特開 2023-14453 蒸気タービン及び蒸気弁装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023014453

(43)【公開日】2023-01-31

(54)【発明の名称】蒸気タービン及び蒸気弁装置

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20230124BHJP

   F01D 25/24 20060101ALI20230124BHJP

   F16T 1/00 20060101ALI20230124BHJP

   F16K 51/00 20060101ALI20230124BHJP

   F01D 25/32 20060101ALI20230124BHJP

【ＦＩ】

F01D25/00 G

F01D25/24 T

F01D25/24 Z

F16T1/00 E

F16K51/00 C

F01D25/32 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021118382

(22)【出願日】2021-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111121

【弁理士】

【氏名又は名称】原 拓実

(74)【代理人】

【識別番号】100118474

【弁理士】

【氏名又は名称】寺脇 秀▲徳▼

(74)【代理人】

【識別番号】100141911

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 譲

(72)【発明者】

【氏名】進藤 蔵

(72)【発明者】

【氏名】二森 都

(72)【発明者】

【氏名】堀井 俊一

(72)【発明者】

【氏名】竹丸 竜平

【テーマコード（参考）】

3H066

【Ｆターム（参考）】

3H066AA01

3H066BA14

3H066BA15

(57)【要約】

【課題】シェルマウント型構造の蒸気弁装置及びそれを備えた蒸気タービンであって、弁口径を大型化しつつ高温・高圧の作動流体を利用でき、蒸気タービンケーシングの下部側の蒸気弁装置のチャンパ室内にドレンが溜まらない蒸気タービン及び蒸気弁装置を提供することである。
【解決手段】実施形態のシェルマウント型構造の蒸気弁装置は、蒸気タービンケーシングの上部側は、第１弁体とこれを囲う第１スリーブとから構成される第１チャンバ室と第１弁体の下流側とを連通する第１孔を設け、蒸気タービンケーシングの下部側は、第２弁体とこれを囲う第２スリーブとから構成される第２チャンバ室と第2弁体の下流側とを連通する第２孔を設けると共に、第２チャンバ室と蒸気タービンケーシング内部の主流路とを連通するドレン孔、または第２チャンバ室と蒸気タービンケーシングの外部とを連通するドレン孔のいずれかを設け、第２チャンパ室内のドレンを排出する。
【選択図】図1

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気タービンケーシングと、前記蒸気タービンケーシングに直接設けられるシェルマウント型蒸気弁装置とを備える蒸気タービンであって、
前記蒸気弁装置は、
前記蒸気タービンケーシングの上部に直接取り付けられ、蒸気を前記蒸気タービンケーシングの内部に導く第１主流路を形成する第１弁ケーシングと、
前記第１主流路内に設置された第１弁座と、
前記第１弁座に対して上下方向に進退可能に前記第１弁ケーシング内に収納された第１弁体と、
前記第１弁ケーシングに取り付けられ、前記第１弁体を囲う第１スリーブを備えた第１スタンドと、
前記第１スリーブと前記第１弁体とから形成された第１チャンバ室と、
前記第１主流路における前記第１弁体の上流側と前記第１チャンバ室とを連通する第１バイパス流路と、
前記第１チャンバ室と前記第１主流路における前記第１弁体の下流側とを連通するための前記第１弁体に設けられた第１孔と、
前記蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられ、前記蒸気を前記蒸気タービンケーシングの内部に導く第２主流路を形成する第２弁ケーシングと、
前記第２主流路内に設置された第２弁座と、
前記第２弁座に対して上下方向に進退可能に前記第２弁ケーシング内に収納された第２弁体と、
前記第２弁ケーシングに取り付けられ、前記第２弁体を囲う第２スリーブを備えた第２スタンドと、
前記第２スリーブと前記第２弁体とから形成された第２チャンバ室と、
前記第２主流路における前記第２弁体の上流側と前記第２チャンバ室とを連通する第２バイパス流路と、
前記第２チャンバ室と前記第２主流路における前記第２弁体の下流側とを連通するための前記第２弁体に設けられた第２孔と、
前記第２スリーブの壁面に設けられ、前記第２チャンバ室に溜まるドレンを排出するドレン孔と、
を有する蒸気タービン。

