前端部与所述基端部之间且向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,
所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,
所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,
所述第二压力空间的外周由构成所述阀主体的第一侧壁包围,
所述蒸汽阀还具备:
第一供排部,是与形成于所述阀主体的蒸汽流路连通的形成于所述截止阀的流路,调整所述第一压力空间的压力;
第二供排部,是为了调整所述第二压力空间的压力,而形成于所述第一侧壁且使所述第二压力空间与所述第二压力空间的外部连通且在所述轴线方向上形成的多个供排孔;以及
切换机构,经由所述多个供排孔而将被设为所述第一压力空间的压力以上的压力的高压源及被设为比在所述蒸汽流路中流动的蒸汽的压力低的压力的低压源中的一方的压力源与所述第二压力空间选择性地连接,
所述多个供排孔的开口面积随着从所述截止阀的所述基端部侧朝向所述前端部侧而减小,
通过调整所述第一压力空间及所述第二压力空间的压力来使所述突出部在上下方向上移动。
2.根据权利要求1所述的蒸汽阀,
所述多个供排孔的开口径随着从所述截止阀的所述基端部侧朝向所述前端部侧而变小。
3.根据权利要求1所述的蒸汽阀,
所述阀主体具有:
第二侧壁,配置于所述第一侧壁中的形成有所述多个供排孔的供排孔形成区域的外侧,形成有1个贯通孔;及
区划于所述供排孔形成区域与所述第二侧壁之间且与所述贯通孔及所述多个供排孔连通的空间,
所述切换机构具有:
配管,一端与所述贯通孔连接;
三通阀,与所述高压源、所述低压源及所述配管的另一端连接;及
节流阀,设置于所述配管。
4.根据权利要求1所述的蒸汽阀,
所述阀主体具有:
第一构件,区划所述蒸汽流路,并且形成有第一槽;及
第二构件,被设为能够相对于所述第一构件装卸的结构,形成有与所述第一槽对向的第二槽,
所述第一侧壁与所述第一构件及所述第二构件分体,通过向所述第一槽和所述第二槽插入而位置被限制。
5.根据权利要求1所述的蒸汽阀,
所述切换机构具有:
主体部,具有与所述高压源连接且配置于所述阀主体侧的第一空间及与所述低压源连接且配置于所述第一空间的外侧的第二空间;
移动部,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构,通过移动到的位置而使所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间与所述多个供排孔连通;及
驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动,
所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式固定于所述阀主体。
6.根据权利要求5所述的蒸汽阀,
所述驱动部在所述轴线的径向上配置于比所述第二空间靠外侧处,
所述切换机构具有将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压的弹簧部。
7.根据权利要求5或6所述的蒸汽阀,
所述阀主体形成有凹部,所述凹部形成于所述第二压力空间的外侧,用于使所述主体部的一部分向所述第二压力空间接近。
8.根据权利要求7所述的蒸汽阀,
在所述凹部与所述主体部之间设置有空隙或隔热件。
9.根据权利要求1所述的蒸汽阀,
所述切换机构具有第一三通阀和第二三通阀,
所述第一三通阀分别具有:
主体部,具有配置于所述阀主体侧的第一空间及第二空间;
移动部,配置于所述主体部内,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构;
驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动;及
弹簧部,将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压,
所述主体部以所述分离方向与轴线的径向一致的方式直接固定于所述阀主体,
构成所述第一三通阀的所述第一空间与所述高压源连接,
构成所述第二三通阀的所述第一空间通过所述移动部的位置而与构成所述第一三通阀的所述第一空间或所述第二空间连通,
构成所述第一三通阀的所述第二空间及构成所述第二三通阀的所述第二空间分别与所述低压源连接,
构成所述第二三通阀的所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间通过所述移动部的位置而与所述第二压力空间连通。
10.一种发电系统,具备:
权利要求1所述的蒸汽阀;
锅炉,生成蒸汽;
蒸汽轮机,由所述蒸汽驱动;及
蒸汽供给配管,将所述锅炉与所述蒸汽轮机连接,向所述蒸汽轮机供给所述蒸汽,
所述蒸汽阀设置于所述蒸汽供给配管。
11.一种蒸汽阀的检查方法,是权利要求1所述的蒸汽阀的检查方法,其中,
所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,
所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:
使所述加减阀成为开状态并且使所述截止阀成为闭状态;
