JP2014001838A - Steam valve device and power generating installation - Google Patents
Steam valve device and power generating installation Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014001838A JP2014001838A JP2012138995A JP2012138995A JP2014001838A JP 2014001838 A JP2014001838 A JP 2014001838A JP 2012138995 A JP2012138995 A JP 2012138995A JP 2012138995 A JP2012138995 A JP 2012138995A JP 2014001838 A JP2014001838 A JP 2014001838A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- steam
- valve stem
- valve rod
- inner edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Details Of Valves (AREA)
Abstract
Description
本発明の実施形態は、蒸気弁装置および発電設備に関する。 Embodiments described herein relate generally to a steam valve device and a power generation facility.
通常、蒸気タービンを備えた発電設備には、蒸気タービンに蒸気を送るための蒸気加減弁が使用されている。蒸気加減弁では、筒状のブッシュに挿入した弁棒がブッシュの内面を往復動作している。 Normally, a steam control valve for sending steam to the steam turbine is used in a power generation facility including the steam turbine. In the steam control valve, a valve rod inserted into a cylindrical bush reciprocates on the inner surface of the bush.
ところで、ブッシュと弁棒とのすき間は、蒸気が外部へ漏れ出さないように、できるだけ小さくしたい。しかし、すき間をあまり小さくしすぎると、蒸気加減弁が動作したときの弁棒の熱膨張や酸化物の付着などの影響で弁棒が動かなくなる自体も起こり得る。 By the way, the gap between the bush and the valve stem should be as small as possible so that steam does not leak outside. However, if the gap is made too small, the valve stem itself may not move due to the effects of thermal expansion of the valve stem and adhesion of oxides when the steam control valve is operated.
近年では、発電設備の高性能化のため蒸気圧力や蒸気温度条件が上昇しており、蒸気加減弁が動作したときに往復動作する弁棒が熱膨張や酸化物の付着などといった外形上の変化の影響を受けやすく、ブッシュと弁棒の間隙設計寸法を拡大せざるを得ず、結果的に蒸気漏洩量が増加する傾向にある。 In recent years, steam pressure and steam temperature conditions have risen to improve the performance of power generation facilities, and the external changes such as thermal expansion and oxide adhesion of the reciprocating valve stem when the steam control valve operates. The gap design size between the bush and the valve stem must be increased, and as a result, the amount of steam leakage tends to increase.
本発明が解決しようとする課題は、熱膨張および酸化物の付着に強く、漏洩する蒸気量を低減でき、さらには蒸気タービンおよび発電設備全体の効率を向上することができる蒸気弁装置および発電設備を提供することにある。 Problems to be solved by the present invention are a steam valve device and a power generation facility that are resistant to thermal expansion and oxide adhesion, can reduce the amount of leaked steam, and can further improve the efficiency of the steam turbine and the power generation facility as a whole Is to provide.
実施形態の蒸気弁装置は、弁棒、弁本体、弁棒支持部、シール部を備える。前記弁棒には先端に弁体が設けられている。前記弁本体は蒸気の入口と、この入口から流入した蒸気が流出する出口と、この出口と対向して設けられた開口とを備えている。前記弁本体は前記開口を通じて挿入された前記弁棒の軸方向の動きにより前記弁体にて前記出口を開閉する。前記弁棒支持部は前記弁本体の前記開口の上部に、前記弁棒を囲むように設けられている。前記弁棒支持部は軸方向に動く前記弁棒を支持する。前記シール部は前記弁本体の前記開口の位置で前記弁棒支持部に固定されている。前記シール部は前記弁棒を通す環状の内縁部を有している。前記シール部は前記内縁部が前記弁棒に付着する酸化物よりも軟質の素材で形成されている。 The steam valve device of the embodiment includes a valve stem, a valve body, a valve stem support portion, and a seal portion. A valve body is provided at the tip of the valve stem. The valve body includes a steam inlet, an outlet through which steam flowing in from the inlet flows out, and an opening provided to face the outlet. The valve body opens and closes the outlet by the valve body by the axial movement of the valve stem inserted through the opening. The valve stem support portion is provided above the opening of the valve body so as to surround the valve stem. The valve stem support portion supports the valve stem moving in the axial direction. The seal portion is fixed to the valve stem support portion at the position of the opening of the valve body. The seal portion has an annular inner edge portion through which the valve rod passes. The seal portion is formed of a material softer than an oxide whose inner edge portion adheres to the valve stem.
以下、図面を参照して、実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
図1は第1実施形態の発電設備の構成を示す図である。
図1に示すように、この第1実施形態の発電設備は、ボイラー700、主蒸気止め弁701、蒸気弁装置としての蒸気加減弁702、高圧タービン710、逆止弁707、再熱蒸気止め弁703、インターセプト弁704、中圧タービン711、低圧タービン712、復水器713、給水ポンプ714などを有している。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the power generation facility according to the first embodiment.