【請求項2】

前記ドレン孔は、前記第２チャンバ室と前記第２主流路とを連通する請求項１に記載の蒸気タービン。

【請求項3】

前記ドレン孔は、前記第２スタンドの内部を貫通して設けられ、前記第２チャンバ室と前記蒸気タービンケーシングの外部とを直接連通する請求項１に記載の蒸気タービン。

【請求項4】

蒸気タービンケーシングと、前記蒸気タービンケーシングに直接設けられるシェルマウント型蒸気弁装置とを備える蒸気タービンであって、
前記蒸気弁装置は、
前記蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられ、前記蒸気を前記蒸気タービンケーシングの内部に導く主流路を形成する弁ケーシングと、
前記主流路内に設置された弁座と、
前記弁座に対して上下方向に進退可能に前記弁ケーシング内に収納された弁体と、
前記弁ケーシングに取り付けられ、前記弁体を囲うスリーブを備えたスタンドと、
前記スリーブと前記弁体とから形成されたチャンバ室と、
前記主流路における前記弁体の上流側と前記チャンバ室とを連通するバイパス流路と、
前記チャンバ室と前記主流路における前記弁体の下流側とを連通するための前記弁体に設けられた孔と、
前記第２スリーブの壁面に設けられ、前記第２チャンバ室に溜まるドレンを排出するドレン孔と、
を有する蒸気タービン。

【請求項5】

前記ドレン孔は、前記第２チャンバ室と前記第２主流路とを連通する請求項４に記載の蒸気タービン。

【請求項6】

前記ドレン孔は、前記第２スタンドの内部を貫通して設けられ、前記第２チャンバ室と前記蒸気タービンケーシングの外部とを直接連通する請求項４に記載の蒸気タービン。

【請求項7】

蒸気タービンケーシングに直接設けられるシェルマウント型蒸気弁装置であって、
前記蒸気タービンケーシングの上部に直接取り付けられ、蒸気を前記蒸気タービンケーシングの内部に導く主流路を形成する弁ケーシングと、
前記主流路内に設置された弁座と、
前記弁座に対して上下方向に進退可能に前記弁ケーシング内に収納された弁体と、
前記弁ケーシングに取り付けられ、前記弁体を囲うスリーブを備えたスタンドと、
前記弁体を囲うスリーブと前記弁体とから形成されたチャンバ室と、
前記主流路における前記弁体の上流側と前記チャンバ室とを連通するバイパス流路と、
前記チャンバ室と前記主流路における前記弁体の下流側とを連通するための前記弁体に設けられた孔と、
を有する蒸気弁装置。

【請求項8】

蒸気タービンケーシングに直接設けられるシェルマウント型蒸気弁装置であって、
前記蒸気弁装置は、
前記蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられ、前記蒸気を前記蒸気タービンケーシングの内部に導く主流路を形成する弁ケーシングと、
前記主流路内に設置された弁座と、
前記弁座に対して上下方向に進退可能に前記弁ケーシング内に収納された弁体と、
前記弁ケーシングに取り付けられ、前記弁体を囲うスリーブを備えたスタンドと、
前記弁体を囲うスリーブと前記弁体とから形成されたチャンバ室と、
前記主流路における前記弁体の上流側と前記チャンバ室とを連通するバイパス流路と、
前記チャンバ室と前記主流路における前記弁体の下流側とを連通するための前記弁体に設けられた孔と、
前記第スリーブの壁面に設けられ、前記チャンバ室に溜まるドレンを排出するドレン孔と、
を有する蒸気弁装置。

【請求項9】

前記ドレン孔は、前記第２チャンバ室と前記第２主流路とを連通する請求項８に記載の蒸気弁装置。

【請求項10】

前記ドレン孔は、前記第２スタンドの内部を貫通して設けられ、前記第２チャンバ室と前記蒸気タービンケーシングの外部とを直接連通する請求項８に記載の蒸気弁装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、蒸気タービン及び蒸気弁装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、火力発電設備の高効率化・低コスト化が求められており、蒸気タービンだけでなく、その付属機器である蒸気弁装置についても高効率化・低コスト化が必要となっている。

