JPS6022239B2 - 弁構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気タービンに関し、特に、タービンの損傷
を防止するため、排水しなければならなし、発電所の関
連配管と容器についての確実な排水に関するものである
。

蒸気タービン内への水の誘引事故数は、発電所の第１サ
イクルと第２サイクルの両方において、管と容器の適切
な排水が重要であることを示している。

タービンからのある抽出配管と給水加熱器ブリード配管
とは、それらの中に水が溜まるのを防止するための確実
な排水機構を備えている。もし溜まるのを許しておくと
、発電機にかかる負荷損失から生ずる圧力の減少により
、水がタービン内に逆流するか、又はフラツシュし、水
又は冷たい蒸気がタービンに入ることになる。タービン
の管と容器を、認容できない水の溜まりのないよう維持
する方法は沢山ある。

第１の方法は、水があると思われる期間の間、弁を開い
たままにするか又は、水がないとき蒸気流を最小にする
ために穴があげられた絶えず開放している排水を使用す
ることにより、連続的に排水する方法である。第２の方
法は水位を制御された排水溜め内に所定の水量蓄積した
後、排水する方法である。この方法では、排水管路にあ
る動力操作弁を作動する水位スイッチ又は水位制御装置
を利用する。ここで排水管路とは、排水溜めから復水器
のような排水を受ける容器までにわたる管路である。第
３の方法は、加熱された管や容器を使用することにより
水が溜まるのを防止する方法である。これはト例えば「
連続した高温蒸気流を容器内の小さなオリフィスを通し
てより低氏の帯城へ放出することにより行なわれる。こ
のオリフイスは、容器を加熱し、復水するのを防止する
のにちようど十分な蒸気を通過させる大きさである。こ
れらの方法においては、ドレン則ち排水管路を通る高エ
ネルギー蒸気の損失を減少させるためにオリフィスが使
用される。しかし、排水管路におけるオリフイスに伴な
う主要な問題は、オリフィスがｔ発電所の第１と第２サ
イクルに存在する砕片により簡単にふさがれてしまうこ
とである。これは特に、初めの始動中と、装置の解体を
含む保守後の始動中とにおいて起こる。しかし、装置が
解体されないときでも、摩耗、腐食、硬質粒子侵食のよ
うに侵食による生成物がオリフィスを塞ぐ。この問題は
、上述の加熱管方法のような「高圧源に連絡された小さ
なオリフイスを用いる装置において起こり易くなる。こ
の問題を解決する１つの方法は、オリフィスと一体で且
つプラグ組体に結合された目の粗いストレーナの開発で
あった。

プラグ総体は、オリフィスが定期的に洗浄できるようブ
ロックに据え付けられていた。このようなストレーナの
欠点は、ストレーナ自身が砕片により遮断され、ストレ
ーナの取りはずし、洗浄、そして適所への再溶接を必要
とすることである。これは費用と寺間がかかりがちであ
り、従って好ましくない。この問題のもう１つの解決法
は、解体しないで、流れを逆流させることにより洗浄で
きるオリフィス組体であった。

本発明と同一の出願人による米国特許第３７９２７１ｙ
号‘ま「 ２つの弁綾を含み、流量制限を通じて流れを
逆にできる一対の弁について付与されている。本発明に
従って構成された弁構造、一般に、オリフィスのような
流量制限装置と、洗浄が必要なときはいつでもオリフィ
スを通る流れを逆にできるただ１つの弁榛を用いた装置
とを含む。

これは、２位置弁綾の使用により行なわれる。第１位置
において、流体は、入口室から、複数の送り穴、藤穴、
流量制限装暦そして逃げ穴を経由して、弁様を通り出口
室へ流れる。弁が自動又は手動で作動されると、弁棒が
移動して第２位置にくる。この位置では、流体は、入口
室から、洗浄穴、軸穴、そして送り穴を経由して弁榛を
通り、出口室へ流れる。こうして第２位置、即ち、洗浄
位置において送り穴の砕片が取り払われ洗浄されること
になる。さらに、弁棒が、この第２位置にあるときには
、平行した流路により、流体は、洗浄穴に入り鞠穴の端
部を通じて蓋室に流出し、その後、蓋出口を通って排出
される。これは弁榛の真下の室を洗浄し、そこに集まっ
て弁頭が適切に着座することを妨げるかも知れない砕片
を除去できる。本発明の目的と利点は添付図面に関連し
た以下の詳細な説明からさらに明らかとなろう。

