JP2019105208A - 組合せ弁及び発電プラント - Google Patents

Abstract

【課題】発電プラントの効率を向上させることができるとともに、自身ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることができる組合せ弁を提供する。【解決手段】組合せ弁は、蒸気止め弁２１と、蒸気加減弁３１とを備える。蒸気止め弁２１は、円筒状の弁箱２２の内部における弁座２３の上流の位置に当該弁箱２２と同軸状に配置され、且つ当該弁箱２２との間に径方向の隙間を空ける円筒状の整流部材２６を有し、整流部材２６には、放射状に開口する複数の貫通孔２６Ａが形成される。蒸気加減弁３１は、蒸気止め弁２１の下流に配置されたバタフライ弁であり、蒸気止め弁２１の流出口の下流側に配置される弁箱３２と、弁箱３２の内部に回転自在に支持される弁シャフト３３と、弁シャフト３３と一体に回転し、弁箱３２の内部に形成される流路を開閉する弁ディスク３４と、を有している。【選択図】図１

Description

本発明の実施の形態は、組合せ弁及び発電プラントに関する。

蒸気タービンを備える一般的な発電プラントでは、蒸気タービンで仕事をした後の蒸気が復水器で水に戻され、復水された水が、給水ポンプにて昇圧された後にボイラにて加熱される。この際、ボイラで加熱された水は蒸気となり、この蒸気は通常、組合せ弁を介して蒸気タービンに再度流入する。組合せ弁は、蒸気止め弁と蒸気加減弁とを有してなり、このうちの蒸気止め弁は非常時等に蒸気タービンに流入する蒸気を瞬時に止めるために設けられ、蒸気加減弁は蒸気タービンに供給される蒸気流量を制御するために設けられている。

図８は、一般的な組合せ弁１０１と蒸気タービン１０とを備えた発電プラントの概略図である。図８に示される組合せ弁１０１は、火力発電プラント等で一般に採用される構造を有しており、具体的には、蒸気止め弁１０２及び蒸気加減弁１０３を１つの弁箱１０４に内蔵する構造を有している。組合せ弁１０１の向きは適宜選択され得るが、図８に示された組合せ弁１０１は縦置き構造を採用し、上流側に配置された上流側エルボ管１０５を介して横方向から蒸気を流入させるとともに、下流側に配置された下流側エルボ管１０６に対して横方向から蒸気を流入させる。

図８の例では、蒸気タービン１０がタービンケース１１を有し、タービンケース１１に、ケース上半１２と、ケース下半１３とが含まれている。組合せ弁１０１から横方向に流出した蒸気は、下流側エルボ管１０６を介して上方向への流れに曲げられて、その後、ケース下半１３からタービンケース１１内に流入することになる。

蒸気止め弁１０２は、弁体１２１と、弁体１２１に連結された弁棒１２２と、弁棒１２２に連結された図示しない駆動装置と、を有し、定格運転時には、駆動装置が弁棒１２２を介して弁体１２１を開動作させる。この際、弁体１２１が弁箱１０４に設けられた弁座１１２から所定の位置まで離間することで、蒸気止め弁１０２が全開状態となる。これに対し、蒸気タービン１０の非常時には、駆動装置が弁棒１２２を介して弁体１２１を閉動作させる。この際、弁体１２１が弁座１１２に着座することにより、蒸気止め弁１０２が全閉状態となり、蒸気タービン１０へ流入する蒸気が遮断される。

一方、蒸気加減弁１０３は、弁体１３１と、弁体１３１に連結された弁棒１３２と、弁棒１３２に連結された図示しない駆動装置と、を有し、定格運転時には、駆動装置が弁棒１３２を介して弁体１３１を開動作させ、蒸気加減弁１０３が全開状態又は中間開度状態となる。これに対し、蒸気タービンの非常時には、駆動装置が弁棒１３２を介して弁体１３１を閉動作させ、弁体１３１が弁座１１２に着座する。これにより、蒸気加減弁１０３が全閉状態となり、蒸気タービン１０へ流入する蒸気が遮断される。なお、図８の例では、蒸気止め弁１０２及び蒸気加減弁１０３が弁座１１２を共用する構造となっている。

