JPH08232607A

JPH08232607A - 蒸気タービン用バルブ

Info

Publication number: JPH08232607A
Application number: JP7335332A
Authority: JP
Inventors: Rudolf Lindner; ルドルフ・リントナー
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1994-12-24
Filing date: 1995-12-22
Publication date: 1996-09-10
Also published as: US5832944A; DE4446605A1

Abstract

(57)【要約】【課題】完全に電気的な作動が可能で、且つ、緊急遮
断の際には速やかに閉鎖方向に作動させることが可能な
蒸気タービン用バルブを提供する。【解決手段】本発明に基づく蒸気タービン用バルブ
は、弁体２４、弁座２５を備えた弁箱１２、弁体２４を
作動させる弁棒２２、及び弁棒２２を作動させる駆動機
構１４で構成される。駆動機構１４は、電動機１６、電
磁継手１８、ボールスクリュー２０、及びアキュムレー
タ２８で構成される。ボールスクリュー２０を構成する
ブッシュ２０ａは、電磁継手１８を介して電動機１６に
接続され、ボールスクリュー２０を構成するロッド２０
ｂの先端部は、弁棒２２の基部に接続される。更に、ロ
ッド２０ｂの先端部にはフランジ部２６が形成され、こ
のフランジ部２６とブッシュ２０ａとの間にはアキュム
レータ２８が組込まれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、弁体、弁体に対応
する弁座を備えた弁箱、弁体を作動する弁棒、及び弁棒
を作動する駆動機構を備えた、蒸気タービン用バルブに
関する。

【０００２】更に、本発明は、このバルブを蒸気タービ
ンの緊急遮断用メインバルブを作動するパイロットバル
ブとして使用する場合の構成、蒸気タービンの調速バル
ブとして使用する場合の構成、及び、このバルブを作動
する方法にも関する。

【０００３】

【従来の技術】蒸気タービン用バルブとしては、緊急遮
断バルブ及び調速バルブなどが一般的に使用されてい
る。要求されるバルブ作動力、作動速度あるいは位置精
度などを確保するために、一般的には、液圧式のバルブ
駆動機構が使用される。その様な蒸気タービン用のバル
ブにおいて、油圧駆動式の調速制御システムは不可欠で
ある。同様に、各バルブと前記油圧駆動式の調速制御シ
ステムの間を接続する加圧及び戻りライン、及び、対応
するバルブ類を作動するための作動シリンダ及びピスト
ンロッドなども不可欠である。

【０００４】作動媒体として油を使用する場合、相当な
設備が必要になるとともに、付随する制御系統、及びそ
れに関係するモニタリング及び保守が必要となるほか、
更に、火災の危険をも伴う。火災の危険を減らすため
に、且つ、タービンにおける配管量を少なくするため
に、大規模な装置においては、既に、謂ゆるコンパクト
ドライブが各所で実用化されている。しかし、この方法
は、小型あるいは中形のタービンには向いていない、特
に、コスト面で極めて不利である。

【０００５】空気圧駆動式の蒸気タービン用バルブも、
各所で、使用されている。しかし、特に、大型のバルブ
で使用した場合、バルブ作動力が不連続的に変動するた
め、操作上の難点がある。

【０００６】電気式あるいは電子式のタービン調速制御
及び保護システムからの電気信号は、主として、上述の
バルブ駆動機構を駆動するために使用される。従って、
電気システムと液圧あるいは空気圧システムの間の接続
機構が不可欠である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上の様な状況に鑑
み、本発明の目的は、この様な電気システムと液圧ある
いは空気圧システムの間の接続機構が不要で、且つ、タ
ービンの緊急遮断の様な、装置上及びプロセス上、必要
とされる機能を確実に充足することが可能な蒸気タービ
ン用バルブ、具体的には緊急遮断バルブ及び調速バル
ブ、を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に基づく蒸気ター
ビン用バルブは、弁体、弁体に対応する弁座を備えた弁
箱、弁体を作動させる弁棒、弁棒を作動させる駆動機構
を備えた蒸気タービン用バルブにおいて、前記弁棒は、
回転運動を拘束されて支持され、前記駆動機構は、電動
機と、電磁継手と、一端が電磁継手を介して電動機に接
続され、他端が前記弁棒に接続されたボールスクリュー
と、ボールスクリューの伸縮によって軸方向の駆動力が
蓄えられるアキュムレータと、により構成されることを
特徴とする。

