JP6269855B2 - 主蒸気弁、及び蒸気タービン - Google Patents
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Description
本願は、2014年10月28日に出願された特願2014−219725号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
主蒸気弁は、内部に流体の流路が形成されるケーシングと、流路内で軸線に沿って移動可能に設けられた弁体と、を備えている。ケーシング内部の流路には、弁体によって閉塞可能な弁座が形成されている。弁体が軸線方向における第一側に移動することにより弁座に接近し、弁体が軸線方向における第二側に移動することにより弁座から離間する。これにより、弁体と弁座との隙間の流路面積を変化させ流体流量が調整される。
本発明の第一の態様によれば、主蒸気弁は、軸線を中心として延びる筒状のガイドと、該ガイドの内側に軸線方向に摺動可能に配置された弁体と、該弁体を開位置と閉位置との間で前記軸線方向に移動させる弁軸と、前記軸線方向に沿う流入方向から導入される流体を、前記流入方向に交差する流出方向に導出する流路を形成するとともに、内面に前記閉位置の弁体が当接する弁座が形成されたケーシングと、前記ケーシングの内側に形成される弁室と、を備える。前記弁室には、前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、前記ガイドの前記軸線の周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流を分断させる邪魔板が設けられている。
以下、本発明の第一実施形態に係る主蒸気弁1について図を参照して説明する。
図1に示すように、蒸気タービンプラント100は、軸線を中心に回転するロータ102と、ロータ102に接続される蒸気タービン101と、図示しない蒸気供給源から流体(蒸気)Fを蒸気タービン101に供給する蒸気供給管103と、蒸気タービン101の下流側に接続されて蒸気を排出する蒸気排出管104とを備えている。
蒸気供給管103は、蒸気供給管103内を流通する流体Fの流通量を調整する主蒸気弁1を有している。
主蒸気弁1は、蒸気タービン101に供給する流体Fの流量を調整したり、流体Fの供給を停止するための装置である。
以降の説明において、軸線Oは流体Fの流入方向(図2における左右方向)沿って延び、流体Fの流入側を軸線Oの第一端O1(図2における左側)、流体Fの流入側と反対側を軸線Oの第二端O2(図2における右側)と称する。また、交差線Cは軸線Oに交差する方向であって流体Fの流出方向(図2における上下方向)に沿って延び、流体Fの流出方向と反対側を交差線Cの第一端C1(図2における上側)、流体Fの流出側を交差線Cの第二端C2(図2における下側)と称する。さらに、軸線Oと交差線Cとに交差する方向(図3における上下方向)を幅方向と称する。なお、本実施形態では交差線Cが軸線Oに直交しているが、必ずしも直交している必要はなく、軸線Oと角をなして交差していればよい。
流入口10から弁室7の内周面7aにかけて、ケーシング2の内面には、軸線O方向における第二端O2側に向かって流入口10の内径(断面積)が漸次拡大する弁座5が形成されている。
このようにして、ケーシング2には、流入口10から弁室7を経て、流出口11へと連続する流体流路12が形成されている。
換言すれば、第一板部21は、弁室7の内周面7aから軸線Oの径方向内側に向かって張り出すように、かつ、張り出した先端がガイド6との間で隙間を形成するように設けられている。
ここで、第一板部21が設けられていない主蒸気弁においては、弁室7の交差線C方向における第一端C1側の領域において、上記のように生成された旋回渦流が弁室7の内周面7aとガイド6の外周面6aの間を通り、流出口11に向って流れていく。これにより、弁室7において流体Fの運動エネルギのロスが生じ、圧力損失が増加する可能性がある。
次に、本発明の第二実施形態に係る主蒸気弁1について図6を参照して説明する。
第一実施形態と共通の構成には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態では、主蒸気弁1が板状の第二板部22(邪魔板)を有する点において第一実施形態とは異なっている。
2 ケーシング
3 弁体
3a 弁頭部
4 弁軸
5 弁座
6 ガイド
6a 外周面
7 弁室
7a 内周面
8 開口部
9 保持部材
10 流入口
11 流出口
12 流体流路(流路)
21 第一板部(邪魔板)
22 第二板部(邪魔板)
22a 手前側板部(第二板部)
22b 奥側板部(第二板部)
100 蒸気タービンプラント
101 蒸気タービン
102 ロータ
103 蒸気供給管
104 蒸気排出管
F 流体(蒸気)
O 軸線
C 交差線
Claims (14)
- 軸線を中心として延びる筒状のガイドと、
該ガイドの内側に軸線方向に摺動可能に配置された弁体と、
該弁体を開位置と閉位置との間で前記軸線方向に移動させる弁軸と、
前記軸線方向に沿う流入方向から導入される流体を、前記流入方向に交差する流出方向に導出する流路を形成するとともに、内面に前記閉位置の弁体が当接する弁座が形成されたケーシングと、
前記ケーシングの内側に形成される弁室と、
を備え、
前記弁室には、前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域に、前記ガイドの前記軸線の周方向に延びる旋回軸回りに旋回する旋回渦流を分断させる邪魔板が設けられている主蒸気弁。 - 前記邪魔板は、前記弁室の前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域であって、流体の流出方向と反対側の領域に、流体の流出方向に延在する第一板部を有する請求項1に記載の主蒸気弁。
- 前記第一板部は、径方向内側の端部が前記ガイドの外周面との間で隙間を形成している請求項2に記載の主蒸気弁。
- 前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面に近づくように傾斜している請求項3に記載の主蒸気弁。
- 前記第一板部の径方向内側の端部が、前記流入方向の奥側に向かうに従って前記ガイドの外周面から離れるように傾斜している請求項3に記載の主蒸気弁。
- 前記邪魔板は、前記弁室の前記ガイドの外周面と前記ケーシングの内面との間の領域にであって、流体の流入方向と流体の流出方向とに交差する幅方向において、前記軸線方向に直交する方向に向かって延在する第二板部を有する請求項2から5のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
- 前記第二板部は、流体の流入方向の手前側にのみ形成されている手前側板部と、流体の流入方向の奥側のみに形成されている奥側板部との、少なくともいずれか一方から構成されている請求項6に記載の主蒸気弁。
- 前記手前側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向一方側に設けられており、
前記奥側板部は、前記第一板部の配置位置を基準として前記軸線の周方向他方側に設けられている請求項7に記載の主蒸気弁。 - 前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに一部のみ重なる請求項8に記載の主蒸気弁。
- 前記手前側板部と前記奥側板部とは、前記軸線方向の位置が互いに重ならない請求項8に記載の主蒸気弁。
- 前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として45°〜135°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項6又は7に記載の主蒸気弁。
- 前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準としてとして80°〜100°の範囲の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項6から8のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
- 前記第二板部は、前記第一板部の配置位置を基準として90°の軸線回りの周方向位置に設けられている請求項6から9のいずれか一項に記載の主蒸気弁。
- 請求項1から13の何れか1項に記載の主蒸気弁を備える蒸気タービン。
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