JP2008175267A - Steam valve apparatus and power generation plant having it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火力発電所または原子力発電所などの発電設備に適用される蒸気タービンの蒸気弁装置、及びこの蒸気弁装置を備えた発電設備に関する。 The present invention relates to a steam valve device for a steam turbine applied to a power generation facility such as a thermal power plant or a nuclear power plant, and a power generation facility including the steam valve device.
一般に、火力発電所や原子力発電所などの発電設備に適用される蒸気タービンには、負荷変化に応じて蒸気の流量を制御し、または突発事故時に蒸気の供給を遮断するために、数多くの蒸気弁装置が設けられている。 In general, a steam turbine applied to a power generation facility such as a thermal power plant or a nuclear power plant has a large number of steams in order to control the flow rate of steam according to a load change or shut off the supply of steam in the event of a sudden accident. A valve device is provided.
図13は蒸気タービンに使用されている従来の蒸気弁装置の説明図である。この図13には、蒸気タービンの非常時等に蒸気タービンに流入する蒸気を瞬時に止める主蒸気止め弁10と、蒸気流量を制御するための蒸気加減弁20が示されている。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a conventional steam valve device used in a steam turbine. FIG. 13 shows a main
蒸気加減弁20の弁本体21は、その側方部が主蒸気止め弁10と連通して連結されており、弁本体21の上端部に上蓋22を有し、弁本体21の内方部に隆起状をなす弁座23が設けられ、この弁座23に当接する弁体24に結合された弁棒25が、上蓋22を貫通して油筒27に連結されている。
The
図示しないボイラ等からの蒸気流は、主蒸気止め弁10へ矢印Iの如く流入し、蒸気加減弁20から矢印Oの如く流出する。蒸気加減弁20の油筒27に油圧が作用すると、弁棒25を介して弁体24が上下動して蒸気加減弁20は開閉動作をなし、この開閉動作によって蒸気流量が制御され、図示しない蒸気タービンへ蒸気が流れる。
A steam flow from a boiler or the like (not shown) flows into the main
なお、蒸気加減弁20の油筒27には、ピストン26と閉鎖用バネ29が組み付けられており、このピストン26の下部に給排油口28が設置されている。この給排油口28には、サーボ弁やダンプ弁等の油圧機器が接続されるが、図13では図示を省略している。
A
一方、主蒸気止め弁10も蒸気加減弁20と同様に構成され、弁本体21の上端部に上蓋12を有し、弁本体11の内包部に隆起状をなす弁座14が設けられ、この弁座14に当接する弁体15が、弁棒16を介して油筒17に連結されている。この油筒17に油圧が作用すると、弁棒16を介して弁体15が上下動して主蒸気止め弁10は開閉動作をなし、この開閉動作によって蒸気の供給、遮断が実施される。尚、図13中の符号13はストレーナを示す。
On the other hand, the main
一般に、発電設備用蒸気タービンに使用される蒸気弁装置、特に蒸気加減弁20においては、騒音、振動、エロージョンあるいは材料劣化などの不適合な事例が知られている。
In general, in the steam valve device used in the steam turbine for power generation equipment, particularly the
このような蒸気加減弁20は、弁体24及び弁座23を備えた弁室において弁体24を移動させることにより、弁体24と弁座23との間の絞り機能によって蒸気流量を制御するように構成されている。上述の騒音や振動は、弁体24廻りの流れの乱れや不安定な流れ等に誘発されて発生するものと考えられる(例えば特許文献1参照)。
Such a
最近では、発電設備の蒸気条件の上昇(超臨界圧力プラント)や蒸気タービンの単機容量の増加にともない、更なる改善が施された改良技術が提案されている(例えば特許文献2参照)。 Recently, an improved technique has been proposed in which further improvements have been made in accordance with an increase in steam conditions (supercritical pressure plant) of a power generation facility and an increase in the unit capacity of a steam turbine (see, for example, Patent Document 2).
