JP5022887B2

JP5022887B2 - 蒸気弁装置および蒸気タービンプラント

Info

Publication number: JP5022887B2
Application number: JP2007332057A
Authority: JP
Inventors: 蔵進藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-12-25
Also published as: PL2075418T3; CN101469616B; EP2075418A3; CN101469616A; US20090159141A1; KR20090069213A; JP2009156040A; KR100992894B1; EP2075418A2; US8042570B2; EP2075418B1

Description

本発明は、主蒸気止め弁および蒸気加減弁を備えた蒸気弁装置、ならびに、かかる蒸気弁装置を備えた蒸気タービンプラントに関する。

従来の典型的な蒸気タービンプラントにおいては、ボイラーからの蒸気が、蒸気弁装置を通過して蒸気タービンを送られる。蒸気タービンで仕事をした後の蒸気は復水器で水に戻され、給水ポンプにて昇圧されて再びボイラーに供給されるように循環する。前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁とその下流側に配置された蒸気加減弁とからなる。主蒸気止め弁は、蒸気タービンの非常時等に、蒸気タービンに流入する蒸気を瞬時に止めることができるものである。また、蒸気加減弁は蒸気タービンに供給される蒸気流量を制御するためのものである。

従来の典型的な蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と蒸気加減弁とが一体化されており、一体化するにあたっては種々の組み合せが提案されている。

例えば、主蒸気止め弁に横型（水平置）、蒸気加減弁に縦型（垂直置）を採用する場合、主蒸気止め弁の弁体は、側面の蓋を水平方向に貫通する弁棒を介して、その側方に配置された油筒にて駆動され、蒸気加減弁の弁体は、上蓋を上下方向に貫通する弁棒を介して、その上方（あるいは下方）に配置された油筒にて駆動される（例えば特許文献１の図８参照）。

またこのほか、従来から用いられている蒸気弁装置においては、主蒸気止め弁、蒸気加減弁とも縦型（垂直置）としたものが採用されている（例えば特許文献１の図１２、特許文献２の図１、また特許文献３の第４図など参照）。このような場合においては、主蒸気止め弁、蒸気加減弁のいずれか一方の弁体がケーシングを上下方向に貫通する弁棒を介して上方に配置された油筒により駆動され、他方の弁体が同様にケーシングを上下方向に貫通する弁棒を介して下方に配置された油筒により駆動される構造となっている。
特開２００６−１８３５８２号公報（図８，図１２）特開平１０―１７６５０２号公報（図１）特開昭６３−８２００２号公報（第４図）

上述した従来の蒸気弁装置のうち、横型（水平置）の弁と縦型（垂直置）の弁を組み合わせた蒸気弁装置においては、横型（水平置）の弁の弁棒が水平に設置された構造となるため、次のような不具合がある。

（１）弁体の重量により生じる弁棒のたわみにより、弁棒の先端に設けた弁体と弁座との当たりが不十分となり、流入した蒸気の遮断が不十分になることがある。このために、組立の際には、これらの弁棒のたわみを考慮した、弁体と弁座との当たりの合わせの調整が必要となり、組立の際に、組立熟練者と長い調整時間を要する。

（２）発電所における蒸気弁の定期検査時等において横型（水平置）の弁の取り外し、取り付け作業を行う際に、弁体と弁棒部分が蒸気弁本体から水平に引き出す（抜けきる）までワイヤーロープをかけることができず、さらにはその引き出し作業中には玉掛作業の重心を出すことができない。結果的に不自然な姿勢での作業となるため、労働安全管理上も危険でありメンテナンスの作業性を悪くしている。

このような従来構造の横型（水平置）の弁と縦型（垂直置）の弁を組み合わせた蒸気弁装置ではなく、同様に従来から知られている主蒸気止め弁と蒸気加減弁の両方を縦型（垂直置）とすることも考えられる。しかし、従来から知られている縦型（垂直置）弁を組み合わせた蒸気弁装置では、主蒸気止め弁と蒸気加減弁の弁ケーシングを貫通して上下方向に摺動する弁棒のうちいずれかが弁座の下流側に延びる構造となっている。一般に、弁装置においては弁座の下流部において圧力損失が生じる原因となる障害物がないほうが好ましいが、上述の通り従来の縦型（垂直置）弁を組み合わせた蒸気弁装置では、主蒸気止め弁あるいは蒸気加減弁のいずれかの弁開時に弁棒が蒸気流れの障害物となって圧力損失を生じる構造になっている。

この発明は以上説明した従来技術の課題に鑑みてなされたものであって、蒸気弁装置のメンテナンスの作業性を向上させるとともに蒸気弁装置の弁開時圧力損失低減を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、前記主蒸気止め弁は、水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、を有し、前記蒸気加減弁は、水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、を有し、前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、中心角９０度の円弧状であり、さらにその円弧状の中間流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、を特徴とする。
また、本発明に係る蒸気弁装置の他の態様は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、前記主蒸気止め弁は、水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、を有し、前記蒸気加減弁は、水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、を有し、前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、直線状流路部と円弧状流路部とを組み合わせてなり、さらにその円弧状流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、を特徴とする。

また、本発明に係る蒸気タービンプラントは、ボイラーと、前記ボイラーで生成された主蒸気を導入してその主蒸気のエネルギーによって駆動される蒸気タービンと、前記ボイラーと蒸気タービンの間に配置されて前記主蒸気の流れを制御する蒸気弁装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有し、前記主蒸気止め弁は、水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、を有し、前記蒸気加減弁は、水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、を有し、前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、中心角９０度の円弧状であり、さらにその円弧状の中間流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、を特徴とする。
また、本発明に係る蒸気タービンプラントの他の態様は、ボイラーと、前記ボイラーで生成された主蒸気を導入してその主蒸気のエネルギーによって駆動される蒸気タービンと、前記ボイラーと蒸気タービンの間に配置されて前記主蒸気の流れを制御する蒸気弁装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有し、前記主蒸気止め弁は、水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、を有し、前記蒸気加減弁は、水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、を有し、前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成されてた円管流路であって、かつ、直線状流路部と円弧状流路部とを組み合わせてなり、さらにその円弧状流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、を特徴とする。

この発明によれば、蒸気弁装置のメンテナンスの作業性が向上するとともに蒸気弁装置の弁開時圧力損失低減が可能となる。

以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。

［第１の実施形態］
図１は本発明に係る蒸気弁装置の第１の実施形態を示す縦断面図であり、図２は本発明に係る蒸気弁装置を備えた蒸気タービンプラントの一実施形態を示す系統図である。

この蒸気タービンプラントでは、図２に示すように、ボイラー２０からの蒸気が、蒸気弁装置２１を通過した後に高圧蒸気タービン１０へ送られるように構成されている。蒸気弁装置２１は、主蒸気止め弁１と、その下流側に配置された蒸気加減弁２とを有する。高圧蒸気タービン１０で仕事をしたあとの蒸気は、逆止弁７を経由して再びボイラー２０の再熱器にて再熱され、再熱蒸気止め弁３、インターセプト弁４を経て中圧蒸気タービン１１に送られ、その後低圧蒸気タービン１２へ送られてさらに仕事をする。低圧蒸気タービン１２を出た蒸気は復水器１３にて水に戻され、給水ポンプ１４にて昇圧して再びボイラー２０に供給されるように循環する。

図示の例では、プラントの運用効率を高めるために、主蒸気止め弁１の上流側からボイラー２０の再熱器の上流側に接続された高圧タービンバイパス弁５やボイラー２０の再熱器の下流側から復水器１３に接続された低圧タービンバイパス弁６が設置され、タービンの運転に係わらずボイラー系統単独の循環運転ができるようになっている。

この実施形態に係る蒸気弁装置２１は、図１に示すように、上流側の主蒸気止め弁１と、その下流側に配置された蒸気加減弁２と、これらの間を連絡する中間流路部３０とを有し、主蒸気止め弁１および蒸気加減弁２の両方を縦型（垂直置）とする。なお、図１は、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２がともに閉じた状態を示している。

主蒸気止め弁１は、第１の流路６１を形成する第１のケーシング３１と、この第１のケーシング３１内で上下に移動する第１の弁体３２とを有する。第１のケーシング３１には、水平方向に開口して蒸気を受け入れる第１の入口部３３が形成され、鉛直方向に開口して下方に蒸気を排出する第１の出口部３４が形成されている。第１の出口部３４には、内側に向かって隆起状をなす第１の弁座３５が配置され、第１の弁体３２が上昇あるいは下降したときに第１の弁体３２と第１の弁座３５が離脱係合して第１の流路６１を開閉するように構成されている。

第１のケーシング３１の上部には、メンテナンス時に開放可能な第１の弁蓋３６が配置されている。第１の弁体３２には第１の弁棒３７が取り付けられ、第１の弁棒３７は第１の弁体３２の上方に延びて第１のケーシングの３１のうちの第１の弁蓋３６の部分を貫通し、第１の油筒３８内の第１のピストン３９に接続されている。ここで、第１の弁棒３７は、第１の弁体３２に対して、第１の出口部３４の反対側に取り付けられており、第１の弁体３２を第１の弁座３５から離脱させる（つまり第１の流路６１を開く）際には、第１の出口部３４と反対側の方向に移動させられる。第１のケーシング３１の内側で第１の弁体３２の外側に、ストレーナ４０が配置されている。

蒸気加減弁２は、主蒸気止め弁１とほぼ同様の配置であって、第２の流路７１を形成する第２のケーシング４１と、この第２のケーシング４１内で上下に移動する第２の弁体４２とを有する。第２のケーシング４１には、水平方向に開口して蒸気を受け入れる第２の入口部４３が形成され、鉛直方向に開口して下方に蒸気を排出する第２の出口部４４が形成されている。第２の出口部４４には、内側に向かって隆起状をなす第２の弁座４５が配置され、第２の弁体４２が上昇あるいは下降したときに第２の弁体４２と第２の弁座４５が離脱係合して第２の流路７１を開閉するように構成されている。

第２のケーシング４１の上部には、メンテナンス時に開放可能な第２の弁蓋４６が配置されている。第２の弁体４２には第２の弁棒４７が取り付けられ、第２の弁棒４７は第２の弁体４２の上方に延びて第２のケーシング４１のうちの第２の弁蓋４６の部分を貫通し、第２の油筒４８内の第２のピストン４９に接続されている。ここで、第２の弁棒４７は、第２の弁体４２に対して、第２の出口部４４の反対側に取り付けられており、第２の弁体４２を第２の弁座４５から離脱させる（つまり第２の流路７１を開く）際には、第２の出口部４４と反対側の方向に移動させられる。

中間流路部３０は、第１の出口部３４と第２の入口部４３とを接続する一つの円弧状のエルボを形成し、その円弧角は９０度である。

中間流路部（エルボ）３０の内部における流体のはく離現象を回避するにはこの中間流路部３０の円弧の中心半径Ｒと中間流路部３０の内径Ｄｉの比（Ｒ／Ｄｉ）が大きいことが望ましく、（Ｒ／Ｄｉ）が１以上、さらには２以上であるのが望ましい。

この実施形態では、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０は一体として、鍛造または鋳造により形成できる。

このように構成された蒸気弁装置２１で、ボイラー２０（図２）から供給された主蒸気は、第１の入口部３３から水平向きに主蒸気止め弁１の第１のケーシング３１内に流入し、さらにストレーナ４０内に流入し、第１の弁体３２と第１の弁座３５の間を通り、第１の出口部３４を下向きに通って主蒸気止め弁１を通過する。主蒸気止め弁１を通過した主蒸気は、中間流路部３０を通って流れの向きが下向きから水平向きに変えられ、第２の入口部４３から水平方向に蒸気加減弁２の第２のケーシング４１内に流入する。第２のケーシング４１内に流入した蒸気は第２の弁体４２と第２の弁座４５の間を通り、第２の出口部４４を下向きに通って蒸気加減弁２を通過する。

主蒸気止め弁１の第１の弁体３２は第１の弁棒３７を介して第１のピストン３９と連動して上下する。主蒸気止め弁１が開方向に動作するとき、第１の弁棒３７は上流側に引き上げられ、蒸気流路の邪魔にならないので、第１の弁棒３７による圧力損失が小さくなる。同様に、蒸気加減弁２の第２の弁体４２は第２の弁棒４７を介して第２のピストン４９と連動して上下する。蒸気加減弁２が開方向に動作するとき、第２の弁棒４７は上流側に引き上げられ、蒸気流路の邪魔にならないので、第２の弁棒４７による圧力損失が小さくなる。

また、この実施形態によれば、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２の両方を縦型（垂直置）とすることができる。その結果、組立時において弁体の重量により生じる弁棒のたわみの影響が排除され、弁棒の先端に設けた弁体と弁座との当たり作業が容易となるばかりか、油筒や上蓋等の内蔵部品が分解点検時に天井クレーンを用いて鉛直に吊り上げ、吊り下げすることができるようになり、危険を伴わずにメンテナンスが可能となる。

一般にエルボ内部の流れでは、流体に遠心力が働き、流速の速い中央部の流体部分に作用する遠心力は壁面付近の流速の遅い流体部分に働くそれよりも大きいので、中央部の流体はエルボの曲がりの外側へ押しやられ、管壁近くの流体は壁に沿ってエルボの曲がりの内側に回り込むこととなる。また、エルボ断面内の壁面の圧力分布は一様ではなく、圧力はエルボの曲がりの外側の壁で高く、内側の壁では低くなるため、エルボ内部には二次流れが発生している。この二次流れの連続した流れとして下記に示す流体のはく離が発生する。

（１）エルボの曲がりの外側では、曲がりに近づく流れは次第に圧力が上昇することとなり、エルボの曲がりの入口部ではく離が起こる。

（２）エルボの曲がりの内側では、圧力が低く、エルボの曲がりの終わり（出口部）では遠心力はなくなり、再び圧力が上昇してついにはエルボの曲がりの後ではく離が起こる。

本実施形態の中間流路部（エルボ）３０内を流れる蒸気の圧力損失の主なものは、上述のエルボ内部における流体のはく離に由来するものである。前述のように、中間流路部３０の円弧の中心半径Ｒと中間流路部３０の内径Ｄｉの比（Ｒ／Ｄｉ）を１以上、さらに好もしくは２以上とすることにより、中間流路部（エルボ）３０の内部における流体のはく離現象を回避することができ、これにより、中間流路部３０での圧力損失を小さくすることができる。

［第２の実施形態］
図３は本発明に係る蒸気弁装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。第２の実施形態に係る蒸気弁装置２１は第１の実施形態に係る蒸気弁装置と構造上はほとんど同じであるが、製造過程において、第２の実施形態では、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０それぞれを別体として、鍛造または鋳造により形成し、その後にそれらを、たとえば溶接部５５で溶接によって結合する。

一般なエルボ内部の流れについては、第１の実施形態で説明したように複雑な流れをすることが判明しており、流体に遠心力が働いて中央部の流体は中間流路部３０の曲がりの外側へ押しやられることから、中間流路部３０内面はその流体により局部的に浸食される欠点がある。

これを防止するために、中間流路部３０の材質として、主蒸気止め弁１の第１のケーシング３１や蒸気加減弁２の第２のケーシング４１の材質と異なり、ニッケルやクロムを含む耐食性の優れた材料を自由に選択して製作すること、それを溶接にて接続して一体化することができる。

さらには、従来の主蒸気止め弁１の第１のケーシング３１や蒸気加減弁２の第２のケーシング４１の材料としてクロム、モリブデンを添加することにより高温強度を増し、さらにこれらの添加物による材料表面の不安定現象を抑えるためにバナジウムを添加したクロム−モリブデン−バナジウム鋳鋼品が使用されている。これら第１および第２のケーシング３１、４１は、複雑な形状を有しているので、鋳造で製造するのが最適な方法である。

しかしながら、発電設備の効率向上のため、蒸気弁に作用する蒸気温度を６００℃以上に上昇させようとすると、従来のクロム−モリブデン−バナジウム鋳鋼品では強度的に限界であり対応できず、新たな材料として製品内部に素材欠陥のない高クロム鋼鍛鋼品が選択されるようになる。

このように、今後予想される入口蒸気の高温化の流れにおいては、第１および第２のケーシング３１、４１や中間流路部３０の構成部材を、目的や用途に応じて鋳鋼品や鍛鋼品で単独に製作し、後にそれらを組み合わせて溶接にて接続し一体化する手法が適している。

このことにより、鋳鋼品では複雑な形状なるが故に、構造上各部分の肉厚が不均一となり、その結果、蒸気タービンの起動時等においては、厚肉部の内外面の間に生ずる温度差のため多大な熱応力の発生が避けられない事象が見受けられたが、鋳鋼品や鍛鋼品を有効に組み合わせて用いることにより肉厚が均一化され強度的にも高い効果が得られる。

［第３の実施形態］
図４は本発明に係る蒸気弁装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。この実施形態は第１の実施形態の変形例である。第１の実施形態における中間流路部は、一つの円弧状のエルボを形成し、その円弧角は９０度である。それに対して第２の実施形態における中間流路部３０は、主蒸気止め弁１の出口部（第１の出口部）３４に接続される曲がり角度が４５°以上の円弧状のエルボ５０と、その下方に接続された傾斜した直線状流路部５１とからなり、これらを組み合わせて形成されている。

この実施形態によれば、エルボ内を流れる蒸気のはく離をさらに低減することができ、それにより圧力損失を低減させることができる。このエルボ５０の円弧の中心半径Ｒとエルボ内径Ｄｉの比（Ｒ／Ｄｉ）は第１の実施形態と同様に２以上であることが好ましい。また、図４に本実施の形態においては２つの曲がり角度が４５°のエルボ５０を１つの直線状流路部５１にて接続したが、曲がり角度は合計で９０°となるように適宜設定することが可能であり、また３つ以上のエルボ５０と複数の直線状流路部５１を組み合わせた中間流路部３０とすることもできる。

［他の実施形態］
上述の各実施形態は単なる例示であって、本発明はこれらに限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態の特徴を任意に組み合わせても良い。たとえば、第３の実施形態の構成では、第１の実施形態と同様に主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０は一体として鍛造または鋳造により形成してもよい一方、第２の実施形態と同様に、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０それぞれを別体として、鍛造または鋳造により形成し、その後にそれらを溶接によって結合してもよい。

また、上記各実施形態において上下の向きを逆にしても良い。

本発明に係る蒸気弁装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。本発明に係る蒸気弁装置を備えた蒸気タービンプラントの一実施形態を示す系統図である。本発明に係る蒸気弁装置の第２の実施形態を示す縦断面図である。本発明に係る蒸気弁装置の第３の実施形態を示す縦断面図である。

符号の説明

１：主蒸気止め弁、２：蒸気加減弁、３：再熱蒸気止め弁、４：インターセプト弁、５：高圧タービンバイパス弁、６：低圧タービンバイパス弁、７：逆止弁、１０：高圧蒸気タービン、１１：中圧蒸気タービン、１２：低圧蒸気タービン、１３：復水器、１４：給水ポンプ、２０：ボイラー、２１：蒸気弁装置、３１：第１のケーシング、３２：第１の弁体、３３：第１の入口部、３４：第１の出口部、３５：第１の弁座、３６：第１の弁蓋、３７：第１の弁棒、３８：第１の油筒、３９：第１のピストン、４０：ストレーナ、４１：第２のケーシング、４２：第２の弁体、４３：第２の入口部、４４：第２の出口部、４５：第２の弁座、４６：第２の弁蓋、４７：第２の弁棒、４８：第２の油筒、４９：第２のピストン、５０：エルボ、５１：直線状流路部、５５：溶接部、６１：第１の流路、７１：第２の流路

Claims

主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、中心角９０度の円弧状であり、さらにその円弧状の中間流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、
を特徴とする蒸気弁装置。
主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、直線状流路部と円弧状流路部とを組み合わせてなり、さらにその円弧状流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、
を特徴とする蒸気弁装置。
前記第１の出口部および第２の出口部は下方に向いて開口しており、
前記第１の弁棒は前記第１のケーシングの上部を上方に貫通しており、
前記第２の弁棒は前記第２のケーシングの上部を上方に貫通していること、
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸気弁装置。
前記第１のケーシングと第２のケーシングと中間流路部とが鍛造または鋳造により一体で製造されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蒸気弁装置。
前記第１のケーシングと第２のケーシングと中間流路部とが個別に製造された後に結合されたものであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の蒸気弁装置。
ボイラーと、前記ボイラーで生成された主蒸気を導入してその主蒸気のエネルギーによって駆動される蒸気タービンと、前記ボイラーと蒸気タービンの間に配置されて前記主蒸気の流れを制御する蒸気弁装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、
前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有し、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成された円管流路であって、かつ、中心角９０度の円弧状であり、さらにその円弧状の中間流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、
を特徴とする蒸気タービンプラント。
ボイラーと、前記ボイラーで生成された主蒸気を導入してその主蒸気のエネルギーによって駆動される蒸気タービンと、前記ボイラーと蒸気タービンの間に配置されて前記主蒸気の流れを制御する蒸気弁装置と、を有する蒸気タービンプラントにおいて、
前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と蒸気加減弁の間を接続する中間流路部とを有し、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部と、前記第１の入口部と第１の出口部の間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部と、前記第２の入口部と第２の出口部の間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に変えて前記第２の入口部に流出するように構成されてた円管流路であって、かつ、直線状流路部と円弧状流路部とを組み合わせてなり、さらにその円弧状流路部の中心半径Ｒとその円管流路の内径Ｄｉとの比Ｒ／Ｄｉが１以上であること、
を特徴とする蒸気タービンプラント。