(57)【要約】【課題】蒸気弁装置の弁開時圧力損失を低減できるようにすること。【解決手段】蒸気弁装置２１の蒸気加減弁２は、中間流路部３０に接続された入口部４３と、鉛直方向に開口した出口部４４とを備え、入口部４３と出口部４４との間に流路７１を形成してその流路内に弁座４５が配置されたケーシング４１と、このケーシング内で上下方向に移動可能で、弁座４５との間で離脱係合することによって流路７１を開閉する弁体４２と、弁体４２に結合されるとともにケーシング４１の出口部４４と反対側を貫通して上下方向に摺動し、流路７１を開くときに出口部４４と反対側に移動させられる弁棒４７とを有し、中間流路部３０が、主蒸気止め弁１の出口部３４から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から向きを変えて入口部４３に流出するように円弧の形状を成す円管流路であり、出口部４４は上方に向いて開口しており、弁棒４７はケーシング４１の下部を下方に貫通している。【選択図】図１
2014214709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と前記蒸気加減弁との間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、
前記蒸気加減弁は、
前記中間流路部に接続された入口部と、鉛直方向に開口した出口部とを備え、前記入口部と前記出口部との間に流路を形成してその流路内に弁座が配置されたケーシングと、
このケーシング内で上下方向に移動可能で、前記弁座との間で離脱係合することによって前記流路を開閉する弁体と、
前記弁体に結合されるとともに前記ケーシングの前記出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記流路を開くときに前記出口部と反対側に移動させられる弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記主蒸気止め弁から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から向きを変えて前記入口部に流出するように円弧の形状を成す円管流路であり、
前記出口部は上方に向いて開口しており、
前記弁棒は前記ケーシングの下部を下方に貫通していること
を特徴とする蒸気弁装置。
【請求項２】
主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と前記蒸気加減弁との間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部とを備え、前記第１の入口部と前記第１の出口部との間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
水平方向に開口して前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部とを備え、前記第２の入口部と前記第２の出口部との間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から水平方向に向きを変えて前記第２の入口部に流出するように中心角が９０度の円弧の形状を成す円管流路であり、
前記第１の出口部は下方に向いて開口しており、
前記第１の弁棒は前記第１のケーシングの上部を上方に貫通しており、
前記第２の出口部は上方に向いて開口しており、
前記第２の弁棒は前記第２のケーシングの下部を下方に貫通していること
を特徴とする蒸気弁装置。
【請求項３】
前記第２のケーシングの中の前記第２の弁体および前記第２の弁棒の周囲の空間は、前記第２の入口部側の空間よりも当該第２の入口部と反対側の空間の方が小さいことを特徴とする請求項２に記載の蒸気弁装置。
【請求項４】
主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と前記蒸気加減弁との間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、
