JP2013189864A - 蒸気弁およびその駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気弁の弁ケーシングおよび弁棒からの放射熱や漏洩蒸気の熱が弁駆動装置に伝達されるのを防止するとともに、弁棒の変形を防止したものである。
【解決手段】蒸気タービンの入口側に蒸気止め弁１１および蒸気加減弁１２を設置し、蒸気止め弁１１および蒸気加減弁１２の弁体１６を弁棒２３を介して駆動させる油圧作動の弁駆動装置を備えた蒸気弁１０である。この蒸気弁１０は、弁駆動装置２４と弁棒２３とを接続する弁棒カップリング３５を設け、この弁棒カップリング３５に遮熱板４０を設け、この遮熱板４０で弁ケーシング１３および弁棒２３から弁駆動装置２４への放熱を防止する熱遮蔽構造を構成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発電プラント向け蒸気タービン用の蒸気弁およびその駆動装置に関する。

火力発電所等の発電プラントにおいて、蒸気タービン入口に設置される蒸気弁は、弁体と弁座の隙間、即ち弁開度を変化させることにより、蒸気タービンに流入する蒸気流量を調節している。蒸気弁は蒸気タービンの速度・負荷および原子力タービンに在っては更に蒸気タービン入口圧力を制御する重要な弁であり、充分な信頼性が要求される。

発電プラントでは、エネルギ資源の枯渇および昨今のＣＯ_２排出を主体とした地球環境問題・電力自由化等の社会的背景を踏まえて、エネルギ資源の有効活用の面から発電プラントの高効率化や高性能化が求められている。

発電プラントの高性能化および高効率化のために、ボイラーで発生した蒸気を如何に効率良く蒸気タービンにて運動エネルギに変換するかが最重要課題となり、注目を浴びている。特に、タービン効率の向上化のために、蒸気タービンへ流入する蒸気の高温化が着目されている。

蒸気条件を高温化すると、高温化した蒸気に耐えられる金属材料を用いた蒸気弁を蒸気タービン入口側に採用し、かつ、蒸気弁を外部から弁駆動させる駆動装置が必要となる（特許文献１）。

しかし、蒸気弁の駆動装置は蒸気条件の高温化に伴い、蒸気弁からの放射熱や熱伝達により、高温に晒されることになる。

特開２０１０−１２１５２３号公報 特開２００１−１２４８９０号公報

蒸気温度の高温化は、蒸気タービンの性能や効率の向上に大きく寄与するものであるが、蒸気弁にとっては、高温の蒸気が流入することにより、従来の材料構成では、材料の劣化が進み、使用寿命が短くなる問題がある。

特に、蒸気弁の駆動装置に用いられる油圧シリンダは、蒸気弁を制御するための精密機器であり、高温状態に長時間晒されることは好ましくない。油圧シリンダは蒸気弁への流入蒸気に直接接触することはないが、蒸気弁の近くに設置される。このため、流入蒸気に直接接触する弁棒や、蒸気弁の弁ケーシングや弁蓋からの放射熱や、弁棒と弁棒ブッシュの間隙から漏洩蒸気に蒸気弁の駆動装置が晒されることになる。

また、蒸気弁は蒸気温度と大気温度の差に起因して弁棒に温度差が生じ、この弁棒の温度差に基づいて弁棒に変形が生じる。また、蒸気タービンの高効率化や高性能化のために、流入蒸気温度が高くなれば、蒸気弁の駆動装置を構成する油圧シリンダは放射熱や漏洩蒸気の熱影響を受けて温度が上昇し、信頼性や円滑な作動を損ねたり、蒸気弁の弁棒に温度差による変形が生じて、蒸気タービンの信頼性が損なわれる問題があった。

本発明は、上述した事情を考慮し、蒸気弁の弁ケーシングおよび弁棒からの放射熱や漏洩蒸気の熱が弁駆動装置に伝達されるのを防止するとともに、弁棒の変形を防止して弁駆動装置の信頼性や弁駆動の安定性を向上させた蒸気弁およびその駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の他の目的は、蒸気弁の作動の信頼性と安定性を向上させて蒸気タービンのタービン性能やタービン効率を向上させることができる蒸気弁およびその駆動装置を提供する。

本発明に係る蒸気弁は、上述した課題を解決するために、蒸気タービンの入口側に蒸気止め弁および蒸気加減弁を設置し、前記蒸気止め弁および蒸気加減弁の弁体を弁棒を介して駆動させる油圧作動の弁駆動装置を備えた蒸気弁において、前記弁駆動装置と前記弁棒とを接続する弁棒カップリングを設け、前記弁棒カップリングに遮熱板を設け、前記遮熱板で弁ケーシングおよび弁棒から前記弁駆動装置への放熱を防止する熱遮蔽構造を構成したことを特徴とする蒸気弁を提供するものである。

