JPS6038521B2 - 組合せ蒸気弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は、例えば容熱蒸気タービンの再熱止め弁とイン
ターセプ弁の如く、蒸気の流路を全開、全閉する止め弁
と、流通蒸気量を制御する調整弁とを同一の弁ケーシン
グ内に設けた組合せ蒸気弁に関する。

〔発明の背景〕

蒸気タービンの起動時間短縮化のために、タービンバイ
パス系統を備えた蒸気タービンプラントがある。

蒸気タービンの起動は、まずボィラの再熱器で発生した
再熱蒸気を、再熟止め弁とインターセプ弁とを同一弁ケ
ーシング内に組込んだ組合せ再熱弁を通じて中圧タービ
ンに導き、タービンの昇速及び初負荷を取ることにより
行なわれるのであるが、そ際には組合せ再熱弁にて再熱
蒸気流量の精密な制御が必要となってくる。しかしなが
ら通常運転時に流量制御を行なう大口径のインターセプ
弁では、この様な精密な流量制御が困難な為に、実関昭
５５−４３７８号公報に示される如く、再熱止め弁に４
・流量制御を行うバイパス弁を設けた組合せ再熱弁が提
案されている。この従釆の組合せ再熱弁の構造は、イン
ターセプト弁の頭部が弁ケーシングの円筒状突起の内周
側にシールリングを介して鉄合され、両者間にチャンバ
ー室を形成しているもので、更にインターセプト弁の下
方側にバイパス弁を内蔵する再熱止め弁を配設したもの
である。

そして蒸気タービンの起動時には、再熱蒸気をシールリ
ングとインターセプト弁との間隙からチャンバー室に流
入させ、インターセプト弁のバランス穴を通して再熱止
め弁の上流側に充満させる。

この状態で再熱止め弁のバイパス弁を開くことにより再
熱蒸気を中圧タービンに導入し、夕−ビンを起動するよ
うにしたものである。しかしながら上記組合せ再熱弁構
造では次の欠点がある。

その欠点の１つは、タービン起動時に流下する再熱蒸気
流量に制限があることであり、他の欠点としてはタービ
ン起動時に再熱弁とインターセプト弁との弁操作の切換
えが必要であること、つまりバイパス弁を内蔵して再熱
止め弁を関操作する再熱止め弁起動後、インターセプト
弁を開操作するインターセプト弁起動に切換える必要が
あることである。詳説すると、前者の欠点は、タービン
起動時に当初インターセプト弁は全閉であり、よってシ
ールリングとインターセプト弁との間隙を流下する再熱
蒸気量が限られる為に、タービン起動→タービン昇遠→
併入（初負荷）の過程に必要な蒸気量が十分確保出釆か
ねるというものである。

また後者の欠点は、まずインターセプト弁を予め全開さ
せておいたタービンを起動させる場合に、前者の蒸気量
不足の問題は解消されるものであるが、バイパス弁を内
蔵する再熱虻め弁にて夕−ビン起動→タービン昇遠→併
入の過程完了後に、通常運転時の再熟蒸気制御を行うイ
ンターセプト弁への操作弁切換えが必要となって来るも
のである。

特に再熱止め弁は安全装置の一種として弁前後の圧力差
が一定値以下となるまでは開動作出来ない構造となって
いることから、上述の操作切換えに際しては再熱止め弁
の弁後の圧力を検出して、弁前の圧力、即ちインターセ
プト弁の後圧を制御するためには該インターセプト弁開
度を調節する必要がある。しかも、操作弁切換え時には
、再熱止め弁に内蔵されたバイパス弁の弁関口面積と、
閉操作されるインターセプト弁の閉口面積とを完全に一
致させなければ再熱蒸気流動が変動してしまい、夕−ビ
ンの制御が出来なくなるという非楊に困難な弁切換え操
作を行なわなければならないという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明の目的の１つは、蒸気タービン起動の際に必要な
蒸気量を十分に流通可能にした止め弁と調整弁とを細合
せた組合せ蒸気弁を提供するところにある。

また、本発明の目的の１つは、蒸気タービン起動の際に
必要な蒸気量を十分に流通可能にすると共に、再熱止め
弁の開操作上の制約を不用にした再熱止め弁とインター
セプト弁とを組合せ再熱弁として、使用可能な組合せ蒸
気弁を提供するところにある。

〔発明の概要〕

本発明の特徴とするところは、蒸気を通塞する再熱止め
弁と蒸気流量を制御する調整弁とを同一弁ケーシング内
に組込んだ組合せ蒸気弁において、前記止め弁を前記調
整弁よりも蒸気上流側に配設し、この調整弁の弁体に蒸
気を流下させるバイパス弁を内蔵させる構成にし、蒸気
の４・流量域ではバイパス弁で、大流量城では調整弁で
蒸気流量を制御することにより、蒸気タービン起動時に
必要な蒸毒気流量の精密な制御を可能にするものである
。