【0003】

火力発電設備等の蒸気タービン車室に供給される蒸気流量を調節する蒸気弁装置としては、蒸気タービン車室の上下に弁装置を直接取り付けたシェルマウント型構造のものがある。このタイプの弁装置としては、例えば、蒸気タービン車室の鉛直上側及び鉛直下側にそれぞれ弁ケーシングを取り付け、当該各弁ケーシングに２つの蒸気弁を内蔵することで、合計４つの弁で蒸気弁装置を構成したものがある。

【0004】

蒸気タービンから離れた場所に据付けられる別置型構造とシェルマウント型構造を比較すると、蒸気弁装置から蒸気タービン車室までを接続するリード管を持たないシェルマウント型構造の方が部品点数も少なく製造コストが安いというメリットがある。さらに、シェルマウント型構造の方がリード管に由来する圧力損失が皆無なので高効率化も望める。

【0005】

しかし、近年では、蒸気タービンの作動流体として高温・高圧蒸気が利用されることや蒸気タービンの高出力化要求もあり、このような蒸気が蒸気弁装置に導入される点についても考慮する必要がある。

【0006】

なお、火力発電設備に設置される主な蒸気弁装置には、主蒸気止め弁、蒸気加減弁、再熱蒸気止め弁、インターセプト弁などがあるが、これらのなかで蒸気流量の調節機能を有する蒸気弁装置は蒸気加減弁及びインターセプト弁である。

【0007】

関連技術に係る蒸気タービンと蒸気弁装置について、図５乃至図８を用いて説明する。図５は蒸気タービンと蒸気弁装置の構造例を示した図である。この図に示す蒸気タービンの蒸気弁装置は、シェルマウント型構造で形成されており、第１弁ケーシング１１と、第１弁座１２と、第１弁体１３と、第２弁ケーシング２１と、第２弁座２２と、第２弁体２３とを備えている。

【0008】

第１弁ケーシング１１は、車室１を形成する蒸気タービンケーシング３０の上部に直接取り付けられており、車室１に接続された蒸気出口と、ボイラ等の蒸気発生手段（図示せず）に接続された蒸気入口とを連通する第１主流路１７をその内部に形成している。蒸気タービンケーシング３０は、蒸気タービンの軸方向に２分割されており、上ケーシング３１と下ケーシング３２から成っている。上ケーシング３１と下ケーシング３２は、それぞれの略水平方向の両端に設置されたフランジ部３３を介して締結されている。

【0009】

第１弁座１２は、環状に形成されており、第１弁ケーシング１１における第１主流路１７内に設置されている。第１弁体１３は、上下方向に移動することで第１弁座１２に着座又は離間して車室１に供給される蒸気流量を調節するもの（蒸気加減弁）で、第１弁座１２に対して上下方向に進退可能に第１弁ケーシング１１内に同じ２組が収納されている。

【0010】

図６は図５における第１弁ケーシング１１付近の構造例を示した図である。図６において、スタンド5０に一体化されたスリーブ４１は第１弁体１３の周囲を取り囲むようにした円筒状の部材であり、第１弁体１３はスリーブ４１内を摺動する。スリーブ４１の内部には、子弁体１５と一体となった第１弁棒４３が通されている。第１弁棒４３は駆動装置（図示せず）によって上下方向に適宜駆動される。

【0011】

第１弁体１３の内部には子弁体１５及び弁棒４３が通される孔４４が設けられており、孔４４は第１弁体１３における第１弁座１２に臨む面（図２における下端面）に設けられた開口部４５を介して外部に表出している。開口部４５は、孔４４から第１弁体１３とスリーブ４１との隙間（バイパス流路）を介して、第１主流路１７における第１弁体１３の上流側（すなわち、スリーブ４１の外側）と連通しており、これらにより第１主流路１７を車室１に接続するチャンバ室４６が形成されている。

【0012】

子弁体１５は、その弁座となる開口部４５の内側に着座又は離間することでチャンバ室４６を開閉するもので、開口部４５に対して進退可能に第１弁体１３内に収納されている。また、第１弁棒４３の外周部と第１弁体１３の内周部にはそれぞれ突出部４７、４８が設けられている。例えば、子弁体１５を開口部４５に着座させた状態から第１弁棒４３によって引き上げると、まず、チャンバ室４６が開いて車室１と連通する。その後、さらに第１弁棒４３を引き上げると、第１弁棒４３の突出部４７が第１弁体１３の突出部４８と係止して第１弁体１３が引き上げられ、第１流路１７が車室１と連通する。