前記主蒸気止め弁は、
水平方向に開口した第１の入口部と、鉛直方向に開口して前記中間流路部に接続された第１の出口部とを備え、前記第１の入口部と前記第１の出口部との間に第１の流路を形成してその第１の流路内に第１の弁座が配置された第１のケーシングと、
この第１のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第１の弁座との間で離脱係合することによって前記第１の流路を開閉する第１の弁体と、
前記第１の弁体に結合されるとともに前記第１のケーシングの前記第１の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第１の流路を開くときに前記第１の出口部と反対側に移動させられる第１の弁棒と、
を有し、
前記蒸気加減弁は、
第２のケーシングの中心線に対して１３５度方向に傾斜して開口し前記中間流路部に接続された第２の入口部と、鉛直方向に開口した第２の出口部とを備え、前記第２の入口部と前記第２の出口部との間に第２の流路を形成してその第２の流路内に第２の弁座が配置された第２のケーシングと、
この第２のケーシング内で上下方向に移動可能で、前記第２の弁座との間で離脱係合することによって前記第２の流路を開閉する第２の弁体と、
前記第２の弁体に結合されるとともに前記第２のケーシングの前記第２の出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記第２の流路を開くときに前記第２の出口部と反対側に移動させられる第２の弁棒と、
を有し、
前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から４５度上向き方向に向きを変えて前記第２の入口部に流出するように中心角が１３５度の円弧の形状を成す円管流路であり、
前記第１の出口部は下方に向いて開口しており、
前記第１の弁棒は前記第１のケーシングの上部を上方に貫通しており、
前記第２の出口部は上方に向いて開口しており、
前記第２の弁棒は前記第２のケーシングの下部を下方に貫通していること
を特徴とする蒸気弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、主蒸気止め弁と蒸気加減弁とを備えた蒸気弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の典型的な蒸気タービンプラントにおいては、ボイラーからの蒸気が、蒸気弁装置を通過して蒸気タービンへ送られる。蒸気タービンで仕事をした後の蒸気は復水器で水に戻され、給水ポンプにて昇圧されて再びボイラーに供給されるように循環する。前記蒸気弁装置は、主蒸気止め弁とその下流側に配置された蒸気加減弁とからなる。主蒸気止め弁は、蒸気タービンの非常時等に、蒸気タービンに流入する蒸気を瞬時に止めることができるものである。また、蒸気加減弁は蒸気タービンに供給される蒸気流量を制御するためのものである。
【０００３】
蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と蒸気加減弁とがそれぞれ１弁（１組）で一対となるように一体化されているものがある。一体化するにあたっては、種々の組み合せが提案されている。例えば、主蒸気止め弁と蒸気加減弁とが中間流路部を介して一体化されて、いずれも縦型（垂直置）とした構造となってケーシングの上方に配置された油筒により駆動されるように構成されているものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５６０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したような主蒸気止め弁と蒸気加減弁とがエルボ形状の中間流路部を介して一体化された蒸気弁装置においては、主蒸気止め弁を出た蒸気が間流路部の内部を流れる際に、エルボ状の曲がりの外側へ押しやられるような遠心力が作用する。
【０００６】