检测在形成于所述阀主体的蒸汽流路中的位于加减阀的下游侧的部分流动的蒸汽的流量;及
在所述蒸汽的流量不为0的情况下判定为所述截止阀发生了异常。
12.一种蒸汽阀的检查方法,是权利要求1所述的蒸汽阀的检查方法,其中,
所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,
所述检查方法包括以下工序:
在所述截止阀的开闭状态未知的情况下,使所述加减阀成为打开的状态后,向形成于所述阀主体的蒸汽流路的入口供给蒸汽;
检测位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力、位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力及位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力;
基于3个所述压力以及下述(1)式及下述(2)式来推定截止阀的开口面积A1
M1=C1·A1·f(p0,p1)…(1)
M2=C2·f(st)·f(p1,p2)…(2)
其中,M1表示通过了所述截止阀的蒸汽的质量流量,M2表示通过了所述加减阀的蒸汽的质量流量,C1表示预先取得的所述截止阀的流量特性,C2表示预先取得的所述加减阀的流量特性,A1表示截止阀的开口面积,st表示加减阀的行程,p0表示位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力,p1表示位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力,p2表示位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力。
13.一种蒸汽阀的检查方法,是权利要求1所述的蒸汽阀的检查方法,其中,
所述蒸汽阀还具备能够在所述轴线方向上移动且配置于所述截止阀的内侧的加减阀,
所述检查方法包括以下工序:
使所述截止阀及所述加减阀急速关闭;
监视形成于所述阀主体且位于所述截止阀与所述加减阀之间的蒸汽流路的压力从所述急速关闭的即刻之后起如何变化;及
在所述蒸汽流路的压力接近了锅炉的压力的情况下判定为所述截止阀发生了异常,在所述蒸汽流路的压力接近了蒸汽轮机的压力的情况下判定为所述加减阀发生了异常。
14.一种蒸汽阀,具备:
筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;及
阀主体,收容所述截止阀,
所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,
所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间和供蒸汽流动的蒸汽流路,
所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,
所述蒸汽阀还具备:
第一供排部,调整所述第一压力空间的压力;及
第二供排部,调整所述第二压力空间的压力,
所述第二压力空间的外周由构成所述阀主体的第一侧壁包围,
所述第二供排部是形成于所述第一侧壁且使所述第二压力空间与所述第二压力空间的外部连通的多个供排孔,
所述多个供排孔在所述轴线方向上形成,
所述蒸汽阀还具备切换机构,该切换机构经由所述多个供排孔而将被设为所述第一压力空间的压力以上的压力的高压源及被设为比所述蒸汽的压力低的压力的低压源中的一方的压力源与所述第二压力空间选择性地连接,
所述切换机构具有:
主体部,具有与所述高压源连接且配置于所述阀主体侧的第一空间及与所述低压源连接且配置于所述第一空间的外侧的第二空间;
移动部,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构,通过移动到的位置而使所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间与所述多个供排孔连通;及
驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动,
所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式固定于所述阀主体。
15.根据权利要求14所述的蒸汽阀,
所述驱动部在所述轴线的径向上配置于比所述第二空间靠外侧处,
所述切换机构具有将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压的弹簧部。
16.根据权利要求14或15所述的蒸汽阀,
所述阀主体形成有凹部,所述凹部形成于所述第二压力空间的外侧,用于使所述主体部的一部分向所述第二压力空间接近。
17.根据权利要求16所述的蒸汽阀,
在所述凹部与所述主体部之间设置有空隙或隔热件。
18.根据权利要求14所述的蒸汽阀,
取代所述切换机构而具有第一三通阀和第二三通阀,
所述第一三通阀分别具有:
主体部,具有配置于所述阀主体侧的第一空间及第二空间;
移动部,配置于所述主体部内,被设为能够在所述第一空间与所述第二空间分离的分离方向上移动的结构;
驱动部,使所述移动部向从所述第二空间朝向所述第一空间的方向移动;及
弹簧部,将配置于所述阀主体侧的所述移动部的端部向朝向所述第二空间的方向按压,
