JP4230751B2 - 蒸気弁 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンプラントに適用される蒸気弁に係り、特に主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)を組み合せた蒸気弁の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、蒸気タービンプラントでは、発電機からより多くの負荷(出力)を発生させるため、タービンロータに高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービンおよび低圧蒸気タービンを軸直結させた、いわゆる3ケーシングの軸流形式のものが多い。
【0003】
この3ケーシング、軸流形式の蒸気タービンプラントは、高圧蒸気タービン、中圧蒸気タービン、低圧蒸気タービンの各タービンケーシング内にタービンノズルとタービン動翼とを組み合せたタービン段落をタービンロータの軸方向に沿って複数段落を収容し、ボイラからの蒸気を高圧蒸気タービンのタービン段落で膨張仕事をさせ、膨張仕事を終えた蒸気をボイラの再熱器で再熱させ、その再熱蒸気を中圧蒸気タービンを経て低圧蒸気タービンに供給し、それぞれの蒸気タービンのタービン段落で膨張仕事をさせて発電機を駆動し、膨張仕事を終えた蒸気を復水器で凝縮させて復水にし、その復水を給水加熱器で再生させて給水にし、その給水を再びボイラに戻す構成にしている。
【0004】
また、蒸気タービンプラントには、機能、用途に応じて大小口径の異なる弁装置が数多く設けられている。
【0005】
これら弁装置の中で、特に、例えば、ボイラと高圧蒸気タービンとの間に設けられた主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)とは、圧力16.6MPa〜24.1MPa、温度538℃〜566℃の超高圧、超高温の蒸気を取扱う関係上、耐圧構造の超大形の弁装置になっている。
【0006】
ここで、例えば、主蒸気止め弁は、起動運転時、蒸気を高圧蒸気タービンに逸早く供給し、負荷遮断時、急閉するON−OFFタイプである。また、例えば、蒸気制御弁(蒸気加減弁)は、負荷の需要に応じて弁体を任意の弁開度で開口させて流量制御を行わせ、負荷遮断時、弁体を急速閉鎖させるコントロール弁タイプである。
【0007】
従来、これら主蒸気止め弁および蒸気制御弁(蒸気加減弁)は、高圧蒸気タービン入口前の別々の位置に設置されていたが、何分にも超大形であるが故に広い設置面積の確保が必要とされていた。
【0008】
しかし、最近では、主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを組み合せて一つの弁ケーシングに収容し、設置面積を少なくしてコンパクト化した、いわゆる組合せによる蒸気弁が実現しており、その構成として図20〜図22に示すものがある。
【0009】
なお、図20は、主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを一つの弁ケーシングに収容した従来の蒸気弁を示す概念図であり、図21は主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを一つの弁ケーシングに収容した従来の蒸気弁の主蒸気の流れを示す図であり、図22は、図20のA−A矢視切断断面図である。
【0010】
例えば、主蒸気止め弁と、例えば、蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを組み合せた蒸気弁1は、主蒸気止め弁に相当する第1弁装置2を主蒸気上流側に配置し、蒸気制御弁(蒸気加減弁)に相当する第2弁装置3を主蒸気下流側に配置するとともに、第1弁装置2と第2弁装置3とを一つの弁ケーシング4に収容させたものである。
【0011】
第1弁装置2は、弁ケーシング4に第1主蒸気入口5と、第2弁装置3の第2主蒸気入口7に連通する第1主蒸気出口6とを備えるとともに、内部に酸化スケール等の不純物を除去するストレーナ8を収容している。
【0012】
また、第1弁装置2は、第1主蒸気出口6側に設けた第1弁座9に自在に接離させる第1弁体10と、第1弁棒11を介して第1弁体10を進退駆動させる第1駆動装置12とを備えている。
【0013】
一方、第2弁装置3は、弁ケーシング4の下流側に設けた第2主蒸気出口13と、この第2主蒸気出口13側に設けた第2弁座14に自在に接離させるとともに、スリーブ15を摺動する第2弁体16と、第2弁棒17を介して第2弁体16を進退駆動する第2駆動装置17とを備えている。
【0014】