【０００９】以上の構造を備えることによって、本発明
に基づく蒸気タービン用バルブは、蒸気タービンの異常
発生時の保護動作を含めて、完全に電気的に作動させる
ことが可能である。

【００１０】なお、上記のボールスクリューは、ネジ付
きのブッシュとネジ付きのロッドとを、互いのネジ部の
間に形成された隙間にボールを装着して、結合すること
により構成されたもので、ボールを装着することによっ
て、ネジ部における摩擦及び遊びがほとんどない状態
で、ブッシュの回転運動をロッドの軸方向運動に変換す
る機能を有している。

【００１１】また、上記のアキュムレータは、ボールス
クリューを構成するロッドの先端部に形成されたフラン
ジ部と、ボールスクリューを構成するブッシュの（ロッ
ド側の）端部との間に、バネを組込むことによって構成
される。

【００１２】上記のボールスクリューにおいて、ブッシ
ュの回転運動がロッドの軸方向運動に変換され、それと
同時に、アキュムレータを構成するバネが伸縮されるた
めに、ロッドを軸方向に駆動する力がアキュムレータに
蓄積される。即ち、例えば、ロッドに対してブッシュを
捩込んで行くに従って、バネが圧縮されて、アキュムレ
ータがチャージされる。一方、ブッシュの回転方向の拘
束を解放すると、アキュムレータが解放されて、バネが
伸張し、その力によってブッシュが逆方向に回転して、
ボールスクリューを伸張する方向にロッドが作動する。
なお、これとは逆に、バネを伸張させて、アキュムレー
タをチャージすることも可能である。

【００１３】電磁継手は、ボールスクリューを構成する
ブッシュに接続される、一方、弁棒は、ボールスクリュ
ーを構成するロッドの先端部に接続される。更に、弁棒
は、回転方向の運動を拘束されてバルブキャップに支持
される。ブッシュを回転することにより、ロッドに接続
された弁棒が軸方向に作動する。従って、本発明では、
弁棒の作動のための駆動源としては、両回転方向に制御
可能な電動機のみで十分であり、ボールスクリューの他
には、回転運動を軸方向運動に変換する機構は必要とし
ない。なお、この電動機は、当然、トルク保護機構を備
えている、それによって、例えば、バルブを閉鎖する
際、弁体（例えば、バルブコーン）が弁座に対して押付
けられても、過大な押付け力は発生せず、弁体及び弁座
を損傷することはない。前記アキュムレータを構成する
バネとして、好ましくは、円板バネを使用する。

【００１４】本発明に基づく駆動機構の動作は、以下の
通りである。

【００１５】先ず、バルブを開放する際には、電動機を
起動するとともに、電磁継手を繋げる。これにより、電
動機がボールスクリューに接続されて、ボールスクリュ
ーのブッシュが回転し、ボールスクリューを圧縮（ある
いは伸張）する。これに伴って、アキュムレータを構成
するバネ（例えば、円盤ネジ）が圧縮（あるいは伸張）
されて、アキュムレータに軸方向の駆動力が蓄えられ
る。これと同時に、ボールスクリューのロッドが軸方向
に作動し、ロッドに接続されている弁棒を軸方向に作動
して、弁体を弁座から引離して、バルブを開放する。

【００１６】一方、バルブを緊急遮断する際には、電磁
継手を切離すのみで十分である。これにより、電動機か
ら電磁継手を介してボールスクリューのブッシュに作用
していた回転運動に対する拘束が解除される。これによ
り、アキュムレータに蓄えられていた軸方向の駆動力が
解放され、ブッシュが回転を始め、ボールスクリューが
伸張（あるいは圧縮）する。これにより、ボールスクリ
ューのロッドが反対方向に作動し、ロッドに接続されて
いる弁棒を軸方向に作動して、弁体を弁座に対して押付
けて、バルブを閉鎖する。この結果、蒸気タービンへの
蒸気の流れが遮断される。