【0013】

このように第１弁体１３内に子弁体１５を設けると、第１弁体１３が開弁する前に子弁体１５が開弁してチャンバ室４６の内部圧力を減圧する。これにより第１弁体１３を開弁するための駆動装置（図示せず）の駆動力が大幅に低減でき、第１弁体１３の弁口径を大型化し易い。そのため、例えば高出力のタービンへの適用が容易になる。

【0014】

また、第１弁ケーシング１１には、ドレン管１８が接続されている。ドレン管１８にはドレン弁１９が取り付けられている。タービン起動時には第１弁ケーシング１１に発生する熱応力を緩和する目的で第１弁ケーシング１１の暖機運転を行う。この暖機運転は、第１弁体１３を第１弁座１２に着座させた状態でドレン弁１９を開け、第１弁ケーシング１１内の蒸気を排出して行うものである。これにより、第１弁ケーシング１１内で発生したドレンは、ドレン管１８を介して蒸気タービンケーシング３０の外部に排出されるので、蒸気タービン起動時に車室１内にドレンが流入することを防止できる。

【0015】

図５に戻り、第２弁ケーシング２１は、車室１を形成する蒸気タービンケーシング３０ の下部に直接取り付けられており、車室１に接続された蒸気出口とボイラ等の蒸気発生手段（図示せず）に接続された蒸気入口とを連通する第２主流路２７をその内部に形成している。

【0016】

第２弁座２２は、環状に形成されており、第２弁ケーシング２１における第２主流路２７内に設置されている。第２弁体２３は、上下方向に移動することで第２弁座２２に着座又は離間して車室１に供給される蒸気流量を調節するもの（蒸気加減弁）で、第２弁座２２に対して上下方向に進退可能に第２弁ケーシング２１内に同じ２組が収納されている。

【0017】

図７は図５における第２弁ケーシング２１付近の構造例を示した図である。この図に示すように第２弁体２３は、第１弁体１３と異なりその内部に子弁体を有しないタイプの弁である。第２弁体２３の下端には、スタンド５１を貫通するように第２弁棒２６が取り付けられている。弁棒２６は駆動装置（図示せず）によって上下方向に適宜駆動され、これにより第２弁体２３が上下方向に移動される。

【0018】

第２弁ケーシング２１には、ドレン管２８が接続されている。ドレン管２８にはドレン弁２９が取り付けられている。第１弁ケーシング１１と同様に、タービン起動時には、第２弁体２３を第２弁座２２に着座させた状態でドレン弁２９を開けることで、第２弁ケーシング２１内の蒸気を排出して第２弁ケーシング２１の暖機を行う。第２弁ケーシング２１内で発生したドレンは、ドレン管２８を介して蒸気タービンケーシング３０の外部に排出されるので、蒸気タービン起動時に車室１内にドレンが流入することを防止できる。

【0019】

ここで、駆動力を低減して第２弁体２３の弁口径を大型化するために、たとえば第１弁体１３と同様に子弁体１５を第２弁体２３に内蔵した構造を採用した場合について説明する。図８は子弁体１５Ａを内蔵した場合における第2弁体１３Ａの構造例を示した図である。この図に示す第2弁体１３Ａは子弁体１５Ａを有している。この第2弁体１３Ａの各構成要素は、第1弁体１３の各構成要素を上下逆転させたものに相当し、第1弁体１３の各構成要素と区別するために添字Ａを付している。

【0020】

第２弁体１３Ａに対して開弁方向と同じ方向（すなわち、鉛直下方向）に重力が作用することになる。そのため、第２弁体１３Ａの上流側（第２弁ケーシング２１内の圧力）と下流側（車室１内の圧力）の差圧が第２弁体１３Ａの自重より小さい場合には、弁棒４３Ａを引き下げて子弁体１５Ａを開口部４５Ａから離間させると、これに追従して第２弁体１３Ａが意図せずに下方向に落下してしまうことがある。