このような構成を備えた蒸気弁1において、第1主蒸気入口5から弁ケーシング4に供給された主蒸気は、図20および図22に示すように、複数の微細な孔18を備えたストレーナ8の外側から内側に向って通過するとき、酸化スケール等の不純物を取り除いた後、第1弁棒11に沿って流れ、さらに第2弁装置3の第2主蒸気出口13を介して高圧蒸気タービンに供給される。
【0015】
そして、このような構成の蒸気弁1は、一つの弁ケーシング4に第1弁装置2と第2弁装置3とを収容させているから、コンパクト化できることは無論、第1弁装置2に非常時、主蒸気を瞬時に遮断させる機能を持たせ、第2弁装置3に流量制御させる機能をそれぞれ持たせているから、起動運転時、定格負荷運転時、部分負荷運転時、緊急遮断運転時のいずれの運転でも迅速に対処することができる。
【0016】
なお、主蒸気止め弁と蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを組み合せて一つの弁ケーシングに収容した蒸気弁には、例えば、特開2002−97903号公報(特許公報1参照)等が開示されている。
【0017】
【特許公報1】
特開2002−97903号公報
【0018】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、主蒸気止め弁と、例えば、蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを組み合せた蒸気弁1は、上述のとおり、数多くの利点を持っている反面、幾つかの問題を抱えており、その一つに圧力損失の低減化がある。
【0019】
図20〜図22で示した従来の蒸気弁1は、第1弁装置2の主蒸気通路と第2弁装置3の主蒸気通路と2箇所以上の鋭角的な曲りを備えているため、偏流による二次流れが発生し、この二次流れの速度欠損部分に別の主蒸気が流れ込み、第2弁装置3を出るときに旋回流れが発生し、この旋回流れのために圧力損失をより大きくしていた。
【0020】
この旋回流れに基づく圧力損失は、数値流体解析やテスト等のデータからも確認されている。
【0021】
一般に、蒸気弁1の圧力損失は、1%低減化させると、蒸気タービンプラントのヒートレートが0.1%以上向上すると言われており(ターボ機械第30巻第7号)、プラント熱効率の向上の点から、蒸気弁の圧力損失低減化が軽視できない重要な課題になっている。
【0022】
本発明は、このような背景技術に照らしてなされたもので、弁ケーシング内に収容するストレーナにおける主蒸気流れを効果的に制御することにより、より一層の圧力損失の低減化を実現させた蒸気弁を提供することを目的とする。
【0023】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記第1弁装置の主蒸気入口と前記第2弁装置の主蒸気出口が上方から見て直角に配置されるとともに、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに外側から内側に向って流れる主蒸気の流れの一部を阻止する閉鎖部を、前記ストレーナを上方から見たときに主蒸気出口側と反対側となる位置に備えたものである。
【0025】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板を主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの外側に設けたものである。
【0026】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板を主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの内側に設けたものである。
【0027】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに外側から内側に向って流れる主蒸気の流れの主蒸気剥離域を発生させる案内板を備えたものである。
【0028】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、主蒸気剥離域を発生させる案内板は、主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの外側に設けたものである。
【0029】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに回転自在な閉止板を備えたものである。
【0030】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、回転自在な閉止板は、非定常運転時、主蒸気入口に臨む位置に配置させ、定常運転時、主蒸気出口と反対側の位置に配置させたものである。