【００１７】バルブ作動速度は、電動機の速度の他に、
ボールスクリューのネジ、あるいは、それに接続する弁
棒の幾何学的条件、及びバルブストローク長などに依存
する。従って、電動機のみによる作動速度には限界があ
り、緊急遮断、全負荷の切離し、補助動力を維持する切
離しなどの様な特殊な操作のために要求される条件に
は、全く、適合していない。電磁継手、ボールスクリュ
ー及びアキュムレータの組合わせは、その様な非常の場
合の、バルブ作動速度についての要求を満足することが
できる。

【００１８】更に、摩擦による制動力をできる限り小さ
くするために、ボールスクリューのブッシュの軸方向に
対する支持は、好ましくは、ローラ・ベアリングを用い
て行う。

【００１９】本発明によるバルブを、タービンの流体圧
作動式の緊急遮断用メインバルブを作動するパイロット
バルブとして使用することができる。パイロットバルブ
として使用する場合には、弁体及び弁箱によって３方弁
を形成するが、それ以外の構造については先に述べたバ
ルブと相違点はない。電磁継手を切離すことによって、
アキュムレータに蓄えられていた駆動力が解放されて弁
棒を作動し、３方弁の弁体を、作動位置（メインバルブ
開相当）から待機位置（メインバルブ閉相当）へ作動す
る。その結果、３方弁が切替わって、作動流体がメイン
バルブの閉鎖部材を作動してメインバルブが閉鎖位置に
なり、作動流体の圧力によってその位置を保持する。一
方、通常運転状態では、パイロット調整弁に導かれた作
動流体は、３方弁を通って、低圧スペース側へ導かれ
る。

【００２０】この場合にも、電磁継手、ボールスクリュ
ー及びアキュムレータの組合わせが効果的に使用され
る。この組合わせは、既に、先に述べたバルブと同様
に、例え、電源供給が停止されても、緊急遮断用メイン
バルブを、確実に且つ速やかに、閉鎖することが可能で
ある。なお、緊急遮断用メインバルブを速やかに閉鎖す
ることは、この様な場合においては、特に、重要とされ
る機能である。

【００２１】他方、ボールスクリューを介して電動機に
より弁棒を作動する作動速度は、比較的、低速ではある
が、必要とされる開放のための時間としては十分な値で
ある。従って、この低い作動速度は、開放動作に関して
は問題とはならない。この事は、同様に、一定の中間位
置、（例えば、予熱あるいは試験などを目的とする位
置）についても、当てはまる。

【００２２】更に、本発明によるバルブを、蒸気タービ
ンの調速バルブとして使用することができる。但し、調
速バルブとして使用する場合には、単に、閉鎖速度が速
いことのみでは十分ではない。望ましいタービン調速を
実現するためには、全てのバルブグループを、個別に作
動させることが必要となる。このため、全てのバルブグ
ループに対して、それぞれ、調速バルブを接続し、更
に、別の調速バルブを補助動力のために使用する。

【００２３】調速バルブとして使用する場合、タービン
への蒸気の供給を完全に中止すること、即ち、全ての調
速バルブを完全に閉鎖することは、常に好ましいとは限
らない。調速バルブとして使用する場合には、例えば、
謂ゆる部分的負荷解除などに対応する機能も要求され
る。このため、蒸気を複数のバルブあるいはバルブグル
ープに分配して、タ−ビンに供給する必要がある。これ
によって、フィードフォワード制御あるいは選択ロジッ
クと偏差に基づく制御などにおいて要求される、増加及
び減少の両方向についての蒸気流量の変化速度を満足さ
せることができる。

【００２４】従って、本発明によるバルブを調速バルブ
として使用する場合には、少なくとももう一つの同タイ
プのバルブと組合わせて使用する。電動機を、各バルブ
の電磁継手とともに、共通の電気式あるいは電子式調速
制御システムに接続して、この調速制御システムによっ
て、操作パラメータへの変換を行う。

【００２５】好ましくは、同タイプの少なくとも５つの
バルブを使用する。この内、一つを補助動力用のバルブ
として使用し、残りのバルブをそれぞれのノズルグルー
プに接続して、負荷調整用のバルブとして使用する。

【００２６】なお、緊急遮断動作を開始する場合には、
各電磁継手に接続された調速制御システムによって全て
の電磁継手を切離す。これによって、アキュムレータの
駆動力により弁棒を作動して、各弁体を弁座に対して押
付けてバルブを閉鎖して、タービンの中への蒸気の流れ
を遮断する。

