JPS6038526B2 - 主蒸気止め弁の冷却装置 - Google Patents

主蒸気止め弁の冷却装置

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JPS6038526B2
JPS6038526B2 JP3358681A JP3358681A JPS6038526B2 JP S6038526 B2 JPS6038526 B2 JP S6038526B2 JP 3358681 A JP3358681 A JP 3358681A JP 3358681 A JP3358681 A JP 3358681A JP S6038526 B2 JPS6038526 B2 JP S6038526B2
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JP
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steam
valve
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main body
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JP3358681A
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JPS57148007A (en
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昭 片山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、蒸気タービンにおける主蒸気止め弁の冷却装
置に関する。
従来のランキンサィクルを構成する蒸気原動所は、第1
図に示されるように、給水ポンプーによって水をボィラ
2へ供給し、こ)で蒸気を生成し、この蒸気を主蒸気止
め弁3や蒸気加減弁4を通して発電機5と直結した蒸気
タービン6へ供給して仕事をし、この蒸気タービン6で
仕事を了えた蒸気を復水器7で復水し、これを再び上記
給水ポンプ1へ還流するようになっている。
又、上記蒸気原動所の熱効率は、第2図のグラフに示さ
れるように、縦軸に蒸気原動所の熱効率7を「機軸に入
口蒸気温屋貝,をそれぞれ示したものであり、入口蒸気
圧力Pを因子としている。この第2図のグラフからも明
らかなように、上記蒸気原動所の熱効率りは、入口蒸気
圧力Pと入口蒸気温度t,とが高いほど良好な値を示し
ている。なお、上記第2図中の点線で示される曲線aは
蒸気飽和曲線を示しており、復水器における器内圧力の
熱効率は、上記値が低いほど良好となる。又一方、第3
図に示されるように、入口蒸気圧力p及び入口蒸気温顔
丘,と排気室乾き度xとの関係は、この排気室乾き度x
がある程度以下になると、蒸気タービンの低圧部に水滴
による著しい浸蝕を生じるため、排気の乾き度xを高く
保持することが望まれている。
このように、蒸気原動所の熱効率を高めるためには、蒸
気タービン入口蒸気圧力p、入口蒸気t,を上げること
により、達成できるけれども、上記入口蒸気圧力pのみ
を高めることは相対的にタービン排気室の乾き度xを低
下させる結果となるので、同時に入口蒸気温度らを高め
る必要がある。
他方、蒸気原動所の再熱サイクルは、上記排気室乾き度
低下を解消するものであり、これは、蒸気タービンの膨
張の途中から蒸気を抽出し、これを上記ボィラに送って
再加熱するサイクルであるが、このような手段によると
、排気室の乾き度xが上昇するばかりでなく、熱効率も
上昇し、同一蒸気流量あたりの出力を増すことができる
。又一方、第4図に示されるグラフは、一段再熱サイク
ルの再熱蒸気温度らを入口蒸気温度t,まで再加熱した
蒸気原動所効率りと入口蒸気圧力pとの関係を示したも
のである。この第4図のグラフからも明らかなように、
蒸気原動所の効率りを高める手段は、理論上、明確にさ
れているにも拘らず、従来、技術において、蒸気タービ
ンの入口蒸気条件が亜臨界圧プラントでは、入口蒸気圧
力169k9/地夕、温度538午0、再蒸気温度53
8℃程度であり、超臨界圧プラントでは入口蒸気圧力2
46k9′の夕溢度538℃、再蒸気圧温度56がo程
度に制限されたのは、蒸気タービンを構成するロータ、
羽根、ノズル、タービンケーシング(本体)等の耐熱材
料に起因されている。
特に、上記主蒸気止め弁のケーシング(本体)に使用さ
れる材料は、クロームモリブデン(Cr−M。)を添加
することによって高温強度を増し、さらに、このクロー
ムモリブデンの添加による材料表面の不安定現象を抑え
るために、バナジウム(V)を添加した合金鋼としての
1.2$r−1地‐0.25Vによる銭鋼材が広く使用
されている。しかしながら、上記主蒸気止め弁のケーシ
