JP2012067744A - Steam turbine valve having integral pressure chamber - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steam turbine valve (10) having an integral pressure chamber (18).SOLUTION: In one aspect of the invention, the valve for supplying steam (10) includes a valve body (12); and a pressure chamber (18) substantially contained within a wall (14) of the valve body (12), the pressure chamber (18) having an inlet (24) for receiving a pressurized fluid.

Description

本明細書に開示した主題は、蒸気タービンバルブに関する。より具体的には、本明細書に開示した主題は、例えば鋳造法又は他の製作法により形成した一体形圧力チャンバを備えた蒸気タービンバルブに関する。   The subject matter disclosed herein relates to steam turbine valves. More specifically, the subject matter disclosed herein relates to a steam turbine valve with an integral pressure chamber formed, for example, by a casting method or other fabrication method.

蒸気タービンシステムの運転時に、様々なバルブによりシステムの作動部分に蒸気を供給して、それらの作動部分が機械的仕事を実行できるようにする。しかしながら、バルブを通る蒸気の流れは、それらのバルブ上に圧力及び熱関連応力を引き起こして、それらの有効寿命を短縮させかつ/又は損傷を生じさせる。さらに、蒸気タービンシステムの運転条件は、より急速な始動及び負荷ランプ速度を伴う高温・高圧用途に向かう傾向にあり、そのためそれらシステム内のバルブに大きな応力が生じるおそれがある。   During operation of the steam turbine system, various valves supply steam to the operating parts of the system so that they can perform mechanical work. However, the flow of steam through the valves causes pressure and heat related stresses on the valves to shorten their useful life and / or cause damage. In addition, the operating conditions of steam turbine systems tend to be high temperature and high pressure applications with faster start-up and load ramp rates, which can cause significant stress on the valves in those systems.

米国特許第6655409号明細書US Pat. No. 6,655,409

一体形圧力チャンバを有する蒸気タービンバルブを開示する。1つの実施形態では、蒸気を供給するシステムを開示し、本バルブシステムは、バルブ本体と、バルブ本体の壁内に実質的に囲繞された圧力チャンバとを含み、圧力チャンバは、加圧流体を受ける入口を有する。   A steam turbine valve having an integral pressure chamber is disclosed. In one embodiment, a system for supplying steam is disclosed, the valve system including a valve body and a pressure chamber substantially enclosed within a wall of the valve body, the pressure chamber containing pressurized fluid. Has an entrance to receive.

本発明の第1の態様は、バルブシステムを含み、本バルブシステムは、バルブ本体と、バルブ本体の壁内に実質的に囲繞された圧力チャンバとを含み、圧力チャンバは、加圧流体を受ける入口を有する。   A first aspect of the invention includes a valve system, the valve system including a valve body and a pressure chamber substantially enclosed within a wall of the valve body, the pressure chamber receiving pressurized fluid. Has an entrance.

本発明の第2の態様は、蒸気タービンシステムを含み、本蒸気タービンシステムは、蒸気タービンセクションと、蒸気タービンセクションに蒸気を供給するバルブシステムとを含み、バルブシステムは、バルブ本体と、バルブ本体の壁内に実質的に囲繞された圧力チャンバとを含み、圧力チャンバは、加圧流体を受ける入口を有する。   A second aspect of the present invention includes a steam turbine system, the steam turbine system including a steam turbine section and a valve system for supplying steam to the steam turbine section, the valve system including a valve body and a valve body. A pressure chamber substantially enclosed within the wall of the pressure chamber, the pressure chamber having an inlet for receiving pressurized fluid.

本発明の第3の態様は、蒸気を供給するバルブを含み、本バルブは、バルブ本体と、バルブ本体の壁内に実質的に囲繞された圧力チャンバとを含み、圧力チャンバは、加圧流体を受ける入口を有する。   A third aspect of the present invention includes a valve for supplying steam, the valve including a valve body and a pressure chamber substantially enclosed within a wall of the valve body, the pressure chamber comprising a pressurized fluid Having an entrance to receive.

本発明のこれらの及びその他の特徴は、本発明の様々な実施形態を示す添付図面と関連させてなした本発明の様々な態様の以下の詳細な説明から一層容易に理解されるであろう。   These and other features of the present invention will be more readily understood from the following detailed description of various aspects of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings which illustrate various embodiments of the invention. .

本発明の実施形態によるバルブシステムの断面概略図。1 is a schematic cross-sectional view of a valve system according to an embodiment of the present invention. 実施形態によるバルブシステムを備えた蒸気タービンシステムの概略図。1 is a schematic diagram of a steam turbine system including a valve system according to an embodiment. FIG.

