(57)【要約】【課題】タービンバイパス配管に設けられた弁にスケール等が堆積することを防止する。【解決手段】蒸気源からタービンへ蒸気を供給する主蒸気配管２から分岐するタービンバイパス配管１であって、タービンバイパス配管１は、主蒸気配管２との分岐部３から上方へ向かう上向管路４と、上向管路４の途中又は上向管路４の下流の管路でタービンバイパス配管を開閉する弁５と、弁５と分岐部との間に、管路内の流体に抵抗を与える抵抗体７を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気源からタービンへ蒸気を供給する主蒸気配管から分岐するタービンバイパス配管であって、
該タービンバイパス配管は、前記主蒸気配管との分岐部から上方へ向かう上向管路と、
該上向管路の途中又は該上向管路の下流の管路で前記タービンバイパス配管を開閉する弁と、
該弁と前記分岐部との間に、管路内の流体に抵抗を与える抵抗体を備えることを特徴とするタービンバイパス配管。
【請求項２】
前記抵抗体は、前記管路の曲がりであることを特徴とする請求項１に記載のタービンバイパス配管。
【請求項３】
前記抵抗体は、前記管路に設けられた狭隘部であることを特徴とする請求項１に記載のタービンバイパス配管。
【請求項４】
前記弁は前記分岐部から所定距離離れた位置にあることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のタービンバイパス配管。
【請求項５】
前記弁は、
入口側流路と、
前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、
前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、
該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、
該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、該均圧管路に抵抗要素が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービンバイパス配管。
【請求項６】
前記弁は、
入口側流路と、
前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、
前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、
該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、
該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、前記弁体の外周であって、前記出口側流路とのスライド面の内側には延長部側に突出する突出部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービンバイパス配管。
【請求項７】
前記弁は、
入口側流路と、
前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、
前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、
該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、
該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、該均圧管路に抵抗要素が設けられ、かつ、前記弁体の外周であって、前記出口側流路とのスライド面の内側には延長部側に突出する突出部が設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のタービンバイパス配管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電プラントの蒸気源からタービンへ蒸気を供給する蒸気配管に適用されるタービンバイパス配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、火力発電プラントの起動時及び停止時において、蒸気をタービンに流さずバイパスさせる配管としてタービンバイパス配管がある。タービンバイパス配管は、ボイラ等の蒸気発生源からの蒸気をタービンに導入する主蒸気配管の途中から分岐した配管であり、余剰蒸気をタービンに導かず、例えばタービンの復水器にバイパスしている。
また、タービンバイパス弁は、タービンバイパス配管に流れる余剰蒸気の流量を制御する弁であり、ボイラ等の蒸気発生源の出力の伴い徐々に閉じられる。
【０００３】
