蒸汽阀及蒸汽涡轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制向蒸汽涡轮机内的蒸汽流动的蒸汽阀及具备该蒸汽阀的蒸汽涡轮机。
[0002]本申请基于2012年12月21日申请的日本专利申请2012-279131号主张优先权，并将其内容援用于此。
【背景技术】
[0003]火力发电厂和核发电厂等的蒸汽涡轮机中，为了根据负荷变化而调节蒸汽量或者在异常时截断蒸汽的供给而设置有多个蒸汽阀。蒸汽阀由主蒸汽截止阀和蒸汽调节阀构成。主蒸汽截止阀为使蒸汽的流动截断或流过的ON/OFF阀。主蒸汽截止阀为例如通过在停止发电时关闭以隔断流入到蒸汽涡轮机中的蒸汽的阀。蒸汽调节阀为控制流入到蒸汽涡轮机中的蒸汽流量的流量控制阀。
[0004]作为现有的蒸汽阀，已知有如专利文献I所记载的、将主蒸汽截止阀和蒸汽调节阀容纳于一个阀壳(valve body)中的蒸汽阀。该蒸汽阀为在一个轴上且从相同的方向驱动主蒸汽截止阀和蒸汽调节阀的结构。蒸汽阀中的压力损失与蒸汽涡轮机的效率直接相关，期望尽量减小压力损失。因此，广泛使用在下游流路中没有例如阀轴(阀杆)等障碍物且能够减小压力损失的蒸汽阀。
[0005]以往技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利公开2002-097903号公报
[0008]发明的概要
[0009]发明要解决的技术课题
[0010]然而，上述蒸汽阀为在主蒸汽截止阀的外周面配置蒸汽调节阀的结构。即，是一种呈圆筒状的蒸汽调节阀的内周面在同样呈圆筒状的主蒸汽截止阀的外周面上滑动的结构，因此存在在主蒸汽截止阀与蒸汽调节阀之间容易发生卡住的课题。
[0011]本发明的目的在于提供一种在一个轴上且从相同的方向驱动截止阀和调节阀的蒸汽阀中能够防止截止阀与调节阀卡住的蒸汽阀及具备该蒸汽阀的蒸汽涡轮机。
[0012]用于解决技术课题的手段
[0013]根据本发明的第一方式，蒸汽阀具备:截止阀，通过被开闭驱动，能够截断或开放蒸汽的流动；调节阀，在该截止阀的内部同轴设置，并且通过沿与该截止阀的开闭方向相同的方向被开闭驱动来进行所述蒸汽的流量控制；及第一引导部，以在径向上将所述截止阀和所述调节阀隔开的方式设置于它们之间，并且沿所述开闭方向至少引导所述调节阀。
[0014]根据上述结构，第一引导部以将截止阀和调节阀隔开的方式设置，由此截止阀和调节阀不会相互接触，因此能够防止截止阀与调节阀卡住。
[0015]上述蒸汽阀也可以构成为，还具备第二引导部，其设置于所述截止阀的外周侧，并且沿所述开闭方向引导该截止阀。
[0016]根据上述结构，成为截止阀被第二引导部引导且第一引导部仅引导调节阀的结构，因此能够更可靠地进行截止阀的引导。
[0017]上述蒸汽阀也可以构成为，具有:所述截止阀的阀体；所述调节阀的阀体；阀壳，在内部设置有与所述截止阀的阀体及所述调节阀的阀体抵接的阀座；截止阀阀轴，使所述截止阀动作；及调节阀阀轴，使所述调节阀动作，所述截止阀阀轴及所述调节阀阀轴中的至少一个为中空结构，另一个插穿至所述中空结构内，且所述截止阀阀轴及所述调节阀阀轴经由形成于所述阀壳的贯穿孔向外部突出。
[0018]根据上述结构，阀轴用的插入孔仅为使一个阀轴插入的贯穿孔即可，因此能够实现蒸汽阀的小型化。