【0021】

これでは、弁棒４３Ａの制御に関係無く第２弁体１３Ａが移動する場合が生じるので、第２弁体１３Ａの上流側と下流側の圧力差に応じて第２弁体１３Ａの制御特性が変化することになる。すなわち、圧力に関係無く第２弁体１３Ａの開度を自在に制御することができなくなるので、制御の観点からはこのような構造を採用することは難しい。

【0022】

上記のように、蒸気タービンケーシング３０の下側に設置される蒸気弁装置では、圧力に関係無く第２弁体２３の開度を自在に制御する観点から、第２弁体２３には子弁体は内蔵していない。また、駆動装置の駆動力不足（弁開力不足とも言える）により蒸気タービン起動時に作用する蒸気圧力にて開けることが可能な小さな弁口径を選択しなければならなかったことから、弁口径を大型化することが出来なかった。そのため、例えば蒸気タービン車室の上下に弁装置を直接取り付けたシェルマウント型構造は、高出力の蒸気タービンへの適用が制限されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0023】

【特許文献1】特開２０１２－４１８２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0024】

本発明が解決しようとする課題は、シェルマウント型構造の蒸気弁装置及びこれを備えた蒸気タービンであって、弁口径を大型化しつつ高温・高圧の作動流体を利用できる蒸気タービン及び蒸気弁装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0025】

上記課題を解決するために、実施形態のシェルマウント型構造の蒸気弁装置は、上部側は、第１弁体とこれを囲う第１スリーブとから構成される第１チャンバ室と蒸気タービン内部とを連通する第１孔を設け、下部側は、第２弁体とこれを囲う第２スリーブとから構成される第２チャンバ室と蒸気タービン内部とを連通する第２孔を設けるとともに、第２チャンパ室内のドレンを排出するドレン孔を設ける。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】第１実施形態における蒸気タービンと蒸気弁装置の構造例を示した図。

【図2】第１実施形態における蒸気弁装置の第１弁付近の構造例を示した図。

【図3】第１実施形態における蒸気弁装置の第２弁付近の構造例を示した図。

【図4】第２実施形態における蒸気弁装置の第２弁付近の構造例を示した図。

【図5】従来における蒸気タービンと蒸気弁装置の構造例を示した図。

【図6】従来における蒸気弁装置の第１弁付近の構造例を示した図。

【図7】従来における蒸気弁装置の第２弁付近の構造例を示した図。

【図8】従来における子弁体１５Aを内蔵した場合の第2弁付近の構造例を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

以下、発明を実施するための実施形態について説明する。

【0028】

（第１の実施形態）
第1の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、従来と同一部品には同一の符号を付しており、ここでの説明は省略する。

【0029】

図１は、第１の実施形態における蒸気タービンと蒸気弁装置の構造例を示した図である。図１に示す蒸気タービンの蒸気弁装置は、シェルマウント型構造で形成されており、第１弁ケーシング１１と、第１弁座１２と、第１弁体１１３と、第２弁ケーシング２１と、第２弁座２２と、第２弁体１２３を備えている。

【0030】

第１弁体１１３は、上下方向に移動することで第１弁座１２に着座又は離間して車室１に供給される蒸気流量を調節するもので、第１弁座１２に対して上下方向に進退可能に蒸気タービンケーシング３０の上部に直接取り付けられた第１弁ケーシング１１内に収納されている。

【0031】

第２弁体１２３は、上下方向に移動することで第２弁座２２に着座又は離間して車室１に供給される蒸気流量を調節するもので、第２弁座２２に対して上下方向に進退可能に蒸気タービンケーシング３０の下部に直接取り付けられた第２弁ケーシング２２内に収納されている。

【0032】

図２は図１における第１弁ケーシング１１付近の構造例を示した図である。図２において、スタンド６０に一体化されたスリーブ１４１は第１弁体１１３の周囲を取り囲むようにした円筒状の部材であり、第１弁体１１３はスリーブ１４１内を摺動する。

