特開 2025-43408 蒸気弁、蒸気タービン、及び火力発電システム

(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】P2025043408

(43)【公開日】2025-04-01

(54)【発明の名称】蒸気弁、蒸気タービン、及び火力発電システム

(51)【国際特許分類】

   F01D 17/10 20060101AFI20250325BHJP

   F16K 1/32 20060101ALN20250325BHJP

【ＦＩ】

F01D17/10 H

F01D17/10 B

F01D17/10 C

F16K1/32 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023150642

(22)【出願日】2023-09-19

(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】100200148

【弁理士】

【氏名又は名称】今野 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100234305

【弁理士】

【氏名又は名称】合瀬 恵

(72)【発明者】

【氏名】堀井 俊一

【テーマコード（参考）】

3G071

3H052

【Ｆターム（参考）】

3G071AB01

3G071BA22

3G071CA01

3G071DA02

3G071DA05

3H052AA01

3H052CD09

3H052EA05

(57)【要約】

【課題】油筒内部にドレンが流れ込まない蒸気弁を提供することである。
【解決手段】上記課題を達成するために、本実施形態の蒸気弁は、弁体が一端に連結された弁棒の、前記一端とは異なる側の端部に接続されるコネクタと、前記コネクタよりも前記弁棒の軸方向を中心とする径方向外側に設けられるドレンパンであって、前記コネクタの外側面と対向する隔壁を具備するドレンパンと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁体が一端に連結された弁棒の、前記一端とは異なる側の端部に接続されるコネクタと、
前記コネクタよりも前記弁棒の軸方向を中心とする径方向外側に設けられるドレンパンであって、前記コネクタの外側面と対向する隔壁を具備するドレンパンと、
を備えたことを特徴とする蒸気弁。

【請求項2】

前記コネクタは、
前記弁棒の前記異なる側の端部と接続する凹部を含む第一部位と、
前記第一部位のうち、前記軸方向の下側に設けられると共に、前記径方向の外径について、前記第一部位よりも小さい外径で構成される第二部位と、
を含み、
前記隔壁は、前記第二部位の外側面と対向するように設けられることを特徴とする請求項１記載の蒸気弁。

【請求項3】

前記第一部位と前記第二部位との境界のうち、前記第二部位と接続されていない前記第一部位の端部に設けられるドレン切りをさらに備えたことを特徴とする請求項２記載の蒸気弁。

【請求項4】

前記ドレン切りは、
前記径方向外側の先端において、水切り加工された先端部分と、
前記先端部分よりも径方向内側において、上側に加工された加工面と、
を含むことを特徴とする請求項３記載の蒸気弁。

【請求項5】

前記隔壁は、前記第一部位の外側面より前記径方向内側となる形状で設けられることを特徴とする請求項２または請求項３記載の蒸気弁。

【請求項6】

前記隔壁は、前記先端部分より前記径方向内側となる形状で設けられることを特徴とする請求項４記載の蒸気弁。

【請求項7】

請求項１記載の蒸気弁を備えたことを特徴とする蒸気タービン。

【請求項8】

請求項７記載の蒸気タービンを備えたことを特徴とする火力発電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、蒸気弁、蒸気タービン、及び火力発電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電システムに用いられる蒸気タービンの回転数や出力の制御は、蒸気タービンに供給される蒸気の流量を調整する種々の蒸気弁の開度を、蒸気弁駆動装置で制御することで実現される。蒸気弁は、例えば、ボイラから高圧タービンに蒸気を供給する主蒸気系統には主蒸気止め弁と蒸気加減弁が設けられ、蒸気タービンに流入する蒸気の流量や流速を調整する。種々の蒸気弁の多くは、弁ケーシングと、弁座と、弁棒と、弁体と、油筒と、駆動ピストンと、駆動機構とを備える。蒸気弁駆動装置による制御信号を駆動機構が受信すると、駆動機構を介して油筒内部の駆動ピストンが可動し、駆動ピストンと連動して弁棒も可動する。弁棒の他端には弁体が設けられており、弁棒が可動することで弁体と弁座との距離が変化し、弁ケーシング内部の流路が開閉される。弁体と弁座とが離れた開状態の場合には、蒸気系統から導かれた蒸気が弁ケーシング内部を通過し、蒸気タービンへ供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2022－144193号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、蒸気が弁ケーシング内部を通過する際に、弁ケーシングと弁棒の隙間から弁ケーシング外部に蒸気が漏れる可能性がある。火力発電システムの運転起動時等、弁ケーシング外部の温度が弁ケーシング内部の温度より低い場合には、弁ケーシング外部に漏出した蒸気の一部が凝結してドレン化してしまうことがある。この場合に、蒸気弁の中でも、弁体よりも下側に弁棒や油筒が設けられる下駆動型の蒸気弁においては、ドレンが弁棒の側面をつたって油筒内部に流れ込むと、油筒内部に腐食が生じてしまうという問題があった。