また、本発明に係る蒸気弁の駆動装置は、上述した課題を解決するために、蒸気弁の弁ケーシングあるいは弁蓋上に設置されたヨークに、油圧駆動の油圧シリンダが設けられた弁駆動装置が固定され、前記油圧シリンダを前記蒸気弁の弁棒に連結する弁棒カップリングが設けられ、前記弁棒カップリングに遮熱板を設け、前記遮熱板で前記弁ケーシングおよび前記弁棒から前記弁駆動装置への放熱を防止する熱遮蔽構造が構成されたことを特徴とする蒸気弁の駆動装置を提供するものである。

本発明においては、熱遮蔽構造により蒸気弁や弁棒からの弁駆動装置への放熱を防止し、弁棒の熱変形を有効的に防止することができ、弁駆動装置の信頼性を向上させ、弁駆動の安定性を長期に亘り維持することができる。したがって、蒸気タービンのタービン性能やタービン効率を向上させることができる。

蒸気弁およびその駆動装置の実施形態を縦断面で示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第１実施形態を示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第１実施形態の変形例を示す構成図。 （Ａ）は図３を拡大して示す構成図、（Ｂ）は図４（Ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う弁棒カップリングの平面図。 蒸気弁およびその駆動装置の第２実施形態を示す構成図。 図５のＡ部を拡大して示す断面図。 蒸気弁およびその駆動装置の第３実施形態を示す構成図。 図７のＢ部を拡大して示す断面図。 蒸気弁およびその駆動装置の第４実施形態を示す構成図。 （Ａ）は図９のＢ部を拡大して示す断面図、（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う平面図。 蒸気弁およびその駆動装置の第５実施形態を示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第６実施形態を示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第７実施形態を示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第８実施形態を示す構成図。 蒸気弁およびその駆動装置の第９実施形態を示す構成図。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

本実施形態は、発電プラントの蒸気流路に設けられる蒸気弁１０およびその駆動装置に関するものである。図１に示す蒸気弁１０は、火力発電プラントの再熱蒸気流路に設けられる再熱弁の例である。蒸気弁１０は、図示しない蒸気タービンの入口側に流入蒸気量を制御する蒸気加減弁１１と蒸気止め弁１２とが対向して設けられる。蒸気加減弁１１および蒸気止め弁１２の一点鎖線位置は開弁状態をそれぞれ示すものである。なお、蒸気止め弁１２は常開弁であるが、図示例では閉じた状態を示している。蒸気加減弁１１と蒸気止め弁１２は弁箱としての弁ケーシング１３を共用しており、弁ケーシング１３内に弁座１４が設けられる。弁ケーシング１３の上部には弁蓋２５がボルト締め等で開閉自在に固定される。

弁ケーシング１３内の弁座１４に蒸気止め弁１２の弁体１５と蒸気加減弁１１の弁体１６がそれぞれ着座可能に設けられ、これらの弁体１５および１６は、弁座１４を共用している。複合弁である弁体１５および１６は弁座１４に着座することにより、弁ケーシング１３内のチャンバを蒸気入口１８に連通する流入側チャンバ１９と蒸気出口（図示せず）に連通する流出側チャンバ２０に区画している。

蒸気加減弁１１の弁体１６は、弁ケーシング１３のチャンバ内に固定の弁体ガイド筒２２に案内されて摺動しており、この弁体１６に弁棒２３が固定される。この弁棒２３は弁蓋２５を貫いて外部に突出し、その先端側が油圧駆動の弁駆動装置２４に接続される一方、弁体ガイド筒２２は弁蓋２５の内側で固定され、弁ケーシング１３内のチャンバに収納される。

また、蒸気止め弁１２の弁体１５は弁棒ガイド筒あるいは弁棒スリーブ２６内のブッシュに案内されて摺動する弁棒２７に固定される。この弁棒２７も油圧駆動の弁駆動装置２８に接続される。蒸気止め弁１２の弁駆動装置２８は蒸気加減弁１１の弁駆動装置２４とほぼ同じ構成を有するので、説明を省略する。

また、蒸気加減弁１１の弁体１６は弁座１４側にガイド孔２９が開口しており、このガイド孔２９に蒸気止め弁１２の弁体１５が弁座１４に進退自在に収容されて弁座１４に着座して蒸気止め弁１２が開閉駆動されるようになっている。また、弁ケーシング１３内に固定されるフィルタ筒３０が設けられている。

