JP2016056748A - Combination steam valve and steam turbine system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、組合せ蒸気弁、および、蒸気タービンシステムに関する。 Embodiments of the present invention relate to a combination steam valve and a steam turbine system.
火力発電所、原子力発電所などの発電所において、蒸気タービンシステムには多数の蒸気弁が設置されている。たとえば、止め弁と加減弁との両者が共通する弁ケーシングに設けられた組合せ蒸気弁が、蒸気タービンシステムに設置されている。組合せ蒸気弁において、止め弁は、異常時に蒸気をタービン車室の内部へ供給することを遮断するために設けられている。そして、加減弁は、止め弁の下流に設けられており、負荷に応じてタービン車室の内部へ蒸気を供給する量を調節する。 In power plants such as thermal power plants and nuclear power plants, a steam turbine system is provided with a number of steam valves. For example, a combination steam valve provided in a valve casing in which both a stop valve and an adjustment valve are common is installed in a steam turbine system. In the combination steam valve, the stop valve is provided in order to shut off the supply of steam to the inside of the turbine casing when there is an abnormality. The adjusting valve is provided downstream of the stop valve, and adjusts the amount of steam supplied to the inside of the turbine casing according to the load.
図7は、蒸気タービンシステムの要部を示す上面図である。図7では、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)を示しており、蒸気タービンシステムの一部に関して模式的に図示している。また、図7においては、内部構造の一部に関して破線で示すと共に、蒸気Fの主要な流れに関して太い実線の矢印で示している。 FIG. 7 is a top view showing a main part of the steam turbine system. FIG. 7 shows a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal, and schematically illustrates a part of the steam turbine system. In FIG. 7, a part of the internal structure is indicated by a broken line, and the main flow of the steam F is indicated by a thick solid arrow.
図7に示すように、蒸気タービンシステムは、タービン車室90と組合せ蒸気弁100Jとを有し、蒸気Fが組合せ蒸気弁100Jを介してタービン車室90の内部に流入する。図示を省略しているが、蒸気タービンシステムは、タービン車室90の内部にタービンロータ(図示省略)を収容しており、蒸気Fがタービン車室90の内部においてタービンロータの回転軸AXに沿って流れることによって、タービンロータが回転する。
As shown in FIG. 7, the steam turbine system includes a
図7に示すように、一対の組合せ蒸気弁100Jがタービン車室90を介して対向するように設置されている。一対の組合せ蒸気弁100Jのそれぞれは、弁ケーシング10を有し、一つの弁ケーシング10に止め弁V1と加減弁V2との両者が設けられている。なお、1つの組合せ蒸気弁100Jがタービン車室90に設置されている場合もある。
As shown in FIG. 7, a pair of
組合せ蒸気弁100Jにおいて、弁ケーシング10は、入口10Aと第1弁室10Bと中間流路10Cと第2弁室10Dと出口10Eとを有する。弁ケーシング10のうち、入口10Aは、鉛直方向zにおいて第1弁室10Bの下方(または上方)に設けられており、第1弁室10Bに連通している。そして、第1弁室10Bは、水平面(xy面)に沿った方向において中間流路10Cに連通している。同様に、中間流路10Cは、水平面(xy面)に沿った方向において第2弁室10Dに連通し、第2弁室10Dは、水平面(xy面)に沿った方向において出口10Eに連通している。
In the
また、弁ケーシング10には、第1弁蓋21と第2弁蓋22とが設置されている。第1弁蓋21は、弁ケーシング10において第1弁室10Bに連通する開口を塞ぐように設置されている。この一方で、第2弁蓋22は、弁ケーシング10において第2弁室10Dに連通する開口を塞ぐように設置されている。
The
組合せ蒸気弁100Jにおいて、止め弁V1は、第1弁棒31と第1弁体32と第1弁座33と第1スリーブ34とを有する。止め弁V1のうち、第1弁棒31は、第1弁蓋21に形成された貫通孔(図示省略)の内部を貫通している。第1弁体32は、第1弁室10Bに収容されており、第1弁室10Bの内部において第1弁棒31に連結されている。第1弁座33は、弁ケーシング10の内部に固定されている。第1弁座33は、第1弁棒31の軸AX1に沿って第1弁体32が第1弁棒31と共に移動したときに接する部分を含む。第1スリーブ34は、円筒状の管状体であって、第1弁室10Bにおいて第1弁棒31と同軸になるように第1弁蓋21に固定されている。第1スリーブ34は、内部に第1弁棒31と第1弁体32とを収容している。