上述の特許文献1、2における蒸気加減弁20は、図14及び図15に示すように、球形曲面に形成され、縁辺にエッジ31を備えた凹陥部30を有する弁体24と、該弁体24が当接する位置から下流側へ向かって徐々に拡口するように球形曲面を有する弁座23とを具備し、これらの弁体24と弁座23の球形曲面どうしが当接するように構成されている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
従って、この蒸気加減弁20では、弁体24の底部側に、縁辺にエッジ31を備えた凹陥部30が設けられたことから、微小開度から中間開度付近において、弁体24に沿う蒸気の流れが当該弁体24のエッジ31で剥離されて、弁座23に沿う安定した流れとなり、これにより騒音や振動の発生を防止することができる。
しかしながら、従来の蒸気加減弁20の弁体24は、縁辺にエッジ31を備えた凹陥部30を有する形状であり、弁体24の開き始めから中間開度付近の領域では、本来の機能である騒音・振動の防止に有効であるが、全開開度時などの高弁開度状態においては、弁体24の直下がデッドスペースとなり、図15の矢印に示すように、このデッドスペース内に渦が発生して圧力損失が生じてしまう。
However, the
ところで、最近の蒸気タービンでは、発電事業主らによる市場の要求として性能向上(効率向上)が強く求められている。この蒸気タービンの効率の内訳としては、蒸気タービンそのものの内部効率も重要であるが、蒸気タービンの入口に設置された蒸気加減弁20等における上述の圧力損失も極めて重要である。つまり、蒸気加減弁20等に生ずる圧力損失は、熱力学的に有効な仕事をする前の蒸気タービン入口の蒸気圧力を低下させることを意味し、結果的に、蒸気タービンの効率に大きな影響(効率低下)を与えるものとなっている。このため、蒸気加減弁20等の蒸気弁装置では、全開開度状態における圧力損失をいかに低減するかが永年の懸案であった。
By the way, in recent steam turbines, performance improvement (efficiency improvement) is strongly demanded as a market demand by power generation business owners. As a breakdown of the efficiency of the steam turbine, the internal efficiency of the steam turbine itself is important, but the above-described pressure loss in the
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、微小開度から中間開度付近において騒音や振動の発生を防止でき、全開開度またはその近傍において圧力損失を低減して蒸気タービンの効率を向上させることができる蒸気弁装置及びそれを備えた発電設備を提供することにある。 The object of the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can prevent noise and vibration from the minute opening to the intermediate opening, and reduce the pressure loss at or near the fully opened opening. An object of the present invention is to provide a steam valve device capable of improving the efficiency of a steam turbine and a power generation facility including the same.
本発明は、弁本体により弁室が形成され、当該弁本体には、上記弁室を臨む位置に球形曲面を有する弁座が設けられ、前記弁室には、弁棒により駆動されて球形曲面を有する弁体が収容され、これらの弁座及び弁体の球形曲面が接離することで弁開度が設定される蒸気弁装置において、前記弁体の底部側に、縁辺にエッジを備えた凹陥部が設けられ、前記弁本体側には、前記弁体の外側に位置するチャンバ部材と、前記弁体の前記凹陥部内に配設されるフローガイドとが設けられ、これらのチャンバ部材、弁体、フローガイド、前記弁本体の内面及び前記弁座により、全開開度またはその近傍での蒸気通路部が形成されるよう構成されたことを特徴とするものである。 In the present invention, a valve chamber is formed by a valve body, and the valve body is provided with a valve seat having a spherical curved surface at a position facing the valve chamber, and the valve chamber is driven by a valve rod and has a spherical curved surface. In the steam valve device in which the valve opening is set by contacting and separating the valve seat and the spherical curved surface of the valve body, an edge is provided on the edge side on the bottom side of the valve body. A recessed portion is provided, and on the valve body side, a chamber member positioned outside the valve body and a flow guide disposed in the recessed portion of the valve body are provided. The body, the flow guide, the inner surface of the valve main body, and the valve seat form a steam passage portion at or near the fully open position.
本発明によれば、弁体の底部側に、縁辺にエッジを備えた凹陥部が設けられたことから、微小開度から中間開度付近において、弁体に沿う蒸気の流れが当該弁体のエッジで剥離されて、弁座に沿う安定した流れとなるので、騒音や振動の発生を防止できる。また、弁体の外側にチャンバ部材が、弁体の凹陥部内にフローガイドがそれぞれ設けられたことから、全開開度またはその近傍での蒸気通路部において弁体付近の流路面積の変化が少なくなる。このため、この蒸気通路部を流れる蒸気の流れが弁体の凹陥部付近で渦を生ずることがなく、従って圧力損失が抑制されるので、蒸気タービンの効率を向上させることができる。 According to the present invention, since the concave portion provided with the edge on the edge side is provided on the bottom side of the valve body, the flow of steam along the valve body near the intermediate opening from the minute opening degree Since it is peeled off at the edge and becomes a stable flow along the valve seat, generation of noise and vibration can be prevented. In addition, since the chamber member is provided outside the valve body, and the flow guide is provided in the recessed portion of the valve body, the change in the flow passage area near the valve body is small in the full opening degree or in the steam passage portion in the vicinity thereof. Become. For this reason, the flow of the steam flowing through the steam passage portion does not cause a vortex in the vicinity of the recessed portion of the valve body, and hence pressure loss is suppressed, so that the efficiency of the steam turbine can be improved.
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[A]第1の実施の形態
図1は、本発明に係る蒸気弁装置の第1の実施の形態である蒸気加減弁における全閉状態を示す断面図である。図2は、図1の蒸気加減弁の微小開度状態を示す断面図である。図3は、図1の蒸気加減弁2の中間開度状態を示す縦断面図である。図4は、図1の蒸気加減弁の全開開度状態を示す縦断面図である。図9は、図1〜図4に示す蒸気加減弁を装備した発電設備を示す系統図である。
[A] First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view showing a fully closed state of a steam control valve, which is a first embodiment of a steam valve device according to the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a minute opening state of the steam control valve of FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an intermediate opening state of the steam control valve 2 of FIG. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fully opened state of the steam control valve of FIG. FIG. 9 is a system diagram showing a power generation facility equipped with the steam control valve shown in FIGS.
図9に示す発電設備55では、ボイラ40からの蒸気は、主蒸気止め弁41、蒸気加減弁42を通過し高圧タービン50で膨張して仕事をした後、逆止弁47を経由して再びボイラ40の再熱器にて加熱され、再熱蒸気止め弁43、インターセプト弁44を経て中圧タービン51、低圧タービン52へ順次流入して膨張し仕事をする。蒸気は、低圧タービン52で仕事をした後、復水器53にて水に戻され、給水ポンプ54にて昇圧されて再びボイラ40に供給されて循環する。
In the
また、発電設備55の運用効率を高めるために、発電設備55によっては、高圧タービンバイパス管48や低圧タービンバイパス管49が設置されて、タービン50、51、52の運転状態に拘らずボイラ40を単独で運転できるようになっている。高圧タービンバイパス管48は、ボイラ40の出口側から分岐しボイラ40の再熱器の入口側に接続されて、高圧タービンバイパス弁45を備える。また、低圧タービンバイパス管49は、ボイラ40の再熱器の出口側から分岐し復水器53の入口側に接続されて、低圧タービンバイパス弁46を備える。
In addition, in order to increase the operation efficiency of the
上述の発電設備55に装備された蒸気弁装置としての蒸気加減弁42は、図1及び図5に示すように、弁本体56により弁室57が形成され、この弁本体56には、弁室57を臨む位置に球形曲面を有する弁座58が設けられ、弁室57には、弁棒59により駆動されて球形曲面を有する弁体60が収容され、これらの弁座58及び弁体60の球形曲面が接離することで弁開度が設定されるものである。そして、弁体60の底部側に、縁辺にエッジ61を備えた凹陥部62が設けられ、弁本体56には、上蓋66を介して、弁体60の外側に位置するチャンバ部材63と、弁体60の凹陥部62内に配設されるフローガイド64とが設けられる。これらのチャンバ部材63、弁体60、フローガイド64、弁体56の内周面56A及び弁座58により、全開開度またはその近傍での蒸気通路部65が形成される。
As shown in FIGS. 1 and 5, the
つまり、弁本体56上端部に上蓋66を備え、弁本体56の内部に弁座58が設けられる。この弁座58に当接する弁体60には弁棒59が結合され、この弁棒59が上蓋66を貫通して、図示しない油筒に連結されている。この油筒に油圧が作用すると、弁棒59を介して弁体60は図1〜図5において上下動する。上蓋66における弁棒59の貫通部は、弁棒59の摺動面となることからブッシュが組み付けられているが、本実施の形態では図示を省略している。
That is, the
弁体60は、天部67を有する円筒形状に形成されて内側に凹陥部62が設けられ、この凹陥部62のエッジ61の直径は、弁体60の内径と一致している。弁体60の底部側に、縁辺にエッジ61を備えた凹陥部62が設けられたことで、図2及び図3に示すように、蒸気加減弁42の微小開度から中間開度付近において、弁体60に沿う蒸気の流れがこの弁体60のエッジ61により剥離されて、弁座58に沿う安定した流れとなるので、騒音や振動の発生が防止される。このときの蒸気の流れは、上述の如く弁座58に沿う弁座付着流となっているので、フローガイド64の外表面70に沿った流れは存在しない。
The
上蓋66の一部は、弁本体56の内部側に延在されてチャンバ部材63として構成され、このチャンバ部材63の内部に弁体60が収納される。この弁体60の内部には、弁座58へ向かってその中央部85が凸状に突出し、先端が先細りに形成されたフローガイド64が配設されている。フローガイド64の中央部85が凸状に突出し、先端が先細り形状に形成されることで、全開開度またはその近傍での蒸気通路部65の流路面積が、弁座58よりも上流側の円環形状部分65Aから弁座58よりも下流側の円形状部分65Bへと滑らかに移行し、図4及び図5に示す全開開度またはその近傍において蒸気が流れ易くなる。
A part of the
当該フローガイド64は、複数個の段付きスクリューピン68を用いてチャンバ部材63に固定され、このチャンバ部材63と一体化される。尚、弁体60には、当該弁体60の移動方向となる軸方向に延びる長孔69が加工されている。この長孔69内に段付きスクリューピン68が配設されることで、段付きスクリューピン68と弁体60との接触が回避される。また、弁体60には、チャンバ部材63の内部の圧力を開放するためのバランス孔60Aが形成されて、弁体60の上下動作が確保される。
The flow guide 64 is fixed to the
全開開度またはその近傍での蒸気通路部65は、前述の如く、チャンバ部材63、弁体60、フローガイド64、弁本体56の内周面56A及び弁座58にて形成される。そして、この蒸気通路部65の流路面積は、弁本体56の内周面56Aとチャンバ部材63にて画成される上流側の円環形状部分65Aから、弁座58にて画成される下流側の円形状部分65Bへ向かって徐々に減少し、最終的に弁座58の開口面積(弁座58の内径により規定される面積)に至るまで、極端な変化がなく、連続してスムーズに変化するよう構成される。これにより、全開開度またはその近傍において、この蒸気通路部65を流れる蒸気は、図4の矢印に示すように、弁体60の下部付近で渦を生ずることなく滑らかに流れるので、圧力損失が抑制される。
As described above, the
全開開度状態における蒸気通路部65の代表的な流路面積の変化特性を、図7の曲線Aに示す。この蒸気通路部65の流路面積は、上流の弁本体56の内周面56Aから下流の弁座58へ向かって徐々に減少し、弁体60と弁座58で構成された部分が最小になるように設定され、その後微増しながら、最終的には弁座58の内径で規定される面積に至るようになっている。弁体60と弁座58で構成された部分が最小となるのは、蒸気加減弁42がこの部分で蒸気の流量を制御するためである。
A typical change characteristic of the flow passage area of the
蒸気通路部65の入口部(最上流端)から出口部(最下流端)までの流路面積の変化特性は、圧力損失が最も少なくなるように最適設計がなされ、その特性は前述の曲線Aであったり、入口部と出口部を結んだ直線Bであったり、湾曲した曲線Cや曲線Dである。また、最小の流路面積部をどの位置に設定するかなども、圧力損失が最も少なくなるように最適に設定される。
The change characteristic of the flow path area from the inlet (upstream end) to the outlet (downstream end) of the
ここで、図8(A),(B)を用いて、全開開度状態における蒸気通路部65の流路面積の求め方を説明する。
Here, using FIG. 8A and FIG. 8B, a method for obtaining the flow path area of the
まず、この蒸気通路部65の入口部(上流側)の流路面積は、弁本体56の内周面56Aとチャンバ部材63の外周面とで構成された円環形状部分65Aの面積である。また、蒸気通路部65の出口部(下流側)の流路面積は、弁座58の内径により規定される円形状部分65Bの面積である。
First, the flow path area of the inlet portion (upstream side) of the
次に、蒸気通路部65の入口部から出口部までの途中の流路面積を、幾何学的に求める。全開開度状態のときには、チャンバ部材63、弁体60、フローガイド64、弁座58、弁本体56の内周面56Aによって全開開度状態における蒸気通路部65が構成される。この蒸気通路部65では、流れ方向に沿って無数の円錐台71A、71B、71C…が連続して仮想される。これらの円錐台71A、71B、71C…の上底面73と下底面72の面積を除いた側面74の面積(側面積)が、蒸気通路部65の各円錐台位置での流路面積となる。円錐台71A、71B、71C…の下底面72の半径をR1、上底面73の半径をR2、高さをhとすると、各円錐台の側面積は、
[数1]
円錐台の側面積=π x ((h2+(R1−R2)2)1/2 x (R1+R2)
となる。
Next, the flow path area on the way from the inlet part to the outlet part of the
[Equation 1]
Side area of the truncated cone = π x ((h 2 + (R 1 −R 2 ) 2 ) 1/2 x (R 1 + R 2 )
It becomes.