［第１の実施の形態］
図１は、蒸気弁１０およびその駆動装置の第１実施形態を示す構成図である。

第１実施形態に示す蒸気弁１０は、油圧駆動の弁駆動装置２４（２８）への熱伝達を防止する熱遮蔽構造を備えたものである。弁駆動装置２４は、弁蓋２５に設けられた支持脚構造のヨーク３２上にボルト締め等の締結手段で固定されている。支持脚構造のヨーク３２は下部の脚足部７０が蒸気弁１０の弁蓋２５上に設置されている。

ここで、図２に示す蒸気弁１０は、蒸気加減弁１１の弁棒２３が弁蓋２５を貫いて上方に突出し、弁棒２３の上端が弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３にコネクタ３４および弁棒カップリング３５を介して作動連結されている。具体的には蒸気加減弁１１の弁棒２３は、弁蓋２５に設けられたフランジ付ブッシュ３６をスライド自在に貫いて突出している。フランジ付ブッシュ３６は、ブッシュ押え３７で押えられて固定されている。

また、蒸気加減弁１１の弁棒２３の上部に回転一体に設けられたコネクタ３４は、油圧シリンダ３３が駆動ロッドであるピストンロッド３８に固定の弁棒カップリング３５に連結されている。弁棒カップリング３５は例えばＣ形状のカップリング部材で２分割構造に構成され、弁棒カップリング３５とピストンロッド３８のフランジ部との間にシム３９と遮熱板４０が挟持され、一体に締結される。この遮熱板４０はシム３９を介して弁棒カップリング３５とピストンロッド３８のフランジ部（ヘッド部）３８ａに挟持されて固定されている。遮熱板４０は、カーボン、ステンレス鋼、クロムモリブデン鋼の遮熱材料でディスク状に構成される。抜け止めピン４１がコネクタ３４に連結して設けられ、弁棒カップリング３５に嵌まって固定されている。

第１実施形態の熱遮蔽構造は、弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３を接続する弁棒カップリング３５とピストンロッド３８の間に、遮蔽板４０を挟み込むことによって蒸気弁１０からの放射熱や弁棒２３からの熱伝達を防止するようにしたものである。このようにして、ディスク状の遮熱板４０は弁棒カップリング３５に設けた油圧シリンダ３３の駆動ロッドであるピストンロッド３８に固定される。

発電プラントの蒸気弁１０には数１００℃、例えば火力発電プラントの再熱弁では約５６０℃に加熱された高温・高圧の蒸気が案内され、弁蓋２５の周辺では、遮熱板４０がないと、蒸気弁１０からの放射熱や弁棒２３に沿って漏洩する蒸気により、高温となる。弁駆動装置２４の下部周辺は２００℃〜３００℃程度の高温に直接晒されることになる。

しかし、遮熱板４０を弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装し、遮熱板４０で弁駆動装置２４の下方を覆うことにより、蒸気弁１０からの放射熱や漏洩蒸気の熱および弁棒２３からの熱伝達を遮断し、精密機器である弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３に熱影響が及ぶのを防止することができる。したがって、弁駆動装置２４は弁棒２３からの熱伝達や放射熱や漏洩蒸気の熱により高温に晒されるのを防止することができ、精密機器である弁駆動装置２４を保護し、作動の安定性や信頼性を維持することができる。さらに、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度の差）による熱変形を防止し、蒸気弁１０の作動の安定性を維持することができる。

［第２の実施の形態］
図３および図４は、蒸気弁１０およびその駆動装置の第２実施形態を示す構成図である。

第２実施形態に示す蒸気弁１０Ａは、遮熱板４０と遮熱筒４２とを組み合せて熱遮蔽装置４３を構成した熱遮蔽構造を備えたものである。他の構成は第１実施形態に示される蒸気弁１０と実質的に異ならないので、同じ構成には同一符号を用いて詳細な説明を省略する。遮熱筒４２は遮熱板４０と同じあるいは同一の材料が使用される。

第２実施形態の蒸気弁１０Ａの熱遮蔽構造は、図３に示すように、ディスク状の遮熱板４０の全周下部にテレスコピック状の伸縮式の遮熱筒４２が締結手段で一体的に固定されて熱遮蔽装置４３が設けられる。さらに、遮蔽筒４２は、図４（Ａ）に示すように、テレスコピック状で伸縮自在の多段構造に構成され、弁棒２７の周りを覆い遮熱している。熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２は頂部の外周フランジ４２ａがディスク状の遮熱板４０の外周部下面にボルト締めで固定されて垂下され、最下端の遮熱筒４２は弁蓋２５側でヨーク３２の下部にある脚足部７０に接触し、弁棒２３およびコネクタ３４の周りを覆っている。