In the
組合せ蒸気弁100Jにおいて、加減弁V2は、第2弁棒41と第2弁体42と第2弁座43と第2スリーブ44とを有する。加減弁V2のうち、第2弁棒41は、第2弁蓋22に形成された貫通孔(図示省略)の内部を貫通している。第2弁体42は、第2弁室10Dに収容されており、第2弁室10Dの内部において第2弁棒41に連結されている。第2弁座43は、弁ケーシング10の内部に固定されている。第2弁座43は、第2弁棒41の軸AX2に沿って第2弁体42が第2弁棒41と共に移動したときに接する部分を含む。第2スリーブ44は、円筒状の管状体であって、第2弁室10Dにおいて第2弁棒41と同軸になるように第2弁蓋22に固定されている。第2スリーブ44は、内部に第2弁棒41と第2弁体42とを収容している。
In the
上記の他に、組合せ蒸気弁100Jにおいては、第1弁蓋21に第1ヨーク部61を介して第1弁駆動部51が設置されていると共に、第2弁蓋22に第2ヨーク部62を介して第2弁駆動部52が設置されている。
In addition to the above, in the
第1弁駆動部51は、止め弁V1において、第1弁棒31を移動することによって、第1弁体32と第1弁座33との間の距離を変えるように構成されている。図示を省略しているが、第1弁駆動部51は、たとえば、油筒の内部にピストンを収容しており、そのピストンに第1弁棒31が連結されている。そして、第1弁駆動部51は、油圧に応じてピストンを移動させることによって、止め弁V1の開度を操作する。
The first
第2弁駆動部52は、加減弁V2において、第2弁棒41を移動することによって、第2弁体42と第2弁座43との間の距離を変えて、蒸気Fの流量を調整するように構成されている。図示を省略しているが、第2弁駆動部52は、第1弁駆動部51と同様に、油筒の内部にピストンを収容しており、そのピストンに第2弁棒41が連結されている。そして、第2弁駆動部52は、油圧に応じてピストンを移動させることによって、加減弁V2の開度を操作する。
The second
図7に示すように、組合せ蒸気弁100Jにおいて、止め弁V1および加減弁V2は、第1弁棒31の軸AX1および第2弁棒41の軸AX2の両者が、同一の水平面(xy面)において沿うように、タービン車室90の側部に配置されている。ここでは、加減弁V2は、第2弁棒41の軸AX2が、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して直交している。そして、止め弁V1は、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2に対して直交している。言い換えると、第1弁棒31の軸AX1が、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して平行になるように、止め弁V1がタービン車室90の側部から間を隔てて位置している。組合せ蒸気弁100Jは、タービン車室90の側部に隣接するように設置されている。
As shown in FIG. 7, in the
このため、上記の蒸気タービンシステムにおいては、止め弁V1とタービン車室90との間が狭い。その結果、組合せ蒸気弁100Jおよびタービン車室90についてメンテナンスを行う際に、十分な作業スペースが無く、作業が容易でない場合がある。たとえば、組合せ蒸気弁100Jにおいて止め弁V1を分解する作業や組み立てる作業を効率よく行うことが困難な場合がある。特に、タービンの大容量化に伴って、組合せ蒸気弁100Jが大型化し、加減弁V2をタービン車室90に近付けるときには、作業スペースが更に狭くなる場合がある。
For this reason, in the steam turbine system described above, the space between the stop valve V1 and the
図7に示すように、組合せ蒸気弁100Jは、止め弁V1と加減弁V2との両者が開けられたときには、弁ケーシング10において入口10Aと第1弁室10Bと中間流路10Cと第2弁室10Dと出口10Eとを蒸気Fが順次流れる。つまり、蒸気Fが入口10Aから流入し、その入口10Aに流入した蒸気Fが第1弁室10Bに流れる。そして、その第1弁室10Bに流入した蒸気Fが中間流路10Cを流れた後に、第2弁室10Dに流れる。そして、その第2弁室10Dに流入した蒸気Fが、出口10Eから流出し、タービン車室90の内部へ供給される。
As shown in FIG. 7, the
組合せ蒸気弁100Jにおいて、蒸気Fが第1弁室10Bから中間流路10Cへ流れるときには、止め弁V1において第1弁体32と第1弁座33との間を蒸気Fが噴流として流れる。そして、その噴流である蒸気Fは、中間流路10Cにおいて第1弁棒31の軸AX1に沿うように第2弁室10Dへ流れて、第2弁室10Dの内壁へ衝突する。そして、蒸気Fは、加減弁V2において第2弁体42と第2弁座43との間を流れた後に、第2弁棒41の軸AX2に沿うように出口10Eへ流れる。上述したように、第1弁棒31の軸AX1と、第2弁棒41の軸AX2との両者は、互いに直交しているので、組合せ蒸気弁100Jの内部において、蒸気Fは、流れ方向が直角に変化する。このため、組合せ蒸気弁100Jの内部において、圧力損失が増加し、タービンの性能を十分に向上させることが困難な場合がある。
In the
したがって、本発明が解決しようとする課題は、作業スペースを広くすることが可能であって、圧力損失を低減し、タービンの性能を向上可能な、組合せ蒸気弁、および、蒸気タービンシステムを提供することである。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a combined steam valve and a steam turbine system capable of widening a work space, reducing pressure loss, and improving turbine performance. That is.