特許第３９６８１８１号公報

一般に、蒸気タービンは複数段の静翼と複数段の動翼とを有する構造であり、蒸気タービンに流入する蒸気の入口圧力が高いほど、各段落の熱落差が上がるため、発電プラントの効率が上昇する。そのため、蒸気タービンに流入する蒸気の圧力損失は極力抑制することが望ましい。

しかしながら、図８に示された蒸気止め弁１０２及び蒸気加減弁１０３はともに、弁体１２１，１３１を弁座１１２に対して進退動により離接させる絞り構造であるため、２段階の圧力損失が生じる。さらには、上流側エルボ管１０５及び下流側エルボ管１０６による流れの曲げによっても圧力損失が生じるため、蒸気タービン１０に流入する蒸気の入口圧力の低下を十分に抑制できているとは言い難い。そのため、発電プラントの効率の向上に改善の余地がある。また、図８に示した組合せ弁１０１は縦置き構造であるが、この場合、縦方向に長い構造となり、自身ないしその周辺機器の配置自由度が低下するという問題もある。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、発電プラントの効率を向上させることができるとともに、自身ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることができる組合せ弁及びそれを備える発電プラントを提供することを目的とする。

実施の形態にかかる組合せ弁は、蒸気止め弁と、前記蒸気止め弁の下流に配置される蒸気加減弁と、を備える。前記蒸気止め弁は、円筒状に形成され、径方向に開口する流入口と軸方向に開口する流出口とを有する弁箱と、前記弁箱の内部における前記流入口と前記流出口との間の位置に設けられ、前記流出口と同軸状に位置する弁座と、前記弁座に対向して配置される弁体と、前記弁体を前記弁座に対して離接させる弁棒と、を有する。前記蒸気加減弁は、バタフライ弁であり、前記蒸気止め弁の前記流出口の下流側に配置される弁箱と、前記弁箱の内部に回転自在に支持される弁シャフトと、前記弁シャフトに連結されて前記弁シャフトと一体に回転し、前記弁箱の内部に形成される流路を開閉する弁ディスクと、を有する。前記蒸気止め弁は、その弁箱の内部における前記弁座の上流の位置に当該弁箱と同軸状に配置され、且つ当該弁箱との間に径方向の隙間を空ける円筒状の整流部材をさらに有する。前記整流部材には、放射状に開口する複数の貫通孔が形成されている。

また、実施の形態にかかる発電プラントは、前記組合せ弁と、前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備える。前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置される。前記蒸気加減弁の弁箱の流出口には、上方向に湾曲するエルボ管が接続されている。前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気は、前記エルボ管を通過した後、前記ケース下半に下方向から流入する。

また、実施の形態にかかる発電プラントは、前記組合せ弁と、前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備える。前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置される。前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、下方向に湾曲するエルボ管が接続されている。前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気は、前記エルボ管を通過した後、前記ケース上半に上方向から流入する。

また、実施の形態にかかる発電プラントは、前記組合せ弁と、前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備える。前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置される。前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、横方向に延びる直管が接続されている。前記蒸気加減弁からの蒸気は、前記直管を通過した後、前記蒸気タービンのタービンケースに横方向から流入する。

また、実施の形態にかかる発電プラントは、前記組合せ弁と、前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備える。前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が横方向に向くとともに、前記流出口が上方向に向くように配置される。前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、上下方向に延びる直管が接続されている。前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気は、前記直管を通過した後、前記ケース下半に下方向から流入する。

本発明によれば、発電プラントの効率を向上させることができるとともに、自身ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることができる組合せ弁及びそれを備える発電プラントを提供することができる。

第１の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第２の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第３の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第４の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第５の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第６の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 第７の実施の形態にかかる発電プラントの概略図である。 一般的な組合せ弁を備える発電プラントの概略図である。

以下に、添付の図面を参照して各実施の形態を詳細に説明する。以下に説明する各実施の形態における構成部分のうちの図８に示した発電プラントの構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する場合がある。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる発電プラント１Ａの概略図である。図１に示されるように、第１の実施の形態にかかる発電プラント１Ａは、蒸気タービン１０と、組合せ弁２０とを備えている。蒸気タービン１０は、タービンケース１１を有し、タービンケース１１には、ケース上半１２と、ケース上半１２に対して下側に配置されるケース下半１３とが含まれている。ケース上半１２及びケース下半１３は互いに結合して円筒状をなし、その内部に図示しないロータの収容空間を形成する。