【0033】

スリーブ１４１の内部には、弁棒１４３と一体となった第１弁体１１３が通されている。第１弁棒１４３は駆動装置（図示せず）によって上下方向に適宜駆動される。第１弁体１１３の内部には軸方向に孔１１４が貫通している。孔１１４は、第１弁体１１３とスリーブ１４１との隙間（バイパス流路）を介して、第１主流路１７における第１弁体１１３の上流側（すなわち、スリーブ１４１の外側）と連通しており、これらにより第１主流路１７を車室１に接続するチャンバ室１４６が形成されている。

【0034】

チャンバ室１４６の内部圧力は、第１弁体１１３とスリーブ１４１との隙間（バイパス流路）を介してチャンバ室１４６に流入する蒸気量と、孔１１４を介してチャンバ室１４６から車室１側へ流出する蒸気量とのバランスにより決定される。つまり、孔１１４の直径寸法（断面積）によってチャンバ室１４６の内部圧力は左右され、孔１１４の直径寸法（断面積）が大きいほどチャンバ室１４６の内部圧力を減圧することが出来る。

【0035】

このように第１弁体１１３の軸方向に貫通する孔１１４を設けると、第１弁体１１３が開弁する以前から連続してチャンバ室１４６の内部圧力を減圧していることになる。したがって、第１弁体１１３を開弁するための駆動装置（図示せず）の駆動力が大幅に低減できるため、第１弁体１１３の弁口径を大型化し易い。また、従来の子弁を有する蒸気弁装置に比べ構成部品が大幅に削減されるため構造の簡素化が図れ、部品管理の簡易化や摩耗に対する耐久性向上につながる。

【0036】

なお、第１弁棒１４３と第１弁体１１３とを一体化するために、弁棒１４３を第１弁体１１３にねじ込む等その他の方法によっても良い。孔１１４は第1弁体１１３の軸方向に貫通していなくてもよく、例えば、軸方向と平行でなく斜めに向かう方向などに設けられていてもよい。また例えば、弁体の中心に対して反対側にもう１つ孔があるような、複数の孔がある構造でも良い。

【0037】

図３は図１における第２弁ケーシング２１付近の構造例を示した図である。図３において、スタンド６１に一体化されたスリーブ１４２は第２弁体１２３の周囲を取り囲むようにした円筒状の部材であり、第２弁体１２３はスリーブ１４２内を摺動する。スリーブ１４２の内部には、第２弁棒１２６と一体となった第２弁体１２３が通されている。

【0038】

第２弁棒１２６は駆動装置（図示せず）によって上下方向に適宜駆動される。第２弁体１２３の内部には軸方向に孔１２４が貫通している。孔１２４は、第２弁体１２３とスリーブ１４２との隙間（バイパス流路）を介して、第２主流路２７における第２弁体１２３の上流側（すなわち、スリーブ１４２の外側）と連通しており、これらにより第２主流路２７を車室１に接続するチャンバ室１４７が形成されている。

【0039】

チャンバ室１４７の内部圧力は、第２弁体１２３とスリーブ１４２との隙間（バイパス流路）を介してチャンバ室１４７に流入する蒸気量と、孔１２４を介してチャンバ室１４７から車室１側へ流出する蒸気量とのバランスにより決定される。つまり、孔１２４の直径寸法（断面積）によってチャンバ室１４７の内部圧力は左右され、孔１２４の直径寸法（断面積）が大きいほどチャンバ室１４７の内部圧力を減圧することが出来る。

【0040】

このように第２弁体１２３の軸方向に貫通する孔１２４を設けると、第２弁体１２３が開弁する以前から連続してチャンバ室１４７の内部圧力を減圧していることになる。したがって、第２弁体１２３を開弁するための駆動装置（図示せず）の駆動力が大幅に低減できるため、第２弁体１２３の弁口径を従来の第２弁体２３より大幅に大型化し易い。

【0041】

なお、第２弁棒１２６と第２弁体１２３とを一体化するために、第２弁棒１２６を第２弁体１２３にねじ込む等その他の方法によっても良い。孔１２４は第1弁体１２３の軸方向に貫通していなくてもよく、例えば、軸方向と平行でなく斜めに向かう方向などに設けられていてもよい。また例えば、弁体の中心に対して反対側にもう１つ孔があるような、複数の孔がある構造でも良い。