実施形態の組合せ蒸気弁は、止め弁と加減弁との両者が共通する弁ケーシングに設けられており、止め弁と加減弁とを順次介してタービン車室の内部に蒸気が流れる。弁ケーシングは、蒸気が流入する入口と、入口に流入した蒸気が流れる第1弁室と、第1弁室に流入した蒸気が流れる中間流路と、中間流路に流入した蒸気が流れる第2弁室と、第2弁室に流入した蒸気がタービン車室へ流出する出口とを有する。止め弁は、第1弁棒と、第1弁室において第1弁棒に連結されている第1弁体と、第1弁棒の軸に沿って第1弁体が第1弁棒と共に移動して接する部分を含む第1弁座とを有する。加減弁は、第2弁棒と、第2弁室において第2弁棒に連結されている第2弁体と、第2弁棒の軸に沿って第2弁体が第2弁棒と共に移動して接する部分を含む第2弁座とを有する。第1弁棒と第2弁棒との両者は、同一の水平面において延在している。そして、第1弁棒の軸は、第2弁棒の軸に対して傾斜している。 The combination steam valve of the embodiment is provided in a valve casing in which both a stop valve and an adjustment valve are common, and the steam flows through the stop valve and the adjustment valve sequentially into the turbine casing. The valve casing includes an inlet through which steam flows, a first valve chamber through which steam flowing into the inlet flows, an intermediate flow path through which steam flows into the first valve chamber, and a second through which steam flows into the intermediate flow path flows. It has a valve chamber and an outlet through which steam flowing into the second valve chamber flows out to the turbine casing. The stop valve includes a first valve stem, a first valve body connected to the first valve stem in the first valve chamber, and the first valve body moves together with the first valve stem along the axis of the first valve stem. And a first valve seat including a contacting portion. The adjusting valve is a second valve stem, a second valve body connected to the second valve stem in the second valve chamber, and the second valve body moves along with the second valve stem along the axis of the second valve stem. And a second valve seat including a contacting portion. Both the first valve stem and the second valve stem extend in the same horizontal plane. The first valve stem axis is inclined with respect to the second valve stem axis.
実施形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
[A]全体構成
図1は、本発明に係る第1実施形態において、蒸気タービンシステムの要部を示す上面図である。図1では、図7と同様に、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)を示しており、タービン車室90に組合せ蒸気弁100が設置された部分に関して模式的に図示している。また、図1においては、図7と同様に、内部構造の一部に関して破線で示すと共に、蒸気Fの主要な流れに関して太い実線の矢印で示している。ただし、図1では、図7と異なり、一対の組合せ蒸気弁100のうち一方を図示している。
<First Embodiment>
[A] Overall Configuration FIG. 1 is a top view showing a main part of a steam turbine system in a first embodiment according to the present invention. In FIG. 1, similarly to FIG. 7, a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal is shown, and a portion where the
本実施形態の蒸気タービンシステムは、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、タービン車室90と組合せ蒸気弁100とを有するが、組合せ蒸気弁100の一部が上述の関連技術の場合と異なっている。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、上述した関連技術の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
The steam turbine system according to the present embodiment includes the
本実施形態において、組合せ蒸気弁100は、図1に示すように、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、弁ケーシング10を有し、一つの弁ケーシング10に止め弁V1と加減弁V2との両者が設けられている。
In the present embodiment, the
組合せ蒸気弁100において、止め弁V1および加減弁V2は、第1弁棒31の軸AX1および第2弁棒41の軸AX2の両者が、同一の水平面(xy面)において沿うように、タービン車室90の側部に配置されている。ここでは、加減弁V2は、第2弁棒41の軸AX2が、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して直交している。
In the
しかし、本実施形態では、上述の関連技術(図7参照)の場合と異なり、止め弁V1は、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2に対して直交していない。言い換えると、第1弁棒31の軸AX1が、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して平行になっていない。
However, in the present embodiment, unlike the above-described related technique (see FIG. 7), the stop valve V1 is configured such that the axis AX1 of the
