JP2003155902A - Valve device for power plant - Google Patents

Valve device for power plant

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JP2003155902A
JP2003155902A JP2002237062A JP2002237062A JP2003155902A JP 2003155902 A JP2003155902 A JP 2003155902A JP 2002237062 A JP2002237062 A JP 2002237062A JP 2002237062 A JP2002237062 A JP 2002237062A JP 2003155902 A JP2003155902 A JP 2003155902A
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JP
Japan
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valve
casing
bypass
turbine
outlet
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2002237062A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ralf Gerdes
ラルフ・ゲルデス
Roger Padfield
ロジャー・パドフイールド
Franz Suter
フランツ・ズーター
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.)
General Electric Switzerland GmbH
Original Assignee
Alstom Schweiz AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Schweiz AG filed Critical Alstom Schweiz AG
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C1/00Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid
    • F02C1/02Gas-turbine plants characterised by the use of hot gases or unheated pressurised gases, as the working fluid the working fluid being an unheated pressurised gas

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a valve device which simplifies a connection between an additional fluid flow and a shut-off valve. SOLUTION: The present invention relates to the valve device 1, in particular for a power plant. A casing 1 contains a shut-off valve 3 for shutting off a fluid flow, a control valve 4 for controlling the fluid flow passing through a casing outlet 8, and a bypass valve 5 for controlling the fluid flow passing through a bypass 13. The bypass 13 branches off from a casing 2 between the shut-off valve 3 and the control valve 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、流体流れを制御お
よび遮断するための、特に発電所用の弁装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a valve arrangement for controlling and interrupting fluid flow, in particular for power plants.

【0002】[0002]

【従来の技術】流体流れを制御しなければならない多数
の技術的用途の場合、冒頭に述べた種類の弁装置が使用
される。この弁装置は制御弁と遮断弁を備えている。こ
の場合、遮断弁と制御弁は安全上の理由から別個に形成
されている。制御弁はその都度の用途の普通運転におい
て、それぞれの流体流れの流量およびまたは圧力を制御
または調整する働きをする。これと異なり、遮断弁は緊
急時に流体流れを遮断する働きをする。このような遮断
弁は一般的に、緊急時に流体流れをできるだけ短い時間
に停止できるようにするために、急速閉鎖弁として形成
されている。所定の用途の場合、制御弁によって制御さ
れる主流体流れに付加してまたはこの主流体流れの代わ
りに制御しなければならない付加的な流体流れが必要と
なる運転状態が生じ得る。この付加的な流体流れはしば
しば、主流体流れと異なる場所から供給しなければなら
ない。弁装置は例えば、発電所の場合蒸気タービンに供
給される蒸気流れを制御する働きをする。通常の運転で
は、制御弁は蒸気タービンの高圧側への蒸気供給を制御
または調整する。所定の運転状態、例えば蒸気タービン
の短期間の出力増大のために、蒸気タービンの中間段に
おいて付加的に蒸気を供給する必要がある。これは付加
的な蒸気管によって行われる。その際、この付加的な蒸
気管を、制御弁によって制御される主蒸気管と共に、緊
急時に弁装置の遮断弁によって遮断できるようにすると
合目的である。これを達成する目的で、付加的な蒸気管
を弁装置に取付けるためには多大なコストがかかる。
2. Description of the Prior Art For many technical applications in which fluid flow must be controlled, valve devices of the type mentioned at the outset are used. This valve device comprises a control valve and a shutoff valve. In this case, the shutoff valve and the control valve are formed separately for safety reasons. The control valve serves to control or regulate the flow rate and / or pressure of the respective fluid stream in the normal operation of the respective application. In contrast, the shutoff valve acts to shut off fluid flow in an emergency. Such shut-off valves are generally designed as quick closing valves to allow the fluid flow to be stopped in the shortest possible time in an emergency. For certain applications, operating conditions may arise that require additional fluid flow that must be controlled in addition to or instead of the main fluid flow controlled by the control valve. This additional fluid flow must often come from a different location than the main fluid flow. The valve arrangement serves, for example, in the case of a power plant to control the steam flow supplied to the steam turbine. In normal operation, the control valve controls or regulates the steam supply to the high pressure side of the steam turbine. For certain operating conditions, for example short-term power increase of the steam turbine, it is necessary to supply additional steam in the intermediate stages of the steam turbine. This is done by means of an additional steam pipe. In this case, it is expedient if this additional steam line, together with the main steam line controlled by the control valve, can be shut off by a shut-off valve of the valve device in an emergency. For the purpose of achieving this, it is very costly to attach an additional steam pipe to the valve device.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は対策
を講じようとするものである。特許請求の範囲に記載さ
れているような本発明は、特に付加的な流体流れと遮断
弁の接続を簡単化する、冒頭に述べた種類の弁装置のた
めに改良された実施形を提供するという問題に取り組
む。
Therefore, the present invention is to take measures. The invention as claimed in the claims provides an improved embodiment for a valve device of the type mentioned at the outset, which simplifies in particular the connection of additional fluid flow and shut-off valves. Tackle the problem.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この問題は独立請求項の
対象によって解決される。従属請求項の対象は有利な実
施形である。
This problem is solved by the subject matter of the independent claims. The subject matter of the dependent claims is an advantageous embodiment.