特許文献１には、沸騰水型原子発電プラントにおいて、出力増加の際に主蒸気配管の圧力変動を抑制する目的で、バイパス配管及びバイパス弁を設けた主蒸気配管が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５５１８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ボイラで発生して主蒸気配管内を流れる蒸気中には、配管内面で成長・剥離した水蒸気酸化スケール（以下、スケールと呼ぶ）が含まれている。一方、タービンバイパス配管は、発電プラントの起動時及び停止時以外は使用されないため、発電プラントの通常運転時においては、配管内には流れがなく淀んだ状態となっている。
この際、主蒸気配管からタービンバイパス配管にスケールやゴミが流入することがある。このスケールやゴミが、タービンバイパス弁に堆積すると、タービンバイパス弁の動作不良を引き起こすなど悪影響を及ぼすという問題がある。
【０００６】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、タービンバイパス配管に設けられたタービンバイパス弁にスケール等が堆積することを防止するタービンバイパス配管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明のタービンバイパス配管は、蒸気源からタービンへ蒸気を供給する主蒸気配管から分岐するタービンバイパス配管であって、該タービンバイパス配管は、前記主蒸気配管との分岐部から上方へ向かう上向管路と、該上向管路の途中又は該上向管路の下流の管路で前記タービンバイパス配管を開閉する弁と、該弁と前記分岐部との間に、管路内の流体に抵抗を与える抵抗体を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、抵抗体により管路内の流れが抑えられることにより、分岐部からタービンバイパス配管に流入したスケール等がタービンバイパス弁に及ぶことを防止することができる。
【０００９】
また、前記抵抗体は、前記管路の曲がりであることが好ましい。
上記構成によれば、曲がりにスケール等が堆積し、タービンバイパス弁まで届かなくなるため、タービンバイパス弁にスケール等が堆積することがなくなる。
【００１０】
また、前記抵抗体は、前記管路に設けられた狭隘部であることが好ましい。
上記構成によれば、スケール等が狭隘部を通過しにくくなるため、スケール等がタービンバイパス弁に及ぶことを防止することができる。
【００１１】
また、前記弁は前記分岐部から所定距離離れた位置にあることが好ましい。
上記構成によれば、スケール等がタービンバイパス弁に届きにくくなり、タービンバイパス弁にスケールが堆積するのを防止することができる。
【００１２】
また、前記弁は、入口側流路と、前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、該均圧管路に抵抗要素が設けられていることが好ましい。
【００１３】
上記構成によれば、スケール等が蒸気と共に均圧管路に侵入した場合においても、スケール等が均圧管路を通過し、弁体の反対側まで及びにくくなる。
【００１４】
また、前記弁は、入口側流路と、前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、前記弁体の外周であって、前記出口側流路とのスライド面の内側には延長部側に突出する突出部が設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記構成によれば、突出部を設けたことによって、均圧管路を介して弁本体の延長部側に侵入したスケールが弁と出口側流路との間の摺動部に入りにくくなる。
【００１６】
さらに、前記弁は、入口側流路と、前記入口側流路と交差する方向に向かう出口側流路と、前記入口側流路と前記出口側流路の交差部に、前記出口側流路を下流側とは反対側に延長する延長部と、該出口側流路中に移動自在に設けられて、前記入口側流路と交差する閉位置、及び前記延長部内の開位置の間で移動自在な弁体とを有し、該弁体には、弁体の一側と他側を連通させる均圧管路が設けられ、該均圧管路に抵抗要素が設けられ、かつ、前記弁体の外周であって、前記出口側流路とのスライド面の内側には延長部側に突出する突出部が設けられていることが好ましい。
【００１７】
上記構成によれば、スケール等が蒸気と共に均圧管路に侵入した場合においても、スケール等が均圧管路を通過し、弁体の反対側まで及びにくくなる。スケール等が弁体の反対側に侵入した場合においても、突出部を設けたことによって、均圧管路を介して弁本体の延長部側に侵入したスケールが弁と出口側流路との間の摺動部に入りにくくなる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、抵抗体によりタービンバイパス配管の管路内の流れが抑えられることにより、分岐部からタービンバイパス配管に流入したスケール等がタービンバイパス弁に及ぶことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第一実施形態によるタービンバイパス配管の概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態によるタービンバイパス弁の詳細断面図であり、タービンバイパス弁の開位置を示す図である。