本発明の図面は正確な縮尺でないことに留意されたい。図面は、本発明の典型的な態様のみを示すことを意図しており、従って本開示の技術的範囲を限定するものとして考えるべきではない。図面では、同じ参照符号付けが、図面間で同様の要素を表している。   It should be noted that the drawings of the present invention are not to scale. The drawings are only intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and therefore should not be considered as limiting the scope of the disclosure. In the drawings, like reference numbers represent like elements between the drawings.

上述したように、本発明の態様は、一体形圧力チャンバを有する蒸気タービンバルブを提供する。具体的には、本発明の態様は、一体形鋳造又は製作圧力チャンバを有する蒸気タービンバルブを提供する。一体形圧力チャンバには、蒸気を流すことのできる入口及び出口が形成される。蒸気は、a)熱誘起過渡応力を減少させる予熱剤、並びに/或いはb)荷重支持バルブ壁にわたる長期膜応力及びピーク応力を減少させる定常運転時における加圧剤としてチャンバに供給することができる。   As described above, aspects of the present invention provide a steam turbine valve having an integral pressure chamber. Specifically, aspects of the present invention provide a steam turbine valve having an integral casting or fabrication pressure chamber. The integrated pressure chamber is formed with an inlet and an outlet through which steam can flow. Steam can be supplied to the chamber as a) a preheating agent that reduces thermally induced transient stresses, and / or b) a pressurizing agent during steady state operation that reduces long-term film stress and peak stress across the load bearing valve wall.

蒸気タービンバルブにおける応力を減少させる従来型の解決方法は二重シェルバルブケーシングを使用しているが、これらの解決方法は多くの場合、ケーシングの複雑さの増大及びコストの上昇を必要とする。これらの従来型の解決方法と対照的に、本発明の態様は、単一ケーシング設計の一体形圧力チャンバを提供する。従来型の解決方法と比較して本発明の態様の教示により以下の点、つまりa)本明細書に説明する単一ケーシングバルブの製造コストは、とりわけ必要な材料の減少により二重シェルバルブケーシングのコストよりも安くすることができること、及びb)一体形チャンバはバルブの予熱を可能にするので、従来型の単一ケーシングバルブと比較した時に始動時間を短縮することができることを実現することができる。   Conventional solutions for reducing stress in steam turbine valves use double shell valve casings, but these solutions often require increased casing complexity and cost. In contrast to these conventional solutions, aspects of the present invention provide an integral pressure chamber with a single casing design. Compared to conventional solutions, the teachings of the embodiments of the present invention make the following points: a) The manufacturing cost of the single casing valve described herein, in particular, is due to the reduction in the materials required and the double shell valve casing. And b) the integrated chamber allows preheating of the valve, thus realizing that the start-up time can be reduced when compared to a conventional single casing valve. it can.

図1に移ると、本発明の実施形態による蒸気タービンバルブシステム(又は、バルブシステム)10を示している。図示するように、バルブシステム10は、バルブ壁14を有するバルブ本体12を含むことができる。バルブ本体12はさらに、バルブヘッド16を含むことができ、当技術分野では公知であるように、このバルブヘッド16を使用して、バルブ本体12の作動部分を通って流れる蒸気の量を制御することができる。蒸気タービンバルブにおけるその他の従来型の構成要素として、バルブステム15、制御バルブヘッド17、バルブシート19、バランスチャンバ21、ストレーナ23、及び制御バルブブッシュ25を含む。これらの構成要素は、簡潔にするために本明細書では説明しないが、バルブシステム10の観点を考慮する場合には、これらの構成要素は従来型の蒸気タービンバルブにおけるのと実質的に同様に作動することができることを理解されたい。   Turning to FIG. 1, a steam turbine valve system (or valve system) 10 according to an embodiment of the invention is shown. As shown, the valve system 10 can include a valve body 12 having a valve wall 14. The valve body 12 can further include a valve head 16 that is used to control the amount of steam flowing through the working portion of the valve body 12 as is known in the art. be able to. Other conventional components in a steam turbine valve include a valve stem 15, a control valve head 17, a valve seat 19, a balance chamber 21, a strainer 23, and a control valve bush 25. These components are not described herein for the sake of brevity, but when considering the valve system 10 aspect, these components are substantially the same as in conventional steam turbine valves. It should be understood that it can operate.