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、油筒内部にドレンが流れ込まない蒸気弁を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を達成するために、本実施形態の蒸気弁は、弁体が一端に連結された弁棒の、前記一端とは異なる側の端部に接続されるコネクタと、前記コネクタよりも前記弁棒の軸方向を中心とする径方向外側に設けられるドレンパンであって、前記コネクタの外側面と対向する隔壁を具備するドレンパンと、を備えたことを特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本実施形態における火力発電システム１の一例を示す概略構成図。

【図2】（ａ）は、蒸気弁１００の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Ｐにおけるカップリング機構１０５の断面図。

【図3】（ａ）は、蒸気弁２００の一例を示す概略図であり、（ｂ）は、（ａ）の領域Qにおけるカップリング機構２０５の断面図であり、（ｃ）は、（ｂ）の領域Ｒにおけるカップリング機構２０５の拡大図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施形態に係る蒸気弁について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明の実施形態を例示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。また、以降では本発明の実施形態と従来との差異をより明確にするため、はじめに比較例として従来の蒸気弁を説明し、その後、本実施形態の蒸気弁を説明する。この際に、同一部分又は同様の機能を有する部分には同一の符号又は類似の符号を付し、その説明を省略する場合がある。また、図の寸法比率が実際の比率とは異なる場合や、構成の一部が図から省略される場合がある。

【0009】

まず、図１を用いて、本実施形態の火力発電システムについて説明する。図１は、本実施形態における火力発電システム１の一例を示す概略構成図である。図１の火力発電システム１は、ボイラ２と、主蒸気管３と、主蒸気止め弁４と、蒸気加減弁５と、高圧タービン６と、低温再熱管７と、逆止弁８と、高温再熱管９と、再蒸気止め弁１０と、インターセプト弁１１と、を備える。また、火力発電システム１は、中圧タービン１２と、クロスオーバ管１３と、低圧タービン１４と、復水器１５と、復水管１６と、給水ポンプ１７と、高圧タービンバイパス管１８と、高圧タービンバイパス弁１９と、低圧タービンバイパス管２０と、低圧タービンバイパス弁２１と、を備える。 ボイラ２は復水を加熱し、復水から蒸気を発生させる。主蒸気管３は、ボイラ２で発生させた蒸気を高圧タービン６に導く配管である。主蒸気管３には、主蒸気止め弁４及び蒸気加減弁５が設けられ、主蒸気管３から高圧タービン６へ供給される蒸気の流量を調整する。

【0010】

高圧タービン６は、回転軸に連結された動翼（図示省略）により、蒸気が通過する際に蒸気から受ける仕事を回転エネルギに変換し、回転軸を介してその回転エネルギを発電機（図示省略）に伝える。本実施形態においては、高圧タービン６の他、後述する中圧タービン１２、低圧タービン１４と発電機（図示省略）とが回転軸を介して、回転軸の軸方向に連結されている。すなわち、高圧タービン６、中圧タービン１２、および低圧タービン１４のそれぞれで生じる回転エネルギが回転軸を介して発電機（図示省略）に伝わる。低温再熱管７は、高圧タービン６で仕事をした後の蒸気をボイラ２の再熱器に導く配管である。低温再熱管７には、蒸気が逆流することを防ぐための逆止弁８が設けられる。高温再熱管９は、ボイラ２の再熱器で再加熱された蒸気（再熱蒸気）を中圧タービン１２に導く配管である。高温再熱管９には、再蒸気止め弁１０及びインターセプト弁１１が設けられる。

