JPS6131283B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般に流体導管に関し、特に大型スチ
ームタービンと関連するスチーム導管に関する。

原動機のようなスチームタービンを用いる大型
発電所では、スチームが順次低下する異なる圧力
レベルを有する複数のタービン区分を通過する。
例えば、よく見られる例では、高圧タービン区分
の出口端を中圧タービン区分に接続し、後者を今
度は１個以上の低圧タービン区分に接続する。こ
れらのタービン区分はすべての単一のロータを回
転するように作動することができる。或はまた、
タービン区分毎に別々のロータを設けることがで
き、必ずしも必要ではないがこれらのタービン区
分を異なる作動圧力に置くことができる。本発明
は、１組の流体制御弁より下流の大型回転軸機械
に流体を輸送することに関与する。

大型回転軸原動機を設計する際の基準の一つ
は、突然のかつ完全な負荷の喪失時に生じ得る最
大ロータ速度の限界である。ロータ最大速度を決
定する１因子は、種々のタービン制御弁より下流
の流体導管内に貯蔵されるスチームまたは流体の
体積である。

発電所でスチームは大きなスチーム導管を経て
流れ、スチーム導管は圧力の力と熱膨張のために
軸線方向にずれることがある。これらの大きなス
チーム導管は「クロスオーバ（Cross―over）
管」と称される。大きなスチーム導管内の圧力の
発揮する力は通常平衡室を必要とする程の大きさ
である。平衡室は当業界で周知であり、管エルボ
に取付けられて管エルボの内側の圧力と流体連通
関係にある付属モジユールとして定義できる。従
来の普通の構成では、皿形鏡板キヤツプを隣接管
モジユールにベロー継手を介して取付ける。さら
に具体的には、皿形鏡板キヤツプ（dish―head
cap）は管エルボに面する凹面を有する湾曲部材
である。本発明者は、皿形鏡板端部キヤツプの向
きを逆にして皿形鏡板端部キヤツプの凸面が実質
的に管エルボに面するようにすることが、以下に
指摘する理由で有利なことを見出した。

本発明の目的は、突然のかつ完全な負荷の喪失
後にタービンロータが達成する最大速度を減じる
クロスオーバ構造を提供することにある。

本発明の他の目的は、製造モデルの変更を含め
た装置改良（retro―fit）を簡単にすることがで
き、当該分野の作動機械の性能を向上できる改良
されたクロスオーバ構造を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、大型スチームター
ビンを収容するのに要する必要空間を小さくでき
るクロスオーバ構造を提供することにある。

本発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範
囲に記載した通りである。本発明の構成はその目
的および利点ともども図面と関連した以下の説明
から明確に理解できるであろう。

本発明を発電所に適用するものとして説明する
場合、大型スチームタービンはクロスオーバ管に
より相互に流体連結される。これらの大きなスチ
ーム搬送導管は軸線方向に幾分か可撓性であり、
大抵の場合、構造的一体性を維持するために平衡
室を必要とする。本発明は、皿形鏡板端部キヤツ
プにより部分的に画成された平衡室を使用するエ
ルボ型構造に関する。

突然のかつ完全な負荷の喪失後のタービンロー
タの最大速度が、スチーム体積の形態の貯蔵エネ
ルギーの量によつて定められることは事実であ
る。本発明によれば、皿形鏡板端部キヤツプの従
来構造を逆転する、つまり反対向きにすることに
より貯蔵スチームの体積を減じると、その結果上
記特定条件下で終端速度を下げることができ有利
であることを確かめた。

次に面図を参照しながら本発明を詳述する。図
面は管エルボ構造の断面図で、本発明に従つて配
置された平衡室および皿形鏡板端部キヤツプを示
す。

本発明は図面にその一部を示されたスチーム導
管１１に実現するのが有利である。スチーム導管
は高圧スチーム源をスチームタービンと連結する
のに使用するか、または２つのスチームタービン
区分を周知の「クロスオーバ（cross―over）」態
様で相互連結するのに使用することができる。広
義には、本発明は、制御弁より下流の貯蔵エネル
ギーを減じるのが望ましい回転軸機械と組合せた
任意の流体導管に効果的に使用し組込むことがで
きる。

図示のエルボ連結装置１３はスチームタービン
用のクロスオーバ管に通常用いられる型式のもの
で、管エルボ１５は図示のスチーム流の方向に関
して入口端１７および出口端１９を有する。管エ
ルボの入口端１７には、スチームタービンまたは
何らかのスチーム源（図示せず）と連結するため
のフランジ２１が形成されている。

管エルボの出口端１９はベロー継手２５により
直管２３に連結されている。直管２３はその出口
端に別の流体搬送配管と連結するためのフランジ
２７を有する。管エルボ１５にはライナまたは管
部材２９も取付けられ、具体的にはライナ２９が
溶接部３１および３３により大きな弧状範囲の管
エルボ表面または管エルボの長い曲面に結合され
ている。

ライナ２９は端部キヤツプ３５に連結されこの
キヤツプで密封されている。連結はベロー継手３
７によつて行う。端部キヤツプ３５は皿形鏡板の
形状で、端部キヤツプの凸面３９が管エルボ１５
の長い曲面に面する。管エルボ１５には開口４１
（１つのみ図示）が設けられ、流体がここを通過
して室４３に流入できるようになつている。端部
キヤツプ３５を皿形鏡板構造に形成するのは、室
４３内に加えられる圧力に構造的に耐え得るよう
にするためである。

端部キヤツプ３５にもその一端に環状フランジ
４５が形成されている。直管２３には管エルボ１
５の下流位置に第２フランジ４７が形成されてい
る。これら２つのフランジ４５および４７は環状
ラツパーまたは包囲管４９の共働フランジ面と連
結されている。環状包囲管４９は管エルボ１５、
ライナ２９および端部キヤツプ３５を囲む構造部
材であり、切抜き５１が設けられて管エルボ１５
を通すとともに、管エルボと環状包囲管との相対
移動を許容する。端部キヤツプ３５に金属シート
の閉止板５３を設けてこの設計構造を完成する。

エルボ構造は次のように作動する。図示構造の
目的は、限定された軸線方向熱膨張が許される
が、連結部の構造的一体性が維持たれる導管を提
供することである。流体圧力により皿形鏡板端部
キヤツプ３５に力が加えられ、この力が構造用環
状包囲管４９により釣合いをとられる。環状包囲
管４９は圧力の力を直管２３に伝達し、この力が
適当なアンカーにより釣合いをとられる。

本発明の特徴の一つは端部キヤツプ３５の配向
にある。従来技術では、皿形鏡板凸面３９が管エ
ルボとは反対向きで環状包囲管４９を越えて突出
するように端部キヤツプ３５を配向している。言
い換えると、従来技術では皿形鏡板端部キヤツプ
３５を上記特定のエルボ連結に関して図示した方
向とは反対の方向に配向しており、この配置は４
５でのフランジ連結をはずし、端部キヤツプを環
状包囲管を越えて突出するよう組立てなおすこと
によつて達成される。本発明の自明の利点は、図
示の通り配向配置に要する空間が小さく、従つて
製造モデルの変更を含む装置改良（retro―fit）
の用途および本発明を含む装置を従来設備に付加
する（add―on）用途に特に有用なことである。

ターボ機関技術において、本発明の主な利点
は、負荷の突然のかつ完全な喪失時に生じる貯蔵
流体の体積を減少させることにある。最大速度、
即ち負荷の喪失が生じた後に実現される最高ロー
タ速度について考えると、最大速度を達成する臨
界的因子は制御弁閉止時間と制御弁より下流の貯
蔵流体の体積である。本発明は、皿形鏡端部キヤ
ツプ３５を逆向きにして環状包囲管４９内に収容
することによつて貯蔵流体の体積を減らす。体積
減少量が端部キヤツプの体積のほゞ２倍分である
ことが図面から明らかである。普通の条件下で、
これは全クロスオーバ体積の約10〜15％に換算さ
れ、タービンロータの終端速度を約0.5％だけ減
じることができる。

本発明の好適例とみなされる例を図示したが、
当業者には他の変更例も想起できるであろう。
かゝる変更例もすべて本発明の範囲内に包含され
る。さらに具体的には、本発明をスチームタービ
ン用のクロスオーバ管について図示したが、本発
明は他の任意の高エネルギー気体流体でも同等に
有効である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の管エルボ連結装置を示す断面図
である。 １１…スチーム導管、１３…エルボ連結装置、
１５…管エルボ、２３…直管、２５…ベロー継
手、２９…ライナ、３５…端部キヤツプ、３７…
ベロー継手、３９…凸面、４３…室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 管エルボと、前記管エルボの一端に第１ベロ
   ー継手により連結された管と、前記管エルボにこ
   れと流体連通関係で連結されたライナと、前記ラ
   イナに第２ベロー継手により連結され、実質的に
   前記ライナ内に配置された皿形鏡板端部キヤツプ
   と、前記管エルボおよびライナのまわりに配置さ
   れて、前記皿形鏡板端部キヤツプと前記管を相互
   連結し、前記管エルボに対して移動可能な環状包
   囲管と、を具える流体導管用の管エルボ連結装置
   であつて、前記皿形鏡板端部キヤツプが凸面およ
   び凹面を含み、皿形鏡板の凸面が前記管エルボに
   面する管エルボ連結装置。