JPWO2017145353A1

JPWO2017145353A1 - 弁システム及び蒸気タービン

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Publication number: JPWO2017145353A1
Application number: JP2018501522A
Authority: JP
Inventors: 寛哲岡
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Compressor Corp
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2016-02-26
Publication date: 2018-10-25
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: US20180371935A1; US10557370B2; JP6532181B2; WO2017145353A1

Abstract

弁システム（１）の駆動機構（３）は、シリンダケース（３１）のシリンダ室（３１１）を第一室（３１１ａ）と第二室（３１１ｂ）とに区画するピストン（３２）と、第一室（３１１ａ）と第二室（３１１ｂ）とを連通させるバイパス路（３７）と、バイパス路（３７）を開閉可能な開閉弁（３８）と、を有する。弁装置（２）は、ピストン（３２）が軸線Ｏ方向に移動されることで弁体（２２）が可動される。バイパス路（３７）は、弁装置（２）を開状態とさせるピストン（３２）の位置よりも前記第二側で第一室（３１１ａ）と接続されている。

Description

本発明は、弁システム及び蒸気タービンに関する。

蒸気タービンは、機械駆動等に用いられ、回転可能に支持されたロータを有するタービン本体を備えている。ロータは、タービン本体に対して蒸気が供給されることによって回転駆動される。

このような蒸気タービンでは、運転が停止された際に、ロータが熱の偏りで湾曲したり、自重で撓んだりする等の不具合が生じる場合がある。そのため、蒸気タービンでは、運転停止時にロータを低速で回転させるターニング装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、蒸気タービンには、タービン本体の内部の蒸気を中段から抽気する抽気ラインを有するものがある。このような蒸気タービンでは、抽気した蒸気を前段に再び供給したり、他の設備へ供給したりしている。しかしながら、蒸気タービンが停止してタービン本体の内部の圧力が低下することで、抽気した蒸気がタービン本体の内部へ逆流する可能性がある。そのため、抽気ラインには、抽気した蒸気の逆流を防止するための弁装置が設けられている。

このような弁装置では、制御油によってピストンを移動させる油筒によって駆動されることで弁体が開閉可能とされている。長期間に渡って蒸気タービンの運転が継続された場合、蒸気を抽気し続けるために弁装置は開状態のままとなっている。その結果、弁体の位置が移動しないことで、弁体を駆動させるピストンの位置も変化せずに、油筒の内部でピストンが固着して可動不能となる可能性がある。

特開平９−２５６８１０号公報

しかしながら、蒸気タービンを安定して運転するためには、使用頻度が低くとも、蒸気タービンの停止時に確実に弁体を駆動させて弁装置を閉状態とする必要がある。そのため、弁装置を開状態として蒸気タービンの運転したまま、ピストンが可動することを確認するための動作試験を定期的に行いたいという要望がある。

本発明は、弁装置を開状態としたまま動作試験を実施することが可能な弁システム及び蒸気タービンを提供する。

本発明の第一の態様に係る弁システムは、流路を弁体によって開閉可能な弁装置と、前記弁体を駆動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、軸線方向に延びるシリンダ室を内側に形成するシリンダケースと、該シリンダ室を前記軸線方向の第一側の第一室と、前記軸線方向の第二側の第二室と、に区画するピストンと、前記第一室の内部に作動流体を流入させる流入口と、前記第二室内に配置されて前記ピストンを前記第一側に押し付けるように付勢する弾性部材と、前記第一室と前記第二室とを連通させるバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能な開閉弁と、を有し、前記弁装置は、前記ピストンが前記第一側に移動されることで閉塞させる方向に前記弁体が可動され、前記ピストンが前記第二側に移動されることで開放させる方向に前記弁体が可動され、前記バイパス路は、前記弁装置を開状態とさせる前記ピストンの前記軸線方向の位置よりも前記第二側で前記第一室と接続されている。

このような構成によれば、流入口から第一室に作動流体を供給した状態で開閉弁を開放することで、弁装置が開状態となるピストンの軸線方向の位置よりも第一側に作動流体の液面が移動しない。したがって、ピストンは、弁装置が開状態となる軸線方向の位置よりも第一側には移動できない。そのため、弁装置を閉状態とすることなく、ピストンを移動させることができる。

本発明の第二の態様に係る弁システムでは、第一の態様において、前記バイパス路は、前記弁装置を全開状態とさせる前記ピストンの前記軸線方向の位置よりも前記第二側で前記第一室と接続されていてもよい。

