プラントおよび蒸気弁
【課題】蒸気遮断時における信頼性の高いプラントを提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係るプラントは、内部ケーシングと、外部ケーシングと、弁体と、弁棒と、弁棒ガイドと、タービンとを具備する。前記内部ケーシングは、内側に蒸気室が設けられる。外部ケーシングは、前記内部ケーシングを収容する。弁体は、前記蒸気室の中に位置する。前記弁棒は、前記弁体に接続される。前記弁棒ガイドは、前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有する。前記タービンは、前記弁棒ガイドの前記出口に接続される。
【解決手段】一つの実施の形態に係るプラントは、内部ケーシングと、外部ケーシングと、弁体と、弁棒と、弁棒ガイドと、タービンとを具備する。前記内部ケーシングは、内側に蒸気室が設けられる。外部ケーシングは、前記内部ケーシングを収容する。弁体は、前記蒸気室の中に位置する。前記弁棒は、前記弁体に接続される。前記弁棒ガイドは、前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有する。前記タービンは、前記弁棒ガイドの前記出口に接続される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラントおよび蒸気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所のような蒸気タービンプラントでは、ボイラーによって生じた蒸気が、発電機に連結されたタービンに供給される。タービンに供給された蒸気は、復水器において水に戻された後、給水ポンプで昇圧され、ボイラーに再度供給される。
【０００３】
このようなボイラーとタービンとの間の経路に、蒸気弁が配置される。蒸気弁は、タービンに流入する蒸気の量を調節したり、安全のために蒸気を遮断したりするために用いられる。このような蒸気弁には、十分な信頼性が要求される。
【０００４】
蒸気弁は、例えばケーシング、弁体、この弁体を動かすための弁棒、この弁棒をガイドする弁棒ガイド、および弁体が当接し得る弁座を備える。弁棒ガイドおよび弁座はケーシングに固定される。弁体を上下させて弁を開閉させることで、タービンに流入する蒸気の量がコントロールされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントの効率を高めるため、蒸気を高温化および高圧化することが望まれる。高温および高圧の蒸気に耐え得るように、二重構造を有するケーシングが考案されている。このようなケーシングでは、例えば高温および高圧の蒸気にさらされる内部ケーシングに、高温下での強度が高い材料が用いられる。一方、隙間を介して内部ケーシングを覆う外部ケーシングには、従来の材料が用いられる。
【０００７】
このような二重構造のケーシングでは、高温高圧の蒸気が通流する際に、内部ケーシングと外部ケーシングとの間で伸び量の差が生じる。このため、弁棒と弁座との位置合わせが難しくなる。このように、二重構造のケーシングを備えた蒸気弁には未だ改良の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、蒸気遮断時における信頼性の高いプラントおよび蒸気弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施の形態に係るプラントは、内部ケーシングと、外部ケーシングと、弁体と、弁棒と、弁棒ガイドと、タービンとを具備する。前記内部ケーシングは、内側に蒸気室が設けられる。外部ケーシングは、前記内部ケーシングを収容する。弁体は、前記蒸気室の中に位置する。前記弁棒は、前記弁体に接続される。前記弁棒ガイドは、前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有する。前記タービンは、前記弁棒ガイドの前記出口に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るプラントを概略的に示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態に係る主蒸気止め弁を図２のＡ−Ａ´切断線に沿って示す断面図。
【図４】第２の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【図５】第３の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプラント１を概略的に示すブロック図である。プラント１は、火力発電用の蒸気タービンプラントである。なお、プラント１はこれに限らず、原子力発電用の蒸気タービンプラントのような他のプラントであっても良い。
【００１２】
図１に示すように、プラント１は、ボイラー１１と、主蒸気止め弁１２と、蒸気加減弁１３と、高圧タービン１４と、再熱蒸気止め弁１５と、インターセプト弁１６と、中圧タービン１７と、低圧タービン１８と、復水器２１と、給水ポンプ２２とを備えている。主蒸気止め弁１２と、蒸気加減弁１３と、再熱蒸気止め弁１５と、インターセプト弁１６とは、蒸気弁の一例である。高圧タービン１４と、中圧タービン１７と、低圧タービン１８とは、タービンの一例である。
【００１３】
プラント１は、例えば以下のように稼動する。まず、ボイラー１１の過熱器１１ａにおいて発生した蒸気が、主蒸気管２４の主蒸気止め弁１２および蒸気加減弁１３を通って高圧タービン１４に供給される。この蒸気は、高圧タービン１４で膨張仕事を行う。
【００１４】
膨張仕事を終えて排出された高圧排気蒸気は、高圧排気蒸気管２５の逆止弁２６を通ってボイラー１１の再熱器１１ｂに導かれる。この高圧排気蒸気は、再熱器１１ｂで再度過熱（再熱）されて再熱蒸気となる。この再熱蒸気は、再熱蒸気管２７の再熱蒸気止め弁１５およびインターセプト弁１６を通って中圧タービン１７および低圧タービン１８に供給される。再熱蒸気は、中圧タービン１７および低圧タービン１８で順次膨張仕事を行う。
【００１５】
低圧タービン１８にて膨張仕事を終えて排出された低圧排気蒸気は復水器２１に導かれる。低圧排気蒸気は、復水器２１において凝縮されて復水となる。この復水は、給水ポンプ２２により昇圧されてボイラー１１に再度供給される。
【００１６】
上述したように、蒸気が高圧タービン１４、中圧タービン１７、および低圧タービン１８において膨張仕事をし、各タービン１４、１７、１８を回転駆動させる。これにより、各タービン１４、１７、１８に接続された発電機が発電する。
【００１７】
主蒸気管２４と高圧排気蒸気管２５との間に、高圧バイパス管３１が連結されている。高圧バイパス管３１は、主蒸気を、高圧タービン１４をバイパスさせて、高圧排気蒸気管２５からボイラー１１の再熱器１１ｂに供給する。
【００１８】
高圧バイパス管３１の一端は、主蒸気管２４のうち主蒸気止め弁１２の上流側に連結される。高圧バイパス管３１の他端は、高圧排気蒸気管２５のうち逆止弁２６の下流側に連結されている。高圧バイパス管３１の途中には高圧タービンバイパス弁３２が設けられている。
【００１９】
再熱蒸気管２７と復水器２１との間に、低圧バイパス管３３が連結されている。低圧バイパス管３３は、再熱蒸気を、中圧タービン１７および低圧タービン１８をバイパスさせて復水器２１に供給する。
【００２０】
低圧バイパス管３３の一端は、再熱蒸気管２７のうち再熱蒸気止め弁１５の上流側に連結される。低圧バイパス管３３の他端は、復水器２１に連結されている。低圧バイパス管３３の途中には低圧タービンバイパス弁３４が設けられている。
