JP2000018007A - Bleed control valve for steam turbine - Google Patents
Bleed control valve for steam turbineInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンの抽
気制御弁に関する。The present invention relates to a bleed control valve for a steam turbine.
【0002】[0002]
【従来の技術】蒸気タービンは入り口側に入口蒸気室
を、出口側に排気室を設け、夫々に蒸気導入弁、蒸気排
出弁を備えているが、さらに、この入口と出口の間にお
いて、適宜に仕切板を設けて蒸気室を形成し、抽気ノズ
ルと抽気制御弁を備えて、途中から蒸気を抽出し、他の
目的のために蒸気を使用することが行なわれている。2. Description of the Related Art A steam turbine is provided with an inlet steam chamber on the inlet side and an exhaust chamber on the outlet side, and is provided with a steam inlet valve and a steam outlet valve, respectively. In the art, a steam chamber is formed by providing a partition plate, and a bleed nozzle and a bleed control valve are provided to extract steam from the middle and use the steam for another purpose.
【0003】そして、例えば高圧抽気制御弁としては球
形抽気制御弁が、中圧ではスプール型抽気制御弁が、ま
た、低圧では格子状抽気制御弁等が使用されている。従
来の格子状抽気制御弁は、弁座と弁体とが面接触したも
のであり、滑り面の摩擦により大きな作動力を必要とし
たので、高差圧部に適用することはできなかった。ま
た、摩擦面の磨耗や摩擦力の不均一による作動むらが生
じると云う不都合もあった。[0003] For example, a spherical extraction control valve is used as a high pressure extraction control valve, a spool type extraction control valve is used at medium pressure, and a lattice extraction control valve is used at low pressure. The conventional lattice-shaped bleed control valve has a valve seat and a valve body in surface contact and requires a large operating force due to friction of a sliding surface, and thus cannot be applied to a high differential pressure portion. In addition, there is also a disadvantage that uneven operation occurs due to wear of the friction surface and uneven frictional force.
【0004】一方、蒸気タービンはロータの軸受け間距
離をできるだけ短くすることがタービン効率や運転の安
全性を確保する上で重要である。しかし、上記したよう
な弁構造では、抽気制御弁の取付け部がロータの軸方向
において長くなり、これによってロータの軸径も大きく
なって、蒸気のラビリンス洩れが生じ、圧力損失が増大
し、効率が低下する原因となっていた。従って、抽気制
御弁を幅狭とし、取付け部の軸方向における長さを抑え
ることができれば、効率を上げることが可能となる。On the other hand, in a steam turbine, it is important to keep the distance between bearings of a rotor as short as possible in order to secure turbine efficiency and operational safety. However, in the valve structure as described above, the mounting portion of the bleed control valve becomes longer in the axial direction of the rotor, thereby increasing the shaft diameter of the rotor, causing labyrinth leakage of steam, increasing pressure loss, and increasing efficiency. Was causing the decline. Accordingly, if the width of the bleed control valve can be reduced and the length of the mounting portion in the axial direction can be reduced, efficiency can be increased.
