JPS63113103A - 蒸気弁の漏洩防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、蒸気タービンの主塞止弁及びクロスコンパウ
ンド形蒸気タービンの低圧タービン揃速弁に適用もしく
は冷凍装置の冷媒ガス塞止弁その他にも流用可能な蒸気
、冷媒ガス等の漏洩を防止する技術分野で利用される。

従来の技術 本発明は、従来技術に該当するものがなく、全く新しい
発明である。従って、本発明のニーズとなった背景につ
いて述べる。

第６図はタンデムコンパウンド形蒸気タービンプラント
の蒸気系統線図である。

ボイラＩで発生した主蒸気は蒸気弁２、蒸気加減弁３を
経て高圧タービン４に入る。高圧タービン４を出た蒸気
はボイラ１で再熱されたのち、再熱蒸気塞止弁５、イン
ターセプト（ｉｎｔｅｒｃｅｐｔ）弁６を経て中圧ター
ビン７に入り、更に２分流されて２台の低圧タービン８
で仕事をしたのち４分流されて復水器９に入る。各ター
ビンは一軸上に配列され１台の発電機１０を駆動する。

復水は復水ポンプ１１１シゃ新井１２、複数個の低圧給
水加熱器１３、給水ポンプ１４、複数個の高圧給水加熱
器１５、節炭器１６を経てボイラｌへ還流する。

第７図はクロスコンパウンド形蒸気タービンプラントの
蒸気系統線図で、２分流形高圧タービン４と２分流形中
圧タービン７で１台の発電機１０Ａを駆動し、２台の２
分流形低圧タービン８によって、更に１台の発電機１０
Ｂを駆動している。この場合には高中圧タービン系に比
べて低圧タービン系ロータの慣性モーメントが大きいた
めに、起動待前者の昇速速度が後者のそれよりも大きい
。このため起動時のみに揃速弁１７を開いて、蒸気弁２
をバイパスして主蒸気を直接低圧タービン８に導入し、
低圧タービン系の昇速速度を高中圧タービン系のそれと
一致させている。

発明が解決しようとする問題点 最近の火力発電プラントは電力需要の多い昼間のみ運転
し、需要の少ない夜間は停止するいわゆるＤＳＳ（Ｄａ
ｉｌｙ　５ｔａｒｔ　ａｎｄ　５ｔｏｐ）運転および週
末のみ停止するＷＳＳ（Ｗｅｅｋｌｙ　５ｔａｒｔ　ａ
ｎｄ　５ｔｏｐ）運転を行う場合が多い。

このような運用に際しては、停止中のボイラ側蒸気の熱
エネルギを温存し、かつボイラの起動速度を上げるため
に、停止時は蒸気タービンの蒸気弁２、蒸気加減弁３、
揃速弁１７を閉じ、ボイラ側蒸気圧力および温度を規定
値又は規定値近傍に保持してプラントは短期間停止に入
る。

このとき蒸気弁２および揃速弁１７には下記のような現
象が発生する場合がある。

即ち、蒸気弁２の弁座を境として、入口側は静止した蒸
気に接触しており、この蒸気が飽和温度よりも低い固体
表面に接触すると蒸気は凝縮して水滴となり、蒸気の熱
エネルギは水滴を介して固体表面へ伝達される。この水
滴が固体表面をぬらすと水膜が作られ、重力によって流
下するにつれて厚くなり、逐次熱抵抗が増大してゆく。

このため、本来過熱蒸気用として設計された主塞止弁２
各部の温度分布が不規則となり、これに伴う熱膨張によ
って局部的に歪を生じ変形することによって、弁座、パ
ツキンシート面からの蒸気漏洩トラブルが発生する場合
がある。

、問題点を解決するための手段 本発明は、上述の問題点を解決するために、次のような
手段を採っている。すなわち、蒸気弁に流入する蒸気の
温度と圧力を該蒸気入口部もしくは該蒸気弁近傍で計測
する計測器と、上記蒸気弁の上流側に配設され配管を介
して上記蒸気弁に上記蒸気を供給する蒸気発生器からの
蒸気の特性（温度または温度と圧力、もしくは温度の上
昇下降速度）を測定する測定器と、上記配管に一端が連
通し、途中にそれぞれ開閉弁が接続される少なくとも一
本以上の枝管と、蒸気線図のディスクを内蔵し、上記計
測器の計測値と上記測定器の測定値とを上記ディスクの
内蔵ｒ−夕と比較演算し、該比較演算結果に基づいて上
記開閉弁を制御するコンピュータとを具備してなる蒸気
弁の漏洩防止装置とする。

作用 上記手段によれば、蒸気弁入口部低温蒸気の急速な過熱
蒸気との置換による蒸気弁からの漏洩は迅速に防止され
、プラント効率を向上させることが可能となる。

実施例 次に、本発明の各実施例について添付図面を参照して詳
述する。

第１図および第２図に本発明の第１実施例を示す。

第１図において、蒸気弁２および揃速弁１７の蒸気入口
部または弁に近い蒸気入口配管１８に取付けられた圧力
ｐと温度ｔの計測値の電気信号はコンｖ　　　　　　　
　ｖ ピユータ１９に入力される。