【図３】図２のタービンバイパス弁の閉位置を示す図である。
【図４】本発明の第二実施形態によるタービンバイパス配管の概略図である。
【図５】本発明の第三実施形態によるタービンバイパス弁の詳細断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第一実施形態）
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態のタービンバイパス配管１は、火力発電プラントに適用されるものであり、ボイラ等の蒸気源からタービンへ蒸気を供給する蒸気管路から分岐する配管である。
図１に示すように、タービンバイパス配管１は、主蒸気配管２から分岐されたものであり、主蒸気配管２の分岐部３より上方に向かう上向管路４と、上向管路４の下流であって上向管路４の上端に設けられ、タービンバイパス配管１を開閉するタービンバイパス弁５と、タービンバイパス弁５の下流の管路である水平管路６とを有している。
【００２１】
主蒸気配管２は、ボイラからの蒸気をタービンに導く配管である。タービンバイパス配管１は、火力発電プラントの起動時及び停止時に、ボイラからの蒸気を復水器に導く配管である。タービンバイパス弁５は、開閉動作させることにより、タービンバイパス配管１を流れる蒸気の流量を調整する弁である。
また、分岐部３とタービンバイパス弁５との間には２ｍの間隔が設けられている。
【００２２】
上向管路４の途中には、上向管路４の曲がりであるクランク部７が設けられている。クランク部７は、上方に向かう上向管路４の途中に設けられ、上向管路４の流れを水平方向に９０°曲げる第一エルボ８と、第一エルボ８に接続された比較的短い水平配管９と、水平配管９の下流端に設けられ、水平配管９の流れを上向に９０°曲げる第二エルボ１０とから構成されている。
【００２３】
次に、タービンバイパス弁５の詳細について説明する。
図２に示すように、タービンバイパス弁５は、入口側流路である上向管路４と、上向管路４と交差する方向に向かう出口側流路である水平管路６と、上向管路４と水平管路６との間の交差部１１に設けられている弁機構１２とから構成されている。
交差部１１には、水平管路６を延長する延長部１３が設けられている。延長部１３は、その中心軸が水平管路６の中心軸と一致するように、かつ、その内径が水平管路６の内径と同一となるように形成されている。延長部１３の端部には、壁部１４が形成され閉じられている。弁機構１２は、延長部１３及び水平管路６に沿うようにして設置されている。
【００２４】
弁機構１２は、弁体１５と、弁棒１６とからなり、弁体１５を水平管路６及び延長部１３の中心軸に沿う方向に移動させることによって、開位置（図２）と閉位置（図３）をとることができるように構成されている。
【００２５】
弁体１５は、水平管路６及び延長部１３の内径よりやや小さい外径を有する円柱形状の本体部１７と、本体部１７の外周面が所定の厚さを持って下流側に延在する円筒形状のスカート部１８を有する。本体部１７とスカート部１８の軸方向（水平管路６に沿う方向）の合計長さは、上向管路４の内径よりも長くなるように設定されている。
【００２６】
また、弁体１５には突出部２４が設けられている。突出部２４は、本体部１７の外周面が所定の厚さを持って下流側とは反対方向に突出する円環状の部位である。
【００２７】
弁体１５の本体部１７には、中心軸方向に貫通し、弁体１５の上流側と下流側の流路を連通させる２つの均圧管路１９が設けられている。均圧管路１９は、弁体１５の中心軸を中心に同心円上に設けられている。各々の均圧管路１９の内部には、均圧管路１９の軸方向に直交するように、スケールに対する抵抗要素であるフィルター２３が配置されている。フィルター２３は、ナイロン繊維等からなる不織布によって形成されている。
【００２８】
弁棒１６は、弁体１５の本体部１７のスカート部１８とは反対側の面に接続されており、壁部１４に形成された弁棒孔２０から外部に延在しており、油圧ピストン等のアクチュエータ（不図示）と接続されている。弁棒１６と弁棒孔２０との間には、Ｏリング等のシール部材が介在していることが好ましい。
【００２９】
上向管路４と水平管路６との交差部１１において、水平管路６に設けられた接続孔２１には、網２２が設けられている。網２２は、蒸気が円滑に流れるように、十分な目合い（隣接する糸条間の距離）を有している。
【００３０】
次に、本実施形態のタービンバイパス配管１の作用について説明する。
火力発電プラントの起動時の出力が上昇途中にある段階、及び火力発電プラントの停止時の出力が低下途中にある段階において、タービンバイパス弁５は図２に示すように開位置に配置される。蒸気は、主蒸気配管２から分岐されたタービンバイパス配管１に導かれる。これにより、蒸気は、タービンの復水器にバイパスされる。
【００３１】
一方、火力発電プラントの起動後、通常運転中においては、タービンバイパス弁５は、図３に示すように閉位置に配置される。蒸気は、主蒸気配管２に導かれ、タービンバイパス配管１には蒸気流れがなくなる。
また、タービンバイパス弁５を閉位置から開位置へ移動させる場合（又はその逆方向に移動させる場合）、均圧管路１９内を蒸気が通過することによって、移動が円滑に行われる。
【００３２】
上記実施形態によれば、スケール又はゴミが分岐部３からタービンバイパス配管１に流入した場合においても、クランク部７によって管路内の流れが抑えられ、また、クランク部７にスケール又はゴミが堆積し、タービンバイパス弁５まで届きにくくなるため、タービンバイパス弁５にスケール又はゴミが堆積することを防止することができる。
【００３３】
また、タービンバイパス弁５が開位置にあるとき（タービンバイパス配管１内を蒸気が流入しているとき）において、スケール又はゴミがクランク部７を通過し、水平管路６まで到達することがある。この際、タービンバイパス弁５を閉位置に移動させると、スケール又はゴミが蒸気と共に均圧管路１９に侵入する。
上記実施形態によれば、このような場合においても、均圧管路１９にフィルター２３が設けられていることにより、スケールが弁体１５の反対側まで及ぶことがない。
【００３４】
また、タービンバイパス弁５を閉位置に移動させるとき等に、均圧管路１９をスケールが通過し、弁体１５の反対側まで侵入した場合においても、弁体１５の本体部１７に突出部２４が設けられていることにより、スケールが弁体１５と水平管路６又は延長部１３との間の摺動部に入りにくくなる。
【００３５】
また、分岐部３とタービンバイパス弁５との間の間隔が２ｍとされていることにより、スケールが、タービンバイパス弁５に届きにくくなり、タービンバイパス弁５にスケールが堆積するのを防止することができる。
【００３６】
次に、他の実施形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第一実施形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一実施形態と異なる構成について説明する。
【００３７】
（第二実施形態）
図４に示すように、第二実施形態におけるタービンバイパス配管１Ｂは、第一実施形態のクランク部７（図１参照）の代わりにオリフィス２５が設けられている。オリフィス２５は、上向管路４の途中において、管路の内径に絞りを形成し、狭隘部としたものである。
【００３８】
上記実施形態によれば、オリフィス２５によってタービンバイパス配管１内の流れが抑えられ、また、スケールがオリフィス２５が設けられた箇所を通過しにくくなるため、スケールの巻き上がりを防止することができる。
なお、本実施形態においては、オリフィス２５の代わりに金網や、バタフライ弁を設けることによって、蒸気の流れの抵抗体とする構成としてもよい。
【００３９】
（第三実施形態）
図５に示すように、第三実施形態によるタービンバイパス配管の均圧管路１９Ｃは、第一実施形態のように均圧管路１９よりも内径が小さく形成されている。一方、均圧管路１９Ｃには、フィルター２３は設けられていない。
第三実施形態の均圧管路１９Ｃの内径は、内径Ｄと均圧管路１９Ｃの長さＬの比（Ｄ／Ｌ）が１／１０以下となるように形成されている。
【００４０】
上記実施形態によれば、均圧管路１９Ｃの内径を小さくすることにより、均圧管路１９Ｃを通過するスケールやゴミの量を少なくすることができる。また、内径を小さくすることにより、均圧管路１９Ｃ内の流動抵抗を増加させ、均圧管路１９Ｃ内部の流速を低下させ、スケール等の流動を抑えることができる。
【００４１】
なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、均圧管路１９は２つに限ることなく、弁体１５を移動させる際の抵抗を勘案して適宜その数を変更することができる。
【００４２】
また、上記実施形態は、タービンバイパス配管を火力発電プラントに適用した例について説明したが、本発明のタービンバイパス配管は火力発電プラントに限らず、原子力発電プラントなど蒸気源によって発生した蒸気によりタービンを回して発電する各種発電プラントに適用可能である。
【００４３】
また、上記実施形態においてタービンバイパス弁５は、上向管路４の上端に設けられているが、これに限ることはなく、クランク部７等の抵抗体の下流であれば、上向管路４の途中、又は水平管路６の途中に設ける構成としてもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…タービンバイパス配管、２…主蒸気配管、３…分岐部、４…上向管路、５…タービンバイパス弁（弁）、７…クランク部（抵抗体、曲がり）、１５…弁体、１９…均圧管路、２３…フィルター（抵抗要素）、２４…突出部、２５…オリフィス（狭隘部）。
【図１】
2012202311.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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