【００２７】以上の様に、本発明に基づく蒸気タービン
用バルブは、駆動機構を電動機、電磁継手、バールスク
リュー及びアキュムレータの組合わせによって構成され
るが、その作動は以下の様に行われる。

【００２８】先ず、バルブを開放する際には、イ．電磁継手を繋げる、ロ．それにより、電動機がボールスクリューに接続さ
れ、ボールスクリューが回転することによって、ボール
スクリューが圧縮（あるいは伸張）し、これにに伴っ
て、アキュムレータに軸方向の駆動力が蓄えられる、ハ．それと同時に、ボールスクリューに接続された弁棒
が作動され、弁体が弁座から引離され、バルブが開放さ
れる、ニ、その結果、蒸気が蒸気タービンへ導入される。

【００２９】以上の様な、作動方法は、通常運転の場合
を想定している。一方、バルブを緊急遮断する際には、イ．電磁継手を切離す、ロ．それにより、ボールスクリューの回転運動に対する
拘束が解除されて、アキュムレータが解放され、アキュ
ムレータに蓄えられていた軸方向の駆動力によって、ボ
ールスクリューが伸張（あるいは圧縮）される、ハ．それにより、ボールスクリューに接続された弁棒が
作動され、弁体が弁座にに押付けられ、バルブが閉鎖さ
れる、ニ．その結果、蒸気タービンへの蒸気の供給が遮断され
る。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下において、図に示した実施例
を参照しながら、本発明に基づく蒸気タービン用バルブ
の細部の構造、緊急遮断用メインバルブを作動するパイ
ロットバルブとして使用する場合の態様、調速バルブと
して使用する場合の態様、及び特有の効果について説明
する。

【００３１】図１に、本発明に基づく蒸気タービン用バ
ルブの駆動機構を含む縦方向断面図を示す。バルブ１０
は、円錐形のシール部を有する弁体２４、弁座２５を備
えた弁箱１２、弁体２４を作動させる弁棒２２、及び弁
棒２２を作動させる駆動機構１４で構成される。駆動機
構１４は、電動機１６、電磁継手１８、ボールスクリュ
ー２０、及びアキュムレータ２８で構成される。

【００３２】ボールスクリュー２０は、図に示す様に、
ネジ付きのブッシュ２０ａ、ネジ付きのロッド２０ｂ、
ネジ部に装着されたボール２０ｃ、及びボール循環経路
２１で構成され、ブッシュ２０ａの回転運動をロッド２
０ｂの軸方向運動に変換する機能を有するとともに、ボ
ールａを使用することによって、ネジ山に作用する摩擦
力をできる限り小さくしている。ブッシュ２０ａは、電
磁継手１８を介して電動機１６に接続され、ロッド２０
ｂの先端部は、弁棒２２の基部に接続されている。更
に、ロッド２０ｂの先端部には、フランジ部２６が形成
され、このフランジ部２６とブッシュ２０ａの（ロッド
側の）端部との間には、円板バネを交互に配置すること
により構成されたアキュムレータ２８が組込まれてい
る。ボールスクリュー２０、アキュムレータ２８、及び
弁棒２２の一部は、バルブキャップ３２の中に収容され
ている。

【００３３】なお、ブッシュ２０ａが回転する際に、軸
方向の荷重によって発生する摩擦力を小さく抑えるた
め、ブッシュ２０ａは、ローラベアリング３０を介して
バルブキャップ３２に支持され、一方、アキュムレータ
２８は、ローラベアリング３４を介してフランジ２６に
支持されている。また、弁棒２２は、回転運動の拘束の
ため、回転止め機構２３を介してバルブキャップ３２に
支持されている。

【００３４】以下に、図１に示された蒸気タービン用バ
ルブの動作について説明する。

【００３５】蒸気は、矢印３６の方向に沿って弁箱１２
の中に導入される。図１に示されたバルブの位置は閉鎖
位置であり、従って、蒸気の流れは弁体２４及び弁座２
５によって遮断され、矢印３８の方向へ流れることはで
きない。電動機１６を駆動すると、電磁継手１８を介し
て電動機１６に接続されているブッシュ２０ａは、矢印
４０の方向へ回転運動を始める。この結果、ロッド２０
ｂ及びこれに接続されている弁棒２２は、矢印４２の方
向、即ち、電磁継手１８側の方向へ作動する。これと同
時に、ロッド２０ｂの先端に形成されたフランジ２６に
よって、アキュムレータ２８を構成する円板バネが圧縮
されて、チャージされる。