【００２１】
このように高圧バイパス管３１および低圧バイパス管３３を設けることによって、各タービン１４、１７、１８を停止させる場合においても、高圧バイパス管３１および低圧バイパス管３３に主蒸気および再熱蒸気をそれぞれ通流させて、蒸気をバイパスさせて循環させ、ボイラー１１を単独で運転することができる。
【００２２】
図２は、蒸気弁の一例としての主蒸気止め弁１２を示す断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ´切断線に沿って主蒸気止め弁１２の一部を示す断面図である。図２に示すように、主蒸気止め弁１２は、内部ケーシング４１と、外部ケーシング４２と、弁体４３と、弁棒４４と、弁棒ガイド４５とを備えている。
【００２３】
内部ケーシング４１は、略球形に形成され、内側に蒸気室５１が設けられている。蒸気室５１には、ボイラー１１で過熱された、例えば７００℃の高温高圧の蒸気が流入する。内部ケーシング４１は、この高温高圧蒸気に耐え得る高温耐熱鋼によって形成される。高温耐熱鋼は、例えば７００℃以上で実用的な強度を有するオーステナイト系合金鋼またはＮｉ基合金鋼である。
【００２４】
内部ケーシング４１は、蒸気室５１に接続された内部入口管５２を有している。内部ケーシング４１には、一対のガイド部挿通孔５３が設けられている。一対のガイド部挿通孔５３は、互いに同軸線上に設けられる。一対のガイド部挿通孔５３の内周面に、それぞれラビリンスパッキン部５４が設けられている。ラビリンスパッキン部５４は、例えば溝または襞によって、複数の絞りを設けた部分である。
【００２５】
外部ケーシング４２は、内側に収容室５６と、管挿入口５７と、ガイド部挿入口５８とが設けられている。収容室５６に内部ケーシング４１が収容される。収容室５６には段部６１が設けられ、この段部６１が内部ケーシング４１を支持する。
【００２６】
内部ケーシング４１が段部６１に支持されて収容室５６に収容されると、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との間に、隙間Ｇが形成される。隙間Ｇを含む収容室５６には、例えば、蒸気室５１に流入する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が供給される。このため、外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１よりも蒸気室５１の高温高圧の蒸気から受ける影響が少ない。
【００２７】
外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１の高温耐熱鋼よりも耐熱性が低い低温耐熱鋼によって形成される。低温耐熱鋼は、例えば、耐熱温度が約５７０度のＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼に代表されるフェライト系合金などの低クロム合金耐熱鋼である。
【００２８】
管挿入口５７とガイド部挿入口５８とは、それぞれ収容室５６に開口している。管挿入口５７とガイド部挿入口５８とのそれぞれの内周面に、ラビリンスパッキン部６２が設けられている。
【００２９】
管挿入口５７に、内部ケーシング４１の内部入口管５２が挿入される。管挿入口５７のラビリンスパッキン部６２は、内部入口管５２の外周面に面している。ガイド部挿入口５８は、内部ケーシング４１のガイド部挿通孔５３と同軸線上に設けられている。
【００３０】
外部ケーシング４２は、外部入口管６４と、外部出口管６５と、複数の係止具６６と、蓋部材６７とを有している。外部入口管６４は、内部ケーシング４１の内部入口管５２に連通している。外部入口管６４は、主蒸気管２４を介して、ボイラー１１に接続されている。
【００３１】
外部出口管６５は、ガイド部挿入口５８に連通している。外部出口管６５は、主蒸気管２４を介して、蒸気加減弁１３に接続されている。係止具６６は、収容室５６の内壁に取り付けられ、内部ケーシング４１を収容室５６に保持している。蓋部材６７は、収容室５６を塞いでいる。
【００３２】
弁体４３は、蒸気室５１の中に位置している。弁体４３に、弁棒４４が接続されている。弁棒４４は、主蒸気止め弁１２の外に設けられた駆動装置に連結されている。この駆動装置は、弁棒４４を介して弁体４３を変位させる。
【００３３】
弁棒ガイド４５は、ガイド部７１と、弁座部７２と、複数のボルト７３とを有している。複数のボルト７３は、連結部材の一例である。
【００３４】
ガイド部７１は、例えば外部ケーシング４２と同じ低温耐熱鋼によって、円筒状に形成されている。なお、ガイド部７１は、外部ケーシング４２と異なる材料によって形成されても良い。
【００３５】
ガイド部７１の一方の端部は、蓋部材６７に固定されている。ガイド部７１の他方の端部は、内部ケーシング４１の一方のガイド部挿通孔５３に挿通されている。ガイド部７１は、その一部である底面部分が蒸気室５１に露出されている。一方のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４は、ガイド部７１の外周面に面している。
【００３６】
ガイド部７１に、弁棒４４が進退自在に挿通されている。ガイド部７１は、弁体４３がガイド部挿通孔５３と同軸線上で滑らかに上昇又は下降するように、弁棒４４をガイドしている。すなわち、弁棒４４の軸心は、ガイド部７１によってガイド部挿通孔５３と同軸線上に配置される。
【００３７】
弁座部７２は、例えば内部ケーシング４１と同じ高温耐熱鋼によって、円筒状に形成される。すなわち、弁座部７２は、ガイド部７１よりも耐熱性が高い。なお、弁座部７２は内部ケーシング４１と異なる材料によって形成されても良い。
【００３８】
弁座部７２の一方の端部は、ガイド部挿入口５８に挿入される。弁座部７２の他方の端部は、内部ケーシング４１の他方のガイド部挿通孔５３に挿通されている。弁座部７２は、その一部である上面部分が蒸気室５１に露出されている。
【００３９】
他方のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４は、弁座部７２の外周面に面している。同様に、ガイド部挿入口５８のラビリンスパッキン部６２は、弁座部７２の外周面に面している。また、弁座部７２の底面は、ガイド部挿入口５８の縁に当接して支持されている。
【００４０】
弁座部７２は、弁棒４４の進行方向に位置し、蒸気室５１に開口する出口７５を有している。出口７５は、外部ケーシング４２の外部出口管６５に連通している。このため、出口７５は、蒸気加減弁１３および主蒸気管２４を介して、高圧タービン１４に接続されている。
【００４１】
弁座部７２は、下降した弁体４３を受け止めることが可能である。弁座部７２の所定の位置に弁体４３が当接することで、弁体４３と弁座部７２とが線接触し、出口７５が閉塞される。
【００４２】
弁座部７２は、複数の柱部７６を有している。複数の柱部７６は、弁座部７２の上面部分から、ガイド部７１に向かってそれぞれ延びている。複数の柱部７６は、ガイド部７１にそれぞれ当接している。図３に示すように、複数の柱部７６の間には、スリット７７がそれぞれ形成されている。このため、蒸気室５１に流入した蒸気は、スリット７７を通って出口７５に抜ける。
【００４３】
図２に示すように、複数のボルト７３は、ガイド部７１から、弁座部７２の柱部７６にそれぞれ挿通されている。複数のボルト７３は、弁座部７２をガイド部７１に連結する。複数のボルト７３は、ガイド部７１と弁座部７２の柱部７６との中に挿通されており、蒸気室５１において露出されない。
【００４４】