図面において〜同一の参照符号は同一部分を示している
。

第】図はタービン発電機１紅の流れ図を示していて、ボ
ィラ（図示しない）からの動力蒸気は供給管翼２と止め
弁１４を貫流してタービン１６へ流れ、そして復水器１
８へ排出される。ボイラに戻される復水を加熱する給水
加熱器２２に蒸気を供給するために「抽出蒸気又はブリ
ード蒸気が、タービン１６のある中間段に付けた描出管
又は導管２０を介して動力蒸気から引き出されている。
ドレソ管又は導管２４は描出管２０と復水器１８の間に
配置され、後に詳述する弁構造、即ち自浄オリフィス組
体２５を含んでいる。復水器１８の温水だめ２６に集め
られた復水は復水ポンプ２８により復水器１８から給水
加熱器２２へ庄送される。それから、復水は、給水加熱
器２２の管を貫流し、ボィラ給水ポンプ３０‘こより押
上げられ、そしてボイラへ圧送され、このボイラで再び
動力蒸気に変えられる。流れ図は唯１つの自浄オリフィ
ス組体２５だけを示しているが、タービン発電機用の運
転装置においては、このような装置が複数利用される。
第２図に示されているように、本発明は、手動で、ある
いは電気、圧縮空気、又は油圧のような補助動力により
操作できる弁装置３２に一体化されている。

弁ケーシング３４は、弁箱（弁本体）３６とバネハウジ
ング３８とを含み、図示された空気式アクチュェータの
ようなアクチュェータ４川こ接続されている。また、ア
クチュェータ４０は手動操作弁の場合には例えば（図示
しない）把手であってもよい。バネハウジング３８は、
空気式アクチュェータが用いられる場合の空気入口４４
と、ヨーク４６とを含んでいて、そしてダイヤフラム５
０及び弁榛５２に機械連絡した圧縮バネ４８を囲ってい
る。弁榛５２は圧縮バネ４８から弁パッキン５４を通り
弁箱３６まで伸びている。弁パッキン５４は、弁捧５２
の回りに流体シールを造り、パッキンナット５６により
確実なシールとして維持される。弁パッキン５４は、流
体が弁箱３６からバネハウジング３８へ入るのを防止す
るよう作用する。弁箱３６は、入口室６０に流体連結し
た管連絡部５８と、弁綾５２が貫通し「内壁部材６４の
ような内壁構造体により画定された開○６２と、出口管
連絡部６８に流体連絡された逃し室６６と、環状綾蓋７
０とを含んでいて、弁箱３６の、バネハウジング３８と
は反対の側に配置されト（例えば、それらの間のガスケ
ツト６９を用い且つ複数の樺蓋ボルト７１により）弁箱
３蟹の残部と一体化されるか又はそれに縦付けられてい
る。これらの特徴は以下で十分に説明されであろう。第
２図と第３図について、本発明が動作する磯礎の中で主
要な特徴は二位置弁棒５２である。

弁榛５２は、底部７２と、バネハウジング３８内に突き
出た部分である頂部７４とを含むことがわかる。弁棒５
２の低部７２はダクト装置７６を含んでいて、該ダクト
装置は中心で軸方向に整列した穴７８と、該藤方向の穴
７８の一端にあり且つ該穴７８に麹方向に整列した流量
制限装置であるオリフィス８６と、少なくとも２つの送
り穴８０、少なくとも１つの逃げ穴８２、そして少なく
とも１つの洗浄穴８４を含む、半径方向に弁棒５２内の
伸びた複数の穴とから成っている。流量により、これら
の穴のどれか１つ以上を組み入れることが望ましくなる
場合には、第３図で示された構造がとられる。この構造
は、複数の直径方向に対向した穴を有することにより、
砕片が流離を遮断するのを防止するのに役立つ。