【００３６】以上の様な過程を経て、弁体２４が弁座２
５から引離されて、バルブが開放され、矢印３６の方向
に沿って弁箱１２に導入された蒸気は、弁箱１２を通っ
て、矢印３８の方向へ流れる。

【００３７】負荷を解除する際、及び、タービンを緊急
遮断する際には、電磁継手１８への電源供給を断つ。こ
れによって、電磁継手１８が切離され、ブッシュ２０ａ
の回転運動に対する拘束が解除され、アキュムレータ２
８が解放される。これにより、アキュムレータによる軸
方向の駆動力が、ロッド２０ｂを矢印４２の反対側に作
動し、ロッド２０ｂに接続された弁棒によって、弁体２
４が弁座２５に押付けられ、バルブが閉鎖される。

【００３８】弁体２４の正確な位置調整が要求される場
合には、バルブキャップ３２の側面に取付けられたスト
ローク測定手段４４が使用される。このストローク測定
手段４４によって、弁棒２２の作動範囲が正確に測定さ
れ、弁体２４の位置調整が行われる。

【００３９】図２に、本発明に基づくバルブを、蒸気タ
ービンの流体圧作動式の緊急遮断用メインバルブ４６を
作動するパイロットバルブ４８として使用する場合の態
様を示す（細部は省略している）。図３に、図２の弁箱
５６の部分を拡大した詳細断面図を示す。

【００４０】パイロットバルブ４８は、緊急遮断用メイ
ンバルブ４６の作動流体の供給配管に接続される。この
パイロットバルブ４８の弁箱５６の部分には、三方弁が
形成され、２つのポート５０、５２はメインバルブ４６
に繋がり、第３のポート５４は低圧部（細部については
図示せず）に繋がっている。パイロットバルブ４８は、
図３の詳細断面図に示す様に、図１に示したバルブ１０
とは異なる構造の弁箱５６を有しているが、それ以外
は、図１に示したバルブ１０と、基本的には同一の駆動
機構１４を有している。従って、同一の部分には同一の
符号を付して、その説明を省略する。

【００４１】以下に、図３の詳細断面図を用いて、パイ
ロットバルブ４８の機能について説明する。図３は、パ
イロットバルブ４８の作動位置（メインバルブ開相当）
を示しており、ポート５２とポート５０の間の連絡は、
弁体２４によって遮断されている、このため、メインバ
ルブ４６からポート５２を通って弁箱５６に流入する蒸
気（作動流体）は、ポート５４を通って低圧部（細部に
ついては図示せず）へ逃される。

【００４２】タービンの緊急遮断動作を始める場合、電
磁継手１８を切離す、これによって、弁棒２２は、アキ
ュムレータ２８による駆動力によって、待機位置（図３
では右方向、メインバルブ閉相当）へ作動される。その
結果、弁体２４が右側へ移動して、ポート５２とポート
５０の間が連絡され、これと同時に、ポート５２とポー
ト５４の間の連絡が遮断される。ポート５２及びポート
５０を通ってメインバルブ４６の駆動機構の中に導入さ
れた蒸気は、メインバルブ４６の駆動機構内の閉鎖部材
（図示せず）を作動して、直ちに、メインバルブ４６を
閉鎖する。メインバルブ４６を、再度、開くためには、
ポート５０とポ−ト５２との連絡を遮断すればよい、そ
の結果、ポ−ト５２を通って弁箱５６に流入する蒸気
が、再び、ポート５４を介して低圧部へ逃がされる。

【００４３】図４に、本発明に基づくバルブを、蒸気タ
ービンの調速バルブとして使用する場合の蒸気タービン
の断面図を示す。

【００４４】蒸気タービン７８は、中央ロータ７９を有
する。中央ロータ７９の周囲には、４個のノズルグルー
プ７０、７２、７４、７６が配置され、各ノズルグルー
プには、それぞれ調速バルブ６０、６２、６４、６６が
接続されている。更に、その内の１個のノズルグループ
７０には、調速バルブ６０と並列に、調速バルブ６８が
接続されている。

【００４５】以下に、この調速バルブの動作について説
明する。

【００４６】タービンの調速バルブとして要求される機
能を満足するためには、単に閉鎖速度が速いことのみで
は十分ではない。調速バルブとして使用する場合、ター
ビン７８への蒸気の供給を完全に遮断することが（即
ち、全ての調速バルブを完全に閉鎖することが）、常に
好ましいとは限らない。例えば、部分的負荷解除の様な
な運転状態に対応する機能も要求される。

【００４７】その様な要求を満足するために、蒸気を複
数のバルブあるいはバルブグループに分配して、タービ
ンに供給する手法が採用される。これによって、フィー
ドフォワード制御あるいは選択ロジックと偏差に基づく
制御などにおいて要求される、増加及び減少の両方向に
ついての蒸気流量の変化速度を満足することができる。

【００４８】この例では、合計５個の調速バルブ６０、
６２、６４、６６、６８が使用されている。第一ノズル
グループ７０には、補助動力用の蒸気を供給する機能と
ともに、多くの運転条件においては、最大調整流量の蒸
気を供給して、調速用旋回羽根を回す機能が要求され
る。このため、第一ノズルグループ７０へは、２個の調
速バルブ６０、６２から蒸気が供給される。即ち、第一
の調速バルブ６０は、補助動力用の蒸気を供給するため
に使用され、第二の調速バルブ６２は、第一ノズルグル
ープに最大調整流量の蒸気を供給するために必要とされ
る、残りの流量分を供給するために使用される。その他
の３個の調速バルブ６４、６６、６８は、それぞれ、ノ
ズルグループ７２、７４、７６に通常の方法で取付けら
れる。

【００４９】タービン７８を始動する際、タービン７８
で駆動される発電機（図示せず）がまだ電源供給ネット
ワークと同期していない間は、選択ロジックは、第一の
調速バルブ６０のみが調速制御システム（図示せず）に
よって開放される様にする。この様にして、タービンの
始動期間が経過するので、電動機を使用した駆動機構１
４の通常の作動速度によっても、タービン７８の十分な
調速が実現される。タービン７８が同期した後は、その
回転速度は、ネットワーク周波数で決定される。それ以
外の負荷、必要ならば後から要求される機動的負荷は、
比較的、低速度で加えられるので、電動機を使用した駆
動機構１４の通常の作動速度で完全に十分である。

【００５０】例えば、補助動力用のみを残して負荷を解
除する場合、即ち、ネットワークから切離す場合には、
負荷調整用の調速バルブ６２、６４、６６、６８の駆動
機構１４のそれぞれに配置された電磁継手を切離す。即
ち、リレーの補助接点（図示せず）からの信号によっ
て、それらの電磁継手への電源供給が遮断されて、調速
バルブ６２、６４、６６、６８が閉鎖される。これによ
り、回転速度の増大を確実に回避することができる。こ
のとき、補助動力用の調速バルブ６０は所定のバルブ位
置にあるので、タービンの調速制御手段は調速バルブ６
０を用いて微調整を続ける。

【００５１】もし、全負荷の解除が必要になった場合、
例えば、発電機のスイッチが切られた場合には、負荷調
整用の調速バルブ６２、６４、６６、６８に加えて、補
助動力用の調速バルブ６０を、可能な限り速やかに閉鎖
しなければならない。タービン７８の調速制御手段は、
補助動力用の調速バルブ６０をも閉鎖することによっ
て、その機能を果たす。

【００５２】もし、通常運転の最中に大きな偏差が発生
し得る状況で使用する場合、即ち、調速バルブ６０、６
２、６４、６６、６８の電動機を使用した駆動機構１４
による作動速度が比較的遅いために、補助動力用の調速
バルブ６０のみで吸収できない様な大きな偏差が発生し
得る場合においては、調速バルブ６０〜６８を、順次作
動から、個別あるいは全部の同時作動へ切替える機能が
必要となる。この様にすれば、蒸気流量の変化速度を、
最大５倍まで増加することができる。これにより、発生
した偏差を速やかに解消して、タービン速度を通常の範
囲に復帰させることができる。通常のタービン速度の範
囲に復帰後、調速バルブ６０〜６８を、再び、順次作動
にリセットする。同様に、バルブを閉鎖する方向に偏差
が発生した場合には、駆動機構１４により電磁継手を切
離して、対応する調速バルブを閉鎖する。