一方、ボイラ出口の蒸気圧力ＰＢとｔｏの計測値の電気
信号もコンピュータ１９に入力される。

上記コンピュータ１９には予め第２図に示すような蒸気
線図を記憶したディスクが内蔵されている。

図は蒸気の１−ｓ（エンタルピーエントロピ）線図で、
横軸にエントロピＳ、縦軸にエンタルピｉをとり、蒸気
状態を圧力ｐと温度ｔをパラメータとして示したもので
ある。図中の太線は飽和蒸気線で、この線より上の蒸気
は過熱蒸気、下の蒸気は湿り蒸気である。

第１図に示すように、蒸気弁２および揃速弁１７の蒸気
入口部または蒸気入口配管１８の枝管２０．２１にはそ
れぞれしゃ新井２２．２３が取付けられ、それぞれは復
水器へ導入または大気放出される。

以下、本発明の第１実施例を構成する要素の作動を順を
おって説明する。なお、蒸気弁２および揃速弁１７はそ
れぞれ独立して同じ要領で作動する故、蒸気弁２のみに
ついて説明する。

（ａ）主塞止弁側の静止蒸気の圧力ｐ７、゛温度ｔｖの
検出値が、第２図に示すしゃ新井開の線上に達するとコ
ンピューター９からの電気信号によって復水器へ連通す
るしゃ新井２２または大気放出弁２３が開く。

（ｂ）弁２２．２３の選択は復水器の真空度ｐによって
行なわれ、真空が保持されている時には復水器へ、真空
が破壊されている時には大気放出される。

（ｃ）弁２２．２３の開指令には（ｉ）ボイラ側蒸気圧
力ｐＢ　　≧主塞止弁側蒸気圧カル１ボイラ側蓋気温度
１８＞主塞止弁側蒸気温度ｔ、または（ｉｉ）ｐＢ■ ≧ｐ１ボイラ側蒸気過熱温度１　ｓ、＞主塞止弁側蒸気
過熱温度Ｓの条件を付与する。なお、過熱温度とは第２
図に示すように、蒸気の温度からその圧力における飽和
温度を差引いたものを言う。

（ｄ）シゃ新井２２または２３は蒸気弁２に比べて低い
位置に設置され、しゃ新井２２．２３が開くと蒸気弁２
の入口部および近傍配管中の蒸気は温度が低く比重が大
きいため、しゃ新井を経て流出し、代わって温度が高く
比重の小さい蒸気が流入する。

（ｅ）蒸気弁側蒸気条件が第２図のしゃ新井閉の線上に
達するとしゃ新井２２または２３は自動的に閉じる。

（ｆ）実用プラントによるとこの弁の開閉周期は、時間
単位で行なわれる故、中央制御室にコンピュータグラフ
ィックディスプレーを設け、表示画面と警報を認知して
、オペレータが主動によって開閉操作を行っても良い。

（ｇ）揃速弁１７側の復水器導入しゃ新井２２′、大気
放出しゃ新井２３′の開閉は同じコンピュータ１９を使
用するか、蒸気弁２側とは独立して操作される。

（ｈ）従来の技術によると再起動時に蒸気タービン機器
の水滴による浸食を防止するために、主蒸気配管の比較
的タービンに近い位置にブロー弁２４（以上第６図参照
）を設けて、配管中のドレンを排出している。本発明に
おけるしゃ新井として当該ブロー弁２４を流用しても良
い。

次に本発明の第２実施例について説明する。

第３図において、蒸気弁２の入口部または弁に近い蒸気
入口配管１８に取付けられた圧力ｐｖと温度ｔの計測値
の電気信号はコンピューター９に入力される。

コンピューター９には第２図に示すような蒸気線図から
換算された蒸気過熱温度１．と蒸気弁側蒸気の時間によ
る微分値すなわち蒸気温度下降上昇が入力される。

それぞれの線上において、枝管２Ｇ、　２１に設けられ
たしゃ新井２２．２３が開閉動作を行う。蒸気温度の下
降速度が速い場合には、蒸気過熱温度が高い状態でもし
ゃ新井を開かねばならず、また、蒸気温度上昇速度が遅
い状態でしゃ新井を閉じるには蒸気過熱温度が高くなけ
ればならない。従ってしと蒸気過熱温度ｔとの間には、
到達温度を予測して第４図に示す線図がコンピューター
９に入力されている。

なお、復水器真空度信号ｐによるしゃ新井２２゜２３の
選択、ボイラ側圧力ｐ　温度ｔ５が与える条件について
は、上記した第１実施例と変わる処はない。

この第２実施例においては、しゃ新井開閉に伴う蒸気入
口側または入口配管中の到達蒸気温度が適切な精度で予
測できる時には、蒸気漏洩防止のための最適のしゃ新井
開閉動作を行うことができる。

但し、プラント発停の条件その他のため必ずしも適切な
到達蒸気温度の予測が困難な時には上記第１実施例の技
術によるものとし、両者を使い分ける方法も最適である
。

次に、本発明の第３実施例について第５図を参照して説
明する。

（ａ）蒸気弁２の蒸気入口部または主蒸気配管２８の蒸
気弁近傍の蒸気圧力ｐｖおよび温度ｔ、を検出してコン
ピュータ１９に入力する。

（ｂ）蒸気入口配管２８に蒸気溜め２４を設け、蒸気溜
め２４と蒸気弁２の蒸気入口部または蒸気弁２に近い蒸
気入口配管とを独立した配管２５によって連結し、この
配管２５にしゃ新井２６を設ける。

（ｃ）蒸気溜め２４内蒸気の圧力ｐＡ　　−温度ｔＡ　
　および復水器真空度ｐ０をコンピュータ１９に入力さ
せる。

（ｄ）主蒸気配管２８の枝管２０．２１にコンピュータ
１９からの電気信号によってそれぞれ開閉動作するしゃ
新井２２．２：１を設ける。

（ｅ）コンピュータ１９からの電気信号によって、復水
器に連通ずるしゃ新井２２．２３の開閉動作を行うこと
は上記第１実施例と変わらない。

（ｆ）本実施例にあっては、コンピュータ１９に入る電
気信号のうち、第１実施例ではボイラ１１からの信号で
あったものを蒸気溜め２４からの圧力信号ｐ　１温度信
号ｔＡにおきかえ、しゃ新井２２、２３の開動作と同時
にしゃ新井２６を開き、しゃ新井２２．２３の閉動作と
同時にしゃ新井２６を閉じる。

（ｇ）ボイラ出口の蒸気信号が蒸気溜め２４の圧力信号
ｐ　１温度信号ｔＡ　　に替わった他は蒸気弁側圧力信
号Ｐ　ｖｓ温度信号１ｖ、復水器圧力信号ｐｃに基づく
コンピューター９の演算動作は上記第１実施例と変わら
ない。

（ｈ）なお、主蒸気配管２８中に適切な量の過熱蒸気が
溜まる個所Ａがある場合は、蒸気溜め２４を設けず、核
部の過熱蒸気を使用してもよい。第３図においてこの信
号系統を仮想線で示す。

この第３実施例においては、蒸気弁入口部低温蒸気の急
速な過熱蒸気との置換による蒸気弁からの漏洩の迅速な
防止ができる。

また配管およびボイラ内蒸気の熱エネルギ消費量の減少
がする。但し、本実施例では、蒸気溜め、独立配管を必
要とし、製品コスト高を招くため、状況に応じて上記第
１実施例と使い分ける。

発明の効果 本発明によって下記の効果をあげることが出来た。

（ａ）停止中に発生する凝縮液による蒸気弁変形と蒸気
漏洩を完全に防止する。なお、蒸気系に使用している材
料の凝縮液による劣化を未然に防止できた。

（ｂ）プラントに使用されている各種弁のうち最も重要
視される主蒸気弁の信頼性が向上し、ひいてはプラント
の信頼性を著しく向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の構成を示す系統線図、第
２図は本発明でのコンピュータに記憶させる蒸気線図と
しゃ新井の開閉線図、第３図は本発明の第２実施例の構
成を示す系統線図、第４図は該実施例での蒸気過熱温度
と蒸気温度上昇下降速度との関連におけるしゃ新井開、
しゃ新井閉を示す線図、第５図は第３実施例の構成を示
す系統線図、第６図は従来のタンデムコンパウンド形蒸
気タービンプラントの蒸気系統線図、第７図は従来のク
ロスコンパウンド形蒸気発電プラントの系統線図である
。 ２．１７・・蒸気弁、揃速弁、Ｉ８・・蒸気入口配管、
１９・・コンピュータ、２０．２１・・枝管、２２．２
３・・しゃ新井、２４・・蒸気溜め、２５・・配管、２
６・・しゃ新井、２８・・主蒸気配管。 ＜ｊ’−４゜ （ほか１名） 第２図 第４図 蓋宛呼混虐ｔｓ’ｃ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸気弁に流入する蒸気の温度と圧力を該蒸気入口部もし
   くは該蒸気弁近傍で計測する計測器と、上記蒸気弁の上
   流側に配設され配管を介して上記蒸気弁に上記蒸気を供
   給する蒸気発生器からの蒸気の特性を測定する測定器と
   、上記配管に一端が連通し、途中にそれぞれ開閉弁が接
   続される少なくとも一本以上の枝管と、蒸気線図のディ
   スクを内蔵し、上記計測器の計測値と上記測定器の測定
   値とを上記ディスクの内蔵データと比較演算し、該比較
   演算結果に基づいて上記開閉弁を制御するコンピュータ
   とを具備してなる蒸気弁の漏洩防止装置。