【0042】

ここまで説明の図３の構造は、図２に示す蒸気タービンケーシング３０の上部に直接取り付けられた第１弁体１１３と同一である。

【0043】

ここで、第２弁体１２３はスリーブ１４２内を車室１側に向かって摺動することから、スリーブ１４２の開口部が上向きとなり、長期停止時にチャンバ室１４７内に滞留した残留蒸気がドレンとなり、また第２主流路２７や車室１からのドレンもチャンバ室１４７内に流入して蓄積する構造となる。チャンバ室１４７内にドレンが蓄積すると、タービン起動時の暖機運転後に第２弁体１２３を開いた際、チャンバ室１４７内から溢れだし、一気に車室１側へドレンが飛散することになる。また、長期停止や長期保管を実施する際には、この蓄積したドレンによりチャンバ室１４７内に位置する第２弁体１２３やスリーブ１４２に錆あるいは腐食が発生する恐れがあった。

【0044】

このチャンバ室１４７内のドレンの蓄積を防止するため、チャンバ室１４７の最下部に相当するスリーブ１４２の壁面に、第２弁体１２３の上流側すなわち第２主流路２７とチャンバ室１４７を連通するドレン孔１２５を備えた。このドレン孔１２５は、第２弁体１２３の孔１２４の特性に対して、チャンバ室１４７の内部圧力に影響を与えない直径寸法（断面積）であり、ドレン孔１２５の数量は１個またはそれ以上でもよい。

【0045】

ドレン孔１２５を設けたことにより、タービン起動の前に、チャンバ室１４７に蓄積したドレンは高低落差の作用でドレン孔１２５を通過して第２主流路２７側に流れ出し、やがて第２弁ケーシング２１のドレン管２８を経由して蒸気タービンケーシング３０の外部に排出される。このように、構成を簡単にしてチャンバ室１４７内におけるドレンを連続して事前に充分排出することができるので、チャンバ室１４７内に位置する第２弁体１２３やスリーブ１４２に錆の発生や腐食が発生することがない。結果として、第２弁体１２３がスリーブ１４２内を摺動する時、第２弁体１２３が動作不良を引き起こす恐れが皆無となる。

【0046】

第１の本実施形態によれば、第１弁体１１３及び第２弁体１２３の周囲を取り囲むようにした円筒状のスリーブ１４１及びスリーブ１４２をそれぞれ設けると共に、第１弁体１１３及び第２弁体１２３の内部に孔を設けることにより、チャンバ室１４６及びチャンバ室１４７の内部圧力が減圧され、開弁の駆動力を低減できるので、弁口径の大型化による蒸気タービンの高出力化が可能である。また、構造を簡素化して部品点数を削減することにより、部品管理の簡略化や摩耗に対する耐久性向上が可能である。さらに、スリーブ１４２の壁面にドレン孔１２５を設けることによりドレンを排出し、チャンバ室１４７内に位置する第２弁体１２３やスリーブ１４２の錆や腐食を防ぐことができるので、第２弁体１２３がスリーブ１４２内を摺動する時、第２弁体１２３が動作不良を引き起こす恐れがない。

【0047】

（第２の実施形態）
第２の実施形態について、図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部品には同一の符号を付しており、ここでの説明は省略する。なお、第２の実施形態と前述の第１の実施形態との相違点は、ドレン孔２２５の構成である。

【0048】

図４は、図１における第２弁ケーシング２１付近の構造例を示した図である。なお、図３ではスリーブ１４２の外表面であって、そこに開口したドレン孔１２５を備えているが、蒸気タービンの運転中は第２主流路２７の内部に位置するスリーブ１４２の周辺を蒸気が複雑に流れるため、ドレン孔１２５からピー等の笛吹音の発生が苦慮される。

【0049】

ここで、図４に戻り、第２弁体１２３はスリーブ１４２内を車室１側に向かって摺動することから、スリーブ１４２の開口部が上向きとなるため、長期停止時や長期保管時にチャンバ室１４７内に滞留した残留蒸気がドレンとなり、また第２主流路２７や車室１からのドレンもチャンバ室１４７内に流入して蓄積する構造となる。このチャンバ室１４７内に蓄積したドレンを排出するため、蒸気が複雑に流れる第２主流路２７内部に向かって開口しないように、スタンド６１の内部を貫通するドレン孔２２５を備え、スタンド６１の内部でスタンドの外部（外面）に向かってドレンを排出するように方向を変換している。