従来型の蒸気タービンバルブと対照的に、バルブシステム10は、その中に実質的に囲繞された圧力チャンバ(又は、チャンバ)18を有するバルブ壁14を含むことができる。つまり、圧力チャンバ18はバルブ壁14内に形成して、該圧力チャンバ18が、バルブ壁14の外側表面20及び該バルブ壁14の内側表面22間に実質的に囲繞されるようにすることができる。圧力チャンバ18は、加圧流体(例えば、蒸気)を受ける入口24と該加圧流体を排出する出口26とを有することができる。入口24は、入口ポート28を含むか又は該入口ポート28に流体取付けすることができ、また排出口26は、出口ポート30を含むか又は該出口ポート30に流体取付けすることができる。入口ポート28及び出口ポート30は、1以上の導管のそれぞれ入口24及び出口26に対する取付け並びに/或いは取外しを容易にすることができる。さらに、入口ポート28及び出口ポート30は、所望に応じてそれぞれ入口24及び出口26を効果的にシールすることができる。   In contrast to conventional steam turbine valves, the valve system 10 can include a valve wall 14 having a pressure chamber (or chamber) 18 substantially enclosed therein. That is, the pressure chamber 18 may be formed in the valve wall 14 such that the pressure chamber 18 is substantially enclosed between the outer surface 20 of the valve wall 14 and the inner surface 22 of the valve wall 14. it can. The pressure chamber 18 may have an inlet 24 that receives pressurized fluid (eg, steam) and an outlet 26 that discharges the pressurized fluid. Inlet 24 may include or be fluidly attached to inlet port 28, and outlet 26 may include or be fluidly attached to outlet port 30. Inlet port 28 and outlet port 30 may facilitate attachment and / or removal of one or more conduits from inlet 24 and outlet 26, respectively. Further, the inlet port 28 and outlet port 30 can effectively seal the inlet 24 and outlet 26, respectively, as desired.

本明細書に図示しかつ説明するように、圧力チャンバ18は、バルブ壁14と一体形にすることができる。つまり、1つの実施形態では、圧力チャンバ18は、図示した単一壁(バルブ壁14)設計と一体形に鋳造することができる。例えば、鋳型(例えば、セラミックを含む)は、圧力チャンバ18に実質的に似たコアリングを備えるように形成することができる。バルブ壁材料(例えば、鋼、鉄などのような金属)を鋳造しかつ凝固させた後に、コアリングを除去して、圧力チャンバ18を備えたバルブ壁14を形成することができる。別の実施形態では、バルブ壁14の部分を溶接又は他の方法で(例えば、鍛造、焼付けなどにより)相接させて、その内部に圧力チャンバ18を形成することができる。   As illustrated and described herein, the pressure chamber 18 can be integral with the valve wall 14. That is, in one embodiment, the pressure chamber 18 can be cast integrally with the single wall (valve wall 14) design shown. For example, a mold (eg, comprising ceramic) can be formed with a coring substantially similar to the pressure chamber 18. After the valve wall material (eg, a metal such as steel, iron, etc.) has been cast and solidified, the coring can be removed to form the valve wall 14 with the pressure chamber 18. In another embodiment, portions of the valve wall 14 can be welded or otherwise abutted (eg, by forging, baking, etc.) to form the pressure chamber 18 therein.

引続き図1を参照すると、バルブヘッド16は、バルブヘッド排出ポート34を含むか又は該バルブヘッド排出ポート34に流体取付けすることができるバルブヘッド排出口32を含むことができる。バルブヘッド排出ポート34は、リークオフ導管36に流体連結することができ、リークオフ導管36は、加圧リークオフ流体(例えば、蒸気)がバルブヘッド16から流出しかつバルブ壁14内の内部圧力を減少させることができる。リークオフ導管36は、1以上の部分(例えば、36A、36B)を有することができ、またそれらの部分の1以上(例えば、36B)は、加圧流体(例えば、蒸気)をバルブヘッド16から(特に、バルブヘッド排出ポート34から)圧力チャンバ18に(入口24及び入口ポート28を介して)供給するように構成することができる。   With continued reference to FIG. 1, the valve head 16 may include a valve head outlet 32 that includes or can be fluidly attached to the valve head outlet port 34. The valve head discharge port 34 can be fluidly coupled to a leak-off conduit 36 that allows pressurized leak-off fluid (eg, steam) to flow out of the valve head 16 and reduce the internal pressure in the valve wall 14. be able to. The leak-off conduit 36 can have one or more portions (eg, 36A, 36B), and one or more of those portions (eg, 36B) can pass pressurized fluid (eg, steam) from the valve head 16 ( In particular, it can be configured to supply to the pressure chamber 18 (via the inlet 24 and inlet port 28) from the valve head discharge port 34.