また、全開開度状態のときの蒸気通路部65におけるフローガイド64の先端部分では、円錐台ではなく円錐75が仮想される。この円錐75の側面の面積(側面積)が、当該蒸気通路部65の円錐75位置における流路面積である。この円錐75の底面の半径をR0、高さをh0とすると、円錐75の側面積は下式により求まる。
Further, at the tip end portion of the
[数2]
円錐の側面積=π x R0 x(h0 2+R0 2)1/2
以上のようにして、全開開度状態における蒸気通路部65の各位置での流路面積を求め、この流路面積の変化特性が図7に示すような最適な特性になるように、弁本体56の内周面56A、チャンバ部材63、弁体60、フローガイド64及び弁座58の寸法や形状を変化させながら、この蒸気通路部65の形状を決定する。但し、これらの寸法の全てが変数では蒸気通路部65の形状を決定できないので、圧力損失の低減及び騒音や振動の発生防止の観点から、最低限の基準となる寸法や形状が、以下のように具体的に規定される。
[Equation 2]
Side area of cone = π x R 0 x (h 0 2 + R 0 2 ) 1/2
As described above, the flow passage area at each position of the
まず、図5に示すように、フローガイド64の蒸気通路部65を形成する外表面70の縦断面形状は、当該フローガイド64の外部に中心Orを有する半径Rrの曲線からなる逆曲率部となっている。これにより、全開開度またはその近傍で蒸気通路部65内を流れ、フローガイド64の外表面70に沿う蒸気の流れは、弁座58の軸P方向に平行な流れになり易くなり、合流時に衝突することなく弁座58の下流側へ流れる。これにより、フローガイド64の下方において渦の発生が抑制されて、圧力損失が低減される。
First, as shown in FIG. 5, the longitudinal cross-sectional shape of the
また、弁体60の凹陥部62におけるエッジ61の直径Diは、この弁体60に当接する弁座58のシート径をDoとするとき、
[数3]
Do>Di≧0.9Do
の範囲に設定され、また弁座58の内径Dthは、
[数4]
Di>Dth≧0.8Do
の範囲に設定される。これにより、微小開度から中間開度付近において、蒸気通路部65内を流れる蒸気は、弁座58に沿う安定した流れとなって(図2及び図3の矢印参照)、騒音や振動の発生が防止される。
Further, the diameter Di of the
[Equation 3]
Do> Di ≧ 0.9 Do
And the inner diameter Dth of the
[Equation 4]
Di> Dth ≧ 0.8 Do
Is set in the range. As a result, the steam flowing in the
更に、弁体60の曲率半径Rは、この弁体60に当接する弁座58のシート径をDoとするとき、
[数5]
R=(0.52〜0.6)Do
の範囲に設定され、また、弁座58の曲率半径rは、
[数6]
r≧0.6Do
の範囲に設定される。これによっても、微小開度から中間開度付近において蒸気通路部65内を流れる蒸気は、弁座58に沿う安定した流れとなって、騒音や振動の発生が防止される。
Further, the radius of curvature R of the
[Equation 5]
R = (0.52-0.6) Do
And the radius of curvature r of the
[Equation 6]
r ≧ 0.6 Do
Is set in the range. Also by this, the steam flowing in the
また、図5及び図6に示すように、弁座58の上流側近傍における弁本体56の内表面56Aの縦断面形状は、弁座58の曲率半径rに外接する曲線76で当該弁座58に接続され(図6(A))、または弁座58の曲率半径rに外接し、且つ任意の角度を有する直線(好ましくは、頂角が略90度の逆三角形状の側辺77)で当該弁座58に接続される形状に形成される(図6(B))。これにより、弁本体56の内表面56Aに不要な空間が形成されることがないので、この弁座58上流側近傍において渦の発生が抑制される。
5 and 6, the longitudinal cross-sectional shape of the
以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果(1)〜(3)を奏する。 With the configuration as described above, the following effects (1) to (3) are achieved according to the present embodiment.
(1)弁体60の底部側に、縁辺にエッジ61を備えた凹陥部62が設けられたことから、蒸気加減弁42の微小開度から中間開度付近において、弁体60に沿う蒸気の流れが当該弁体60のエッジ61にて剥離されて、弁座58に沿う安定した流れとなるので、騒音や振動の発生を防止できる。
(1) Since the recessed
(2)弁体60の外側にチャンバ部材63が、弁体60の凹陥部62内にフローガイド64がそれぞれ設けられたことから、全開開度またはその近傍での蒸気通路部56において弁体60付近での流路面積の変化が少なくなる。このため、この全開開度またはその近傍での蒸気通路部56を流れる蒸気の流れが弁体60の下方で渦を生ずることがなく、従って圧力損失が抑制されるので、蒸気タービンの効率を向上させることができる。
(2) Since the
(3)例えば、コンバインドサイクルの発電設備における蒸気タービンでは、蒸気加減弁42を常時全開開度状態で運用するケースが多い。一方、本実施形態の蒸気加減弁42では、上記(2)の如く、全開開度またはその近傍で蒸気タービンの効率を向上させることができる。従って、コンバインドサイクルのような高効率の発電設備に本実施形態の蒸気加減弁42を用いることで、発電設備全体の効率を向上させることができる。
(3) For example, in a steam turbine in a combined cycle power generation facility, there are many cases where the
[B]第2の実施の形態
第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[B] Second Embodiment In the second embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
この第2の実施の形態の蒸気加減弁が前記第1の実施の形態の蒸気加減弁42と異なる点は、弁座58の曲率半径rの値と、弁座58の入口構造の形状である。つまり、本実施の形態では、弁体60の曲率半径Rは、この弁体60に当接する弁座58のシート径をDoとするとき、前記第1の実施の形態と同様に、
[数7]
R=(0.52〜0.6)Do
の範囲に設定されるが、弁座58の曲率半径rは、
[数8]
r=(0.45〜0.85)Do
の範囲に設定される。更に、この弁座58の入り口とその周囲の弁本体56における内周面56Aとから成る弁座58の入口構造の形状が、ベルマウス形状に形成されている。
The steam control valve of the second embodiment differs from the
[Equation 7]
R = (0.52-0.6) Do
The radius of curvature r of the
[Equation 8]
r = (0.45-0.85) Do
Is set in the range. Furthermore, the shape of the inlet structure of the
従って、本実施の形態においても、弁座58の入口構造の形状がベルマウス形状に形成されたことで、弁座58の周囲から当該弁座58内へ流れ込む蒸気がスムーズな流れとなって圧力損失が抑制されるので、前記第1の実施の形態の効果(1)〜(3)と同様な効果を奏する。
Therefore, also in the present embodiment, the shape of the inlet structure of the
[C]第3の実施の形態(図10)
図10は、本発明に係る蒸気弁装置の第3の実施の形態である蒸気加減弁のおける全開開度状態を示す縦断面図である。この第3の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[C] Third embodiment (FIG. 10)
FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing a fully opened state of the steam control valve which is the third embodiment of the steam valve device according to the present invention. In the third embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、フローガイド64の蒸気通路部65を形成する外表面78の形状である。つまり、本実施の形態におけるフローガイド64の蒸気通路部65を形成する外表面78の縦断面形状は、全開開度時において弁体60のエッジ61端の球形曲面に外接する直線79として形成されている。
This embodiment is different from the first embodiment in the shape of the
これにより、全開開度またはその近傍で蒸気通路部65内を流れ、フローガイド64の外表面78に沿う蒸気の流れは、弁座58の軸P方向に平行な流れになり易くなり、合流時に衝突することなく弁座58の下流側へ流れる。これにより、フローガイド64の下方において渦の発生が抑制されて、圧力損失が低減される。従って、本実施の形態においても、前記第1の実施の形態の効果(1)〜(3)と同様な効果を奏する。
As a result, the flow of the steam along the
[D]第4の実施の形態(図11)
図11は、本発明に係る蒸気弁装置の第4の実施の形態である蒸気加減弁における全開開度状態を示す縦断面図である。この第4の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[D] Fourth embodiment (FIG. 11)
FIG. 11: is a longitudinal cross-sectional view which shows the fully open opening state in the steam control valve which is 4th Embodiment of the steam valve apparatus which concerns on this invention. In the fourth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、フローガイド64の中央部85の最先端に平坦部分80が設けられた点である。つまり、本実施の形態におけるフローガイド64は、下流の弁座58へ向かって中央部85が凸状に突出し、その先端が先細りに形成されると共に、最先端に平坦部分80が形成されている。この平坦部分80は、例えばフローガイド64の軸に直交した平面として形成される。また、この場合、フローガイド64の蒸気通路部65を形成する外表面の縦断面形状は、第1の実施の形態の逆曲率部を備えた外表面70であってもよく、または、第3の実施の形態の外表面79であってもよい。
The present embodiment is different from the first embodiment in that a
このように、フローガイド64の凸状の中央部85の最先端に平坦部分80が形成されていても、全開開度またはその近傍で蒸気通路部65内を流れ、フローガイド64の外表面70または78に沿う蒸気の流れは、弁座58の軸P方向に平行な流れになり易くなるので、フローガイド64の下方に渦が発生せず、圧力損失が低減される。従って、本実施の形態においても、前記第1の実施の形態の効果(1)〜(3)と同様な効果を奏する。
Thus, even if the
[E]第5の実施の形態(図12)
図12は、本発明に係る蒸気弁装置の第5の実施の形態である蒸気加減弁における全開開度状態を示す縦断面図である。この第5の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付して説明を簡略化し、または省略する。
[E] Fifth embodiment (FIG. 12)
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a fully opened state of the steam control valve which is the fifth embodiment of the steam valve device according to the present invention. In the fifth embodiment, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description will be simplified or omitted.
本実施の形態が前記第1の実施の形態と異なる点は、弁棒59における弁体60側の端部にシート面81が設けられ、弁棒59が貫通する弁本体56側の部分(即ち弁本体56に装着された上蓋66の弁棒59貫通部に設けられたブッシュ83)にシート面82が設けられ、これらのシート面81と82が全開開度時に気密状態に当接して構成された点である。
This embodiment is different from the first embodiment in that a
つまり、弁棒59の摺動部には、弁体60側の端部にシート面81が形成される。また、上蓋66において、弁棒59が貫通する部分にブッシュ83が組み付けられ、このブッシュ83にシート面82が設けられる。これらのシート面81と82は、蒸気加減弁42の全開開度時に、これらシート面81、82から蒸気が漏れないように、気密状態に当接してシールされる。これらのシート面81及び82は、例えば45度のテーパ面に形成されたものが好ましい。
That is, the
従って、本実施の形態によれば、前記第1の実施の形態の効果(1)〜(3)と同様な効果を奏するほか、次の効果(4)を奏する。 Therefore, according to the present embodiment, in addition to the same effects (1) to (3) as in the first embodiment, the following effect (4) is achieved.
