專利名稱：蒸汽閥及汽輪機設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及發(fā)電設備中具備的汽輪機的蒸汽導入管上設置的蒸 汽閥以及具備蒸汽閥的汽輪機設備，尤其涉及由具有旁通閥的主蒸汽 斷流閥構成的蒸汽閥以及具備蒸汽閥的汽輪機設備。
背景技術：
火力發(fā)電設備或核動力發(fā)電設備中設置的汽輪機如圖5所示，采 用使蒸汽發(fā)生器產生的蒸汽經由主蒸汽斷流閥1以及蒸汽調節(jié)閥2提 供給高壓汽輪機3的結構。這種汽輪機如果起動時將鍋爐等蒸汽發(fā)生 器產生的超高溫、超高壓蒸汽部分地提供給高壓汽輪機3，則會在該 級的金屬內產生異常高的熱應力，成為隨之產生熱變形等、龜裂或破 損的原因。
因此，在汽輪機的運轉中，為了抑制產生過于嚴重的熱應力，在 從起動時到初始負載期間，將蒸汽調節(jié)閥2全開，由主蒸汽斷流閥l 控制蒸汽流量，進行所謂的全周噴射運轉，進行暖機運轉。因此，主 蒸汽斷流閥1采用控制蒸汽流量的結構。
另外，在圖5所示的例中，從高壓汽輪機3排出的蒸汽被導入再 加熱器31中，從這里經由組合再熱閥32被導入中壓汽輪機33中。 高壓汽輪機3和中壓汽輪機33的旋轉軸連接在發(fā)電機34上。
圖6為表示現有技術的主蒸汽斷流閥的結構的剖視圖。BP，主蒸 汽斷流閥1利用區(qū)分閥室4的閥殼5和閥蓋6，構成壓力容器部分， 在閥殼5的內側突出設置擋板7和閥座8,在闊室4內設置有過濾器 9和閥芯10。閥芯10與閥桿11相連，由從油缸12提供來的油壓驅
動。來自蒸汽發(fā)生器的蒸汽S從入口I流入，經由過濾器9和閥座8 部分從出口 O流向調節(jié)閥。
圖7為表示現有技術的閥芯結構的剖視圖。即，主蒸汽斷流閥的 閥芯10具備呈圓筒狀的主閥芯14和旁通閥芯15,該旁通閥芯15 滑動自由地設置在該主閥芯14的內側，上端從主閥芯14的上部突出， 下端結合在閥桿ll上。
在旁通閥芯15從主閥芯14的上端突出的部分上形成環(huán)形壁部 16，其上端被堵塞。環(huán)形壁部16上分多級形成有與蒸汽流動方向平 行的多個蒸汽導入孔17。并且，在旁通閥芯15的中心部形成有蒸汽 通路18,在下部形成有蒸汽流出孔19。由于該旁通閥芯15為內置于 主閥芯14內的關系，因此通過閥桿11克服蒸汽流向上推旁通閥芯 15，由此進行闊的開度調整。
這樣一來，主蒸汽斷流閥的閥芯IO將旁通閥芯15內置于主閥芯 14的內部，在汽輪機起動時使蒸汽調節(jié)閥全開，并且使主閥芯14與 閥座8相抵接，從而全閉，只讓旁通閥芯15動作，進行蒸汽流量控 制。圖7表示主蒸汽斷流閥的閥芯10的主閥芯14與閥座8相抵接而 全閉的狀態(tài)、以及旁通閥芯15被閥桿11上推到主閥芯14內的最上 部，旁通閥芯15的環(huán)形壁部16上形成的蒸汽導入孔17部分從主閥 芯14的上端全部突出，旁通閥芯15全開的狀態(tài)。
在這種結構的主蒸汽斷流閥中，蒸汽S的流以很高的流速流入旁 通閥芯15的多個蒸汽導入孔17中，通過該蒸汽導入孔17的蒸汽與 通過相反一側的蒸汽導入孔17流入的蒸汽在環(huán)形壁部16內的空間內 互相沖擊，蒸汽所具有的動能在這里被削弱，成為低流速。
變成低流速的蒸汽流通過旁通閥芯15內的蒸汽通路18使壓力暫 時恢復，經過在旁通閥芯15下游側形成的多個蒸汽流出孔19而流出 主蒸汽斷流閥1，進而流向下游側的蒸汽調節(jié)閥或汽輪機的噴嘴或葉 輪。
這樣一來，由于通過蒸汽導入孔17流入到旁通閥芯15內的蒸汽 流的動能在這里降低、變成低流速，因此即使蒸汽中包含的微量混砂 或氧化物沖擊旁通閥芯15的內部也不會對旁通閥芯15產生腐蝕作 用。
上述旁通閥芯15由于形成有多個蒸汽導入孔17，因此被稱為多 孔式主蒸汽斷流閥，下述專利文獻1、 2中公開了解決腐蝕作用引起 的破損問題的結構。
在火力發(fā)電設備或核動力發(fā)電設備中，在鍋爐等蒸汽發(fā)生器的管 道或到達汽輪機之間的蒸汽管中生成的氧化物，起動時包含在蒸汽中 被吹至主蒸汽斷流閥的旁通閥芯15。尤其是在陳舊的設備中，氧化 物的生成量隨設備運行時間的增長而增加，建設年代越久，生成量越 大。
圖8表示圖6所示的主蒸汽斷流閥的水平截面。g卩，從閥殼5的 入口 I流入的蒸汽S在過濾器9的外周流動，繞行到與入口I相反一 側的擋板7部分。同時，由于流入的蒸汽S中包含的氧化物為較重的 物質，因此其中的大部分在流動慣性力的作用下繞行到與入口 I相反 一側的擋板7部分。
結果，從擋板7部分通過過濾器9侵入過濾器9的內部，直接沖 擊旁通閥芯15的環(huán)形壁部16的外周。沖擊在圖8的線A所示的范 圍內尤其顯著。
因此，旁通閥芯15的環(huán)形壁部16的外周面具有圖8的線A所示 的范圍的方向性，局部受腐蝕作用，蒸汽導入孔17的形狀改變。因 此存在旁通閥芯15不起本來應該起到的限制蒸汽流量的作用的問 題。日本特公昭61-57442號公報 [專利文獻2]日本特開2006-46331號公報

發(fā)明內容
本發(fā)明就是為了解決上述問題而完成的，目的是要提供一種能夠 防止異物局部沖擊旁通閥芯、并能夠正確地進行蒸汽流量控制的蒸汽 閥。
為了達到上述目的，本發(fā)明的蒸汽閥具備閥殼；閥座，固定在 上述閥殼上；主閥芯，能夠沿軸向滑動，以便與該閥座抵接及分離； 旁通閥芯，能夠沿軸向滑動地配置在該主閥芯內，并且內部具有蒸汽 通路，該旁通閥芯具有在該旁通閥芯的全開位置從上述主閥芯沿軸向 突出的環(huán)形壁部，在該環(huán)形壁部上形成有使蒸汽流入的多個蒸汽導入 孔，在旁通閥芯的內部具有引導從上述蒸汽導入孔流入的蒸汽的流 路；筒狀導流體，圍繞上述環(huán)形壁部地固定在上述主閥芯外側，該導 流體的結構為，使得從該導流體的外側流入的蒸汽在上述環(huán)形壁部的 外周與上述導流體的內周之間的空間內流動，從上述環(huán)形壁部的全周 流入上述旁通閥芯的內部；以及過濾器，圍繞上述主閥芯和導流體地 固定在上述閥殼內。
此外，本發(fā)明的汽輪機設備具有蒸汽發(fā)生器；汽輪機，由上述 蒸汽發(fā)生器產生的蒸汽被提供給該汽輪機；以及如上所述的蒸汽閥， 配置在上述蒸汽發(fā)生器與汽輪機之間，用于控制從上述蒸汽發(fā)生器提 供給上述汽輪機的蒸汽的流動。
發(fā)明效果
如果采用本發(fā)明，能夠提供可以防止異物局部沖擊旁通閥芯的蒸 汽閥以及具備蒸汽閥的汽輪機設備。


圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式的蒸汽閥所具備的閥芯的縱剖 視圖。
圖2是本發(fā)明的第1實施方式的蒸汽閥的橫剖視圖。 圖3是本發(fā)明的第1實施方式的變形例的蒸汽閥的橫剖視圖。 圖4是表示本發(fā)明的第2實施方式的蒸汽閥^f具備的閥芯的縱剖 視圖.
圖5是表示汽輪機裝置的系統(tǒng)圖。
圖6是表示現有技術的蒸汽閥的縱剖視圖。
圖7是表示現有技術的蒸汽閥所具備的閥芯的縱剖視圖。
圖8是現有技術的蒸汽阓的橫剖視圖。
具體實施例方式
下面參照

本發(fā)明的第K第2實施方式。 (第1實施方式)
圖1表示本發(fā)明的第1實施方式的蒸汽閥所具備的閥芯的縱剖視 圖，與表示現有技術的結構的圖7相同的部分添加相同的附圖標記。
本實施方式的閥芯20為用螺栓24將圍繞旁通閥芯15頭部的導 流體21安裝到主閥芯14的上端面上的結構。在旁通閥芯15的頭部 外周與導流體21的內周之間形成環(huán)形間隙，在導流體21的側面形成 多條蒸汽通路22。如橫剖視2所示，蒸汽通路22相對于旁通閥 芯15的中心線傾斜，其傾斜角度與環(huán)形壁部16的外徑的切線方向一 致。
在本實施方式的蒸汽閥中，通過過濾器9流入過濾器9內部的蒸 汽S首先沖擊導流體21，不直接沖擊旁通閥芯15的環(huán)形壁部16。通 過導流體21的蒸汽通路22的蒸汽S因蒸汽通路22的傾斜角度而在 旁通閥芯15的外周與導流體21的內周之間的空間內旋轉流動，進行 整流，從形成了蒸汽導入孔17的旁通閥芯15的環(huán)形壁部16的全周 均等地流入旁通閥芯15的內部。因此，由于蒸汽中包含的氧化物也 在旁通閥芯15的外周與導流體21的內周之間的空間內旋轉流動，均
勻地分散，因此旁通閥芯15的環(huán)形壁部16不會具有方向性而局部腐 蝕。
圖3為表示本實施方式的變形例的圖，導流體21的蒸汽通路22 的截面積從導流體21的外面向內面逐漸變小，在導流體21的內面一 端成為噴嘴(nozzle)形狀。
如果采用該變形例，由于從蒸汽通路22噴出到導流體21內的蒸 汽流速大，因此能夠在旁通閥芯15的外周與導流體21的內周之間的 空間內可靠地形成蒸汽旋轉流R。
另外，雖然在上述實施方式及其變形例中，通過在導流體21上 傾斜地形成蒸汽通路22，使蒸汽在旁通閥芯15的外周與導流體21 之間形成的空間內旋轉，但本發(fā)明不一定要采用這樣的結構，只要是 能夠避免異物周部地沖擊旁通閥的結構就可以。例如，也可以是通過 在導流體21內設置放射狀的蒸汽通路22而形成蒸汽不旋轉的結構。 (第2實施方式)
本發(fā)明的第2實施方式的蒸汽閥如圖4所示，為將圍繞旁通閥芯 15頭部的圓筒形導流體21安裝到主閥芯14的上端面上、在旁通閥 芯15的頭部與導流體21之間形成了圓筒形蒸汽通路23的結構。
在本實施方式的蒸汽閥中，由于蒸汽中包含的氧化物在蒸汽通路 23中擴散，因此不會局部地腐蝕旁通閥芯15的環(huán)形壁部16。另外， 如果在導流體21的內周面和旁通閥頭部外周面兩者或者其中之一設 置螺旋槽，則在環(huán)形壁部16的外周形成蒸汽旋轉流，能夠獲得更好 的效果。
權利要求