〔発明の実施例〕

次に本発明の組合せ蒸気弁を再熱蒸気タービンの再熱止
め弁とインターセプト弁との組合せで再熱弁に適用した
例について説明する。

まず、第１図により本発明を適用した組合せ再熱弁を備
えたタービンバイパス系統を有する蒸気タービンプラン
トについて説明する。

第１図において、復水器１６で復水された水は給水ポン
プ１７にてボイラー１へ送り込まれその蒸発器ｌａで蒸
気化される。

この蒸気はタービン停止時に主蒸気止め弁２が全開であ
る為高圧タービン４へは流入しない。そこで、この蒸気
を高圧（ＨＰ）バイパス弁１３ａを有する高圧バイパス
系１３を経て減温器を通し、ボイラー１の再熱器ｌｂへ
と導く。高圧タービン４から再熱器ｌｂに至る本蒸気系
統には逆止弁１０が設置されており高圧タービン４への
逆流を防止している。再熱器ｌｂからの再熱蒸気は組合
せ再熱弁５内の再熱止め弁６が未だ全閉の為、低圧バイ
パス弁１４ａを有する低圧バイパス系１４を経て復水器
１６に導かれ、そこで再び復水される。そしてこれらの
復水が再びボイラー１へと送り込まれるサイクルをなし
ている。次に蒸気タービンの起動について説明する。

ボイラ‐１の再熱器ｌｂで発生した再熱蒸気を組合せ再
熱弁５を通じて中圧タービン８に導いて、タービンの昇
遠及び初負荷を取るようにしたものである。第２図に本
発明を適用した組合せ再熱弁の詳細構造を示す。

第２図において、この組合せ再熱弁は、上部に上カバー
２９を取付けたバルブケーシング２５に設けた弁座２６
を２段に配置した弁、つまり上流側となる上段の再熱蒸
気止め弁６と下流側となる下段のインターセプト弁７の
弁座部として共用するものである。

まず蒸気上流側の再熱止め弁６について説明する。この
再熱止め弁６の弁体６ａは中央に平板部２７を持ち上下
方向に細長い円筒状をなし、垂直面で切断した断面形状
がＨ形であり、この最下端面は弁座２６に接するシート
面を形成し、しかも円筒上の外周面は、上カバー２９に
設置されている最上端に数個の蒸気通路穴３６を持つ案
内筒２８の内周面に摺動自在に欧合される。この構造は
、再熱止め弁６の弁体６ａが蒸気力により振れる現象を
防止しようとするものである。再熱止め弁の弁体６ａの
平体部２７の中央部には蒸気流通路５１を設けると共に
、上カバー２９に挿入されたブッシュ３川こガイドされ
た弁榛３１の先端に設けられている球形状のパイロット
弁１２の弁座を設ける。再熱止め弁６のバイパス弁とな
るこの球形状のパイロット弁１２は、第３図に示す如く
横方向に挿入されたピン３２の両端をガイドする溝３３
ａ，３３ｂを設け締付け用のボルト穴３５ａ及び蒸気流
入用の穴３４ａを設けたキャップ３４を上方より覆せ、
ボルト３５にて再熱止め弁６の弁体６ａに締結させてい
る。又弁綾３１の先端のパイロット弁部上方には球形状
の肩３１ａを設けておく。次に２段重ねの下側、即ち蒸
気下流側に位置するインターセプト弁７について述べる
。

このインターセプト弁７は、上流側に位置する再熱止め
弁６の円筒状の内径より４・さし、外径となるように弁
体７ａを形成し、この弁体７ａに、弁体を上下に貫通す
る蒸気流通路３７を設ける。弁体７ａの上側にはバルブ
ケーシング２５の下方に取付けた衛帯篭３８に挿入した
ブッシュ３９にガイドされた弁榛４０の先端部とネジ隊
合され制御性を良くしたバイパス弁であるインターセプ
トバイパス弁１１を配置している。前記インターセプト
弁７には、第４図に示す如くインターセプトバイパス弁
１１の耳部４２ａ，２ｂが上下方向にある程度摺敷する
ことが可能なように溝部４３ａ，４３ｂをそれぞれ形成
し、更にこのインターセプトバイパス弁１１の肩部４５
及びボルト穴４７ａ並びに蒸気流通路４６ａを備えたキ
ャップ４６をボルト４７にてインターセプト弁体７ａに
取付けてインターセプトバイパス弁１１を内蔵するよう
にする。