また、図３，図４（Ａ）に示すように、熱遮蔽装置４３の遮熱板４０と遮熱筒４２とにより、弁棒２３およびコネクタ３４、弁棒カップリング３５の周りを覆う密閉空間４４を構成している。

ここで、弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３下方に設けられるディスク状の遮熱板４０は構造的に大きさの制限があるため、放熱の一部が遮熱板４０の外側をすり抜けて油圧シリンダ３３側に廻り込むことが考えられる。しかし、遮熱板４０に遮熱筒４２を垂設した熱遮蔽装置４３で弁棒２３およびコネクタ３４の周りを覆って密閉することで遮熱し、蒸気加減弁１１の伝熱や放熱による弁駆動装置２４への熱伝達を防ぐことができる。弁駆動装置２４へ蒸気弁１０の熱影響が及ぶのを防ぐことができるので、弁駆動装置２４は長期間安定的使用が可能となり、信頼性の維持、向上や弁駆動の安定性を図ることができる。

また、弁棒カップリング３５は、図４（Ｂ）に示すように、２分割構造のカップリング部材３５ａ，３５ｂを組み合せて構成される。弁棒カップリング３５は、油圧シリンダ３３で昇降駆動されるピストンロッド３８のフランジ部（ヘッド部）３８ａにシム３９および遮熱板４０を介してボルト締め等で固定されている。弁棒カップリング３５はカップリング部材３５ａ，３５ｂの内周フランジ３５ｃ，３５ｄをコネクタ３４の外周溝３４ａに外側から嵌まり込んで挟持し、コネクタ３４を保持している。

また、蒸気弁１０Ａの弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置４３で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２はテレスコピック状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ａの作動の安定性を充分に維持することができる。

［変形例］
図５および図６は、蒸気弁の第２実施形態の変形例を示すものである。この変形例に示された蒸気弁１０Ｂは、熱遮蔽装置４３Ａの取付構造を、第２実施形態の蒸気弁１０Ａと異にするだけで、他の構成は、図３および図４に示す蒸気弁１０Ａと異なるところがない。したがって、同じ構成には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

この変形例に示された蒸気弁１０Ｂは、熱遮蔽装置４３Ａの取付構造を、図５および図６に示すものである。熱遮蔽装置４３Ａは、図６のＤに示すように、テレスコピック構造の遮熱筒４２がディスク状の遮熱板４０の下面周辺部に溶接にて一体に取り付けられる熱遮蔽構造を有するものである。

また、蒸気弁１０は、遮熱板４０を弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装し、弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２はテレスコピック状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｂの作動の安定性を充分に維持することができる。

この蒸気弁１０Ｂの作用効果は、図３および図４に示された蒸気弁１０Ａと異ならないので、説明を省略する。

［第３の実施の形態］
図７および図８は、蒸気弁の第３実施形態を示すものである。

第３実施形態に示された蒸気弁１０Ｃは、熱遮蔽構造を第２実施形態に示した蒸気弁１０Ａと異にし、他の構造は図３に示す蒸気弁１０Ａと異ならないので、同じ構成には同一符号を付し、詳細な説明を省略する。

図７に示す蒸気弁１０Ｃの熱遮蔽構造は、テレスコピック状の遮熱筒４２が、蒸気弁１０Ｃの振動や蒸気弁１０Ｃの開閉動作により、浮き上がる虞が予想される。そこで、伸縮式の遮熱筒４２は自重により最下段の遮熱筒４２が垂下し、支持脚構造のヨーク３２の下部にある脚足部７０に接触して遮熱筒４２内の密閉空間４４をより効果的に密閉させ得るように構成したものである。

第３実施形態の蒸気弁１０Ｃは、ヨーク３２のディスク状下部にある脚足部７０に周溝４５を構成し、脚足部７０のヨーク周溝４５に熱遮蔽装置４３の最下段の遮熱筒４２が嵌り込む（挿入される）構成としたものである。遮熱板４０と遮熱筒４２を組み合せて熱遮蔽装置４３を構成する熱遮蔽構造も第２実施形態に示す蒸気弁１０Ａと異ならない。