【００５３】上流側にノズルグループを具備していない
衝動タービンにおいても、上記と同様な方法が使用でき
る。しかし、この場合には、補助動力用の調速バルブに
替わって、サイズの異なる２個の調速バルブを使用す
る。その内の一つは、下限蒸気流量に適合させ、他の一
つは、上限蒸気流量に適合させる。

【００５４】以上で述べたバルブの駆動機構は、補助動
力が遮断された場合に自動的に安全位置に移行する必要
がある場合、バイパスバルブあるいは減速バルブについ
ても、、正確には、蒸気側及び水側の双方において、使
用することができる。

【００５５】なお、電磁継手にはバッファ電源を設け
て、電動機向けの電源供給が瞬断した場合にも、電磁継
手が切離されない様にしておくのがよい。これによっ
て、並列運転の際に、タービンの安全性を損なうことな
く利用率を増加することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明に基づく蒸気タービン用バルブの
駆動機構は、電動機、電磁継手、ボールスクリュー及び
アキュムレータの組合わせにより構成されているので、
完全に電気的なバルブ作動が実現され、これとともに、
緊急遮断の際には、バルブを速やかに閉鎖方向に作動さ
せることが可能である。また、電源供給が停止された場
合には、バルブが速やかに閉鎖方向に作動するので、異
常事態発生の際の保護機能をも備えている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく蒸気タービン用バルブの駆動機
構を含む縦方向断面図。