【0031】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記一つの弁ケーシングに組み込んだ前記第1弁装置を縦置き形構造に形成して主蒸気の上流側に配置する一方、前記第2弁装置を横置き形構造に形成して前記第1弁装置の下流側に配置したものである。
【0032】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項9に記載したように、一側に主蒸気入口と、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナに前記主蒸気入口および前記主蒸気出口のそれぞれの軸線に対して交差する方向の位置に閉鎖部を備えたものである。
【0033】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板をストレーナの外側に備えたものである。
【0034】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナを包囲して回転自在に摺動する回転遮蔽板と、この回転遮蔽板を駆動する駆動装置とを備えたものである。
【0035】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナを包囲する遮蔽板を挿入、抜出し自在にできる挿入、抜出し通路を弁蓋に備えたものである。
【0036】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項13に記載したように、回転遮蔽板および遮蔽板のうち、少なくともいずれか一方は、回転移動範囲を調整する調整ストッパを備えたものである。
【0037】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項14に記載したように、回転遮蔽板および遮蔽板のうち、少なくともいずれか一方は、回転移動範囲を調整する嵌合片を備えたものである。
【0038】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項15に記載したように、一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナの内側に遮蔽部を備えたものである。
【0039】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項16に記載したように、遮蔽部は、突出し片で作製し、弁座の上流側に設置したものである。
【0040】
また、本発明に係る蒸気弁は、上述の目的を達成するために、請求項17に記載したように、遮蔽部は、突出し片で作製し、弁座の下流側に設置したものである。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る蒸気弁の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。
【0042】
図1は、本発明に係る蒸気弁の第1実施形態を示す概念図である。
【0043】
本実施形態に係る蒸気弁20は、例えば、主蒸気止め弁と、例えば、蒸気制御弁(蒸気加減弁)とを組み合せたもので、主蒸気止め弁に相当する第1弁装置21を上流側に配置し、蒸気制御弁(蒸気加減弁)に相当する第2弁装置22を主蒸気下流側に配置するとともに、第1弁装置21と第2弁装置22とを一つの弁ケーシング23に収容させたものである。
【0044】
第1弁装置21は、弁ケーシング23に第1主蒸気入口24と、第2弁装置22の第2主蒸気入口26に連通する第1主蒸気出口25とを備えるとともに、内部に酸化スケール等の不純物を除去するストレーナ27を収容している。
【0045】
また、第1弁装置21は、第1主蒸気出口25側に設けた第1弁座28に自在に接離させる第1弁体29と、第1弁棒30を介して第1弁体29を進退駆動させる第1駆動装置31とを備えている。ここで、第1弁体29を進退駆動させる第1駆動装置31を、第1蒸気入口24の軸線と交差する方向で、かつ弁ケーシング23の外側に設けたのは、弁ケーシング23内の主蒸気が流れる通路をより広く確保させ、主蒸気の圧力損失を少なくさせるためである。
【0046】
一方、第2弁装置22は、弁ケーシング23の下流側に設けた第2主蒸気出口32と、この第2主蒸気出口32側に設けた第2弁座33に自在に接離させるとともに、スリーブ34を摺動する第2弁体35と、第2弁棒36を介して第2弁体35を進退駆動する第2駆動装置37とを備えている。
【0047】