組合せ弁２０は、蒸気止め弁２１と、蒸気止め弁２１の下流に配置される蒸気加減弁３１とを備え、図１に示された蒸気止め弁２１及び蒸気加減弁３１はともに開状態となっている。

蒸気止め弁２１は、円筒状に形成され、径方向に開口する流入口２２Ａと軸方向に開口する流出口２２Ｂとを有する弁箱２２と、弁箱２２の内部における流入口２２Ａと流出口２２Ｂとの間の位置に設けられ、流出口２２Ｂと同軸状に位置する弁座２３と、弁座２３に対向して配置される弁体２４と、弁体２４を弁座２３に対して離接させる弁棒２５と、弁箱２２の内部における弁座２３の上流の位置に当該弁箱２２と同軸状に配置され、且つ当該弁箱２２との間に径方向の隙間を空ける円筒状の整流部材２６と、を有している。

整流部材２６には、放射状に開口する複数の貫通孔２６Ａが形成されている。ここで、弁箱２２においては、流入口２２Ａから流入した蒸気が、弁箱２２と整流部材２６との間における環状の隙間で広がった後、整流部材２６の貫通孔２６Ａを介して弁箱２２の中心軸線Ｃ１側に集まり、その後、弁箱２２の中心軸線Ｃ１に沿うようにして弁座２３を通過する。したがって、整流部材２６は、蒸気の流れを弁箱２２の中心軸線Ｃ１に沿わせるように整流させる整流機能を有する。

特に本実施の形態では、整流部材２６が蒸気に含まれる異物を捕捉するストレーナにより構成されており、これにより、整流部材２６は、上述のような整流機能と、ストレーナとしての異物除去機能とを同時に奏するようになっている。

蒸気止め弁２１は横置き構造であり、弁箱２２は、流入口２２Ａが下方向に向くとともに、流出口２２Ｂが横方向に向くように配置されている。流出口２２Ｂには、蒸気加減弁３１が接続され、これにより、蒸気は弁箱２２内に流入口２２Ａを介して下方向から流入した後、流出口２２Ｂを介して横方向から蒸気加減弁３１に流入する。また、蒸気止め弁２１は横置き構造であることで、弁体２４及び弁棒２５は弁箱２２の軸方向に沿って横方向に進退動する。本実施の形態では、弁体２４が上流から弁座２３に対向しており、弁棒２５は、弁箱２２の軸方向において流出口２２Ｂが設けられる側とは反対の側に引き出されている。

蒸気加減弁３１は、バタフライ弁であり、蒸気止め弁２１の流出口２２Ｂの下流側に配置される弁箱３２と、弁箱３２の内部に回転自在に支持される弁シャフト３３と、弁シャフト３３に連結されて弁シャフト３３と一体に回転し、弁箱３２の内部に形成される流路を開閉する弁ディスク３４と、を有している。

本実施の形態における蒸気加減弁３１の弁箱３２は直管状となっており、上流側の流入口３２Ａと、下流側の流出口３２Ｂとを有し、流入口３２Ａを蒸気止め弁２１の弁箱２２の流出口２２Ｂに接続させるとともに、流出口３２Ｂを下流側エルボ管１０６に接続させる。下流側エルボ管１０６は上方向に湾曲し、タービンケース１１のケース下半１３に下方向から接続される。これにより、蒸気加減弁３１からの蒸気は下流側エルボ管１０６を通過した後、ケース下半１３に下方向から流入することになる。

図１における符号Ｃ２は、蒸気加減弁３１の弁箱３２の流路横断面（言い換えると、流路の延在方向に直交する方向における断面）の中央を通る弁箱３２の中心軸線を示す。本実施の形態においては、蒸気加減弁３１の弁箱３２がその中心軸線Ｃ２を蒸気止め弁２１の弁箱２２の中心軸線Ｃ１に一致させる。また、弁シャフト３３の軸線は弁箱３２の中心軸線Ｃ２に直交している。