本実施形態では、第1弁棒31の軸AX1は、第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している。ここでは、第1弁棒31において第1弁体32側に位置する一端が、他端よりもタービン車室90に近くになるように、第1弁棒31の軸AX1が第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している。たとえば、止め弁V1は、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2、および、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して、45°の角度で傾斜するように設けられている(つまり、θ1=45°)。
In the present embodiment, the axis AX1 of the
[B]詳細構成
本実施形態の組合せ蒸気弁100の構造に関して、更に詳細に説明する。
[B] Detailed Configuration The structure of the
図2は、本発明に係る第1実施形態において、組合せ蒸気弁の要部を模式的に示す断面図である。図2では、図1と同様に、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)に関して示している。図2においては、第1ヨーク部61、第2ヨーク部62、第1弁駆動部51、および、第2弁駆動部52の図示を省略している(図1参照)。なお、図2においては、図示の都合等によって各部の寸法比を図1から適宜変更している。また、各部は、たとえば、金属材料を用いて形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the combination steam valve in the first embodiment according to the present invention. In FIG. 2, similarly to FIG. 1, a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal is shown. In FIG. 2, the
[B−1]弁ケーシング10
組合せ蒸気弁100において、弁ケーシング10は、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、入口10Aと第1弁室10Bと中間流路10Cと第2弁室10Dと出口10Eとを有する。
[B-1]
In the
具体的には、弁ケーシング10のうち、入口10Aは、鉛直方向zにおいて第1弁室10Bの下方(または上方)に設けられており、第1弁室10Bに連通している。第1弁室10Bは、水平面(xy面)に沿った方向において中間流路10Cに連通している。中間流路10Cは、水平面(xy面)に沿った方向において第2弁室10Dに連通している。弁ケーシング10において中間流路10Cが形成された部分は、円筒形状の管状体であり、第1弁棒31の軸AX1と同軸になるように管路が形成されている。第2弁室10Dは、水平面(xy面)に沿った方向において出口10Eに連通している。弁ケーシング10において第2弁室10Dおよび出口10Eが形成された部分は、円筒形状の管状体であり、第2弁棒41の軸AX2と同軸になるように管路が形成されている。
Specifically, in the
[B−2]第1弁蓋21、第2弁蓋22
組合せ蒸気弁100においては、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、第1弁蓋21と第2弁蓋22とが設置されている。
[B-2]
In the
第1弁蓋21は、弁ケーシング10において第1弁室10Bに連通する開口を塞ぐように設置されている。第1弁蓋21は、中央部分に貫通孔が形成されており、その貫通孔に管状の第1ブッシュ35が貫通して固定されている。
The
第2弁蓋22は、弁ケーシング10において第2弁室10Dに連通する開口を塞ぐように設置されている。第2弁蓋22は、中央部分に貫通孔が形成されており、その貫通孔に管状の第2ブッシュ45が貫通して固定されている。
The
[B−3]止め弁V1
組合せ蒸気弁100において、止め弁V1は、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、第1弁棒31と第1弁体32と第1弁座33と第1スリーブ34とを有する。
[B-3] Stop valve V1
In the
止め弁V1のうち、第1弁棒31は、第1ブッシュ35を介して第1弁蓋21の貫通孔を貫通している。第1弁棒31は、たとえば、円柱状の棒状体であって、軸AX1が水平面(xy面)に沿っている。第1弁棒31は、軸AX1が沿った方向において摺動するように、第1ブッシュ35の内部に支持されている。
Of the stop valve V <b> 1, the
止め弁V1のうち、第1弁体32は、第1弁室10Bに収容されている。第1弁体32は、たとえば、円筒状の管状体である部分を含み、その管状体である部分が第1弁棒31と同軸になるように配置されている。第1弁体32は、第1弁棒31の軸AX1に沿った方向において一方の側に位置する部分が、第1スリーブ34の内部に収容されている。また、第1弁体32は、第1弁棒31の軸AX1に沿った方向において他方の側に位置する端部が、曲面になっている。第1弁体32は、第1スリーブ34の内部において、第1弁棒31の一端に連結されており、第1弁棒31と共に軸AX1に沿って移動する。
Of the stop valve V1, the
止め弁V1のうち、第1弁座33は、第1弁室10Bと中間流路10Cとの間において、弁ケーシング10の内周面に固定されている。第1弁座33は、たとえば、リング形状であって、第1弁棒31と同軸になるように配置されている。第1弁座33は、第1弁棒31の軸AX1に沿って第1弁体32が第1弁棒31と共に移動したときに接する部分を含む。第1弁座33は、第1弁体32が接する部分が曲面になっている。
Of the stop valve V1, the
止め弁V1のうち、第1スリーブ34は、円筒状の管状体であって、第1弁室10Bにおいて第1弁棒31と同軸になるように第1弁蓋21に固定されている。第1スリーブ34は、内部に第1弁棒31と第1弁体32とを収容しており、両者の移動をガイドする。
Of the stop valve V1, the
そして、第1弁室10Bにおいては、ストレーナ36が設置されている。ストレーナ36は、たとえば、多孔板や網状体であって、第1弁蓋21と第1弁体32との間において、第1弁体32および第1スリーブ34の周りを囲うように配置されている。ストレーナ36は、第1弁棒31と同軸になるように設けられている。ストレーナ36は、蒸気Fに混入した異物が第1弁室10Bを通過することを防止するために設けられている。
A
本実施形態の止め弁V1においては、第1弁棒31と第1弁体32とが一体に形成されている。第1弁棒31および第1弁体32は、たとえば、削り出し加工によって、機械的な結合部材を用いずに、一体に形成されている。これにより、第1弁体32が第1弁棒31の軸AX1に対して鉛直方向zに傾くことが抑制される。
In the stop valve V1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の止め弁V1においては、第1弁棒31および第1ブッシュ35のそれぞれは、止め弁V1が全開であるときに、互いに接触するバックシート面S31,S35を含む。第1弁棒31のバックシート面S31、および、第1ブッシュ35のバックシート面S35は、第1弁棒31の軸AX1に対して傾斜している。具体的には、第1弁棒31は、第1弁体32側の一端において、第1弁体32へ向かうに伴って外径が大きくなる部分を含み、その部分の外周面がバックシート面S31として形成されている。また、第1ブッシュ35は、第1弁体32側の一端において、第1弁体32へ向かうに伴って内径が大きくなる部分を含み、その部分の内周面がバックシート面S35として形成されている。止め弁V1が全開であるときに、バックシート面S31,S35が互いに接触するので、第1弁棒31と第1ブッシュ35との間の隙間から蒸気Fが漏れることを抑制可能である。
In the stop valve V1 of the present embodiment, each of the
[B−4]加減弁V2
組合せ蒸気弁100において、加減弁V2は、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、第2弁棒41と第2弁体42と第2弁座43と第2スリーブ44とを有する。
[B-4] Adjustable valve V2
In the
加減弁V2のうち、第2弁棒41は、第2ブッシュ45を介して第2弁蓋22の貫通孔を貫通している。第2弁棒41は、たとえば、円柱状の棒状体であって、軸AX2が水平面(xy面)に沿っている。第2弁棒41は、軸AX2が沿った方向において摺動するように、第2ブッシュ45に支持されている。
Among the control valves V <b> 2, the
加減弁V2のうち、第2弁体42は、第2弁室10Dに収容されている。第2弁体42は、たとえば、円筒状の管状体である部分を含み、その管状体である部分が第2弁棒41と同軸になるように配置されている。第2弁体42は、第2弁棒41の軸AX2に沿った方向において一方の側に位置する部分が、第2スリーブ44の内部に収容されている。また、第2弁体42は、第2弁棒41の軸AX2に沿った方向において他方の側に位置する端部が、曲面になっている。第2弁体42は、第2スリーブ44の内部において、第2弁棒41の一端に連結されており、第2弁棒41と共に軸AX2に沿って移動する。
Among the control valves V2, the
加減弁V2のうち、第2弁座43は、第2弁室10Dと出口10Eとの間において、弁ケーシング10の内周面に固定されている。第2弁座43は、たとえば、リング形状であって、第2弁棒41と同軸になるように配置されている。第2弁座43は、第2弁棒41の軸AX2に沿って第2弁体42が第2弁棒41と共に移動したときに接する部分を含む。第2弁座43は、第2弁体42が接する部分が曲面になっている。
Of the control valve V2, the
加減弁V2のうち、第2スリーブ44は、円筒状の管状体であって、第2弁室10Dにおいて第2弁棒41と同軸になるように第2弁蓋22に固定されている。第2スリーブ44は、内部に第2弁棒41と第2弁体42とを収容しており、両者の移動をガイドする。
Of the control valve V2, the
本実施形態の加減弁V2においては、第2弁棒41と第2弁体42とが一体に形成されている。第2弁棒41および第2弁体42は、たとえば、削り出し加工によって、機械的な結合部材を用いずに、一体に形成されている。これにより、第2弁体42が第2弁棒41の軸AX2に対して鉛直方向zに傾くことが抑制される。
In the adjusting valve V2 of the present embodiment, the
[C]作用、効果など
上述したように、本実施形態では、上述の関連技術(図7参照)の場合と異なり、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している。ここでは、第1弁棒31において第1弁体32側に位置する一端が、他端よりもタービン車室90に近くになるように、第1弁棒31の軸AX1が第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している(図1参照)。
[C] Operation, Effect, etc. As described above, in the present embodiment, unlike the related art (see FIG. 7), the axis AX1 of the
このため、本実施形態では、止め弁V1とタービン車室90との間が上述の関連技術(図7参照)の場合よりも広いので、組合せ蒸気弁100およびタービン車室90についてメンテナンスを行う際に、十分な作業スペースが有り、作業を容易に行うことができる。
For this reason, in this embodiment, since the space between the stop valve V1 and the
本実施形態の組合せ蒸気弁100において、蒸気Fが第1弁室10Bから中間流路10Cへ流れるときには、その蒸気Fは、上述の関連技術(図7参照)の場合と同様に、止め弁V1において第1弁体32と第1弁座33との間を噴流として流れる(図1参照)。しかし、本実施形態では、上述の関連技術(図7参照)の場合と異なり、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している。これにより、本実施形態では、第1弁室10Bから中間流路10Cへ噴流として流れる蒸気Fは、中間流路10Cにおいて第1弁棒31の軸AX1に沿って流れ、第2弁棒41の軸AX2に対して直交した方向に流れない。このため、本実施形態では、蒸気Fが第2弁室10Dの内壁へ衝突する力が上述の関連技術(図7参照)の場合よりも小さいので、第2弁室10Dから出口10Eへ向かって蒸気Fがスムーズに流れ方向を変えて流れる。つまり、本実施形態では、第1弁棒31の軸AX1と第2弁棒41の軸AX2との両者が互いに直交していないので、組合せ蒸気弁100の内部において、蒸気Fは、流れ方向が直角に曲がって変化せずに流れる。その結果、本実施形態の組合せ蒸気弁100においては圧力損失が減少し、タービンの性能を容易に向上させることができる。
In the
[C]変形例
図3は、本発明に係る第1実施形態の変形例において、組合せ蒸気弁の要部を模式的に示す断面図である。図3では、図2と同様に、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)に関して示している。図3においては、止め弁V1が設けられた部分を示し、加減弁V2が設けられた部分等については図示を省略している(図2参照)。
[C] Modified Example FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a main part of the combination steam valve in a modified example of the first embodiment according to the present invention. In FIG. 3, similarly to FIG. 2, a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal is shown. In FIG. 3, a portion where the stop valve V <b> 1 is provided is shown, and a portion where the adjustment valve V <b> 2 is provided is not shown (see FIG. 2).