【0050】

このドレン孔２２５は、第２弁体１２３の孔１２４の特性に対して、チャンバ室１４７の内部圧力に影響を与えない直径寸法（断面積）であり、その数量は１個またはそれ以上でもよい。

【0051】

ドレン孔２２５を設けたことにより、タービン起動の前に、チャンバ室１４７の蓄積したドレンはドレン孔２２５を落下して通過し、フランジ２３０を介してスタンド６１の外部に排出される。一方第２主流路２７のドレンは、第２弁ケーシング２１のドレン管２８を経由し、フランジ２３０からのドレンとエルボ２３１で合流して排出される。なお、スタンド６１の配置によっては、ドレン孔２２５とドレン管２８とは合流するまでもなくそれぞれが単独であっても良く、またドレン弁２９の設置場所や数量等については図４に示す形態に限らない。これらドレンはやがて蒸気タービンケーシング３０の外部に排出される。

【0052】

このように、チャンバ室１４７内の蓄積したドレンを排出するばかりか、ドレン孔２２５は蒸気が複雑に流れる第２主流路２７内部に開口することがないため、笛吹音等の騒音が発生することがない。

【0053】

第２の本実施形態によれば、第２弁体１２３の周囲を取り囲むようにした円筒状のスリーブ１４２を設けると共に、第２弁体１２３に孔を設けることでチャンバ室１４７の内部圧力が減圧され開弁の駆動力を低減できるので、弁口径の大型化による蒸気タービンの高出力化が可能である。さらに、スタンド６１の内部にドレン孔２２５を設けることにより笛吹音の騒音を発生させずにドレンを排出し、チャンバ室１４２内に位置する第２弁体１２３やスリーブ１４２の錆や腐食を防ぐことができるので、第２弁体１２３がスリーブ１４２内を摺動する時、第２弁体１２３が動作不良を引き起こす恐れがない。

【0054】

以上説明した２つの実施形態によれば、従来構造の蒸気タービンケーシングの上部に直接取り付けられた蒸気弁装置では子弁体を備えることで、弁体にかかる蒸気圧力を低減して駆動力低減が実現できるが、蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられた蒸気弁装置では弁体の自重の影響で、弁体の制御が不正確になるため、子弁体を備える構造は蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられた蒸気弁装置には不向きだった。

【0055】

本実施形態では、子弁体を設ける代わりに、弁体の周囲を取り囲むようにした円筒状のスリーブを設けると共に、弁体に孔を設けることにより、蒸気タービンケーシングの上部および下部の蒸気弁装置がともに開弁の駆動力を低減できる。蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられた蒸気弁装置においても子弁体がなくなるために弁体の自重問題がなくなり、蒸気タービンケーシングの上部および下部の蒸気弁装置とも弁口径の大型化が実現できて、蒸気タービンの高出力化が可能である。

【0056】

また、蒸気タービンケーシングの上部および下部のいずれの蒸気弁装置も、子弁体をもたない構造となるため、構造を簡素化して部品点数を削減することにより、部品管理の簡略化や摩耗に対する耐久性向上が可能である。さらに、蒸気タービンケーシングの下部に直接取り付けられた蒸気弁装置では、チャンバ室に連通したドレン孔を設けることによりチャンバ室内のドレンを排出し、チャンバ室内に位置する弁体やスリーブの錆や腐食を防ぐことができる。

【0057】

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】

【0058】

１… 車室、１１… 第１弁ケーシング、１２… 第１弁座、１７… 第１主流路、
２１… 第２弁ケーシング、２２… 第２弁座、２７… 第２主流路、
３０… 蒸気タービンケーシング、
６０… スタンド、６１… スタンド、
１１３… 第１弁体、１１４… 孔、
１２３… 第２弁体、１２４… 孔、１２５… ドレン孔、１２６… 第２弁棒
１４１… スリーブ、１４２… スリーブ、１４３… 第１弁棒、１４６… チャンバ室、１４７… チャンバ室、２２５… ドレン孔、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】