また図1に示すのは、出口26に(出口ポート30を介して)流体連結された排出導管38である。排出導管38は、チャンバ18に流入する加圧流体が該チャンバ18から流出しかつ下流に(例えば、図示していないが大気排出口に又は再熱器に)流れることができる。排出導管38は、ドレン40を備えるものとして示しており、ドレン40は、加圧流体からの凝縮物が排出導管38から排出されかつ該排出導管38内での蓄積を回避することができる。排出導管38及びリークオフ導管36は各々、1以上の遮断バルブ42を含むことができる。1つの実施形態では、排出導管38及びリークオフ導管36は、遮断バルブ42の下流の位置において流体連結することができる。   Also shown in FIG. 1 is a discharge conduit 38 fluidly connected to the outlet 26 (via the outlet port 30). The exhaust conduit 38 allows pressurized fluid flowing into the chamber 18 to flow out of the chamber 18 and flow downstream (eg, to an atmospheric outlet or reheater, not shown). The drain conduit 38 is shown as comprising a drain 40, which can allow condensate from the pressurized fluid to drain from the drain conduit 38 and avoid accumulation in the drain conduit 38. The exhaust conduit 38 and the leak-off conduit 36 can each include one or more shut-off valves 42. In one embodiment, the exhaust conduit 38 and the leak-off conduit 36 can be fluidly coupled at a location downstream of the shutoff valve 42.

別の実施形態では、図1に仮線で示すように、外部加圧流体源44(バルブシステム10の外部の)は、加圧チャンバ(圧力チャンバ)18の入口24に(例えば、リークオフ導管36Bに流体連結された供給導管46を介して)流体連結することができる。1つの実施形態では、外部加圧流体源44には、補助ボイラ、熱回収蒸気発生器(HRSG)、又は別の加圧流体源を含むことができる。リークオフ導管36Aを備えるものとして図示しているが、外部加圧流体源44及び供給導管46を使用する実施形態は、リークオフ導管を含まない場合であることを理解されたい。つまり、バルブリークオフ蒸気は、幾つかの実施形態では加圧チャンバ18への流体供給源として使用されない場合がある。他の実施形態では、リークオフ蒸気及び外部加圧流体の両方を利用して(例えば、混合流体として)加圧チャンバ18に供給することができる。   In another embodiment, an external pressurized fluid source 44 (outside of the valve system 10) is connected to the inlet 24 of the pressurized chamber (pressure chamber) 18 (eg, a leak-off conduit 36B, as shown in phantom in FIG. Can be fluidly coupled (via a supply conduit 46 fluidly coupled to). In one embodiment, the external pressurized fluid source 44 can include an auxiliary boiler, a heat recovery steam generator (HRSG), or another source of pressurized fluid. Although illustrated as having a leak-off conduit 36A, it should be understood that embodiments using an external pressurized fluid source 44 and a supply conduit 46 are those that do not include a leak-off conduit. That is, the valve leak-off steam may not be used as a fluid source to the pressurized chamber 18 in some embodiments. In other embodiments, both the leak-off steam and the external pressurized fluid can be utilized to supply the pressurized chamber 18 (eg, as a mixed fluid).

実際には、バルブシステム10は、バルブ壁14にわたる圧力アンバランスを減少させることができる。つまり、加圧流体はバルブ本体12内部に(例えば、内側表面22にわたって)正圧をもたらすので、圧力チャンバ18は、バルブ本体12内部側から内側表面に加わる正圧に対向した状態でバルブ壁14にわたり正圧を与えることができる。この反対圧力は、バルブ壁14が受ける機械的応力を減少させる働きをし、それにより従来型のバルブシステムに優る利点を得ることができる。例えば、バルブシステム10を備えた蒸気タービンシステムの始動時に、圧力チャンバ18を利用して、バルブ壁14を通して予熱蒸気(例えば、バルブヘッド排出口32からのリークオフとしての又は外部加圧流体源からの)を供給することができる。このケースでは、予熱蒸気は、圧力チャンバ18を通って流れかつバルブ壁14を加熱することができる。バルブ壁14は圧力チャンバ18を通る蒸気の流れにより暖化されるので、バルブ壁14の内部温度が上昇する。このことにより、より高温かつより高圧の蒸気がバルブ本体12を通り内側表面22にわたって流れ始める前に、バルブ壁14の内側表面22(及び外側表面20)を十分に暖化できる。   In practice, the valve system 10 can reduce the pressure imbalance across the valve wall 14. That is, the pressurized fluid provides a positive pressure inside the valve body 12 (eg, over the inner surface 22), so that the pressure chamber 18 faces the positive pressure applied to the inner surface from the inside of the valve body 12 in the valve wall 14. A positive pressure can be applied. This counter pressure serves to reduce the mechanical stress experienced by the valve wall 14, thereby providing advantages over conventional valve systems. For example, when starting a steam turbine system with valve system 10, pressure chamber 18 is utilized to utilize preheated steam (eg, as a leak-off from valve head outlet 32 or from an external pressurized fluid source) through valve wall 14. ) Can be supplied. In this case, preheated steam can flow through the pressure chamber 18 and heat the valve wall 14. As the valve wall 14 is warmed by the flow of steam through the pressure chamber 18, the internal temperature of the valve wall 14 increases. This allows the inner surface 22 (and outer surface 20) of the valve wall 14 to be sufficiently warmed before hotter and higher pressure steam begins to flow through the valve body 12 and over the inner surface 22.

