JP4170784B2 - Steam valve and method of manufacturing steam valve - Google Patents
Steam valve and method of manufacturing steam valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP4170784B2 JP4170784B2 JP2003018946A JP2003018946A JP4170784B2 JP 4170784 B2 JP4170784 B2 JP 4170784B2 JP 2003018946 A JP2003018946 A JP 2003018946A JP 2003018946 A JP2003018946 A JP 2003018946A JP 4170784 B2 JP4170784 B2 JP 4170784B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steam
- valve body
- valve
- axis
- machining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Control Of Turbines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蒸気タービンの主蒸気管や再熱蒸気管の高温高圧蒸気の流量制御に適用可能な蒸気弁および蒸気弁の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
1960年代後半に、蒸気圧力24.1MPa、蒸気温度538/566℃の一段再熱の蒸気条件がわが国の事業用火力タービンの標準的なものとして確立されてからは、最近に至るまで事業用火力タービンの画期的な進展はみられなかった。しかし、オイルショック以来、省エネルギー化が強力に推進され、また、その後の地球温暖化問題に対する急速な関心の高まりから火力発電プラントの高効率化が押し進められている。
【0003】
火力発電プラントにおいて熱効率を上げるためには、蒸気タービンに流入する蒸気の高温化および高圧化が最も有効な手段であり、現在、蒸気圧力35MPa、蒸気温度650℃以上の蒸気条件の採用が検討されている。
【0004】
図26は、従来の蒸気弁200の断面図を示す。この蒸気弁200は、弁本体201に上蓋202をボルト203にて固定して構成される圧力容器部204と、弁棒205が取り付けられた主弁206、弁棒205を摺動可能に支持する案内片207、蒸気中の異物を捕捉するストレーナ208および弁本体201に固着した弁座209から構成される蒸気通路部210とから構成されている。
【0005】
弁棒205は、ブランケット211を介してボルト212により弁本体201に固定されたアクチュエータ(図示しない)によって、上下方向に作動させられる。また、案内片207は、ボルト213によりブランケット211に固定されている。
【0006】
蒸気は、蒸気弁200の蒸気流入孔214から流入し、主弁206と弁座209の間に形成される流路を通過して、蒸気流出孔215から流出する。
【0007】
従来の蒸気弁200の弁本体201の材料として、クロム、モリブデンを添加することにより高温強度を増し、さらにこれらの添加物による材料表面の不安定現象を抑えるためにバナジウムを添加したクロム−モリブデン−バナジウム鋳鋼材が広く使用されていた。また、従来の弁本体201は、図19に示すように、複雑な形状を有しているので、鋳造による製造が最適の方法とされていた(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
【特許文献1】
特公平7−54089号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の弁本体は、複雑な形状であるために、構造上各部分の肉厚が不均一となり、蒸気タービンの起動時などにおいて、厚肉部の内外面の間の温度差による多大な熱応力が発生するという問題があった。
【0010】
また、火力発電プラントにおける熱効率の向上のため、蒸気弁に作用する蒸気圧力や蒸気温度を上昇させようとすると、さらに大きな熱応力が発生するという問題があった。
【0011】
さらに、現在の火力発電プラントにおいて使用されている各種材料の使用限界温度は600℃程度であるが、火力発電プラントにおける熱効率の向上のため、近い将来さらに、蒸気の高温化および高圧化が進められるのは明らかである。そこで、蒸気の高温化および高圧化に対応することができる蒸気弁の開発が求められている。
【0012】
そこで本発明は、高温化および高圧化された蒸気条件においても、熱応力を緩和することができ、蒸気弁の信頼性を維持することができる蒸気弁および蒸気弁の製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の蒸気弁は、蒸気の流入孔が穿設され、球状の弁室を有する第1の弁本体と、前記流入孔の周囲に形成された第1の補強部と、前記流入孔に連通するように前記第1の弁本体に溶着された蒸気流入部と、前記第1の弁本体と連通し、蒸気の流出孔が穿設され、球状の弁室を有する第2の弁本体と、前記流出孔の周囲に形成された第2の補強部と、前記流出孔に連通するように前記第2の弁本体に溶着された蒸気流出部とを具備し、前記第1の弁本体および前記第2の弁本体の内外面、並びに前記第1の補強部および前記第2の補強部が機械加工によって形成され、かつ前記第1の弁本体、前記第2の弁本体、前記第1の補強部および前記第2の補強部が一体的に形成されたことを特徴とする。
【0014】
この蒸気弁によれば、第1の弁本体および第2の弁本体の形状を球状とし、補強部を設けることで、弁本体全体の肉厚を薄く構成することができ、重量を軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0015】
また、第1の弁本体および第2の弁本体の形状を球状とすることで、発生する熱応力そのものの絶対値を低く抑えることができる。さらに、球状で構成される第1の弁本体および第2の弁本体は、機械加工で製作されるため、壁部の肉厚を均一かつ薄肉化することができるので、蒸気タービン起動時等の熱応力を緩和することができる。これによって、蒸気弁の信頼性を向上させることができる。また、高温化および高圧化された蒸気条件においても、熱応力を緩和することができ、蒸気弁の信頼性を維持することができる。
【0016】
また、本発明の蒸気弁は、蒸気の流入孔が穿設され、球状の弁室を有する弁本体と、
前記流入孔の周囲に形成された補強部と、前記流入孔に連通するように前記弁本体に溶着された蒸気流入部と、前記弁本体の外形を形成する際の機械加工の中心軸に沿って形成された蒸気流出部とを具備し、前記弁本体の内外面、前記補強部および前記蒸気流出部が機械加工によって形成され、かつ一体的に形成されたことを特徴とする。
【0017】
この蒸気弁によれば、弁本体の形状を簡素化し、弁本体自体の全長を短くすることができ、重量を軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0018】
また、蒸気出口管は、機械加工によって弁本体と一体化して製作されるため、弁本体では、熱応力が集中しやすい蒸気出口管の構造溶接部が存在しない。これによって、弁本体における熱応力の集中を回避することができるので、蒸気弁としての品質を格段に向上させることができる。
【0019】
本発明の蒸気弁の製造方法は、蒸気弁の弁本体を形成する弁本体製造過程と、前記弁本体製造過程において形成された弁本体に蒸気流入部および蒸気流出部を形成する蒸気流入出部製造過程とを備えた蒸気弁の製造方法であって、前記弁本体製造過程が、第1の軸を機械加工の中心軸として、素材を機械加工により、前記第1の軸を回転軸とした回転体形状である、2つの球体が連結した形状に切削する外形形成工程と、前記外形形成工程によって外周が機械加工により切削された前記素材に、前記第1の軸を中心軸として貫通孔を機械加工により形成する貫通孔形成工程と、前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記2つの球体のうち一方の球体の中心を通る第2の軸を中心軸として、該一方の球体に第1の凹部を機械加工により切削する第1の凹部形成工程と、前記第1の凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記一方の球体の内部を、前記第2の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記第1の凹部の開口部の周囲に補強部を形成する第1の空間形成工程と、前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記2つの球体のうち他方の球体の中心を通る第3の軸を中心軸として、該他方の球体に第2の凹部を機械加工により切削する第2の凹部形成工程と、前記第2の凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記他方の球体の内部を、前記第3の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記第2の凹部の開口部の周囲に補強部を形成する第2の空間形成工程とを備え、前記蒸気流入出部製造過程が、前記第1の凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記一方の球体に蒸気流入部を溶着する蒸気流入部溶着工程と、前記第2の凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記他方の球体に蒸気流出部を溶着する蒸気流出部溶着工程とを備えることを特徴とする。