他方、弁ケーシング23に収容する第1弁装置21のストレーナ27は、図2に示すように、例えば円筒等の筒体38の筒壁39に、主蒸気を外側から内側に案内する微細な透口40を第1弁棒30の軸長方向に沿って形成するとともに、筒壁39の一部、例えば第2弁装置22の第2主蒸気出口32と反対側の位置に主蒸気の流れを塞ぐ閉鎖部41を第1弁棒30の軸長方向に沿って設けている。
【0048】
このような構成を備えた蒸気弁20において、ストレーナ27に設けた閉鎖部41の位置と主蒸気の圧力損失との関係を図17〜図19を用いて説明する。なお、図17は、ストレーナ27に設けた閉鎖部41の位置と主蒸気に発生する旋回スワール角の有無とを示す図であり、図18は、ストレーナ27を平面に展開したときの主蒸気の旋回スワール角を示す線図であり、図19は、ストレーナ27に設けた閉鎖部41の位置と圧力損失との関係を示す線図である。
【0049】
蒸気弁20は、図17に示すように、主蒸気入口45側のストレーナ27に設けた閉鎖部41をゼロ度とする位置を基準に置き、主蒸気出口46の反対側の位置を90度、主蒸気入口45の反対側の位置を180度、主蒸気出口46側に設けた閉鎖部41の位置を270度と設定した場合、閉鎖部41の位置が90度と270度とのそれぞれの位置で主蒸気の旋回流れがゼロであることが実験でわかった。図18は、実験から得たときのデータをプロットした旋回スワール角の線図で、位置90度と位置270度とを境に主蒸気の旋回スワール角が発生している。
【0050】
そして、ストレーナ27に設けた閉鎖部41の位置と主蒸気の圧力損失との関係を実験で調べてみると、図19に示すように、閉鎖部41を90度の位置に設置すると、主蒸気の圧力損失が極小値になっていることがわかった。
【0051】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、弁ケーシング23に収容する第1弁装置21のストレーナ27における筒壁39に透口40を形成するとともに、筒壁39の残りの一部で、第2主蒸気出口32と反対側の位置に閉鎖部41を形成し、閉鎖部41で筒壁39の外側から内側に向う主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気流れが入り込ませないように構成したので、主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0052】
また、本実施形態に係る蒸気弁20は、主蒸気のより一層の圧力損失の低減化により、騒音の低減化と相俟って主蒸気の旋回流れによる不安定流れに基づく振動の発生を抑制することができる。
【0053】
なお、本実施形態は、第2弁装置22の第2主蒸気出口32と反対側の位置の筒壁39に閉鎖部41を形成したが、この例に限らず、閉鎖部41に代えて、例えば、図3に示すように、透口40を備えた筒壁39の外側で、第2主蒸気出口32と反対側の位置に遮蔽板42を設けてもよく、また、例えば、図4に示すように、透口40を備えた筒壁39の内側で、第2主蒸気出口32の反対側の位置に遮蔽板42を設けてもよく、さらに、例えば、図5に示すように、透口40を備えた筒壁39の外側で、第2弁装置22の第2主蒸気出口32と反対側の主蒸気剥離域43の上流側に、例えば翼型状の案内板44を設けてもよい。案内板44を設けると、主蒸気剥離域43が発生するものの、この領域は、図19に示すように圧力損失が少ない領域であるので、ストレーナ全体から見た場合、圧力損失増加につながらない。
【0054】
図6および図7は、本発明に係る蒸気弁の第5実施形態を示す概念図である。
【0055】
なお、図6は、本発明に係る蒸気弁の縦断面図であり、図7は、図6のC−C矢視切断断面図である。また、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0056】
本実施形態に係る蒸気弁20は、一側に主蒸気入口45を、他側の反対側で、かつ主蒸気入口45に平行配置する主蒸気出口46とをそれぞれ備えた弁ケーシング23に、複数の微細な透口40を備えた、例えば円筒状の筒体38で作製したストレーナ27と、弁座47に対し自在に接離する弁体48と、スリーブ49内を摺動し、弁体48を進退自在に駆動する弁棒50とで構成される。
【0057】
また、ストレーナ27は、図7に示すように、主蒸気入口45および主蒸気出口46のそれぞれの軸線に対して直角に交差する方向に閉鎖部51a,51bを備えている。
【0058】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、弁ケーシング23に収容するストレーナ27に透口40を形成するとともに、主蒸気入口45および主蒸気出口46のそれぞれの軸線に対して、直角に交差する方向の位置に閉鎖部51a,51bを設け、これら閉鎖部51a,51bでストレーナ27の外側から内側に向って流れる主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気が入り込ませないように構成したので、主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0059】
なお、本実施形態は、主蒸気入口45および主蒸気出口46のそれぞれの軸線に対して直角に交差する方向に閉鎖部51a,51bを設けたが、この例に限らず、閉鎖部51a,51bに代えて、例えば、図8に示すように、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板52a,52bをストレーナ27の外側で、かつ主蒸気入口45および主蒸気出口46のそれぞれの軸線に直角に交差する位置に設けてもよい。
【0060】
図9は、本発明に係る蒸気弁の第7実施形態を示す概念図である。
【0061】
なお、図9中、(a)は、ストレーナに設けた閉鎖板を非定常運転時、主蒸気入口に臨む位置に移動させたときの蒸気弁の概念平面図であり、(b)は、ストレーナに設けた閉鎖板を定常運転時、主蒸気出口と反対側の位置に移動させたときの蒸気弁の概念平面図である。また、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0062】
本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27に設けた閉止板52を周方向に沿って回転自在に位置できる構成にしたもので、非定常運転時、図9(a)に示すように、主蒸気入口45に臨む位置に配置させ、定常運転時、図9(b)に示すように、主蒸気出口46と反対側の位置に配置させたものである。
【0063】
このように、本実施形態は、ストレーナ27に設けた閉止板52を周方向に沿って回転自在に移動できる構成にし、非定常運転時、閉止板52を主蒸気入口45に臨む位置に配置し、定常運転時、主蒸気出口46と反対側の位置に配置したので、非定常運転時、より多く発生する酸化スケール等の不純物のストレーナ27内部への流入を防止し、不純物による蒸気タービンの損傷を抑制し、定常運転時、ストレーナ27の外側から内側に向う主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気の流れ込みを防止し、主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0064】
図10は、本発明に係る蒸気弁の第8実施形態を縦断面図概念図である。なお、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0065】
本実施形態に係る蒸気弁20は、主蒸気止め弁に相当する第1弁装置21を主蒸気入口14側に配置し、第1弁装置21に接続させる蒸気制御弁に相当する第2弁装置22を主蒸気出口46側に配置するとともに、第1弁装置21を縦置き形構造に形成し、第2弁装置22を横置き形構造に形成したものである。
【0066】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、第1弁装置21を主蒸気入口14側に配置し、第1弁装置21に接続させる第2弁装置22を主蒸気出口46側に配置するとともに、第1弁装置21を縦置き形構造に形成し、第2弁装置22を横置き形構造に形成したので、主蒸気の主蒸気入口45から主蒸気出口46までの流れの蛇行回数を少なくさせて圧力損失を低く抑えることができる。
【0067】
図11は、本発明に係る蒸気弁の第9実施形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0068】
本実施形態に係る蒸気弁40は、一側に主蒸気入口45を、他側の反対側で、かつ主蒸気入口45に平行配置する主蒸気出口46とをそれぞれ備えた弁ケーシング23に、複数の微細な透口40を備えた、例えば円筒状の筒体38で作製したストレーナ27と、弁座47に対し、自在に接離する弁体48と、スリーブ49内を摺動し、弁体48を進退自在に駆動する弁棒50と、ストレーナ27の外側を囲うように設けられ、透口40の一部を遮蔽しつつ、矢印ARの方向に沿って回転する回転遮蔽板54と、この回転遮蔽板54を支持する支持板55と、この支持板55に回転軸56を介して回転駆動力を与える駆動装置57と、この駆動装置57に駆動指令を与える制御指令58とで構成される。
【0069】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27の外側を囲い、透口40の一部を遮蔽しつつ、回転する回転遮蔽板54と、制御指令58からの指令信号により回転遮蔽板54に回転駆動力を与える駆動装置57とを備えたので、プラントの運転状況に応じてストレーナ27の透口40を自在に位置を変えて塞ぐことができ、プラントの運転に則した対応を採ることができる。
【0070】
すなわち、蒸気弁20は、非定常運転時、回転遮蔽板54を、主蒸気入口45に臨む位置に移動させ、より多く発生する酸化スケール等の不純物をストレーナ27内部への流入を防止し、不純物による蒸気タービンの損傷を抑制することができる。
【0071】
また、定常運転時、蒸気弁20は、回転遮蔽板54を、ストレーナ27の外側から内側に向う主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気の流れ込みの位置に移動させて主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0072】
図12は、本発明に係る蒸気弁の第10実施形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0073】
本実施形態に係る蒸気弁20は、第9実施形態で示す構成とほぼ同様に、一側に主蒸気入口45を、他側の反対側で、かつ主蒸気入口45に平行配置する主蒸気出口46とをそれぞれ備えた弁ケーシング23に、複数の微細な透口40を備えた、例えば円筒状の筒体38で作製したストレーナ27と、弁座47に対し、自在に接離する弁体48と、スリーブ49内を摺動し、弁体48を進退自在に駆動する弁棒50と、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板59と、遮蔽板59を弁蓋60を介して支持固定する押え板62と、弁蓋60に設けられ、遮蔽板59を挿入、抜出し自在にできる挿入抜出し通路61とで構成される。
【0074】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板59を、着脱自在にできる挿入抜出し通路61を弁蓋60に設けたので、遮蔽板59の分解、組立に際して容易に行うことができ、作業員の労力をより一層軽減させることができる。
【0075】
図13は、本発明に係る蒸気弁の第11実施形態を示す一部切断概念平面図である。なお、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0076】
本実施形態に係る蒸気弁20は、一側に主蒸気弁45を、他側の反対側に主蒸気出口46とをそれぞれ備えた弁ケーシング23に、複数の微細な透口40を備えた、例えば円筒状の筒体38で作製したストレーナ27を収容させるとともに、このストレーナ27の外側に設けられ、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板52a,52bの移動を適正な範囲内に移動調整できる調整ストッパ63a,63bを弁蓋60に設けたものである。
【0077】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板52a,52bの移動を適正な範囲内に移動調整する調整ストッパ63a,63bを弁蓋60に備えたので、ストレーナ27の外側から内側に流入する主蒸気のせき止め位置を適正位置に調整して主蒸気の旋回流れの発生を抑制することができ、主蒸気の旋回流れの発生の抑制に基づく圧力損失をより一層低く押えることができる。
【0078】
なお、本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27の透口40の一部を塞ぐ遮蔽板52a,52bの移動を適正な範囲に移動調整する調整ストッパ63a,63bを弁蓋60に備えたが、この例に限らず、例えば図14に示すように、遮蔽板52a,52bに嵌合片64a,64bを設け、嵌合片64a,64bを弁蓋60に設けた嵌合穴(図示せず)に嵌合させて遮蔽板52a,52bの移動を調整してもよい。
【0079】
図15は、本発明に係る蒸気弁の第13実施形態を示す概念図である。なお、第1実施形態の構成要素に対応する構成要素には同一符号を付す。
【0080】
本実施形態に係る蒸気弁20は、第9実施形態で示す構成とほぼ同様に、一側に主蒸気入口45を、他側の反対側で、かつ主蒸気入口45に平行配置する主蒸気出口46とをそれぞれ備えた弁ケーシング23に、複数の微細な透口40を備えた、例えば円筒状の筒体38で作製したストレーナ27と、弁座47に対し、自在に接離する弁体48と、スリーブ49内を摺動し、弁体48を進退自在に駆動する弁棒50と、ストレーナ27の内側の弁座47の上流側で、かつ主蒸気入口45側の反対側に設けられ、例えば、突出し片65で作製した遮蔽部66とで構成される。
【0081】
このように、本実施形態に係る蒸気弁20は、ストレーナ27の内側の弁座47の上流側で、かつ主蒸気入口45側の反対側に、突出し片65で作製した遮蔽部66を設けたので、ストレーナ27の外側から内側に向って流れる主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気の流れ込みを防止し、主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0082】
なお、本実施形態は、ストレーナ27の内側の弁座47の上流側で、かつ主蒸気入口45側の反対側に遮蔽部66を設けたが、この例に限らず、例えば、図16に示すように、例えば、突出し片65で作製した遮蔽部66を弁座47の下流側に設けてもよい。
【0083】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明に係る蒸気弁は、一つの弁ケーシング内に、機能、用途の異なる弁装置を組み込んだので、設置面積をより一層少なくすることができ、起動運転時、定格運転時、部分負荷運転時、緊急遮断運転のいずれの運転時でも迅速に対処することができる。
【0084】
また、本発明に係る蒸気弁は、弁ケーシング内に収容し、主蒸気が外側から内側に向って流れるストレーナに、主蒸気の流れの一部を阻止する手段を備え、主蒸気の流れの一部を阻止する手段をストレーナの適切な位置に設けたので、ストレーナの外側から内側に向って流れる主蒸気の偏流に基づく二次流れの速度欠損部への別の主蒸気の流れ込みを防止し、主蒸気の旋回流れによる圧力損失をより一層低く抑えることができる。
【0085】
また、本発明に係る蒸気弁は、主蒸気のより一層の圧力損失の低減化を図ったので、騒音の低減化と相俟って主蒸気の旋回流れによる不安定流れに基づく振動の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る蒸気弁の第1実施形態を示す概念図。
【図2】図1のB−B矢視方向から見た切断断面図。
【図3】本発明に係る蒸気弁の第2実施形態を示す概念平面図。
【図4】本発明に係る蒸気弁の第3実施形態を示す概念平面図。
【図5】本発明に係る蒸気弁の第4実施形態を示す概念平面図。
【図6】本発明に係る蒸気弁の第5実施形態を示す概念図。
【図7】図6のC−C矢視方向から見た切断断面図。
【図8】本発明に係る蒸気弁の第6実施形態を示す概念平面図。
【図9】本発明に係る蒸気弁の第7実施形態を示す概念図で、(a)は、ストレーナに設けた閉鎖板を非定常運転時、主蒸気入口に臨む位置に移動させたときの蒸気弁の概念平面図であり、(b)は、ストレーナに設けた閉鎖板を定常運転時、主蒸気出口と反対側の位置に移動させたときの蒸気弁の概念平面図。
【図10】本発明に係る蒸気弁の第8実施形態を示す概念図。
【図11】本発明に係る蒸気弁の第9実施形態を示す概念図。
【図12】本発明に係る蒸気弁の第10実施形態を示す概念図。
【図13】本発明に係る蒸気弁の第11実施形態を示す一部切断概念平面図。
【図14】本発明に係る蒸気弁の第12実施形態を示す分解斜視図。
【図15】本発明に係る蒸気弁の第13実施形態を示す概念図。
【図16】本発明に係る蒸気弁の第14実施形態を示す概念図。
【図17】本発明に係る蒸気弁において、ストレーナに設けた閉鎖部の位置と主蒸気に発生する旋回スワール角の有無とを示す図。
【図18】本発明に係る蒸気弁において、ストレーナを平面に展開したときの主蒸気の旋回スワール角を示す線図。
【図19】本発明に係る蒸気弁において、ストレーナに設けた閉鎖部の位置と圧力損失との関係を示す線図。
【図20】従来の蒸気弁を示す概念図。
【図21】従来の蒸気弁において、機能、用途の異なる弁装置を組み込んだ概念図。
【図22】図20のA−A矢視方向から見た切断断面図。
【符号の説明】
1 蒸気弁
2 第1弁装置
3 第2弁装置
4 弁ケーシング
5 第1主蒸気入口
6 第1主蒸気出口
7 第2主蒸気入口
8 ストレーナ
9 第1弁座
10 第1弁体
11 第1弁棒
12 第1駆動装置
13 第2主蒸気出口
14 第2弁座
15 スリーブ
16 第2弁体
17 第2弁棒
18 第2駆動装置
20 蒸気弁
21 第1弁装置
22 第2弁装置
23 弁ケーシング
24 第1主蒸気入口
25 第1主蒸気出口
26 第2主蒸気入口
27 ストレーナ
28 第1弁座
29 第1弁体
30 第1弁棒
31 第1駆動装置
32 第2主蒸気出口
33 第2弁座
34 スリーブ
35 第2弁体
36 第2弁棒
37 第2駆動装置
38 筒体
39 筒壁
40 透口
41 閉鎖部
42 遮蔽板
43 主蒸気剥離域
44 案内板
45 主蒸気入口
46 主蒸気出口
47 弁座
48 弁体
49 スリーブ
50 弁棒
51a,51b 閉鎖部
52a,52b 遮蔽板
53 閉止板
54 回転遮蔽板
55 支持板
56 回転軸
57 駆動装置
58 制御指令
59 遮蔽板
60 弁蓋
61 挿入抜出し通路
62 押え板
63a,63b 調整ストッパ
64a,64b 嵌合片
65 突出し片
66 遮蔽部

Claims (17)

  1. 弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記第1弁装置の主蒸気入口と前記第2弁装置の主蒸気出口が上方から見て直角に配置されるとともに、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに外側から内側に向って流れる主蒸気の流れの一部を阻止する閉鎖部を、前記ストレーナを上方から見たときに主蒸気出口側と反対側となる位置に備えたことを特徴とする蒸気弁。
  2. 閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板を主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの外側に設けたことを特徴とする請求項1記載の蒸気弁。
  3. 閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板を主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの内側に設けたことを特徴とする請求項1記載の蒸気弁。
  4. 弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに外側から内側に向って流れる主蒸気の流れの主蒸気剥離域を発生させる案内板を備えたことを特徴とする蒸気弁。
  5. 主蒸気剥離域を発生させる案内板は、主蒸気出口側と反対側の位置で、かつストレーナの外側に設けたことを特徴とする請求項4記載の蒸気弁。
  6. 弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記弁ケーシング内に収容され、前記第1弁装置を包囲するストレーナに回転自在な閉止板を備えたことを特徴とする蒸気弁。
  7. 回転自在な閉止板は、非定常運転時、主蒸気入口に臨む位置に配置させ、定常運転時、主蒸気出口と反対側の位置に配置させたことを特徴とする請求項6記載の蒸気弁。
  8. 弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第1弁装置と、弁座、弁体、弁棒、駆動装置で構成する第2弁装置とを、一つの弁ケーシングに組み込んだ蒸気弁において、前記一つの弁ケーシングに組み込んだ前記第1弁装置を縦置き形構造に形成して主蒸気の上流側に配置する一方、前記第2弁装置を横置き形構造に形成して前記第1弁装置の下流側に配置したことを特徴とする請求項1記載の蒸気弁。
  9. 一側に主蒸気入口と、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナに、当該ストレーナを上方から見て前記主蒸気入口および前記主蒸気出口のそれぞれの軸線に対して交差する方向の位置に閉鎖部を備えたことを特徴とする蒸気弁。
  10. 閉鎖部は、遮蔽板であり、この遮蔽板をストレーナの外側に備えたことを特徴とする請求項9記載の蒸気弁。
  11. 一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナを包囲して回転自在に摺動する回転遮蔽板と、この回転遮蔽板を駆動する駆動装置とを備えたことを特徴とする蒸気弁。
  12. 一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナを包囲する遮蔽板を挿入、抜出し自在にできる挿入、抜出し通路を弁蓋に備えたことを特徴とする蒸気弁。
  13. 回転遮蔽板および遮蔽板のうち、少なくともいずれか一方は、回転移動範囲を調整する調整ストッパを備えたことを特徴とする請求項11または12記載の蒸気弁。
  14. 回転遮蔽板および遮蔽板のうち、少なくともいずれか一方は、回転移動範囲を調整する嵌合片を備えたことを特徴とする請求項11または12記載の蒸気弁。
  15. 一側に主蒸気入口を、他側の反対側で、かつ前記主蒸気入口に平行配置する主蒸気出口とをそれぞれ備えた弁ケーシングにストレーナを収容した蒸気弁において、前記ストレーナの内側に遮蔽部を備えたことを特徴とする蒸気弁。
  16. 遮蔽部は、突出し片で作製し、弁座の上流側に設置したことを特徴とする請求項15記載の蒸気弁。
  17. 遮蔽部は、突出し片で作製し、弁座の下流側に設置したことを特徴とする請求項15記載の蒸気弁。
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