【0005】本発明は、弁装置が制御弁と遮断弁に加え
て、バイパス弁を備えているという思想に基づいてい
る。この場合、3個のすべての弁は共通のケーシングに
収納されている。その際、バイパス弁はバイバスを通る
(付加的な)流体流れを制御する働きをする。このバイ
パスは制御弁の上流および遮断弁の下流で、ケーシング
から分岐している。それによって、遮断弁が他の両弁の
上流に位置するので、遮断弁は緊急時に、制御弁によっ
て制御される流体流れも、バイパス弁によって制御され
る流体流れも遮断する。バイパス弁を共通のケーシング
に統合したことにより、バイパス流れを実現するために
必要な設置コストが低減される。更に、全体構造のため
の必要材料と必要スペースが低減される。特に、きわめ
て多量のガス流量を制御しなければならない、発電所の
ために設けられた弁装置の場合、提案した弁装置のコン
パクトな構造は特に有利に作用する。
The invention is based on the idea that the valve device comprises a bypass valve in addition to the control valve and the shutoff valve. In this case, all three valves are housed in a common casing. The bypass valve then serves to control the (additional) fluid flow through the bypass. This bypass branches from the casing upstream of the control valve and downstream of the shutoff valve. Thereby, the shut-off valve shuts off both the fluid flow controlled by the control valve and the fluid flow controlled by the bypass valve in an emergency, since the shut-off valve is located upstream of both other valves. The integration of the bypass valve into a common casing reduces the installation costs required to achieve bypass flow. Furthermore, the material requirements and space requirements for the overall structure are reduced. Especially in the case of valve systems provided for power plants, where extremely large gas flow rates must be controlled, the compact construction of the proposed valve system works particularly well.

【0006】本発明による弁装置の他の重要な特徴と利
点は、従属請求項、図面および図面に基づく図の関連す
る記載から明らかである。
Other important features and advantages of the valve device according to the invention are apparent from the dependent claims, the drawings and the associated description of the drawings based on the drawings.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態が図
に示してある。次に、この実施の形態を詳しく説明す
る。この場合、同じ参照符号は同一の部品または機能的
に同じかまたは類似する部品を示している。
The preferred embodiment of the invention is shown in the drawings. Next, this embodiment will be described in detail. In this case, the same reference numbers indicate identical or functionally identical or similar parts.

【0008】図1において、本発明による弁装置1はケ
ーシング2を備えている。このケーシングには遮断弁
3、制御弁4およびバイパス弁5が統合されている。ケ
ーシング入口6(図2,3参照)は環状室7を備えた図
1に示していない個所に連通している。この環状室は遮
断弁3の上流に配置されている。理解しやすくするため
に、ケーシング入口6は破線で示してある。制御弁4の
下流にケーシング出口8が配置されている。このケーシ
ング出口は図1に示していない流体消費装置に接続可能
である。図1,2では、制御弁4の範囲において他の環
状室9がケーシング2内に形成されている。第1の内室
区間10が他の環状室9を介してケーシング2の第2の
内室区間11に連通可能である。両内室区間10,11
はそれぞれ制御弁4の上流と遮断弁3の下流に配置され
ている。第1の内室区間10は実質的に遮断弁3の出口
領域を形成し、第2の内室区間11は実質的にバイパス
弁5の入口領域を形成している。バイパス弁5の出口1
2のところからバイパス管13が延びている(図3も参
照)。
In FIG. 1, a valve device 1 according to the invention comprises a casing 2. A shutoff valve 3, a control valve 4 and a bypass valve 5 are integrated in this casing. The casing inlet 6 (see FIGS. 2 and 3) communicates with a location not shown in FIG. This annular chamber is arranged upstream of the shutoff valve 3. The casing inlet 6 is shown in dashed lines for the sake of clarity. A casing outlet 8 is arranged downstream of the control valve 4. This casing outlet can be connected to a fluid consumption device not shown in FIG. In FIGS. 1 and 2, another annular chamber 9 is formed in the casing 2 in the area of the control valve 4. The first inner chamber section 10 can communicate with the second inner chamber section 11 of the casing 2 via another annular chamber 9. Both inner chamber sections 10, 11
Are arranged upstream of the control valve 4 and downstream of the shutoff valve 3, respectively. The first inner chamber section 10 substantially forms the outlet area of the shut-off valve 3 and the second inner chamber section 11 substantially forms the inlet area of the bypass valve 5. Outlet 1 of bypass valve 5
A bypass pipe 13 extends from 2 (see also FIG. 3).