例えば、図において、互いに９０度離れて円周方向に隔
直された４つの穴から成る軸方向に隔直された３つの群
８１に、１２ケの送り穴８０が配置されている。各送り
穴８０へ流体を供給するためには、入ロ室６０は円周方
向に弁棒５２を取り囲まねばならない。複数の逃げ穴は
円周方向に隔直された穴の１つの群８３として示され、
複数の洗浄穴も、同様に、円周方向に隔遣された穴の１
つの群８５として示されている。弁榛６２は、ダクト装
置７６を含むだけでなく、主棒状部と、棒に沿いいわゆ
る「行程」距離だけ額方向に隔層された２つの弁頭楓＆
９０とを合でいる。弁頭８８，９川ま棒状部から半径
方向外方に伸びた環状突起である。上の弁頭５８は送り
穴８０と逃げ穴８２との間に配置されている。上の升頭
８８は傾斜した又は平たい下端部、即ち、座面８９を有
する。下の弁頭９０は送り穴８０と洗浄穴８４との間で
鞠方向に位置している。下の弁頭９０は煩斜した又は平
たい上端部、即ち、座面９１を有する。第３図で示され
た弁榛５２の第１位置では、上の弁頭８８は下降位置に
あり、その下端部８９は、内壁部材６４の頂部弁座９２
に隣接して接触していて、実質的に流体を通さない接触
となっている。第２図に示された第２位置では、下の弁
頭９０‘ま上昇位置にあり、その上端部９１は内壁部材
６４の下部弁座９４に隣接し接触していて、実質的に流
体を通さない接触となっている。動作について第３図で
説明すると、流体は、図示されてない入口管から、弁箱
３６の左側に示された入口管連結部５８へ入り、それか
ら弁棒５２の底部７２と直接流体連絡した入口室６０を
通過する。

入口室６０からの流れ蒸気は送り穴８０を通過し弁綾５
２の軸穴７８へ入る。その後、流れは、オリフィス８６
を通過し、逃げ穴８２から出て、下流の逃げ室６６へ向
かう。そこから、流体は、出口管連結部６８へ入り、図
示されてない出口管へ向かう。その後、復水器１８又は
給水加熱器２２のような排水流を受ける容器へ流体が向
けられる。上述の流路は正常運転における弁の前進方向
流路である。第２図で示された弁棒５２の洗浄位置又は
第２位置では、送り穴８０を遮断する砕片は所望の時間
に弁箱３６の下流側へ除去することができる。