(4)弁体60を駆動する弁棒59と、この弁棒59を貫通する上蓋66のブッシュ83とにシート面81、82がそれぞれ形成され、これらのシート面81、82が全開開度時に気密状態で当接するよう構成されている。これにより、蒸気加減弁42の全開開度時に、上蓋66に加工されたリークオフ穴84から蒸気が流出することが防止される。この結果、例えばコンバインドサイクルの蒸気タービン発電設備において、蒸気加減弁42が連続的に全開開度で運用されたときにも、蒸気タービンに流入し有効に仕事をすべき蒸気を系外に無駄に放出することが防止されるので、蒸気タービンの効率を更に向上させることができる。
(4) Seat surfaces 81 and 82 are respectively formed on the
以上、本発明を上記各実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、蒸気弁装置が蒸気加減弁42の場合を述べたが、主蒸気止め弁41等の他の蒸気弁装置に適用されてもよい。
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on said each embodiment, this invention is not limited to this. For example, in the present embodiment, the case where the steam valve device is the
42 蒸気加減弁(蒸気弁装置)
55 発電設備
56 弁本体
56A 内周面
57 弁室
58 弁座
59 弁棒
60 弁体
61 エッジ
62 凹陥部
63 チャンバ部材
64 フローガイド
65 蒸気通路部
67 天部
70、78 外表面
79 直線
80 平坦部分
81、82 シート面
O1 中心
42 Steam control valve (steam valve device)
55
Claims (15)
前記弁体の底部側に、縁辺にエッジを備えた凹陥部が設けられ、
前記弁本体側には、前記弁体の外側に位置するチャンバ部材と、前記弁体の前記凹陥部内に配設されるフローガイドとが設けられ、
これらのチャンバ部材、弁体、フローガイド、前記弁本体の内面及び前記弁座により、全開開度またはその近傍での蒸気通路部が形成されるよう構成されたことを特徴とする蒸気弁装置。 A valve chamber is formed by the valve body, the valve body is provided with a valve seat having a spherical curved surface at a position facing the valve chamber, and the valve chamber is driven by a valve rod and has a spherical curved surface. In the steam valve device in which the valve opening is set by contacting and separating the spherical curved surfaces of these valve seats and valve bodies,
On the bottom side of the valve body, a concave portion having an edge on the edge is provided,
The valve body side is provided with a chamber member located outside the valve body, and a flow guide disposed in the recessed portion of the valve body,
A steam valve device configured to form a steam passage portion at or near the full opening degree by the chamber member, the valve body, the flow guide, the inner surface of the valve body, and the valve seat.
[数1]
Do>Di≧0.9Do
の範囲に設定され、また、前記弁座の内径Dthは、
[数2]
Di>Dth≧0.8Do
の範囲に設定されたことを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の蒸気弁装置。 When the edge diameter Di of the recessed portion of the valve body is set to Do, the seat diameter of the valve seat contacting the valve body,
[Equation 1]
Do> Di ≧ 0.9 Do
And the inner diameter Dth of the valve seat is
[Equation 2]
Di> Dth ≧ 0.8 Do
The steam valve device according to any one of claims 1 to 9, wherein the steam valve device is set in a range of.
[数3]
R=(0.52〜0.6)Do
の範囲に設定され、また、前記弁座の曲率半径rは、
[数4]
r≧0.6Do
の範囲に設定されたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の蒸気弁装置。 When the radius of curvature R of the valve body is Do, the seat diameter of the valve seat in contact with the valve body is
[Equation 3]
R = (0.52-0.6) Do
And the radius of curvature r of the valve seat is
[Equation 4]
r ≧ 0.6 Do
The steam valve device according to any one of claims 1 to 10, wherein the steam valve device is set in a range of.
[数5]
R=(0.52〜0.6)Do
の範囲に設定され、また、前記弁座の曲率半径rは、
[数6]
r=(0.45〜0.85)Do
の範囲に設定され、更に、当該弁座の入り口とその周囲の弁本体の内面とが、ベルマウス形状に形成されたことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の蒸気弁装置。 When the radius of curvature R of the valve body is Do, the seat diameter of the valve seat in contact with the valve body is
[Equation 5]
R = (0.52-0.6) Do
And the radius of curvature r of the valve seat is
[Equation 6]
r = (0.45-0.85) Do
The steam valve device according to any one of claims 1 to 10, wherein an inlet of the valve seat and an inner surface of the surrounding valve body are formed in a bell mouth shape. .
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270900A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Valve device |
JP2012026466A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Advics Co Ltd | Electromagnetic valve |
JP2012112271A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine steam control valve and combined steam valve |
WO2015046226A1 (en) | 2013-09-24 | 2015-04-02 | 株式会社東芝 | Governing valve device and power generating equipment |
JP2015086756A (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 三菱重工業株式会社 | Steam regulator valve |
JP2016169719A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 富士電機株式会社 | Built-in type compound steam valve |
JP2016534289A (en) * | 2013-07-25 | 2016-11-04 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | Valve for turbomachine |
WO2017073466A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Vapor valve and vapor turbine system |
JP2018509565A (en) * | 2015-01-14 | 2018-04-05 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | Regulating valves and turbines |
CN110541935A (en) * | 2019-08-30 | 2019-12-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Low-noise electronic expansion valve and refrigerating machine |
US10591084B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-03-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam valve and steam turbine system |
CN112594443A (en) * | 2020-12-09 | 2021-04-02 | 天生桥二级水力发电有限公司 | Fairing and pressure reducing valve |
CN113847106A (en) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 上海电气电站设备有限公司 | Steam inlet structure of steam turbine |
WO2022132430A1 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | Flowserve Management Company | Erosion resistant plug and seat valve |
-
2007
- 2007-01-17 JP JP2007008229A patent/JP2008175267A/en active Pending
Cited By (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010270900A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Valve device |
JP2012026466A (en) * | 2010-07-20 | 2012-02-09 | Advics Co Ltd | Electromagnetic valve |
JP2012112271A (en) * | 2010-11-22 | 2012-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Turbine steam control valve and combined steam valve |
JP2016534289A (en) * | 2013-07-25 | 2016-11-04 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | Valve for turbomachine |
US10087773B2 (en) | 2013-07-25 | 2018-10-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Valve for a turbomachine |
KR101789452B1 (en) | 2013-07-25 | 2017-10-23 | 지멘스 악티엔게젤샤프트 | Valve for a turbomachine |
US9903219B2 (en) | 2013-09-24 | 2018-02-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Steam governing valve apparatus and power generation facility |
CN105579671A (en) * | 2013-09-24 | 2016-05-11 | 株式会社东芝 | Governing valve device and power generating equipment |
KR20160045849A (en) | 2013-09-24 | 2016-04-27 | 가부시끼가이샤 도시바 | Governing valve device and power generating equipment |
WO2015046226A1 (en) | 2013-09-24 | 2015-04-02 | 株式会社東芝 | Governing valve device and power generating equipment |
KR101831221B1 (en) * | 2013-09-24 | 2018-02-22 | 가부시끼가이샤 도시바 | Governing valve device and power generating equipment |
JP2015063917A (en) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 株式会社東芝 | Steam valve device and power generating installation |
JP2015086756A (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 三菱重工業株式会社 | Steam regulator valve |
US10253647B2 (en) | 2015-01-14 | 2019-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Regulating valve and turbine |
JP2018509565A (en) * | 2015-01-14 | 2018-04-05 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | Regulating valves and turbines |
JP2016169719A (en) * | 2015-03-16 | 2016-09-23 | 富士電機株式会社 | Built-in type compound steam valve |
CN108138580A (en) * | 2015-10-30 | 2018-06-08 | 三菱日立电力系统株式会社 | Steam valve and steam turbine system |
KR20180057694A (en) | 2015-10-30 | 2018-05-30 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Steam valves and steam turbine systems |
DE112016005003T5 (en) | 2015-10-30 | 2018-07-26 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | STEAM VALVE AND STEAM TURBINE SYSTEM |
JP2017082722A (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-18 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Steam valve and steam turbine system |
WO2017073466A1 (en) * | 2015-10-30 | 2017-05-04 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | Vapor valve and vapor turbine system |
US10480662B2 (en) | 2015-10-30 | 2019-11-19 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam valve and steam turbine system |
KR102053555B1 (en) * | 2015-10-30 | 2019-12-06 | 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 | Steam Valves & Steam Turbine Systems |
DE112016005003B4 (en) | 2015-10-30 | 2022-07-14 | Mitsubishi Power, Ltd. | STEAM VALVE AND STEAM TURBINE SYSTEM |
US10591084B2 (en) | 2015-11-12 | 2020-03-17 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Steam valve and steam turbine system |
CN110541935A (en) * | 2019-08-30 | 2019-12-06 | 珠海格力电器股份有限公司 | Low-noise electronic expansion valve and refrigerating machine |
CN113847106A (en) * | 2020-06-28 | 2021-12-28 | 上海电气电站设备有限公司 | Steam inlet structure of steam turbine |
CN112594443A (en) * | 2020-12-09 | 2021-04-02 | 天生桥二级水力发电有限公司 | Fairing and pressure reducing valve |
WO2022132430A1 (en) * | 2020-12-14 | 2022-06-23 | Flowserve Management Company | Erosion resistant plug and seat valve |
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