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公開番号2025087971
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202328
出願日2023-11-30
発明の名称蒸気弁およびこれを備える蒸気タービンプラント
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人弁理士法人サクラ国際特許事務所
主分類F01D 17/10 20060101AFI20250604BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】簡易な構成で、蒸気弁における摺動部などに形成される、蒸気タービンの運転時間当たりの酸化スケールの堆積量を低減できる蒸気弁およびこれを備える蒸気タービンプラントを提供する。
【解決手段】実施形態の蒸気弁は、蒸気入口部31、蒸気出口部32および蒸気室33を備え、蒸気室33に連通する開口部34を有し、弁ケーシング内の蒸気室33における蒸気出口部32の近傍に設けられた弁座70と、開口部34を塞ぐように弁ケーシング30に設置され、貫通孔40aを有する弁蓋40と、貫通孔40aに嵌合された円筒状のブッシュ41と、ブッシュ内を摺動可能に貫通する弁棒50と、弁棒50の一端に設けられ、弁座70に当接可能に設けられた弁体60とを備える。ブッシュ内を摺動する弁棒50の外周面、またはブッシュ41の内周面41aに、PVDによるコーティング層51が形成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
蒸気入口部、蒸気出口部および蒸気室を備え、前記蒸気室に連通する開口部を有する弁ケーシングと、前記弁ケーシング内の前記蒸気室における前記蒸気出口部の近傍に設けられた弁座と、前記開口部を塞ぐように前記弁ケーシングに設置され、貫通孔を有する弁蓋と、前記貫通孔に嵌合された円筒状のブッシュと、前記ブッシュ内を摺動可能に貫通する弁棒と、前記弁棒の一端に設けられ、前記弁座に当接可能に設けられた弁体とを具備し、前記ブッシュ内を摺動する前記弁棒の外周面、または前記ブッシュの内周面に、ＰＶＤコーティング層が形成されていることを特徴とする蒸気弁。
続きを表示（約 680 文字）【請求項２】
前記弁蓋における前記蒸気室側に、前記ブッシュの中心軸と同軸上にある中心軸を有する円筒状のスリーブを備え、前記弁体が、前記弁棒の一端に接続され、前記スリーブの内周面に摺動する円柱状部と、前記弁座に当接可能に設けられた半球状部とを備え、前記スリーブ内を摺動する前記円柱状部の外周面、または前記スリーブの内周面に、ＰＶＤコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気弁。
【請求項３】
前記弁蓋の前記貫通孔における、前記ブッシュよりも前記蒸気室側に嵌合され、中央に穴部を有する円環状部材で構成されたシートリングを備え、前記弁棒が、前記弁体が全開位置にあるときに、前記弁棒と前記穴部との間の間隙を前記蒸気室側から閉鎖するように前記シートリングに当接する当接部を備え、前記当接部における前記シートリングとの当接面、または前記シートリングにおける前記当接部との当接面に、ＰＶＤコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気弁。
【請求項４】
前記弁体における前記弁座との当接面、または前記弁座における前記弁体との当接面に、ＰＶＤコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の蒸気弁。
【請求項５】
蒸気発生装置と、蒸気タービンと、前記蒸気発生装置において発生した蒸気を前記蒸気タービンへ導く蒸気配管と、前記蒸気配管に介在する請求項１乃至４のいずれか１項記載の蒸気弁とを備えることを特徴とする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、蒸気弁およびこれを備える蒸気タービンプラントに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンプラントに備えられる蒸気弁は、蒸気タービンへの流入蒸気の遮断や蒸気量を制御する機能を備える。図９は、蒸気タービンプラントに使用されている従来の蒸気加減弁の縦断面を示す図である。
【０００３】
図９に示す蒸気加減弁２００において、弁ケーシング２１８は、弁蓋２１３によって塞がれている。弁棒２１０は、弁蓋２１３を貫通するように設けられている。弁棒２１０の一端には、弁体２１１が備えられ、弁棒２１０の他端は、弁蓋２１３に支持された油圧駆動機構２１５に連結されている。弁蓋２１３の貫通部には、弁棒２１０が貫通するブッシュ２１４が設けられている。ブッシュ２１４の内周面２１４ａと弁棒２１０の外周面２１０ａは、摺動面を構成する。
【０００４】
弁体２１１は、油圧駆動機構２１５により弁棒２１０が上下方向に駆動されることによって、弁座２１２と当接または開離する。これによって、蒸気入口部２１６から流入し蒸気出口部２１７から流出する蒸気の流量が調節される。
【０００５】
蒸気加減弁２００において、弁棒２１０とブッシュ２１４との間隙は、弁棒２１０を上下方向に移動可能にするため、ゼロにすることはできない。そのため、弁棒２１０の外周面２１０ａとブッシュ２１４の内周面２１４ａとの間には、所定の間隙を有する。
【０００６】
高温の蒸気によって駆動される蒸気タービンにおいて、弁棒２１０の外周面２１０ａとブッシュ２１４の内周面２１４ａに、時間の経過に伴って酸化スケールが徐々に堆積することが知られている。酸化スケールの堆積によって弁棒２１０とブッシュ２１４の間隙が閉ざされると、弁棒２１０のかじり（スティック）が生じる。
【０００７】
蒸気タービンの運転中に弁棒２１０のかじりが生じた場合、蒸気タービンに流入する蒸気流量の制御機能や、危急時の蒸気遮断機能が損なわれる。そのため、弁棒２１０のかじりを防止するために、定期的に蒸気弁の分解点検を行い、弁棒２１０の外周面２１０ａとブッシュ２１４の内周面２１４ａに堆積した酸化スケールを除去することが必須である。
【０００８】
一般的に、酸化スケールの堆積量は、蒸気タービンの運転時間に比例して増加する。そのため、弁棒２１０とブッシュ２１４との間の間隙が大きいほど、弁棒２１０のかじりが発生するまでの時間は長くなる。
【０００９】
しかしながら、弁棒２１０とブッシュ２１４との間の間隙を大きくすると、弁棒２１０の径方向の振れによる摺動部の摩耗の進展や振動の増加、弁棒２１０の芯ずれによる弁体２１１と弁座２１２の当たり不良、弁棒２１０とブッシュ２１４と間隙からの蒸気漏れによる蒸気タービンプラントとしての熱効率の低下などの問題が生じる。
【００１０】
したがって、弁棒２１０とブッシュ２１４との間の間隙は、上記した問題が生じない範囲で適切に設定するとともに、弁棒２１０のかじりの発生を防止するために定期的に酸化スケールを除去することが必要となる。
（【００１１】以降は省略されています）

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