特開 2023-64455 蒸気タービンプラント

(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】P2023064455

(43)【公開日】2023-05-11

(54)【発明の名称】蒸気タービンプラント

(51)【国際特許分類】

   F01D 17/10 20060101AFI20230501BHJP

   F01D 25/00 20060101ALI20230501BHJP

   F16K 1/00 20060101ALI20230501BHJP

   F16K 1/42 20060101ALI20230501BHJP

【ＦＩ】

F01D17/10 C

F01D25/00 G

F16K1/00 E

F16K1/42 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021174752

(22)【出願日】2021-10-26

(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】110001092

【氏名又は名称】弁理士法人サクラ国際特許事務所

(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）】

3G071

3H052

【Ｆターム（参考）】

3G071BA22

3G071BA25

3G071BA27

3G071DA05

3H052AA01

3H052BA32

3H052BA35

3H052CB01

3H052CD09

3H052EA05

3H052EA16

(57)【要約】      （修正有）

【課題】弁座において異常な振動が発生することを効果的に抑制可能な蒸気タービンプラントを提供する。
【解決手段】蒸気タービン２００は、外部車室２１０と、外部車室２１０の内部に収容され、蒸気弁３００を介して蒸気が作動媒体として流入する内部車室２２０とを有する。蒸気弁３００は、弁室３３１が内部に形成されている弁ケーシングと、弁室３３１において弁棒３２０に連結されており、弁棒３２０の軸方向に沿って移動する弁体３２１と、軸方向において蒸気弁３００を閉める閉方向に弁棒３２０が移動することによって、弁室３３１で弁体３２１が接近する弁座３１４とを有する。弁座３１４は、軸方向に延在する管状体であって、一端部が弁室３３１に連通し、他端部が内部車室２２１の内部に連通するように、外部車室２１１を貫通して設置されていると共に、ネジを用いて弁ケーシングに固定されている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気弁と、
前記蒸気弁を介して、蒸気が供給される蒸気タービンと
を備える、
蒸気タービンプラントであって、
前記蒸気タービンは、
外部車室と、
前記外部車室の内部に収容され、前記蒸気弁を介して蒸気が作動媒体として流入する内部車室と
を有し、
前記蒸気弁は、
弁室が内部に形成されている弁ケーシングと、
前記弁室において弁棒に連結されており、前記弁棒の軸方向に沿って移動する弁体と、
前記軸方向において前記蒸気弁を閉める閉方向に前記弁棒が移動することによって、前記弁室で前記弁体が接近する弁座と
を有し、
前記弁座は、前記軸方向に延在する管状体であって、一端部が前記弁室に連通し、他端部が前記内部車室の内部に連通するように、前記外部車室を貫通して設置されていると共に、ネジを用いて前記弁ケーシングに固定されている、
蒸気タービンプラント。

【請求項2】

前記ネジは、
前記弁室の内部において前記弁座を前記弁ケーシングに固定するための第１のボルト
を含む、
請求項１に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項3】

前記ネジは、
前記弁室の外部において前記弁座を前記弁ケーシングに固定するための第２のボルト
を含む、
請求項１に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項4】

前記弁座は、
外周面において周方向に延在する凹部
を有し、
前記弁座の外周面から径方向に突き出るように前記凹部にリング板が嵌合されるように構成されており、
前記リング板は、
前記軸方向において貫通し、前記第２のボルトが挿入されるボルト孔を含む、
請求項３に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項5】

前記リング板は、前記周方向において分割された複数のリング板部を組み合わせることで構成されている、
請求項４に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項6】

前記ネジは、
雌ネジ部が内周面に形成されたナット
を含み、
前記弁座は、
前記弁室の外部において雄ネジ部が外周面に形成されており、
前記ナットが前記弁座の前記雄ネジ部に取り付けられることによって、前記弁座が前記弁ケーシングに固定されている、
請求項１に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項7】

前記雌ネジ部および前記雄ネジ部は、台形ネジである、
請求項６に記載の蒸気タービンプラント。

【請求項8】

前記弁座は、
前記弁室の外部において外周面から径方向に突き出るように形成されたフランジ部
を含み、
前記フランジ部は、前記軸方向において貫通し、前記第２のボルトが挿入されるボルト孔を含む、
請求項３に記載の蒸気タービンプラント。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、蒸気タービンプラントに関する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービンプラントを構成する蒸気タービンにおいて、タービン車室は、高効率化の実現のために、例えば、外部車室と内部車室とを含む二重車室構造が採用されている。二重車室構造のタービン車室は、分解作業や組立作業を容易に実行するために、一般的には、上半部と下半部とに分割可能に構成されている。

【0003】

また、蒸気タービンプラントにおいては、蒸気タービンの入口に蒸気弁が設置されている。蒸気弁は、省スペースを実現するために、例えば、タービン車室の上半部に直接的に組み込まれるように構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特公平３－７７３６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