次に、本実施の形態の作用について説明する。

組合せ弁２０では、まず、蒸気止め弁２１の弁箱２２の流入口２２Ａから流入した蒸気が、弁箱２２と整流部材２６との間における環状の隙間で広がった後、整流部材２６の貫通孔２６Ａを介して弁箱２２の中心軸線Ｃ１側に集まる。その後、蒸気は弁箱２２の中心軸線Ｃ１に沿うようにして弁座２３を通過する。この際、蒸気は、弁座２３と弁体２４との間を流れることでさらに整流されて、蒸気加減弁３１内に流入する。

一般に、蒸気タービンの上流、特に上流の近傍位置にバタフライ弁を設置する場合には、バタフライ弁の上流に直管を設けて、整流された蒸気をバタフライ弁に流入させる必要性が生じる。しかしながら、本実施の形態では、上述のように蒸気止め弁２１の弁箱２２の内部の整流部材２６と、弁体２４を弁座２３に対して進退動により離接させる絞り構造との組合せによって、好適に整流された蒸気がバラフライ弁である蒸気加減弁３１に流入する。そのため、蒸気加減弁３１の上流に直管を設ける必要がなくなるか、或いは流路長の長い直管を設ける必要がなくなる。

これにより、蒸気加減弁３１において望ましい蒸気の通過を可能としながらも、蒸気加減弁３１の上流に直管を設けた場合に生じ得る圧力損失を抑制することが可能となる。また、直管の省略によって組合せ弁２０の全体サイズをコンパクトにすることが可能となって、組合せ弁２０ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることが可能となる。また、蒸気止め弁２１は横置き構造となっているため、組合せ弁２０は全体として横方向に長い形状となる。これにより、縦方向の長さが抑制されることで、組合せ弁２０ないしその周辺機器の配置自由度がより向上することになる。

また、蒸気加減弁３１に流入した蒸気は、その後、弁ディスク３４を通過し、下流側エルボ管１０６を介してケース下半１３に下方向から流入する。この際、蒸気加減弁３１はバタフライ弁であり、弁体を弁座に対して進退動により離接させる絞り構造に比べて圧力損失が小さいため、蒸気加減弁３１で生じ得る圧力損失を上記絞り構造の場合よりも抑制することが可能となる。図８に示した構成と比較すると、図８の構成では、弁体を弁座に対して進退動により離接させる絞り構造が二段階あるため、圧力損失が大きくなるが、本実施の形態では、上記のような絞り構造を一段階とした上で、バラフライ弁を使用するため、図８の構成よりも圧力損失を抑制することが可能となっている。

また、蒸気加減弁３１からの蒸気は下流側エルボ管１０６を介してケース下半１３に流入するが、組合せ弁２０から蒸気タービン１０に至る経路の全体を見た場合に、本実施の形態の構成では、図８のようにエルボ管が２つ設置される構成に比較してエルボ管の数が減る。これにより、図８の構成に対して蒸気の流れの曲げを２回から１回に減らすことができるため、図８の構成よりも圧力損失をさらに抑制することが可能となる。

以上をもって、本実施の形態にかかる組合せ弁２０によれば、発電プラントの効率を向上させることができるとともに、自身ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態にかかる発電プラント１Ｂについて図２を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図２に示される実施の形態では、蒸気加減弁３１に接続された下流側エルボ管１０６が下方向に湾曲して、タービンケース１１のケース上半１２に接続されている。これにより、蒸気加減弁３１からの蒸気が下流側エルボ管１０６を通過した後、ケース上半１２に上方向から流入することになる。

第１の実施の形態のように、ケース下半１３の下方向から蒸気を流入する構成では、蒸気タービン１０の基礎に開口部を設けた上で、組合せ弁２０を吊下げて設置する必要性が生じる場合がある。このような場合において、第２の実施の形態の構成では、ケース上半１２の上方向に組合せ弁２０が配置されることで、組合せ弁２０の配置自由度が向上するとともに、組合せ弁２０を容易に設置することができ、この点で第１の実施の形態よりも有用な場合がある。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態にかかる発電プラント１Ｃについて図３を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図３に示される実施の形態では、蒸気加減弁３１がその弁箱３２の内部における弁ディスク３４の下流の位置に弁箱３２の内面から部分的に突出する整流片３５を有する。整流片３５は弁箱３２と一体化されており、例えば溶接等により弁箱３２の内面に固着されてもよいし、弁箱３２と一体に削り出しされてもよい。