【0011】

中圧タービン１２は、高圧タービン６と同様、回転軸に連結された動翼（図示省略）により、蒸気が通過する際に蒸気から得た回転エネルギを、回転軸を介して発電機（図示省略）に伝える。クロスオーバ管１３は、中圧タービン１２で仕事をした後の蒸気を低圧タービン１４に導く配管である。

【0012】

低圧タービン１４は、高圧タービン６および中圧タービン１２と同様、回転軸に連結された動翼（図示省略）により、蒸気が通過する際に蒸気から得たエネルギを、回転軸を介して発電機（図示省略）に伝える。復水器１５は、低圧タービン１４の下流側に設けられ、低圧タービン１４で仕事をした後の蒸気を凝縮して復水に戻す。復水管１６は、復水器１５とボイラ２とを繋ぐ配管であり、復水をボイラ２に導く。復水管１６には、給水ポンプ１７が設けられ、給水ポンプ１７で昇圧された後の復水はボイラ２へ導かれる。

【0013】

高圧タービンバイパス管１８は、主蒸気止め弁４上流側の主蒸気管３と逆止弁８下流側の低温再熱管７とを繋ぐ配管である。ここでいう上流側/下流側とは、蒸気の流れ方向に対する上流側/下流側を指す。高圧タービンバイパス管１８には、高圧タービンバイパス弁１９が設けられる。通常運転時には高圧タービンバイパス弁１９が閉じているが、火力発電システム１の起動・停止・緊急停止時においては、高圧タービンバイパス弁１９を開いて、ボイラ２からの蒸気を主蒸気管３から低温再熱管７に導く。

【0014】

低圧タービンバイパス管２０は、再蒸気止め弁１０上流側の高温再熱管９と復水器１５とを繋ぐ配管である。低圧タービンバイパス管２０には、低圧タービンバイパス弁２１が設けられる。通常運転時には低圧タービンバイパス弁２１が閉じているが、火力発電システム１の起動・停止・緊急停止時においては、低圧タービンバイパス弁２１を開いて、ボイラ２の再熱器からの蒸気を高温再熱管９から復水器１５に導く。

【0015】

火力発電システム１の通常運転時の場合には、ボイラ２で復水を加熱して発生させた蒸気は、主蒸気管３を通り、主蒸気止め弁４と蒸気加減弁５を介して高圧タービン６に導かれ、高圧タービン６で動翼（図示省略）を回転させる。高圧タービン６で仕事をした後の蒸気は、低温再熱管７を通り、逆止弁８を介してボイラ２の再熱器に導かれ、再熱器で再加熱される。再加熱された蒸気（再熱蒸気）は、高温再熱管９を通り、再蒸気止め弁１０とインターセプト弁１１を介して中圧タービン１２に導かれ、中圧タービン１２で動翼（図示省略）を回転させる。中圧タービン１２で仕事をした後の蒸気は、クロスオーバ管１３を通り低圧タービン１４に導かれ、低圧タービン１４で動翼（図示省略）を回転させる。低圧タービン１４で仕事をした後の蒸気は、復水器１５で凝縮され復水に戻される。復水は、給水ポンプ１７で昇圧された後に復水管１６を通りボイラ２に導かれる。ボイラ２に導かれた復水は、ボイラ２で加熱され、再び高圧タービン６へ導かれる。

【0016】

一方、火力発電システム１の起動、停止、緊急停止時等の場合には、高圧タービンバイパス弁１９、低圧タービンバイパス弁２１を開く。すると、ボイラ２で復水を加熱して発生させた蒸気は、主蒸気管３から高圧タービンバイパス管１８を通って低温再熱管７、ボイラ２の再熱器、高温再熱管９、低圧タービンバイパス管２０を順次経て、復水器１５に導かれる。復水器１５に導かれた蒸気は、復水器１５凝縮され復水に戻される。この復水は、給水ポンプ１７で昇圧された後に、復水管１６を通って再びボイラ２に導かれる。

【0017】

次に、本実施形態の蒸気弁と従来の蒸気弁との構成の違いをより明確にするため、従来の蒸気弁の構成を比較例として説明した後に、本実施形態に係る蒸気弁の構成を説明する。

【0018】

（比較例）
図２を用いて、従来の蒸気弁１００について説明する。図２（ａ）は、蒸気弁１００の一例を示す概略図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域Ｐにおけるカップリング機構１０５の断面図である。ここでいう蒸気弁１００とは、上述した火力発電システム１の各種配管に設けられる主蒸気止め弁４、蒸気加減弁５、再蒸気止め弁１０等のうち、下駆動型のものを指す。また、ここでいう下駆動型とは、後述する弁体１０４が油筒１０６よりも重力方向の上側（以降の説明では、単に上側という）に位置する蒸気弁を指す。

【0019】

まず、図２（ａ）を用いて、蒸気弁１００の一例を示す概略図について説明する。図2（ａ）の蒸気弁１００は、弁ケーシング１０１と、弁座１０２と、弁棒１０３と、弁体１０４と、カップリング機構１０５と、油筒１０６と、駆動機構１０７と、を備える。

【0020】

弁ケーシング１０１は、蒸気流路を区画するとともに、弁棒１０２の一部と弁体１０３を収容する。弁ケーシング１０１は、蒸気入口１０１ａと、蒸気出口１０１ｂと、を有する。蒸気入口１０１ａは、配管（主蒸気管３又は高温再熱管９）を介してボイラ２と接続されており、蒸気出口１０１ｂは、配管（主蒸気管３又は高温再熱管９）を介して蒸気タービン（高圧タービン６、中圧タービン１２、又は低圧タービン１４）に接続されている。

【0021】

弁座１０２は、弁ケーシング１０１内部の蒸気流路の途中で弁ケーシング１０１内壁に設けられる。具体的には、弁座１０２は、蒸気弁１００が閉じている場合に弁体１０４と当接するように、弁ケーシング１０１の内壁に設けられる。ここでいう当接とは、弁座１０２と弁体１０４とが接触する箇所から蒸気が漏れ出ない程度に弁座１０２が弁体１０４と接する状態を指す。

【0022】

弁棒１０３は、弁ケーシング１０１に収容される蒸気弁１００の弁軸である。弁棒１０３の一端（上側の端）は弁体１０４に、他端（下側の端）は後述するカップリング機構１０５のコネクタ１０８にそれぞれ接続される。

【0023】

弁体１０４は、弁ケーシング１０１内部の蒸気流路に位置する弁棒１０３の一端に設けられ、弁ケーシング１０１に収容される。弁体１０４は、弁棒１０３の摺動と連動して弁棒１０３の軸方向を動く。具体的には、蒸気弁１００が閉じている場合には弁体１０４と弁座１０２とが当接し、この状態から弁棒１０３を上方向に摺動させると、弁棒１０３と連動して弁体１０４が弁座１０２から離れて蒸気弁１００が開く。ここでいう蒸気弁１００が閉じている場合（閉状態）と開いている状態（開状態）とを実現するために、弁棒１０３と弁体１０４とが弁棒１０３の軸方向で連動する。

【0024】

カップリング機構１０５は、弁棒１０２と油筒１０６との間に設けられる機構である。カップリング機構１０５の詳細は後述する。

【0025】

油筒１０６は、弁ケーシング１０１の重力方向の下側（以降の説明では、単に下側という）に設けられる。油筒１０６は、その内部に駆動ピストン（図示省略）を備える。油筒１０６では、油圧等により駆動ピストン（図示省略）が駆動すると、その駆動力がカップリング機構１０５を介して弁棒１０２に伝わり、弁棒１０２を摺動させる。

【0026】

駆動機構１０７は、油筒１０６に接続される。駆動機構１０７は、蒸気弁駆動装置（図示省略）による制御信号を受信すると、油筒１０６内部の駆動ピストン（図示省略）を駆動させる。例えば、駆動機構１０７は、電磁弁を用いた駆動機構である。

【0027】

蒸気弁駆動装置（図示省略）による制御信号を駆動機構１０７が受信すると、駆動機構を介して油筒１０６内部の駆動ピストン（図示省略）が駆動し、カップリング機構１０５を介して駆動ピストン（図示省略）と連動して弁棒１０３が摺動する。弁棒１０３と連動して弁体１０４が弁棒１０３の軸方向を摺動することで、弁座１０２と弁体１０４との距離が変化し、弁ケーシング１０１内部の蒸気流路が開閉される。開状態の場合には、蒸気入口１０１ａから蒸気出口１０１ｂに蒸気が流れ、この蒸気が蒸気タービン（高圧タービン６、中圧タービン１２、又は低圧タービン１４）へ供給される。一方で、閉状態の場合には、弁体１０４が弁座１０２と当接し、蒸気入口１０１ａと蒸気出口１０１ｂとの間を塞いでいるため、蒸気入口１０１ａから蒸気出口１０１ｂには蒸気が流れない。

【0028】

次に、図２（ｂ）を用いて、従来の蒸気弁１００のカップリング機構１０５について説明する。図２（ｂ）のカップリング機構１０５は、コネクタ１０８と、ドレンパン１０９と、カップリング１１０と、ピストンロッド１１１と、ヨーク１１２と、を備える。

【0029】

コネクタ１０８は、弁棒１０３と接続する側（上側）の一端に凹部１０８ａを、他端（下側）の外側面に凹部１０８ｂを有する。つまり、コネクタ１０８は、凹部１０８ａを上側、凹部１０８ｂを下側として、凹部１０８ａで弁棒１０３に接続されると共に、凹部１０８ｂでカップリング１１０と嵌合する。これにより、コネクタ１０８が、弁棒１０３とカップリング１１０とを連結させる。

【0030】

ドレンパン１０９は、受け皿１０９ａと、第一のドレン孔１０９ｂと、からなる。受け皿１０９ａは、弁棒１０３の軸方向を中心とするコネクタ１０８の径方向外側（以降の説明では、単に径方向外側という）かつカップリング１１０の上側に設けられ、ボルト１１３を介してカップリング１１０に固定される。第一のドレン孔１０９ｂは、受け皿１０９ａのうち径方向外側、具体的には、受け皿１０９ａのうちカップリング１１０と接続される箇所よりも径方向外側に設けられる。さらに、第一のドレン孔１０９ｂは、受け皿１０９ａのうち径方向外側から下側を長手方向に延びた形状、かつ、下端が後述するドレン溝１１２ｃの上側に位置するよう設けられ、受け皿１０９ａが受けたドレンを下側に向けて通過させる。弁ケーシング１０１と弁棒１０３の隙間から弁ケーシング１０１外部に漏出した蒸気が凝結してドレン化した場合に、ドレンパン１０９は、受け皿１０９ａで弁棒１０３及びコネクタ１０８をつたって落下したドレンを受け、そのドレンを第一のドレン孔１０９ｂから排出する。

【0031】

カップリング１１０は、ピストンロッド１１１の上側に設けられ、ボルト１１３を介してピストンロッド１１１に固定される。すなわち、ボルト１１３は、上側から順に、ドレンパン１０９の受け皿１０９ａ、カップリング１１０，およびピストンロッド１１１を固定する。また、カップリング１１０は、C字形状のカップリング部材から成る二つ割れ構造で形成され、コネクタ１０８の凹部１０８ｂと嵌合する。

【0032】

ピストンロッド１１１は、油筒１０６の上側に、油筒１０６内部の駆動ピストン（図示省略）と連結するように設けられる。ピストンロッド１１１は、油筒１０６内部の駆動ピストン（図示省略）の駆動と連動し、カップリング１１０及びコネクタ１０８を介して弁棒１０３を摺動させる。

【0033】

ヨーク１１２は、弁ケーシング１０１と油筒１０６とを連結すると共に、カップリング機構１０５を囲うように設けられる。ヨーク１１２は、接続片１１２ａと、側壁１１２ｂと、を備える。接続片１１２ａは、ピストンロッド１１１よりも径方向外側かつ油筒１０６の上側に設けられる。また、接続片１１２ａは、第一のドレン孔１０９ｂの下側に位置して、第一のドレン孔１０９ｂから落下するドレンを受けるドレン溝１１２ｃと、ドレン溝１１２ｃから径方向外側に延びた第二のドレン孔１１２ｄと、を有する。側壁１１２ｂは、ドレンパン１０９よりも径方向外側かつ接続片１１２ａの上側に設けられ、弁ケーシング１０１と油筒１０６とを連結させる。ヨーク１１２では、第一のドレン孔１０９ｂからドレン溝１１２ｃに落下したドレンを第二のドレン孔１１２ｄから外部に排出する。

【0034】

蒸気弁駆動装置（図示省略）による制御信号を駆動機構１０７が受信すると、駆動機構を介して油筒１０６内部の駆動ピストン（図示省略）が駆動する。すると、ピストンロッド１１１が、駆動ピストン（図示省略）の駆動に連動し、カップリング１１０及びコネクタ１０８を介して弁棒１０３を摺動させる。これにより、弁体１０４が弁棒１０３と連動して軸方向を動くことで、弁ケーシング１０１内部の蒸気流路が開閉される。

【0035】

ここで、比較例の課題をより明確にするために、弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンの流れを説明する。まず、図２（ｂ）における流れＡを説明する。弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンは、弁棒１０２及びコネクタ１０８の外側面をつたってカップリング１１０の上面に落下する。カップリング１１０の上面に落下したドレンは、カップリング１１０の二つ割れ構造の隙間を通ってカップリング１１０の内側に流れ込み、ピストンロッド１１１の上面に落下する。ピストンロッド１１１の上面に落下したドレンは、カップリング１１０の二つ割れ構造の隙間を径方向外側に向けて流れ、ピストンロッド１１１の外側面をつたって油筒１０６内部に落下する。油筒１０６内部に落下したドレンが滞留すると、油筒１０６内部に腐食が生じてしまう。

【0036】

次に、図２（ｂ）における流れＢを説明する。弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンは、ドレンパン１０９の受け皿１０９ａに落下する。ドレンパン１０９の受け皿１０９ａに落下したドレンは、第一のドレン孔１０９ｂを通ってドレン溝１１２ｃに落下する。ドレン溝１１２ｃに落下したドレンは、第二のドレン孔１１２ｄから外部に排出される。このため、油筒１０６内部に腐食が生じにくい。

【0037】

以上で説明したように、比較例のカップリング機構１０５では、図２（ｂ）における流れAのようにドレンが流れる限り、油筒１０６内部に腐食が生じてしまう。

【0038】

（本実施形態に係る蒸気弁の構成）
図３を用いて、本実施形態に係る蒸気弁２００のカップリング機構２０５について説明する。図３（ａ）は、蒸気弁２００の一例を示す概略図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の領域Qにおけるカップリング機構２０５の断面図であり、図３（ｃ）は、図３（ｂ）の領域Ｒにおけるカップリング機構２０５の拡大図である。なお、以降では比較例と異なる箇所を中心に説明し、それ以外の箇所については、比較例と同様であるとして同じ図番を付し、その説明を省略する。

【0039】

図３（ｂ）のカップリング機構２０５は、コネクタ２０８と、ドレンパン２０９と、カップリング１１０と、ピストンロッド１１１と、ヨーク１１２と、を備える。

【0040】

図３（ｃ）に示すように、コネクタ２０８は、第一部位２０８ａと、第二部位２０８ｂと、第三部位２０８ｃと、を備える。第一部位２０８、第二部位２０８ｂ、および第三部位２０８は、いずれも弁棒１０３の軸方向が中心軸となるように設けられることが好ましい。

【0041】

第一部位２０８ａは、コネクタ２０８の上側を構成する部位であり、弁棒１０３との接続箇所である凹部１０８ａが設けられる。また、第一部位２０８ａの下側の端には、後述するドレン切り２０８ｄが設けられる。

【0042】

第二部位２０８ｂは、第一部位２０８ａの下側に位置する部位であり、第一部位２０８ａの径方向の外径よりも小さい外径で形成される。

【0043】

第三部位２０８ｃは、第二部位２０８ｂの下側に位置する部位であり、カップリング１１０との嵌合箇所である凹部１０８ｂが設けられる。

【0044】

ドレン切り２０８ｄは、第一部位２０８ａの下側の端に設けられる。具体的には、第一部位２０８ａと第二部位２０８ｂとの境界のうち、第二部位２０８ｂと接続されていない第一部位２０８ａの端部に、ドレン切り２０８ｄが設けられる。例えば、ドレン切り２０８ｄは中心軸に対して垂直、中心軸に向けて上側へ先細るなどの形状として設けられる。ドレン切り２０８ｄのうち径方向外側の先端においては、第一部位２０８ａの側面をつたってきたドレンが水切りされるように先端部分２０８ｅが設けられる。例えば、先端部分２０８ｅは直角、鋭角などの角度を有する角部（本実施形態における、水切り加工された形状）として設けられる。また、ドレン切り２０８ｄのうち、水切り加工された先端部分２０８ｅよりも径方向内側の部分においては、先端部分２０８ｅで水切りされなかったドレンが、ドレン切り２０８ｄの径方向外側から内側に侵入することを防げるように加工面２０８ｆが設けられる。例えば、加工面２０８ｆは上側に湾曲、凹型などの形状として設けられる（本実施形態における、上側に加工された形状）。

【0045】

ドレンパン２０９は、受け皿１０９ａと、第一のドレン孔１０９ｂと、隔壁２０９ａを含む。受け皿１０９ａは、コネクタ２０８の第二部位２０８ｂの径方向外側かつカップリング１１０の上側に設けられ、ボルト１１３を介してカップリング１１０に固定される。第一のドレン孔１０９ｂは、受け皿１０９ａのうち径方向外側、具体的には、受け皿１０９ａのうちカップリング１１０と接続される箇所よりも径方向外側に設けられる。さらに、第一のドレン孔１０９ｂは、受け皿１０９ａのうち径方向外側から下側を長手方向に延びた形状、かつ、下端が後述するドレン溝１１２ｃの上側に位置するよう設けられ、受け皿１０９ａが受けたドレンを下側に向けて通過させる。隔壁２０９ａは、第二部位２０８ｂの外側面と対向する位置で、受け皿１０９ａの径方向内側に連結される。ここでいう第二部位２０８ｂの外側面と対向する位置とは、コネクタ２０８の第二部位２０８ｂと隔壁２０９ａとの隙間上部にドレンが落下しても、表面張力作用によるシール機能を発揮し、この隙間にドレンが流れ込むことが少ない程度に離間した位置を指す。また、隔壁２０９ａは、ドレン切り２０８ｄの先端部分２０８ｅより径方向内側となる形状で設けられる。ここでいう先端部分２０８ｅより径方向内側となる形状とは、先端部分２０８ｅで水切りされたドレンが隔壁２０９ａ上部に落下しない程度に径方向内側となる形状を指す。例えば、隔壁２０９ａは、受け皿１０９ａから上側を長手方向として延びた壁面を構成する。

【0046】

ここで、本実施形態における、弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンの流れを説明する。まず、図３（ｂ）における流れCについて説明する。

【0047】

弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンは、弁棒１０３及びコネクタ２０８の外側面をつたってドレン切り２０８ｄに到達する。ドレン切り２０８ｄに到達したドレンは、ドレン切り２０８ｄにより水切りされ、ドレンパン２０９の受け皿１０９ａに落下する。ドレンパン２０９の受け皿１０９ａに落下したドレンは、第一のドレン孔１０９ｂを通ってドレン溝１１２ｃに落下する。ドレン溝１１２ｃに落下したドレンは、ドレン溝１１２ｃから第二のドレン孔１１２ｄを通って外部に排出される。このため、カップリング１１０内側及び油筒１０６内部にドレンが滞留することはなく、油筒１０６内部に腐食が生じることを抑制できる。

【0048】

次に、図３（ｂ）における流れＢについて説明する。弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンは、ドレンパン２０９の受け皿１０９ａに直接落下する。ドレンパン２０９の受け皿１０９ａに落下したドレンは流れCと合流し、第一のドレン孔１０９ｂを通ってドレン溝１１２ｃに落下し、ドレン溝１１２ｃから第二のドレン孔１１２ｄを通って外部に排出される。このため、カップリング１１０内側及び油筒１０６内部にドレンが滞留することはなく、油筒１０６内部に腐食が生じることを抑制できる。

【0049】

以上、本実施形態における蒸気弁２００によれば、弁ケーシング１０１と弁棒１０３との隙間から漏出したドレンが落下してきたとしても、コネクタ２０８の第二部位２０８ｂの外側面と対向する位置に隔壁２０９ａが設けられることから、隔壁２０９ａ上部には落下せずにドレンパン２０９の受け皿１０９ａに落下する。すなわち、ドレンが隔壁２０９ａを超えてコネクタ２０８と隔壁２０９ａとの隙間に侵入することを抑制できる。また、たとえドレンがコネクタ２０８と隔壁２０９ａとの隙間上部に落下したとしても、その隙間は僅かなものであって、表面張力作用によるシール機能を発揮することから、ドレンがその隙間に侵入することをさらに抑制することもできる。結果として、油筒１０６内部に腐食が生じることを防ぐことができる。

【0050】

なお、本実施形態の蒸気弁２００では、ドレン切り２０８ｄを有するコネクタ２０８と、隔壁２０９ａを有するドレンパン２０９と、を備える場合を例示して説明しているが、蒸気弁２００は少なくとも油筒１０６内部にドレンが流れ込まない構造を備えていれば良い。例えば、ドレン切り２０８ｄと同様な機能を備えた構成として、ドレン切り２０８ｄの代わりに、コップ形状又は円板形状のカバーを既設のコネクタ１０８に取り付けても良い。

【0051】

以上、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す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。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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】

【0052】

１…火力発電システム、２…ボイラ、３…主蒸気管、４…主蒸気止め弁、５…蒸気加減弁、６…高圧タービン、７…低温再熱管、８…逆止弁、９…高温再熱管、１０…再蒸気止め弁、１１…インターセプト弁、１２…中圧タービン、１３…クロスオーバ管、１４…低圧タービン、１５…復水器、１６…復水管、１７…給水ポンプ、１８…高圧タービンバイパス管、１９…高圧タービンバイパス弁、２０…低圧タービンバイパス管、２１…低圧タービンバイパス弁、１００…蒸気弁、１０１…弁ケーシング、１０１ａ…蒸気入口、１０１ｂ…蒸気出口、１０２…弁座、１０３…弁棒、１０４…弁体、１０５…カップリング機構、１０６…油筒、１０７…駆動機構、１０８…コネクタ、１０８ａ…凹部、１０８ｂ…凹部、１０９…ドレンパン、１０９ａ…受け皿、１０９ｂ…第一のドレン孔、１１０…カップリング、１１１…ピストンロッド、１１２…ヨーク、１１２ａ…接続片、１１２ｂ…側壁、１１２ｃ…ドレン溝、１１２ｄ…第二のドレン孔、１１３…ボルト、２００…蒸気弁、２０５…カップリング機構、２０８…コネクタ、２０８ａ…第一部位、２０８ｂ…第二部位、２０８ｃ…第三部位、２０８ｄ…ドレン切り、２０８ｅ…先端部分、２０８ｆ…加工面、２０９…ドレンパン、２０９ａ…隔壁。

【図1】

【図2】

【図3】