蒸気弁においては、蒸気の流れによって弁座が振動する場合がある。例えば、弁座が弁ケーシングよりも熱によって膨張しやすい材料で構成されている場合、弁座が膨張して弁ケーシングに固定されるまでの間は、弁座の保持状態が不安定であるため、弁座において異常な振動が生ずる場合がある。弁座と弁ケーシングとが同様に熱膨張する場合であっても、弁座が振動する場合がある。その結果、弁座の損傷が発生する場合がある。

【0006】

したがって、本発明が解決しようとする課題は、弁座において異常な振動が発生することを効果的に抑制可能な蒸気タービンプラントを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の蒸気タービンプラントは、蒸気弁と、蒸気弁を介して、蒸気が供給される蒸気タービンとを備える。蒸気タービンは、外部車室と、外部車室の内部に収容され、蒸気弁を介して蒸気が作動媒体として流入する内部車室とを有する。蒸気弁は、弁室が内部に形成されている弁ケーシングと、弁室において弁棒に連結されており、弁棒の軸方向に沿って移動する弁体と、軸方向において蒸気弁を閉める閉方向に弁棒が移動することによって、弁室で弁体が接近する弁座とを有する。弁座は、軸方向に延在する管状体であって、一端部が弁室に連通し、他端部が内部車室の内部に連通するように、外部車室を貫通して設置されていると共に、ネジを用いて弁ケーシングに固定されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態にかかる蒸気タービンプラントの全体構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態にかかる蒸気タービンプラントにおいて、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図3】図３は、第１実施形態にかかる蒸気タービンプラントにおいて、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図4】図４は、第１実施形態において、弁座３１４の凸部３１４０を示す正面図である。

【図5】図５は、第２実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図6】図６は、第２実施形態において、リング板４１０の一例を示す正面図である。

【図7】図７は、第２実施形態の変形例において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図8】図８は、第３実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図9】図９は、第３実施形態の変形例において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【図10】図１０は、第４実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜第１実施形態＞
［Ａ］蒸気タービンプラントの構成
図１は、第１実施形態にかかる蒸気タービンプラントの全体構成を模式的に示す図である。

【0010】

本実施形態の蒸気タービンプラント１００においては、図１に示すように、ボイラ１１０の過熱器１１１で加熱された蒸気が、主蒸気止め弁Ｖ１０ａと蒸気加減弁Ｖ１０ｂとが設置された主蒸気管Ｐ１０を介して、高圧タービン１４１に作動流体として導入され、高圧タービン１４１において仕事を行う。そして、高圧タービン１４１から排出された蒸気は、逆止弁Ｖ１１が設置された低温再熱蒸気管Ｐ１１を経由して、ボイラ１１０の再熱器１１２に供給され、再熱器１１２において再度加熱される。

【0011】

再熱器１１２で加熱された蒸気は、再熱蒸気止め弁Ｖ１２ａとインターセプト弁Ｖ１２ｂが設置された高温再熱蒸気管Ｐ１２を介して、中圧タービン１４２に作動流体として導入され、中圧タービン１４２において仕事を行う。そして、中圧タービン１４２から排出された蒸気は、クロスオーバ管Ｐ１３を介して、低圧タービン１４３に作動流体として導入され、低圧タービン１４３において仕事を行う。そして、低圧タービン１４３から排出された蒸気は、復水器１５０で凝縮される。

【0012】

復水器１５０で凝縮された水（復水）は、給水ポンプ１５１において昇圧される。給水ポンプ１５１で昇圧された水（給水）は、ボイラ１１０の過熱器１１１に戻される。

【0013】

蒸気タービンプラント１００では、高圧タービン１４１と中圧タービン１４２と低圧タービン１４３との間においてタービンロータが連結されており、蒸気の仕事によってタービンロータが回転する。そして、そのタービンロータの回転によって発電機（図示省略）が駆動し、発電が行われる。

【0014】

なお、蒸気タービンプラント１００では、タービンの運転に係わらずに、ボイラ１１０の系統単独で循環した運転ができるように、高圧タービンバイパス弁ＢＶ１が設置された高圧タービンバイパス管ＢＰ１と、低圧タービンバイパス弁ＢＶ２が設置された低圧タービンバイパス管ＢＰ２とが設けられている。高圧タービンバイパス管ＢＰ１は、主蒸気管Ｐ１０において主蒸気止め弁Ｖ１０ａよりも上流側に位置する部分に一端が接続され、低温再熱蒸気管Ｐ１１において逆止弁Ｖ１１よりも下流側に位置する部分に他端が接続されている。低圧タービンバイパス管ＢＰ２は、高温再熱蒸気管Ｐ１２において再熱蒸気止め弁Ｖ１２ａよりも上流側に位置する部分に一端が接続され、他端が復水器１５０に接続されている。

【0015】

［Ｂ］蒸気タービンプラント１００の構成
図２および図３は、第１実施形態にかかる蒸気タービンプラントにおいて、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図２では、鉛直面（ｙｚ面）の一部断面を示しており、図３では、図２の一部を拡大して示している。図２および図３では、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第１水平方向ｘであり、紙面に直交する方向が第２水平方向ｙである。

【0016】

［Ｂ－１］蒸気タービン２００
蒸気タービン２００は、図２に示すように、タービンケーシング２０１とタービンロータ２０２とを備えている。蒸気タービン２００は、例えば、多段式の軸流タービンであって、複数のタービン段落（図示省略）が第２水平方向ｙに沿った回転軸ＡＸの軸方向に配置されている。蒸気タービン２００は、例えば、図１に示した蒸気タービンプラント１００の高圧タービン１４１に相当する。

【0017】

［Ｂ－１－１］タービンケーシング２０１
蒸気タービン２００において、タービンケーシング２０１は、図２に示すように、外部車室２１０と内部車室２２０とを有する二重構造である。タービンケーシング２０１は、外部車室２１０の内部に内部車室２２０が収容されており、蒸気が蒸気弁３００から外部車室２１０を介して内部車室２２０の内部に作動媒体として流入する。

【0018】

外部車室２１０は、外部車室上半部２１１と外部車室下半部２１２とを含む。外部車室上半部２１１は、外部車室２１０のうち鉛直方向ｚにおいて上側に位置する部分である。外部車室下半部２１２は、外部車室２１０のうち鉛直方向ｚにおいて下側に位置する部分である。外部車室２１０は、外部車室上半部２１１と外部車室下半部２１２とを組み合わせて構成されており、外部車室上半部２１１と外部車室下半部２１２との間は、ボルトＢ２１０を用いて締結されている。

【0019】

内部車室２２０は、内部車室上半部２２１と内部車室下半部２２２とを含む。内部車室上半部２２１は、内部車室２２０のうち鉛直方向ｚにおいて上側に位置する部分である。内部車室下半部２２２は、内部車室２２０のうち鉛直方向ｚにおいて下側に位置する部分である。内部車室２２０は、内部車室上半部２２１と内部車室下半部２２２とを組み合わせて構成されており、内部車室上半部２２１と内部車室下半部２２２との間は、ボルトＢ２２０を用いて締結されている。

【0020】

［Ｂ－１－２］タービンロータ２０２
蒸気タービン２００において、タービンロータ２０２は、円柱状の棒状体であって、図２に示すように、回転軸ＡＸが第２水平方向ｙに延在している。

【0021】

タービンロータ２０２は、内部車室２２０の内部に収容されている。タービンロータ２０２は、内部車室２２０の内部において蒸気が回転軸ＡＸに沿った軸方向に流れ、複数のタービン段落のそれぞれにおいて膨張して仕事を行うことによって、回転するように支持されている。

【0022】

［Ｂ－２］蒸気弁３００
蒸気弁３００は、図２に示すように、蒸気タービン２００に設置されている。蒸気弁３００は、例えば、図１に示した蒸気タービンプラント１００の蒸気加減弁Ｖ１０ｂに相当する。

【0023】

蒸気弁３００は、弁ケーシング３１２の弁室３３１において、弁棒３２０が弁体３２１と共に第１水平方向ｘに沿って移動することによって、開動作および閉動作が行われるように構成されている。

【0024】

蒸気弁３００を構成する各部について順次説明する。

【0025】

［Ｂ－２－１］弁ケーシング３１２
蒸気弁３００において、弁ケーシング３１２は、図２に示すように、弁ケーシング本体部３１２Ａと弁蓋部３１２Ｂとを含む。

【0026】

弁ケーシング本体部３１２Ａは、ボルト３１２１を用いて外部車室上半部２１１に固定されている。また、弁ケーシング本体部３１２Ａの内部には、弁室３３１が形成されている。弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて、弁室３３１は、蒸気が流入する流入口（図示省略）に連通していると共に、その流入口から流入した蒸気が流出する流出口Ｋ３１２ａに連通している。流出口Ｋ３１２ａは、弁ケーシング本体部３１２Ａのうち、第１水平方向ｘにおいて蒸気弁３００が位置する一端側（図では左側）に形成されている。また、弁ケーシング本体部３１２Ａのうち、第１水平方向ｘにおいて蒸気弁３００が位置する一端側とは反対に位置する他端側（図では右側）には、開口Ｋ３１２ｂが形成されている。

【0027】

弁蓋部３１２Ｂは、弁ケーシング本体部３１２Ａのうち、第１水平方向ｘにおいて蒸気弁３００が位置する一端側とは反対に位置する他端側（図では右側）に設置されており、弁ケーシング本体部３１２Ａの開口Ｋ３１２ｂを塞いでいる。弁蓋部３１２Ｂは、ボルト３１２０を用いて弁ケーシング本体部３１２Ａに固定されている。

【0028】

［Ｂ－２－２］弁棒３２０
蒸気弁３００において、弁棒３２０は、たとえば、円柱状の棒状体であって、図２に示すように、中心軸ＢＸが第１水平方向ｘに沿っている。弁棒３２０は、第１水平方向ｘで移動可能なように、弁蓋部３１２Ｂを貫通している。

【0029】

［Ｂ－２－３］弁体３２１
蒸気弁３００において、弁体３２１は、図２に示すように、弁室３３１に収容されている。弁体３２１は、弁室３３１の内部において弁棒３２０の一端（図では左端）に同軸に連結されており、弁棒３２０の中心軸ＢＸに沿った軸方向（第１水平方向ｘ）に移動可能に設置されている。

【0030】

［Ｂ－２－４］弁座３１４
蒸気弁３００において、弁座３１４は、図２に示すように、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）に延在している管状体である。弁座３１４は、弁棒３２０と同軸であって、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａを貫通するように、弁ケーシング本体部３１２Ａに設置されている。

【0031】

また、弁座３１４は、外部車室２１０を貫通している。ここでは、弁座３１４は、外部車室２１０において外部車室上半部２１１に形成された蒸気導入口Ｋ２１１を貫通するように設置されている。

【0032】

弁座３１４は、例えば、弁ケーシング本体部３１２Ａおよび外部車室上半部２１１と同じ金属材料を用いて形成されており、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａの内周面と弁座３１４の外周面との間が密着していると共に、外部車室上半部２１１の蒸気導入口Ｋ２１１の内周面と弁座３１４の外周面との間が、わずかな間隙を持って密着している。

【0033】

弁座３１４は、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）において弁室３３１の側に位置する一端部（図では右側）が弁室３３１に連通している。これに対して、弁座３１４は、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）において内部車室２２０の側に位置する他端部（図では左側）が内部車室２２０の内部に連通している。ここでは、弁座３１４の他端部は、内部車室２２０において内部車室上半部２２１に形成された蒸気導入口Ｋ２２１に取り付けられている。弁座３１４の他端部の外周面と蒸気導入口Ｋ２２１の内周面との間には、シールリングＳ２２１が介在している。

【0034】

図３に示すように、弁座３１４は、締結部材であるネジ４００を用いて、トルク締め等により、弁ケーシング３１２を構成する弁ケーシング本体部３１２Ａに固定されている。本実施形態では、ネジ４００は、弁室３３１の内部において弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定するためのボルト４０１（第１のボルト）である。

【0035】

具体的には、図３に示すように、弁座３１４の外周面のうち、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）において弁室３３１の側に位置する一端（図では右側）には、凸部３１４０が設けられている。は、弁棒３２０の径方向において内側から外側へ突き出るように、弁座３１４の外周面に設けられている。凸部３１４０には、ボルト挿入孔Ｈ３１４０が形成されている。また、弁ケーシング本体部３１２Ａには、ボルト挿入孔Ｈ３１４０を貫通したボルト４０１が取り付けられる雌ネジ部Ｈ３１２が形成されている。

【0036】

図４は、第１実施形態において、弁座３１４の凸部３１４０を示す正面図である。図４では、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第２水平方向ｙであり、紙面に直交する方向が第１水平方向ｘである。

【0037】

図４に示すように、弁座３１４の凸部３１４０において、ボルト挿入孔Ｈ３１４０は、複数であって、複数のボルト挿入孔Ｈ３１４０が、周方向において間を隔てて設けられている。同様に、弁ケーシング本体部３１２Ａの雌ネジ部Ｈ３１２（図３参照）も複数であって、複数の雌ネジ部Ｈ３１２が、周方向において間を隔てて設けられている。ボルト４０１は、図３に示すように、ボルト挿入孔Ｈ３１４０と雌ネジ部Ｈ３１２との組のそれぞれに、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）に沿って挿入されて、締結される。

【0038】

［Ｂ－２－５］油筒５００
図２に示すように、蒸気弁３００は、上記の構成の他に、油筒５００を含む。油筒５００は、弁棒３２０において弁体３２１が位置する一端（図では）に連結されている。弁棒３２０は、油筒５００の動作によって弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）に沿って移動する。これにより、蒸気弁３００は、弁体３２１と弁座３１４との間の距離が変動して開度が調整され、蒸気の流れが制御される。

【0039】

具体的には、油筒５００は、蒸気弁３００を閉める閉方向に弁棒３２０を移動させることによって、弁体３２１と弁座３１４との間が接近する。その結果、蒸気弁において弁体３２１と弁座３１４との間を通過する蒸気の流量が減少する。

【0040】

また、油筒５００は、蒸気弁３００を開ける開方向に弁棒３２０を移動させることによって、弁体３２１と弁座３１４との間が離れる。その結果、蒸気弁において弁体３２１と弁座３１４との間を通過する蒸気の流量が増加する。

【0041】

［Ｃ］蒸気弁３００の設置方法
本実施形態において、蒸気タービン２００に蒸気弁３００を設置する設置方法の一例について、図２および図３を用いて説明する。

【0042】

本実施形態では、まず、弁ケーシング本体部３１２Ａに弁座３１４を設置する。ここでは、弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて弁蓋部３１２Ｂが設置される側から、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａに弁座３１４を挿入する。その後、上述したように、弁ケーシング本体部３１２Ａの内部において、複数のボルト４０１を用いて弁ケーシング本体部３１２Ａに弁座３１４を固定する。

【0043】

つぎに、弁座３１４が設置された弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１に取り付ける。このとき、弁座３１４のうち弁ケーシング本体部３１２Ａから突き出た部分を、外部車室上半部２１１の蒸気導入口Ｋ２１１に挿入すると共に、内部車室上半部２２１においてシールリングＳ２２１が設置された蒸気導入口Ｋ２２１に挿入する。そして、ボルト３１２１を用いて弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１に固定する。

【0044】

つぎに、蒸気弁３００を構成する他の部材（弁棒３２０、弁体３２１、弁蓋部３１２Ｂなど）を設置することで、蒸気弁３００を完成させる。

【0045】

［Ｄ］蒸気タービン２００のメンテナンス方法
本実施形態において、蒸気タービン２００についてメンテナンスを実行するときの手順について、図２および図３を用いて説明する。

【0046】

蒸気タービン２００についてメンテナンスを実行する際には、例えば、まず、弁ケーシング本体部３１２Ａから弁蓋部３１２Ｂと共に弁体３２１が設置された弁棒３２０を取り外す。

【0047】

つぎに、複数のボルト４０１を取り外した後に、弁ケーシング本体部３１２Ａ、外部車室上半部２１１、および、内部車室上半部２２１から弁座３１４を引き抜く。これにより、弁座３１４を蒸気タービン２００から引き抜くことができる。

【0048】

そして、弁座３１４を蒸気タービン２００から取り除いた後に、外部車室上半部２１１を外部車室下半部２１２から取り外し、蒸気タービン２００についてメンテナンスを実行する。

【0049】

なお、上記の他に、ボルト３１２１を取り外した後に、弁座３１４が固定された状態の弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１から取り外すことによって、弁座３１４を蒸気タービン２００から引き抜いてもよい。

【0050】

［Ｅ］まとめ
以上のように、本実施形態の蒸気タービンプラント１００において、蒸気弁３００を構成する弁座３１４は、弁棒３２０の軸方向に延在する管状体であって、一端部が弁ケーシング３１２の弁室３３１に連通し、他端部が内部車室２２０の内部に連通するように、外部車室２１０を貫通して設置されている。ここで、弁座３１４は、ネジ４００を用いて弁ケーシング３１２に固定されている。本実施形態では、ネジ４００は、弁室３３１の内部において弁座３１４を弁ケーシング３１２に固定するためのボルト４０１である。

【0051】

このため、本実施形態では、簡便な構成によって、弁座３１４において異常な振動が生ずることを防止可能である。その結果、本実施形態では、弁座３１４の損傷発生を効果的に抑制可能である。

【0052】

［Ｇ］変形例
なお、上記の実施形態では、外部車室上半部２１１と弁ケーシング本体部３１２Ａとが別体である場合について説明したが、これに限らない。外部車室上半部２１１と弁ケーシング本体部３１２Ａとが一体になるように、鋳造などで製造を行ってもよい。

【0053】

また、上記の実施形態では、外部車室上半部２１１に蒸気弁３００を設置する場合について説明したが、これに限らない。外部車室下半部２１２に蒸気弁３００を設置してもよく、外部車室上半部２１１と外部車室下半部２１２との両者に蒸気弁３００を設置してもよい。更には、蒸気弁３００を蒸気タービン２００の鉛直方向ｚ（縦方向）に設置してもよい。

【0054】

＜第２実施形態＞
［Ａ］構成
図５は、第２実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図５では、図３と同様に、一部を拡大して示している。

【0055】

本実施形態は、図５に示すように、弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定する構成が、第１実施形態の場合（図３参照）と異なる。この点および関連する点を除き、本実施形態は、第１実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項に関しては、適宜、説明を省略する。

【0056】

本実施形態では、図５に示すように、ネジ４００として、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定するためのボルト４０２（第２のボルト）を用いる。

【0057】

また、本実施形態では、弁座３１４は、凹部Ｔ３１４を有する。凹部Ｔ３１４は、弁座３１４の外周面において周方向に延在するように形成されている。ここでは、凹部Ｔ３１４は、弁座３１４の外周面のうち軸方向において中央部分に位置している。

【0058】

そして、本実施形態においては、弁座３１４の外周面から径方向に突き出るように凹部Ｔ３１４にリング板４１０が嵌合されている。ここでは、リング板４１０は、弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて弁室３３１の外部に形成されたリング板収容空間３３２に収容されている。また、リング板４１０は、ボルト孔Ｈ４１０を含む。ボルト孔Ｈ４１０は、弁棒３２０の軸方向においてリング板４１０を貫通しており、ボルト４０２の雄ネジ部が挿入される雌ネジ部が形成されている。

【0059】

図６は、第２実施形態において、リング板４１０の一例を示す正面図である。図６では、縦方向が鉛直方向ｚであり、横方向が第２水平方向ｙであり、紙面に直交する方向が第１水平方向ｘである。

【0060】

図６に示すように、リング板４１０は、リング形状であって、リング板４１０の内径Ｒ４１０は、弁座３１４において凹部Ｔ３１４以外の部分の外径Ｒ３１４ａよりも小さく、かつ、弁座３１４に形成された凹部Ｔ３１４の外径Ｒ３１４ｂよりも大きい。

【0061】

そして、リング板４１０においては、複数のボルト孔Ｈ４１０が周方向に間を隔てて配置されている。

【0062】

また、リング板４１０は、周方向において分割された第１のリング板部４１１と第２のリング板部４１２とを含み、第１のリング板部４１１と第２のリング板部４１２とを組み合わせることで構成される。

【0063】

［Ｂ］蒸気弁３００の設置方法
本実施形態において、蒸気タービン２００に蒸気弁３００を設置する設置方法の一例について、図５および図６を用いて説明する。

【0064】

本実施形態においても、まず、弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて弁蓋部３１２Ｂが設置される側から、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａに弁座３１４を挿入する。

【0065】

その後、上述したように、弁ケーシング本体部３１２Ａの外部において、リング板４１０と複数のボルト４０２を用いて弁ケーシング本体部３１２Ａに弁座３１４を固定する。

【0066】

具体的には、第１のリング板部４１１と第２のリング板部４１２とのそれぞれを弁座３１４の凹部Ｔ３１４に嵌合させて、第１のリング板部４１１と第２のリング板部４１２との間を組み合わせることで、リング板４１０を設ける。そして、ボルト４０２をリング板４１０のボルト孔Ｈ４１０に挿入し、ボルト４０２の締付けをトルク締め等により行う。これにより、ボルト４０２の先端が弁ケーシング本体部３１２Ａに接触し、リング板４１０は、凹部Ｔ３１４のうち軸方向において弁室３３１側とは反対側に押された状態になるため、弁座３１４が弁ケーシング本体部３１２Ａに固定される。

【0067】

そして、第１実施形態の場合と同様に、弁座３１４が設置された弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１に取り付けた後に、蒸気弁３００を構成する他の部材（弁棒３２０、弁体３２１、弁蓋部３１２Ｂなど）を設置することで、蒸気弁３００を完成させる。

【0068】

［Ｃ］まとめ
第１実施形態の場合（図３参照）のように、弁室３３１の内部において弁座３１４を弁ケーシング３１２に固定する場合には、弁室３３１が狭いため、組立や分解の作業が容易でない。また、第１実施形態の場合には、弁室３３１の内部において、弁室３３１内を流れる蒸気に直接晒されることからボルト４０１に酸化スケールが付着しやすいため、劣化が生じやすい。

【0069】

しかし、本実施形態では、第１実施形態の場合（図３参照）と異なり、図５に示すように、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング３１２に固定している。

【0070】

このため、本実施形態では、第１実施形態の場合と同様に、弁座３１４において異常な振動が生ずることを防止可能である他に、第１実施形態の場合よりも組立や分解の作業を容易に実行可能である。また、本実施形態では、第１実施形態の場合と異なり、締結部材であるボルト４０２およびリング板４１０に酸化スケールが付着しにくく、劣化の発生を抑制可能である。

【0071】

［Ｄ］変形例
図７は、第２実施形態の変形例において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図６では、図５と同様に、一部を拡大して示している。

【0072】

図７に示すように、本変形例では、上記実施形態の場合と異なり、弁ケーシング本体部３１２Ａには、リング板４１０のボルト孔Ｈ４１０を貫通したボルト４０２が取り付けられる雌ネジ部Ｈ３１２ｂが形成されている。

【0073】

本変形例において、蒸気タービン２００に蒸気弁３００を設置する際には、ボルト４０２をリング板４１０のボルト孔Ｈ４１０および弁ケーシング本体部３１２Ａの雌ネジ部Ｈ３１２ｂに挿入し、ボルト４０２の締付けをトルク締め等により行う。これにより、リング板４１０は、凹部Ｔ３１４のうち軸方向において弁室３３１側に押された状態に弁ケーシング本体部３１２Ａに固定されることになるため、弁座３１４は弁座３１４の凸部３１４０とリング板４１０によって挟み込まれるようにして弁ケーシング本体部３１２Ａに固定される。

【0074】

その結果、本変形例においても、上記の実施形態と同様な効果を奏することができる。

【0075】

＜第３実施形態＞
［Ａ］構成
図８は、第３実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図８では、図５と同様に、一部を拡大して示している。

【0076】

本実施形態は、図８に示すように、弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定する構成が、第２実施形態の場合（図５参照）と異なる。この点および関連する点を除き、本実施形態は、第２実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項に関しては、適宜、説明を省略する。

【0077】

本実施形態では、図８に示すように、ネジ４００として、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定するためのナット４０３を含む。ナット４０３は、雌ネジ部Ｓ４０３が内周面に形成されている。また、本実施形態では、弁座３１４の外周面に雄ネジ部Ｓ４０４が形成されており、ナット４０３が弁座３１４の雄ネジ部Ｓ４０４に取り付けられることによって、弁座３１４が弁ケーシング本体部３１２Ａに固定されている。

【0078】

雌ネジ部Ｓ４０３および雄ネジ部Ｓ４０４は、例えば、ネジ部の焼き付きを防止するため 台形ネジであって、ネジピッチが１０ｍｍ程度であり、かつ、ネジ山の間においては軸方向に１ｍｍ程度の隙間が介在している。

【0079】

［Ｂ］蒸気弁３００の設置方法
本実施形態において、蒸気タービン２００に蒸気弁３００を設置する設置方法の一例について、図８を用いて説明する。

【0080】

本実施形態においても、まず、弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて弁蓋部３１２Ｂが設置される側から、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａに弁座３１４を挿入する。

【0081】

その後、上述したように、弁ケーシング本体部３１２Ａの外部において、ナット４０３を用いて弁ケーシング本体部３１２Ａに弁座３１４を固定する。

【0082】

具体的には、弁座３１４において弁室３３１側とは反対側からナット４０３を設置した後に、トルク締め等によりナット４０３の締付けを行う。これにより、ナット４０３が弁ケーシング本体部３１２Ａに接触し、ナット４０３が弁室３３１側に押された状態に
弁ケーシング本体部３１２Ａに固定されることになるため、弁座３１４は弁座３１４の凸部３１４０とナット４０３によって挟み込まれるようにして弁ケーシング本体部３１２Ａに固定される。

【0083】

そして、第２実施形態の場合と同様に、弁座３１４が設置された弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１に取り付けた後に、蒸気弁３００を構成する他の部材（弁棒３２０、弁体３２１、弁蓋部３１２Ｂなど）を設置することで、蒸気弁３００を完成させる。

【0084】

［Ｃ］まとめ
本実施形態では、第２実施形態の場合（図５参照）と同様に、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング３１２に固定している。このため、本実施形態では、第２実施形態の場合と同様に、組立や分解の作業を容易に実行可能である。と共に、ナット４０３に酸化スケールが付着しにくく、劣化の発生を抑制可能である。

【0085】

特に、本実施形態では、ナット４０３の雌ネジ部Ｓ４０３および弁座３１４の雄ネジ部Ｓ４０４が台形ネジであるため、酸化スケールが付着した場合であっても、ネジ山に焼き付け現象等が発生しにくい。このため、本実施形態では、ナット４０３を容易に取り外すことができるので、分解作業の効率を低下させることはない。

【0086】

［Ｄ］変形例
図９は、第３実施形態の変形例において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図９では、図８と同様に、一部を拡大して示している。

【0087】

図９に示すように、本変形例では、ナット４０３を固定するための固定ボルト４０３ｂを含む。ここでは、固定ボルト４０３ｂの雄ネジ部が、軸方向においてナット４０３を貫通し、弁ケーシング本体部３１２Ａに形成された雌ネジ部に挿入されている。このため、本変形例では、トルク締め等により取り付けた固定ボルト４０３ｂによって、締結状態のナット４０３が緩むことを防止することができる。なお、図８および図９において、ナット４０３組立時の弁座３１４の供回り（回転）を防止するため、弁座３１４の凸部３１４０と弁ケーシング本体部３１２Ａとの間の接触面に、図示しない廻り止めピンを設置してもよい。

【0088】

＜第４実施形態＞
［Ａ］構成
図１０は、第４実施形態において、蒸気タービン２００と蒸気弁３００との構成を模式的に示す部分断面図である。図１０では、図５と同様に、一部を拡大して示している。

【0089】

本実施形態は、図１０に示すように、弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定する構成が、第２実施形態の場合（図５参照）と異なる。この点および関連する点を除き、本実施形態は、第２実施形態の場合と同様である。このため、重複する事項に関しては、適宜、説明を省略する。

【0090】

本実施形態では、第２実施形態の場合（図５参照）と異なり、弁座３１４の外周面のうち、弁棒３２０の軸方向（第１水平方向ｘ）において弁室３３１の側に位置する一端（図では右側）には、凸部３１４０が設けられていない。

【0091】

本実施形態では、図１０に示すように、ネジ４００として、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング本体部３１２Ａに固定するためのボルト４０２ｄ（第２のボルト）を含む。

【0092】

また、本実施形態では、弁座３１４は、外周面から径方向に突き出るように形成されたフランジ部Ｆ３１４を含む。ここでは、フランジ部Ｆ３１４は、弁座３１４の外周面のうち軸方向において中央部分に位置している。フランジ部Ｆ３１４は、弁座３１４の外周面において周方向に囲うように設けられており、ボルト孔Ｈ３１４を含む。ボルト孔Ｈ３１４は、ボルト４０２ｄの雄ネジ部が軸方向において貫通して挿入されるように構成されている。

【0093】

そして、弁ケーシング本体部３１２Ａには、フランジ部Ｆ３１４のボルト孔Ｈ３１４を貫通したボルト４０２ｄが取り付けられる雌ネジ部Ｈ３１２ｄが形成されている。
図示を省略しているが、フランジ部Ｆ３１４のボルト孔Ｈ３１４および弁ケーシング本体部３１２Ａの雌ネジ部Ｈ３１２ｄの組は、複数であって、周方向において間を隔てて配置されている。

【0094】

［Ｂ］蒸気弁３００の設置方法
本実施形態において、蒸気タービン２００に蒸気弁３００を設置する設置方法の一例について、図１０を用いて説明する。

【0095】

本実施形態においては、まず、第２実施形態の場合と異なり、弁ケーシング本体部３１２Ａにおいて弁蓋部３１２Ｂが設置される側とは反対側から、弁ケーシング本体部３１２Ａの流出口Ｋ３１２ａに弁座３１４を挿入する。

【0096】

その後、上述したように、弁ケーシング本体部３１２Ａの外部において、ボルト４０２ｄを用いて弁ケーシング本体部３１２Ａに弁座３１４を固定する。

【0097】

具体的には、ボルト４０２ｄをフランジ部Ｆ３１４のボルト孔Ｈ３１４および弁ケーシング本体部３１２Ａの雌ネジ部Ｈ３１２ｄに挿入し、トルク締め等によりボルト４０２ｄの締付けを行う。これにより、フランジ部Ｆ３１４が弁室３３１側に押された状態になるため、弁座３１４が弁ケーシング本体部３１２Ａに固定される。

【0098】

そして、第２実施形態の場合と同様に、弁座３１４が設置された弁ケーシング本体部３１２Ａを外部車室上半部２１１に取り付けた後に、蒸気弁３００を構成する他の部材（弁棒３２０、弁体３２１、弁蓋部３１２Ｂなど）を設置することで、蒸気弁３００を完成させる。

【0099】

［Ｃ］まとめ
本実施形態では、第２実施形態の場合（図５参照）と同様に、弁室３３１の外部において弁座３１４を弁ケーシング３１２に固定している。このため、本実施形態では、第２実施形態の場合と同様に、組立や分解の作業を容易に実行可能である。と共に、ボルト４０２ｄに酸化スケールが付着しにくく、劣化の発生を抑制可能である。

【0100】

＜その他＞
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】

【0101】

１００：蒸気タービンプラント、１１０：ボイラ、１１１：過熱器、１１２：再熱器、１４１：高圧タービン、１４２：中圧タービン、１４３：低圧タービン、１５０：復水器、１５１：給水ポンプ、２００：蒸気タービン、２０１：タービンケーシング、２０２：タービンロータ、２１０：外部車室、２１１：外部車室上半部、２１２：外部車室下半部、
２２０：内部車室、２２１：内部車室上半部、２２２：内部車室下半部、３００：蒸気弁、３１２：弁ケーシング、３１２Ａ：弁ケーシング本体部、３１２Ｂ：弁蓋部、３１４：弁座、３２０：弁棒、３２１：弁体、３３１：弁室、３３２：リング板収容空間、４００：ネジ、４０１：ボルト、４０２：ボルト、４０２ｄ：ボルト、４０３：ナット、４０３ｂ：固定ボルト、４１０：リング板、４１１：第１のリング板部、４１２：第２のリング板部、ＡＸ：回転軸、Ｂ２１０：ボルト、Ｂ２２０：ボルト、ＢＰ１：高圧タービンバイパス管、ＢＰ２：低圧タービンバイパス管、ＢＶ１：高圧タービンバイパス弁、ＢＶ２：低圧タービンバイパス弁、ＢＸ：中心軸、Ｆ３１４：フランジ部、Ｈ３１２：雌ネジ部、Ｈ３１２ｂ：雌ネジ部、Ｈ３１２ｄ：雌ネジ部、Ｈ３１４：ボルト孔、Ｈ３１４０：ボルト挿入孔、Ｈ４１０：ボルト孔、Ｋ２１１：蒸気導入口、Ｋ２２１：蒸気導入口、Ｋ３１２ａ：流出口、Ｋ３１２ｂ：開口、Ｐ１０：主蒸気管、Ｐ１１：低温再熱蒸気管、Ｐ１２：高温再熱蒸気管、Ｐ１３：クロスオーバ管、Ｓ２２１：シールリング、Ｓ４０３：雌ネジ部、Ｓ４０４：雄ネジ部、Ｔ３１４：凹部、Ｖ１０ａ：主蒸気止め弁、Ｖ１０ｂ：蒸気加減弁、Ｖ１１：逆止弁、Ｖ１２ａ：再熱蒸気止め弁、Ｖ１２ｂ：インターセプト弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】