【図２】本発明に基づくバルブを、蒸気タービンの流体
圧作動式の緊急遮断用メインバルブを作動するパイロッ
トバルブとして使用する場合の態様を示す概略図。

【図３】図２に示すパイロットバルブの弁箱部分の詳細
断面図。

【図４】本発明に基づくバルブを、蒸気タービンの調速
バルブとして使用する場合の蒸気タービンの概略断面
図。

【符号の説明】

１０・・・バルブ、１２・・・弁箱、１４・・・駆動機
構、１６・・・電動機、１８・・・電磁継手、２０・・
・ボールスクリュー、２０ａ・・・ブッシュ、２０ｂ・
・・ロッド、２０ｃ・・・ボール、２１・・・ボール循
環経路、２２・・・弁棒、２３・・・回転止め機構、２
４・・・弁体、２５・・・弁座、２６・・・フランジ
部、２８・・・アキュムレータ、２９・・・円盤バネ、
３０・・・ローラベアリング、３２・・・バルブキャッ
プ、３４・・・ローラベアリング、４４・・・ストロー
ク測定手段、４６・・・緊急遮断用メインバルブ、４８
・・・パイロットバルブ、５０、５２、５４・・・ポー
ト、５６・・・弁箱、６０・・・補助動力用の調速バル
ブ、６２、６４、６６、６８・・・負荷調整用の調速バ
ルブ、７０、７２、７４、７６・・・ノズルグループ、
７８・・・中央ロータ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】弁体（２４）、弁体（２４）に対応する
弁座（２５）を備えた弁箱（１２）、弁体（２４）を作
動させる弁棒（２２）及び弁棒（２２）を作動させる駆
動機構（１４）を備えた蒸気タービン用バルブにおい
て、前記弁棒（２２）は、回転運動を拘束されて支持され、前記駆動機構（１４）は、電動機（１６）と、電磁継手（１８）と、一端が電磁継手（１８）を介して電動機（１６）に接続
され、他端が前記弁棒（２２）に接続されたボールスク
リュー（２０）と、ボールスクリュー（２０）の伸縮によって軸方向の駆動
力が蓄えられるアキュムレータ（２８）と、により構成されることを特徴とする蒸気タービン用バル
ブ。
【請求項２】前記アキュムレータ（２８）は、バネで
構成され、このバネによって軸方向の駆動力を蓄えるこ
と特徴とする請求項１に記載の蒸気タービン用バルブ。
【請求項３】前記アキュムレータ（２８）は、複数の
円板バネを交互に配置して構成されることを特徴とする
請求項２に記載の蒸気タービン用バルブ。
【請求項４】緊急遮断用バルブとして使用される蒸気
タービン用バルブであって、緊急遮断の際には、電磁継手（１８）を切離すことによ
って、ボールスクリュー（２０）の回転運動に対する拘
束を解除して、アキュムレータ（２８）を解放し、これ
により、アキュムレータ（２８）による軸方向の駆動力
をボールスクリュー（２０）を介して弁棒（２５）に伝
達して、弁体（２４）を弁座（２５）に対して押し付け
る、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の蒸気タービン用バルブ。
【請求項５】流体圧作動式の緊急遮断用メインバルブ
（４６）を作動するパイロットバルブ（４８）として使
用されることを特徴とする、請求項１ないし請求項３の
いずれかに記載の蒸気タービン用バルブ。
【請求項６】流体圧作動式の緊急遮断用メインバルブ
（４６）を作動するパイロットバルブ（４８）として使
用される蒸気タービン用バルブであって、前記弁体（２４）及び弁箱（１２）によって３方弁を形
成し、緊急遮断の際には、電磁継手（１８）を切離すことによ
って、ボールスクリュー（２０）の回転運動に対する拘
束を解除して、アキュムレータ（２８）を解放し、これにより、アキュムレータ（２８）による軸方向の駆
動力をボールスクリュー（２０）及び弁棒（２５）を介
して弁体（２４）に伝達し、これにより、前記３方弁を切替えて、作動流体をメイン
バルブ（４６）を閉鎖する側のポートへ導く、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに
記載の蒸気タービン用バルブ。
【請求項７】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の蒸気タービン用バルブが、２個以上、組合わされて
構成されたことを特徴とする調速バルブ。
【請求項８】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載の蒸気タービン用バルブが、５個以上、組合わされて
構成され、その内の一つ（６０）は、補助動力用バルブとして使用
され、残りのバルブ（６２、６４、６６、６８）は、蒸気ター
ビン（７８）のノズルグループにそれぞれ配置され、負
荷調整用バルブとして使用される、ことを特徴とする調速バルブ。
【請求項９】緊急遮断の際には、各電磁継手（１８）
を切離すことによって、各ボールスクリュー（２０）の
回転運動に対する拘束を解除して、各アキュムレータ
（２８）を解放し、これにより、各アキュムレータ（２８）による軸方向の
駆動力を各ボールスクリュー（２０）及び各弁棒（２
５）を介して各弁体（２４）に伝達し、これにより、各弁体（２４）を各弁座（２５）対して押
付けて、バルブを閉鎖して、タービンへの蒸気の流れを
遮断する、ことを特徴とする請求項７あるいは請求項８のいずれか
に記載の調速バルブ。
【請求項１０】各バルブの電動機（１６）及び電磁継
手（１８）は、共通の電気式あるいは電子式調速制御シ
ステムに接続されることを特徴とする請求項７ないし請
求項９のいずれかに記載の調速バルブ。
【請求項１１】緊急遮断の際には、前記の共通の電気
式あるいは電子式調速制御システムによって各電磁継手
（１８）が切離されることを特徴とする請求項１０に記
載の調速バルブ。
【請求項１２】バルブを開放する際には、電磁継手
（１８）を繋げ、これにより、電動機（１６）をボールスクリュー（２
０）に接続して、ボールスクリュー（２０）を回転させ
ることによって、ボールスクリュー（２０）を伸縮し、
これに伴って、アキュムレータ（２８）に軸方向の駆動
力を蓄え、これにより、ボールスクリュー（２０）に接続された弁
棒（２２）を作動して、弁体（２４）を弁座（２５）か
ら引離して、バルブを開放し、その結果、蒸気タービン（７８）へ蒸気を導入し、一方、バルブを緊急遮断する際には、電磁継手（１８）
を切離し、これにより、ボールスクリュー（２０）の回転運動に対
する拘束を解除して、アキュムレータ（２８）を解放
し、アキュムレータ（２８）による軸方向の駆動力によ
って、ボールスクリュー（２０）を伸縮し、これにより、ボールスクリュー（２０）に接続された弁
棒（２２）を作動して、弁体（２４）を弁座（２５）に
押付けて、バルブを閉鎖し、その結果、蒸気タービン（７８）への蒸気の流れを遮断
する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか
に記載のバルブを作動する方法。