本実施の形態では、蒸気が蒸気加減弁３１から下流側エルボ管１０６に流れるようになっており、この場合、下流側エルボ管１０６の内部では通常、蒸気流れの慣性によって、腹側（内周部側）の蒸気の流量よりも背側（外周部側）の蒸気の流量が大きくなって、下流側エルボ管１０６の下流における流れが偏流となる。このような偏流となった蒸気が蒸気タービン１０に流入すると、蒸気タービン１０の性能が低下するため、発電プラントの効率が低下する。このような問題を解消するために、本実施の形態では、整流片３５が弁箱３２の内面における下流側エルボ管１０６の背側（外周部側）の位置に設けられている。

本実施の形態によれば、整流片３５によって、下流側エルボ管１０６の腹側（内周部側）の蒸気の流量が背側（外周部側）の蒸気の流量よりも大きくなるような蒸気の流れを形成することができるため、下流側エルボ管１０６の下流において偏流が生じることを抑制できる。これにより、蒸気タービン１０の性能の低下を抑制することができるため、発電プラントの効率を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に下流側エルボ管１０６からの蒸気がケース下半１３に下方向から流入する構成が採用されるが、これに代えて、下流側エルボ管１０６からの蒸気がケース上半１２に上方向から流入する構成が採用されてもよい。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態にかかる発電プラント１Ｄについて図４を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図４に示される実施の形態では、蒸気加減弁３１の弁箱３２が直管状であり、弁シャフト３３は、弁箱３２の中心軸線Ｃ２から偏倚して配置されている。より詳しくは、本実施の形態においても、蒸気が蒸気加減弁３１から下流側エルボ管１０６に流れるようになっており、下流側エルボ管１０６の内部では、蒸気流れの慣性によって、腹側（内周部側）の蒸気の流量よりも背側（外周部側）の蒸気の流量が大きくなり得る。これに対応して、弁シャフト３３は、弁箱３２における下流側エルボ管１０６の背側（外周部側）に位置するように中心軸線Ｃ２から偏倚して配置されている。

図３に示した第３の実施の形態では、弁ディスク３４の下流に設けた整流片３５により、弁ディスク３４の下流の蒸気流路が狭くなることで、圧力損失が上昇する虞がある。これに対して、本実施の形態では、弁ディスク３４によって、下流側エルボ管１０６の背側（外周部側）を流れる蒸気の流量よりも腹側（内周部側）を流れる蒸気の流量が大きくなるように調節し、偏流を抑制することができる。これにより、蒸気流路が狭くなることにより生じ得る圧力損失の発生を抑制できるため、第３の実施の形態のように整流片３５が設けられる場合よりも、有用に発電プラントの効率を向上させることができる場合がある。

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態にかかる発電プラント１Ｅについて図５を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第４の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図５に示される実施の形態では、蒸気加減弁３１の弁箱３２がエルボ管状であり、弁シャフト３３は、エルボ管状の弁箱３２の外周部側（背側）に偏倚して配置されている。そして弁箱３２の流出口３２Ｂは、直接的にケース下半１３に接続されるか、又は比較的軸方向寸法の小さい直管を介して間接的にケース下半１３に接続されている。図示の例では、流出口３２Ｂが直接的にケース下半１３に接続されている。

本実施の形態によれば、第４の実施の形態と同様に、下流側エルボ管１０６の下流が偏流となることを抑制することができる上に、第４の実施の形態では直管状であった弁箱３２がエルボ管状となり、且つ下流側エルボ管１０６を使用しないため、直管部分での圧力損失がなくなって、発電プラントの効率を効果的に向上させることができる。しかも、組合せ弁２０の全体のサイズがよりコンパクトになり得るため、組合せ弁２０ないしその周辺機器の配置自由度をより向上させることができる。