中間流路部を通過した後の蒸気は、この遠心力と流れの慣性も伴い、曲がりの延長方向にある蒸気加減弁の弁蓋内壁やケーシング内壁に噴流となって衝突する。この噴流の向きは、上方に向かう成分（すなわち、弁座側（出口側）と逆方向の成分）を多く含むため、噴流は衝突後、蒸気加減弁の弁座側（出口側）に流れの向きを急激に変化させた流線（軌跡）をたどることが確認されている。
【０００７】
このような主蒸気止め弁と蒸気加減弁とがエルボ形状の中間流路部を介して一体化した構造では、蒸気のスムーズな流れが構築できず、更には中間流路部を通過した流れが噴流となって衝突する時に生ずるエネルギー損失が致命的となり、蒸気弁装置としての圧力損失が発生する問題がある。
【０００８】
発明が解決しようとする課題は、蒸気弁装置の弁開時圧力損失を低減させることが可能な蒸気弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態による蒸気弁装置は、主蒸気止め弁と、この主蒸気止め弁の下流側に配置された蒸気加減弁と、前記主蒸気止め弁と前記蒸気加減弁との間を接続する中間流路部とを有する蒸気弁装置であって、前記蒸気加減弁は、前記中間流路部に接続された入口部と、鉛直方向に開口した出口部とを備え、前記入口部と前記出口部との間に流路を形成してその流路内に弁座が配置されたケーシングと、このケーシング内で上下方向に移動可能で、前記弁座との間で離脱係合することによって前記流路を開閉する弁体と、前記弁体に結合されるとともに前記ケーシングの前記出口部と反対側を貫通して上下方向に摺動し、前記流路を開くときに前記出口部と反対側に移動させられる弁棒とを有し、前記中間流路部が、前記第１の出口部から流出した主蒸気の流れを鉛直方向から向きを変えて前記入口部に流出するように円弧の形状を成す円管流路であり、前記出口部は上方に向いて開口しており、前記弁棒は前記ケーシングの下部を下方に貫通している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、蒸気弁装置の弁開時圧力損失を低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る蒸気弁装置の構成を示す縦断面図。
【図２】同蒸気弁装置を備えた蒸気タービンプラントの構成を示す系統図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る蒸気弁装置の変形例の構成を示す縦断面図。
【図４】図３中の矢視Ａ−Ａに示す断面の形状を示す横断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る蒸気弁装置の構成を示す縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００１３】
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態に係る蒸気弁装置の構成を示す縦断面図であり、図２は同蒸気弁装置を備えた蒸気タービンプラントの構成を示す系統図である。
【００１４】
なお、図１中の左側の構成と右側の構成とは同様であり、右側の構成では簡潔を図るために左側の構成に付した符号の一部を省略している。また、図２は、後述する第１の実施形態の変形例や第２の実施形態にも適用されるものである。
【００１５】
本実施形態の蒸気弁装置は、例えば、低出力帯の蒸気タービンプラントに適用され、蒸気タービンの車室に蒸気弁装置を直接取り付けるシェルマウント型構造のものとして実現される。このシェルマウント型の蒸気弁装置は、その一部を、例えば高圧蒸気タービン車室の鉛直下側もしくは鉛直上側に直接取り付けて設置される。
【００１６】
この蒸気タービンプラントでは、図２に示すように、ボイラー２０からの蒸気が、蒸気弁装置２１を通過した後に高圧蒸気タービン１０へ送られるように構成されている。蒸気弁装置２１は、主蒸気止め弁１と、その下流側に配置された蒸気加減弁２とを有する。高圧蒸気タービン１０で仕事をしたあとの蒸気は、逆止弁７を経由して再びボイラー２０の再熱器にて再熱され、再熱蒸気止め弁３、インターセプト弁４を経て中圧蒸気タービン１１に送られ、その後低圧蒸気タービン１２へ送られてさらに仕事をする。低圧蒸気タービン１２を出た蒸気は復水器１３にて水に戻され、給水ポンプ１４にて昇圧して再びボイラー２０に供給されるように循環する。
【００１７】
図２の例では、プラントの運用効率を高めるために、主蒸気止め弁１の上流側からボイラー２０の再熱器の上流側に接続された高圧タービンバイパス弁５やボイラー２０の再熱器の下流側から復水器１３に接続された低圧タービンバイパス弁６が設置され、タービンの運転に係わらずボイラー系統単独の循環運転ができるようになっている。
【００１８】
この実施形態に係る蒸気弁装置２１は、図１に示すように、上流側の主蒸気止め弁１と、その下流側に配置された蒸気加減弁２と、これらの間を連絡する中間流路部３０とを有する。主蒸気止め弁１および蒸気加減弁２は両方とも縦型（垂直置）である。なお、図１では、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２がともに閉じた状態を示している。
【００１９】
主蒸気止め弁１は、第１の流路６１を形成する第１のケーシング３１と、この第１のケーシング３１内で上下に移動する第１の弁体３２とを有する。第１のケーシング３１には、水平方向に開口して蒸気を受け入れる第１の入口部３３が形成され、鉛直方向に開口して下方に蒸気を排出する第１の出口部３４が形成されている。第１の出口部３４には、内側に向かって隆起状をなす第１の弁座３５が配置され、第１の弁体３２が上昇あるいは下降したときに第１の弁体３２と第１の弁座３５とが離脱係合して第１の流路６１を開閉するように構成されている。
【００２０】
第１のケーシング３１の上部には、メンテナンス時に開放可能な第１の弁蓋３６が配置されている。第１の弁体３２には第１の弁棒３７が取り付けられ、第１の弁棒３７は第１の弁体３２の上方に延びて第１のケーシングの３１のうちの第１の弁蓋３６の部分を貫通し、第１の油筒３８内の第１のピストン３９に接続されている。ここで、第１の弁棒３７は、第１の弁体３２に対して、第１の出口部３４の反対側に取り付けられており、第１の弁体３２を第１の弁座３５から離脱させる（つまり第１の流路６１を開く）際には、第１の出口部３４と反対側の方向に移動させられる。第１のケーシング３１の内側で第１の弁体３２の外側に、ストレーナ４０が配置されている。
【００２１】
蒸気加減弁２は、第２の流路７１を形成する第２のケーシング４１と、この第２のケーシング４１内で上下に移動する第２の弁体４２とを有する。第２のケーシング４１には、水平方向に開口して蒸気を受け入れる第２の入口部４３が形成され、鉛直方向に開口して上方に蒸気を排出する第２の出口部４４が形成されている。第２の出口部４４には、内側に向かって隆起状をなす第２の弁座４５が配置され、第２の弁体４２が上昇あるいは下降したときに第２の弁体４２と第２の弁座４５とが離脱係合して第２の流路７１を開閉するように構成されている。
【００２２】
第２のケーシング４１の下部には、メンテナンス時に開放可能な第２の弁蓋４６が配置されている。第２のケーシング４１の第２の流路７１は、第２のケーシング４１の内壁と第２の弁座４５および第２の弁蓋４６との間に囲まれるように形成されている。
【００２３】
第２の流路７１における第２の弁蓋４６側の内面（端面）は、中間流路部３０の内面のうち外側をカーブする面と連続して繋がっており、中間流路部３０からの蒸気がスムーズに流路７１の内部に流入するようになっている。
【００２４】
また、中間流路部３０の内面のうち内側をカーブする面と第２のケーシング４１の内面とは、中間流路部３０の円弧の中心半径Ｒより小さい曲率半径ｒの円弧にて連続して繋がっており、スムーズに流路７１の内部に流入するようになっている。なお、曲率半径ｒは、中間流路部３０の内面のうち内側をカーブする面の曲率半径と同程度まで大きくしてもよい。
【００２５】
第２の弁蓋４６は、第２の弁体４２を蒸気流れから保護するように第２の弁座４５側に向かって延びたスリーブ５０を形成しており、中間流路部３０から流入した蒸気は、第２のケーシング４１の内面とスリーブ５０の外面との間を通過して、第２の弁座４５側に流出するように構成されている。