図3に示すように、止め弁V1を構成する第1弁棒31と第1弁体32とについて、一体に形成しなくてもよい。第1弁棒31および第1弁体32のそれぞれを個別に製作し、両者を、締結部材T32を用いて結合させてもよい。たとえば、第1弁棒31を第1弁体32に貫通させ、ナットなどの締結部材T32を用いて、両者の間を固定してもよい。これにより、材料を効果的に利用することが可能であると共に、大型化に容易に適用可能である。
As shown in FIG. 3, the
<第2実施形態>
[A]構成
図4は、本発明に係る第2実施形態において、蒸気タービンシステムの要部を示す上面図である。図4では、図1と同様に、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)を示しており、タービン車室90に組合せ蒸気弁100bが設置された部分に関して模式的に図示している。また、図4においては、図1と同様に、内部構造の一部に関して破線で示すと共に、蒸気Fの主要な流れに関して太い実線の矢印で示している。
Second Embodiment
[A] Configuration FIG. 4 is a top view showing a main part of a steam turbine system in a second embodiment according to the present invention. In FIG. 4, similarly to FIG. 1, a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal is shown, and a portion where the
図4に示すように、本実施形態の蒸気タービンシステムは、上述の第1実施形態(図1などを参照)の場合と同様にタービン車室90と組合せ蒸気弁100bとを有するが、組合せ蒸気弁100bの一部が上述の第1実施形態の場合と異なっている。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、上述した実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
As shown in FIG. 4, the steam turbine system of the present embodiment has a
本実施形態において、組合せ蒸気弁100bは、図4に示すように、上述の第1実施形態(図1参照)の場合と同様に、弁ケーシング10を有し、一つの弁ケーシング10に止め弁V1と加減弁V2との両者が設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
組合せ蒸気弁100bにおいて、止め弁V1および加減弁V2は、第1弁棒31の軸AX1および第2弁棒41の軸AX2の両者が、同一の水平面(xy面)において沿うように、タービン車室90の側部に配置されている。そして、本実施形態では、止め弁V1は、第1弁棒31の軸AX1が、第2弁棒41の軸AX2に対して傾斜している。
In the
しかし、本実施形態では、上述の第1実施形態(図1参照)の場合と異なり、加減弁V2は、第2弁棒41の軸AX2が、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して直交していない。
However, in the present embodiment, unlike the above-described first embodiment (see FIG. 1), the adjusting valve V2 is such that the axis AX2 of the
本実施形態では、第2弁棒41の軸AX2は、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して傾斜している。ここでは、第1弁棒31において第1弁体32側に位置する一端が、他端よりもタービン車室90に近くになるように、第2弁棒41の軸AX2がタービンロータ(図示省略)の回転軸AXに対して傾斜している。たとえば、加減弁V2は、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXが直交する面(xz面)に対して、第2弁棒41の軸AX2が、22.5°の角度で傾斜するように設けられている(つまり、θ2=22.5°)。
In the present embodiment, the axis AX2 of the
[B]作用、効果など
本実施形態の組合せ蒸気弁100bは、上記のように構成されているので、止め弁V1とタービン車室90との間の空間が、上述の関連技術(図7参照)の場合および第1実施形態(図1参照)の場合よりも広い。このため、本実施形態は、組合せ蒸気弁100bおよびタービン車室90についてメンテナンスを行う際に、十分な作業スペースが有り、作業を容易に行うことができる。
[B] Action, Effect, etc. Since the
本実施形態の組合せ蒸気弁100bにおいて、蒸気Fが第1弁室10Bから中間流路10Cへ流れるときには、その蒸気Fは、第1実施形態(図1参照)の場合と同様に、止め弁V1において第1弁体32と第1弁座33との間を噴流として流れる(図4参照)。しかし、本実施形態の組合せ蒸気弁100bは、上記のように構成されているので、タービンロータ(図示省略)の回転軸AXが直交する面(xz面)に対して、第1弁棒31の軸AX1が傾斜する角度が、上述の第1実施形態(図1参照)の場合よりも小さくなる(図4参照)。このため、本実施形態では、蒸気Fが第1弁室10Bから出口10Eへ向かって蒸気Fがスムーズに流れ方向を変えて流れる。その結果、本実施形態の組合せ蒸気弁100bにおいては圧力損失が更に減少し、タービンの性能を更に容易に向上させることができる。
In the
<第3実施形態>
[A]構成