また、バルブケーシング２５の内周には、再熱止め弁６
及びインターセプト弁７を取り囲むよに円筒状の蒸気ス
トレーナ７８が設置されている。

インターセプト弁７に一体に設けられたバイパス弁１１
の全閉位置は、バイパス弁の肩部４４が、インターセプ
ト弁体７ａ側に取り付けられたキャップ４６の肩部に係
合する位置により規制され、バイパス弁１１が全開した
ときバイパス弁１１と弁体７ａの間に形成される蒸気流
通面積は、蒸気流通路４６ａ，３７の流路面積に等しい
が、それよりも小さく設定されている。次に、上記横成
からなる組合せ再熱弁における蒸気タービン起動時の各
部の動きについて説明する。

第２図において、ボイラーの再熱器から供給される再熱
蒸気Ｑはバルブケーシング２５のほぼ中段に設けられた
蒸気入口部５ａから流入し、蒸気ストレーナー４８を通
過して閉弁状態の再熱止め弁６の外周及び案内筒２８の
外周部に流入する。

そしてこの案内筒２８の穴３６を通過して再熱止め弁６
の弁体６ａの上半部に流入する。この流入蒸気が再熱止
め弁６の閉方向の蒸気力として作用し弁全開時の弁座２
６とのシール性を良好にする。つまり蒸気力をＰ、再熱
止め弁６と案内筒２８の鉄合部径をｄ，、弁榛３１の径
をもとすれば、再熱止め弁６に作用する蒸気力Ｆは、Ｆ
＝打／４（ｄ，２一も２）×Ｐ となりこれが閉方向に作用する蒸気力となる。

再熱止め弁６の開動作は、まず弁棒３１を再熱止め弁６
の駆動用油圧シリンダー（図示なし）により上方に引き
上げることにより弁棒３１の先端にあるバイパス弁であ
るパイロット弁１２がパイロット弁部上部に形成してあ
る球形の肩とキャップ３４の肩とが接触するまで引き上
げる。つまりこれがパイロット弁１２のストロークＳ，
となりパイロット弁１２が開弁する。このストロークＳ
，の間隙より再熱止め弁体６の上部にある再熱蒸気は蒸
気流通路５１を通じて下室に流入し、下部室の圧力が上
昇してバランスする。この時、インターセプト弁７及び
インターセプトバイパス弁１１は全閉している。従って
再熱蒸気止め弁６を開動作させるのに必要な引き上げ力
は、弁体６ａに作用する蒸気反力が無視できる程度に小
さくなるので、再熱止め弁駆動用油圧シリンダーは４・
さくできる。又、再熱止め弁６の開動作は弁榛３１の先
端近傍にあるパイロット弁１２の上方に設けたバックシ
ート３１ａがブッシュ部３０の下部に設けたバックシー
ト３１ｂに接するまで引き上げられるが、これが再熱止
め弁６の全開状態である。これは再熱蒸気が弁棒３１及
びブッシュ３０の間隙より外気に漏洩することを防止す
るものである。また、再熱止め弁６はタービン危急時の
際、瞬時（約０．＄ｅｃ以内）に全開する機能を持たね
ばならない。よって全閉位置より全開位置までストロー
クした場合、案内節２８内は一種の真空状態となり急速
な閉動作に支障を与えることにならるので案内筒２８の
上側に蒸気流入用の穴３６を設けておいて、この支障を
回避しているものである。前記再熱止め弁６の開動作に
より再熱蒸気は弁座２６と再熱止め弁６の最下端部との
間隙よりインターセプト弁７の頭部に流入する。次にイ
ンターセプト弁７の動作について説明する。

まず油圧シリンダー（図示なし）に連動された弁棒４０
先端がインターセプトバイパス弁１１と１１Ｃ部におい
て連結されており「油圧シリンダ一の操作によりインタ
ーセプトバイパス弁１１が微関し再熱蒸気はキャップ４
６の蒸気通路穴４６‘ａ並びにインターセプト弁７の蒸
気通路穴３７を通って下室に流出され、これが第１図で
説明した中圧タービン８の車室に入り蒸気タービンを起
動するものである。

このインターセプトバイパス弁１１の関弁により形成さ
れる流路は比較的に小さい為に、バイパス弁１１のリフ
トを調整することにより蒸気タービンの昇速度合に見合
った精密な制御が可能となるものである。又、インター
セプトバイパス弁１１で昇速し目標の負荷まで到達すれ
ば親弁であるインターセプト弁７を開ければ良い。

この動作はインターセプトバイパス弁１１の肩４４がキ
ャップ４６の肩４５に接触後、更に弁棒４０を押し上げ
ることにより、ボルト４７にてキャップ４６と一体とな
ったインターセプト弁７は上方へ、つまり開動作するこ
とになる。弁全開時は再熱蒸気止め弁７と同様に弁榛漏
洩蒸気の大気への漏洩を防止するために、弁棒４０の肩
４１ｄが衛帯誓２８内のブッシュ３９の肩３９ｅに接し
バックシートが効く構造としている。この様にして再熱
蒸気は弁座２６とインターセプト弁７との間を通り下流
に流れ、中圧タービンに入り正常なタービン運転が出来
る。

又、前記再熱蒸気止め弁６及びインターセプト弁７の各
々が単独に全開、全閉してもお互に干渉することはなく
、各弁単独動作が可能な構造にもなっている。

また、再熱止め弁６をインターセプト７の上流側に配置
すると共に、この再熱止め弁６の外周面を円筒状にする
ことにより、バルブケーシング２５の全長（高さ）の小
形化が可能となる。

以上は、再熱止め弁とインターセプト弁とを紙合せた組
合せ弁に適用した例について説明したが、蒸気止め弁と
、流通蒸気量を調整する調整弁とを組み合せ蒸気弁とし
て広く適用できる。

〔発明の効果〕本発明によれば、蒸気止め弁を調整弁の
上流側に配設し、この調整弁弁体に流量調整機能を有す
るバイパス弁を内蔵させる組合せ蒸気弁の構成にするこ
とにより、蒸気タービン起動の際等に必要な蒸気量を十
分に流通可能にしてかつ、微小流量の精密な制御が確実
になし得るという効果が達成される。

また、本発明によれば、蒸気止め弁を調整弁の上流側に
配設し、この蒸気止め弁及び調整弁にパイロット弁及び
バイパス弁をそれぞれ内蔵させる組合せ蒸気弁の構成に
することによって、蒸気タービン起動の際に必要な蒸気
量を十分に流通可能にしてタービン起動を確実になし得
るようにすると共に、調整弁から蒸気止め弁への操作弁
切換え並びに蒸気止め弁の関弁操作上の制約を不用にで
きるという効果が達成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した組合せ蒸気弁を備えたタービ
ンバイパス系を有する蒸気タービンプラントの系統図、
第２図は本発明の一実施例である再熱止め弁とインター
セプト弁とを粗合せた組合せ再熱弁を示す断面図、第３
図は第２図のＡ‐Ａ方向部分断面図、第４図は同じく第
２図のＢ−Ｂ方向部分断面図である。 ５・・・組合せ再熱弁、６・・・蒸気止め弁、７・・・
インターセプト弁、８・・・中圧タービン、１１・・・
インターセプトバイパス弁、１２・・〉ゞィロット弁、
２５…バルブケーシング、２６・・・弁座、２８・・・
案内筒、３０・・・弁棒、３４…キャップ、３４ａ・・
・蒸気流通路、３６・・・蒸気流通穴、３７・・・蒸気
流通路、４０…弁棒、４６・・・キャップ、４６ａ・・
・蒸気流通路、５１・・・蒸気流通路。 溝ｌ図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 蒸気発生源から導かれ蒸気タービンに導入される蒸
   気を通塞する止め弁並び蒸気流通量を調整する調整弁を
   同一弁ケーシング内に組み込んだ組合せ蒸気弁において
   、前記止め弁を調整弁よりも蒸気上流側に配設し、前記
   調整弁の弁体に蒸気を蒸気タービンに流下させるバイパ
   ス弁を内蔵させ、前記バイパス弁の弁棒はバイパス弁を
   全開させた後更に開方向に変位すると前記調整弁の弁体
   に係合し、調整弁を開くように構成し、蒸気タービンへ
   の供給蒸気量をその少流量域では前記バイパス弁の開度
   により、大流量域では調整弁の開度によつて制御するよ
   うにしたことを特徴とする組合せ蒸気弁。 ２ 前記止め弁の弁体に、該止め弁の上流と下流とを連
   通する通路を設け、該通路に前記止め弁の開弁に先立つ
   て開かれるパイロツト弁を内蔵させたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の組合せ蒸気弁。 ３ 前記パイロツト弁は、前記止め弁を開閉動作する弁
   棒に固着され、該弁棒は、パイロツト弁を開弁させた後
   、前記止め弁を開弁させるようにしたことを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の組合せ蒸気弁。 ４ 前記止め弁の弁体は断面がＨ字形をした円筒状に形
   成されており、弁ケーシングにはこの円筒状の弁体が摺
   動可能となるように円筒状の案内部材を設けると共に、
   該案内部材には蒸気を流通させる蒸気通路穴を形成させ
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の組
   合せ蒸気弁。 ５ 前記止め弁と調整弁とを、それぞれの弁棒が同一線
   上にあつて、しかも前記両弁の開弁方向が互に逆方向と
   なるよう対向させて弁ケーシング内に配置したことを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の組合せ蒸気弁。