内側表面22が十分に予暖化されている場合には、バルブ本体12を通って流れる高圧かつ高温蒸気によって生じる熱誘起過渡応力を減少させることができる。幾つかのケースでは、この予暖化作用により、バルブ本体12の作動寿命を増大させることができる。さらに、バルブ壁14を予暖化することにより、従来型のバルブにおけるよりも急速にバルブ本体12を通してより高温かつより高圧蒸気を強制的に流すことができるので、バルブシステム10を備えた蒸気タービンシステムのより急速始動を可能にすることができる。   If the inner surface 22 is sufficiently pre-warmed, heat-induced transient stresses caused by high pressure and high temperature steam flowing through the valve body 12 can be reduced. In some cases, this pre-warming action can increase the operating life of the valve body 12. In addition, by prewarming the valve wall 14, higher temperature and higher pressure steam can be forced to flow through the valve body 12 more rapidly than in conventional valves, so that the steam turbine provided with the valve system 10. It can allow for faster startup of the system.

従来型の単一シェルバルブケーシングと対照的に、バルブシステム10、特に圧力チャンバ18は、バルブ壁14内に正圧を導入して、内側表面22に加わる内部流体圧力に対抗させる。これにより、とりわけバルブ本体12の作動寿命を延長させることができる。図1を参照して図示しかつ説明したバルブ本体12は、バルブ壁14内に圧力チャンバ18を形成する(例えば、鋳造法又は他の製作方法により)ことに関連する1以上の付加的ステップを必要とするが、バルブ本体12は、従来型の二重シェルバルブケーシングよりも少ない材料及び複雑さで形成することができる。従って、バルブシステム10は、従来型の二重シェルバルブケーシングに比較してコストを低減しながら、従来型の単一シェルバルブケーシングと比較してバルブ本体12の性能特性を向上させることができる。   In contrast to conventional single shell valve casings, the valve system 10, particularly the pressure chamber 18, introduces positive pressure into the valve wall 14 to counter internal fluid pressure applied to the inner surface 22. Thereby, in particular, the operating life of the valve body 12 can be extended. The valve body 12 shown and described with reference to FIG. 1 performs one or more additional steps associated with forming a pressure chamber 18 in the valve wall 14 (eg, by casting or other fabrication methods). Although required, the valve body 12 can be formed with less material and complexity than conventional double shell valve casings. Accordingly, the valve system 10 can improve the performance characteristics of the valve body 12 compared to a conventional single shell valve casing, while reducing costs compared to a conventional double shell valve casing.

図1は実施形態によるバルブシステムを示しているが、バルブシステムのその他の構成もまた実施可能であることを理解されたい。例えば、圧力チャンバ18は、バルブ壁14のあらゆるセクション内に形成することができ、またバルブ壁14の1以上のセクション内に複数の圧力チャンバ18を形成することができる。バルブ壁14内に複数の圧力チャンバ18を形成した場合には、それら圧力チャンバ18の1以上には、バルブリークオフ蒸気(例えば、バルブヘッド16からの)或いは外部加圧流体源44により供給することができる。さらに、バルブ壁14内に複数の圧力チャンバ18を形成した場合には、それら圧力チャンバ18の少なくとも1つには、1以上の他の圧力チャンバ18とは異なる供給源により供給することができる。   Although FIG. 1 illustrates a valve system according to an embodiment, it should be understood that other configurations of the valve system are also possible. For example, the pressure chamber 18 can be formed in any section of the valve wall 14 and a plurality of pressure chambers 18 can be formed in one or more sections of the valve wall 14. When a plurality of pressure chambers 18 are formed in the valve wall 14, one or more of the pressure chambers 18 are supplied by valve leak-off steam (eg, from the valve head 16) or an external pressurized fluid source 44. be able to. Further, when a plurality of pressure chambers 18 are formed in the valve wall 14, at least one of the pressure chambers 18 can be supplied by a source different from one or more other pressure chambers 18.