【0005】また、この抽気制御については、抽気圧
力、抽気量および抽気ノズルの取付け位置等はタービン
の配置、使用上の仕様により決められるものであり、こ
のため、タービンケーシングもそれらに合わせた形状と
なっていた。つまり、従来の抽気ノズルはケーシングと
一体に鋳造成形されていた。このため、ケーシングは標
準化されたものではなかったし、個別の製作となること
から、その都度木型も製作しなければならなかった。従
って、抽気ノズルを別に製作し、機械加工により取付け
るようにすれば、ケーシングの標準化も可能になるし、
木型も節約できることとなる。In this bleed control, the bleed pressure, the bleed amount, the mounting position of the bleed nozzle and the like are determined by the arrangement of the turbine and the specifications in use. Had become. That is, the conventional bleeding nozzle is cast and formed integrally with the casing. For this reason, the casing was not standardized and had to be manufactured individually, so a wooden mold had to be manufactured each time. Therefore, if the bleed nozzle is manufactured separately and installed by machining, the casing can be standardized,
The wooden form can also be saved.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、抽気制御弁
を幅狭とし、取付け部の軸方向における長さを抑えるこ
とによりロータの軸受け間距離の短縮化、ロータ径の小
径化を図り、蒸気タービンの効率化および運転の安定化
を高めるとともに、抽気ノズルを別に製作し、機械加工
により取付けるようにして、ケーシングの標準化が可能
となる蒸気タービンの抽気制御弁を得ることを目的とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims at shortening the distance between the bearings of the rotor and reducing the diameter of the rotor by reducing the width of the bleeding control valve and suppressing the length of the mounting portion in the axial direction. It is an object of the present invention to obtain a steam turbine bleed control valve capable of standardizing a casing by manufacturing a bleed nozzle separately and mounting the bleed nozzle by machining while improving the efficiency and operation stability of the steam turbine.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】蒸気タービンの抽気制御
弁であって、弁座と弁体との間にボールを有する格子状
弁を使用し、該格子状弁を仕切板に組み込むようにし
た。格子状弁は、ケーシングを貫通して配置され、往復
動される連結棒によつて回転駆動されるようにした。ま
た、抽気ノズルは仕切板の上流において、ケーシングに
機械加工により穴開けし、溶接により取付けるようにし
た。また、抽気ノズルには、ロータの軸方向に狭く、周
方向に広く扁平した蒸気口を形成した。A bleed control valve for a steam turbine, wherein a lattice valve having a ball between a valve seat and a valve body is used, and the lattice valve is incorporated in a partition plate. . The lattice valve was disposed through the casing and was driven to rotate by a reciprocating connecting rod. Further, the bleeding nozzle was formed by drilling a hole in the casing upstream of the partition plate by machining, and attached by welding. Further, a steam port narrow in the axial direction of the rotor and wide and flat in the circumferential direction was formed in the extraction nozzle.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明する、図1は本発明による抽気制御弁を組み込んだ
蒸気タービンの部分側断面図であり、図2は図1のA−
A線に沿った正断面図である。図において、1はケーシ
ング、2はロータ、3はロータ2に固定されたブレード
である。4は外周をケーシング1に接し、内周をロータ
2にラビリンスシールされた仕切板であって、ケーシン
グの内圧を仕切っている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 is a partial side sectional view of a steam turbine incorporating a bleed control valve according to the present invention, and FIG.
FIG. 2 is a front sectional view taken along line A. In the figure, 1 is a casing, 2 is a rotor, and 3 is a blade fixed to the rotor 2. Reference numeral 4 denotes a partition plate whose outer periphery is in contact with the casing 1 and whose inner periphery is labyrinth-sealed by the rotor 2 to partition the internal pressure of the casing.
【0009】5は、仕切板4に設けられている蒸気ノズ
ルであり、6は蒸気ノズル5に連通する蒸気通路であ
る。蒸気ノズル5は全周噴射する場合は、仕切板4の全
周に亙って配置され、部分噴射とする場合は部分的に配
置されている。蒸気通路6は蒸気ノズル5に対応して配
置されている。Reference numeral 5 denotes a steam nozzle provided on the partition plate 4, and reference numeral 6 denotes a steam passage communicating with the steam nozzle 5. The steam nozzle 5 is arranged over the entire circumference of the partition plate 4 when performing full-circulation injection, and is partially disposed when performing partial injection. The steam passage 6 is arranged corresponding to the steam nozzle 5.
【0010】7は、前記蒸気通路6に連通するようにし
て、前記仕切板4に組み込まれた抽気制御弁である。該
抽気制御弁7は前記蒸気ノズル5の配置に対応して配置
されている。8は、仕切板4の高圧側に開口する抽気ノ
ズルであって、ロータ2の軸方向に薄く、周方向に広く
扁平した蒸気口9を有しており、該蒸気口9が、機械加
工により開けられた穴にセットされ、その周囲が溶接さ
れて取付けられている。図示した例では、蒸気口9は穴
に差し込まれてセットされている。Reference numeral 7 denotes a bleed control valve incorporated in the partition plate 4 so as to communicate with the steam passage 6. The bleed control valve 7 is arranged corresponding to the arrangement of the steam nozzle 5. Reference numeral 8 denotes a bleed nozzle that opens on the high-pressure side of the partition plate 4, and has a steam port 9 that is thin in the axial direction of the rotor 2 and that is wide and flat in the circumferential direction. The steam port 9 is formed by machining. It is set in the drilled hole, and its periphery is welded and attached. In the illustrated example, the steam port 9 is set by being inserted into a hole.