【0020】
この蒸気弁の製造方法によれば、蒸気弁の外周面の機械加工の中心軸と内周面の機械加工の中心軸とを別個に設定し、蒸気弁の外周面および内周面を別個に切削することで、第1および第2の凹部の開口部の周囲に補強部を形成することができる。
【0021】
また、蒸気弁を形成する弁室の形状を球状とし、補強部を設けることで、弁本体全体の肉厚を薄く構成することができ、重量の軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0022】
また、蒸気弁を形成する弁室を球状とすることで、発生する熱応力そのものの絶対値を低く抑えることができる。さらに、弁本体は、機械加工で製作されるため、壁部の肉厚を均一かつ薄肉化することができるので、蒸気タービン起動時等の熱応力を緩和することができる。これによって、蒸気弁の信頼性を向上させることができる。また、高温化および高圧化された蒸気条件においても、熱応力を緩和することができ、蒸気弁の信頼性を維持することができる。
【0023】
また、本発明の蒸気弁の製造方法は、蒸気弁の弁本体を形成する弁本体製造過程と、前記弁本体製造過程において形成された弁本体に蒸気流入部を形成する蒸気流入部製造過程とを備えた蒸気弁の製造方法であって、前記弁本体形成過程が、第1の軸を機械加工の中心軸として、素材を機械加工により、前記第1の軸を回転軸とした回転体形状である球体形状に切削する外形形成工程と、前記外形形成工程によって、外周が機械加工により切削された前記素材に、前記第1の軸を中心軸として貫通孔を機械加工により形成する貫通孔形成工程と、前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記球体の中心を通る第2の軸を中心軸として、前記球体に凹部を機械加工により切削する凹部形成工程と、前記凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記球体の内部を、前記第2の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記凹部の開口部の周囲に補強部を形成する空間形成工程とを備え、前記蒸気流入部製造過程が、前記凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記球体に蒸気流入部を溶着する蒸気流入部溶着工程を備えることを特徴とする。
【0024】
この蒸気弁の製造方法によれば、蒸気弁の弁本体の形状を簡素化し、弁本体自体の全長を短くすることができ、重量の軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0025】
また、蒸気出口管は、機械加工によって弁本体と一体化して製作されるため、弁本体では、熱応力の集中しやすい蒸気出口管の構造溶接部が存在しない。これによって、弁本体における熱応力の集中を回避することができるので、蒸気弁としての品質を格段に向上させることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0027】
(第1の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態の蒸気弁1の概要を図1を参照して説明する。図1は、第1の実施の形態の蒸気弁1の断面図を示す。図2は、蒸気弁1の弁本体2の断面図を示す。
【0028】
第1の実施の形態の蒸気弁1は、弁本体2、上蓋3、主弁4、弁棒5、案内片6、弁座7、ストレーナ8、ブラケット9で主に構成されている。
【0029】
弁本体2は、蒸気流入側弁本体2aと蒸気流出側弁本体2bとから構成される。蒸気流入側弁本体2aの上部の開口部には、上蓋3がボルト10にて固定されている。また、蒸気流入側弁本体2aと蒸気流出側弁本体2bとの連通部には、弁座7が固着され、その弁座7と上蓋3との間に蒸気中の異物を捕捉するストレーナ8が設置されている。
【0030】
主弁4に取り付けられた弁棒5は、案内片6に摺動可能に支持され、ブラケット9を介してボルト10により蒸気流出側弁本体2bに固定されたアクチュエータ(図示しない)によって、上下方向に作動させられる。
【0031】
蒸気は、蒸気流入側弁本体2aに開口された蒸気流入孔11から流入し、主弁4と弁座7の間に形成される流路を通過して、蒸気流出側弁本体2bに開口された蒸気流出孔12から流出する。また、蒸気流入孔11には蒸気流入管13が、蒸気流出孔12には蒸気流出管14が接続されている。
【0032】
さらに、蒸気流入側弁本体2aの内壁の蒸気流入孔11の周囲には、補強のために補強余肉部15が設けられている。また、蒸気流入側弁本体2aの内壁と同様に、蒸気流出側弁本体2bの内壁の蒸気流出孔12の周囲には、補強のために補強余肉部15が施されている。ここで、補強余肉部15とは、例えば、蒸気流入側弁本体2a側で示すと、蒸気流入側弁本体2aに蒸気流入孔11を設けるために蒸気流入側弁本体2aから取り除かれた体積に相当する蒸気流入側弁本体2aの構成部材を所定の範囲に補った部分をいう。なお、補強余肉部15の算出方法などについては、後述する。
【0033】
なお、補強余肉部15は、蒸気流入側弁本体2aや蒸気流出側弁本体2bの内壁に形成されることに限らず、蒸気流入側弁本体2aおよび蒸気流出側弁本体2bの外壁に形成されてもよい。
【0034】
本発明においては、主に蒸気弁1の弁本体2の構成および製造方法を特徴としているので、以下には、主に弁本体2について図2を参照して説明する。
【0035】
弁本体2の素材は、例えば、大型鋼塊の製造性に優れ高温強度に優れたコバルト基合金鋼などで構成され、鍛造によって形成される。ここで用いられるコバルト基合金鋼は、例えば、コバルトを重量割合で50%以上含むものなどである。
【0036】
鍛造部材は、内在欠陥がなく、鋳造部材に比べ鋳造係数等の設計時に考慮すべき許容応力上の余裕を取る必要がないため、薄肉の弁本体2を形成することができる。弁本体2を薄肉で形成することで、熱応力の発生を緩和することができる。しかし、鍛造にて製作したとしても、造形寸法によってはその効果を十分に得ることが困難な場合があるため、本発明の弁本体2は、各部分の肉厚を精度よく仕上げるために、弁本体2の内外面ともに機械加工で製作された。
【0037】
図2に示した弁本体2は、上述したように、蒸気流入側弁本体2aと蒸気流出側弁本体2bから構成され、弁本体2は、1つの素材から機械加工によって形成される。また、弁本体2は、内外面の全面を機械加工できるように形状の簡素化が図られている。さらに、より蒸気タービン起動時などの熱応力を緩和するために、極力薄肉とするための手段として、弁本体2の最大熱応力が発生する部分に球面体形状を採用し、発生する熱応力そのものの絶対値を低く抑える構造にしている。
【0038】
また、蒸気流入側弁本体2aには、蒸気流入孔11が開口され、蒸気流出側弁本体2bには、蒸気流出孔12が開口されている。弁本体2は、圧力容器でもあり、圧力容器とした場合、弁本体2の胴部に蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の貫通穴が開口されているため、強度上不十分となる。そこで、弁本体2では、第一種圧力容器構造規格に基づいて、補強余肉部15が設けられている。
【0039】
ここで、補強余肉部15は、弁本体2の胴部に開口された蒸気流入孔11および蒸気流出孔12により、これらの付近の構造上の強度が低下するのを避けるための補強部として、蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の開口部付近に形成される。この補強余肉部15の最小断面積(A)は、次の式によって求めることができる。
【0040】
A = F×tr×d … 式(1)
ここで、dは腐食代を除いた穴の最大径、trは穴のない弁本体2の胴部の計算上必要な厚さ、Fは係数であり、ここでは1とする。
【0041】
図3に、式(1)に基づいて算出した最小断面積で、補強を行った弁本体20と、弁本体20の開口部22に接続された配管21の断面図の一例を示す。補強余肉部である斜線部Bの合計の面積が、式(1)で算出された斜線部Aの面積と等しくなっている。
【0042】
このように、最小断面積で蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の開口部付近を補強することで、弁本体2の全体の肉厚を薄くすることができ、製品としてバランスが取れた形状となり、蒸気弁1の総重量および製作コストをともに最小限に抑えることができる。