1.一種蒸汽閥，其特征在于，具備閥殼；閥座，固定在上述閥殼上；主閥芯，能夠沿軸向滑動，以便與該閥座抵接及分離；旁通閥芯，能夠沿軸向滑動地配置在該主閥芯內，并且內部具有蒸汽通路，該旁通閥芯具有在該旁通閥芯的全開位置從上述主閥芯沿軸向突出的環(huán)形壁部，在該環(huán)形壁部上形成有使蒸汽流入的多個蒸汽導入孔，在旁通閥芯的內部具有引導從上述蒸汽導入孔流入的蒸汽的流路；筒狀導流體，圍繞上述環(huán)形壁部地固定在上述主閥芯外側，該導流體的結構為，使得從該導流體的外側流入的蒸汽在上述環(huán)形壁部的外周與上述導流體的內周之間的空間內流動，從上述環(huán)形壁部的全周流入上述旁通閥芯的內部；以及過濾器，圍繞上述主閥芯和導流體地固定在上述閥殼內。
2. 如權利要求1所述的蒸汽閥，其特征在于，上述導流體在側 面具有多個蒸汽通路。
3. 如權利要求2所述的蒸汽閥，其特征在于，上述蒸汽通路與 上述環(huán)形壁部的切線方向傾斜。
4. 如權利要求2所述的蒸汽闊，其特征在于，上述蒸汽通路的 結構為使上述導流體與上述環(huán)形壁部之間的空間內的蒸汽產生旋轉 流。
5. 如權利要求2所述的蒸汽閥，其特征在于，上述蒸汽通路的 截面積從上述導流體的外面向內面逐漸變小。
6. 如權利要求l所述的蒸汽閥，其特征在于，形成有蒸汽通路， 該蒸汽通路從上述導流體的遠離上述主閥芯的一側的軸向端部側，經由上述導流體的內周側到上述蒸汽導入孔。
7. —種汽輪機設備，其特征在于，具有-蒸汽發(fā)生器；汽輪機，由上述蒸汽發(fā)生器產生的蒸汽被提供給該汽輪機；以及 如權利要求1 6中任一項所述的蒸汽閥，配置在上述蒸汽發(fā)生器與汽輪機之間，用于控制從上述蒸汽發(fā)生器提供給上述汽輪機的蒸汽的流動。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠防止異物沖擊旁通閥芯的局部、并能夠正確地進行蒸汽流量控制的蒸汽閥。蒸汽閥具備閥座(8)；主閥芯(14)，能夠沿軸向滑動，以便與上述閥座抵接或分離；旁通閥芯(15)，能夠沿軸向滑動地配置在上述主閥芯內，并具有在全開位置從主閥芯沿軸向突出的環(huán)形壁部(16)；以及筒狀的導流體(21)，圍繞環(huán)形壁部地安裝在主閥芯上。在環(huán)形壁部上形成多個蒸汽導入孔(17)，在旁通閥芯的內部形成有引導從蒸汽導入孔流入的蒸汽的流路(18)。從導流體的外側相內周一側流入的蒸汽在環(huán)形壁部的外周與導流體的內周之間的空間內流動，從環(huán)形壁部的全周流入旁通閥芯的內部。
文檔編號F01D17/10GK101165319SQ200710166819
公開日2008年4月23日 申請日期2007年10月18日 優(yōu)先權日2006年10月18日
發(fā)明者進藤藏 申請人:株式會社東芝