[0019]上述蒸汽阀也可以构成为，所述截止阀阀轴通过第一驱动机构而被直接驱动，所述第一驱动机构具有筒状的外壳和沿所述外壳的长度方向伸缩自如的输出轴，所述调节阀阀轴通过第二驱动机构而被直接驱动，所述第二驱动机构具有筒状的外壳和沿所述外壳的长度方向伸缩自如的输出轴，所述第一驱动机构的外壳和所述第二驱动机构的外壳并列排列。
[0020]根据上述结构，驱动截止阀的第一驱动机构和驱动调节阀的第二驱动机构并列排列，由此能够使驱动截止阀及调节阀的机构进一步小型化。
[0021]并且，截止阀阀轴及调节阀阀轴通过驱动机构而被直接驱动，由此如连杆机构等的松动会消失，能够提高可控性(阀开度、响应性)。
[0022]并且，本发明提供一种具备上述任一蒸汽阀的蒸汽涡轮机。
[0023]该蒸汽涡轮机具备能够防止截止阀与调节阀卡住的蒸汽阀，因此成为可靠性更高的蒸汽涡轮机。
[0024]发明效果
[0025]根据本发明，在一个轴上且从相同的方向驱动截止阀和调节阀的蒸汽阀中，能够防止截止阀与调节阀卡住。
【附图说明】
[0026]图1是具备适用本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽阀的蒸汽涡轮机的发电设备的概略系统图。
[0027]图2是本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽阀的纵剖视图，是截止阀及调节阀成为关闭状态的蒸汽阀的纵剖视图。
[0028]图3是图2的A-A剖视图。
[0029]图4是图2的B-B剖视图。
[0030]图5是本发明的第一实施方式所涉及的蒸汽阀的纵剖视图，是截止阀及调节阀成为打开状态的蒸汽阀的纵剖视图。
[0031]图6是表示本发明的第二实施方式所涉及的蒸汽阀的截止阀驱动机构及调节阀驱动机构的立体图。
[0032]图7是表示本发明的第二实施方式的变形例所涉及的蒸汽阀的截止阀驱动机构及调节阀驱动机构的立体图。
【具体实施方式】
[0033](第一实施方式)
[0034]以下，参考附图对本发明的第一实施方式进行详细说明。
[0035]首先，对适用本实施方式的蒸汽阀I的发电系统80进行说明。图1是包括具备本发明的实施方式所涉及的蒸汽阀I的蒸汽涡轮机81的发电系统80的概略系统图。
[0036]发电系统80由以下构成:蒸汽涡轮机81，由高压蒸汽涡轮机82、中压蒸汽涡轮机83及低压蒸汽涡轮机84构成；锅炉85，向高压蒸汽涡轮机82供给高压蒸汽；再热器86，对从高压蒸汽涡轮机82排出的蒸汽进行再加热并向中压蒸汽涡轮机83供给；及发电机87，通过蒸汽涡轮机81的旋转驱动力而被驱动。
[0037]并且，在连接锅炉85和高压蒸汽涡轮机82的主蒸汽供给配管92上设置有具有截止阀2(主蒸汽截止阀，MSV)和调节阀3(蒸汽调节阀，GV)的蒸汽阀1，通过截止阀2的全闭来阻止向高压蒸汽涡轮机82供给蒸汽，或者通过调节阀3来控制蒸汽的供给流量。
[0038]在连接再热器86和中压蒸汽涡轮机83的配管上也设置有同样的主蒸汽截止阀90和蒸汽调节阀91。
[0039]本实施方式的蒸汽阀I具有:截止阀2，通过被开闭驱动，能够截断或开放在主蒸汽供给配管92中流动的蒸汽S的流动；及调节阀3，根据配置于尾流侧的蒸汽涡轮机81的负荷来控制蒸汽流量。截止阀2和调节阀3构成为一个单元。
[0040]接着，对本实施方式的蒸汽阀I的详细结构进行说明。
[0041]如图2及图3所示，蒸汽阀I具有呈外廓的阀壳5、能够上下移动地容纳于阀壳5内部的截止阀2、同样能够上下移动地容纳于阀壳5内部的调节阀3、引导调节阀3的第一引导部11、以及引导截止阀2的第二引导部12。阀壳5被上盖6密封，在内部形成有阀室7。即，截止阀2和调节阀3成为一体结构而容纳于一个阀室7内。另外，图2是表示构成蒸汽阀I的截止阀2及调节阀3被关闭的状态的图。
[0042]阀壳5具有与主蒸汽供给配管92 (参考图1)的上游侧连通的入口部8、以及与下游侧连通的出口部9。截止阀2及调节阀3配置成与出口部9的上端即阀座10抵接。即，用符号S表示的蒸汽从入口部8流入，并经由出口部9供给至下游侧的例如蒸汽涡轮机81 (参考图1)。
[0043]另外，在以下说明中，将呈圆筒形状的截止阀2及调节阀3的径向仅称为径向。并且，将阀的开闭方向(滑动方向)称为上下方向，这是因为呈圆筒状的截止阀2及调节阀3的轴向沿着垂直方向。蒸汽阀I的开闭方向并不限于上下方向，可以根据蒸汽阀I的配置结构适当地选择。
[0044]截止阀2具有截止阀主体14、以及将截止阀主体14驱动为上下移动自如的截止阀阀轴15。截止阀主体14呈朝向下方开口的有底圆筒状，并且由以下构成:作为圆筒部的截止阀圆筒部16 ;截止阀阀体17，构成截止阀主体14的下端且与阀座10抵接；及截止阀上表面部18，构成截止阀主体14的上表面。
[0045]截止阀阀轴15设置成比截止阀上表面部18的中央更向上方延伸。并且，截止阀阀轴15为中空管结构，并且构成为后述的调节阀阀轴22贯穿至中空部。并且，在截止阀圆筒部16的外周面，遍及外周面一周形成有多个槽条，在槽条中安装有O型圈19等密封部件。艮P，截止阀圆筒部16的外周面和第二引导部12被O型圈19密封。
[0046]调节阀3具有调节阀主体21、以及将调节阀主体21驱动为上下移动自如的调节阀阀轴22。调节阀主体21呈朝向上方开口的有底圆筒状，并且由以下构成:作为圆筒部的调节阀圆筒部23 ;及圆盘状的调节阀阀体24，构成调节阀主体21的下表面且与阀座10抵接。
[0047]调节阀阀轴22设置为比调节阀阀体24的中央更向上方延伸。如上所述，调节阀阀轴22贯穿截止阀阀轴15的内部并向上方延伸。截止阀阀轴15及调节阀阀轴22从形成于阀壳5的上盖6的贯穿孔13延伸至阀壳5的外部。
[0048]S卩，调节阀3在截止阀2的内部同轴设置，并且沿与截止阀2的开闭方向相同的方向被开闭驱动。在此，同轴是指截止阀2的中心轴和调节阀3的中心轴一致，但无需完全一致，只要调节阀3能够经由贯穿截止阀阀轴15的中空部的调节阀阀轴22进行开闭动作即可。
[0049]并且，在调节阀圆筒部23的外周面，遍及外周面一周形成有多个槽条，在槽条中安装有O型圈25等密封部件。即，调节阀圆筒部23的外周面和第一引导部11被O型圈25密封。
[0050]中空管的截止阀阀轴15的向阀室7的外部突出的前端部通过使用经由连杆机构26的液压缸机构27等的截止阀驱动机构28而被驱动。
[0051]被插入到截止阀阀轴15内部的调节阀阀轴22也同样突出至阀室7的外部，在外部直接或者经由连杆机构29通过使用液压缸机构30等的调节阀驱动机构31而被驱动。
[0052]第一引导部11具有圆筒形状的主体部33、以及连接主体部33和上盖6的下表面的撑杆部34。第一引导部11通过比撑杆部34的上端更向内周侧伸出的凸缘部35固定于上盖6。具体而言，第一引导部11使用螺栓等紧固部件固定于上盖6。
[0053]第一引导部11以在径向上将截止阀2和调节阀3隔开的方式设置于它们之间。即，本实施方式的截止阀2和调节阀3并不是相互滑动的结构，而是