最下段の遮熱筒４２をヨーク３２下部に設けられた脚足部７０の周溝４５に嵌合させる構造とすることにより、蒸気弁１０Ｃの振動や蒸気弁１０Ｃの開閉操作または弁棒２３の昇降操作により、テレスコピック状の遮熱筒４２に微小な浮上り現象が生じても、蒸気弁１０Ｃや弁棒２３からの放熱を熱遮蔽構造の密閉空間４４に封じ込めることができ、弁駆動装置２４への放熱を遮断する熱遮蔽構造としたものである。

第３実施形態の蒸気弁１０Ｃは、遮熱板４０を弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装し、弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２はテレスコピック状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｃの作動の安定性を充分に維持することができる。

［第４の実施の形態］
図９および図１０は、蒸気弁の第４実施形態を示すものである。

第４実施形態に示された蒸気弁１０Ｄは、熱遮蔽構造の遮熱筒４２を廻り止め構造としたものであり、他の構成および作用は、第３実施形態の蒸気弁１０Ｃと異なるところがないので、同じ構成には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。図１０（Ａ）は図９のＢ部を拡大して示す部分的な断面図である。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＸ−Ｘ線に沿う平断面図である。

図９に示された蒸気弁１０Ｄは、熱遮蔽装置４３のテレスコピック状の遮熱筒４２のうち、最下段の遮熱筒４２の下端を、図１０（Ａ）に示すように、脚足部７０のヨーク３２の周溝４５に嵌め込み（挿入し）、廻り止めピン４６で遮熱筒４２の廻り止めを行なうようにしたものである。廻り止めピン４６は、図１０（Ｂ）に示すように、熱遮蔽装置４３の最下段の遮熱筒４２から側外方に突出し、脚足部７０のヨーク周溝４５から外側方に突出する切欠状の止め溝４７に係合して、遮熱筒４２の廻り止めが行なわれるように構成したものである。

第４実施形態の蒸気弁１０Ｄにおいては、蒸気弁１０Ｄの振動や弁開閉における動きにより、遮熱筒４２に回転等の動き（連れ廻り運動）が生じて、微小回転運動等が起こり、遮熱筒４２に摩耗や破損が生ずるのを防止するために、最下段の遮熱筒４２の回転を防止するものである。遮熱筒４２の振動に伴う微小回転運動が生じないように、遮熱筒４２の回転を規制し、遮熱筒４２の摩耗や破損を防ぐようにしたものである。

また、蒸気弁１０Ｄは、遮熱筒４２の回転を防止することができる他に、遮熱板４０が弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装され、蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置４３で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２はテレスコピック状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｄの作動の安定性を充分に維持することができる。

［第５の実施の形態］
図１１は、蒸気弁の第５実施形態を示すものである。

第５実施形態の蒸気弁１０Ｅは、熱遮蔽装置５０の構成を異にし、他の構成は蒸気弁１０Ａ〜１０Ｄと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１１に示された蒸気弁１０Ｅの熱遮蔽構造は、遮熱板４０と遮熱筒４２とを組み合せて構成される熱遮蔽装置５０において、熱遮蔽装置５０の遮熱筒４２を内周側のテレスコピック構造と外周側のテレスコピック構造で内外二重のテレスコピック構造に構成した点が前述した各実施例の熱遮蔽装置４３とは異なる。

第５実施形態の蒸気弁１０Ｅは、熱遮蔽装置５０の遮熱筒４２を、内側テレスコピック構造の遮熱内筒４２ａと外側テレスコピック構造の遮熱外筒４２ｂとから内外二重のテレスコピック構造に構成したものである。内側のテレスコピック構造と外側のテレスコピック構造から遮熱筒４２を二重の伸縮筒構造に構成して遮熱内筒４２ａと遮熱外筒４２ｂの間に中空層５１を形成したものである。遮熱内筒４２ａと遮熱外筒４２ｂの各最下段の遮熱筒４２は、ヨーク３２のディスク状下部に設けられた脚足部７０に形成されたヨーク内周溝３２ａとヨーク外周溝３２ｂに嵌り込んでいる。

熱遮蔽装置５０の遮熱筒４２を内外二重の伸縮筒構造に構成し、遮熱内筒４２ａと遮熱外筒４２ｂの間に中空層５１を形成し、中空層５１に空気の遮熱層を構成することで、弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３への放熱をより一層良好に遮断することができる。蒸気弁１０Ｅの他の作用効果は、熱遮蔽性をより良好とする。

また、蒸気弁１０Ｅは、遮熱板４０を弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装し、弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置４３で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置４３の遮熱筒４２はテレスコピック状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｅの作動の安定性を充分に維持することができる。