（第６の実施の形態）
次に、第６の実施の形態にかかる発電プラント１Ｆについて図６を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第５の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図６に示される実施の形態における蒸気止め弁２１の弁箱２２は、流入口２２Ａが下方向に向くとともに、流出口２２Ｂが横方向に向くように配置され、蒸気加減弁３１の弁箱の流出口３２Ｂには、横方向に延びる直管３７が接続されている。これにより、蒸気加減弁３１からの蒸気は直管３７を通過した後、蒸気タービン１０のタービンケース１１、本例ではケース下半１３に横方向から流入する。

本実施の形態によれば、第１の実施の形態で説明した蒸気加減弁３１の下流の下流側エルボ管１０６を無くすことにより、蒸気流れの曲げが無くなることで圧力損失が低減され、蒸気タービン１０の入口圧力の低下が抑制される。また、下流側エルボ管１０６に起因する偏流が無くなることで、発電プラントの効率を効果的に向上させることができる。なお、本実施の形態では、蒸気タービン１０内に渦巻き状のスクロール式の流路を形成し、この流路に直管３７を接続することが好ましい。この場合には、蒸気タービン１０の性能が向上し、更に発電プラントの効率を向上させることができる。

また、本実施の形態ではエルボ管が使用されないため、組合せ弁２０から蒸気タービン１０に至るまでのサイズを一層コンパクトにすることができ、これにより、組合せ弁２０ないしその周辺機器の配置自由度をより向上させことができる。なお、本実施の形態では、ケース下半１３に横方向から蒸気が流入する構成が採用されるが、これに代えて、ケース上半１２に横方向から蒸気が流入する構成が採用されてもよい。

（第７の実施の形態）
次に、第７の実施の形態にかかる発電プラント１Ｇについて図７を用いて説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１乃至第６の実施の形態の構成部分と同様のものには、同一の符号を付し、共通する部分の説明については省略する。

図７に示される実施の形態における蒸気止め弁２１の弁箱２２は、流入口２２Ａが横方向に向くとともに、流出口２２Ｂが上方向に向くように配置され、蒸気加減弁３１の弁箱の流出口３２Ｂには、上下方向に延びる直管３７が接続されている。これにより、蒸気加減弁３１からの蒸気は直管３７を通過した後、蒸気タービン１０のタービンケース１１、本例ではケース下半１３に下方向から流入する。

本実施の形態によれば、第６の実施の形態と同様に、例えば第１の実施の形態で説明した下流側エルボ管１０６を無くすことにより、蒸気流れの曲げが無くなることで圧力損失が低減され、蒸気タービン１０の入口圧力の低下が抑制される。また、下流側エルボ管１０６に起因する偏流が無くなることで、発電プラントの効率を効果的に向上させることができる。

また、一般的な発電プラントでは、ボイラから排出された蒸気の流れが、エルボ管により上方向の流れに変えられた上で、組合せ弁２０の前にさらにエルボを配置して、組合せ弁に横方向から蒸気を流入させる構成が採用される。このような一般的な発電プラントでは、蒸気の流路長さが長くなり得るが、本実施の形態によれば、ボイラから排出された蒸気を、エルボ管を介さずに組合せ弁２０に流入させることができるため、圧力損失が効果的に抑制され、発電プラントの効率を向上させることができる。さらには、コンパクト化を図り易くなるため、組合せ弁２０ないしその周辺機器の配置自由度を向上させることができる。

なお、本実施の形態では、ケース下半１３に下方向から蒸気が流入する構成が採用されるが、これに代えて、ケース上半１２に上方向から蒸気が流入する構成が採用されてもよい。

以上の各実施の形態においては、蒸気タービン１０の上流に１つの弁を配置したが、蒸気タービン１０の上流に複数の弁を配置する構成が採用されてもよい。また、各実施の形態においては、ケース上半１２のみ又はケース下半１３のみに蒸気が流入する構成を示したが、ケース上半１２及びケース下半１３に蒸気が同時に流入する構成が採用されてもよい。