図2に移ると、実施形態による蒸気タービンシステム110を示している。図示するように、蒸気タービンシステム110は、例えば高圧/中圧(HP/IP)セクション130及び複流低圧蒸気タービンセクション120のような複数の蒸気タービンセクションと、蒸気タービンセクション120、130に蒸気を供給する1以上のバルブシステム10とを含むことができる。低圧セクション120及びHP/IPセクション130は、あらゆる従来型のHP/IP蒸気タービンセクション又は低圧セクションとすることができることを理解されたい。バルブシステム10は、蒸気タービンセクション120、130に対して例えば外部加圧流体源44(補助ボイラ又はHRSGのような)から蒸気を供給することができる。加えて、バルブシステム10は、HP/IP蒸気タービン130から外部加圧流体源44(例えば、外部加圧流体源44がHRSGである場合に、導管仮線で示す)に、凝縮器140に、又は大気(図示せず)に蒸気を供給することができる。いずれのケースでも、バルブシステム10は、とりわけ本明細書に説明した教示を使用して蒸気タービンシステム110の始動時間を改善すること並びに1以上のバルブの信頼性及び作動寿命を改善することによって、蒸気タービンシステム110をより効率的に作動させることができる。蒸気タービンシステム110は低圧セクション120及びHP/IPセクション130用の導管に連結された1以上のバルブシステム10を備えるものとして図示しているが、1つの実施形態では、バルブシステム10はHP/IPセクション130(また特に、高圧セクション)用の導管において主として使用することができることを理解されたい。さらに、従来型の付加的導管及び構成要素は明瞭にするために省略している場合があることを理解されたい。   Turning to FIG. 2, a steam turbine system 110 according to an embodiment is shown. As shown, the steam turbine system 110 supplies steam to a plurality of steam turbine sections, such as, for example, a high pressure / intermediate pressure (HP / IP) section 130 and a double flow low pressure steam turbine section 120, and the steam turbine sections 120, 130. One or more valve systems 10 can be included. It should be understood that the low pressure section 120 and the HP / IP section 130 can be any conventional HP / IP steam turbine section or low pressure section. The valve system 10 may supply steam to the steam turbine sections 120, 130, for example, from an external pressurized fluid source 44 (such as an auxiliary boiler or HRSG). In addition, the valve system 10 passes from the HP / IP steam turbine 130 to the external pressurized fluid source 44 (e.g., indicated by a conduit phantom when the external pressurized fluid source 44 is HRSG), to the condenser 140, Alternatively, steam can be supplied to the atmosphere (not shown). In any case, the valve system 10 may be used, among other things, to improve the start-up time of the steam turbine system 110 and improve the reliability and operating life of one or more valves using the teachings described herein. The steam turbine system 110 can be operated more efficiently. Although the steam turbine system 110 is illustrated as comprising one or more valve systems 10 coupled to conduits for the low pressure section 120 and the HP / IP section 130, in one embodiment, the valve system 10 is HP / IP. It should be understood that it can be used primarily in conduits for section 130 (and particularly high pressure sections). Further, it should be understood that conventional additional conduits and components may be omitted for clarity.

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的とするものであり、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書で使用する場合に、数詞を付していない表現は、文脈がそうでないことを明確に示していない限り、複数の形態もまた含むことを意図している。さらに、本明細書で使用する場合の「含む」及び/又は「含んでいる」という用語は、記述した特徴、回数、ステップ、操作、要素及び/又は構成部品の存在を特定するが、1以上のその他の特徴、回数、ステップ、操作、要素、構成部品及び/或いはそれらの群の存在又は付加を排除するものではないことを理解されたい。   The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the disclosure. As used herein, an expression without a numeral is intended to also include a plurality of forms unless the context clearly indicates otherwise. Further, as used herein, the terms “include” and / or “include” specify the presence of the described feature, number, step, operation, element, and / or component, but one or more It should be understood that this does not exclude the presence or addition of other features, times, steps, operations, elements, components and / or groups thereof.

本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうこともできる。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲により定めており、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を含むか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することを意図している。   This written description uses examples, including the best mode, to disclose the invention and to enable any person skilled in the art to make and use any device or system and perform any embedded method. Implementation can also be performed. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other embodiments may include structural elements that do not differ from the language of the claims or that they contain equivalent structural elements that have substantive differences from the language of the claims. Is intended to fall within the scope of the appended claims.

10 バルブシステム
12 バルブ本体
14 バルブ壁
15 バルブステム
16 バルブヘッド
17 制御バルブヘッド
18 圧力チャンバ
19 バルブシート
20 外側表面
21 バランスチャンバ
22 内側表面
23 ステレーナ
24 入口
25 制御バルブブッシュ
26 排出口
28 入口ポート
30 出口ポート
32 バルブヘッド排出口
34 バルブヘッド排出ポート
36 リークオフ導管
36A 第1の部分
36B 第2の部分
38 排出導管
40 ドレン
42 遮断バルブ
44 外部加圧流体源
46 供給導管
110 蒸気タービンシステム
120 複流低圧蒸気タービンセクション
130 高圧/中圧セクション
140凝縮器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Valve system 12 Valve body 14 Valve wall 15 Valve stem 16 Valve head 17 Control valve head 18 Pressure chamber 19 Valve seat 20 Outer surface 21 Balance chamber 22 Inner surface 23 Sterena 24 Inlet 25 Control valve bush 26 Outlet 28 Inlet port 30 Outlet Port 32 Valve head outlet 34 Valve head outlet port 36 Leak-off conduit 36A First portion 36B Second portion 38 Discharge conduit 40 Drain 42 Shut-off valve 44 External pressurized fluid source 46 Supply conduit 110 Steam turbine system 120 Double flow low pressure steam turbine Section 130 High / Medium Pressure Section 140 Condenser

Claims (10)

蒸気を供給するバルブシステム(10)であって、
バルブ本体(12)と、
前記バルブ本体(12)の壁(14)内に実質的に囲繞された圧力チャンバ(18)であって、加圧流体を受ける入口(24)を有する圧力チャンバ(18)と
を備えるバルブシステム(10)。
A valve system (10) for supplying steam,
A valve body (12);
A valve system (18) comprising a pressure chamber (18) substantially enclosed within a wall (14) of the valve body (12), the pressure chamber (18) having an inlet (24) for receiving pressurized fluid. 10).
前記圧力チャンバ(18)が前記加圧流体を排出する出口(26)をさらに含む、請求項1記載のバルブシステム(10)。   The valve system (10) of claim 1, wherein the pressure chamber (18) further comprises an outlet (26) for discharging the pressurized fluid. バルブヘッド排出口(32)を有するバルブヘッド(16)をさらに含む、請求項2記載のバルブシステム(10)。   The valve system (10) of claim 2, further comprising a valve head (16) having a valve head outlet (32). 前記バルブヘッド排出口(32)及び入口(24)に流体連結されたリークオフ導管(36)であって、前記バルブヘッド(16)から前記圧力チャンバ(18)に前記加圧流体を供給するように構成されたリークオフ導管(36)をさらに備える、請求項3記載のバルブシステム(10)。   A leak-off conduit (36) fluidly connected to the valve head outlet (32) and inlet (24) to supply the pressurized fluid from the valve head (16) to the pressure chamber (18). The valve system (10) of claim 3, further comprising a configured leak-off conduit (36). 前記加圧流体がリークオフ蒸気である、請求項4記載のバルブシステム(10)。   The valve system (10) of claim 4, wherein the pressurized fluid is leak-off steam. 前記出口(26)に流体連結された排出導管(38)であって、ドレン(40)を含む排出導管(38)をさらに備える、請求項4記載のバルブシステム(10)。   The valve system (10) of claim 4, further comprising a discharge conduit (38) fluidly connected to the outlet (26), the drain conduit (38) comprising a drain (40). 前記リークオフ導管(36)及び排出導管(38)が各々遮断バルブ(42)を含んでいて、前記リークオフ導管(36)が、前記遮断バルブ(42)の各々の下流で前記排出導管(38)に流体連結される、請求項6記載のバルブシステム(10)。   The leak-off conduit (36) and the exhaust conduit (38) each include a shut-off valve (42), and the leak-off conduit (36) is connected to the exhaust conduit (38) downstream of each of the shut-off valves (42). The valve system (10) of claim 6, wherein the valve system (10) is fluidly coupled. 前記入口(24)に流体連結された外部加圧流体源(44)をさらに含む、請求項1記載のバルブシステム(10)。   The valve system (10) of any preceding claim, further comprising an external pressurized fluid source (44) fluidly coupled to the inlet (24).
蒸気タービンセクション(120、130)と、
前記蒸気タービンセクション(120、130)に蒸気を供給するバルブシステム(10)と
を備える蒸気タービンシステム(110)であって、前記バルブシステム(10)が、
バルブ本体(12)と、
前記バルブ本体(12)の壁(14)内に実質的に囲繞された圧力チャンバ(18)であって、加圧流体を受ける入口(24)を有する圧力チャンバ(18)と
を備えている、蒸気タービンシステム(110)。