【0011】図3は、図1の部分拡大図であり、図4
は、図3のB−B線に沿った正断面図である。以下図
3、図4に沿って抽気制御弁7の構成について説明す
る。10は、所定の間隔で格子状の蒸気通路bを有する
弁座であって、仕切板4の高圧側面に設けられたリング
状の溝11に挿入され、ネジ等により固定されている。
12は、弁座と同じく所定の間隔で、同形状の格子状蒸
気通路aを有する弁体であって、弁座と同様に溝11に
挿入されている。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG.
FIG. 4 is a front sectional view taken along line BB of FIG. 3. The configuration of the bleed control valve 7 will be described below with reference to FIGS. Reference numeral 10 denotes a valve seat having a lattice-shaped steam passage b at a predetermined interval, which is inserted into a ring-shaped groove 11 provided on a high-pressure side surface of the partition plate 4 and fixed by screws or the like.
Reference numeral 12 denotes a valve body having a lattice steam path a of the same shape at a predetermined interval as in the valve seat, and is inserted into the groove 11 similarly to the valve seat.
【0012】弁体12はボール13を介して弁座10と
必要な隙間(図3に示す)を維持され、回転自在に保持
されている。14は、仕切板4にネジ等により固定され
た弁体12の支持金物であって、弁体12の脱落を防止
している。15は弁体12に固定された連結金物、1
6、17は別置されたサーボモータ(図示せず)との連
結棒であって、側方よりケーシング1を貫通して該ケー
シング1内に配置されており、サーボモータの作動によ
り往復動される。The valve body 12 maintains a required clearance (shown in FIG. 3) with the valve seat 10 via a ball 13 and is held rotatably. Reference numeral 14 denotes a metal support for the valve element 12 fixed to the partition plate 4 with screws or the like, which prevents the valve element 12 from falling off. Reference numeral 15 denotes a connecting hardware fixed to the valve body 12, 1
Reference numerals 6 and 17 denote connecting rods for connecting to a separately provided servo motor (not shown), which penetrate the casing 1 from the side and are disposed in the casing 1, and are reciprocated by the operation of the servo motor. You.
【0013】18は連結棒16と17を連結する自在継
手であり、19は連結棒17の支持フレームである。連
結棒16は連結金物15に連結されている。従って、サ
ーボモータからの作動力により弁体12を往復動的に回
転させることができる。なお、支持フレーム19にはブ
ッシュが挿入されており、ブッシュと連結棒17との接
触面はラビリンスシール構造としてある。また、図中2
0は作動中ボール13の偏りを防ぐためにボール間に当
てがわれたリテーナである。Reference numeral 18 denotes a universal joint for connecting the connecting rods 16 and 17, and 19 denotes a support frame for the connecting rod 17. The connecting rod 16 is connected to the connecting hardware 15. Therefore, the valve body 12 can be reciprocally rotated by the operating force from the servomotor. A bush is inserted into the support frame 19, and a contact surface between the bush and the connecting rod 17 has a labyrinth seal structure. In the figure, 2
Reference numeral 0 denotes a retainer applied between the balls 13 to prevent the balls 13 from being biased during operation.
【0014】本発明の構成は以上の通りであって、次
に、その作用について説明する。今、図2に示す状態に
おいては、弁体12の蒸気通路aと弁座10の蒸気通路
bとは通じていないので、蒸気は流れない。そこで、サ
ーボモータを作動すると、連結棒16、17、連結金物
15を介して弁体12が回転され、弁体12の蒸気通路
aと弁座10の蒸気通路bとが連通するようになる。そ
して、蒸気通路aと蒸気通路bとが連通する面積に応じ
て蒸気が流れることとなる。The configuration of the present invention is as described above. Next, the operation thereof will be described. Now, in the state shown in FIG. 2, since the steam passage a of the valve body 12 and the steam passage b of the valve seat 10 are not communicated, steam does not flow. Therefore, when the servomotor is operated, the valve body 12 is rotated via the connecting rods 16 and 17 and the connecting hardware 15, so that the steam passage a of the valve body 12 and the steam passage b of the valve seat 10 communicate with each other. Then, the steam flows according to the area where the steam passage a communicates with the steam passage b.