所述主体部以所述分离方向与所述轴线的径向一致的方式直接固定于所述阀主体,
构成所述第一三通阀的所述第一空间与所述高压源连接,
构成所述第二三通阀的所述第一空间通过所述移动部的位置而与构成所述第一三通阀的所述第一空间或所述第二空间连通,
构成所述第一三通阀的所述第二空间及构成所述第二三通阀的所述第二空间分别与所述低压源连接,
构成所述第二三通阀的所述第一空间及所述第二空间中的一方的空间通过所述移动部的位置而与所述第二压力空间连通。
19.一种蒸汽阀的检查方法,所述蒸汽阀具备:
筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;
加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及
阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,
所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,
所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,
所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,
形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,
其中,
所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:
使所述加减阀成为开状态,并且使所述截止阀成为闭状态;
检测在所述蒸汽流路中的位于加减阀的下游侧的部分流动的蒸汽的流量;及
在所述蒸汽的流量不为0的情况下判定为所述截止阀发生了异常。
20.一种蒸汽阀的检查方法,所述蒸汽阀具备:
筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;
加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及
阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,
所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,
所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,
所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,
形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,
其中,
所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:
在所述截止阀的开闭状态未知的情况下,使所述加减阀成为打开的状态后,向所述蒸汽流路的入口供给蒸汽;
检测位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力、位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力及位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力;及
基于3个所述压力以及下述(3)式及下述(4)式来推定截止阀的开口面积A1
M1=C1·A1·f(p0,p1)…(3)
M2=C2·f(st)·f(p1,p2)…(4)
其中,M1表示通过了所述截止阀的蒸汽的质量流量,M2表示通过了所述加减阀的蒸汽的质量流量,C1表示预先取得的所述截止阀的流量特性,C2表示预先取得的所述加减阀的流量特性,A1表示截止阀的开口面积,st表示加减阀的行程,p0表示位于所述截止阀的上游侧的所述蒸汽流路的压力,p1表示位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力,p2表示位于所述加减阀的下游侧的所述蒸汽流路的压力。
21.一种蒸汽阀的检查方法,所述蒸汽阀具备:
筒状的截止阀,在打开时向轴线方向的上方侧移动,在关闭时向所述轴线方向的下方侧移动;
加减阀,配置于所述截止阀的内侧,在所述轴线方向上移动;及
阀主体,收容所述截止阀及所述加减阀,
所述截止阀具有向与所述轴线方向正交的径向的外侧突出的环状的突出部,
所述阀主体具有收容所述突出部的收容空间,
所述收容空间由所述突出部分离成该突出部的上侧的第一压力空间和比该突出部靠下侧的第二压力空间,
形成于所述阀主体的蒸汽流路与所述第一压力空间经由形成于所述截止阀的流路而连通,
其中,
所述蒸汽阀的检查方法包括以下工序:
使所述截止阀及所述加减阀急速关闭;
监视位于所述截止阀与所述加减阀之间的所述蒸汽流路的压力从所述急速关闭的即刻之后起如何变化;及
在所述蒸汽流路的压力接近了锅炉的压力的情况下判定为所述截止阀发生了异常,在所述蒸汽流路的压力接近了蒸汽轮机的压力的情况下判定为所述加减阀发生了异常。
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