以上、各実施の形態を説明したが、上記の各実施の形態は、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。この新規な実施の形態は、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。この実施の形態やその変形は、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。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ…発電プラント、１０…蒸気タービン、１１…タービンケース、１２…ケース上半、１３…ケース下半、２０…組合せ弁、２１…蒸気止め弁、２２…弁箱、２２Ａ…流入口、２２Ｂ…流出口、２３…弁座、２４…弁体、２５…弁棒、２６…整流部材、２６Ａ…貫通孔、３１…蒸気加減弁、３２…弁箱、３２Ａ…流入口、３２Ｂ…流出口、３３…弁シャフト、３４…弁ディスク、３５…整流片、３７…直管、１０１…組合せ弁、１０２…蒸気止め弁、１０３…蒸気加減弁、１０４…弁箱、１０５…上流側エルボ管、１０６…下流側エルボ管、１１２…弁座、１２１…弁体、１２２…弁棒、１３１…弁体、１３２…弁棒

Claims (9)

1. 蒸気止め弁と、前記蒸気止め弁の下流に配置される蒸気加減弁と、を備え、
   前記蒸気止め弁は、円筒状に形成され、径方向に開口する流入口と軸方向に開口する流出口とを有する弁箱と、前記弁箱の内部における前記流入口と前記流出口との間の位置に設けられ、前記流出口と同軸状に位置する弁座と、前記弁座に対向して配置される弁体と、前記弁体を前記弁座に対して離接させる弁棒と、を有しており、
   前記蒸気加減弁は、バタフライ弁であり、前記蒸気止め弁の前記流出口の下流側に配置される弁箱と、前記弁箱の内部に回転自在に支持される弁シャフトと、前記弁シャフトに連結されて前記弁シャフトと一体に回転し、前記弁箱の内部に形成される流路を開閉する弁ディスクと、を有しており、
   前記蒸気止め弁は、その弁箱の内部における前記弁座の上流の位置に当該弁箱と同軸状に配置され、且つ当該弁箱との間に径方向の隙間を空ける円筒状の整流部材をさらに有し、前記整流部材には、放射状に開口する複数の貫通孔が形成されている、組合せ弁。
2. 前記整流部材は、蒸気に含まれる異物を捕捉するストレーナにより構成されている、請求項１に記載の組合せ弁。
3. 前記蒸気加減弁は、その弁箱の内部における前記弁ディスクの下流の位置に、当該弁箱の内面から部分的に突出する整流片をさらに有している、請求項１又は２に記載の組合せ弁。
4. 前記蒸気加減弁の弁箱は直管状であり、前記弁シャフトは、前記蒸気加減弁の弁箱の中心軸線から偏倚して配置されている、請求項１又は２に記載の組合せ弁。
5. 前記蒸気加減弁の弁箱はエルボ管状であり、前記弁シャフトは、エルボ管状の前記弁箱の外周部側に偏倚して配置されている、請求項１又は２に記載の組合せ弁。
6. 請求項１に記載の組合せ弁と、
   前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備え、
   前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置され、
   前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、上方向に湾曲するエルボ管が接続されており、
   前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気が前記エルボ管を通過した後、前記ケース下半に下方向から流入する、発電プラント。
7. 請求項１に記載の組合せ弁と、
   前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備え、
   前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置され、
   前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、下方向に湾曲するエルボ管が接続されており、
   前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気が前記エルボ管を通過した後、前記ケース上半に上方向から流入する、発電プラント。
8. 請求項１に記載の組合せ弁と、
   前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備え、
   前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が下方向に向くとともに、前記流出口が横方向に向くように配置され、
   前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、横方向に延びる直管が接続されており、
   前記蒸気加減弁からの蒸気が前記直管を通過した後、前記蒸気タービンのタービンケースに横方向から流入する、発電プラント。
9. 請求項１に記載の組合せ弁と、
   前記組合せ弁から蒸気を供給される蒸気タービンと、を備え、
   前記蒸気止め弁の弁箱は、前記流入口が横方向に向くとともに、前記流出口が上方向に向くように配置され、
   前記蒸気加減弁の弁箱の流出口に、上下方向に延びる直管が接続されており、
   前記蒸気タービンは、ケース上半とケース下半とを含むタービンケースを有し、前記蒸気加減弁からの蒸気が前記直管を通過した後、前記ケース下半に下方向から流入する、発電プラント。

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