弁棒５２が（バネハウジング３８に向かって）上方へ動
くとき、内壁部材６４の頂部弁座９２から上の弁頭８８
を運び去り、すぐに下の弁頭９０の内壁部村６４の下部
弁座９４と接触させる。その際、逃げ穴８２は、上に移
動し、流体の流れに対して逃げ穴８２を実質的に閉じる
環状ブツシング９５内に入る。同時に、洗浄穴８４は図
において参照符号９７により示された弁箱面より上に移
動し、こうして入口室６０内の上流でより高圧帯城の流
れにさらされる。第２位置における流体の流れは次の通
りである。即ち、流体は、入口室６０から洗浄穴８４へ
入り鞠穴７８を通って上方に向かい、送り穴８０を通過
して逃げ室６６へ入る。また、弁綾５２の第２位置は、
弁榛５２の端部と榛蓋７０の内側との間の空間の定期的
且つ自由な洗浄を可能とする第２流離をつくる。流体は
、入口室６０から始まって洗浄穴８４を経由し鞭穴７８
に至り、軸穴７８の端部から出て蓋室９６として記述さ
れた弁箱３６の領域に入る流路を通る。前記蓋室９６は
榛菱７川こよりその中に画成された大体 形の空間であ
る。菱室９６に砕片がないということは重要である。と
いうのはこの領域に沈検したどんな砕片でも結局は弁樺
５２の全行程の移動を制止し、それにより、弁頭８８，
９０を適切に着座させようとする弁榛の運動が妨げられ
るからである。蓋室９６からの流体は蓋出口９８から出
た後、下流管へ流れる。即ち、流体は、蓋出口９８から
管１００を通って出口管連結部６８いある部分１０２へ
流れる。ソレノィドで作動する制御弁１０１は、例えば
、管１００‘こ配置され、蓋出口９８を通る流量を調節
する。流体を遮断する複数の密封リング１０３は、弁樺
５２と樺蓋７０の側壁との間の蓋室９６に配置され、入
口室６０から蓋室９６を通る蒸気流を上述の流路以外の
流路により阻止する。本発明の特徴について、ダクトの
数と相対的直径を限定することは重要である。上述のよ
うに、送り欠は複数個用いられている。そしてその送り
穴はオリフイス８６よりも小さくなければならない。そ
れにより、どんな砕片でもとらえ、砕片がオリフィス８
６を通過することがなくなる。これに対し、唯１つの送
り穴が用いられる場合には、砕片が好ましくない流量制
限として効果的に作用するであろう。すべての送り穴８
０を合わせた全開口面積はオリフイス８６の開□面積よ
り大きくなければならない。同時に、各送り穴８０は、
オリフィス８６と同様、軸穴７８又は逃げ穴８２のいず
れか一方より径が小さくなければならない。それにより
、弁榛５２や第１位置にあるとき、送り穴８０を通過す
るどんな砕片でも、残りの流路を容易に通過できる。例
として、オリフィス８６の直径が０．６３伽（１／４イ
ンチ）で、各送り穴８０が。４７伽（鴇インチ）の直径
ならば、流れを処理するのに要求される送り穴８０の最
小数は、オリフィス８６の関口面積を各送り穴８０の開
□面積で割ることにより計算される。

この例では、少なくとも２つの送り穴８０が必要である
。同様にして、洗浄穴８４は、各送り穴８０より大きく
なければならないし、蓋出口９８及び管１００と同じ大
きさか又は好ましくはそれより小さくなければならない
。それにより、洗浄穴８４を通過するどんな砕片でも、
残りの流路を同様に通過できる。第４図は、本発明にお
ける弁構造の変形例を示していて、例えば従釆技術にお
いて説明された管加熱方法の場合のように、オリフイス
８６が小径のものであるオリフィス組体において特に有
用である。この構造においては、各送り穴８０はオリフ
ィス８６より小さくなければならず、該オリフィス８６
は極端に小さいので、非常に多くの前記送り穴８０が、
流れを通過させるために要求される。問題は、ダクトの
寸法が小さくなればなるほど、ふさがれ易いということ
である。それ故、このような構造においては、本発明は
、弁頭８８，９０の適切な着座を妨げないように升頭８
８と９０との間の弁綾５２の回りに鉄合できる（例えば
、細かいメッシュワイヤスクリーン又は多数の送り穴を
有する円筒板から作られる）管状ストレーナ１０４の使
用を教示する。管状ストレーナ１０４は、例えば、多数
の小さい送り穴を有し、より大きな穴を有する弁棒５２
の回りに蕨合するものでよい。その際、弁綾５２の穴は
必ずしも前述の寸法に限る必要はない。本発明を一体化
して図示された弁装置３２は、薮作員により作動される
のが好ましいが、手動さもなければ自動的に作動するよ
うに敬付けることもできる。

例えば、自動アクチュェータ４２を用いて、（図示して
ない）ソレノィド弁を遠隔付勢して、空気又は他の流体
を空気入口４４へ向け、先行公知技術に従って弁装置３
２を作動させることもできる。さらに、自動アクチュヱ
ータ４２は、１つの制御スイッチから、タービンにおけ
るタンデム又は多数の弁を制御する電気装置を備えても
よい。自浄オリフィス組体が提供されたことは今明らか
となった。

本発明は、タービンにおいて管や容器の認容できない溜
まり水をドレンするのに使用される。小さいオリフィス
の洗浄を容易にする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従って形成された自浄オリフィス組体
を一体化したタービン発電機ユニットの流れ図、第２図
は第２位置にある弁縫を有する、本発明を一体化した弁
装置の断面図、第３図は弁棒が第１位置にある、第２図
で示された弁菱贋の拡大断面図、第４図は管状ストレー
ナを一体化した第３図で示された弁榛の一部切断された
拡大断面図である。 ２５・・・・・・弁構造、３４・…・・弁ケーシング、
３６・・・・・・弁箱、３８・・・・・・バネハウジン
グ、４０・・・・・・アクチュェータ、５２・・・・・
・二位置弁榛、６０・・・・・・入口室、６２・…・・
関口、６４・・・・・・内壁構造、６６……逃し室、７
２・・・・・・底部、７６・・・・・・ダクト、７８・
・・・・・中心穴、８０・・・・・・送り穴、８２・…
・・逃げ穴、８４・・・・・・洗浄穴、８６・・・・・
・オリフィス、８８・・・・・・上部の弁頭、８９・・
・…座面、９０・・・・・・下部の弁頭、９１…・・・
座面、９２・・・・・・弁座、９４・・・・・・弁座、
９５・・・・・・環状ブッシング。 ＦＩＧ．ｌ ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．３ Ｆ’Ｇ．４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 弁構造であつて、 Ａ バネハウジング３８及び弁箱３６を有し、該弁箱３
   ６には、内壁構造６４により画成された開口６２によつ
   て連絡される入口室６０及び逃し室６６があり、該内壁
   構造６４には、前記開口６２の上縁回りに頂部弁座９２
   が、前記開口６２の下縁回りに下部弁座９４がある弁ケ
   ーシング３４と、Ｂ バネハウジング３８から延び弁箱
   ３８内に入る二位置弁棒５２であつて、軸方向の中心穴
   ７８を備える底部７２の棒部分と、該中心穴７８に軸方
   向に整列すると共に該中心穴７８の上端にあるオリフイ
   ス８６と、少なくとも２つの送り穴８０、少なくとも１
   つの逃げ穴８２、及び少なくとも１つの洗浄穴８４から
   なる半径方向に指向した複数のダクト７６と、前記棒部
   分から半径方向に突出すると共に互いに関し軸方向に隔
   置された２つの弁頭８８，９０とを備え、上部の前記弁
   頭８８は、その下縁に沿つて座面８９を有すると共に、
   前記送り穴８０及び逃げ穴８２の間で前記棒部分に沿つ
   て配置されており、下部の前記弁頭９０は、その上縁に
   沿つて座面９１を有すると共に、前記送り穴８０及び洗
   浄穴８４の間で前記棒部分に沿つて配置されている、二
   位置弁棒５２と、Ｃ 前記二位置弁棒５２をその二位置
   の一方から他方へ移動させるアクチユエータ４０と、を
   備え、 前記二位置弁棒５２の一方の位置においては、前記弁
   頭８８の座面８９が前記内壁構造６４の頂部弁座９２に
   係合して、前記送り穴８０に溜まつているかもしれない
   砕片を洗浄するべく前記入口室６０内に導入された流体
   が前記送り穴８０、中心穴７８、オリフイス８６、次い
   で逃げ穴８２を通つて前記逃し室６６から流出し、 前
   記二位置弁棒５２の他方の位置においては、前記弁頭９
   ０の座面９１が前記内壁構造６４の下部弁座９４に係合
   すると共に、逃げ穴８２が前記弁箱３６中の環状ブツシ
   ング９５に入つて前記逃げ穴７２を経由する前記入口室
   ６０からの流体を遮断し、前記入口室６０に導入された
   流体が、前記送り穴８０に溜まつているかもしれない砕
   片を洗浄するべく、前記洗浄穴８４、中心穴７８、次い
   で送り穴８０を通つて前記逃し室６６へと流出する、
   弁構造。