【0015】ケーシング1内は仕切板4で高圧側と低圧
側とに仕切られているため、その差圧が、蒸気通路aと
蒸気通路bとの連通具合に応じた分だけ弁体12に作用
することになる。しかし、この差圧により弁体12が押
される力は、ボール13によって受けとめられる。従っ
て、弁体12の回転は、転がり摩擦によるものとなるか
ら、小さな作動力で回転が可能となる。Since the inside of the casing 1 is divided into a high pressure side and a low pressure side by the partition plate 4, the differential pressure acts on the valve body 12 by an amount corresponding to the degree of communication between the steam passage a and the steam passage b. Will do. However, the force that pushes the valve element 12 due to this differential pressure is received by the ball 13. Therefore, the rotation of the valve body 12 is caused by the rolling friction, so that the rotation can be performed with a small operating force.
【0016】抽気ノズルは、仕切板の上流に取付けられ
るが、タービンの配置、使用上の仕様によりその取付け
位置が決定される。本発明ではケーシング1に機械加工
により穴開けし、そこにロータ2の軸方向に薄く、周方
向に広く扁平した蒸気口9を有する抽気ノズル8を差し
込んでセットし、溶接により取付ける。また、格子状弁
7を仕切板4に組み込む構成としたので、ケーシング1
上での取付け位置の自由度が高くなっている。The bleed nozzle is mounted upstream of the partition plate, and its mounting position is determined by the arrangement and use specifications of the turbine. In the present invention, a hole is drilled in the casing 1 by machining, and a bleed nozzle 8 having a vapor port 9 which is thin in the axial direction of the rotor 2 and which is flat and wide in the circumferential direction is inserted therein, set, and attached by welding. Also, since the lattice valve 7 is configured to be incorporated in the partition plate 4, the casing 1
The degree of freedom of the mounting position above is increased.
【0017】[0017]
【発明の効果】本発明は、蒸気タービンの抽気制御弁
を、格子状弁を仕切板に組み込む構成としたので、抽気
弁取付け部を最短化することができ、また、弁体をボー
ル支持としたので、弁体の摩擦力を最小化することがで
き、格子状弁をいかなる抽気圧にも対応可能とした、こ
のことから、ロータの軸受け間距離の短縮、ロータ径の
小径化がはかられ、ひいてはラビリンス漏洩損失の減少
等による蒸気タービンの効率化および運転の安定化が高
まった。According to the present invention, the bleed control valve of the steam turbine has a structure in which the grid-like valve is incorporated in the partition plate, so that the bleed valve mounting portion can be minimized, and the valve element has a ball support. As a result, the frictional force of the valve body can be minimized, and the lattice-shaped valve can respond to any extraction pressure, which shortens the distance between the bearings of the rotor and reduces the diameter of the rotor. As a result, the efficiency of the steam turbine and the stabilization of its operation have been enhanced by the reduction of the labyrinth leakage loss.
【0018】また、抽気ノズルを別に製作し、ケーシン
グに機械加工により穴開けし、該穴に抽気ノズルをセッ
トして溶接で取付けるようにしたので、抽気ノズルにケ
ーシングの形状を合わせる必要がなくなり、ケーシング
の標準化が可能となった。また、それにより木型も節約
できることとなる。また、抽気ノズルの蒸気口を扁平形
状としたので、抽気ノズルの取付け部においてもロータ
の軸受け間距離の短縮化が図られている。Further, since the bleeding nozzle is manufactured separately, a hole is drilled in the casing by machining, and the bleeding nozzle is set in the hole and attached by welding, so that it is not necessary to match the shape of the casing with the bleeding nozzle. Standardization of casing became possible. In addition, the wooden shape can be saved. Further, since the steam port of the bleeding nozzle has a flat shape, the distance between the bearings of the rotor is also reduced at the mounting portion of the bleeding nozzle.