As shown in FIG. 1, the power generation equipment of the first embodiment includes a
この発電設備では、ボイラー700からの蒸気が主蒸気止め弁701、蒸気加減弁702を通過し、高圧タービン710で仕事をした後、逆止弁707を経由して再びボイラー700の再熱器にて加熱され、再熱蒸気止め弁703、インターセプト弁704を経て中圧タービン711、低圧タービン712へ流入して仕事をする。
In this power generation facility, the steam from the
そして、低圧タービン712より流出した蒸気は復水器713により水に戻されて、給水ポンプ714にて昇圧して再びボイラー700に供給されるという、循環系が形成されている。
The steam that flows out from the low-
またこの発電設備では、プラントの運用効率を高めるために、主蒸気止め弁701の流入側とボイラー700の再熱器の流入側とを結ぶ流路に設けられた高圧タービンバイパス弁705やボイラー700の再熱器の流出側と復水器713との間に接続された流路に低圧タービンバイパス弁706が設置されており、タービンの運転に係わらずボイラー系単独の循環運転ができるようになっている。
Further, in this power generation facility, in order to increase the operation efficiency of the plant, the high-pressure
高圧タービン710の前段に使用されている蒸気加減弁702は、図2に示すように、蒸気弁本体200、ブッシュ201、上蓋202、蒸気の出口としての弁座203、弁体204、弁棒205、蒸気の入口である開口207、蒸気の出口である開口208、弁棒205および弁体204の挿入口である開口209、シール部としてのシール部材301を有する。
As shown in FIG. 2, the
蒸気弁本体200には、蒸気の流入口である開口207と、この開口207から流入した蒸気が流出する出口である弁座203と、この弁座203と対向して設けられた開口209と、中央部に設けられた空間である蒸気室210とが備えられている。
The steam valve main body 200 includes an
蒸気弁本体200の蒸気室210には弁座203が設けられている。弁座203には、蒸気の出口である開口208が設けられている。この開口208は蒸気弁本体200から蒸気を流出させるものである。
A valve seat 203 is provided in the steam chamber 210 of the steam valve main body 200. The valve seat 203 is provided with an opening 208 serving as a steam outlet. The
蒸気弁本体200では、開口209を通じて蒸気室210内に挿入された弁棒205の軸方向の動きにより弁体204にて弁座203の開口208(出口)を開閉する。
In the steam valve main body 200, the valve body 204 opens and closes the opening 208 (outlet) of the valve seat 203 by the axial movement of the
上蓋202は蒸気弁本体200の開口209の上部に固定されており、蒸気弁本体200の上面を閉塞するものである。上蓋202には上下方向に貫通する貫通口が設けられており、開口209に続いている。また上蓋202の上方には油圧駆動機構206が支持されている。油圧駆動機構206には弁棒205が下方(鉛直方向)に向けて支持(連結)されている。
The upper lid 202 is fixed to the upper part of the opening 209 of the steam valve main body 200 and closes the upper surface of the steam valve main body 200. The upper lid 202 is provided with a through-hole penetrating in the vertical direction and continues to the opening 209. A hydraulic drive mechanism 206 is supported above the upper lid 202. A
この弁棒205は油圧駆動機構206により上下に往復動作するようになっている。この例の場合、上蓋202の貫通口が弁棒205との摺動面となることから、この部分に、摩擦に強い金属を素材とする円筒状のブッシュ201が挿着されている。
The
このブッシュ201と上蓋202を総称して弁棒支持部という。この弁棒支持部は蒸気弁本体200の開口209の上部に、弁棒205を囲むように設けられている。弁棒支持部は軸方向に動く弁棒205が横ぶれしないように支持(ガイド)するものである。
The bush 201 and the upper lid 202 are collectively referred to as a valve stem support portion. This valve stem support portion is provided above the opening 209 of the steam valve main body 200 so as to surround the
すなわち、蒸気加減弁702は、ボイラー700からの蒸気を開口207から蒸気室210内に流入Inさせ、油圧駆動機構206が弁棒205の先端の弁体204を引き上げまたは押し付ける動作(往復動作)を行うことにより、弁座203の開口208が開閉し蒸気室210からの蒸気の流出Outを制御するものである。
That is, the
弁体204は弁座203に当接して弁座203の開口を開閉するように設けられている。この弁体204は蒸気弁本体200内部の上蓋202の貫通口に挿入された弁棒205の先端部に設けられている。
The valve body 204 is provided so as to contact the valve seat 203 and open and close the opening of the valve seat 203. The valve body 204 is provided at the tip of a
シール部材301は、環状の部材であり、弁棒205を通す環状の内縁部を有している。この内縁部は弁棒205に付着する酸化物、例えば酸化スケールなどよりも軟質の素材で少なくとも表面が形成されている。シール部材301は、蒸気弁本体200の開口209の位置で弁棒支持部(上蓋202)に固定されている。
The seal member 301 is an annular member, and has an annular inner edge portion through which the
このような構造の蒸気加減弁702では、油圧駆動機構206により弁棒205が上下方向に駆動されると、弁体204が弁座203と当接または開離して蒸気の流路が開閉し、高圧タービン710へ流れる蒸気量が制御されることで高圧タービン710の回転数が制御される。