ング(本体)に使用される鋳鋼材は、約56600を使
用限界温度とされており、又バナジウムの添加は材料表
面の不安定を抑えるのに有効であっても、このバナジウ
ムを添加することによって、溶接時に亀裂し易くなる等
の欠点がある。
このように、従来の主蒸気止め弁1や主蒸気加減弁0と
ての主要弁の本体は、耐熱性、耐圧性の金属材料を使用
しても、溶接時の作業性や接合性が悪い等の欠点がある
他方、従来の主要弁としての主蒸気止め弁1及び主義気
加減弁川ま、第5図に示されるように、上記両者を溶接
によって一体的に構成したものである。
即ち、従来の主蒸気止め弁1と主蒸気加減弁0め弁1に
よる主要弁装置は、第5図に示されるように、ボィラ2
に接続される流入口11及び流出ロー2を備えた主蒸気
止め弁1の本体(ケーシング)13内に弁座14を設け
、この弁座14の外周綾部に円筒状のストレーナ15を
取付け、上記本体13の上部関口部13aに蓋体16を
緒付けボルト17で固着し、上記本体11の下部13b
にガイド部材18を上記弁座14へ近接し、しかも、抜
け落ちないようにして設け、さらに、上記ガイド部材1
8内に分割された複数のブッシュ19a,19b,19
cを鰍装し、この各プッシュ19a,19b,19c内
に弁榛20を鞠装し、この弁棒20の上端部に弁体21
を上言己弁座14に当俵するようにして設け、しかも、
上記弁体21の下端部に操作部材(図示されず)を連結
し、上記本体13の下部13bに上流側リークオフ管2
2及び下流側リークオフ管23を上記ガイド部材18の
各各プッシュ19a,19b,19cの間隙に運適する
ようにして設けられており、上記流出口11に蒸気加減
弁ロを溶援して設けたものである。
なお、上記蒸気加減弁0‘ま、上記吐出口24を備えた
主枠体25の供聯合口26を上記流出口12に溶接によ
って連結し、上記主枠体25の上部閉口部25aに蓋体
を兼ねたガイド部材27を重設し、このガイド部材27
内に分割された複数のブッシュ28a,28bを鉄装し
、この各プッシュ28a,28b内に弁榛29を摺動自
在に軸装し、この弁棒29の内端部に弁体30を上記主
枠体25の弁座31に当接し得るようにして設け、上論
弁棒29の上端部に駆動レバー32を支軸33で枢着し
、さらに、上記ガイド部材27に上流側リークオフ管3
4及び下流側リークオフ管35を上記各プッシュ28a
,28bの間隙に蓮適するようにして設けたものである
従って、ポィラ2からの高圧蒸気は、主蒸気止め弁1の
流入口11から本体13内に流入し、この本体13のス
トレーナ15から弁体21で流量制御されて上記弁座1
4の弁孔14aを通って流出ロー2へ移送される。
さらに、蒸気加減弁ロの供給口26から主枠体25に流
入し、この主枠体25の弁体30で流量制御され、上記
弁座31の弁孔30から吐出口24へ流出するようにな
っている。又一方、上記蒸気止め弁1の各プッシュ19
a,19b,19cから流出した上側リークオフ管22
の蒸気は、蒸気タービン(図示されず)のグランド部を
シールする蒸気の供給源としてスチームヘッダへ流出し
、上記下側リークオフ管23の蒸気はグランドスチーム
コンデンサへ供給されるようになっている。
なお、蒸気加減弁0の各プッシュ28a,28bから流
出した上・下側リ−クオフ管34,35の低温蒸気は、
常時各接続ライン(図示されず)へ流出されている。
しかしながら、上述した主蒸気止め弁は、約600午0
程度の高温度の条件の下で、弁の開閉時、上記弁榛20
によるIJ−クが発生しないように構成されているため
、上記各リークオフ管22,23は、上記弁体21の開
弁途中のみ(この弁体21は通常全開であり、起動時及
び終了時のときのみ、途中関度状態となる)に使用され
るものであるから、常に、上記本体13をこの材料の許
容できる限界温度までそのま)の状態で冷却することは
困難である。
本発明は、上述した点に鑑み、主蒸気止め弁1の本体を
構成する材料をそのま)にして、蒸気加減弁0の低温化
したりーク蒸気を上記本体の各冷却孔に分配へツダ−を
介して供給し、この本体を上託りーク蒸気で冷却し、熱
応力の発生を低減しこれにより、主蒸気止め弁の本体の
亀裂や損傷を防止し、併せて、弁装置全体の健全性の向
上を図ることを目的とする主蒸気止め弁1の冷却装置を
提供するものである。
以下、本発明を図示の一実施例について説明する。
なお、本発明の構成部村と同じ部材には同じ符号を附し
て説明する。第5図乃至第7図において、符号1はボィ
ラ2に接続される主蒸気止め弁であって、この主蒸気止
め弁1の本体13には蒸気の流入ロー1及び流出口12
が設けられており、この本体13内には弁座14が設置
されている。
又、この弁座14の外周緑部には円筒状をなすストレー
ナ15が取付けられており、上記本体13の上部関口部