【図1】本発明の抽気制御弁を組み込んだ蒸気タービン
の部分側断面図。FIG. 1 is a partial side sectional view of a steam turbine incorporating a bleed control valve of the present invention.
【図2】図1のA−A線に沿った正断面図。FIG. 2 is a front sectional view taken along the line AA of FIG. 1;
【図3】図1の部分拡大図。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 1;
【図4】図3のB−B線に沿った正断面図。FIG. 4 is a front sectional view taken along line BB of FIG. 3;
1 ケーシング 2 ロータ 3 ブレード 4 仕切板 5 蒸気ノズル 6 蒸気通路 7 抽気制御弁 8 抽気ノズル 9 蒸気口 10 弁座 11 リング状溝 12 弁体 13 ボール 14 支持金物 15 連結金物 16、17 連結棒 18 自在継手 19 支持フレーム 20 リテーナ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Rotor 3 Blade 4 Partition plate 5 Steam nozzle 6 Steam passage 7 Extraction control valve 8 Extraction nozzle 9 Steam port 10 Valve seat 11 Ring-shaped groove 12 Valve 13 Ball 14 Support metal 15 Connection hardware 16 and 17 Connection rod 18 Free Joint 19 Support frame 20 Retainer
Claims (4)
リング状の溝を設け、該リング状の溝に、格子状蒸気通
路を設けた弁座と、格子状蒸気通路を設けた弁体と、弁
座と弁体との間にボールとを有する格子状弁を挿入し、
仕切板の蒸気通路に弁座の格子状蒸気通路を連通させて
仕切板に格子状弁を組み込んだことを特徴とする蒸気タ
ービンの抽気制御弁。A valve having a ring-shaped groove provided in a partition plate having a steam nozzle and a steam passage, a valve seat provided with a grid-shaped steam passage in the ring-shaped groove, and a valve body provided with a grid-shaped steam passage. And, insert a lattice valve having a ball between the valve seat and the valve body,
A bleeding control valve for a steam turbine, wherein a grid-like valve is incorporated in a partition plate by connecting a grid-like steam passage of a valve seat to the steam passage of the partition plate.
往復動される連結棒により格子状弁を回転させることを
特徴とする請求項1記載の蒸気タービンの抽気制御弁。2. A casing is arranged so as to penetrate the casing from the side,
2. The bleed control valve for a steam turbine according to claim 1, wherein the lattice valve is rotated by a reciprocating connecting rod.
穴に抽気ノズルをセットして溶接により取付けたことを
特徴とする請求項1記載の蒸気タービンの抽気制御弁。3. A bleed control valve for a steam turbine according to claim 1, wherein a hole is drilled in the casing by machining, and a bleed nozzle is set in the hole and attached by welding.
方向に広く扁平した蒸気口を設けたことを特徴とする請
求項3記載の蒸気タービンの抽気制御弁。4. A bleed control valve for a steam turbine according to claim 3, wherein the bleed nozzle is provided with a steam port which is narrow in the axial direction of the rotor and wide and flat in the circumferential direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10202880A JP2000018007A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Bleed control valve for steam turbine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10202880A JP2000018007A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Bleed control valve for steam turbine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000018007A true JP2000018007A (en) | 2000-01-18 |
Family
ID=16464742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10202880A Pending JP2000018007A (en) | 1998-07-03 | 1998-07-03 | Bleed control valve for steam turbine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000018007A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1970543A1 (en) | 2007-03-12 | 2008-09-17 | Thermodyn | Device for adjusting the extraction pressure of a steam turbine and steam turbine equipped with such a device. |
EP2716877A1 (en) * | 2012-10-02 | 2014-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Adaptive stage for high pressure drops in a turbine and turbine |
WO2018146792A1 (en) | 2017-02-10 | 2018-08-16 | 三菱重工コンプレッサ株式会社 | Steam turbine, partition member, and method for operating steam turbine |
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10202880A patent/JP2000018007A/en active Pending
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