A steam turbine section (120, 130);
A steam turbine system (110) comprising a steam system (10) for supplying steam to the steam turbine section (120, 130), wherein the valve system (10) comprises:
A valve body (12);
A pressure chamber (18) substantially enclosed within a wall (14) of the valve body (12), the pressure chamber (18) having an inlet (24) for receiving pressurized fluid; Steam turbine system (110).
蒸気を供給するバルブ(10)であって、
バルブ本体(12)と、
前記バルブ本体(12)の壁(14)内に実質的に囲繞された圧力チャンバ(18)であって、加圧流体を受ける入口(24)を有する圧力チャンバ(18)と
を備えるバルブ(10)。
A valve (10) for supplying steam,
A valve body (12);
A valve (10) comprising a pressure chamber (18) substantially enclosed within a wall (14) of said valve body (12), said pressure chamber (18) having an inlet (24) for receiving pressurized fluid. ).
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8843240B2 (en) * 2010-11-30 2014-09-23 General Electric Company Loading a steam turbine based on flow and temperature ramping rates
JP6666280B2 (en) * 2017-02-15 2020-03-13 三菱日立パワーシステムズ株式会社 On-off valve and steam turbine

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901269A (en) * 1973-08-14 1975-08-26 Controls Southeast Inc Jacket construction for fluid flow fittings
JPS5412006A (en) * 1977-06-29 1979-01-29 Toshiba Corp Preheater for asteam valve body
JP2000161011A (en) * 1998-11-30 2000-06-13 Hitachi Ltd Steam regulating valve
JP2006046110A (en) * 2004-08-02 2006-02-16 Toshiba Corp Steam valve and manufacturing method
JP2009236039A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp Steam valve device and steam turbine plant equipped with the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2900995A (en) * 1953-04-20 1959-08-25 Rockwell Mfg Co Jacketed valve
US3069342A (en) * 1957-02-05 1962-12-18 Escher Wyss Ag Heat exchange arrangement for nuclear power plant
JPS508549B1 (en) * 1970-05-27 1975-04-04
JPH0752455Y2 (en) * 1989-10-04 1995-11-29 フシマン株式会社 Flow path switching device in steam trap
US5401142A (en) * 1992-02-14 1995-03-28 Tlv Co., Ltd. Condensate discharging device
SE516081C2 (en) * 1999-01-26 2001-11-12 Tetra Laval Holdings & Finance Method for controlling a steam injector
DE10065268C1 (en) * 2000-12-29 2002-08-29 Novars Ges Fuer Neue Technolog Pressure vessel with integrated control of a compressed medium
US7028478B2 (en) * 2003-12-16 2006-04-18 Advanced Combustion Energy Systems, Inc. Method and apparatus for the production of energy
FR2892798B1 (en) * 2005-10-27 2011-02-18 Air Liquide ASSEMBLY COMPRISING A PRESSURIZED FLUID RESERVOIR AND A FILLING AND / OR STRAINING CONTROL DEVICE
US20070272687A1 (en) * 2006-05-26 2007-11-29 Brian John Clark Method and apparatus for covering a pressure vessel
JP4776494B2 (en) * 2006-10-18 2011-09-21 株式会社東芝 Steam valves and steam turbines
US7596428B2 (en) * 2007-03-29 2009-09-29 General Electric Company Methods and apparatuses for monitoring steam turbine valve assemblies
JP5022887B2 (en) * 2007-12-25 2012-09-12 株式会社東芝 Steam valve device and steam turbine plant

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901269A (en) * 1973-08-14 1975-08-26 Controls Southeast Inc Jacket construction for fluid flow fittings
JPS5412006A (en) * 1977-06-29 1979-01-29 Toshiba Corp Preheater for asteam valve body
JP2000161011A (en) * 1998-11-30 2000-06-13 Hitachi Ltd Steam regulating valve
JP2006046110A (en) * 2004-08-02 2006-02-16 Toshiba Corp Steam valve and manufacturing method
JP2009236039A (en) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp Steam valve device and steam turbine plant equipped with the same

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