弁座部７２がガイド部７１に連結されて繋がることで、弁座部７２の出口７５は、弁棒４４の進行方向との同軸線上に固定される。言い換えると、出口７５は、弁体４３によって閉塞可能な位置に固定される。
【００４５】
このような弁棒ガイド４５は、ガイド部７１が外部ケーシング４２の蓋部材６７に固定され、弁座部７２がガイド部挿入口５８の縁に支持されることで、外部ケーシング４２に固定されている。一方、弁棒ガイド４５は、ガイド部挿通孔５３およびガイド部挿入口５８から僅かに離間している。弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対し非接触である。このため、弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対して相対的に変位可能である。なお、弁棒ガイド４５が内部ケーシング４１に接触していても良い。
【００４６】
一対のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４が、弁棒ガイド４５の外周面にそれぞれ面している。このため、蒸気室５１に流入する高温高圧の蒸気が外部ケーシング４２の収容室５６に漏れることが抑制される。
【００４７】
管挿入口５７のラビリンスパッキン部６２が、内部ケーシング４１の内部入口管５２の外周面に面している。さらに、ガイド部挿入口５８のラビリンスパッキン部６２が、弁棒ガイド４５のガイド部７１の外周面に面している。このため、収容室５６に供給された蒸気が漏れることが抑制される。
【００４８】
第１の実施の形態によれば、上記構成の主蒸気止め弁１２を開いて蒸気を通流させる場合、前記駆動装置によって弁棒４４を介して弁体４３を上昇させる。これにより、弁体４３が弁座部７２から離間し、出口７５が開放される。すなわち、主蒸気止め弁１２が開く。
【００４９】
主蒸気止め弁１２が開くことで、ボイラー１１から、高温高圧の蒸気が内部ケーシング４１の蒸気室５１に流入する。蒸気室５１に流入した蒸気は、弁棒ガイド４５の複数のスリット７７を通り、出口７５から流出する。通流する蒸気の量は、弁体４３の位置によって調整可能である。
【００５０】
流入した高温高圧の蒸気により、内部ケーシング４１が加熱されて伸びる。一方、外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１および収容室５６に供給された低温低圧の蒸気を介して、蒸気室５１の高温高圧の蒸気から熱を受ける。外部ケーシング４２の温度上昇は内部ケーシング４１の温度上昇よりも低くなる。このため、外部ケーシング４２の伸び量は内部ケーシング４１の伸び量よりも少ない。なお、材料の熱膨張率によっては、外部ケーシング４２の伸び量が内部ケーシング４１の伸び量よりも大きくとも良い。
【００５１】
伸び量の差により、内部ケーシング４１は外部ケーシング４２に対して相対的に変位し得る。この場合、外部ケーシング４２にのみ固定された弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対して相対的に変位する。これにより、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差によって、弁棒ガイド４５が、例えば内部ケーシング４１から拘束されるような外力を受けることが抑制されている。
【００５２】
弁棒ガイド４５の弁座部７２は、ガイド部７１に繋がることで出口７５を弁体４３によって閉塞可能な位置に固定する。すなわち、弁体４３と弁座部７２の当接位置がずれること、および出口７５が閉塞不可能になることが抑制される。
【００５３】
主蒸気止め弁１２を閉じて蒸気の流れを遮断する場合、前記駆動装置によって弁棒４４を介して弁体４３を下降させる。これにより、弁体４３が弁座部７２に当接し、出口７５が閉塞される。すなわち、主蒸気止め弁１２が閉じる。
【００５４】
上記構成のプラント１によれば、蒸気室５１に蒸気が流入した際に、伸び量の差により、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２とが相対的に変位し得る。このため、例えば外部ケーシング４２の外部出口管６５と、内部ケーシング４１の一対のガイド部挿通孔５３とが同軸線上からずれる場合がある。これに対し、弁棒ガイド４５の弁座部７２がガイド部７１に繋がっているため、出口７５は弁棒４４の軸心と同軸線上に固定され、互いにずれることが抑制されている。したがって、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、弁体４３が出口７５を閉塞することができる。すなわち、蒸気遮断時における主蒸気止め弁１２の信頼性が向上する。さらに、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との相対的な変位によって弁棒４４に曲げ方向の力が作用すること、および当該力によって弁棒４４の動きに支障をきたすことを抑制できる。
【００５５】
弁棒ガイド４５は、外部ケーシング４２に固定され、内部ケーシング４１に対して相対的に変異可能である。言い換えると、弁棒ガイド４５は、外部ケーシング４２に連動する一方、内部ケーシング４１に対してはある程度自由である。これにより、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、出口７５が弁棒４４の軸心からずれることが抑制される。さらに、弁棒ガイド４５が、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差によって、内部ケーシング４１から拘束するような外力を受けることを抑制できる。
【００５６】
弁座部７２は、ガイド部７１と別個の部材である。弁座部７２が高温耐熱鋼で形成される一方、ガイド部７１は低温耐熱鋼で形成される。高温耐熱鋼は、一般的に低温耐熱鋼よりも高価である。これにより、高価な高温耐熱鋼が使用される部分を低減させ、主蒸気止め弁１２を廉価に製造することができる。
【００５７】
ボルト７３は、ガイド部７１および弁座部７２の柱部７６に挿通され、蒸気室５１において露出されない。これにより、高温高圧の蒸気によってボルト７３が損傷することを抑制できる。また、ボルト７３が挿通される柱部７６が高温耐熱鋼によって形成された弁座部７２に設けられることで、ボルト７３が損傷することがさらに抑制される。
【００５８】
ガイド部挿通孔５３の内周面に、ラビリンスパッキン部５４が設けられている。また、管挿入口５７およびガイド部挿入口５８に、それぞれラビリンスパッキン部６２が設けられている。これにより、内部ケーシング４１が外部ケーシング４２に対し相対的に変位可能な状態を保ちつつ、蒸気の漏れを抑制することができる。
【００５９】
次に、図４を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のプラント１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００６０】
図４は、第２の実施の形態に係る主蒸気止め弁１５を示す断面図である。図４に示すように、第２の実施形態の主蒸気止め弁１５では、ガイド部挿通孔５３にラビリンスパッキン部５４が設けられる代わりに、弁棒ガイド４５にスライドブッシュ８１が嵌められている。
【００６１】
スライドブッシュ８１は、弁棒ガイド４５の外周面に接する複数のリングと、弁棒ガイド４５の外周面から離間した複数のリングとが交互に積み重ねられて形成されている。スライドブッシュ８１は、シール性を有するとともに、弁棒ガイド４５の径方向（図４における横方向）への変位に追従する。
【００６２】
スライドブッシュ８１は、一方のガイド部挿通孔５３に面するガイド部７１の外周面に嵌められている。スライドブッシュ８１とガイド部挿通孔５３との間には隙間が介在している。
【００６３】
スライドブッシュ８１の底面は、内部ケーシング４１に当接している。内部ケーシング４１に、保持部材８２が取り付けられている。保持部材８２は、スライドブッシュ８１の上面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８１は、内部ケーシング４１と保持部材８２とに挟持される。
【００６４】
スライドブッシュ８１により、ガイド部挿通孔５３とガイド部７１との間の隙間がシールされ、蒸気室５１の高温高圧の蒸気が収容室５６に漏れることが防がれる。さらに、弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対し変位可能である。
【００６５】
また、管挿入口５７にラビリンスパッキン部６２が設けられる代わりに、内部入口管５２の外周面にスライドブッシュ８３が嵌められている。スライドブッシュ８３と管挿入口５７との間には隙間が介在している。
【００６６】
スライドブッシュ８３の一方の端面は、管挿入口５７の縁に当接している。外部ケーシング４２に、保持部材８４が取り付けられている。保持部材８４は、スライドブッシュ８３の他方の端面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８３は、管挿入口５７の縁と保持部材８４とに挟持される。
【００６７】
スライドブッシュ８３により、管挿入口５７と内部入口管５２との間の隙間がシールされ、収容室５６の蒸気が漏れることが防がれる。さらに、内部入口管５２は、外部ケーシング４２に対し変位可能である。
【００６８】
さらに、ガイド部挿入口５８にラビリンスパッキン部６２が設けられる代わりに、弁座部７２の外周面にスライドブッシュ８５が嵌められている。スライドブッシュ８５とガイド部挿入口５８との間には隙間が介在している。
【００６９】
スライドブッシュ８５の底面は、ガイド部挿入口５８の縁に当接している。外部ケーシング４２に、保持部材８６が取り付けられている。保持部材８６は、スライドブッシュ８５の上面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８５は、ガイド部挿入口５８の縁と保持部材８６とに挟持される。
【００７０】
スライドブッシュ８５により、ガイド部挿入口５８と弁座部７２との間の隙間がシールされ、収容室５６の蒸気が漏れることが防がれる。さらに、弁座部７２は、外部ケーシング４２に対し変位可能である。
【００７１】
上記構成の第２の実施の形態のプラント１によれば、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、スライドブッシュ８１，８５は、弁棒ガイド４５の変位に追従する。これにより、蒸気の漏れが防がれるとともに、弁棒ガイド４５が拘束力を受けることを抑制できる。
【００７２】
以下に、図５を参照して第３の実施の形態について説明する。図５は、第３の実施の形態の主蒸気止め弁１２を示す断面図である。図５に示すように、主蒸気止め弁１２は、ケースガイド一体部９０を有している。
【００７３】
ケースガイド一体部９０は、内部ケーシング４１と、ガイド部７１と、弁座部７２と、内部出口管９１とを有している。内部ケーシング４１と、ガイド部７１と、内部出口管９１とは、一体に形成されている。弁座部７２は、内部ケーシング４１に取り付けられている。このため、弁座部７２は、ガイド部７１に繋がっている。
【００７４】
内部出口管９１は、弁座部７２の出口７５に連通している。内部出口管９１は、ガイド部挿入口５８に挿入されている。内部出口管９１の外周面に、スライドブッシュ８５が嵌められている。
【００７５】
上記構成の第３の実施の形態によれば、ケースガイド一体部９０のガイド部７１は、蓋部材６７に固定されている。これにより、蒸気室５１に高温高圧の蒸気が流入した際に、ケースガイド一体部９０は、蓋部材６７を基点として伸びる。これにより、出口７５が弁棒４４の軸心からずれ難い。したがって、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、弁体４３が出口７５を閉塞することができ、蒸気遮断時における主蒸気止め弁１２の信頼性が向上する。
【００７６】
以上述べた少なくとも一つの実施形態のプラントによれば、弁棒が挿通されたガイド部と、出口を有する弁座部とが繋がり、前記出口が弁体によって閉塞可能な位置に固定される。これにより、蒸気遮断時における信頼性が高まる。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…プラント、１２…主蒸気止め弁、１４…高圧タービン、４１…内部ケーシング、４２…外部ケーシング、４３…弁体、４４…弁棒、４５…弁棒ガイド、５１…蒸気室、５４，６２…ラビリンスパッキン部、７１…ガイド部、７２…弁座部、７３…ボルト、７５…出口、８１，８３，８５…スライドブッシュ、９０…ケースガイド一体部。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、プラントおよび蒸気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所のような蒸気タービンプラントでは、ボイラーによって生じた蒸気が、発電機に連結されたタービンに供給される。タービンに供給された蒸気は、復水器において水に戻された後、給水ポンプで昇圧され、ボイラーに再度供給される。
【０００３】
このようなボイラーとタービンとの間の経路に、蒸気弁が配置される。蒸気弁は、タービンに流入する蒸気の量を調節したり、安全のために蒸気を遮断したりするために用いられる。このような蒸気弁には、十分な信頼性が要求される。
【０００４】
蒸気弁は、例えばケーシング、弁体、この弁体を動かすための弁棒、この弁棒をガイドする弁棒ガイド、および弁体が当接し得る弁座を備える。弁棒ガイドおよび弁座はケーシングに固定される。弁体を上下させて弁を開閉させることで、タービンに流入する蒸気の量がコントロールされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−４８６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
プラントの効率を高めるため、蒸気を高温化および高圧化することが望まれる。高温および高圧の蒸気に耐え得るように、二重構造を有するケーシングが考案されている。このようなケーシングでは、例えば高温および高圧の蒸気にさらされる内部ケーシングに、高温下での強度が高い材料が用いられる。一方、隙間を介して内部ケーシングを覆う外部ケーシングには、従来の材料が用いられる。
【０００７】
このような二重構造のケーシングでは、高温高圧の蒸気が通流する際に、内部ケーシングと外部ケーシングとの間で伸び量の差が生じる。このため、弁棒と弁座との位置合わせが難しくなる。このように、二重構造のケーシングを備えた蒸気弁には未だ改良の余地がある。
【０００８】
本発明の目的は、蒸気遮断時における信頼性の高いプラントおよび蒸気弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一つの実施の形態に係るプラントは、内部ケーシングと、外部ケーシングと、弁体と、弁棒と、弁棒ガイドと、タービンとを具備する。前記内部ケーシングは、内側に蒸気室が設けられる。外部ケーシングは、前記内部ケーシングを収容する。弁体は、前記蒸気室の中に位置する。前記弁棒は、前記弁体に接続される。前記弁棒ガイドは、前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有する。前記タービンは、前記弁棒ガイドの前記出口に接続される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施の形態に係るプラントを概略的に示すブロック図。
【図２】第１の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【図３】第１の実施の形態に係る主蒸気止め弁を図２のＡ−Ａ´切断線に沿って示す断面図。
【図４】第２の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【図５】第３の実施の形態に係る主蒸気止め弁を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、第１の実施の形態について、図１から図３を参照して説明する。図１は、第１の実施の形態に係るプラント１を概略的に示すブロック図である。プラント１は、火力発電用の蒸気タービンプラントである。なお、プラント１はこれに限らず、原子力発電用の蒸気タービンプラントのような他のプラントであっても良い。
【００１２】
図１に示すように、プラント１は、ボイラー１１と、主蒸気止め弁１２と、蒸気加減弁１３と、高圧タービン１４と、再熱蒸気止め弁１５と、インターセプト弁１６と、中圧タービン１７と、低圧タービン１８と、復水器２１と、給水ポンプ２２とを備えている。主蒸気止め弁１２と、蒸気加減弁１３と、再熱蒸気止め弁１５と、インターセプト弁１６とは、蒸気弁の一例である。高圧タービン１４と、中圧タービン１７と、低圧タービン１８とは、タービンの一例である。
【００１３】
プラント１は、例えば以下のように稼動する。まず、ボイラー１１の過熱器１１ａにおいて発生した蒸気が、主蒸気管２４の主蒸気止め弁１２および蒸気加減弁１３を通って高圧タービン１４に供給される。この蒸気は、高圧タービン１４で膨張仕事を行う。
【００１４】
膨張仕事を終えて排出された高圧排気蒸気は、高圧排気蒸気管２５の逆止弁２６を通ってボイラー１１の再熱器１１ｂに導かれる。この高圧排気蒸気は、再熱器１１ｂで再度過熱（再熱）されて再熱蒸気となる。この再熱蒸気は、再熱蒸気管２７の再熱蒸気止め弁１５およびインターセプト弁１６を通って中圧タービン１７および低圧タービン１８に供給される。再熱蒸気は、中圧タービン１７および低圧タービン１８で順次膨張仕事を行う。
【００１５】
低圧タービン１８にて膨張仕事を終えて排出された低圧排気蒸気は復水器２１に導かれる。低圧排気蒸気は、復水器２１において凝縮されて復水となる。この復水は、給水ポンプ２２により昇圧されてボイラー１１に再度供給される。
【００１６】
上述したように、蒸気が高圧タービン１４、中圧タービン１７、および低圧タービン１８において膨張仕事をし、各タービン１４、１７、１８を回転駆動させる。これにより、各タービン１４、１７、１８に接続された発電機が発電する。
【００１７】
主蒸気管２４と高圧排気蒸気管２５との間に、高圧バイパス管３１が連結されている。高圧バイパス管３１は、主蒸気を、高圧タービン１４をバイパスさせて、高圧排気蒸気管２５からボイラー１１の再熱器１１ｂに供給する。
【００１８】
高圧バイパス管３１の一端は、主蒸気管２４のうち主蒸気止め弁１２の上流側に連結される。高圧バイパス管３１の他端は、高圧排気蒸気管２５のうち逆止弁２６の下流側に連結されている。高圧バイパス管３１の途中には高圧タービンバイパス弁３２が設けられている。
【００１９】
再熱蒸気管２７と復水器２１との間に、低圧バイパス管３３が連結されている。低圧バイパス管３３は、再熱蒸気を、中圧タービン１７および低圧タービン１８をバイパスさせて復水器２１に供給する。
【００２０】
低圧バイパス管３３の一端は、再熱蒸気管２７のうち再熱蒸気止め弁１５の上流側に連結される。低圧バイパス管３３の他端は、復水器２１に連結されている。低圧バイパス管３３の途中には低圧タービンバイパス弁３４が設けられている。
【００２１】
このように高圧バイパス管３１および低圧バイパス管３３を設けることによって、各タービン１４、１７、１８を停止させる場合においても、高圧バイパス管３１および低圧バイパス管３３に主蒸気および再熱蒸気をそれぞれ通流させて、蒸気をバイパスさせて循環させ、ボイラー１１を単独で運転することができる。
【００２２】
図２は、蒸気弁の一例としての主蒸気止め弁１２を示す断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ´切断線に沿って主蒸気止め弁１２の一部を示す断面図である。図２に示すように、主蒸気止め弁１２は、内部ケーシング４１と、外部ケーシング４２と、弁体４３と、弁棒４４と、弁棒ガイド４５とを備えている。
【００２３】
内部ケーシング４１は、略球形に形成され、内側に蒸気室５１が設けられている。蒸気室５１には、ボイラー１１で過熱された、例えば７００℃の高温高圧の蒸気が流入する。内部ケーシング４１は、この高温高圧蒸気に耐え得る高温耐熱鋼によって形成される。高温耐熱鋼は、例えば７００℃以上で実用的な強度を有するオーステナイト系合金鋼またはＮｉ基合金鋼である。
【００２４】
内部ケーシング４１は、蒸気室５１に接続された内部入口管５２を有している。内部ケーシング４１には、一対のガイド部挿通孔５３が設けられている。一対のガイド部挿通孔５３は、互いに同軸線上に設けられる。一対のガイド部挿通孔５３の内周面に、それぞれラビリンスパッキン部５４が設けられている。ラビリンスパッキン部５４は、例えば溝または襞によって、複数の絞りを設けた部分である。
【００２５】
外部ケーシング４２は、内側に収容室５６と、管挿入口５７と、ガイド部挿入口５８とが設けられている。収容室５６に内部ケーシング４１が収容される。収容室５６には段部６１が設けられ、この段部６１が内部ケーシング４１を支持する。
【００２６】
内部ケーシング４１が段部６１に支持されて収容室５６に収容されると、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との間に、隙間Ｇが形成される。隙間Ｇを含む収容室５６には、例えば、蒸気室５１に流入する高温高圧の蒸気よりも低温低圧の蒸気が供給される。このため、外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１よりも蒸気室５１の高温高圧の蒸気から受ける影響が少ない。
【００２７】
外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１の高温耐熱鋼よりも耐熱性が低い低温耐熱鋼によって形成される。低温耐熱鋼は、例えば、耐熱温度が約５７０度のＣｒ−Ｍｏ−Ｖ鋼に代表されるフェライト系合金などの低クロム合金耐熱鋼である。
【００２８】
管挿入口５７とガイド部挿入口５８とは、それぞれ収容室５６に開口している。管挿入口５７とガイド部挿入口５８とのそれぞれの内周面に、ラビリンスパッキン部６２が設けられている。
【００２９】
管挿入口５７に、内部ケーシング４１の内部入口管５２が挿入される。管挿入口５７のラビリンスパッキン部６２は、内部入口管５２の外周面に面している。ガイド部挿入口５８は、内部ケーシング４１のガイド部挿通孔５３と同軸線上に設けられている。
【００３０】
外部ケーシング４２は、外部入口管６４と、外部出口管６５と、複数の係止具６６と、蓋部材６７とを有している。外部入口管６４は、内部ケーシング４１の内部入口管５２に連通している。外部入口管６４は、主蒸気管２４を介して、ボイラー１１に接続されている。
【００３１】
外部出口管６５は、ガイド部挿入口５８に連通している。外部出口管６５は、主蒸気管２４を介して、蒸気加減弁１３に接続されている。係止具６６は、収容室５６の内壁に取り付けられ、内部ケーシング４１を収容室５６に保持している。蓋部材６７は、収容室５６を塞いでいる。
【００３２】
弁体４３は、蒸気室５１の中に位置している。弁体４３に、弁棒４４が接続されている。弁棒４４は、主蒸気止め弁１２の外に設けられた駆動装置に連結されている。この駆動装置は、弁棒４４を介して弁体４３を変位させる。
【００３３】
弁棒ガイド４５は、ガイド部７１と、弁座部７２と、複数のボルト７３とを有している。複数のボルト７３は、連結部材の一例である。
【００３４】
ガイド部７１は、例えば外部ケーシング４２と同じ低温耐熱鋼によって、円筒状に形成されている。なお、ガイド部７１は、外部ケーシング４２と異なる材料によって形成されても良い。
【００３５】
ガイド部７１の一方の端部は、蓋部材６７に固定されている。ガイド部７１の他方の端部は、内部ケーシング４１の一方のガイド部挿通孔５３に挿通されている。ガイド部７１は、その一部である底面部分が蒸気室５１に露出されている。一方のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４は、ガイド部７１の外周面に面している。
【００３６】
ガイド部７１に、弁棒４４が進退自在に挿通されている。ガイド部７１は、弁体４３がガイド部挿通孔５３と同軸線上で滑らかに上昇又は下降するように、弁棒４４をガイドしている。すなわち、弁棒４４の軸心は、ガイド部７１によってガイド部挿通孔５３と同軸線上に配置される。
【００３７】
弁座部７２は、例えば内部ケーシング４１と同じ高温耐熱鋼によって、円筒状に形成される。すなわち、弁座部７２は、ガイド部７１よりも耐熱性が高い。なお、弁座部７２は内部ケーシング４１と異なる材料によって形成されても良い。
【００３８】
弁座部７２の一方の端部は、ガイド部挿入口５８に挿入される。弁座部７２の他方の端部は、内部ケーシング４１の他方のガイド部挿通孔５３に挿通されている。弁座部７２は、その一部である上面部分が蒸気室５１に露出されている。
【００３９】
他方のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４は、弁座部７２の外周面に面している。同様に、ガイド部挿入口５８のラビリンスパッキン部６２は、弁座部７２の外周面に面している。また、弁座部７２の底面は、ガイド部挿入口５８の縁に当接して支持されている。
【００４０】
弁座部７２は、弁棒４４の進行方向に位置し、蒸気室５１に開口する出口７５を有している。出口７５は、外部ケーシング４２の外部出口管６５に連通している。このため、出口７５は、蒸気加減弁１３および主蒸気管２４を介して、高圧タービン１４に接続されている。
【００４１】
弁座部７２は、下降した弁体４３を受け止めることが可能である。弁座部７２の所定の位置に弁体４３が当接することで、弁体４３と弁座部７２とが線接触し、出口７５が閉塞される。
【００４２】
弁座部７２は、複数の柱部７６を有している。複数の柱部７６は、弁座部７２の上面部分から、ガイド部７１に向かってそれぞれ延びている。複数の柱部７６は、ガイド部７１にそれぞれ当接している。図３に示すように、複数の柱部７６の間には、スリット７７がそれぞれ形成されている。このため、蒸気室５１に流入した蒸気は、スリット７７を通って出口７５に抜ける。
【００４３】
図２に示すように、複数のボルト７３は、ガイド部７１から、弁座部７２の柱部７６にそれぞれ挿通されている。複数のボルト７３は、弁座部７２をガイド部７１に連結する。複数のボルト７３は、ガイド部７１と弁座部７２の柱部７６との中に挿通されており、蒸気室５１において露出されない。
【００４４】
弁座部７２がガイド部７１に連結されて繋がることで、弁座部７２の出口７５は、弁棒４４の進行方向との同軸線上に固定される。言い換えると、出口７５は、弁体４３によって閉塞可能な位置に固定される。
【００４５】
このような弁棒ガイド４５は、ガイド部７１が外部ケーシング４２の蓋部材６７に固定され、弁座部７２がガイド部挿入口５８の縁に支持されることで、外部ケーシング４２に固定されている。一方、弁棒ガイド４５は、ガイド部挿通孔５３およびガイド部挿入口５８から僅かに離間している。弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対し非接触である。このため、弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対して相対的に変位可能である。なお、弁棒ガイド４５が内部ケーシング４１に接触していても良い。
【００４６】
一対のガイド部挿通孔５３のラビリンスパッキン部５４が、弁棒ガイド４５の外周面にそれぞれ面している。このため、蒸気室５１に流入する高温高圧の蒸気が外部ケーシング４２の収容室５６に漏れることが抑制される。
【００４７】
管挿入口５７のラビリンスパッキン部６２が、内部ケーシング４１の内部入口管５２の外周面に面している。さらに、ガイド部挿入口５８のラビリンスパッキン部６２が、弁棒ガイド４５のガイド部７１の外周面に面している。このため、収容室５６に供給された蒸気が漏れることが抑制される。
【００４８】
第１の実施の形態によれば、上記構成の主蒸気止め弁１２を開いて蒸気を通流させる場合、前記駆動装置によって弁棒４４を介して弁体４３を上昇させる。これにより、弁体４３が弁座部７２から離間し、出口７５が開放される。すなわち、主蒸気止め弁１２が開く。
【００４９】
主蒸気止め弁１２が開くことで、ボイラー１１から、高温高圧の蒸気が内部ケーシング４１の蒸気室５１に流入する。蒸気室５１に流入した蒸気は、弁棒ガイド４５の複数のスリット７７を通り、出口７５から流出する。通流する蒸気の量は、弁体４３の位置によって調整可能である。
【００５０】
流入した高温高圧の蒸気により、内部ケーシング４１が加熱されて伸びる。一方、外部ケーシング４２は、内部ケーシング４１および収容室５６に供給された低温低圧の蒸気を介して、蒸気室５１の高温高圧の蒸気から熱を受ける。外部ケーシング４２の温度上昇は内部ケーシング４１の温度上昇よりも低くなる。このため、外部ケーシング４２の伸び量は内部ケーシング４１の伸び量よりも少ない。なお、材料の熱膨張率によっては、外部ケーシング４２の伸び量が内部ケーシング４１の伸び量よりも大きくとも良い。
【００５１】
伸び量の差により、内部ケーシング４１は外部ケーシング４２に対して相対的に変位し得る。この場合、外部ケーシング４２にのみ固定された弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対して相対的に変位する。これにより、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差によって、弁棒ガイド４５が、例えば内部ケーシング４１から拘束されるような外力を受けることが抑制されている。
【００５２】
弁棒ガイド４５の弁座部７２は、ガイド部７１に繋がることで出口７５を弁体４３によって閉塞可能な位置に固定する。すなわち、弁体４３と弁座部７２の当接位置がずれること、および出口７５が閉塞不可能になることが抑制される。
【００５３】
主蒸気止め弁１２を閉じて蒸気の流れを遮断する場合、前記駆動装置によって弁棒４４を介して弁体４３を下降させる。これにより、弁体４３が弁座部７２に当接し、出口７５が閉塞される。すなわち、主蒸気止め弁１２が閉じる。
【００５４】
上記構成のプラント１によれば、蒸気室５１に蒸気が流入した際に、伸び量の差により、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２とが相対的に変位し得る。このため、例えば外部ケーシング４２の外部出口管６５と、内部ケーシング４１の一対のガイド部挿通孔５３とが同軸線上からずれる場合がある。これに対し、弁棒ガイド４５の弁座部７２がガイド部７１に繋がっているため、出口７５は弁棒４４の軸心と同軸線上に固定され、互いにずれることが抑制されている。したがって、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、弁体４３が出口７５を閉塞することができる。すなわち、蒸気遮断時における主蒸気止め弁１２の信頼性が向上する。さらに、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との相対的な変位によって弁棒４４に曲げ方向の力が作用すること、および当該力によって弁棒４４の動きに支障をきたすことを抑制できる。
【００５５】
弁棒ガイド４５は、外部ケーシング４２に固定され、内部ケーシング４１に対して相対的に変異可能である。言い換えると、弁棒ガイド４５は、外部ケーシング４２に連動する一方、内部ケーシング４１に対してはある程度自由である。これにより、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、出口７５が弁棒４４の軸心からずれることが抑制される。さらに、弁棒ガイド４５が、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差によって、内部ケーシング４１から拘束するような外力を受けることを抑制できる。
【００５６】
弁座部７２は、ガイド部７１と別個の部材である。弁座部７２が高温耐熱鋼で形成される一方、ガイド部７１は低温耐熱鋼で形成される。高温耐熱鋼は、一般的に低温耐熱鋼よりも高価である。これにより、高価な高温耐熱鋼が使用される部分を低減させ、主蒸気止め弁１２を廉価に製造することができる。
【００５７】
ボルト７３は、ガイド部７１および弁座部７２の柱部７６に挿通され、蒸気室５１において露出されない。これにより、高温高圧の蒸気によってボルト７３が損傷することを抑制できる。また、ボルト７３が挿通される柱部７６が高温耐熱鋼によって形成された弁座部７２に設けられることで、ボルト７３が損傷することがさらに抑制される。
【００５８】
ガイド部挿通孔５３の内周面に、ラビリンスパッキン部５４が設けられている。また、管挿入口５７およびガイド部挿入口５８に、それぞれラビリンスパッキン部６２が設けられている。これにより、内部ケーシング４１が外部ケーシング４２に対し相対的に変位可能な状態を保ちつつ、蒸気の漏れを抑制することができる。
【００５９】
次に、図４を参照して、第２の実施の形態について説明する。なお、以下に開示する複数の実施形態において、第１の実施形態のプラント１と同一の機能を有する構成部分には同一の参照符号を付す。さらに、当該構成部分については、その説明を一部または全て省略することがある。
【００６０】
図４は、第２の実施の形態に係る主蒸気止め弁１５を示す断面図である。図４に示すように、第２の実施形態の主蒸気止め弁１５では、ガイド部挿通孔５３にラビリンスパッキン部５４が設けられる代わりに、弁棒ガイド４５にスライドブッシュ８１が嵌められている。
【００６１】
スライドブッシュ８１は、弁棒ガイド４５の外周面に接する複数のリングと、弁棒ガイド４５の外周面から離間した複数のリングとが交互に積み重ねられて形成されている。スライドブッシュ８１は、シール性を有するとともに、弁棒ガイド４５の径方向（図４における横方向）への変位に追従する。
【００６２】
スライドブッシュ８１は、一方のガイド部挿通孔５３に面するガイド部７１の外周面に嵌められている。スライドブッシュ８１とガイド部挿通孔５３との間には隙間が介在している。
【００６３】
スライドブッシュ８１の底面は、内部ケーシング４１に当接している。内部ケーシング４１に、保持部材８２が取り付けられている。保持部材８２は、スライドブッシュ８１の上面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８１は、内部ケーシング４１と保持部材８２とに挟持される。
【００６４】
スライドブッシュ８１により、ガイド部挿通孔５３とガイド部７１との間の隙間がシールされ、蒸気室５１の高温高圧の蒸気が収容室５６に漏れることが防がれる。さらに、弁棒ガイド４５は、内部ケーシング４１に対し変位可能である。
【００６５】
また、管挿入口５７にラビリンスパッキン部６２が設けられる代わりに、内部入口管５２の外周面にスライドブッシュ８３が嵌められている。スライドブッシュ８３と管挿入口５７との間には隙間が介在している。
【００６６】
スライドブッシュ８３の一方の端面は、管挿入口５７の縁に当接している。外部ケーシング４２に、保持部材８４が取り付けられている。保持部材８４は、スライドブッシュ８３の他方の端面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８３は、管挿入口５７の縁と保持部材８４とに挟持される。
【００６７】
スライドブッシュ８３により、管挿入口５７と内部入口管５２との間の隙間がシールされ、収容室５６の蒸気が漏れることが防がれる。さらに、内部入口管５２は、外部ケーシング４２に対し変位可能である。
【００６８】
さらに、ガイド部挿入口５８にラビリンスパッキン部６２が設けられる代わりに、弁座部７２の外周面にスライドブッシュ８５が嵌められている。スライドブッシュ８５とガイド部挿入口５８との間には隙間が介在している。
【００６９】
スライドブッシュ８５の底面は、ガイド部挿入口５８の縁に当接している。外部ケーシング４２に、保持部材８６が取り付けられている。保持部材８６は、スライドブッシュ８５の上面に当接している。すなわち、スライドブッシュ８５は、ガイド部挿入口５８の縁と保持部材８６とに挟持される。
【００７０】
スライドブッシュ８５により、ガイド部挿入口５８と弁座部７２との間の隙間がシールされ、収容室５６の蒸気が漏れることが防がれる。さらに、弁座部７２は、外部ケーシング４２に対し変位可能である。
【００７１】
上記構成の第２の実施の形態のプラント１によれば、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、スライドブッシュ８１，８５は、弁棒ガイド４５の変位に追従する。これにより、蒸気の漏れが防がれるとともに、弁棒ガイド４５が拘束力を受けることを抑制できる。
【００７２】
以下に、図５を参照して第３の実施の形態について説明する。図５は、第３の実施の形態の主蒸気止め弁１２を示す断面図である。図５に示すように、主蒸気止め弁１２は、ケースガイド一体部９０を有している。
【００７３】
ケースガイド一体部９０は、内部ケーシング４１と、ガイド部７１と、弁座部７２と、内部出口管９１とを有している。内部ケーシング４１と、ガイド部７１と、内部出口管９１とは、一体に形成されている。弁座部７２は、内部ケーシング４１に取り付けられている。このため、弁座部７２は、ガイド部７１に繋がっている。
【００７４】
内部出口管９１は、弁座部７２の出口７５に連通している。内部出口管９１は、ガイド部挿入口５８に挿入されている。内部出口管９１の外周面に、スライドブッシュ８５が嵌められている。
【００７５】
上記構成の第３の実施の形態によれば、ケースガイド一体部９０のガイド部７１は、蓋部材６７に固定されている。これにより、蒸気室５１に高温高圧の蒸気が流入した際に、ケースガイド一体部９０は、蓋部材６７を基点として伸びる。これにより、出口７５が弁棒４４の軸心からずれ難い。したがって、内部ケーシング４１と外部ケーシング４２との伸び量の差が生じたとしても、弁体４３が出口７５を閉塞することができ、蒸気遮断時における主蒸気止め弁１２の信頼性が向上する。
【００７６】
以上述べた少なくとも一つの実施形態のプラントによれば、弁棒が挿通されたガイド部と、出口を有する弁座部とが繋がり、前記出口が弁体によって閉塞可能な位置に固定される。これにより、蒸気遮断時における信頼性が高まる。
【００７７】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１…プラント、１２…主蒸気止め弁、１４…高圧タービン、４１…内部ケーシング、４２…外部ケーシング、４３…弁体、４４…弁棒、４５…弁棒ガイド、５１…蒸気室、５４，６２…ラビリンスパッキン部、７１…ガイド部、７２…弁座部、７３…ボルト、７５…出口、８１，８３，８５…スライドブッシュ、９０…ケースガイド一体部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に蒸気室が設けられた内部ケーシングと、
前記内部ケーシングを収容した外部ケーシングと、
前記蒸気室の中に位置した弁体と、
前記弁体に接続された弁棒と、
前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有した弁棒ガイドと、
前記弁棒ガイドの前記出口に接続されたタービンと、
を具備したことを特徴とするプラント。
【請求項２】
前記弁棒ガイドは、前記外部ケーシングに固定され、前記内部ケーシングに対して相対的に変位可能であることを特徴とする請求項１のプラント。
【請求項３】
前記弁座部は、前記ガイド部と別個の部材であり、連結部材によって前記ガイド部に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のプラント。
【請求項４】
前記連結部材は、前記蒸気室において、前記ガイド部と前記弁座部との中に挿通されたことを特徴とする請求項３に記載のプラント。
【請求項５】
前記内部ケーシングおよび前記外部ケーシングの少なくとも一方が、前記弁棒ガイドに面するラビリンスパッキン部を有したことを特徴とする請求項４に記載のプラント。
【請求項６】
前記弁棒ガイドに取り付けられ、前記弁棒ガイドと前記内部ケーシングとの間の隙間をシールするスライドブッシュをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載のプラント。
【請求項７】
前記弁座部は、前記ガイド部よりも耐熱性が高いことを特徴とする請求項３に記載のプラント。
【請求項８】
内側に蒸気室が設けられた内部ケーシングと、
前記内部ケーシングを収容した外部ケーシングと、
前記蒸気室の中に位置した弁体と、
前記弁体に接続された弁棒と、
前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有した弁棒ガイドと、
を具備したことを特徴とする蒸気弁。
【請求項９】
前記弁棒ガイドは、前記外部ケーシングに固定され、前記内部ケーシングに対して相対的に変位可能であることを特徴とする請求項８の蒸気弁。
【請求項１０】
前記弁座部は、前記ガイド部と別個の部材であり、連結部材によって前記ガイド部に連結されたことを特徴とする請求項９に記載の蒸気弁。
【請求項１１】
前記連結部材は、前記蒸気室において、前記ガイド部と前記弁座部との中に挿通されたことを特徴とする請求項１０に記載の蒸気弁。
【請求項１２】
前記内部ケーシングおよび前記外部ケーシングの少なくとも一方が、前記弁棒ガイドに面するラビリンスパッキン部を有したことを特徴とする請求項１１に記載の蒸気弁。
【請求項１３】
前記弁棒ガイドに取り付けられ、前記弁棒ガイドと前記内部ケーシングとの間の隙間をシールするスライドブッシュをさらに具備することを特徴とする請求項１１に記載の蒸気弁。
【請求項１４】
前記弁座部は、前記ガイド部よりも耐熱性が高いことを特徴とする請求項１０に記載の蒸気弁。
【請求項１】
内側に蒸気室が設けられた内部ケーシングと、
前記内部ケーシングを収容した外部ケーシングと、
前記蒸気室の中に位置した弁体と、
前記弁体に接続された弁棒と、
前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有した弁棒ガイドと、
前記弁棒ガイドの前記出口に接続されたタービンと、
を具備したことを特徴とするプラント。
【請求項２】
前記弁棒ガイドは、前記外部ケーシングに固定され、前記内部ケーシングに対して相対的に変位可能であることを特徴とする請求項１のプラント。
【請求項３】
前記弁座部は、前記ガイド部と別個の部材であり、連結部材によって前記ガイド部に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のプラント。
【請求項４】
前記連結部材は、前記蒸気室において、前記ガイド部と前記弁座部との中に挿通されたことを特徴とする請求項３に記載のプラント。
【請求項５】
前記内部ケーシングおよび前記外部ケーシングの少なくとも一方が、前記弁棒ガイドに面するラビリンスパッキン部を有したことを特徴とする請求項４に記載のプラント。
【請求項６】
前記弁棒ガイドに取り付けられ、前記弁棒ガイドと前記内部ケーシングとの間の隙間をシールするスライドブッシュをさらに具備することを特徴とする請求項４に記載のプラント。
【請求項７】
前記弁座部は、前記ガイド部よりも耐熱性が高いことを特徴とする請求項３に記載のプラント。
【請求項８】
内側に蒸気室が設けられた内部ケーシングと、
前記内部ケーシングを収容した外部ケーシングと、
前記蒸気室の中に位置した弁体と、
前記弁体に接続された弁棒と、
前記弁棒が進退自在に挿通されたガイド部と、前記弁棒の進行方向に位置して前記蒸気室に開口した出口を有するとともに前記ガイド部に繋がることで前記出口を前記弁体によって閉塞可能な位置に固定した弁座部と、を有した弁棒ガイドと、
を具備したことを特徴とする蒸気弁。
【請求項９】
前記弁棒ガイドは、前記外部ケーシングに固定され、前記内部ケーシングに対して相対的に変位可能であることを特徴とする請求項８の蒸気弁。
【請求項１０】
前記弁座部は、前記ガイド部と別個の部材であり、連結部材によって前記ガイド部に連結されたことを特徴とする請求項９に記載の蒸気弁。
【請求項１１】
前記連結部材は、前記蒸気室において、前記ガイド部と前記弁座部との中に挿通されたことを特徴とする請求項１０に記載の蒸気弁。
【請求項１２】
前記内部ケーシングおよび前記外部ケーシングの少なくとも一方が、前記弁棒ガイドに面するラビリンスパッキン部を有したことを特徴とする請求項１１に記載の蒸気弁。
【請求項１３】
前記弁棒ガイドに取り付けられ、前記弁棒ガイドと前記内部ケーシングとの間の隙間をシールするスライドブッシュをさらに具備することを特徴とする請求項１１に記載の蒸気弁。
【請求項１４】
前記弁座部は、前記ガイド部よりも耐熱性が高いことを特徴とする請求項１０に記載の蒸気弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−２９０７４（Ｐ２０１３−２９０７４Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６５６２４（Ｐ２０１１−１６５６２４）
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]