［第６の実施の形態］
図１２は、蒸気弁の第６実施形態を示すものである。

第６実施形態の蒸気弁１０Ｆは、図１１に示された蒸気弁１０Ｅの熱遮蔽装置５０を改良したものである。他の構成は第５実施形態の蒸気弁１０Ｅと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第６実施形態の蒸気弁１０Ｆは、熱遮蔽装置５０Ａを改良し、内周側のテレスコピック構造の遮熱内筒４２ａと外周側のテレスコピック構造の遮熱外筒４２ｂとで内外二重の伸縮筒を構成し、内外二重の伸縮内筒４２ａと外筒４２ｂの間に形成される中空層５１に温度の低い冷却空気、窒素または水等の流体を強制的に給排し、中空層５１内に強制対流を生じさせたものである。このため、熱遮蔽装置５０Ａの中空層５１に流体、例えば空気や水を給排させる流入口（流入路）５６と排出口（流出路）５７がヨーク３２の下部に設けられた脚足部７０の間に構成されている。

図１２に示された蒸気弁１０Ｆでは、熱遮蔽装置５０Ａの遮熱筒４２に形成された中空層５１を流入口５６および排出口５７から給排する温度の低い空気や水等の流体より弁棒２３等からの放熱を遮断したものである。

この構成により、遮熱板４０および遮熱筒４２で囲まれた密閉空間（遮熱空間）４４内に蒸気加減弁１１や弁棒２３からの放熱や漏洩蒸気の熱を封じ込めることができ、蒸気弁１０や弁棒２３からの放熱が弁駆動装置２４に伝達されるのを確実に防止することができ、長期に亘り、弁駆動装置２４を保護し、作動の信頼性を維持することができる。また、弁棒２３の温度差による変形も防ぐことができる。

［第７の実施の形態］
図１３は、蒸気弁の第７実施形態を示すものである。

第７実施形態の蒸気弁１０Ｇは、熱遮蔽装置６０の構成が異なり、他の構成は実質的に異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１３に示された蒸気弁１０Ｇの熱遮蔽装置６０は、ディスク状の遮熱板４０と伸縮自在なベローズ状の遮熱筒５９とを組み合せて熱遮蔽構造を構成したもので、ベローズ状の遮熱筒５９は遮熱板４０の下面に溶接あるいはボルト締め等の締結手段で固定されて垂設される。遮熱筒５９の下端部はヨーク３２の底部に設けられた脚足部７０に接触し、弁棒２３、コネクタ３４および弁棒カップリング３５の周囲を覆い、弁棒２３等からの放射熱や漏洩蒸気を密閉空間６１に封じ込めている。この熱遮蔽装置６０は、例えば、図３に示されたテレスコピック状の遮熱筒４２に代り、ベローズ状の遮熱筒５９を用いて蛇腹構造に構成し、伸縮自在としたものである。

第７実施形態の熱遮蔽装置６０においても蒸気弁１０Ｇおよび弁棒２３からの放射熱や漏洩蒸気の熱が弁駆動装置２４に伝達されるのを有効的に防止することができる。

また、蒸気弁１０Ｇは、遮熱板４０を弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装され、弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置６０の遮熱筒５９で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置６０の遮熱筒５９はベローズ状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｇの作動の安定性を充分に維持することができる。

［第８の実施の形態］
図１４は、蒸気弁の第８実施形態を示すものである。

この実施形態に示された蒸気弁１０Ｈは、第７実施形態の蒸気弁１０Ｇの熱遮蔽装置６０に改良を加えたもので、他の構成は、第７実施形態の蒸気弁１０Ｇと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第８実施形態に示された蒸気弁１０Ｈは、熱遮蔽装置６０を構成するベローズ状の遮熱筒５９の下端部をヨーク３２の底部に設けられた脚足部７０に形成される周溝４５に嵌入あるいは挿入させたものである。

熱遮蔽装置６０の遮熱筒５９の下端部をヨーク３２下部の脚足部７０の周溝４５に嵌入させる構造とすることにより、蒸気弁１０Ｈの振動や蒸気弁１０Ｈの弁棒２３の昇降動作により、ベローズ状の遮熱筒５９に微小な昇降現象が生じても、蒸気弁１０Ｈや弁棒２３からの放熱が弁駆動装置２４に伝達されるのを防止し、熱遮蔽構造の密閉空間６１に封じ込めることができる。

したがって、弁駆動装置２４に接続される弁棒２３等の周りを熱遮蔽装置６０で覆うことにより、蒸気弁１０Ｈや弁棒２３からの放熱が弁駆動装置２４に熱伝達されるのを防止し、弁駆動装置２４が高温蒸気に晒されるのを防止し、精密機器である弁駆動装置２４の作動の安定性、信頼性を維持することができる。また、蒸気弁１０Ｈの弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度の差）による変形を防止することができる。

［第９の実施の形態］
図１５は、蒸気弁の第９実施形態を示すものである。

この実施形態に示された蒸気弁１０Ｉは、第７および第８実施形態に示された蒸気弁１０Ｇ，１０Ｈの熱遮蔽装置６０にさらに改良を加えたもので、他の構成は、第７および第８実施形態に示された蒸気弁１０Ｇ，１０Ｈと異ならないので、同じ構成には同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

第９実施形態に示された蒸気弁１０Ｉは、熱遮蔽装置６２の伸縮式の遮熱筒５９を遮熱内筒５９ａと遮熱外筒５９ｂとから内外二重のベローズ構造に構成したものである。熱遮蔽装置６２は、ディスク状の遮熱板４０と内外二重のベローズ状の遮熱筒５９とを組み合せて伸縮式二重筒のベローズ状の熱遮蔽構造に構成し、さらに、内外二重の遮熱内筒５９ａと遮熱外筒５９ｂとの間に中空層６３を構成したものである。

遮熱筒５９を構成するベローズ状の遮熱内筒５９ａと遮熱外筒５９ｂの各下端部は、ヨーク３２の下部に設けられた脚足部７０に形成されたヨーク内周溝４５ａとヨーク外周溝４５ｂにそれぞれ嵌入（挿入）され、内外二重筒のベローズ状熱遮蔽構造に構成される。

熱遮蔽装置６２は、内外二重の遮熱内筒５９ａと遮熱外筒５９ｂの間に中空層６３を形成し、この中空層６３を空気（窒素ガスや水等の流体でもよい。）の遮熱層に構成することで、弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３への放熱をより一層良好に遮ることができる。

熱遮蔽装置６２の中空層６３には、ヨーク３２の下部に設けられた脚足部７０の間に形成された流入口（流入路）５６と流出口（流出路）５７から冷却空気等の流体を給排させ、中空層６３内を強制的に冷却させる構造としたものである。

また、蒸気弁１０Ｉは、遮熱板４０が弁駆動装置２４の油圧シリンダ３３と弁棒２３との間に介装され、弁蓋２５から突出する弁棒２３を熱遮蔽装置６２で覆うことにより、弁棒２３周りの温度変動を抑えることができ、弁棒２３の温度差（蒸気温度と大気温度との差）による熱変形を防ぐことができる。したがって、弁駆動装置２４の安定的駆動を長期間維持することができる。このように、熱遮蔽装置６２の遮熱筒５９は内外二重筒のベローズ状で伸縮自在であり、弁駆動により弁棒２３が昇降を繰り返しても、弁棒２３の周りを覆う熱遮蔽構造を維持できるので、弁棒２３の温度差による熱変形を防ぐことができ、蒸気弁１０Ｉの作動の安定性を充分に維持することができる。

本発明の各実施形態の説明では、蒸気弁を火力発電プラントの再熱蒸気流路の蒸気加減弁に適用した例を示したが、この蒸気弁は蒸気止め弁であっても、主蒸気流路に適用した蒸気弁や、原子力発電プラントに適用される蒸気弁であってもよい。

１０，１０Ａ〜１０Ｉ…蒸気弁、１１…蒸気加減弁、１２…蒸気止め弁、１３…弁ケーシング（弁箱）、１４…弁座、１５…蒸気止め弁の弁体、１６…蒸気加減弁の弁体、１８…蒸気入口、１９…流入側チャンバ、２０…流出側チャンバ、２２…弁体ガイド筒、２３…弁棒、２４…弁駆動装置、２５…弁蓋、２６…弁棒ガイド筒（弁棒ガイドスリーブ）、２７…弁棒、２８…弁駆動装置、２９…ガイド孔、３０…フィルタ筒、３２…ヨーク、３３…油圧シリンダ、３４…コネクタ、３５…弁棒カップリング、３６…ブッシュ、３７…ブッシュ押え、３８…ピストンロッド、３９…シム、４０…遮熱板、４１…抜け止めピン、４２…遮熱筒、４３，４３Ａ…熱遮蔽装置、４４…密閉空間、４５…ヨーク周溝、４６…廻り止めピン、４７…止め溝（切欠き）、５０，５０Ａ…熱遮蔽装置、５１…中空層、５６…流入口（流入路）、５７…流出口（流出路）、５９…ベローズ状遮熱筒、６０…熱遮蔽装置、６１…密閉空間、６３…中空層、７０…脚足部。