図5,図6は、本発明に係る第3実施形態において、組合せ蒸気弁の要部を模式的に示す断面図である。図5では、図2と同様に、鉛直方向zが直交する水平面(xy面)に関して示している。図5においては、組合せ蒸気弁100cのうち、加減弁V2が設けられた部分を示し、止め弁V1が設けられた部分については図示を省略している。また、図5では、蒸気Fの主要な流れに関して太い実線の矢印で示している。そして、図6においては、図5中のY1−Y2部分の断面を示している。
<Third Embodiment>
[A] Configuration FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views schematically showing the main part of the combination steam valve in the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, similarly to FIG. 2, a horizontal plane (xy plane) in which the vertical direction z is orthogonal is shown. FIG. 5 shows a portion of the
図5,図6に示すように、本実施形態では、組合せ蒸気弁100cの弁ケーシング10において第2弁室10Dが、上述の第1実施形態(図2参照)の場合と異なっている。本実施形態は、この点、および、これに関連する点を除き、上述した実施形態の場合と同様である。このため、本実施形態において、上記記載と重複する個所については、適宜、記載を省略する。
As shown in FIGS. 5 and 6, in the present embodiment, the
上述の第1実施形態(図2参照)の場合には、第2弁室10Dは、第2弁棒41の軸AX2と同軸であって、第2弁棒41の軸AX2が対称軸である。すなわち、上述の第1実施形態の場合には、第2弁室10Dは、軸対称であって、第2弁棒41の軸AX2を基準にして、中間流路10C側に位置する空間と、中間流路10C側に対して反対側に位置する空間とが互いに同じである。
In the case of the above-described first embodiment (see FIG. 2), the
しかし、本実施形態では、図5,図6に示すように、第2弁室10Dは、上述の第1実施形態(図2参照)の場合と異なり、第2弁棒41の軸AX2と同軸でなく、第2弁棒41の軸AX2が対称軸でない。すなわち、第2弁室10Dは、第2弁棒41の軸AX2を基準にして、中間流路10C側(Y1側)に位置する空間が、中間流路10C側に対して反対側(Y2側)に位置する空間よりも広い。ここでは、蒸気Fの主要な流れの流速が落ちないように、中間流路10C側(Y1側)に位置する空間が、中間流路10C側に対して反対側(Y2側)に位置する空間よりも広くなっている。
However, in the present embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
具体的には、中間流路10C側(Y1側)において第2弁室10Dの内周面と第2弁棒41の軸AX2とが離れている距離W11は、中間流路10C側の反対側(Y2側)において第2弁室10Dの内周面と第2弁棒41の軸AX2とが離れている距離W12よりも長い(つまり、W11>W12)。換言すると、中間流路10C側(Y1側)において第2弁室10Dの内周面と第2弁体42の外周面との間の距離W21は、中間流路10C側の反対側(Y2側)において第2弁室10Dの内周面と第2弁体42の外周面との間の距離W22よりも長い(つまり、W21>W22)。
Specifically, the distance W11 at which the inner peripheral surface of the
また、本実施形態では、弁ケーシング10のうち第2弁室10Dが形成された部分は、中間流路10C側(Y1側)の厚みW31が、中間流路10C側の反対側(Y2側)の厚みW32よりも薄くなるように形成されている(つまり、W31<W32)。すなわち、弁ケーシング10のうち第2弁室10Dが形成された部分は、外周面の中心軸(軸AX2に一致)と内周面の中心軸(図示省略)とが一致せずに、外周面の中心軸よりも内周面の中心軸が中間流路10C側に位置するように形成されている。
In the present embodiment, the portion of the
[B]作用、効果など
上述の第1実施形態(図2参照)の場合には、蒸気Fは、第2弁室10Dのうち、中間流路10C側に位置する空間を主に流れる。このため、第2弁室10Dのうち中間流路10C側に対して反対側に位置する空間においては、蒸気Fが十分に回り込まずに、淀みがが発生する場合がある。その結果、圧力損失が増加する場合がある。
[B] Action, Effect, etc. In the case of the first embodiment described above (see FIG. 2), the steam F mainly flows in the space located on the
しかしながら、本実施形態においては、上述したように、第2弁室10Dは、第2弁棒41の軸AX2を基準にして、中間流路10C側(Y1側)に位置する空間が、中間流路10C側に対して反対側(Y2側)に位置する空間よりも広い。このため、本実施形態では、第2弁室10Dのうち中間流路10C側に対して反対側に位置する空間において、蒸気Fの淀みが発生しにくく、第2弁体42の周囲において蒸気Fが第2弁座43側へ均一に流れる。その結果、本実施形態では、第2弁室10Dから出口10Eへ向かって蒸気Fがスムーズに流れる。
However, in the present embodiment, as described above, in the
したがって、本実施形態では、圧力損失を更に効果的に低減することができる。 Therefore, in this embodiment, pressure loss can be reduced more effectively.