【0009】内室区間10,11が環状室9を介して制
御弁4を取り囲んでいるので、バイパス弁5と制御弁4
について、流れ技術的に平行配置構造が生じる。これに
応じて、バイパスは制御弁4と遮断弁3の間で流体的に
分岐している。なぜなら、バイパス弁5の入口領域が一
方では遮断弁3の下流に配置され、他方では制御弁4の
上流に配置されているからである。
Since the inner chamber sections 10, 11 surround the control valve 4 via the annular chamber 9, the bypass valve 5 and the control valve 4 are provided.
In terms of flow technology, a parallel arrangement structure arises. Accordingly, the bypass fluidically branches between the control valve 4 and the shutoff valve 3. This is because the inlet region of the bypass valve 5 is arranged downstream of the shutoff valve 3 on the one hand and upstream of the control valve 4 on the other hand.

【0010】図1から明らかなように、本発明による弁
装置1はきわめてコンパクトに形成され、その際予め組
立て可能でそれぞれの流体消費装置に完全に接続可能な
組立てユニットを形成する。
As can be seen from FIG. 1, the valve device 1 according to the invention is of very compact design, in which case it forms an assembly unit which can be preassembled and fully connected to the respective fluid consuming device.

【0011】好ましい実施の形態の場合、図3に従っ
て、流体消費装置はタービン14、特に空気タービンに
よって形成可能である。このような空気タービン14は
例えばガス貯蔵式発電所の構成部品である。このガス貯
蔵式発電所は特に、いわゆる“圧縮空気エネルギー貯蔵
システム”(CAESシステム)で使用するために適し
ている。このCAESシステムの基本思想は、持続的に
運転される慣用の発電所によって基底負荷時間中に発生
する余剰の電気エネルギーを、ピーク負荷時間に移動さ
せることにあり、それによってエネルギーを発生するた
めの資源の消費を低減することができる。これは、安価
な余剰エネルギーによって空気または他のガスを比較的
に高圧で貯蔵器に供給して蓄え、必要時に比較的に高価
な電流を発生するためにこの貯蔵器から空気またはガス
を取り出すことによって達成可能である。これは、エネ
ルギーがポテンシャルエネルギーの形で回収可能に貯蔵
されることを意味する。貯蔵器としては例えば掘り尽く
された炭鉱または岩塩鉱山が役に立つ。貯蔵媒体として
好ましくは空気が使用されるので、空気貯蔵式発電所と
も呼ばれ、貯蔵された空気を膨張させるタービンは空気
タービンとして形成されている。
In the preferred embodiment, according to FIG. 3, the fluid consuming device can be formed by a turbine 14, in particular an air turbine. Such an air turbine 14 is, for example, a component of a gas storage power plant. This gas storage power plant is particularly suitable for use in so-called "compressed air energy storage systems" (CAES systems). The basic idea of this CAES system is to move the excess electric energy generated during the base load time by the conventional power plant that is continuously operated to the peak load time, thereby generating the energy. The consumption of resources can be reduced. It is the supply of air or other gas at a relatively high pressure to the store by cheap surplus energy for storage, and the removal of the air or gas from this reservoir to generate a relatively expensive current when needed. Can be achieved by. This means that energy is stored retrievably in the form of potential energy. For example, a mined coal mine or a salt mine is useful as the storage device. Since air is preferably used as the storage medium, it is also called an air storage power plant and the turbine for expanding the stored air is formed as an air turbine.

【0012】このような空気タービン14はその内側ケ
ーシング16内に形成された高圧室15を備えている。
この高圧室15内には一般的にタービン14の第1の圧
力段が配置されている。タービン14は更に、外側ケー
シング18内に形成された低圧室17を備えている。こ
の低圧室はタービン14の最後の圧力段の後に配置され
ている。外側ケーシング18は一般的に内側ケーシング
16を包囲している。
Such an air turbine 14 has a high pressure chamber 15 formed in an inner casing 16 thereof.
In this high-pressure chamber 15, the first pressure stage of the turbine 14 is generally arranged. The turbine 14 further includes a low pressure chamber 17 formed within the outer casing 18. This low pressure chamber is located after the last pressure stage of the turbine 14. The outer casing 18 generally surrounds the inner casing 16.

【0013】図3に従って、タービン14に接続された
弁ケーシング2のケーシング出口8は高圧室15に連通
している。従って、ケーシング出口8は内側ケーシング
16に接続されている。図3の実施の形態の場合、ター
ビン14には2個の弁装置1が接続している。
According to FIG. 3, the casing outlet 8 of the valve casing 2 connected to the turbine 14 communicates with the high pressure chamber 15. Therefore, the casing outlet 8 is connected to the inner casing 16. In the case of the embodiment of FIG. 3, two valve devices 1 are connected to the turbine 14.

【0014】バイパス弁出口12においてバイパス管1
3がケーシング2に接続されている。このバイパス管1
3はタービンの外側ケーシング18に案内され、低圧室
17に連通している。バイパス管13を外側ケーシング
18に接続するために、バイパス管13はその出口端部
19にノズル要素20を備えている。バイパス流体流れ
はこのノズル要素を通ってバイパス管13から流出し、
低圧室17に入る。
At the bypass valve outlet 12, the bypass pipe 1
3 is connected to the casing 2. This bypass pipe 1
3 is guided by the outer casing 18 of the turbine and communicates with the low pressure chamber 17. To connect the bypass pipe 13 to the outer casing 18, the bypass pipe 13 is provided with a nozzle element 20 at its outlet end 19. The bypass fluid flow exits bypass pipe 13 through this nozzle element,
Enter the low pressure chamber 17.

【0015】このノズル要素20の好ましい実施の形態
は図4に示してあり、図示した実施の形態の場合3個の
部品20a,20b,20cからなっている。個別部品
20a,20b,20cは例えば溶接継手21,22に
よって互いに固定連結されている。ノズル要素20はフ
ランジ23を備えている。このフランジは本実施の形態
ではリング状に形成され、半径方向内側に円筒状のスリ
ーブ24を備えている。その際、フランジ23とスリー
ブ24は第1の個別部品20aを形成している。ノズル
要素20はフランジ23によって目標室ケーシング、す
なわち図3では外側ケーシング18に接続可能である。
この目標室ケーシングは目標室、すなわち図3では低圧
室17を含んでいる。フランジ23はスリーブ24を介
して第2の個別部品20bに連結されている。
A preferred embodiment of this nozzle element 20 is shown in FIG. 4, which in the illustrated embodiment consists of three parts 20a, 20b, 20c. The individual parts 20a, 20b, 20c are fixedly connected to each other by, for example, welded joints 21, 22. The nozzle element 20 comprises a flange 23. This flange is formed in a ring shape in the present embodiment, and is provided with a cylindrical sleeve 24 inside in the radial direction. The flange 23 and the sleeve 24 then form the first individual component 20a. The nozzle element 20 is connectable by a flange 23 to the target chamber casing, i.e. the outer casing 18 in FIG.
This target chamber casing contains the target chamber, ie the low pressure chamber 17 in FIG. The flange 23 is connected to the second individual component 20b via a sleeve 24.

【0016】ノズル要素20は流入ノズル25を備えて
いる。この流入ノズルは、ノズル要素20が目標室ケー
シング、すなわち外側ケーシング18に固定されている
ときに、その都度の目標室、例えば低圧室17内に達す
るように、フランジ23から軸方向に突出している。流
入ノズル25は第3の個別部品20cを形成するノズル
本体26を備えている。ノズル本体26は目標室17内
で湾曲し、球形、本実施の形態では半球形である。ノズ
ル本体26は空間的に分配配置された多数の出口27を
備えている。この出口からバイパス流が目標室17に流
出可能である。出口27は好ましくは次のように配置お
よび配向されている。すなわち、目標室17内に比較的
に短い噴射流が生じ、およびまたはバイパス流と場合に
よっては目標室17に残っている主流との混合を補助す
る流れ条件が生じ、およびまたは目標室ケーシング18
の表面または目標室ケーシング18の何らかの他の構成
要素の不所望な冷却作用または加熱作用が回避されるよ
うに、配置および配向されている。そのために、出口2
7はそれぞれ異なる方向に延びるように配向されてい
る。
The nozzle element 20 comprises an inflow nozzle 25. This inflow nozzle projects axially from the flange 23 so as to reach the respective target chamber, for example the low-pressure chamber 17, when the nozzle element 20 is fixed to the target chamber casing, ie the outer casing 18. . The inflow nozzle 25 comprises a nozzle body 26 forming a third individual component 20c. The nozzle body 26 is curved in the target chamber 17 and has a spherical shape, in the present embodiment, a hemispherical shape. The nozzle body 26 is provided with a number of spatially distributed outlets 27. A bypass flow can flow into the target chamber 17 from this outlet. The outlet 27 is preferably arranged and oriented as follows. That is, a relatively short injection flow occurs in the target chamber 17 and / or flow conditions that help mix the bypass flow and possibly the main flow remaining in the target chamber 17, and / or the target chamber casing 18
Are oriented and oriented to avoid undesired cooling or heating effects on the surface of the housing or any other components of the target chamber casing 18. To that end, exit 2
7 are oriented so as to extend in different directions.

【0017】出口27はそれぞれ好ましくは、所属の接
線方向平面28に対してほぼ垂直に延びるように配向さ
れている。図4にはこの接線方向平面が1つだけ例示的
に記入してある。接線方向平面28は目標室17内にお
いてそれぞれの出口27の開口範囲内のノズル本体26
の外面に接している。図示した好ましい実施の形態の場
合、すべての出口27が共通の中心29からほぼ半径方
向に延びている。この中心は、ノズル本体26が半球形
の場合、好ましくは半球の中心に一致している。
Each outlet 27 is preferably oriented so that it extends substantially perpendicularly to the associated tangential plane 28. Only one tangential plane is shown in FIG. 4 by way of example. The tangential plane 28 defines the nozzle body 26 within the opening range of each outlet 27 in the target chamber 17.
Touches the outer surface of. In the preferred embodiment shown, all outlets 27 extend generally radially from a common center 29. If the nozzle body 26 is hemispherical, this center preferably coincides with the center of the hemisphere.

【0018】流入ノズル25は円筒形の管30を含んで
いるかあるいはこの管30の出口端部に形成されてい
る。ノズル本体26はこの管30の流出側の軸方向端部
に溶接されている。管30は好ましくは、半球として形
成されたノズル本体26の直径と同じ直径を有する。管
30はフランジ23のスリーブ24と同心的に配置され
ている。この場合、管30の外径とスリーブ24の内径
は、管30とスリーブ24の間に半径方向に円筒室31
が形成されるように互いに調和している。管30には、
ノズル本体26から離れた個所に、リングカラー32が
形成されている。スリーブ24ひいては第1の個別部品
20aがこのリングカラーを介して管30に連結されて
いる。その際、流入ノズル25と反対側の、円筒室31
の軸方向端部は、リングカラー32によって閉鎖されて
いる。管30はそれに成形されたリングカラー32と共
に、ノズル要素20の第2の個別部品20bを形成して
いる。
The inlet nozzle 25 includes a cylindrical tube 30 or is formed at the outlet end of the tube 30. The nozzle body 26 is welded to the axial end of the tube 30 on the outflow side. The tube 30 preferably has the same diameter as the diameter of the nozzle body 26 formed as a hemisphere. The tube 30 is arranged concentrically with the sleeve 24 of the flange 23. In this case, the outer diameter of the tube 30 and the inner diameter of the sleeve 24 are such that the space between the tube 30 and the sleeve 24 is in the radial direction between the cylindrical chamber 31
Are in harmony with each other as they are formed. In the tube 30,
A ring collar 32 is formed at a position away from the nozzle body 26. The sleeve 24 and thus the first individual component 20a are connected to the tube 30 via this ring collar. At that time, the cylindrical chamber 31 on the side opposite to the inflow nozzle 25
The axial end of the is closed by a ring collar 32. The tube 30 forms a second individual piece 20b of the nozzle element 20 with a ring collar 32 molded into it.

【0019】円筒室31は流入ノズル25寄りのその軸
方向端部が開放形成され、目標室17に連通している。
この構造により、フランジ23を連結した目標室ケーシ
ング18と、管30を備えたバイパス流路との間の温度
差を補償することができる。その際発生する熱による材
料膨張は選択された形状、特に円筒室31によって、ノ
ズル要素20内に小さな応力あるいはコントロール可能
な比較的に小さな応力を生じる。
The cylindrical chamber 31 is open at the axial end near the inflow nozzle 25 and communicates with the target chamber 17.
With this structure, it is possible to compensate for the temperature difference between the target chamber casing 18 to which the flange 23 is connected and the bypass flow path including the pipe 30. Due to the selected shape, in particular the cylindrical chamber 31, the material expansion due to the heat generated thereby causes a small or controllable relatively small stress in the nozzle element 20.

【0020】図1〜3の実施の形態の場合、バイパス管
13は弁装置1のケーシング2に接続された別個の部品
として形成されているが、図5の実施の形態の場合、バ
イパス管13′はケーシング2に一体化されている。そ
の際、バイパス管13′は制御弁4のディフューザ34
とケーシング区間35の間の半径方向隙間33によって
形成されている。ディフューザ34はケーシング出口8
に通じているかあるいはケーシング出口8に接続してい
る。ケーシング区間35はディフューザ34を取り囲ん
でいて、例えばフランジ36を備えている。ケーシング
2はこのフランジによってタービン14に固定可能であ
る。この構造により、バイパス管13′は少なくとも目
標室17内までケーシング出口8を取り囲んでいる。ケ
ーシング出口8は目標室を通過している(図3参照)。
In the case of the embodiment of FIGS. 1 to 3, the bypass pipe 13 is formed as a separate part connected to the casing 2 of the valve device 1, but in the case of the embodiment of FIG. ′ Is integrated in the casing 2. At that time, the bypass pipe 13 ′ is connected to the diffuser 34 of the control valve 4.
Formed by a radial gap 33 between the housing and the casing section 35. The diffuser 34 is the casing outlet 8
Or connected to the casing outlet 8. The casing section 35 surrounds the diffuser 34 and is provided with a flange 36, for example. The casing 2 can be fixed to the turbine 14 by this flange. By this structure, the bypass pipe 13 ′ surrounds the casing outlet 8 at least into the target chamber 17. The casing outlet 8 passes through the target chamber (see FIG. 3).

【0021】図3には、ディフューザ34とケーシング
区間35の間の隙間33が示してある。図3の実施の形
態の場合、隙間33は図4の円筒室31と同様に、温度
によって誘発される、ケーシング2内の応力を低下させ
るために役立つ。図3から、隙間33が37のところで
外側ケーシング18の低圧室17に連通している状態が
明らかである。従って、図5の実施の形態の場合同様
に、バイパス管13′は隙間33を介して、その都度の
目標室、すなわち特に外側ケーシング18内の低圧室1
7に連通可能である。
FIG. 3 shows a gap 33 between the diffuser 34 and the casing section 35. In the embodiment of FIG. 3, the gap 33, like the cylindrical chamber 31 of FIG. 4, serves to reduce the temperature-induced stress in the casing 2. It is clear from FIG. 3 that the gap 33 communicates with the low pressure chamber 17 of the outer casing 18 at 37. Therefore, as in the case of the embodiment of FIG.
7 can be connected.

【0022】図5の実施の形態もきわめてコンパクトで
あり、制御弁4を迂回して予め定めた目標室へのバイパ
ス流れを可能にする。
The embodiment of FIG. 5 is also very compact and allows the bypass of the control valve 4 to a predetermined target chamber.

【0023】好ましい用途の場合、バイパス流れは例え
ば、主流がケーシング出口8を経て高圧室15に供給さ
れる前に、適当に配量されたバイパス流れによって外側
ケーシング18と内側ケーシング16を予熱するために
利用可能である。この予熱によって、タービン14のケ
ーシング16,18の熱応力を低減することができる。
In the preferred application, the bypass flow is, for example, for preheating the outer casing 18 and the inner casing 16 by means of a suitably metered bypass flow before the main flow is fed via the casing outlet 8 into the high-pressure chamber 15. Is available for. This preheating can reduce the thermal stress in the casings 16 and 18 of the turbine 14.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による弁装置の第1の実施の形態の断面
図である。
1 is a cross-sectional view of a first embodiment of a valve device according to the present invention.

【図2】図1の弁装置のII−II線に沿った概略的な
断面図である。
2 is a schematic cross-sectional view of the valve device of FIG. 1 taken along the line II-II.

【図3】図1の弁装置の好ましい用途を示す図である。3 shows a preferred application of the valve device of FIG.

【図4】図1〜3の弁装置のノズル要素の断面図であ
る。
4 is a cross-sectional view of the nozzle element of the valve device of FIGS.

【図5】第2の実施の形態の図1と同様な断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view similar to FIG. 1 of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 弁装置 2 ケーシング 3 遮断弁 4 制御弁 5 バイパス弁 6 ケーシング入口 7 環状室 8 ケーシング出口 9 環状室 10 第1の内室区間 11 第2の内室区間 12 バイパス出口 13 連結されたバイパス管 13′ 一体化されたバイパス管 14 タービン 15 タービン14の高圧室 16 タービン14の内側ケーシング 17 タービン14の低圧室 18 タービン14の外側ケーシング 19 バイパス管13の出口端部 20 ノズル要素 20a ノズル要素20の第1の個別部品 20b ノズル要素20の第2の個別部品 20c ノズル要素20の第3の個別部品 21 溶接継目 22 溶接継目 23 フランジ 24 フランジ23のスリーブ 25 流入ノズル 26 ノズル本体 27 流出口 28 接線方向平面 29 中心 30 流入ノズルの管 31 円筒室 32 管30のリングカラー 33 隙間 34 制御弁4のディフューザ 35 ケーシング区間 36 ケーシング区間35のフランジ 37 隙間33と低圧室17の間の接続部 1 valve device 2 casing 3 Shut-off valve 4 control valve 5 Bypass valve 6 Casing entrance 7 ring room 8 Casing outlet 9 ring room 10 First interior room section 11 Second inner room section 12 Bypass exit 13 Connected bypass pipe 13 'integrated bypass pipe 14 turbine 15 High-pressure chamber of turbine 14 16 Inner casing of turbine 14 17 Low pressure chamber of turbine 14 18 Outer casing of turbine 14 19 Outlet end of bypass pipe 13 20 nozzle elements 20a First individual part of nozzle element 20 20b Second individual part of the nozzle element 20 20c Third individual part of nozzle element 20 21 Welded seam 22 Welded seam 23 Flange 24 Sleeve of flange 23 25 Inflow nozzle 26 Nozzle body 27 Outlet 28 tangential plane 29 center 30 Inlet nozzle tube 31 cylindrical chamber 32 tube 30 ring collar 33 Gap 34 Diffuser of control valve 4 35 casing section 36 Flange of casing section 35 37 Connection between the gap 33 and the low pressure chamber 17

フロントページの続き (72)発明者 ロジャー・パドフイールド イギリス国、シーヴイ22 5アールエス ラグビー、ノートン・ライズ、109 (72)発明者 フランツ・ズーター スイス国、ゲーベンシュトルフ、ライヒス トラーセ、29 Fターム(参考) 3H067 AA01 AA33 BB08 BB14 CC32 DD02 DD12 EC22 FF17 GG06 GG21 Continued front page    (72) Inventor Roger Padfield             British Sea V22 22 RS             Rugby, Norton Rise, 109 (72) Inventor Franz Zooter             Switzerland, Gobenstorf, Reichs             Trase, 29 F term (reference) 3H067 AA01 AA33 BB08 BB14 CC32                       DD02 DD12 EC22 FF17 GG06                       GG21

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流体が流通可能なケーシング(2)内
に、流体流れを遮断するための遮断弁(3)と、この遮
断弁の下流に設けられた、ケーシング出口(8)を通過
する流体流れを制御するための制御弁(4)と、制御弁
(4)と遮断弁(3)の間から分岐するバイパス(1
3;13′)を通過する流体流れを制御するためのバイ
パス弁(5)とが配置されている、特に発電所用の弁装
置。
1. A fluid which flows through a casing (2) in which a fluid can flow and which passes through a shut-off valve (3) for shutting off a fluid flow and a casing outlet (8) provided downstream of the shut-off valve. A control valve (4) for controlling the flow, and a bypass (1) branched from between the control valve (4) and the shutoff valve (3).
3; 13 ') and a bypass valve (5) for controlling the flow of fluid through it, in particular for a power plant.
【請求項2】 ケーシング出口(8)がタービン(1
4)、特に蒸気タービンまたは空気タービンの高圧室
(15)と連通していることと、バイパス(13;1
3′)がタービン(14)の中間圧力室または低圧室
(17)に連通していることを特徴とする請求項1記載
の弁装置。
2. The casing outlet (8) is a turbine (1).
4), especially in communication with the high pressure chamber (15) of the steam or air turbine, and by-pass (13; 1
3. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that 3 ') communicates with the intermediate pressure chamber or the low pressure chamber (17) of the turbine (14).
【請求項3】 ケーシング出口(8)が高圧室(15)
を含むタービン(14)の内側ケーシング(16)に接
続されていることと、バイパス(13;13′)が低圧
室(17)を含むタービン(14)の外側ケーシング
(18)に接続されていることを特徴とする請求項2記
載の弁装置。
3. The casing outlet (8) has a high pressure chamber (15).
Connected to the inner casing (16) of the turbine (14) including the bypass (13; 13 ') and connected to the outer casing (18) of the turbine (14) including the low pressure chamber (17). The valve device according to claim 2, wherein:
【請求項4】 タービン(14)が空気貯蔵式発電所の
空気タービンであることを特徴とする請求項2または3
記載の弁装置。
4. The turbine according to claim 2 or 3, characterized in that the turbine (14) is an air turbine of an air storage power plant.
The valve device described.
【請求項5】 バイパスがケーシング(2)に接続され
たバイパス管(13)を備えていることを特徴とする請
求項1〜4のいずれか一つに記載の弁装置。
5. The valve device according to claim 1, wherein the bypass comprises a bypass pipe (13) connected to the casing (2).
【請求項6】 バイパス管(13)がその出口端部(1
9)に、ノズル要素(20)を備え、バイパス流体流れ
がバイパス管(13)から前記ノズル要素を通って流出
し、目標室(17)に入ることを特徴とする請求項5記
載の弁装置。
6. A bypass pipe (13) has its outlet end (1).
Valve arrangement according to claim 5, characterized in that it comprises a nozzle element (20) in 9) and a bypass fluid flow exits from a bypass pipe (13) through said nozzle element and into a target chamber (17). .
【請求項7】 ノズル要素(20)がフランジ(23)
を備え、このフランジが目標室(17)を含む目標室ケ
ーシング(18)に接続可能であることを特徴とする請
求項6記載の弁装置。
7. The nozzle element (20) has a flange (23).
7. Valve apparatus according to claim 6, characterized in that the flange is connectable to a target chamber casing (18) containing a target chamber (17).
【請求項8】 ノズル要素(20)が目標室(17)内
に達する流入ノズル(25)を備えていることを特徴と
する請求項6または7記載の弁装置。
8. Valve arrangement according to claim 6, characterized in that the nozzle element (20) comprises an inflow nozzle (25) which reaches into the target chamber (17).
【請求項9】 流入ノズル(25)が目標室(17)内
で湾曲している球形または半球形のノズル本体(26)
を備え、このノズル本体が多数の出口(27)を備えて
いることを特徴とする請求項8記載の弁装置。
9. A spherical or hemispherical nozzle body (26) in which the inlet nozzle (25) is curved in the target chamber (17).
Valve device according to claim 8, characterized in that the nozzle body is provided with multiple outlets (27).
【請求項10】 出口(27)がノズル本体(26)に
空間的に分配されて配置されていることを特徴とする請
求項9記載の弁装置。
10. Valve arrangement according to claim 9, characterized in that the outlets (27) are arranged spatially distributed in the nozzle body (26).
【請求項11】 出口(27)が異なる方向に延びてい
ることを特徴とする請求項9または10記載の弁装置。
11. Valve arrangement according to claim 9, characterized in that the outlets (27) extend in different directions.
【請求項12】 出口(27)が共通の中心(29)か
らほぼ半径方向に延びていることと、およびまたは各々
の出口(27)が、目標室(17)内においてそれぞれ
の出口(27)の開口領域内でノズル本体(26)に接
する接線方向平面(28)に対してほぼ垂直に延びてい
ることを特徴とする請求項9〜11のいずれか一つに記
載の弁装置。
12. The outlets (27) extend substantially radially from a common center (29), and / or each outlet (27) within the target chamber (17) is a respective outlet (27). Valve arrangement according to any one of claims 9 to 11, characterized in that it extends substantially perpendicularly to a tangential plane (28) tangent to the nozzle body (26) in the opening region of the.
【請求項13】 フランジ(23)がリングとして形成
され、かつ半径方向内側に円筒状のスリーブ(24)を
備え、 流入ノズル(25)が円筒形の管(30)の出口端部に
形成されているかあるいは円筒形の管(30)を備え、 管(30)がスリーブ(24)内に同心的に配置され、 スリーブ(24)が目標室(17)から離れた区間にお
いて管(30)に連結され、 半径方向において管(30)とスリーブ(24)の間
に、目標室(17)に開放する円筒室(31)が形成さ
れていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか一
つに記載の弁装置。
13. The flange (23) is formed as a ring and comprises a cylindrical sleeve (24) on the radially inner side, and an inlet nozzle (25) is formed at the outlet end of the cylindrical tube (30). A tubular or cylindrical tube (30), the tube (30) being concentrically arranged in the sleeve (24), the sleeve (24) being connected to the tube (30) at a distance from the target chamber (17). 13. A cylindrical chamber (31), which is connected and opens in the radial direction between the tube (30) and the sleeve (24) to the target chamber (17), is formed. The valve device according to one.
【請求項14】 フランジ(23)のスリーブ(24)
およびまたはノズル本体(26)が管(30)に溶接さ
れていることを特徴とする請求項9または13記載の弁
装置。
14. The sleeve (24) of the flange (23)
Valve arrangement according to claim 9 or 13, characterized in that the nozzle body (26) is welded to the pipe (30).
【請求項15】 バイパスがケーシング(2)に一体化
されたバイパス管(13′)を備えていることを特徴と
する請求項1〜4のいずれか一つに記載の弁装置。
15. Valve arrangement according to claim 1, characterized in that the bypass comprises a bypass pipe (13 ') integrated in the casing (2).
【請求項16】 バイパス管(13′)がケーシング出
口(8)を取り囲んでいることを特徴とする請求項15
記載の弁装置。
16. The bypass pipe (13 ') surrounds the casing outlet (8).
The valve device described.
【請求項17】 バイパス管(13′)が、ケーシング
出口(8)に通じる制御弁(4)のディフューザ(3
4)とディフューザ(34)を含むケーシング区間(3
5)との間の半径方向の隙間(33)によって形成され
ていることを特徴とする請求項15または16記載の弁
装置。
17. A diffuser (3) for a control valve (4), wherein a bypass pipe (13 ') leads to a casing outlet (8).
Casing section (3) including 4) and diffuser (34)
Valve device according to claim 15 or 16, characterized in that it is formed by a radial gap (33) between it and the (5).
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US31278201P 2001-08-17 2001-08-17
US60/312782 2001-08-17
CH20020197/02 2002-02-06
CH1972002 2002-02-06

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010043591A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Steam valve device
JP2010048216A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Fuji Electric Systems Co Ltd Main steam inlet part of steam turbine
JP2014214709A (en) * 2013-04-26 2014-11-17 株式会社東芝 Steam valve device

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