In the
また、弁棒205とブッシュ201の部分を設計する上で、弁棒205の摺動面となるブッシュ201の内径寸法と弁棒205の外径寸法との間隙寸法は、弁棒205とブッシュ201の材料組合せによる熱の伸び差、予定された運転期間から予想される弁棒205およびブッシュ201への酸化スケールの付着量などを考慮し、弁棒205の往復動を阻害しない(弁棒スティックの原因とならない)程度に決定される。
In designing the portion of the
ここで、図3を参照して上記弁棒205、ブッシュ201およびシール部材301付近(図2の符号Aの部分)の構成を詳細に説明する。
弁棒205の外径とこの弁棒205が挿入される上蓋202の貫通穴に挿着されたブッシュ201の内径との間隙寸法は、蒸気弁本体200が今後高温化される場合も想定して今までの設計寸法のままとする。
Here, the configuration in the vicinity of the
The gap dimension between the outer diameter of the
図3に示すように、弁棒205を円環状のシール部材301に通し、シール部材301の上と下に配置した円環状の保護カバー303a,303bでシール部材301を挟んで上蓋202の底面にボルト302で固定する。保護カバー303a,303bの内径はシール部材301の内径よりも大きく(広く)する。
As shown in FIG. 3, the
より詳細には、弁棒205の外表面と、シール部材301の内縁部のアブレイダブルコーティング層20とを近接させ、往復動作で摺動するように(互いがこすれ合うように)、シール部材301を上蓋202の底面に複数本のボルト302により取り付ける。ここで近接させるとは弁棒205の外径とブッシュ201の内径との距離(間隔)を同等かより狭い距離(間隔)にすることである。
More specifically, the seal member is configured such that the outer surface of the
図4に示すように、シール部材301は、円環状(リング状)の基材19と、この基材19の表面(少なくとも内縁部304)に、アブレイダブルコーティングを施すことで形成したアブレイダブルコーティング層20(被削性造隙皮膜)とを有する。基材19は硬質の金属である。基材19の材質については後述の説明で規定するものとする。 As shown in FIG. 4, the seal member 301 is formed by applying an abradable coating to the annular (ring-shaped) base material 19 and the surface (at least the inner edge portion 304) of the base material 19. And a double coating layer 20 (a machinable gap forming film). The base material 19 is a hard metal. The material of the base material 19 shall be prescribed | regulated by the below-mentioned description.
シール部材301の内縁部304(アブレイダブルコーティング層20)は、対向する部品(弁棒205)と接触した場合に優先的に切削を受ける部分(被膜)である。 The inner edge portion 304 (abradable coating layer 20) of the seal member 301 is a portion (coating) that is preferentially cut when it comes into contact with an opposing component (valve stem 205).
この例のシール部材301は、切れ目の無い円環状(リング状)であり、その弁棒205に相対する内縁部304の内径寸法は、弁棒205とブッシュ201との間隙よりも狭く、弁棒205との間に間隙を持たず常時接触するように構成される。
The seal member 301 in this example has a continuous annular shape (ring shape), and the inner diameter of the inner edge 304 facing the
このため、シール部材301は、弁棒205の往復動作により弁棒205の外表面に付着した酸化スケールが通過するとき、その酸化スケールがシール部材301のアブレイダブルコーティング層20をスムーズに切削(喰い込み)するよう、アブレイダブルコーティング層20の角部(頂部)が面取りされ、曲面状にされている。図4では曲面状の部分を符号rで示す。
For this reason, the seal member 301 smoothly cuts the
ここで、この実施形態の発電設備における蒸気加減弁702の動作を説明する。
この実施形態の場合、弁棒205の外表面に酸化スケールが付着すると、シール部材301の内縁部304のアブレイダブルコーティング層20が形成された面は、酸化スケールの付着した部分だけ切削されるとともに弁棒205に接触して、それ以外の部分は弁棒205に接触したまま切削されない。
Here, the operation of the
In the case of this embodiment, when the oxide scale adheres to the outer surface of the
このことは、シール部材301の内面は運転時間の経過ととともに弁棒205に付着した酸化スケールにより切削されるが、その酸化スケールが付着した部分であっても、弁棒205とシール部材301とは常に新しく密着状態を創出することを意味しており、結果的に弁棒205とシール部材301との間隙は常に最小限に抑えることが可能となるので、高い蒸気シール性が達成でき、ましてシール部材301の内面が弁棒205の往復動を阻害(拘束)することはない。
This is because the inner surface of the seal member 301 is cut by the oxidized scale attached to the
なお、このアブレイダブルコーティング層20の厚みは、許容される切削厚みとなることから、弁棒205とブッシュ201との直径差の半分程度が好ましい。
The thickness of the
続いて、図5を参照してシール部材301の変形例を説明する。
図5に示すように、この例のシール部材301は、切れ目の無い環状体(リング状の部材)であり、内縁部304に溝状ポケット21が設けられている。
Next, a modification of the seal member 301 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the seal member 301 in this example is a continuous ring-shaped body (ring-shaped member), and the groove-like pocket 21 is provided in the inner edge portion 304.