このような構成によれば、開閉弁を開放することでピストンを移動させつつも、弁装置が全開状態となる軸線方向の位置よりも第一側には移動できない。そのため、弁装置を全開状態としたまま、ピストンを移動させることができる。これにより、弁装置の全開状態としたまま動作試験を実施することができる。

本発明の第三の態様に係る弁システムでは、第一または第二の態様において、前記駆動機構は、前記第二室の内部の前記作動流体を排出させる排出口を有していてもよい。

このような構成によれば、開閉弁を開放することでバイパス路を介して第二室に流れ込んだ作動流体を排出口から排出することができる。そのため、第二室に作動流体が溜まったままになってしまうことを抑えることができ、開閉弁を何度開放しても第一室内の作動流体を第二室内に流すことができる。したがって、開閉弁を開放するたびにピストンを繰り返し移動させることができ、動作試験を繰返し実施することができる。

本発明の第四の態様に係る弁システムでは、第一から第三の態様のいずれか一つにおいて、前記流入口に繋がれた逆止弁を備えていてもよい。

このような構成によれば、動作試験を実施するための開閉弁を開くことで第一室の圧力が変化した際に、第一室内の作動流体が流入口から逆流してしまうことを防ぐことができる。また、第一室の圧力変化が作動流体の供給源に影響を及ぼすことを抑えることができる。

本発明の第五の態様に係る蒸気タービンは、第一から第四の態様のいずれか一つの弁システムと、前記弁装置で開閉される前記流路によって蒸気が抽気されるタービン本体とを備える。

このような構成によれば、蒸気タービンの停止した際に、抽気していた蒸気がタービン本体の内部に逆流することを防ぐように弁装置を安定して閉状態とすることができる。したがって、停止時の不具合の発生を抑えて、安定して蒸気タービンを運転することができる。

本発明によれば、弁装置の開放させたまま動作試験を実施することができる。

本発明の実施形態における蒸気タービンを示す模式図である。本発明の実施形態における蒸気タービンの運転時の弁装置を示す模式図である。本発明の実施形態における蒸気タービンの停止時の弁装置を示す模式図である。本発明の実施形態における動作試験時の弁装置を示す模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の蒸気タービン１００を説明する。
図１に示すように、蒸気タービン１００は、タービン本体１１０と、弁システム１とを備える。

タービン本体１１０は、筒状のケーシング１３０と、不図示の軸受に回転可能に支持されたロータ１２０と、を有している。

ロータ１２０は、ケーシング１３０内に配置されている。ロータ１２０は、ロータ本体１２１と、このロータ本体１２１に固定された複数のブレード１２２とを備えている。このように構成されるブレード１２２に蒸気Ｓが供給されることで、タービン本体１１０は回転力を得ている。

ケーシング１３０は、蒸気流入口１３１と、蒸気排出口１３２と、抽気口１３３とを有している。
蒸気流入口１３１は、ケーシング１３０の外部からの蒸気Ｓを内部に導入する。蒸気流入口１３１は、ロータ１２０の複数のブレード１２２よりも上流側に設けられている。ここで、上流側とは、ロータ１２０が延在する延在方向の一方側である。つまり、蒸気流入口１３１から流入した蒸気Ｓは、複数のブレード１２２のうち、最も上流側に配置されたブレード１２２に向かって流れる。

蒸気排出口１３２は、ケーシング１３０の内部を流れた蒸気Ｓを外部に排出する。蒸気排出口１３２は、ロータ１２０の複数のブレード１２２よりも下流側に設けられている。ここで、下流側とは、ロータ１２０が延在する延在方向の他方側である。つまり、蒸気排出口１３２は、複数のブレード１２２のうち、最も下流側に配置されたブレード１２２を通って流れた蒸気Ｓを排出する。

抽気口１３３は、蒸気流入口１３１と蒸気排出口１３２との間からケーシング１３０の内部の蒸気Ｓを外部に抽気する。つまり、抽気口１３３は、蒸気流入口１３１から導入される蒸気Ｓよりも低い圧力状態であって、蒸気排出口１３２から排出される蒸気Ｓよりも高い圧力状態である蒸気Ｓを抽気する。抽気口１３３は、ロータ１２０の延在方向に並ぶ複数のブレード１２２の間に配置されている。つまり、抽気口１３３は、タービン本体１１０の中段から蒸気Ｓを抽気している。抽気口１３３は、抽気ライン１３３ａに接続されている。抽気ライン１３３ａは、抽気口１３３から抽気した蒸気Ｓを不図示の他の蒸気タービンや他の設備に供給する。

弁システム１は、抽気口１３３から抽気された蒸気Ｓの供給量を調整する。本実施形態の弁システム１は、図２に示すように、弁装置２と、駆動機構３と、制御油供給ライン４と、制御油排出ライン５と、逆止弁６と、を備える。

弁装置２は、抽気された蒸気Ｓの流通する抽気ライン１３３ａの開閉を行う。弁装置２は、抽気ライン１３３ａの一部をなす流路２１ａを弁体２２によって開閉可能とされている。弁装置２は、抽気ライン１３３ａの途中に設けられている。本実施形態の弁装置２は、逆止弁である。つまり、弁装置２は、開状態では流路２１ａの一方向に向かって蒸気Ｓを流通可能とし、閉状態では蒸気Ｓを流通不能としている。弁装置２は、弁本体２１と、弁体２２と、支持軸２３と、規制部２４とを有する。

弁本体２１は、抽気された蒸気Ｓが流通する流路２１ａが内部に設けられている。弁本体２１は、抽気ライン１３３ａに接続されている。弁本体２１は、対向する位置に二カ所の開口が設けられた筐体である。流路２１ａは、二カ所の開口を連通するように形成されている。

弁体２２は、弁本体２１の内部に配置されている。弁体２２は、弁本体２１の一方の開口を閉塞可能な形状をなしている。弁体２２は、開口に対して嵌合することで弁装置２を閉状態（蒸気Ｓが流路２１ａを流通不能な状態）とし、開口から離間することで弁装置２を開状態（蒸気Ｓが流路２１ａを流通可能な状態）としている。

支持軸２３は、弁体２２を弁本体２１に対して回転させる。つまり、弁体２２は、支持軸２３を中心として弁本体２１に対して回転する。支持軸２３は、駆動機構３と接続されている。

規制部２４は、弁体２２の位置を規制している。規制部２４は、弁本体２１の内部に設けられている。規制部２４は、弁体２２が弁装置２を全開状態とした際に、弁体２２と接触可能な位置に配置されている。つまり、弁体２２が規制部２４に接触した状態が、弁本体２１の開口に対して弁体２２が最も開いた状態である。したがって、本実施形態の弁装置２では、規制部２４に対して弁体２２が接触した状態が全開状態である。

駆動機構３は、作動流体である制御油を用いて弁体２２を駆動させる。駆動機構３は、供給される制御油の量を調整することで、弁装置２の開度を調整して蒸気Ｓの抽気を開始又は停止させる。本実施形態の駆動機構３は、シリンダケース３１と、ピストン３２と、ロッド３３と、流入口３４と、排出口３５と、弾性部材３６と、バイパス路３７と、開閉弁３８と、連結部３９と、を有する。

シリンダケース３１は、軸線Ｏ方向に延びるシリンダ室３１１を内側に形成している。シリンダ室３１１は、シリンダケース３１の内部に形成された制御油が流入する空間である。シリンダケース３１は、軸線Ｏを中心として中空円筒状をなして延びている。本実施形態のシリンダケース３１は、二つの有底筒状の部材の開口部分を互いに合わせるようにして形成されている。

ピストン３２は、シリンダ室３１１を軸線Ｏ方向の第一側（軸線Ｏ方向の一方側、図２における紙面下側）の第一室３１１ａと、軸線Ｏ方向の第二側（軸線Ｏ方向の他方側、図２における紙面上側）の第二室３１１ｂとに区画している。ピストン３２は、シリンダ室３１１内に配置されている。ピストン３２は、軸線Ｏ方向に移動する。ピストン３２は、シリンダケース３１の内周面に全周が摺動可能とされており、シリンダケース３１に対する相対位置が変化する。本実施形態のピストン３２は、軸線Ｏ方向と直交する断面がシリンダケース３１の内周面と摺接するような円形状をなしている。これにより、ピストン３２は、移動に伴って第一室３１１ａの大きさと第二室３１１ｂの大きさとを変化させている。ピストン３２は、後述するロッド３３に接続されている。ピストン３２は、シリンダ室３１１を第一側に移動することで、弁装置２の開度が小さくなるようにロッド３３を介して弁体２２を可動させる。ピストン３２は、シリンダ室３１１を第二側に移動することで、弁装置２の開度が大きくなるようにロッド３３を介して弁体２２を可動させる。つまり、弁装置２は、ピストン３２がシリンダ室３１１を第一側に移動されることで閉塞させる方向に弁体２２が可動される。弁装置２は、ピストン３２がシリンダ室３１１を第二側に移動されることで開放させる方向に弁体２２が可動される。

ピストン３２は、予め定めた軸線Ｏ方向の位置を超えて第二側に移動することで弁装置２を開状態とする。この際、弁装置２が開状態となるピストン３２の軸線Ｏ方向の位置を開閉位置Ａと称する。したがって、この開閉位置Ａよりも第二側にピストン３２が移動することで弁装置２は開状態となり、開閉位置Ａよりも第一側にピストン３２が移動することで弁装置２は閉状態となる。さらに、ピストン３２は、開放位置を超えて第二側に移動可能とされている。ピストン３２は、開閉位置Ａを超えて第二側に移動することで、弁装置２を全開状態とする。この際、弁装置２が全開状態となるピストン３２の軸線Ｏ方向の位置を全開位置Ｂと称する。ピストン３２は、全開位置Ｂを超えてさらに第二側に移動可能とされている。この際、ピストン３２が最も軸線Ｏ方向の第二側に移動した状態での位置を裕度位置Ｃと称する。

ロッド３３は、ピストン３２に接続されている。ロッド３３は、ピストン３２とともに移動する。ロッド３３は、シリンダケース３１の軸線Ｏ方向に延びている。ロッド３３は、シリンダケース３１の軸線Ｏを中心に円柱状をなして延在している。ロッド３３は、端部がナットを介してピストン３２に接続されている。ロッド３３は、ピストン３２と接続されていない側の端部がシリンダケース３１の第二側の端部から飛び出している。ロッド３３は、軸線Ｏ方向の第一側に移動しても、第二側の端部が第二室３１１ｂ内から突出したままとなる長さで形成されている。

流入口３４は、シリンダ室３１１内に制御油を流入させる。流入口３４は、第一室３１１ａと連通するようにシリンダケース３１と一体に設けられている。流入口３４は、第一室３１１ａの内部に制御油を流入させる。流入口３４は、シリンダケース３１に対して一つのみ設けられている。具体的には、流入口３４は、シリンダケース３１の第一側の端部寄りの側部に設けられている。流入口３４は、後述する制御油供給ライン４に接続されている。

排出口３５は、シリンダ室３１１内の制御油を外部に排出させる。排出口３５は、第二室３１１ｂと連通するようにシリンダケース３１と一体に設けられている。排出口３５は、第二室３１１ｂの内部の制御油を外部に排出させる。排出口３５は、シリンダケース３１に対して一つのみ設けられている。具体的には、排出口３５は、シリンダケース３１の裕度位置Ｃよりも第二側の側部に設けられている。排出口３５は、後述する制御油排出ライン５に接続されている。

弾性部材３６は、第二室３１１ｂ内に配置されている。弾性部材３６は、ピストン３２を軸線Ｏ方向の第一側に向かって押し付けるように付勢している。弾性部材３６は、シリンダ室３１１を形成するシリンダケース３１の内周面のうちの第二側の端面と、ピストン３２の第二側を向く端面と、に固定されている。本実施形態の弾性部材３６は、例えば、コイル状バネが用いられる。

バイパス路３７は、第一室３１１ａと第二室３１１ｂとを連通させている。バイパス路３７は、第一室３１１ａと第二室３１１ｂとを繋ぐ配管である。バイパス路３７は、開閉位置Ａよりも第二側で第一室３１１ａと接続されている。本実施形態のバイパス路３７は、全開位置Ｂの時に丁度ピストン３２で開口部分が塞がれる位置であって、裕度位置Ｃよりも第一側で第一室３１１ａと接続されている。バイパス路３７は、排出口３５と対向する位置で第二室３１１ｂと接続されている。

開閉弁３８は、バイパス路３７の途中に設けられている。開閉弁３８は、バイパス路３７を開閉可能としている。つまり、開閉弁３８が開くことでバイパス路３７が開放された状態となる。開閉弁３８が閉じることで、バイパス路３７が閉塞された状態となる。

連結部３９は、ピストン３２と弁体２２とを連結している。連結部３９は、ピストン３２の移動に伴って弁体２２を支持軸２３回りに回転させる。連結部３９は、ロッド３３と支持軸２３とを連結している。連結部３９は、全開位置Ｂよりも第一側にピストン３２が移動した際には、ロッド３３が移動することで支持軸２３を回転させる。連結部３９は、全開位置Ｂを超えて第二側にピストン３２が移動した際には、ロッド３３が移動しても支持軸２３を回転させない。つまり、連結部３９は、全開位置Ｂと裕度位置Ｃとの間では、ロッド３３が移動しても支持軸２３を回転させない。

制御油供給ライン４は、制御油供給源４１に接続されている。制御油供給ライン４は、流入口３４に接続されている。制御油供給ライン４は、制御油供給源４１から供給された制御油を流入口３４まで流通させる。制御油供給ライン４は、制御油供給源４１からの制御油の供給が停止されることで、流入口３４から排出された制御油を制御油供給源４１まで流通させる。

制御油排出ライン５は、制御油供給源４１に接続されている。なお、制御油排出ライン５は、制御油供給源４１とは異なる制御油排出先に接続されていてもよい。制御油排出ライン５は、排出口３５に接続されている。制御油排出ライン５は、第二室３１１ｂから排出された制御油を制御油供給源４１まで流通させる。

逆止弁６は、制御油供給ライン４の途中に設けられている。逆止弁６は、流入口３４に繋がれている。逆止弁６は、制御油供給源４１から第一室３１１ａに向かって制御油を流通可能としている。逆止弁６は、第一室３１１ａから制御油供給源４１に向かって流れる制御油の流通状態を、第一室３１１ａ内の内部圧の急激な低下を防ぐために制御している。

次に、上記構成の弁システム１の動作について説明する。
上記のような弁システム１では、蒸気タービン１００の運転時に、抽気ライン１３３ａによってタービン本体１１０からの蒸気Ｓの抽気を可能とするために弁装置２は全開状態とされている。弁装置２を全開状態とするために、駆動機構３では開閉弁３８を閉塞した状態で第一室３１１ａに制御油が供給される。具体的には、制御油供給ライン４を介して制御油供給源４１から流入口３４に制御油が供給される。流入口３４から制御油が供給されることで、第一室３１１ａに制御油が溜まり、ピストン３２が制御油に押されて第二側に移動する。ピストン３２が第二側に移動することでロッド３３が移動し、ロッド３３に接続された連結部３９によって支持軸２３が回転する。ピストン３２が開閉位置Ａを超えて第二側に移動することで、弁体２２が規制部２４に向かって回転する。その後、ピストン３２が全開位置Ｂまで移動することで、弁体２２は規制部２４と接触する位置まで回転する。ピストン３２が全開位置Ｂを超えて裕度位置Ｃまで移動する間、ロッド３３の移動は連結部３９によって支持軸２３まで伝達されずに、支持軸２３は回転しない。その結果、弁体２２は、回転せずに規制部２４と接触した位置が維持される。これにより、弁装置２は全開状態が維持され、タービン本体１１０内の蒸気Ｓを抽気ライン１３３ａによって抽気することが可能とされる。

また、弁システム１では、蒸気タービン１００の停止時に、抽気ライン１３３ａでのタービン本体１１０からの蒸気Ｓの抽気を不能とするために弁装置２は閉状態とされている。弁装置２を閉状態とするために、駆動機構３では第一室３１１ａから制御油が排出される。図３に示すように、制御油供給ライン４を介して流入口３４から第一室３１１ａ内の制御油が排出される。流入口３４から第一室３１１ａの制御油が排出されることで、裕度位置Ｃから全開位置Ｂに向かってピストン３２が第一側に移動する。この際、ロッド３３の移動は連結部３９によって支持軸２３まで伝達されずに、支持軸２３は回転しない。その結果、弁体２２は、回転せずに規制部２４と接触した位置が維持される。ピストン３２が全開位置Ｂを超えてさらに第一側に移動することで、ロッド３３に接続された連結部３９が支持軸２３を回転させ始める。支持軸２３が回転することで弁体２２が規制部２４から離れて弁本体２１の開口に向かって回転する。ピストン３２が開閉位置Ａを超えて移動することで、弁体２２は弁本体２１の開口を閉塞する位置まで回転する。これにより、弁装置２は閉状態となり、タービン本体１１０内の蒸気Ｓを抽気ライン１３３ａによって抽気することが不能とされる。

また、本実施形態の弁システム１では、蒸気タービン１００の運転時に定期的に駆動機構３に対してピストン３２が正しく動作するか否かを確認するための動作試験が実施される。

動作試験を実施する際には、蒸気タービン１００の運転時に、第一室３１１ａに制御油を供給しながら、開閉弁３８を開放させる。開閉弁３８が開放されることで、制御油がバイパス路３７を流通可能となる。その結果、図４に示すように、第一室３１１ａ内の制御油がバイパス路３７を介して第二室３１１ｂ内に流れ込む。第一室３１１ａ内の制御油が第二室３１１ｂ内に流れ込むことで、制御油が流れ込んだ分だけピストン３２が裕度位置Ｃから第一側に移動する。これにより、ピストン３２の位置を移動させて、ピストン３２が正常に動作するか否かを判断することができる。

この際、バイパス路３７が開閉位置Ａよりも第二側で第一室３１１ａと接続されている。そのため、流入口３４から第一室３１１ａに制御油を供給した状態で開閉弁３８を開放しても全開位置Ｂよりも第一側に制御油の液面が移動しない。したがって、ピストン３２は、バイパス路３７と接続されている位置まで移動するが、全開位置Ｂよりも第一側には移動できない。つまり、弁装置２では、弁体２２が開口から離れて開いたままとなる。したがって、弁装置２を閉状態とすることなく、ピストン３２を移動させることができる。これにより、弁装置２の開放させたまま動作試験を実施することができる。

本実施形態では、バイパス路３７が単に開閉位置Ａよりも第二側ではなく、全開位置Ｂよりも第二側であって裕度位置Ｃよりも第一側で第一室３１１ａと接続されている。そのため、開閉弁３８を開放してもピストン３２は全開位置Ｂより第一室３１１ａ側には移動できない。ピストン３２が裕度位置Ｃと全開位置Ｂとの間に移動しても、支持軸２３は回転されない。そのため、ピストン３２を移動させても、弁装置２では、弁体２２が規制部２４に接触したままとなる。したがって、弁装置２を全開状態としたまま、ピストン３２を移動させることができる。これにより、弁装置２の全開状態としたまま動作試験を実施することができる。その結果、抽気ライン１３３ａでのタービン本体１１０からの蒸気Ｓの抽気量を低減させることなく、動作試験を実施することができる。

また、第二室３１１ｂに連通するように排出口３５が接続されていることで、開閉弁３８を開放することでバイパス路３７を介して第一室３１１ａから第二室３１１ｂに流れ込んだ制御油を排出することができる。そのため、第二室３１１ｂに制御油が溜まったままになってしまうことを抑えることができる。その結果、開閉弁３８を何度開放しても、第一室３１１ａ内の制御油を第二室３１１ｂ内に流すことができる。したがって、開閉弁３８を開放するたびにピストン３２を繰り返し移動させることができ、動作試験を繰返し実施することができる。

また、制御油供給ライン４の途中に流入口３４に繋がれた逆止弁６が設けられている。そのため、開閉弁３８を開くことで第一室３１１ａ内の圧力が変化した際に、第一室３１１ａ内の制御油が流入口３４から制御油供給ライン４を逆流してしまうことを防ぐことができる。また、逆止弁６によって第一室３１１ａから制御油供給源４１に向かう制御油の流れが閉塞されていることで、第一室３１１ａの圧力変化が制御油供給源４１に影響を及ぼすことを抑えることができる。

また、本実施形態の蒸気タービン１００によれば、弁装置２を全開状態としながら、駆動機構３の動作試験を行うことができる。そのため、蒸気タービン１００を運転しながら、駆動機構３のピストン３２が炭化等の不具合によってシリンダケース３１に固着してしまい、可動不能となっていないかを確認することができる。したがって、長期間にわたって連続して運転された蒸気タービン１００を停止した際に、運転時に抽気していた蒸気Ｓがタービン本体１１０の内部に逆流すること防ぐように弁装置を安定して閉状態とすることができる。その結果、停止時の不具合の発生を抑えて、安定して蒸気タービン１００を運転することができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。

なお、本実施形態の弁装置２は、タービン本体１１０から蒸気Ｓを抽気する流路２１ａである抽気ライン１３３ａに配置されることに限定されるものではない。例えば、弁装置２は、タービン本体１１０に蒸気Ｓを流入させる蒸気流入口１３１に繋がる流路２１ａに設けられていてもよく、タービン本体１１０から蒸気Ｓを排出させる蒸気排出口１３２に繋がる流路２１ａに設けられていてもよい。

また、本実施形態の弁システム１では、ロッド３３や連結部３９を介してピストン３２が移動した際に弁体２２を可動させたが、このような構造に限定されるものでない。ピストン３２の移動に伴って弁体２２を可動させることが可能な構造であればよい。

上記した弁システム１によれば、弁装置２の開放させたまま動作試験を実施することができる。

１００蒸気タービン
１１０タービン本体
Ｓ蒸気
１２０ロータ
１２１ロータ本体
１２２ブレード
１３０ケーシング
１３１蒸気流入口
１３２蒸気排出口
１３３抽気口
１３３ａ抽気ライン
１弁システム
２弁装置
２１弁本体
２１ａ流路
２２弁体
２３支持軸
２４規制部
３駆動機構
３１シリンダケース
Ｏ軸線
３１１シリンダ室
３１１ａ第一室
３１１ｂ第二室
３２ピストン
Ａ開閉位置
Ｂ全開位置
Ｃ裕度位置
３３ロッド
３４流入口
３５排出口
３６弾性部材
３７バイパス路
３８開閉弁
３９連結部
４制御油供給ライン
４１制御油供給源
５制御油排出ライン
６逆止弁

本発明の第一の態様に係る弁システムは、流路を弁体によって開閉可能な弁装置と、前記弁体を駆動させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、軸線方向に延びるシリンダ室を内側に形成するシリンダケースと、該シリンダ室を前記軸線方向の第一側の第一室と、前記軸線方向の第二側の第二室と、に区画するピストンと、前記第一室の内部に作動流体を流入させる流入口と、前記第二室内に配置されて前記ピストンを前記第一側に押し付けるように付勢する弾性部材と、前記第一室と前記第二室とを連通させるバイパス路と、前記バイパス路を開閉可能な開閉弁と、を有し、前記弁装置は、前記ピストンが前記第一側に移動されることで閉塞させる方向に前記弁体が可動され、前記ピストンが前記第二側に移動されることで開放させる方向に前記弁体が可動され、前記バイパス路は、前記弁装置を全開状態とさせる前記ピストンの前記軸線方向の位置よりも前記第二側で前記第一室と接続されている。

本発明の第二の態様に係る弁システムでは、第一の態様において、前記駆動機構は、前記第二室の内部の前記作動流体を排出させる排出口を有していてもよい。

本発明の第三の態様に係る弁システムでは、第一又は第二の態様のいずれか一つにおいて、前記流入口に繋がれた逆止弁を備えていてもよい。

本発明の第四の態様に係る蒸気タービンは、第一から第三の態様のいずれか一つの弁システムと、前記弁装置で開閉される前記流路によって蒸気が抽気されるタービン本体とを備える。

Claims

流路を弁体によって開閉可能な弁装置と、
前記弁体を駆動させる駆動機構と、を備え、
前記駆動機構は、
軸線方向に延びるシリンダ室を内側に形成するシリンダケースと、
該シリンダ室を前記軸線方向の第一側の第一室と、前記軸線方向の第二側の第二室と、に区画するピストンと、
前記第一室の内部に作動流体を流入させる流入口と、
前記第二室内に配置されて前記ピストンを前記第一側に押し付けるように付勢する弾性部材と、
前記第一室と前記第二室とを連通させるバイパス路と、
前記バイパス路を開閉可能な開閉弁と、を有し、
前記弁装置は、
前記ピストンが前記第一側に移動されることで閉塞させる方向に前記弁体が可動され、
前記ピストンが前記第二側に移動されることで開放させる方向に前記弁体が可動され、
前記バイパス路は、
前記弁装置を開状態とさせる前記ピストンの前記軸線方向の位置よりも前記第二側で前記第一室と接続されている弁システム。
前記バイパス路は、
前記弁装置を全開状態とさせる前記ピストンの前記軸線方向の位置よりも前記第二側で前記第一室と接続されている請求項１に記載の弁システム。
前記駆動機構は、前記第二室の内部の前記作動流体を排出させる排出口を有する請求項１又は請求項２に記載の弁システム。
前記流入口に繋がれた逆止弁を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の弁システム。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の弁システムと、
前記弁装置で開閉される前記流路によって蒸気が抽気されるタービン本体とを備える蒸気タービン。