<その他>
本発明のいくつか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。
<Others>
Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example 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.
10…弁ケーシング、10A…入口、10B…第1弁室、10C…中間流路、10D…第2弁室、10E…出口、21…第1弁蓋、22…第2弁蓋、31…第1弁棒、32…第1弁体、33…第1弁座、34…第1スリーブ、35…第1ブッシュ、36…ストレーナ、41…第2弁棒、42…第2弁体、43…第2弁座、44…第2スリーブ、45…第2ブッシュ、51…第1弁駆動部、52…第2弁駆動部、61…第1ヨーク部、62…第2ヨーク部、90…タービン車室、100…組合せ蒸気弁、100b…組合せ蒸気弁、100c…組合せ蒸気弁、100J…組合せ蒸気弁、V1…止め弁、V2…加減弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記弁ケーシングは、前記蒸気が流入する入口と、前記入口に流入した蒸気が流れる第1弁室と、前記第1弁室に流入した蒸気が流れる中間流路と、前記中間流路に流入した蒸気が流れる第2弁室と、前記第2弁室に流入した蒸気が前記タービン車室へ流出する出口とを有し、
前記止め弁は、第1弁棒と、前記第1弁室において前記第1弁棒に連結されている第1弁体と、前記第1弁棒の軸に沿って前記第1弁体が前記第1弁棒と共に移動して接する部分を含む第1弁座とを有し、
前記加減弁は、第2弁棒と、前記第2弁室において前記第2弁棒に連結されている第2弁体と、前記第2弁棒の軸に沿って前記第2弁体が前記第2弁棒と共に移動して接する部分を含む第2弁座とを有し、
前記第1弁棒と前記第2弁棒との両者は、同一の水平面において延在しており、
前記第1弁棒の軸は、前記第2弁棒の軸に対して傾斜していることを特徴とする、
組合せ蒸気弁。 A combination steam valve in which both the stop valve and the control valve are provided in a common valve casing, and steam flows through the stop valve and the control valve sequentially into the turbine casing,
The valve casing flows into the inlet into which the steam flows, a first valve chamber through which the steam that flows into the inlet flows, an intermediate flow path through which the steam that flows into the first valve chamber flows, and the intermediate flow path A second valve chamber through which steam flows, and an outlet through which the steam flowing into the second valve chamber flows out into the turbine casing,
The stop valve includes a first valve rod, a first valve body connected to the first valve rod in the first valve chamber, and the first valve body along the axis of the first valve rod. A first valve seat including a portion that moves and contacts with the first valve stem;
The adjusting valve includes a second valve rod, a second valve body connected to the second valve rod in the second valve chamber, and the second valve body along the axis of the second valve rod. A second valve seat including a portion that moves and contacts with the second valve stem;
Both the first valve stem and the second valve stem extend in the same horizontal plane,
The axis of the first valve stem is inclined with respect to the axis of the second valve stem,
Combination steam valve.
請求項1に記載の組合せ蒸気弁。 The adjusting valve is provided so that an axis of the second valve rod is orthogonal to a rotation axis of a turbine rotor housed in the turbine casing.
The combination steam valve according to claim 1.
請求項1に記載の組合せ蒸気弁。 The adjusting valve is provided such that an axis of the second valve rod is inclined with respect to a rotating shaft of a turbine rotor accommodated in the turbine casing.
The combination steam valve according to claim 1.
前記第1弁棒および前記第1ブッシュのそれぞれは、前記止め弁が全開であるときに、互いに接触するバックシート面を含み、
前記バックシート面は、前記第1弁棒の軸に対して傾斜している、
請求項1から3のいずれかに記載の組合せ蒸気弁。 In the stop valve, the first valve rod passes through the inside of the first bush,
Each of the first valve stem and the first bush includes back seat surfaces that contact each other when the stop valve is fully open,
The back seat surface is inclined with respect to the axis of the first valve stem;
The combination steam valve according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれかに記載の組合せ蒸気弁。 In the valve casing, in the second valve chamber, a space positioned on the intermediate flow path side with respect to the shaft of the second valve rod is positioned on an opposite side to the intermediate flow channel side with respect to the shaft of the second valve rod. Wider than the space to
The combination steam valve according to any one of claims 1 to 4.
請求項1から5のいずれかに記載の組合せ蒸気弁。 The stop valve is formed by individually manufacturing the first valve rod and the first valve body and coupling the first valve rod and the first valve body.
The combination steam valve according to any one of claims 1 to 5.
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