【００２６】
第２の弁体４２には第２の弁棒４７が取り付けられ、第２の弁棒４７は第２の弁体４２の下方に延びて第２のケーシング４１のうちの第２の弁蓋４６の部分を貫通し、第２の油筒４８内の第２のピストン４９に接続されている。ここで、第２の弁棒４７は、第２の弁体４２に対して、第２の出口部４４の反対側に取り付けられており、第２の弁体４２を第２の弁座４５から離脱させる（つまり第２の流路７１を開く）際には、第２の出口部４４と反対側の方向に移動させられる。
【００２７】
第２のケーシング４１の下部には、図示しないドレン抜き座が設置されており、蒸気タービンの起動前に、第２のケーシング４１内に溜まった蒸気がドレン化したものを排出するように構成されている。
【００２８】
中間流路部３０は、第１の出口部３４と第２の入口部４３とを接続する一つの円弧状のエルボを形成し、その円弧角（円弧の中心角）は９０度である。中間流路部（エルボ）３０の内部における流体のはく離現象を回避するにはこの中間流路部３０の円弧の中心半径Ｒと中間流路部３０の内径Ｄｉの比（Ｒ／Ｄｉ）が大きいことが好ましく、（Ｒ／Ｄｉ）が１以上、さらには２以上であるのが望ましい。なお、図１では、高圧蒸気タービン１０の車室との据付位置の関係から、中間流路部３０の出口と第２の入口部４３との間に短い水平向きの直管を設置した例を示しており、その直菅長さは中間流路部３０の内径Ｄｉに対して微小な比率であるため、流体力学的に流れを整流する目的には短く、また配管内部の流れによる圧力損失を増大させる程でもない。このため、中間流路部３０の出口と第２の入口部４３との間に、ある程度の長さの水平向き直管を設置してもよい。
【００２９】
また、蒸気止め弁１から中間流路部３０を通り蒸気加減弁２を通過して高圧蒸気タービン１０に至るまでの全体的な流れを、流線的に図１に比べ更にスムーズな流れを得る手法として下記のものが挙げられる。例えば、中間流路部３０の内面のうち内側をカーブする面と第２のケーシング４１の内面とが、中間流路部３０の円弧の中心半径Ｒより小さい曲率半径ｒの円弧にて連続して繋がるように構成し、かつ、これら半径の中心点を同一線上に配置する。この結果、中間流路部３０の内面のうち内側をカーブする面と第２のケーシング４１の内面とが同じ曲率で途切れ無く連続して繋がり、流路がすべて同一の円弧で構成されるため、蒸気がよりスムーズに流路７１の内部に流入する。
【００３０】
従って、このように構成することにより、図１の構成に比べ更にスムーズな蒸気の流れを得ることができる。
【００３１】
図１の例では、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０は一体として、鍛造または鋳造により形成されている。なお、図示はしないが、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２と中間流路部３０とをそれぞれ別体として、鍛造または鋳造により形成し、その後にそれらを構造溶接によって結合して一体形状に形成するようにしてもよい。
【００３２】
上述の蒸気弁装置２１は、第２の出口部４４を高圧蒸気タービン１０の車室の鉛直下側に突き出た主蒸気管に接続して高圧蒸気タービン１０と一体化しており、高圧蒸気タービン１０を中央にして左右対称に同じものが２弁（２台）設置されている。なお、蒸気タービンプラントの容量（出力）によっては、高圧蒸気タービン１０の車室の鉛直下側中央に１弁（１台）だけ設置してもよい。
【００３３】
このように構成された蒸気弁装置２１において、ボイラー２０（図４）から供給された主蒸気は、第１の入口部３３から水平向きに主蒸気止め弁１の第１のケーシング３１内に流入し、さらにストレーナ４０内に流入し、第１の弁体３２と第１の弁座３５の間を通り、第１の出口部３４を下向きに通って主蒸気止め弁１を通過する。主蒸気止め弁１を通過した主蒸気は、中間流路部３０を通って流れの向きが下向きから水平向きに変えられ、第２の入口部４３から水平方向に蒸気加減弁２の第２のケーシング４１内に流入する。第２のケーシング４１内に流入した主蒸気は第２の弁体４２と第２の弁座４５の間を通り、第２の出口部４４を上向きに通って蒸気加減弁２を通過する。
【００３４】
第２の出口部４４は、高圧蒸気タービン１０の鉛直下側に接続されることから、蒸気加減弁２を通過した主蒸気は高圧蒸気タービン車室の内部に上向きに流入する。
【００３５】
中間流路部３０を構成するエルボの内部の一般的な流体の流れは、流体に遠心力が働き、流速の速い中央部の流体部分に作用する遠心力は、壁面付近の流速の遅い流体部分に働くそれよりも大きいので、中央部の流体はエルボの曲がりの外側へ押しやられ、管壁近くの流体は壁に沿ってエルボの曲がりの内側に廻り込むこととなる。また、エルボ断面内の壁面の圧力分布は一様ではなく、圧力はエルボの曲がりの外側の壁で高く、内側の壁では低くなるため、エルボ内部には二次流れが発生することが知られている。
【００３６】
第１の実施形態では、中間流路部３０から流出した二次流れは、第２の弁蓋４６のスリーブ５０によって二次流れの中央（軸方向の真ん中）で左右に分流することにより、第２の流路７１内における無用な蒸気の乱れを整流して第２の弁座４５側に流れを繋いでいる。
【００３７】
以上の説明から、第２の入口部４３から第２の出口部４４までの区間を連続した管路とすると、９０度曲がり菅と見ることができる。第２の出口部４４を上向きとしたことにより、９０度の曲がりを有する中間流路部３０とこの第２の入口部４３から第２の出口部４４までの区間からなる９０度曲がり菅とを組み合わせると、連続した１８０度曲がり円管路（９０度エルボを２個繋げた形状）が形成され、蒸気止め弁１から中間流路部３０を通り蒸気加減弁２を通過して高圧蒸気タービン１０に至るまでの連続したスムーズな流れを得ることができる。
【００３８】
すなわち、従来技術では第２の出口部が下向きであったために、噴流が蒸気加減弁の弁蓋内壁やケーシング内壁に衝突し、エネルギー損失（すなわち圧力損失）が生じていたが、本実施形態では、第２の出口部４４を上向きとすることにより、エネルギー損失（すなわち圧力損失）を低減させることができ、蒸気弁装置２１全体としての圧力損失を小さくすることができる。
【００３９】
［第１の実施形態の変形例］
図３は本発明の第１の実施形態に係る蒸気弁装置の変形例の構成を示す図であり、図４は図３中の矢視Ａ−Ａに示す断面の形状を示す横断面図である。
【００４０】
前述の第１の実施形態（図１）では、第２の入口部４３の反対側で第２の弁蓋４６側の内面（端面）部分は、第２の流路７１に流入してきた蒸気が廻り込まずによどみ点となり、圧力損失を増加させる要因となっている。第１の実施形態の変形例では、そのような問題を解消する。
【００４１】
図３に示す第１の実施形態の変形例では、第１の実施形態（図１）に対して中間流路部３０を通過してきた蒸気が第２のケーシング４１内に流入しても、その流速が落ちない程度、すなわち第２の流路７１の蒸気流れ方向の断面積が急拡大要素とならない程度に第２のケーシング４１内径寸法を小さくし、第２の入口部４３の反対側の空間を縮小している。
【００４２】
これは、例えば第２のケーシング４１の内壁のうち第２の入口部４３の反対側の内壁を厚くすることにより実現できる。このようにすると、図３および図４に示されるように、第２のケーシング４１の中の第２の弁体４２、第２の弁棒４７および第２の弁蓋４６の周囲の空間は、第２の入口部４３側の空間よりも当該第２の入口部４３の反対側の空間の方が小さくなる。
【００４３】
構造的には、第２のケーシング４１の第２の入口部４３側の内壁位置をそのままにして、第２のケーシング４１内径寸法を小さくしたもので、結果的に第２のケーシング４１の外面（外形面）の中心に対して内壁の中心位置を第２の入口部４３側にずらし偏心させたことになる。
【００４４】
この結果、第２の入口部４３側に主要な流路を確保し、第２の入口部４３の反対側に廻り込んだ最適な量の蒸気とともに、第２の弁体４２の周囲から均等に第２の弁座４５側に蒸気を流すことができ、第２の流路７１内では乱れの無いスムーズな蒸気流れとなるので圧力損失の増加を抑制できる。
【００４５】
［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２の実施形態に係る蒸気弁装置の構成を示す縦断面図である。第２の実施形態に係る蒸気弁装置は、第１の実施形態に係る蒸気弁装置と構造上は殆ど同じであるため、相違する部分を中心に説明する。
【００４６】
主蒸気止め弁１の構成は、第１の実施形態と同一構造のため説明を省略する。
【００４７】
蒸気加減弁２の構成は、第２の流路１７１を形成する第２のケーシング１４１と第２の入口部１４３の形状が異なること以外は第１の実施形態と同じである。
【００４８】
中間流路部１３０の構成は、第１の実施形態と構造が異なる。
【００４９】
この第２の実施形態に係る蒸気弁装置２１は、図５に示すように、上流側の主蒸気止め弁１と、その下流側に配置された蒸気加減弁２と、これらの間を連絡する中間流路部１３０とを有する。主蒸気止め弁１および蒸気加減弁２は両方とも縦型（垂直置）である。なお、図５では、主蒸気止め弁１と蒸気加減弁２がともに閉じた状態を示している。
【００５０】
蒸気加減弁２は、第２の流路１７１を形成する第２のケーシング１４１と、この第２のケーシング１４１内で上下に移動する第２の弁体４２とを有する。第２のケーシング１４１には、第２のケーシング１４１の中心線に対して１３５度の方向に傾斜して開口し蒸気を受け入れる第２の入口部１４３が形成され、鉛直方向に開口して上方に蒸気を排出する第２の出口部４４が形成されている。第２の出口部４４には、内側に向かって隆起状をなす第２の弁座４５が配置され、第２の弁体４２が上昇あるいは下降したときに第２の弁体４２と第２の弁座４５とが離脱係合して第２の流路１７１を開閉するように構成されている。
【００５１】
第２のケーシング１４１の下部には、メンテナンス時に開放可能な第２の弁蓋４６が配置されている。第２のケーシング１４１の第２の流路１７１は、第２のケーシング４１の内壁と第２の弁座４５および第２の弁蓋４６との間に囲まれるように形成されている。
【００５２】
中間流路部１３０は、中心半径Ｒの円弧にて第２の入口部１４３と接続され、第２の流路１７１を構成する第２の弁座４５の傾斜に合わせたなだらかな流れを形成する。第２の弁蓋４６は、第２の弁体４２を蒸気流れから守るように第２の弁座４５側に向かって延びたスリーブ５０が形成されており、中間流路部１３０から流入した蒸気は、第２のケーシング１４１の内面とスリーブ５０の外面との間を通過して、第２の弁座４５側に流出するように構成されている。第２の弁体４２には第２の弁棒４７が取り付けられ、第２の弁棒４７は第２の弁体４２の下方に延びて第２のケーシング１４１のうちの第２の弁蓋４６の部分を貫通し、第２の油筒４８内の第２のピストン４９に接続されている。ここで、第２の弁棒４７は、第２の弁体４２に対して、第２の出口部４４の反対側に取り付けられており、第２の弁体４２を第２の弁座４５から離脱させる（つまり第２の流路１７１を開く）際には、第２の出口部４４と反対側の方向に移動させられる。
【００５３】
中間流路部１３０の最もレベルの低い底部には、図示しないドレン抜き座が設置されており、蒸気タービンの起動前に、第２のケーシング１４１内に溜まった蒸気がドレン化したものを排出するように構成されている。
【００５４】
中間流路部１３０は、第１の出口部３４と第２の入口部１４３とを接続する一つの流路を形成し、その円弧角（円弧の中心角）は１３５度である。このとき、中間流路部１３０の内面と第２の入口部１４３の内面とが連続して繋がるように構成する。この結果、中間流路部３０と入口部１４３とが途切れなく連続して繋がるため、蒸気がよりスムーズに流路１７１の内部に流入する。
【００５５】
中間流路部１３０の円弧の中心半径Ｒと中間流路部１３０の内径Ｄｉの比（Ｒ／Ｄｉ）は大きいことが好ましく、（Ｒ／Ｄｉ）が１以上、さらには２以上であるのが望ましい。
【００５６】
なお、中間流路部１３０の円弧の中心半径Ｒは、高圧蒸気タービン１０の車室との据付位置の関係から、更に大きな中心半径Ｒとしてもよく、また、中間流路部１３０の出口と第２の入口部１４３との間に第１の実施形態（図１）のように短い直管を設置してもよい。また、第１の実施形態の変形例（図３、図４）のように、第２のケーシング１４１の第２の入口部１４３側の内壁位置をそのままにして、第２のケーシング１４１内径寸法を小さくし、第２のケーシング１４１の外面（外形面）の中心に対して内壁の中心位置を第２の入口部１４３側にずらし偏心させてもよい。
【００５７】
なお、中間流路部１３０と第２の入口部１４３とを接続する傾斜角は１３５度が好ましいが、構造的に成立する角度であればこれに限定されない。
【００５８】
このように構成された蒸気弁装置２１で、主蒸気止め弁１を通過した主蒸気は、中間流路部１３０を通って流れの向きが下向きから４５度上向きに変えられ、傾斜した第２の入口部１４３から蒸気加減弁２の第２のケーシング１４１内に流入する。第２のケーシング１４１内に流入した蒸気は第２の弁体４２と第２の弁座４５の間を通り、第２の出口部４４を上向きに通って蒸気加減弁２を通過する。
【００５９】
第２の出口部４４は、高圧タービン車室１０の鉛直下側に接続されることから、蒸気加減弁２を通過した主蒸気は高圧タービン車室の内部に上向きに流入する。
【００６０】
前述の第１の実施形態（図１）では、第２の入口部４３から第２の出口部４４までの区間を９０度曲がり管と仮想しているが、その形状は曲がり管と言うより直角管（丸みを持たない管）である。このため、第１の出口部３４から中間流路部１３０を介して第２の出口部４４までの区間が理想的な連続した１８０度曲がり円管流路（９０度エルボを２個繋げた形状の流路）に程遠い。従って、前述の第１の実施形態では、第２の入口部４３から第２の出口部４４まで蒸気が通過する際に無用な圧力損失が発生する可能性を秘めている。
【００６１】
一方、この第２の実施形態では、第２の入口部４３から第２の出口部４４までの区間において、第２の入口部４３を１３５度に傾斜させたことから、直角菅の存在が消滅する。
【００６２】
このように構成することにより、前述の第１の実施形態（図１）に比べ、よりスムーズな蒸気の流れを達成することができ、圧力損失の増加を抑制できる。
【００６３】
以上詳述したように、各実施形態によれば、蒸気弁装置の弁開時圧力損失を低減させることが可能となる。
【００６４】
また、各実施形態の蒸気弁装置によれば、第２のケーシング４１（又は１４１）の第２の出口部４４が上方を向いているため、該第２のケーシング４１（又は１４１）の第２の出口部４４をタービン車室の鉛直下側において上向きに直接取り付けたシェルマウント型の蒸気弁装置を実現することができる。そのため、従来であれば第２のケーシングの第２の出口部が下方を向いているために上方に向かう長い配管を継ぎ足す必要があったのに対し、各実施形態の蒸気弁装置によればそのような配管を継ぎ足す必要がなく、直接的な取り付けが可能となり、設備をコンパクトに構成することが可能となる。
【００６５】
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】
【００６６】
１…主蒸気止め弁、２…蒸気加減弁、３…再熱蒸気止め弁、４…インターセプト弁、５…高圧タービンバイパス弁、６…低圧タービンバイパス弁、７…逆止弁、１０…高圧蒸気タービン、１１…中圧蒸気タービン、１２…低圧蒸気タービン、１３…復水器、１４…給水ポンプ、２０…ボイラー、２１…蒸気弁装置、３０，１３０…中間流路部、３１…第１のケーシング、３２…第１の弁体、３３…第１の入口部、３４…第１の出口部、３５…第１の弁座、３６…第１の弁蓋、３７…第１の弁棒、３８…第１の油筒、３９…第１のピストン、４０…ストレーナ、４１，１４１…第２のケーシング、４２…第２の弁体、４３，１４３…第２の入口部、４４…第２の出口部、４５…第２の弁座、４６…第２の弁蓋、４７…第２の弁棒、４８…第２の油筒、４９…第２のピストン、５０…スリーブ、６１…第１の流路、７１，１７１…第２の流路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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