13aには蓋体16が各綾付ボルト17によって固着さ
れている。さらに、この各綾付ボルト17には、第7図
に示されるように、中心孔17aが穿設されており、こ
の中心孔17aは蒸気加減弁0の各リークオフ管34,
35からの低温化した蒸気を供給し得るようになってい
る。さらに又、上記本体13には、多数の冷却孔36が
一定の間隔を存して穿設されており、これらの各冷却孔
36は、第6図に示されるように、上記本体13の流入
口11及び流出口12の外周に附設された各回収へッダ
ー37に蓮適するようになっている。一方、上記各締付
ボルト17の各中心孔17aにはリング状の分配へッダ
ー38が各運管39を介して接続されており、この分配
へツダー38は前記蒸気加減弁0の上測りークオフ管3
4に連結されいる。
又、上記本体13の下部には多数の冷却孔40が一定の
間隔を置いて穿設されており、この各冷却孔40の一端
はリング状をなく分配へッダー41に各達管42を介し
て接続されている。さらに、この分配へッダー41は蒸
気加減弁Dの下側リークオフ管35に連結されており、
低温化した蒸気は、この下側リークオフ管35から上記
分配へッダー41へ供給されるようになっている。さら
に、上記冷却孔40の池端は上記各回収へッダー37に
蓮適するように設けられている。なお、この各回収へツ
ダ−37は各集合管43によって連結されている。従っ
て、ボィラ2からの高温高圧蒸気は、主蒸気止め弁1の
流入ロー1から本体13内に流入し、この本体13のス
トレーナ15から弁体21によって流量制御されて上記
弁座14の弁孔14aを通って流出口12へ移送される
さらに、上記蒸気は蒸気加減弁0の供給口から主枠体2
5内に流入し、この主枠体25の弁体30で流量制御し
、上記弁座31の弁孔30から吐出口24へ流出される
。他方、蒸気加減弁0の各プッシュ28a,28bから
流出した上・下側リークオフ管34,35の低温化した
蒸気は各分配へッダー38,41から各達管39,42
を通して各冷却孔36,40内に流入する。
こ)で、低温化した蒸気は昇温している上記本体13と
熱交換して、この本体13を冷却する。仕事を了えた蒸
気は各分配へッダ−37に回収された後、各集合管43
を通して流出されるようになっている。なお、上記蒸気
止め弁1の上・下側リークオフ管22,23の蒸気は、
通常運転時、リークしないから使用されない。以上述べ
たように本発明によれば、流入口11及び流出ロー2を
備えた主蒸気止め弁1の本体13に一定の間隔を存して
多数の冷却孔36,40を穿設し、この各冷却孔36,
40の一端を分配へツダー38,41に接続し、この分
配へッダー38,41に蒸気加減弁ロのりークオフ管3
4,35を接続し、上記各冷却孔36,40の他様を回
収へッダー37に接続してあるので、上記本体13の内
外面の温度差による熱応力を低減して材ひ料による疲労
を小さくするようにすると共に、従来使用される材料を
使用しても、従来のものより、高温度の蒸気を供孫旨す
ることができるばかりでなく、装置全体の健全性の向上
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はランキングサイクルを構成する蒸気原動所の系
統図、第2図乃至第4図は蒸気原動所における入口蒸気
温度と熱効率及び入口蒸気圧力との関係を示す各グラフ
、第5図は従来の主蒸気止め弁と蒸気加減弁とによる主
要弁の断面図、第6図は本発明による主蒸気止め弁の冷
却装置の斜面図、第7図は本発明の締付ボルトの拡大断
面図である。 11・・・流入口、12流出口、13・・・本体、34
・・・上側リークオフ管、35・・・下側リークオフ管
、36・・・冷却孔、37・・・回収へツダー、38・
・・分配へッダー、40・・・冷却孔、41・・・分配
へッダ−。 多一翼家2図 券3図 ′爺4図 ※ク図 漆ク図 多6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 流入口及び流出口を備えた主蒸気止め弁の本体に一
    定の間隔を存して多数の冷却孔を穿設し、この各冷却孔
    の一端を分配ヘツダーに接続し、この分配ヘツダーに蒸
    気加減弁のリークオフ管を接続し、上記各冷却孔の他端
    を回収ヘツダーに接続したことを特徴とする主蒸気止め
    弁の冷却装置。 2 各冷却孔の一部を各締付ボルトの中心孔と連通する
    ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の主蒸気止め弁の冷却装置。
JP3358681A 1981-03-09 1981-03-09 主蒸気止め弁の冷却装置 Expired JPS6038526B2 (ja)

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