【0043】
(弁本体2の製作方法)
次に、図4乃至11を参照して、弁本体2の製作方法の一例を説明する。なお、図4乃至11は、弁本体2の各製作工程における断面図を示している。また、ここでは、弁本体2は、例えば、NC複合立旋盤などの工作機器を用いて機械加工によって製作される。
【0044】
図4に示すように、例えば、円柱などの形状をした素材30のY−Y軸を機械加工の中心軸として、素材30を切削し、2つの球体が連結した形状の部分とその2つの球体のY−Y軸方向の両端に円筒部を有する弁本体2の外形を形成する(図5)。
【0045】
弁本体2の外形が形成された素材30の中央に、Y−Y軸に沿って貫通孔31を形成する(図6)。なお、貫通孔31の径は、ブラケット9によって閉じられる蒸気流出側弁本体2bの下部に形成された開口部の径とほぼ等しくしておくことが好ましい。
【0046】
さらに、蒸気流出側弁本体2bに設置される案内片6の固定部、蒸気流入側弁本体2aと蒸気流出側弁本体2bとの連通部に設置される弁座7の固定部および蒸気流出側弁本体2bに設置される上蓋3の固定部における径に対応する径で、貫通孔31をさらに切削する(図7)。
【0047】
続いて、素材30は、蒸気流入側弁本体2aの蒸気流入孔11を形成するために、Y−Y軸と直交し、蒸気流入側弁本体2aの中心を通るXA−XA軸を機械加工の中心軸として、XA−XA軸に沿って切削される。そして、その切削は、対向する側に蒸気流入側弁本体2aの壁部の厚さを残して停止され、その切削によって凹部が形成される(図8)。
【0048】
また、素材30は、蒸気流出側弁本体2bの蒸気流出孔12を形成するために、Y−Y軸と直交し、蒸気流出側弁本体2bの中心を通るXB−XB軸を機械加工の中心軸として、XB−XB軸に沿って切削される。そして、その切削は、対向する側に蒸気流出側弁本体2bの壁部の厚さを残して停止され、その切削によって凹部が形成される(図8)。
【0049】
次に、XA−XA軸を機械加工の中心軸として、素材30の内部が切削され、ほぼ球状の内壁が形成される(図9)。なお、図9に示すように、蒸気流入孔11側の内壁部においては、補強余肉部15を残して切削が行われる。
【0050】
続いて、XB−XB軸を機械加工の中心軸として、素材30の内部が切削され、ほぼ球状の内壁が形成される(図10)。なお、図10に示すように、蒸気流出孔12側の内壁部においては、補強余肉部15を残して切削が行われる。図10に示した工程で、蒸気流入側弁本体2aおよび蒸気流出側弁本体2bから構成される弁本体2が完成する。
【0051】
次に、蒸気流入側弁本体2aの蒸気流入孔11に連通するように、蒸気流入管13が溶接される。また、蒸気流出側弁本体2bの蒸気流出孔12に連通するように、蒸気流出管14が溶接される(図11)。
【0052】
第1の実施の形態の蒸気弁1によれば、蒸気弁1の外周面の機械加工の中心軸と内周面の機械加工の中心軸とを別個に設定し、蒸気弁1の外周面および内周面を別個に切削することで、内周面の蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の付近に、計算上必要となる補強余肉部15を形成することができる。
【0053】
また、蒸気流入側弁本体2aおよび蒸気流出側弁本体2bの形状を球体とし、補強余肉部15を設けることで、弁本体2全体の肉厚を薄く構成することができ、重量を軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0054】
また、蒸気流入側弁本体2aおよび蒸気流出側弁本体2bの形状を球状とすることで、発生する応力そのものの絶対値を低く抑えることができる。
【0055】
さらに、球状で構成される蒸気流入側弁本体2aおよび蒸気流出側弁本体2bは、機械加工で製作されるため、壁部の肉厚を均一かつ薄肉化することができるので、蒸気タービン起動時等の熱応力を緩和することができる。これによって、蒸気弁の信頼性を向上させることができるとともに、経年的な保守点検を容易に行うことができる。また、高温化および高圧化された蒸気条件においても、熱応力を緩和することができ、蒸気弁の信頼性を維持することができる。
【0056】
第1の実施の形態の蒸気弁1の弁本体2における蒸気流入孔11は、図12に示すように、蒸気流入側弁本体40aと一体化された開先部41を有する短管部42によって構成されてもよい。また、XA−XA軸を機械加工の中心軸として、補強余肉部15および短管部42の開先部41が形成される。そして、短管部42の開先部41に蒸気流入管13が溶接される。
【0057】
また、図12には、蒸気流出側弁本体側について図示されていないが、蒸気流入側弁本体2aと同様に、蒸気流出孔12が形成される。
このように蒸気流入側弁本体2aと一体化された開先部41を有する短管部42によって蒸気流入孔11を構成することで、短管部42の開先部41と蒸気流入管13との溶接部の肉厚が平坦となり、非破壊検査を容易に行うことができる。
【0058】
また、図13に示すように、蒸気流入管13および蒸気流出管14を異径管で構成し、その異径管の径の大きい側を弁本体2に溶接するようにしてもよい。 この場合、蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の孔径を、図2に示した弁本体2の蒸気流入孔11および蒸気流出孔12の孔径よりも大きく開口することができるので、XA−XA軸およびXB−XB軸を中心軸として行う機械加工が容易になり、生産性の向上を図ることができる。
【0059】
さらに、図2に示された弁本体2では、蒸気流入側弁本体2aの球状の内壁面および外壁面は、同一中心点に基づいて構成されているが、図14に示すように、それぞれの中心点を異にして構成されてもよい。
【0060】
図14に示された蒸気流入側弁本体2aでは、内壁面の中心点は、XA−XA軸上で、外壁面の中心点よりも蒸気流入孔11側に位置している。このように、内壁面の中心点を蒸気流入孔11側に所定の距離ずらすことで、ストレーナ(図示しない)の外周と蒸気流入側弁本体2aの内壁面との間の蒸気流路を均等に構成することができる。なお、蒸気流出側弁本体2bにおいても、蒸気流入側弁本体2aと同様に、球状の内壁面および外壁面の中心点を異にして構成することもできる。
【0061】
これまで示した実施の形態の弁本体では、補強余肉部15は、例えば、図2に示すように、XA−XA軸またはXB−XB軸に対して垂直方向に平面形状の内周面を有して形成されているが、この形状に限るものではない。例えば、図15に示すように、蒸気流入側弁本体2aの球状の内壁の半径を、蒸気流入孔11側に向けて徐々に減少させ、内壁の蒸気流入孔11側に補強余肉部15を形成することもできる。これと同様に、蒸気流出側弁本体2bの球状の内壁の半径を、蒸気流出孔12側に向けて徐々に減少させ、内壁の蒸気流出孔12側に補強余肉部15を形成することもできる。
【0062】
ここで使用した弁本体2の素材は、内在欠陥のない鍛造部材であるが、今後の精密な鋳造技術と新規材料開発の進歩にともない、前述の鍛造部材と同等品質の鋳造部材が得られるようになれば、鍛造部材に限らず、鋳造部材も弁本体2を形成する素材として用いることができる。この場合にも、前述した鍛造部材を用いて弁本体2を製作する場合と同様の効果を得ることができる。
【0063】
また、図4乃至11に弁本体2の製作方法の一例を説明したが、弁本体2の製作方法はこれに限られるものではなく、機械加工によって弁本体2の形状が製作されるものならばよい。
【0064】
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態の蒸気弁の弁本体50の概要を図16および17を参照して説明する。図16は、第2の実施の形態の弁本体50の断面図を示す。図17は、蒸気流入管51の斜視図を示す。
【0065】
図16に示された弁本体50は、蒸気流入側弁本体50aと蒸気流出側弁本体50bから構成され、弁本体50は、1つの素材から機械加工によって形成される。また、弁本体50は、内外面の全面を機械加工できるように形状の簡素化が図られている。さらに、より蒸気タービン起動時などの熱応力を緩和するために、極力薄肉とするための手段として、弁本体50の最大熱応力が発生する部分に球面体形状を採用し、発生する熱応力そのものの絶対値を低く抑える構造にしている。
【0066】
また、蒸気流入側弁本体50aには、蒸気流入管51を溶接するための開先部52を有する開口部が、蒸気流入側弁本体50aの球状の内壁の中心点OaからXA−XA軸に対称に角度αに対応して形成される。角度αは、γ×2およびδ×2のうちいずれか小さい方の角度を最大角とし、角度αは、その最大角以下の角度で構成される。ここで、角度γは、上蓋3が固定される面54に対して垂直な蒸気流入側弁本体50aの円筒部の外壁55と蒸気流入側弁本体50aの球状の外壁とが交わる点Pと中心点Oaとを結んだ直線と、XA−XA軸とによって形成される角度である。また、角度δは、蒸気流入側弁本体50aと蒸気流出側弁本体50bとの外壁が交わる点Qと中心点Oaとを結んだ直線と、XA−XA軸とによって形成される角度である。
【0067】
また、蒸気流入側弁本体50aと同様に、蒸気流出側弁本体50bには、蒸気流出管53を溶接するための開先部52を有する開口部が、蒸気流出側弁本体50bの球状の内壁の中心点ObからXB−XB軸に対称に角度βに対応して形成される。角度βは、θ×2およびφ×2のうちいずれか小さい方の角度を最大角とし、角度βは、その最大角以下の角度で構成される。ここで、角度θは、ブラケット9が固定される面56に対して垂直な蒸気流出側弁本体50bの円筒部の外壁57と蒸気流出側弁本体50bの球状の外壁とが交わる点Rと中心点Obとを結んだ直線と、XB−XB軸とによって形成される角度である。また、角度φは、蒸気流入側弁本体50aと蒸気流出側弁本体50bとの外壁が交わる点Sと中心点Obとを結んだ直線と、XB−XB軸とによって形成される角度である。
【0068】
第2の実施の形態の弁本体50の蒸気流入側弁本体50aおよび蒸気流出側弁本体50bの開口部の径は、第1の実施の形態の弁本体2の蒸気流入側弁本体2aの蒸気流入孔11および蒸気流出側弁本体2bの蒸気流出孔12の径よりも十分に大きく形成することができるので、作業効率を向上することができる。また、蒸気流入側弁本体50aおよび蒸気流出側弁本体50bでは、開口部の径が十分に大きいので、補強余肉部58を弁本体50の任意な部分に形成することが容易になり、最適な弁本体50の補強を行うことができる。
【0069】
蒸気流入管51は、1つの素材から機械加工によって形成され、内外面の全面を機械加工できるように形状の簡素化が図られている。また、蒸気流入管51は、蒸気流入側弁本体50aの球状の壁部の一部を有して形成されている。
【0070】
蒸気流入側弁本体50aの開口部の開先部52の面と対向する蒸気流入管51のテーパ部51aは、XA−XA軸を中心軸としてほぼ角度αの角度を有している。また、テーパ部51aは、蒸気流入側弁本体50aの開口部と最適に溶接されるように開先部を有している。さらに、図16に示すように、蒸気流入管51は、補強余肉部58を一体化して機械加工によって形成されている。そして、蒸気流入管51は、蒸気流入側弁本体50aの開口部に溶接される。
【0071】
蒸気流出管53は、蒸気流入管51と同様に、1つの素材から機械加工によって形成され、内外面の全面を機械加工できるように形状の簡素化が図られている。また、蒸気流出管53は、蒸気流出側弁本体50bの球状の壁部の一部を有して形成されている。
【0072】
図16に示すように、蒸気流出側弁本体50bの開口部の開先部52の面と対向する蒸気流出管53のテーパ部53aは、XB−XB軸を中心軸としてほぼ角度βの角度を有している。また、テーパ部53aは、蒸気流出側弁本体50bの開口部と最適に溶接されるように開先部を有している。さらに、蒸気流出管53は、補強余肉部58を一体化して機械加工によって形成されている。そして、蒸気流出管53は、蒸気流出側弁本体50bの開口部に溶接される。
【0073】
弁本体50、蒸気流入管51および蒸気流出管53は、それぞれ別個に機械加工によって製作されるので、例えば、弁本体50を大型鋼塊の製造性に優れ高温強度に優れたコバルトを重量割合で50%以上含むコバルト基合金鋼で製作し、蒸気流入管51および蒸気流出管53を高温強度に優れたニッケルを重量割合で35%以上含むニッケル基合金鋼で製作することもできる。また、例えば、弁本体50を鋳造部材で製作し、蒸気流入管51および蒸気流出管53を鍛造部材で製作することもできる。
【0074】
なお、弁本体50は、基本的には第1の実施の形態で説明した弁本体2の製作工程と同様の工程で製作される。
【0075】
このように、構成部品の発生応力(要求強度)に応じて、材料または材料の製造方式を選択して材料を使用することで、最適な蒸気弁を製作することができる。
【0076】
第2の実施の形態の蒸気弁によれば、蒸気流入管51および蒸気流出管53は、弁本体50の球状の壁部を開口して溶接されるため、壁部の開口径を大きくとることができ、弁本体50の内部の機械加工が容易になり、生産性の向上を図ることができる。
【0077】
また、蒸気流入管51および蒸気流出管53は、弁本体50とは別個に、機械加工により補強余肉部58を一体化して形成されるので、補強余肉部58の形成が容易で、生産性の向上を図ることができる。さらに、補強余肉部58の形状を用途に合わせて任意に形成できるので、より的確な補強部を形成することができる。また、蒸気流入側弁本体50aおよび蒸気流出側弁本体50bの形状を球体とし、補強余肉部58を設けることで、弁本体50全体の肉厚を薄く構成することができ、重量を軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0078】
さらに、蒸気流入側弁本体50aの開口部、蒸気流出側弁本体50bの開口部、蒸気流入管51のテーパ部51aおよび蒸気流出管53のテーパ部53aに開先部を機械加工によって正確に形成することができるので、最適な溶接を行うことができ、溶接部の品質を向上させることができる。
【0079】
また、球状の蒸気流入側弁本体50aおよび蒸気流出側弁本体50bの壁部に開口し、球状部で蒸気流入管51および蒸気流出管53が構造溶接されるため、直接的に応力集中の発生する部位を回避することができる。これによって、蒸気流入管51および蒸気流出管53の溶接部の品質を格段に向上させることができる。
【0080】
(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態の蒸気弁60の概要を図18を参照して説明する。図18は、第3の実施の形態の蒸気弁60の断面図を示す。
【0081】
第3の実施の形態の蒸気弁60の弁本体61は、図1に示す第1の実施の形態の蒸気弁1の蒸気流入側弁本体2a側のみを用いた構成となっている。
【0082】
第3の実施の形態の蒸気弁60は、弁本体61、上蓋62、主弁63、弁棒64、弁座65、ストレーナ66で主に構成されている。
【0083】
機械加工によって製作された弁本体61には、蒸気流入孔68、上部開口部69および蒸気流出孔70が開口され、蒸気流入孔68には、蒸気流入管71が溶接されている。また、弁本体61の球状の内壁の蒸気流入孔68側には、補強余肉部72が設けられている。
【0084】
弁本体61の上部開口部69には、上蓋62がボルト67にて固定されている。また、蒸気弁60の中心軸であるY−Y軸に沿って、上蓋62に弁棒64の案内孔が開口されている。弁棒64の一端には主弁63が接続され、弁棒64のY−Y軸方向の移動によって、主弁63と弁座65との間に形成される蒸気流路の開閉を行う。弁棒64のY−Y軸方向の移動は、アクチュエータなど(図示しない)によって行われる。また、弁座65と上蓋62との間に蒸気中の異物を捕捉するストレーナ66が設置されている。
【0085】
蒸気は、弁本体61に開口された蒸気流入孔68から流入し、主弁63と弁座65の間に形成される蒸気流路を通過して、蒸気流出孔70から流出する。
【0086】
弁本体61および蒸気流入管71は、例えば、高温域で高強度であり小型鋼塊の製造が容易なニッケルを重量割合で35%以上含むニッケル基合金鋼などで形成されるが、これに限られるものではない。
【0087】
(弁本体61の製作方法)
次に、図19乃至25を参照して、弁本体61の製作方法の一例を説明する。なお、図19乃至25は、弁本体61の各製作工程における断面図を示している。また、ここでは、弁本体61は、例えば、NC複合立旋盤などの工作機器を用いて機械加工によって製作される。
【0088】
図19に示すように、例えば、円柱などの形状をした素材80のY−Y軸を機械加工の中心軸として、素材80を切削し、球体部とその球体部のY−Y軸方向の両端に円筒部を有する形状の弁本体61の外形を形成する(図20)。
【0089】
弁本体61の外形が形成された素材80の中央に、Y−Y軸に沿って貫通孔81を形成する(図21)。
【0090】
さらに、弁座65の固定部における径に対応する径で、貫通孔81をさらに切削する(図22)。
【0091】
続いて、素材80は、弁本体61の蒸気流入孔68を形成するために、Y−Y軸と直交し、弁本体61の中心を通るXA−XA軸を機械加工の中心軸として、XA−XA軸に沿って切削される。そして、その切削は、対向する側に弁本体61の壁部の厚さを残して停止され、その切削によって凹部が形成される(図23)。
【0092】
次に、弁本体61において、XA−XA軸を機械加工の中心軸として、弁本体61の内部が切削され、ほぼ球状の内壁が形成される(図24)。なお、図24に示すように、内壁の蒸気流入孔68側は、補強余肉部82を残して切削が行われる。図24に示した工程で、弁本体61が完成する。
【0093】
続いて、弁本体61の蒸気流入孔68に連通するように、蒸気流入管71が溶接される(図25)。
【0094】
第3の実施の形態の蒸気弁60によれば、弁本体61の形状を簡素化し、弁本体61自体の全長を短くすることができ、重量の軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0095】
また、蒸気出口管は、機械加工によって弁本体61と一体化して製作されるため、弁本体61では、熱応力の集中しやすい蒸気出口管の構造溶接部が存在しない。これによって、弁本体61における熱応力の集中を回避することができるので、蒸気弁60としての品質を格段に向上させることができる。
【0096】
さらに、弁本体61の形状を球体とし、補強余肉部82を設けることで、弁本体61全体の肉厚を薄く構成することができ、重量の軽減、製作コストの削減を図ることができる。
【0097】
なお、第2の実施の形態の蒸気弁の弁本体50においても、第3の実施の形態の蒸気弁の弁本体61のように、全長を短くした構成を採用することができる。
【0098】
【発明の効果】
本発明の蒸気弁および蒸気弁の製造方法によれば、高温化および高圧化された蒸気条件においても、熱応力を緩和することができ、蒸気弁の信頼性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態の蒸気弁の断面図。
【図2】第1の実施の形態の蒸気弁の弁本体の断面図。
【図3】補強を行った弁本体と、弁本体の開口部に接続された配管の一例を示す断面図。
【図4】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図5】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図6】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図7】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図8】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図9】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図10】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図11】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図12】蒸気流入側弁本体の構成の一例を示す断面図。
【図13】弁本体の構成の一例を示す断面図。
【図14】弁本体の構成の一例を示す断面図。
【図15】弁本体の構成の一例を示す断面図。
【図16】第2の実施の形態の弁本体の断面図。
【図17】蒸気流入管の斜視図。
【図18】第3の実施の形態の蒸気弁の断面図。
【図19】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図20】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図21】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図22】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図23】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図24】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図25】弁本体の製作工程を示す断面図。
【図26】従来の蒸気弁の断面図。
【符号の説明】
1…蒸気弁
2…弁本体
2a…蒸気流入側弁本体
2b…蒸気流出側弁本体
3…上蓋
4…主弁
5…弁棒
6…案内片
7…弁座
8…ストレーナ
9…ブラケット
10…ボルト
11…蒸気流入孔
12…蒸気流出孔
13…蒸気流入管
14…蒸気流出管
15…補強余肉部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steam valve applicable to flow control of high-temperature and high-pressure steam in a main steam pipe and a reheat steam pipe of a steam turbine, and a method for manufacturing the steam valve.
[0002]
[Prior art]
In the latter half of the 1960s, the steam conditions for one-stage reheating with a steam pressure of 24.1 MPa and a steam temperature of 538/566 ° C. were established as standard for commercial thermal turbines in Japan. There was no breakthrough in turbines. However, since the oil shock, energy conservation has been strongly promoted, and the subsequent rapid increase in interest in global warming issues has been pushing for higher efficiency in thermal power plants.
[0003]
In order to increase the thermal efficiency in a thermal power plant, the most effective means is to increase the temperature and pressure of the steam flowing into the steam turbine. Currently, the adoption of steam conditions with a steam pressure of 35 MPa and a steam temperature of 650 ° C. or higher is being studied. ing.
[0004]
FIG. 26 shows a cross-sectional view of a
[0005]
The
[0006]
The steam flows from the
[0007]
Chromium-molybdenum added with vanadium to increase the high-temperature strength by adding chromium and molybdenum as the material of the
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Publication No. 7-54089
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the conventional valve body has a complicated shape, the thickness of each part is uneven due to the structure, and at the time of startup of the steam turbine, a great deal of temperature difference occurs between the inner and outer surfaces of the thick part. There was a problem that thermal stress was generated.
[0010]
In addition, in order to improve the thermal efficiency in the thermal power plant, there has been a problem that when a steam pressure or a steam temperature acting on the steam valve is increased, a larger thermal stress is generated.
[0011]
Furthermore, the use limit temperature of various materials used in the present thermal power plant is about 600 ° C. However, in order to improve the thermal efficiency in the thermal power plant, the temperature and pressure of the steam will be further increased in the near future. It is clear. Therefore, development of a steam valve that can cope with higher temperature and higher pressure of steam is required.
[0012]
Accordingly, the present invention provides a steam valve and a method for manufacturing a steam valve that can alleviate thermal stress even under high-temperature and high-pressure steam conditions and maintain the reliability of the steam valve. Objective.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a steam valve according to the present invention includes a first valve main body having a spherical valve chamber having a steam inflow hole and a first reinforcement formed around the inflow hole. A steam inflow portion welded to the first valve main body so as to communicate with the inflow hole, a steam outflow hole formed in the first valve main body, and a spherical valve chamber. A second valve body having a second reinforcing portion formed around the outflow hole, and a steam outflow portion welded to the second valve body so as to communicate with the outflow hole; The first valve body And the inner and outer surfaces of the second valve main body, the first reinforcing portion and the second reinforcing portion are formed by machining, and the first valve main body, the second valve main body, the first The reinforcing portion and the second reinforcing portion are integrally formed It is characterized by that.
[0014]
According to this steam valve, the shape of the first valve body and the second valve body is made spherical, and the reinforcing part is provided, so that the thickness of the entire valve body can be reduced, and the weight is reduced and manufactured. Cost can be reduced.
[0015]
In addition, by making the first valve body and the second valve body spherical, the absolute value of the generated thermal stress itself can be kept low. Furthermore, since the first valve body and the second valve body configured in a spherical shape are manufactured by machining, the wall thickness can be made uniform and thin. Thermal stress can be relaxed. Thereby, the reliability of the steam valve can be improved. Further, even under high-temperature and high-pressure steam conditions, the thermal stress can be relaxed and the reliability of the steam valve can be maintained.
[0016]
Further, the steam valve of the present invention has a valve main body having a spherical valve chamber having a steam inlet hole,
A reinforcing portion formed around the inflow hole, a steam inflow portion welded to the valve body so as to communicate with the inflow hole, and the valve body Along the central axis of machining when forming the outline of The valve body having a formed steam outlet The inner and outer surfaces, the reinforcing portion and the steam outflow portion are formed by machining and integrally formed. It is characterized by that.
[0017]
According to this steam valve, the shape of the valve body can be simplified, the overall length of the valve body itself can be shortened, the weight can be reduced, and the production cost can be reduced.
[0018]
Further, since the steam outlet pipe is manufactured integrally with the valve body by machining, there is no structural welded portion of the steam outlet pipe where thermal stress tends to concentrate in the valve body. Thereby, since concentration of thermal stress in the valve body can be avoided, the quality as a steam valve can be remarkably improved.
[0019]
The method for producing the steam valve of the present invention comprises: A steam valve manufacturing process comprising: a valve body manufacturing process for forming a valve body of the steam valve; and a steam inflow / outlet manufacturing process for forming a steam inflow portion and a steam outflow portion in the valve body formed in the valve body manufacturing process. A method of manufacturing the valve body comprising: Using the first axis as the central axis for machining, It is a rotating body shape with the first axis as a rotation axis by machining. The outer shape is formed by cutting the outer shape into a shape in which two spheres are connected and the outer shape forming step. By machining A through hole is formed in the cut material with the first axis as the central axis. By machining A through-hole forming step to be formed, and a second axis that is orthogonal to the first axis and passes through the center of one of the two spheres formed in the outer shape forming step. The first recess in the sphere By machining The inside of the one sphere having the recess formed by the first recess forming step to be cut and the first recess forming step is centered on the second axis. By machining Cutting, forming a substantially spherical space, and forming a reinforcing portion around the opening of the first recess, and forming the outer shape perpendicular to the first axis. A second axis is formed on the other sphere with the third axis passing through the center of the other sphere as the central axis. By machining The inside of the other sphere having the recess formed by the second recess forming step to be cut and the second recess forming step is centered on the third axis. By machining A second space forming step of cutting and forming a substantially spherical space and forming a reinforcing portion around the opening of the second recess; The steam inflow / outlet manufacturing process comprises A steam inflow portion welding step in which a steam inflow portion is welded to the one sphere so as to communicate with the opening formed in the first recess formation step; and an opening formed in the second recess formation step. A steam outlet portion welding step for welding the steam outlet portion to the other sphere so as to communicate with each other; With It is characterized by that.
[0020]
According to this steam valve manufacturing method, the center axis of machining of the outer peripheral surface of the steam valve and the center axis of machining of the inner peripheral surface are set separately, and the outer peripheral surface and inner peripheral surface of the steam valve are separately set. By cutting, a reinforcement part can be formed around the opening part of the 1st and 2nd recessed part.
[0021]
Further, by making the shape of the valve chamber forming the steam valve spherical and providing the reinforcing portion, the thickness of the entire valve main body can be reduced, and the weight can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
[0022]
Moreover, the absolute value of the generated thermal stress itself can be kept low by making the valve chamber forming the steam valve spherical. Furthermore, since the valve body is manufactured by machining, the wall thickness can be made uniform and thin, so that the thermal stress at the time of starting the steam turbine can be reduced. Thereby, the reliability of the steam valve can be improved. Further, even under high-temperature and high-pressure steam conditions, the thermal stress can be relaxed and the reliability of the steam valve can be maintained.
[0023]
In addition, the method for manufacturing the steam valve of the present invention includes: A steam valve manufacturing method comprising: a valve body manufacturing process for forming a valve body of a steam valve; and a steam inflow part manufacturing process for forming a steam inflow part in the valve body formed in the valve body manufacturing process, The valve body forming process Using the first axis as the central axis for machining, It is a rotating body shape with the first axis as a rotation axis by machining. The outer shape is formed by the outer shape forming step of cutting into a spherical shape and the outer shape forming step. By machining A through hole is formed in the cut material with the first axis as the central axis. By machining A through-hole forming step to be formed, and a concave portion in the sphere with a second axis passing through the center of the sphere formed in the outer shape forming step as a central axis perpendicular to the first axis. By machining A recess forming step for cutting, and the inside of the sphere having the recess formed by the recess forming step, with the second axis as a central axis. By machining A space forming step of cutting to form a substantially spherical space and forming a reinforcing portion around the opening of the concave portion; The steam inflow part manufacturing process comprises A steam inflow portion welding step of welding the steam inflow portion to the sphere so as to communicate with the opening formed by the recess forming step; Prepare It is characterized by that.
[0024]
According to this steam valve manufacturing method, the shape of the valve body of the steam valve can be simplified, the overall length of the valve body itself can be shortened, and the weight can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
[0025]
Further, since the steam outlet pipe is manufactured integrally with the valve body by machining, there is no structural welded portion of the steam outlet pipe where thermal stress tends to be concentrated in the valve body. Thereby, since concentration of thermal stress in the valve body can be avoided, the quality as a steam valve can be remarkably improved.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0027]
(First embodiment)
An outline of the
[0028]
The
[0029]
The
[0030]
A valve stem 5 attached to the main valve 4 is slidably supported by the
[0031]
The steam flows in from the
[0032]
Furthermore, a
[0033]
The
[0034]
Since the present invention is mainly characterized by the configuration and manufacturing method of the
[0035]
The material of the
[0036]
The forged member has no inherent defect, and it is not necessary to take a margin on the allowable stress to be considered at the time of designing, such as a casting coefficient, as compared with the cast member. Therefore, the
[0037]
As described above, the
[0038]
In addition, a
[0039]
Here, the reinforcing
[0040]
A = F × t r Xd ... Formula (1)
Where d is the maximum hole diameter excluding corrosion allowance, t r Is the thickness required for calculation of the body of the
[0041]
FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view of the reinforced
[0042]
In this way, by reinforcing the vicinity of the openings of the
[0043]
(Manufacturing method of valve body 2)
Next, an example of a method for manufacturing the
[0044]
As shown in FIG. 4, for example, the
[0045]
A through
[0046]
Furthermore, the fixed part of the
[0047]
Subsequently, in order to form the
[0048]
Further, the
[0049]
Next, the inside of the
[0050]
Subsequently, with the XB-XB axis as the central axis of machining, the inside of the
[0051]
Next, the
[0052]
According to the
[0053]
Moreover, the shape of the steam inflow
[0054]
Further, by making the shapes of the steam inflow
[0055]
Furthermore, since the steam inflow
[0056]
As shown in FIG. 12, the
[0057]
Although not shown in FIG. 12 for the steam outlet side valve body side, the
Thus, by forming the
[0058]
Further, as shown in FIG. 13, the
[0059]
Further, in the
[0060]
In the steam inflow
[0061]
In the valve body of the embodiment shown so far, for example, as shown in FIG. 2, the reinforcing
[0062]
The material of the
[0063]
Moreover, although an example of the manufacturing method of the valve
[0064]
(Second Embodiment)
An outline of the
[0065]
The
[0066]
Further, the steam inflow
[0067]
Similarly to the steam inflow
[0068]
The diameters of the openings of the steam inflow
[0069]
The
[0070]
The tapered
[0071]
Similarly to the
[0072]
As shown in FIG. 16, the tapered
[0073]
Since the valve
[0074]
The
[0075]
As described above, an optimal steam valve can be manufactured by selecting a material or a material manufacturing method and using the material according to the generated stress (required strength) of the component.
[0076]
According to the steam valve of the second embodiment, the
[0077]
Further, since the
[0078]
Further, a groove is accurately formed by machining in the opening of the steam inflow
[0079]
In addition, since the
[0080]
(Third embodiment)
An outline of the
[0081]
The
[0082]
The
[0083]
The valve
[0084]
An
[0085]
The steam flows in from a
[0086]
The valve
[0087]
(Manufacturing method of valve body 61)
Next, an example of a method for manufacturing the
[0088]
As shown in FIG. 19, for example, the
[0089]
A through
[0090]
Further, the through
[0091]
Subsequently, in order to form the
[0092]
Next, in the valve
[0093]
Subsequently, the
[0094]
According to the
[0095]
Further, since the steam outlet pipe is manufactured integrally with the valve
[0096]
Furthermore, the
[0097]
In addition, the
[0098]
【The invention's effect】
According to the steam valve and the steam valve manufacturing method of the present invention, thermal stress can be alleviated even under high-temperature and high-pressure steam conditions, and the reliability of the steam valve can be maintained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a steam valve according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the valve body of the steam valve according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of a reinforced valve body and piping connected to an opening of the valve body.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of a steam inflow side valve body.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the valve body.
FIG. 14 is a sectional view showing an example of the configuration of the valve body.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the valve body.
FIG. 16 is a cross-sectional view of a valve body according to a second embodiment.
FIG. 17 is a perspective view of a steam inflow pipe.
FIG. 18 is a cross-sectional view of a steam valve according to a third embodiment.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the valve body.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the valve body.
FIG. 26 is a cross-sectional view of a conventional steam valve.
[Explanation of symbols]
1 ... Steam valve
2. Valve body
2a ... Steam inlet valve body
2b ... Steam outlet valve body
3. Top cover
4 ... Main valve
5 ... Valve stem
6 ... Guide piece
7 ... Valve seat
8 ... Strainer
9 ... Bracket
10 ... Bolt
11 ... Steam inlet
12 ... Steam outflow hole
13. Steam inlet pipe
14 ... Steam outflow pipe
15 ... Reinforcement surplus part
Claims (10)
前記流入孔の周囲に形成された第1の補強部と、
前記流入孔に連通するように前記第1の弁本体に溶着された蒸気流入部と、
前記第1の弁本体と連通し、蒸気の流出孔が穿設され、球状の弁室を有する第2の弁本体と、
前記流出孔の周囲に形成された第2の補強部と、
前記流出孔に連通するように前記第2の弁本体に溶着された蒸気流出部と
を具備し、
前記第1の弁本体および前記第2の弁本体の内外面、並びに前記第1の補強部および前記第2の補強部が機械加工によって形成され、かつ前記第1の弁本体、前記第2の弁本体、前記第1の補強部および前記第2の補強部が一体的に形成されたことを特徴とする蒸気弁。A first valve body having a spherical valve chamber having a steam inlet hole;
A first reinforcing portion formed around the inflow hole;
A steam inflow portion welded to the first valve body so as to communicate with the inflow hole;
A second valve body that communicates with the first valve body, has a steam outlet hole, and has a spherical valve chamber;
A second reinforcing portion formed around the outflow hole;
A steam outflow portion welded to the second valve body so as to communicate with the outflow hole,
Inner and outer surfaces of the first valve body and the second valve body, and the first reinforcing portion and the second reinforcing portion are formed by machining, and the first valve body and the second valve body are formed by machining. A steam valve , wherein a valve body, the first reinforcing portion, and the second reinforcing portion are integrally formed .
前記蒸気流出部が、前記第2の弁本体の球状の弁室を構成する壁部の一部を有して、該壁部の一部と一体化して構成されたことを特徴とする請求項1または2記載の蒸気弁。The steam inflow part has a part of a wall part constituting the spherical valve chamber of the first valve body, and is configured integrally with a part of the wall part,
The steam outflow part has a part of a wall part constituting a spherical valve chamber of the second valve body, and is configured to be integrated with a part of the wall part. The steam valve according to 1 or 2.
前記流入孔の周囲に形成された補強部と、
前記流入孔に連通するように前記弁本体に溶着された蒸気流入部と、
前記弁本体の外形を形成する際の機械加工の中心軸に沿って形成された蒸気流出部と
を具備し、
前記弁本体の内外面、前記補強部および前記蒸気流出部が機械加工によって形成され、かつ一体的に形成されたことを特徴とする蒸気弁。A valve body having a spherical valve chamber with a steam inlet hole;
A reinforcing portion formed around the inflow hole;
A steam inflow portion welded to the valve body so as to communicate with the inflow hole;
A steam outlet formed along a central axis of machining when forming the outer shape of the valve body,
The steam valve characterized in that the inner and outer surfaces of the valve main body, the reinforcing portion and the steam outflow portion are formed by machining and are integrally formed .