この場合、切削されたシール部材301の内面のアブレイダブルコーティング層20の切屑は、アブレイダブルコーティング層20の材質そのものが酸化スケールに比べ柔らかいため、弁棒205とブッシュ201との間隙に入り込んでも弁棒205の往復動を阻害(拘束)することはないが、切屑の量が多い場合に間隙に入り込んだ切屑を一時的に保管するために、アブレイダブルコーティング層20が形成された接触面の軸方向に、溝状ポケット21が加工されている。
In this case, the chips of the
この溝状ポケット21は、接触面の軸方向長さに応じ複数段設けてもよく、場合によっては剥離した少量の酸化スケールを一時的に保管することも可能であり、定期検査等の運転を休止し分解した機会に清掃を行い除去すればよい。 The groove-like pocket 21 may be provided in a plurality of stages according to the axial length of the contact surface, and in some cases, a small amount of the peeled oxide scale can be temporarily stored. It can be removed by cleaning at the opportunity to pause and disassemble.
また、溝状ポケット21をさらに発展させて、図6に示すように、シール部材301の内縁部に複数段のスリット22を設ける。複数段のスリット22をシール部材301の内縁部に入れることで、シール部材301を軸方向に分割したことになり、それらの1片の厚みを薄板状として複数枚集合させてシール部材301を構成することができる。 Further, the groove-like pocket 21 is further developed to provide a plurality of slits 22 at the inner edge of the seal member 301 as shown in FIG. By inserting a plurality of slits 22 into the inner edge of the seal member 301, the seal member 301 is divided in the axial direction, and the seal member 301 is configured by collecting a plurality of these pieces as a thin plate. can do.
このように弁棒205と摺動する部分(シール部材301の内縁部304)が薄板状となると、その部分自体が弾性体となり、弁棒205の外表面に付着する酸化スケールに接触しながら弾性変形するため、弁棒205への押し付け力がさらに得られるので、高い蒸気シール性が得られる。
When the portion that slides with the valve stem 205 (inner edge portion 304 of the seal member 301) becomes a thin plate, the portion itself becomes an elastic body and elastic while contacting the oxide scale attached to the outer surface of the
この図6に示した複数段のスリット22を有するシール部材301に放射状、すなわち、弁棒205の軸と平行な方向:縦方向)に複数のスリットを入れて(切り込み加工)、内縁部304を縦および横に分割することで、よりいっそうシール部材301の弾性が増し、弁棒205の外表面に付着する酸化スケールに接触しながら弾性変形しやすくなるため、弁棒205への強い押し付け力が得られるので、さらなる高い蒸気シール性を達成できることは説明するまでもない。
A plurality of slits are formed in the sealing member 301 having the plurality of stages of slits 22 shown in FIG. By dividing vertically and horizontally, the elasticity of the seal member 301 is further increased, and it is easy to be elastically deformed while being in contact with the oxide scale attached to the outer surface of the
ここで、このように構成された蒸気加減弁702の効果が最大限活かせるように、アブレイダブルコーティング層20と、このアブレイダブルコーティング層20を形成する手段と、この形成を可能とするシール部材301の基材(母材)の材質を規定する。
Here, the
シール部材301の材質は、シール部材301の内径と弁棒205の外径との間隙を変化させないように、弁棒205と膨張係数が等しく、好ましくは弁棒205は600℃を超すような高温度蒸気に適するINCONELやINCOLOYと呼ばれるニッケル基やコバルト基の耐熱合金などの金属を選定する。シール部材301の母材に適用する金属の材質は弁棒205と同一の材質であることが最も好ましい。
The material of the seal member 301 is the same as that of the
また、アブレイダブルコーティング層20は、600℃を超すような高温度蒸気に適する材料の一例として、主成分がNi-Cr-Al-BN系や、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化マグネシウム、及び酸化ベリリウムの少なくともいずれかを含む酸化物セラミックスおよび耐熱性に優れた快削金属が望ましいが、本発明はこれに限定されるものではなく、酸化スケールよりも上記温度条件を満たす軟質の材料であれば使用可能である。
In addition, the
また、アブレイダブルコーティング層20をシール部材301の内縁部304に皮膜として形成する形成手段としては、アブレイダブル材料を加熱し溶融の微粒子の状態で高速度で衝突させる溶射方式、溶射技術の一部であるコールドスプレー方式、放電加工方式、焼結や肉盛溶接及びメッキ方式等々が望ましいが、本発明の要旨を逸脱しない限りで種々適用できることは説明するまでもない。
Further, as a forming means for forming the
このようにこの第1実施形態によれば、円環状(リング状)のシール部材301の内縁部304にアブレイダブルコーティング層20を形成したことで、運転時間の経過ととともに弁棒205の外表面に付着して成長する酸化スケールによりアブレイダブルコーティング層20が切削され、常に新たな接触面が創出されることから、弁棒205とシール部材301とが常に密着するようになり、結果的に弁棒205とシール部材301との間隙は接触(密着)状態が常に保たれ、高い蒸気シール性を達成できる。
As described above, according to the first embodiment, the
このため、ブッシュ201と弁棒205の間隙から漏洩する蒸気を激減させることが可能となり、蒸気タービンの効率向上に大きく貢献できる。
For this reason, it is possible to drastically reduce the steam leaking from the gap between the bush 201 and the
また、シール部材301は、蒸気弁本体200の上部の開口209の位置に嵌め込む構造なので、既設の蒸気弁装置についてもシール部材301の追設が容易なことから、既設の発電設備に増設することで、蒸気タービンの効率を向上させることも可能であり、さらに発電設備全体の効率を向上させることができる。
Further, since the seal member 301 has a structure that fits into the position of the
(第2実施形態)
続いて、第2実施形態を説明する。上記第1実施形態では、アブレイダブルコーティング層20は運転時間の経過とともに弁棒205の外表面に付着して成長する酸化スケールにより切削されることから、弁棒205とシール部材301とは常に密着するように作用することを謳っているが、その反面アブレイダブルコーティング層20の寿命は酸化スケールの生成量に依存することになるため、可能な限り弁棒205の外表面に付着した酸化スケールの生成量を抑制することが望まれる。
(Second Embodiment)
Next, the second embodiment will be described. In the first embodiment, since the
通常、蒸気弁装置は、高温高圧下の過酷な蒸気条件の下で使用され、さらに高速蒸気流を制御する役目を担っており、高温下においては、金属表面が活性化状態となり、雰囲気中の高温水蒸気と反応して自ら酸化スケールを生成するメカニズムを持つ。 Normally, the steam valve device is used under severe steam conditions under high temperature and high pressure, and further plays a role in controlling high-speed steam flow. At high temperatures, the metal surface becomes activated, It has a mechanism that reacts with high-temperature steam to generate an oxide scale by itself.
この酸化スケールの生成量は、弁棒205の母材の組成及び雰囲気条件によって異なり、運転条件の高温化や定期検査周期の延長に伴う長時間使用、そして運転条件である高温高圧水蒸気下で形成される酸化スケールの不均一性による低い保護性のため、酸化スケール厚さは増加することから酸化スケールの生成量を抑制することは容易でない。
The amount of oxide scale produced depends on the composition of the base material of the
通常、蒸気弁装置に用いられる材料を用いて高温雰囲気における酸化スケールの生成試験をした結果、[コバルト基硬質合金<ニッケル30〜50%のニッケル基合金<12%Cr鋼<低合金鋼]の順に酸化スケールの生成量が増加する傾向が判明した。 As a result of a production test of oxide scale in a high-temperature atmosphere using materials used for steam valve devices, the results are: [Cobalt-based hard alloy <nickel 30-50% nickel-based alloy <12% Cr steel <low alloy steel] It was found that the generation amount of oxide scale increased in order.
ニッケル30〜50%のニッケル基合金の場合は、ステライト(商標名)等と称されるコバルト基硬質合金よりも酸化スケールの生成量は多いが時間経過に伴う上昇割合は比較的少なく、12%Cr鋼および低合金鋼については、更に酸化スケールの生成量が多く時間経過に伴う上昇割合が多いことが明かになった。 In the case of a nickel-based alloy of 30 to 50% nickel, the amount of oxide scale produced is larger than that of a cobalt-based hard alloy called Stellite (trade name) or the like, but the rate of increase with time is relatively small, 12% As for Cr steel and low alloy steel, it was revealed that the amount of oxide scale produced was larger and the rate of increase with time was larger.
酸化スケールの生成量は鋼中に含まれるCr量に依存しており、Crの含有量が増えることにより、高温水蒸気環境で保護性酸化皮膜(例えばCr2O3が好ましい)からなる緻密なCr単層酸化皮膜が安定して生成されるためである。 The amount of oxide scale produced depends on the amount of Cr contained in the steel, and by increasing the Cr content, a dense Cr monolayer oxide consisting of a protective oxide film (eg, Cr2O3 is preferred) in a high temperature steam environment. This is because the film is stably generated.
従って、Crの含有量がおおよそ30重量%のコバルト基硬質合金がこれに相当しており、他の材料に比べ酸化スケールの生成量は非常に少ないことになる。 Accordingly, a cobalt-based hard alloy having a Cr content of approximately 30% by weight corresponds to this, and the amount of oxide scale generated is very small compared to other materials.
主な蒸気弁装置においてコバルト基硬質合金は、弁体204が弁座203に当接して蒸気を遮断する弁シート部に使用しており、実際の製品においても弁シート部とその周辺の部材では如実に酸化スケールの付着量に差が認められている。 In the main steam valve device, the cobalt base hard alloy is used for the valve seat portion in which the valve body 204 abuts against the valve seat 203 to block the steam, and even in the actual product, the valve seat portion and its surrounding members are used. The difference in the attached amount of oxide scale is recognized.
そこで、この第2実施形態は、アブレイダブルコーティング層20と、酸化スケールの生成量が少ないコバルト基硬質合金を外表面に備えた弁棒205とを組み合わせて構成する。
Therefore, the second embodiment is configured by combining the
弁棒205の外表面は、アブレイダブルコーティング層20との摺接面となることから、その表面性状(表面あらさ)はRz1.6(ISO規格準拠)より細かいことが好ましく、表面性状が細かいとさらに酸化スケールの付着を抑制することができる。
Since the outer surface of the
この第2実施形態によれば、酸化スケールにより切削されるアブレイダブルコーティング層20の量が減少する効果が得られ、蒸気加減弁702を延命することができる。
According to the second embodiment, an effect of reducing the amount of the
なお、弁棒205の材料としてコバルト基硬質合金よりも酸化スケールの生成量は多いニッケル基合金を用いて外表面に窒化処理を施した弁棒205と、またはニッケル基合金を用いて前述のように母材の成分元素の酸化物からなる緻密なCr単層酸化皮膜(例えばCr2O3)を外表面に備えた弁棒205のいずれかと、アブレイダブルコーティング層20との摺接面の材料の組み合わせでもよく、これらは前述のコバルト基硬質合金を外表面に備えた弁棒205と比較すると寿命は若干短命となるものの、この実施形態の効果を得るに有効な手段の一つであることは説明するまでもない。
The
(第3実施形態)
図7は本発明による蒸気弁装置の第3実施形態における要部を示す断面図であり、図1と同一構成部品には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分について説明する。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a main part of the third embodiment of the steam valve device according to the present invention. The same components as those in FIG. To do.
前述した蒸気加減弁702では、上蓋202を貫通する弁棒205の外径とこの弁棒205の上蓋202の貫通部に設けたブッシュ201の内径との間隙寸法は現状と変らず大きいため、弁棒205が往復動するときに弁棒205がその軸方向と直交する方向に揺動する可能性がある。
In the
これに対して、前述した第1の実施形態の構成では、シール部材301の内面は弁棒205と接触するように組み立てられ、かつ上蓋202に固定された構造であるため、弁棒205が揺動する動きに追従することができない。
In contrast, in the configuration of the first embodiment described above, the inner surface of the seal member 301 is assembled so as to be in contact with the
そこで、この第3実施形態では、図7に示すように、弁棒205の往復動作方向と直交する方向にスライド可能に、かつ環状ブロック402が弁棒205の外表面と接するようにシール部本体である固定ブロック403を設け、さらにこの固定ブロック403の両外側面に中空円板状の保護カバー303aを配置して固定ブロック403と環状ブロック402とを一体的に上蓋202にボルト302で取り付けるようにした。
Therefore, in the third embodiment, as shown in FIG. 7, the seal portion main body is slidable in the direction orthogonal to the reciprocating direction of the
すなわち、上記第1実施形態では、シール部を1つの部材(シール部材301)で構成したが、この第3実施形態では、シール部401を、弁棒205の軸に遊嵌された環状ブロック402と、弁棒支持部に固定され、環状ブロック402を弁棒205の軸と直交する方向にスライド自在に支持する固定ブロック403との2ピース構成とした。
That is, in the first embodiment, the seal portion is configured by one member (the seal member 301). However, in the third embodiment, the
環状ブロック402の環状の内縁部304には上記第1実施形態と同様にアブレイダブルコーティング層20(被削性造隙皮膜)が形成されている。 An abradable coating layer 20 (a machinable gap forming film) is formed on the annular inner edge 304 of the annular block 402 as in the first embodiment.
この第3実施形態の場合、保護カバー303aの内径はブッシュ201の内径より大きく設定してあるので、弁棒205と接触することはない。
In the case of this third embodiment, the inner diameter of the
従って、この第3実施形態のような構成とすれば、第1および第2実施形態の作用効果に加えて、固定ブロック403と保護カバー303aにより、弁棒205の往復動作の方向(軸方向)と直交する方向に環状ブロック402がスライド(移動)可能に保持されているので、弁棒205が往復動と直交する方向に揺動してもシール部材401の内縁部304を弁棒205と接触させた状態で弁棒205の動きに追従させることができる。
Therefore, with the configuration as in the third embodiment, in addition to the effects of the first and second embodiments, the reciprocating direction (axial direction) of the
また、環状ブロック402は、固定ブロック403と別体になっているので、メンテナンス時に環状ブロック402を容易に交換することができる。 Since the annular block 402 is separate from the fixed block 403, the annular block 402 can be easily replaced during maintenance.
さらに、環状ブロック402は固定ブロック403に取付けられた保護カバー303aにより保護されているので、蒸気弁本体の蒸気入口から蒸気とともに異物が流入しても、環状ブロック402が異物により破損することを防止できる。
Further, since the annular block 402 is protected by a
なお上記実施形態における環状ブロック402の内縁部304に形成されたアブレイダブルコーティング層20は、弁棒205に付着した酸化スケールにより切削される部品であることから消耗品となるもので、定期検査の際に計画的に交換すべき部品となる。
Note that the
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
19…基材、20…アブレイダブルコーティング層、21…溝状ポケット、22…スリット、200…蒸気弁本体、201…ブッシュ、202…上蓋、203…弁座、204…弁体、205…弁棒、206…油圧駆動機構、207,208,209…開口、210…蒸気室、301…シール部材、302…ボルト、303a,303b…保護カバー、304…内縁部、401…シール部、401…シール部材、402…環状ブロック、403…固定ブロック、700…ボイラー、701,703…弁、702…蒸気加減弁、704…インターセプト弁、705…高圧タービンバイパス弁、706…低圧タービンバイパス弁、707…逆止弁、710…高圧タービン、711…中圧タービン、712…低圧タービン、713…復水器、714…給水ポンプ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ... Base material, 20 ... Abradable coating layer, 21 ... Groove-shaped pocket, 22 ... Slit, 200 ... Steam valve main body, 201 ... Bush, 202 ... Upper lid, 203 ... Valve seat, 204 ... Valve body, 205 ... Valve Rod 206, hydraulic drive mechanism, 207, 208, 209 ... opening, 210 ... steam chamber, 301 ... seal member, 302 ... bolt, 303a, 303b ... protective cover, 304 ... inner edge, 401 ... seal part, 401 ... seal Numeral: 402, annular block, 403: fixed block, 700: boiler, 701, 703 ... valve, 702 ... steam control valve, 704 ... intercept valve, 705 ... high pressure turbine bypass valve, 706 ... low pressure turbine bypass valve, 707 ... reverse Stop valve, 710 ... high pressure turbine, 711 ... medium pressure turbine, 712 ... low pressure turbine, 713 ... condenser, 714 ... Water pump.
Claims (7)
蒸気の入口と、この入口から流入した蒸気が流出する出口と、この出口と対向して設けられた開口とを備え、前記開口を通じて挿入された前記弁棒の軸方向の動きにより前記弁体にて前記出口を開閉する弁本体と、
前記弁本体の前記開口の上部に、前記弁棒を囲むように設けられ、軸方向に動く前記弁棒を支持する弁棒支持部と、
前記弁本体の前記開口の位置で前記弁棒支持部に固定され、前記弁棒を通す環状の内縁部を有し、この内縁部が前記弁棒に付着する酸化物よりも軟質の素材で形成されたシール部と
を具備する蒸気弁装置。 A valve stem with a valve body at the tip;
A steam inlet, an outlet through which the steam flowing in from the inlet flows out, and an opening provided to face the outlet; and the valve body inserted into the valve body by the axial movement of the valve stem. A valve body for opening and closing the outlet,
A valve stem support portion provided at an upper portion of the opening of the valve body so as to surround the valve stem, and supporting the valve stem moving in an axial direction;
The valve body is fixed to the valve stem support portion at the position of the opening, and has an annular inner edge portion through which the valve rod passes, and the inner edge portion is formed of a material softer than an oxide attached to the valve stem. A steam valve device.
前記環状の内縁部を有し前記弁棒の軸に遊嵌された環状ブロックと、
前記弁棒支持部に固定され、前記環状ブロックを前記弁棒の軸と直交する方向にスライド自在に支持する固定ブロックと
を備える請求項1記載の蒸気弁装置。 The seal portion is
An annular block having the annular inner edge and loosely fitted to the shaft of the valve stem;
The steam valve device according to claim 1, further comprising: a fixed block that is fixed to the valve stem support portion and slidably supports the annular block in a direction orthogonal to the axis of the valve stem.
縦方向および/または横方向に溝またはスリットを形成した請求項1乃至4いずれか1記載の蒸気弁装置。 On the inner edge of the seal part,
The steam valve device according to any one of claims 1 to 4, wherein grooves or slits are formed in a longitudinal direction and / or a lateral direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012138995A JP5944240B2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Steam valve device and power generation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012138995A JP5944240B2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Steam valve device and power generation equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014001838A true JP2014001838A (en) | 2014-01-09 |
JP5944240B2 JP5944240B2 (en) | 2016-07-05 |
Family
ID=50035197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012138995A Active JP5944240B2 (en) | 2012-06-20 | 2012-06-20 | Steam valve device and power generation equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5944240B2 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55152301U (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-04 | ||
JPH0687674A (en) * | 1992-06-01 | 1994-03-29 | Touden Sekkei Kk | Clad fine material and production thereof |
JP2000074230A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Yamatake Corp | Valve device |
JP2008111191A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | United Technol Corp <Utc> | Method for depositing abradable material onto seal backing material surface |
JP2010159829A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | Steam valve device, and power generating facility equipped with the same |
JP2012097592A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Steam valve device |
-
2012
- 2012-06-20 JP JP2012138995A patent/JP5944240B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55152301U (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-04 | ||
JPH0687674A (en) * | 1992-06-01 | 1994-03-29 | Touden Sekkei Kk | Clad fine material and production thereof |
JP2000074230A (en) * | 1998-08-28 | 2000-03-14 | Yamatake Corp | Valve device |
JP2008111191A (en) * | 2006-10-27 | 2008-05-15 | United Technol Corp <Utc> | Method for depositing abradable material onto seal backing material surface |
JP2010159829A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Toshiba Corp | Steam valve device, and power generating facility equipped with the same |
JP2012097592A (en) * | 2010-10-29 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | Steam valve device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5944240B2 (en) | 2016-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4718991B2 (en) | Sealing device | |
RU2362889C2 (en) | Using of heat insulating layer for case of steam turbine and steam turbine | |
US9671030B2 (en) | Metallic seal assembly, turbine component, and method of regulating airflow in turbo-machinery | |
JP6157937B2 (en) | Valve device and manufacturing method thereof | |
KR101157706B1 (en) | Valve device | |
Sporer et al. | On The Potential Of Metal And Ceramic Based Abradables In Turbine Seal Applications. | |
JP2007139074A (en) | Air pulse generating device | |
JP5944240B2 (en) | Steam valve device and power generation equipment | |
JP2017078187A (en) | Corrosion prevention method of rotary apparatus, and rotary apparatus | |
CN104024707A (en) | Valve device, method for producing valve device, and method for repairing valve device | |
JP2012097592A (en) | Steam valve device | |
US9909428B2 (en) | Turbine buckets with high hot hardness shroud-cutting deposits | |
JP2013122227A (en) | Sealing device and steam turbine | |
JP2010159829A (en) | Steam valve device, and power generating facility equipped with the same | |
JP2008275035A (en) | Steam valve for steam turbine | |
JP2009174324A (en) | Steam valve | |
JP2004077408A (en) | Valve for light-water reactor | |
JP2018172976A (en) | Steam valve | |
JP5185725B2 (en) | Steam valve for steam turbine | |
US20180363498A1 (en) | Turbine shroud assembly | |
JP5380173B2 (en) | Steam valve device and power generation equipment provided with the same | |
EP2453035B1 (en) | Article having good wear resistance | |
US20150198058A1 (en) | Steam turbomachine valve having a floating seal assembly | |
JPWO2009157174A1 (en) | Steam turbine and steam turbine blade | |
JP2004183051A (en) | Valve stem, production method therefor, and steam valve obtained by using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20141125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150929 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20151120 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160426 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160525 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5944240 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |