WO2014155579A1 - 多弁型蒸気弁及び蒸気タービン - Google Patents

多弁型蒸気弁及び蒸気タービン Download PDF

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    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/31—Application in turbines in steam turbines

Definitions

  • the present invention relates to a multi-valve steam valve that adjusts the amount of steam that flows in, and a steam turbine.
  • a multi-valve steam valve 106 having a plurality of regulating valves is used during the warm-up operation.
  • the multi-valve steam valve 106 includes an inner bar 13 provided inside a steam chamber to which steam is supplied, and a plurality of regulating valves 14 attached to the inner bar 13. Then, when the support bar 17 operates the inner bar 13, the adjustment valve 14 is driven in the vertical direction.
  • the plurality of regulating valves 14 are set so as to be sequentially opened by moving the inner bar 13 upward.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the steam flow rate and the valve lift amount (valve lift). Numbers 1 to 5 in the graph indicate the first adjustment valve 14 to the fifth adjustment valve 14 in the lift amount. It shows which adjustment valve 14 is lifted.
  • the conventional multi-valve steam valve as shown in FIG. 11, since the flow rate range R of the regulating valve 14 that is initially opened is wide, there is a problem in controllability during low-speed rotation in warm-up operation. There is. In particular, it is known that when only the turbine is operated, such as during a trial operation, the rotational inertia (GD2) of the rotor is small, so that speed control is difficult.
  • GD2 rotational inertia
  • the multi-valve steam valve of the present invention includes a plurality of regulating valves that gradually separate the valve body from the valve seat and widen the flow path by driving the valve shaft in one direction, and sequentially opening the plurality of regulating valves.
  • the multi-valve steam valve that allows steam to flow in at least the regulating valve that is initially opened among the plurality of regulating valves is when driven in one direction from the closed state compared to the other regulating valves. It is comprised so that the inflow amount of steam may become small.
  • the flow rate of steam from the fully closed state to the fully open state of the regulating valve that is initially opened decreases. That is, the controllability at the time of fine speed adjustment of the multi-valve steam valve is improved by narrowing the flow rate range of the regulating valve.
  • the regulating valve that is opened at least first is formed such that the valve body is smaller than the valve body of the other regulating valve, and the inflow amount of steam is reduced. Is preferred.
  • the regulating valve that is opened at least first is a space in which the valve body abuts the pilot valve connected to the valve shaft and the valve seat, and accommodates the pilot valve therein.
  • a valve body main body formed with a steam introduction hole communicating with the space and the upstream flow path, and a steam discharge hole communicating with the space and the downstream flow path, and in a closed state
  • the pilot valve closes the steam introduction hole and the steam discharge hole, and when the valve shaft is driven in one direction from the closed state, the steam introduction hole and the steam discharge hole are released to pass through the space.
  • the upstream flow path and the downstream side may communicate with each other, and the pilot valve may lift the valve body away from the valve seat by driving the valve shaft in one direction.
  • the adjusting valve is constituted by the main valve and the pilot valve, the pilot valve can be controlled.
  • the flow range of the regulating valve relative to the valve lift can be narrowed, and the controllability at the time of fine speed adjustment of the multi-valve steam valve is improved.
  • valve shaft of the valve body is passed from below to a valve shaft hole formed in an inner bar disposed in the flow path, and is disposed above the valve shaft through the inner bar. It is preferable that the formed enlarged diameter portion is lifted to allow the steam to flow by moving the valve body forward and backward with respect to the valve seat.
  • the speed can be easily adjusted even at a low rotational speed.
  • the multi-valve steam valve includes a connecting arm that is disposed outside the flow path and has a plurality of cams that drive the valve shafts of the plurality of regulating valves, and the steam is generated by rotating the connecting arm. It is good also as a structure made to flow in.
  • the present invention also provides a steam turbine including the multi-valve steam valve described in any of the steams.
  • the flow rate of steam from the fully closed state to the fully open state of the regulating valve that is initially opened is reduced. That is, the controllability at the time of fine speed adjustment of the multi-valve steam valve is improved by narrowing the flow rate range of the regulating valve.
  • a main steam header pipe 2 that supplies steam to the steam turbine 1 is connected to a turbine body 3 of the steam turbine 1 via a steam supply passage 4.
  • the steam supply passage 4 is provided with a stop valve 5 and a multi-valve steam valve 6 that is a steam control valve, and the steam supply to the turbine body 3 is shut off by fully closing the stop valve 5 or the steam supply flow rate. Is controlled by a multi-valve steam valve 6.
  • the rotor of the steam turbine 1 transmits rotational energy to a machine such as a generator 7 (or a compressor).
  • the steam turbine 1 is controlled by a governor 8 (control device).
  • the governor 8 is a computing device that controls the steam turbine 1. For example, the rotational speed of the turbine rotor is input using the speed detector 9, and the multi-valve steam valve 6 is controlled based on this rotational speed. It is configured.
  • the multi-valve steam valve 6 is attached to the casing 11 in which a steam chamber 12 to which steam is supplied is formed, an inner bar 13 disposed inside the steam chamber 12, and the inner bar 13.
  • Such a multi-valve steam valve 6 is also called an inner bar valve because an inner bar is used to support the regulating valve.
  • the steam chamber 12 is a space having a length in one direction.
  • the steam supply passage 4 that connects the steam chamber 12 and the steam turbine 1 is composed of a plurality (five in this embodiment) of steam passages 19.
  • the upstream end of each steam passage 19 is disposed at a predetermined interval in the longitudinal direction of the steam chamber 12, and the valve body 15 of the regulating valve 14 is applied to the opening 20 on the steam chamber 12 side.
  • the valve seat 21 which contacts is formed.
  • each steam passage 19 is open to the casing 22 of the steam turbine 1.
  • the opening 23 on the side of the passenger compartment 22 is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the outer periphery of the passenger compartment 22.
  • the outer periphery of the passenger compartment 22 is divided into five parts, and a steam passage 19 is connected to each part.
  • the plurality of regulating valves 14 attached to the inner bar 13 include a valve body 15 that contacts the valve seat 21 and a valve shaft 16 that extends upward from the valve body 15. Yes.
  • the inner bar 13 is a rod-like member that is supported by a support rod 17 whose opening degree is controlled by the governor 8 and has a length along the longitudinal direction of the steam chamber 12.
  • the inner bar 13 is disposed above the valve seat 21 so as to follow the arrangement direction of the plurality of valve seats 21.
  • the inner bar 13 has a valve shaft hole 24 through which the valve shaft 16 of the adjustment valve 14 is inserted.
  • the regulating valve 14 is of a type in which the valve body 15 is gradually separated from the valve seat 21 to widen the flow path by driving the valve shaft 16 in one direction.
  • a male screw groove is formed at least on the outer peripheral surface of the valve shaft 16, and a nut 25 is screwed together.
  • the support bar 17 is a bar-shaped member extending upward from the inner bar 13 and can be operated in the vertical direction by a driving device such as an electro-hydraulic actuator (not shown).
  • the multi-valve steam valve 6 configured as described above operates the support rod 17 to move the inner bar 13 in the vertical direction, thereby lifting the nut 25 and separating the valve body 15 of the adjustment valve 14 from the valve seat 21 (
  • the steam in the steam chamber 12 is caused to flow into the casing 22 of the steam turbine 1 by advancing and retreating.
  • the adjustment valve 14 can adjust the timing of separating from the valve seat 21 according to the position of the nut 25.
  • the valve body 15 of the regulating valve 14 is driven by lifting the nut 25.
  • the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which provides an enlarged diameter part above the valve shaft 16, and changes the position of an enlarged diameter part with each adjustment valve 14.
  • the central first regulating valve 14A among the five regulating valves 14 is opened, and then the first regulating valve 14A located next to one of the first regulating valves 14A.
  • the second regulating valve 14B opens, then the third regulating valve 14C next to the other of the first regulating valve 14A opens, then the fourth regulating valve 14D at one end opens, and finally the remaining fifth regulating valve 14E is set to open.
  • the steam is configured to flow into the vehicle compartment 22 through the vehicle.
  • the plurality of openings 20 are configured to have a maximum flow rate when all the regulating valves 14 are opened. Further, since the valve body 15 is pulled in the direction of the valve seat 21 by the steam force, the plurality of valve bodies 15 are sequentially seated on the valve seat 21 as the inner bar 13 moves up and down, and the valve body 15 is operated as planned. Opening and closing is performed.
  • the plurality of regulating valves 14 of the present embodiment are shaped such that only the first regulating valve 14A is less inflow of steam until it is in the open state than the other regulating valves 14.
  • the first adjustment valve 14A is smaller than the other adjustment valves 14, and the valve body 15 of the first adjustment valve 14A has a smaller outer shape than the other adjustment valves 14.
  • the inner diameter of the valve seat 21 with which the valve body 15 of the first adjusting valve 14A abuts is also made small.
  • FIG. 4 is a graph showing the relationship between the steam flow rate and the valve lift (valve lift).
  • the numbers 1 to 5 in the graph indicate which regulating valve 14 is lifted from the first regulating valve 14A to the fifth regulating valve 14E at the lift amount.
  • the steam flow rate R1 from the fully closed state to the fully opened state of the first regulating valve 14A decreases as shown in FIG. That is, the controllability at the time of fine speed adjustment of the multi-valve steam valve 6 is improved by narrowing the flow rate range of the first adjustment valve 14A.
  • the driving force for operating the first adjustment valve 14A can be reduced. That is, since the thrust force of the steam applied to the valve body 15 is reduced by downsizing the valve body 15, the power for driving the valve body 15 can be reduced.
  • the first adjustment valve 14A is a valve that opens first among the plurality of adjustment valves 14, the pressure difference between the steam chamber 12 and the vehicle compartment 22 is large, so that the effect of downsizing is high.
  • the first adjustment valve 14 ⁇ / b> A is opened, steam flows into the casing 22 of the steam turbine 1, so that the pressure difference between the casing 22 and the steam chamber 12 becomes small. Thereby, when driving the other regulating valve 14, the driving force can be small.
  • the multi-valve steam valve 6B of the present embodiment includes a casing 11B in which a plurality of (four in this embodiment) pipes 19B branched from the steam supply passage 4 are formed.
  • a valve seat 21B provided in the pipe 19B, a plurality of regulating valves 26 provided corresponding to the valve seat 21B, and regulating valve drive mechanisms 27 for driving the regulating valves 26 are provided.
  • Such a multi-valve steam valve is called an independent valve because it is driven not by an inner bar but by an independent support rod.
  • the upstream end of the pipe 19B connecting the steam supply passage 4 and the vehicle compartment 22 is arranged at a predetermined interval in the extending direction of the steam supply passage 4, and is adjusted in the vicinity of the opening 20B.
  • a valve seat 21B with which the valve body 32 of the valve 26 abuts is formed.
  • each pipe 19 ⁇ / b> B is open to the casing 22 of the steam turbine 1.
  • the opening 23 ⁇ / b> B on the side of the passenger compartment 22 is arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the outer periphery of the passenger compartment 22.
  • the outer periphery of the passenger compartment 22 is divided into four parts, and a pipe 19B is connected to each part.
  • the regulating valve drive mechanism 27 includes a plurality of valve chambers 28 that accommodate the valve shafts 16 of the respective regulating valves 14, and a connecting arm 29 that extends orthogonally to the plurality of valve chambers 28. And a cam lever 30 attached to a connecting arm 29 corresponding to the plurality of valve chambers 28.
  • the connecting arm 29 is a rod-shaped member that can be controlled by the governor 8, and can be rotated by a driving device (not shown).
  • the cam lever 30 and the valve shaft 16 ⁇ / b> B in the valve chamber 28 are connected by a connecting rod 31. The angle of the cam lever 30 is adjusted so that the adjusting valve 14 is opened in a predetermined order.
  • the multi-valve steam valve 6 having the above-described configuration operates the connecting arm 29 to rotate the cam lever 30 to drive each valve shaft 16 ⁇ / b> B to transfer the steam in the steam supply passage 4 to the casing 22 of the steam turbine 1. It is configured to flow in.
  • the connecting arm 29 by rotating the connecting arm 29, the first regulating valve 26A closer to the center among the four regulating valves 26 is opened first, and then the second regulating valve 26B from the other center is opened. Then, the third regulating valve 26C at one end is opened, and finally the remaining fourth regulating valve 26D is opened.
  • the steam is configured to flow into the vehicle compartment 22 through the vehicle.
  • the plurality of openings 20B are configured to have a maximum flow rate when all the regulating valves 26 are in an open state.
  • the valve body 32 of the first adjustment valve 26A of the present embodiment includes a pilot valve 33 connected to the valve shaft 16B, a main valve 34 that is a valve body main body that contacts the valve seat 21B, have.
  • the main valve 34 is a part forming the outer shape of the valve body 32, and has a valve seat abutting portion 35 that abuts the valve seat 21B.
  • a pilot valve accommodating space 36 for accommodating the pilot valve 33 is formed inside the main valve 34.
  • the valve seat abutting portion 35 of the main valve 34 is a circular region that seals the upstream side and the downstream side of the pipe 19 ⁇ / b> B by coming into contact with the valve seat 21.
  • the main valve 34 is formed with a plurality of steam introduction holes 37 and steam discharge holes 38 that connect the pilot valve housing space 36 and the outside of the main valve 34.
  • the steam introduction hole 37 and the steam discharge hole 38 communicate with each other through a pilot valve accommodation space 36.
  • the steam introduction holes 37 are a plurality of holes that connect the pilot valve accommodation space 36 and the side surface of the main valve 34.
  • the steam introduction hole 37 is formed on the outer surface of the main valve 34 on the upstream side of the valve seat contact portion 35.
  • the steam discharge hole 38 is a hole that connects the pilot valve housing space 36 and the tip of the main valve 34.
  • the steam discharge hole 38 is formed downstream of the valve seat contact portion 35 on the outer surface of the main valve 34.
  • the pilot valve 33 is accommodated in the main valve 34 in a state in which the pilot valve 33 can move in the vertical direction in the pilot valve accommodation space 36 by driving the valve shaft 16B.
  • the valve shaft 16 ⁇ / b> B extends above the main valve 34 through a valve shaft hole 39 formed in the main valve 34.
  • the pilot valve 33 and the pilot valve housing space 36 seal the steam introduction hole 37 and the steam discharge hole 38 depending on their positions, or connect the steam introduction hole 37 and the steam discharge hole 38. It is formed so that it can communicate.
  • the hole diameter of the steam introduction hole 37 and the steam discharge hole 38 and the number of the steam introduction holes 37 will be described.
  • the hole diameter and the number of the steam introduction holes 37 are the same as those shown in FIG. It is appropriately set according to the amount of steam required in a state where steam flows only through the steam discharge hole 38.
  • FIG. 9 is a graph showing the relationship between the steam flow rate and the valve lift (valve lift).
  • the numbers 1 to 4 in the graph indicate which regulating valve 26 is lifted from the first regulating valve 26A to the fourth regulating valve 26D at the lift amount.
  • the first adjustment valve 26A is constituted by the main valve 34 and the pilot valve 33, whereby the flow rate at the stage where the control by the pilot valve 33 is performed can be reduced, and the fine speed adjustment is performed. Becomes easier. That is, as shown in FIG. 9, control by the pilot valve 33 is possible. In the range R2 in which the control by the pilot valve 33 is performed, the flow rate range of the first adjustment valve 26A relative to the valve lift can be narrowed, and the controllability at the time of fine speed adjustment of the multi-valve steam valve 6B is improved. To do.
  • valve body of the adjustment valve of the inner bar valve may be a valve body including the main valve and the pilot valve of the second embodiment.
  • first adjustment valves 14A and 26A are configured to reduce the inflow amount of steam.
  • present invention is not limited to this, and the other adjustment valves 14 and 26 are configured to have an inflow amount of steam. It is good also as a form which becomes small.

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Abstract

　一方向に弁軸を駆動することにより徐々に弁体が弁座から離間して流路を広げる調整弁を複数備え、複数の調整弁を順次開状態とすることによって蒸気を流入させる多弁型蒸気弁において、複数の調整弁のうち、少なくとも最初に開状態となる調整弁は、他の調整弁と比較して閉状態より一方向に駆動した際の蒸気の流入量が小さくなるように構成されている多弁型蒸気弁。

Description

多弁型蒸気弁及び蒸気タービン
　本発明は、流入する蒸気量を調整する多弁型蒸気弁、及び蒸気タービンに関する。
　停止状態にある蒸気タービンを稼働させる場合、長期停止中にロータが自重により歪んでいるため、この歪を矯正するため定格回転数より低い回転で暖機運転を行っている。
　図１０に示すように、暖機運転の際は、複数の調整弁を備えた多弁型蒸気弁１０６が用いられている。多弁型蒸気弁１０６は、蒸気が供給される蒸気室の内部に設けられたインナーバー１３と、インナーバー１３に取り付けられた複数の調整弁１４から構成されている。そして、支持棒１７がインナーバー１３を操作することによって調整弁１４が上下方向に駆動されるようになっている。複数の調整弁１４は、インナーバー１３を上方に移動させることによって、順次開状態となるように設定されている。
特開平１０－９４０７号公報
　図１１は、蒸気流量と弁のリフト量（弁リフト）との関係を示すグラフであり、グラフの１～５の数字は、当該リフト量において第一の調整弁１４から第五の調整弁１４のうちどの調整弁１４がリフトしているかを示している。
　上記従来の多弁型蒸気弁においては、図１１に示すように、最初に開状態となる調整弁１４の流量範囲Ｒが広いため、暖機運転における低速回転時の制御性に難があるという問題がある。特に、試運転時などタービンのみを運転させる場合、ローターの回転慣性（ＧＤ２）が小さくなるため、調速が難しいことが知られている。
　本発明の多弁型蒸気弁は、一方向に弁軸を駆動することにより徐々に弁体が弁座から離間して流路を広げる調整弁を複数備え、該複数の調整弁を順次開状態とすることによって蒸気を流入させる多弁型蒸気弁において、前記複数の調整弁のうち、少なくとも最初に開状態となる調整弁は、他の調整弁と比較して閉状態より一方向に駆動した際の蒸気の流入量が小さくなるように構成されている。
　上記構成によれば、最初に開状態となる調整弁の全閉状態から全開状態までの蒸気流量が減少する。即ち、調整弁の流量範囲が狭くなることによって多弁型蒸気弁の微速調整の際の制御性が向上する。
　上記多弁型蒸気弁において、前記少なくとも最初に開状態となる調整弁は、前記弁体が他の調整弁の弁体よりも小型化され、蒸気の流入量が少なくなるように形成されていることが好ましい。
　上記構成によれば、調整弁を作動させるための駆動力の低減が可能となる。即ち、弁体の小型化により、弁体にかかる蒸気のスラスト力が小さくなるため、弁体を駆動するための動力を低減することができる。
　上記多弁型蒸気弁において、前記少なくとも最初に開状態となる調整弁は、前記弁体が、前記弁軸と接続されたパイロット弁と、前記弁座と当接し、内部にパイロット弁を収容する空間と、前記空間と上流側の流路と連通する蒸気導入孔と、前記空間と下流側の流路と連通する蒸気排出孔と、が形成された弁体本体と、を有し、閉状態においては、前記パイロット弁が前記蒸気導入孔及び蒸気排出孔を閉鎖し、閉状態から前記弁軸を一方向に駆動することによって前記蒸気導入孔及び前記蒸気排出孔が解放されて前記空間を介して上流側の流路と下流側とが連通し、さらに弁軸を一方向に駆動することによって前記パイロット弁が前記弁体を吊り上げて前記弁座から離間させる構成としてもよい。
　上記構成によれば、調整弁が主弁とパイロット弁によって構成されていることによって、パイロット弁による制御が可能となる。即ち、即ち、弁リフトに対する調整弁の流量範囲が狭くすることが可能になり、多弁型蒸気弁の微速調整の際の制御性が向上する。
　上記多弁型蒸気弁において、前記流路の内部に配置されたインナーバーに穿設した弁軸孔に下方から前記弁体の前記弁軸を通し、前記インナーバーを介して前記弁軸の上方に形成した拡径部を吊り上げて前記弁体を前記弁座に対し進退させて蒸気を流入させることが好ましい。
　上記構成によれば、低い回転速度においても、容易に調速することができる。
　上記多弁型蒸気弁において、前記流路の外部に配置され、前記複数の調整弁の前記弁軸を駆動する複数のカムを有するコネクティングアームを有し、前記コネクティングアームを回動させることにより蒸気を流入させる構成としてもよい。
　上記構成によれば、蒸気温度の圧力及び温度が高い場合においても、複数の配管を用いた蒸気の導入が可能となる。
　また、本発明は蒸気いずれかに記載の多弁型蒸気弁を備える蒸気タービンを提供する。
　本発明によれば、最初に開状態となる調整弁の全閉状態から全開状態までの蒸気流量が減少する。即ち、調整弁の流量範囲が狭くなることによって多弁型蒸気弁の微速調整の際の制御性が向上する。
本発明の実施形態の蒸気タービンにおける止め弁及び多弁型蒸気弁の配置を示す説明図である。 本発明の第一実施形態の蒸気タービン弁室の概略断面図である。 本発明の第一実施形態の多弁型蒸気弁の組立図である。 本発明の第一実施形態の蒸気タービンにおける蒸気流量と弁のリフト量との関係を示すグラフである。 本発明の第二実施形態の蒸気タービン弁室の概略図である。 本発明の第二実施形態の蒸気タービンの調整弁駆動機構を説明する斜視図である。 本発明の第二実施形態の調整弁を示す概略断面図である。 本発明の第二実施形態の調整弁の作用について説明する図である。 本発明の第二実施形態の蒸気タービンにおける蒸気流量と弁のリフト量との関係を示すグラフである。 従来の蒸気タービン弁室の概略断面図である。 従来の蒸気タービンにおける蒸気流量と弁のリフト量との関係を示すグラフである。
（第一実施形態）
　まず、本実施形態の多弁型蒸気弁６が適用される蒸気タービン１ついて説明する。図１に示すように、蒸気タービン１のタービン本体３には蒸気を蒸気タービン１に供給する主蒸気ヘッダ管２が蒸気供給通路４を介して接続されている。蒸気供給通路４には、止め弁５と蒸気加減弁である多弁型蒸気弁６が設けられており、タービン本体３への蒸気の供給を止め弁５の全閉により遮断、又は蒸気の供給流量を多弁型蒸気弁６によって制御するようになっている。
　また、蒸気タービン１のロータは、回転エネルギーを発電機７（もしくは圧縮機）等の機械に伝達するようになっている。蒸気タービン１は、ガバナ８（制御装置）によって制御されている。ガバナ８は、蒸気タービン１の制御を行う演算装置であり、例えば、速度検出器９を用いてタービンのロータの回転速度が入力され、この回転速度に基づいて多弁型蒸気弁６を制御するように構成されている。
　図２に示すように、多弁型蒸気弁６は、蒸気が供給される蒸気室１２が形成されたケーシング１１と、蒸気室１２の内部に配置されたインナーバー１３と、インナーバー１３に取り付けられた複数の調整弁１４と、ケーシング１１を貫通してインナーバー１３を支持する２本の支持棒１７と、を有している。このような多弁型蒸気弁６は調整弁の支持にインナーバーを用いていることからインナーバー弁とも呼ばれている。
　蒸気室１２は、一方向に長さを有する空間である。蒸気室１２と蒸気タービン１とを接続する蒸気供給通路４は、複数（本実施形態では５本）の蒸気通路１９によって構成されている。各々の蒸気通路１９の上流側の端部は、蒸気室１２の長手方向に所定の間隔を隔てて配置されており、蒸気室１２側の開口部２０には調整弁１４の弁体１５が当接する弁座２１が形成されている。
　各々の蒸気通路１９の下流側の端部は、蒸気タービン１の車室２２に開口されている。車室２２側の開口部２３は、車室２２の外周の周方向に所定の間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、車室２２の外周を５つの部位に区分けし、各々の部位に蒸気通路１９が接続されている。
　図３に示すように、インナーバー１３に取り付けられている複数の調整弁１４は、弁座２１に当接する弁体１５と、弁体１５から上方に延在する弁軸１６とを有している。
　インナーバー１３は、ガバナ８によって開度制御される支持棒１７により支持され、蒸気室１２の長手方向に沿う長さを有する棒状の部材である。インナーバー１３は、複数の弁座２１の配列方向に沿うように弁座２１の上方に配置されている。インナーバー１３には、調整弁１４の弁軸１６が挿通する弁軸孔２４が穿設されている。
　調整弁１４は、一方向に弁軸１６を駆動することにより徐々に弁体１５が弁座２１から離間して流路を広げる形式のものである。
　弁軸１６の少なくとも上方の外周面には、雄ネジ溝が形成されており、ナット２５が螺合されている。
　支持棒１７は、インナーバー１３から上方に延在する棒形状の部材であり、図示しない電油アクチュエータなどの駆動装置によって上下方向に操作可能とされている。
　上記構成の多弁型蒸気弁６は、支持棒１７を操作してインナーバー１３を上下方向に移動させることによって、ナット２５を吊り上げて調整弁１４の弁体１５を弁座２１に対して離間（進退）させて蒸気室１２の蒸気を蒸気タービン１の車室２２に流入させる構成となっている。調整弁１４は、ナット２５の位置によって弁座２１から離間するタイミングが調整できるようになっている。
　なお、この実施形態ではナット２５を吊り上げることによって調整弁１４の弁体１５を駆動する構成となっているが、これに限ることはない。例えば、弁軸１６の上方に拡径部を設け、拡径部の位置を各々の調整弁１４で変更する構成としてもよい。
　本実施形態では、インナーバー１３を上方に移動させることによって、まず、５つの調整弁１４のうち中央の第一調整弁１４Ａが開き、次いで、第一調整弁１４Ａの一方の隣に位置する第二調整弁１４Ｂが開き、次いで、第一調整弁１４Ａの他方の隣の第三調整弁１４Ｃが開き、次いで、一方の端の第四調整弁１４Ｄが開き、最後に、残りの第五調整弁１４Ｅが開くように設定されている。
　即ち、まず、第一調整弁１４Ａが開くことによって、第一調整弁１４Ａによって閉鎖されていた開口部２０を介して車室２２に蒸気が流入し、出力が増大するに従い順次他の開口部２０を介して車室２２に蒸気が流入するように構成されている。複数の開口部２０は、全ての調整弁１４が開状態となった段階で、最大流量となるように構成されている。
　また、弁体１５は蒸気力によって弁座２１の方向に引っ張られているので、インナーバー１３の上下動に伴って、複数の弁体１５が順次弁座２１に着座して計画通りに弁の開閉が行われるようになっている。
　本実施形態の複数の調整弁１４は、第一調整弁１４Ａのみ他の調整弁１４と比較して、開状態になるまでの蒸気の流入量が少なくなるような形状となっている。具体的には、第一調整弁１４Ａは、他の調整弁１４と比較して小型化されており、第一調整弁１４Ａの弁体１５は、他の調整弁１４と比較して小さな外形を有するものとなっており、これに対応して、第一調整弁１４Ａの弁体１５が当接する弁座２１の内径も小さく形成されている。
　なお、弁体１５の大きさを変更することなく、対応する弁座２１の内径を小さくすることによって第一調整弁１４Ａの蒸気の流入量を小さくするような構成としてもよい。
　停止状態にある蒸気タービン１を起動させる際は、出力が小さいため、主に第一調整弁１４Ａのみを用いて蒸気タービン１に蒸気を導入する。この際、第一調整弁１４Ａを徐々に開くことによって暖機運転を行う。蒸気タービン１が定格速度に達して暖機が完了した時点で、インナーバー１３をさらに上昇させ、他の調整弁１４からの蒸気の導入を行う。
　図４は、蒸気流量と弁のリフト量（弁リフト）との関係を示すグラフである。グラフの１～５の数字は、当該リフト量において第一調整弁１４Ａから第五調整弁１４Ｅのうちどの調整弁１４がリフトしているかを示している。
　上記実施形態によれば、第一調整弁１４Ａが小型化されていることによって、図４に示すように、第一調整弁１４Ａの全閉状態から全開状態までの蒸気流量Ｒ１が減少する。即ち、第一調整弁１４Ａの流量範囲が狭くなることによって多弁型蒸気弁６の微速調整の際の制御性が向上する。
　また、第一調整弁１４Ａの弁体１５を小型化することにより、第一調整弁１４Ａを作動させるための駆動力の低減が可能となる。即ち、弁体１５の小型化により、弁体１５にかかる蒸気のスラスト力が小さくなるため、弁体１５を駆動するための動力を低減することができる。
　第一調整弁１４Ａは、複数の調整弁１４のうち最初に開く弁であるため、蒸気室１２と車室２２との圧力差が大きいため、小型化することによる効果が高い。第一調整弁１４Ａが開状態となることによって、蒸気タービン１の車室２２内に蒸気が流入するため、車室２２と蒸気室１２との圧力差は小さくなる。これにより、他の調整弁１４を駆動する際は、駆動力は小さくて済む。
（第二実施形態）
　以下、本発明に係る第二実施形態の多弁型蒸気弁６Ｂを図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第一実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
　図５及び図６に示すように、本実施形態の多弁型蒸気弁６Ｂは、蒸気供給通路４から分岐された複数（本実施形態では４本）の配管１９Ｂが形成されたケーシング１１Ｂと、各々の配管１９Ｂに設けられた弁座２１Ｂと、この弁座２１Ｂに対応して設けられた複数の調整弁２６と、各々の調整弁２６を駆動する調整弁駆動機構２７と、を有している。このような多弁型蒸気弁は、インナーバーではなく独立した支持棒にて駆動されることから独立弁と呼ばれている。
　蒸気供給通路４と車室２２とを接続する配管１９Ｂの上流側の端部は、蒸気供給通路４の延在方向に所定の間隔を隔てて配置されており、開口部２０Ｂの近傍には調整弁２６の弁体３２が当接する弁座２１Ｂが形成されている。
　各々の配管１９Ｂの下流側の端部は、蒸気タービン１の車室２２に開口されている。車室２２側の開口部２３Ｂは、車室２２の外周の周方向に所定の間隔を隔てて配置されている。本実施形態では、車室２２の外周を４つの部位に区分けし、各々の部位に配管１９Ｂが接続されている。
　図６に示すように、調整弁駆動機構２７は、各々の調整弁１４の弁軸１６を収容する複数の弁室２８と、複数の弁室２８と直交するように延在するコネクティングアーム２９と、複数の弁室２８に対応してコネクティングアーム２９に取り付けられたカムレバー３０と、を有している。コネクティングアーム２９は、ガバナ８によって制御可能とされた棒形状の部材であり、図示しない駆動装置によって回動可能とされている。
　カムレバー３０と弁室２８内の弁軸１６Ｂとは、連結棒３１によって連結されている。カムレバー３０の角度は、調整弁１４が所定の順序で開状態となるように調整されている。
　上記構成の多弁型蒸気弁６は、コネクティングアーム２９を操作してカムレバー３０を回動させることによって、各々の弁軸１６Ｂを駆動して蒸気供給通路４の蒸気を蒸気タービン１の車室２２に流入させる構成となっている。
　本実施形態では、コネクティングアーム２９を回動させることによって、まず４つの調整弁２６のうち、中央寄りの第一調整弁２６Ａが開き、次いで、もう一つの中央よりの第二調整弁２６Ｂが開き、次いで、一方の端の第三調整弁２６Ｃが開き、最後に、残りの第四調整弁２６Ｄが開くように設定されている。即ち、まず、第一調整弁２６Ａが開くことによって、第一調整弁２６Ａによって閉鎖されていた開口部２０Ｂを介して車室２２に蒸気が流入し、出力が増大するに従い順次他の開口部２０Ｂを介して車室２２に蒸気が流入するように構成されている。複数の開口部２０Ｂは、全ての調整弁２６が開状態となった段階で、最大流量となるように構成されている。
　図７に示すように、本実施形態の第一調整弁２６Ａの弁体３２は、弁軸１６Ｂと接続されたパイロット弁３３と、弁座２１Ｂと当接する弁体本体である主弁３４と、を有している。主弁３４は、弁体３２の外形をなす部位であり、弁座２１Ｂと当接する弁座当接部３５を有している。主弁３４の内部には、パイロット弁３３を収容するパイロット弁収容空間３６が形成されている。主弁３４の弁座当接部３５は、弁座２１と当接することによって配管１９Ｂの上流側と下流側とを封止する円形の領域である。
　主弁３４には、パイロット弁収容空間３６と主弁３４の外部とを接続する複数の蒸気導入孔３７、及び蒸気排出孔３８が形成されている。蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とは、パイロット弁収容空間３６を介して連通している。
　蒸気導入孔３７は、パイロット弁収容空間３６と主弁３４の側面とを接続する複数の孔である。蒸気導入孔３７は、主弁３４の外面において、弁座当接部３５よりも上流側に形成されている。
　蒸気排出孔３８は、パイロット弁収容空間３６と主弁３４の先端とを接続する孔である。蒸気排出孔３８は、主弁３４の外面において、弁座当接部３５よりも下流側に形成されている。
　パイロット弁３３は、弁軸１６Ｂの駆動によってパイロット弁収容空間３６内を上下方向に移動可能な状態で、主弁３４内に収容されている。弁軸１６Ｂは、主弁３４に形成された弁軸孔３９を介して主弁３４の上方に延在している。
　図８に示すように、パイロット弁３３とパイロット弁収容空間３６とは、その位置によって、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とを封止したり、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とを連通させたりすることができるように形成されている。
　具体的には、図８（ａ）に示すように、パイロット弁３３がパイロット弁収容空間３６の下側にあるときには、パイロット弁３３によって蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とが塞がれる。図８（ｂ）に示すように、パイロット弁３３がパイロット弁収容空間３６の上側にあるときには、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とが連通する。
　停止状態にある蒸気タービン１を起動させる際は、出力が小さいため、第一調整弁２６Ａのみを用いて蒸気タービン１に蒸気を導入する。まず、蒸気導入前の状態においては、図８（ａ）に示すように、主弁３４が弁座２１Ｂに当接しているとともに、パイロット弁３３によって蒸気導入孔３７及び蒸気排出孔３８が封止されている。即ち、パイロット弁３３がパイロット弁収容空間３６の下方にあることによって、蒸気供給通路４（図５参照）の蒸気は配管１９Ｂに流入しない。
　そして、第一調整弁２６Ａに対応するカムレバー３０（図６参照）によって、第一調整弁２６Ａの弁軸１６Ｂが上方に駆動されると、図８（ｂ）に示すように、パイロット弁３３がパイロット弁収容空間３６の上方に移動し、主弁３４が弁座２１Ｂに当接しつつ、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８とが解放され連通する状態となる。
　これにより、主弁３４が弁座２１Ｂより離間することにより流入する蒸気の量よりも少ない蒸気が蒸気供給通路４から配管１９Ｂに流入する。
　ここで、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８の穴径及び蒸気導入孔３７の数について説明すると、穴径及び蒸気導入孔３７の数は、図８（ｂ）に示す、蒸気導入孔３７と蒸気排出孔３８によってのみ蒸気が流入する状態において必要とされる蒸気の量に応じて適宜設定される。
　次いで、弁軸１６Ｂを上方に駆動することによって、パイロット弁３３によって主弁３４が吊り上げられ、主弁３４（弁体３２）と弁座２１Ｂとが離間する。これにより、より多くの蒸気が配管１９Ｂを介して車室２２に流入する。蒸気タービン１が定格速度に達して暖機が完了した時点で、コネクティングアーム２９をさらに回動させ、他の調整弁２６からの蒸気の導入を行う。
　図９は、蒸気流量と弁のリフト量（弁リフト）との関係を示すグラフである。グラフの１～４の数字は、当該リフト量において第一調整弁２６Ａから第四調整弁２６Ｄのうちどの調整弁２６がリフトしているかを示している。
　上記実施形態によれば、第一調整弁２６Ａが主弁３４とパイロット弁３３によって構成されていることによって、パイロット弁３３による制御が行われている段階における流量を少なくすることができ、微速調整が容易となる。
　即ち、図９に示すように、パイロット弁３３による制御が可能となる。パイロット弁３３による制御が行われている範囲Ｒ２においては、弁リフトに対する第一調整弁２６Ａの流量範囲が狭くすることが可能になり、多弁型蒸気弁６Ｂの微速調整の際の制御性が向上する。
　なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。また、上記複数の実施形態で説明した特徴を任意に組み合わせた構成であってもよい。即ち、インナーバー弁の調整弁の弁体を、第二実施形態の主弁とパイロット弁からなる弁体としてもよい。また、独立弁の調整弁の弁体を小型化してもよい。
　また、上記各実施形態では、第一調整弁１４Ａ，２６Ａのみを蒸気の流入量が小さくなるような形態としているが、これに限ることはなく、他の調整弁１４，２６を蒸気の流入量が小さくなるような形態としてもよい。
　１　蒸気タービン
　２　主蒸気ヘッダ管
　３　タービン本体
　４　蒸気供給通路
　５　止め弁
　６　多弁型蒸気弁
　７　発電機（圧縮機）
　８　ガバナ
　９　速度検出器
　１１　ケーシング
　１２　蒸気室
　１３　インナーバー
　１４　調整弁
　１４Ａ　第一調整弁
　１４Ｂ　第二調整弁
　１４Ｃ　第三調整弁
　１４Ｄ　第四調整弁
　１４Ｅ　第五調整弁
　１５　弁体
　１６　弁軸
　１７　支持棒
　１９　蒸気通路
　２０　開口部
　２１　弁座
　２２　車室
　２３　開口部
　２４　弁軸孔
　２５　ナット
　２６　調整弁
　２６Ａ　第一調整弁
　２６Ｂ　第二調整弁
　２６Ｃ　第三調整弁
　２６Ｄ　第四調整弁
　２６Ｅ　第五調整弁
　２７　調整弁駆動機構
　２８　弁室
　２９　コネクティングアーム
　３０　カムレバー
　３１　連結棒
　３２　弁体
　３３　パイロット弁
　３４　主弁（弁体本体）
　３５　弁座当接部
　３６　パイロット弁収容空間
　３７　蒸気導入孔
　３８　蒸気排出孔
 

Claims (6)

  1. 　一方向に弁軸を駆動することにより徐々に弁体が弁座から離間して流路を広げる調整弁を複数備え、該複数の調整弁を順次開状態とすることによって蒸気を流入させる多弁型蒸気弁において、
    　前記複数の調整弁のうち、少なくとも最初に開状態となる調整弁は、他の調整弁と比較して閉状態より一方向に駆動した際の蒸気の流入量が小さくなるように構成されている多弁型蒸気弁。
  2. 　前記少なくとも最初に開状態となる調整弁は、前記弁体が他の調整弁の弁体よりも小型化され、蒸気の流入量が少なくなるように形成されている請求項１に記載の多弁型蒸気弁。
  3. 　前記少なくとも最初に開状態となる調整弁は、
    　前記弁体が、
    　前記弁軸と接続されたパイロット弁と、
    　前記弁座と当接し、内部にパイロット弁を収容する空間と、前記空間と上流側の流路と連通する蒸気導入孔と、前記空間と下流側の流路と連通する蒸気排出孔と、が形成された弁体本体と、を有し、
    　閉状態においては、前記パイロット弁が前記蒸気導入孔及び蒸気排出孔を閉鎖し、
    　閉状態から前記弁軸を一方向に駆動することによって前記蒸気導入孔及び前記蒸気排出孔が解放されて前記空間を介して上流側の流路と下流側とが連通し、
    　さらに弁軸を一方向に駆動することによって前記パイロット弁が前記弁体を吊り上げて前記弁座から離間させる請求項１に記載の多弁型蒸気弁。
  4. 　前記流路の内部に配置されたインナーバーに穿設した弁軸孔に下方から前記弁体の前記弁軸を通し、
    　前記インナーバーを介して前記弁軸の上方に形成した拡径部を吊り上げて前記弁体を前記弁座に対し進退させて蒸気を流入させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多弁型蒸気弁。
  5. 　前記流路の外部に配置され、前記複数の調整弁の前記弁軸を駆動する複数のカムを有するコネクティングアームを有し、
    前記コネクティングアームを回動させることにより蒸気を流入させる請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の多弁型蒸気弁。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の多弁型蒸気弁を備える蒸気タービン。
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