Claims (14)

1. 蒸気タービンの入口側に蒸気止め弁および蒸気加減弁を設置し、前記蒸気止め弁および蒸気加減弁の弁体を弁棒を介して駆動させる油圧作動の弁駆動装置を備えた蒸気弁において、
   前記弁駆動装置と前記弁棒とを接続する弁棒カップリングを設け、
   前記弁棒カップリングに遮熱板を設け、前記遮熱板で弁ケーシングおよび弁棒から前記弁駆動装置への放熱を防止する熱遮蔽構造を構成したことを特徴とする蒸気弁。
2. 前記遮熱板はディスク状に形成され、前記遮熱板の下面に伸縮式の遮熱筒がボルト止めあるいは溶接にて固定されて熱遮蔽装置が構成され、
   前記熱遮蔽装置の遮熱板および遮熱筒で前記弁棒の周りを覆うように構成された請求項１に記載の蒸気弁。
3. 前記熱遮蔽装置の遮熱筒は、多段のテレスコピック状に構成され、前記遮熱筒の最下段の遮熱筒が前記弁駆動装置を保持するヨーク下部に設けられた脚足部に形成されたヨーク周溝に挿入可能に設けられた請求項２に記載の蒸気弁。
4. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱筒の下端部に側方に突出する廻り止めピンを設け、
   前記廻り止めピンをヨーク周溝から突出する切欠溝に係止させた請求項３に記載の蒸気弁。
5. 前記熱遮蔽装置は、伸縮式遮熱筒を、遮熱内筒と遮熱外筒とから内外二重筒構造の熱遮蔽構造に構成された請求項２ないし４のいずれか１項に記載の蒸気弁。
6. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱内筒と前記遮熱外筒の間に中空層が形成され、前記中空層に冷却空気等の流体が案内されるようにした請求項５に記載の蒸気弁。
7. 前記遮熱板はディスク状に形成され、前記遮熱板の下面に蛇腹構造のベローズ状の遮熱筒がボルト止めあるいは溶接にて固定されて熱遮蔽装置が構成され、前記熱遮蔽装置の遮熱板および遮熱筒で前記弁棒の周りを覆うように形成された請求項１に記載の蒸気弁。
8. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱筒の下端部が前記弁駆動装置を保持するヨーク下部に設けられた脚足部に形成されたヨーク周溝に挿入可能に設けられた請求項７に記載の蒸気弁。
9. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱筒が遮熱内筒と遮熱外筒とから内外二重筒構造の熱遮蔽構造に構成された請求項７または８に記載の蒸気弁。
10. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱内筒と前記遮熱外筒の間に中空層が形成され、前記中空層に冷却空気等の流体が案内されるようにした請求項９に記載の蒸気弁。
11. 蒸気弁の弁ケーシングあるいは弁蓋上に設置されたヨークに、油圧駆動の油圧シリンダが設けられた弁駆動装置が固定され、
    前記油圧シリンダを前記蒸気弁の弁棒に連結する弁棒カップリングが設けられ、
    前記弁棒カップリングに遮熱板を設け、前記遮熱板で前記弁ケーシングおよび前記弁棒から前記弁駆動装置への放熱を防止する熱遮蔽構造が構成されたことを特徴とする蒸気弁の駆動装置。
12. 前記遮熱板は、油圧シリンダのピストンロッドと弁棒カップリングに挟持されて固定され、
    前記遮熱板の下面にテレスコピック状あるいはベローズ状の遮熱筒が固定され、垂下されて熱遮蔽装置が構成され、
    前記熱遮蔽装置は前記弁棒および弁棒カップリングの周りを前記遮熱板および前記遮熱筒で覆設された請求項１１に記載の蒸気弁の駆動装置。
13. 前記熱遮蔽装置は、ディスク状の前記遮熱板とテレスコピック状あるいはベローズ状の前記遮熱筒を組合せて構成され、
    前記遮熱筒は、遮熱内筒と遮熱外筒とから内外二重筒の熱遮蔽構造に構成された請求項１２に記載の蒸気弁の駆動装置。
14. 前記熱遮蔽装置は、前記遮熱内筒と前記遮熱外筒の間に中空層が形成され、前記中空層に冷却空気等の流体が案内されるようにした請求項１３に記載の蒸気弁の駆動装置。

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