前記弁本体製造過程が、
第1の軸を機械加工の中心軸として、素材を機械加工により、前記第1の軸を回転軸とした回転体形状である、2つの球体が連結した形状に切削する外形形成工程と、
前記外形形成工程によって外周が機械加工により切削された前記素材に、前記第1の軸を中心軸として貫通孔を機械加工により形成する貫通孔形成工程と、
前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記2つの球体のうち一方の球体の中心を通る第2の軸を中心軸として、該一方の球体に第1の凹部を機械加工により切削する第1の凹部形成工程と、
前記第1の凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記一方の球体の内部を、前記第2の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記第1の凹部の開口部の周囲に補強部を形成する第1の空間形成工程と、
前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記2つの球体のうち他方の球体の中心を通る第3の軸を中心軸として、該他方の球体に第2の凹部を機械加工により切削する第2の凹部形成工程と、
前記第2の凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記他方の球体の内部を、前記第3の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記第2の凹部の開口部の周囲に補強部を形成する第2の空間形成工程と
を備え、
前記蒸気流入出部製造過程が、
前記第1の凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記一方の球体に蒸気流入部を溶着する蒸気流入部溶着工程と、
前記第2の凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記他方の球体に蒸気流出部を溶着する蒸気流出部溶着工程と
を備えることを特徴とする蒸気弁の製造方法。 A steam valve manufacturing process comprising: a valve body manufacturing process for forming a valve body of the steam valve; and a steam inflow / outlet manufacturing process for forming a steam inflow portion and a steam outflow portion in the valve body formed in the valve body manufacturing process. A method,
The valve body manufacturing process includes:
An outer shape forming step in which a first axis is a center axis of machining, and a material is machined to form a rotating body having the first axis as a rotation axis ;
A through hole forming step of forming a through hole by machining with the first axis as a central axis in the material whose outer periphery is cut by machining in the outer shape forming step;
A first recess is machined in one sphere with a second axis that is orthogonal to the first axis and passing through the center of one of the two spheres formed in the outer shape forming step as a central axis. A first recess forming step for cutting by processing ;
The inside of the one sphere having the recess formed by the first recess forming step is cut by machining with the second axis as a center axis to form a substantially spherical space, and the first A first space forming step of forming a reinforcing portion around the opening of the concave portion;
A second recess is machined in the other sphere with a third axis that is perpendicular to the first axis and passing through the center of the other sphere of the two spheres formed in the outer shape forming step as a central axis. A second recess forming step for cutting by processing ;
The inside of the other sphere having the recess formed by the second recess forming step is cut by machining with the third axis as a central axis to form a substantially spherical space, and the second A second space forming step of forming a reinforcing portion around the opening of the recess of
With
The steam inflow / outlet manufacturing process comprises:
A steam inflow portion welding step of welding a steam inflow portion to the one sphere so as to communicate with the opening formed by the first recess forming step;
A steam outflow portion welding step of welding a steam outflow portion to the other sphere so as to communicate with the opening formed by the second recess forming step;
A method for manufacturing a steam valve, comprising:
前記弁本体形成過程が、
第1の軸を機械加工の中心軸として、素材を機械加工により、前記第1の軸を回転軸とした回転体形状である球体形状に切削する外形形成工程と、
前記外形形成工程によって、外周が機械加工により切削された前記素材に、前記第1の軸を中心軸として貫通孔を機械加工により形成する貫通孔形成工程と、
前記第1の軸と直交し、前記外形形成工程で形成された前記球体の中心を通る第2の軸を中心軸として、前記球体に凹部を機械加工により切削する凹部形成工程と、
前記凹部形成工程によって形成された凹部を有する前記球体の内部を、前記第2の軸を中心軸として機械加工により切削し、ほぼ球状の空間を形成し、かつ、前記凹部の開口部の周囲に補強部を形成する空間形成工程と
を備え、
前記蒸気流入部製造過程が、
前記凹部形成工程によって形成された開口部に連通するように前記球体に蒸気流入部を溶着する蒸気流入部溶着工程を備えることを特徴とする蒸気弁の製造方法。 A steam valve manufacturing method comprising: a valve body manufacturing process for forming a valve body of a steam valve; and a steam inflow part manufacturing process for forming a steam inflow part in the valve body formed in the valve body manufacturing process,
The valve body forming process
An outer shape forming step of cutting the material into a spherical shape that is a rotating body shape with the first axis as a rotation axis by machining the first axis as a central axis of machining ;
A through-hole forming step of forming a through-hole by machining with the first axis as a central axis in the material whose outer periphery is cut by machining by the outer shape forming step;
A recessed portion forming step of cutting a recessed portion in the sphere by machining, with a second axis passing through the center of the sphere formed in the outer shape forming step as a central axis perpendicular to the first axis;
The inside of the sphere having the concave portion formed by the concave portion forming step is cut by machining with the second axis as a central axis to form a substantially spherical space, and around the opening of the concave portion. A space forming step for forming the reinforcing portion;
With
The steam inlet production process is
Method for producing a steam valve, characterized in that it comprises a steam inlet welding step of welding the steam inlet to the spherical body so as to communicate with the opening formed by the concave portion forming step.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003018946A JP4170784B2 (en) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | Steam valve and method of manufacturing steam valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003018946A JP4170784B2 (en) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | Steam valve and method of manufacturing steam valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004232484A JP2004232484A (en) | 2004-08-19 |
JP4170784B2 true JP4170784B2 (en) | 2008-10-22 |
Family
ID=32948949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003018946A Expired - Fee Related JP4170784B2 (en) | 2003-01-28 | 2003-01-28 | Steam valve and method of manufacturing steam valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4170784B2 (en) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6131265Y2 (en) * | 1979-04-18 | 1986-09-11 | ||
JPS56162210A (en) * | 1980-05-17 | 1981-12-14 | Toshiba Corp | Steam valve |
JPS57167960U (en) * | 1981-04-17 | 1982-10-22 | ||
JPH0754089B2 (en) * | 1986-04-09 | 1995-06-07 | 株式会社日立製作所 | Steam valve for steam turbine |
JP2624224B2 (en) * | 1995-11-27 | 1997-06-25 | 株式会社日立製作所 | Steam turbine |
JP2000282808A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-10 | Toshiba Corp | Steam turbine facility |
JP3990065B2 (en) * | 1999-03-29 | 2007-10-10 | 株式会社東芝 | Steam turbine equipment |
JP2002221007A (en) * | 2001-01-23 | 2002-08-09 | Toshiba Corp | Thermal power generation plant |
JP2002235134A (en) * | 2001-02-06 | 2002-08-23 | Toshiba Corp | Heat resistant alloy having excellent strength and toughness and heat resistant alloy parts |
-
2003
- 2003-01-28 JP JP2003018946A patent/JP4170784B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004232484A (en) | 2004-08-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US12090569B2 (en) | Method of manufacturing a component of a rotary machine and component manufactured using said method | |
EP2894327A1 (en) | Method for fabricating a francis-type runner for a hydraulic machine, and runner fabricated using such a method | |
CA2663068A1 (en) | A rotor for a water turbine | |
JP2010249097A (en) | Method of assembling crown or band of runner and method of assembling runner in francis type water turbine or francis type pump turbine | |
CN102451976B (en) | Manufacturing method for hot arc bent pipe of AP1000 nuclear power main pipeline | |
CN112139500A (en) | Method for manufacturing engine bearing seat with internal flow passage | |
KR20090096409A (en) | Valve device | |
CN104033188A (en) | Method Of Producing Hollow Airfoil | |
JP4170784B2 (en) | Steam valve and method of manufacturing steam valve | |
Kafle et al. | A review on casting technology with the prospects on its application for hydro turbines | |
US20120189461A1 (en) | Welded Rotor, a Steam Turbine Having a Welded Rotor and a Method for Producing a Welded Rotor | |
US20170080526A1 (en) | Additive manufacturing using cast strip superalloy material | |
PAUL et al. | Design and static analysis of different pressure vessels and materials using FEM method | |
CN114043109B (en) | Composite connection method of large-size round-square 3D printer cartridge | |
CA2633327C (en) | Fluid valve bodies and improved methods of manufacture | |
EP3565956B1 (en) | Poppet valve and method for production thereof | |
CN115163563A (en) | Cast-welded structure water pump turbine seat ring and manufacturing method of water pump seat ring | |
CN108581390A (en) | A kind of ring flange method for turning | |
CN106224154A (en) | The hydraulic turbine wear-resisting cast-weld construction stator and preparation method thereof | |
CN113579533A (en) | Pre-control method for radial precision of electron beam welding structure after blisk welding | |
CN205977515U (en) | Wear -resisting cast -weld construction stator of hydraulic turbine | |
Hjorth | HIP powder metal near-net shapes for demanding environment and applications | |
Zhou et al. | Optimize Design and Manufacture of 130MW Gas Turbine First Stage Blade | |
US11692485B2 (en) | Gas turbine engine with spoolie fluid transfer connection | |
Shengfu et al. | Arc additive manufacturing of gradient hot forging die with shaped waterways |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080318 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080519 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080805 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080807 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4170784 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110815 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120815 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130815 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |