JP7802549B2 - 蒸気弁、及び、発電システム - Google Patents

Description

本開示は、蒸気弁、及び、発電システムに関する。

例えば蒸気タービンを用いる発電システムでは、負荷変化に応じて蒸気タービンを駆動するために供給する蒸気量を調整したり、異常発生時に蒸気タービンへの蒸気供給を停止するための蒸気弁が用いられる。蒸気弁は、典型的には、開口部を有する弁座と、弁座の開口部に対向して設けられた弁体を弁座に接離する方向に移動させる弁棒と、弁棒を摺動自在に支持する円筒状の支持部材と、を備えて構成される。このような構成を有する蒸気弁では、蒸気による弁体の回転やガタツキ等による摩耗を抑制することが重要である。

この種の蒸気弁の構造例として、特許文献１がある。この文献では、弁体と弁棒との嵌合部において、弁体の平面（弁棒の軸線方向に対して平行な面）と弁棒の平面（弁棒の軸線方向に対して平行な面）とが面接触された蒸気タービン用蒸気弁（主蒸気止め弁）が開示されている。

特開２０１４－７０５１３号公報

蒸気弁には、弁棒と、弁棒の先端に配置された子弁と、子弁が開いた際に蒸気が流れる貫通孔を有する親弁（特許文献１に開示された弁体に対応する構成）と、を備える止め弁を有するものがある。このような蒸気弁では、アクチュエータに連結された子弁が親弁よりも先に開くことにより、親弁に設けられた貫通孔が開放されることで親弁の上下流間における差圧を軽減し、親弁の開動作を容易にする構成とされている。

上記構成を有する蒸気弁では、止め弁の摩耗を抑制する観点から、子弁及び親弁が開いた状態において、弁棒に対して親弁が回転したり、ガタついたりしないように親弁を支持することが重要となる。しかしながら、上記特許文献１に開示された弁構造では、弁棒と弁体との嵌合部において、互いの平面が接触するように係合させた構成であるため、子弁及び親弁が全開の状態において、弁棒に対して親弁が回転したり、ガタついたりしないように親弁を支持することが困難であった。そのため、子弁及び親弁が全開状態において、弁棒に対して親弁が接触することにより、止め弁に摩耗が生じるおそれがある。

本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、子弁及び親弁が全開状態において止め弁に摩耗が生じることを抑制可能な蒸気弁、及び、発電システムを提供することを目的とする。

本開示の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁は、上記課題を解決するために、
蒸気が流れる蒸気流路、及び前記蒸気流路の途中に設けられ、開口部を有する弁座を有する弁本体と、
軸線が延びる軸線方向に延び、前記軸線方向に進退可能な弁棒、前記弁棒の先端部のうち、前記弁棒の先端に固定された子弁、及び前記弁棒の先端部のうち、前記先端よりも前記弁棒の基端側に位置する部分が挿入される貫通部を含み、前記弁座に当接されることで前記蒸気流路を閉じ、前記子弁が開いた際に前記蒸気が流入する貫通孔が形成された親弁、及び、前記蒸気流路の上流側から前記子弁を少なくとも部分的に覆い、且つ、前記親弁に固定されたキャップを有する止め弁と、
を備え、
前記親弁は、前記子弁の弁座として機能するとともに、前記弁棒に固定されておらず、前記軸線方向に進退可能な構成とされており、
前記キャップは、前記子弁から離れる方向の動きが拘束されるように、前記子弁に取り付けられる。

本開示の少なくとも一実施形態に係る発電システムは、上記課題を解決するために、
本開示の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁と、
蒸気を生成するボイラと、
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記蒸気タービンに前記蒸気を供給する蒸気供給配管と、
を備え、
前記蒸気弁は、前記蒸気供給配管に設けられている。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、子弁及び親弁が全開状態において止め弁に摩耗が生じることを抑制可能な蒸気弁、及び、発電システムを提供できる。

一実施形態に係る発電システムの概略構成図である。 図１の蒸気弁の構成を、子弁及び親弁の両方が閉状態になった状態で示す断面図である。 図２の領域Ａの拡大図である。 図３に示す蒸気弁において親弁が閉状態のまま子弁が先に開状態になった様子を示す模式図である。 一実施形態に係る止め弁の組立方法を示すフローチャートである。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図５の各ステップに対応する説明図である。 図４の変形例である。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

（発電システムの全体構成）
まず本開示の少なくとも一実施形態に係る蒸気弁１４が適用された発電システム１について説明する。図１は一実施形態に係る発電システム１の概略構成図である。発電システム１は、蒸気タービン１０と、ボイラ１１と、発電機２６とを備える。

蒸気タービン１０はボイラ１１で生成された蒸気によって駆動されるタービンである。蒸気タービン１０は第１蒸気供給配管１２を介してボイラ１１に接続されており、ボイラ１１で燃料を燃焼することで生成された高圧の蒸気が供給されることで駆動される。第１蒸気供給配管１２には、蒸気タービン１０に供給される蒸気の流量を調整するための蒸気弁１４が設けられる。蒸気弁１４の構成は後に詳述するが、加減弁４３、及び、止め弁４５を含んで構成される。

本実施形態では、蒸気タービン１０として多段式タービンが例示されており、蒸気タービン１０は、蒸気の流路に対して上流側から高圧蒸気タービン３１、中圧蒸気タービン３２、及び、低圧蒸気タービン３３を含む。高圧蒸気タービン３１は第１蒸気供給配管１２から供給された蒸気（ボイラ１１で生成された高圧の蒸気）によって駆動される。高圧蒸気タービン３１で仕事を終えた蒸気は、第２蒸気供給配管１６を介して中圧蒸気タービン３２に供給される。第２蒸気供給配管１６には、再熱器１８が設けられる。

中圧蒸気タービン３２は第２蒸気供給配管１６から供給された蒸気（高圧蒸気タービン３１で仕事を終えた蒸気）によって駆動される。中圧蒸気タービン３２で仕事を終えた蒸気は、第３蒸気供給配管２５を介して低圧蒸気タービン３３に供給される。低圧蒸気タービン３３は第３蒸気供給配管２５から供給された蒸気（中圧蒸気タービン３２で仕事を終えた蒸気）によって駆動される。

蒸気タービン１０を構成する各タービン（高圧蒸気タービン３１、中圧蒸気タービン３２、及び、低圧蒸気タービン３３）は共通の回転軸３５を有する。回転軸３５には発電機２６が連結されており、各タービンが回転することで発電機２６が駆動され、発電が行われる。

（蒸気弁１４の構成）
続いて蒸気弁１４の第１実施形態に係る構成について、図２乃至図４を参照して説明する。図２は図１の蒸気弁１４の構成を、子弁６２及び親弁６４の両方が閉状態になった状態で示す断面図であり、図３は図２の領域Ａの拡大図であり、図４は図３に示す蒸気弁１４において親弁６４が閉状態のまま子弁６２が先に開状態になった様子を示す模式図である。

尚、図２乃至図４において、Ｏ１は止め弁４５を構成する弁棒６１の軸線であり、Ｏ２は加減弁４３を構成する弁棒５５の軸線である。軸線Ｏ１，Ｏ２が延びる方向（以下、「軸線方向Ｚ」という）は、例えば略鉛直方向である。

まず図２に示すように、蒸気弁１４は、弁本体４１、加減弁４３、止め弁４５、及び、アクチュエータ４６Ａ，４６Ｂを備える。弁本体４１は、流路区画部４７、及び、弁座４８を有する。流路区画部４７は、蒸気流路５２を区画するとともに、加減弁４３の一部（先端側）、及び、止め弁４５の一部（先端側）を収容する。蒸気流路５２は、入口部５２Ａ、及び、出口部５２Ｂを有する。入口部５２Ａは、第１蒸気供給配管１２の一方側を介してボイラ１１に接続され、ボイラ１１で生成された高圧の蒸気が導入される。出口部５２Ｂは、第１蒸気供給配管１２の他方側を介して、高圧蒸気タービン３１に接続される。第１蒸気供給配管１２を介したボイラ１１から高圧蒸気タービン３１への蒸気供給量は、第１蒸気供給配管１２に設けられた蒸気弁１４において、止め弁４５が開いた状態において加減弁４３の開度を制御することにより、調節可能である。

流路区画部４７は、第１ガイド部材４７Ａ、及び、第２ガイド部材４７Ｂを含む。第１ガイド部材４７Ａは、加減弁４３を構成する弁棒５５のうち、蒸気流路５２に露出されていない部分の外周面を覆うように設けられる。第１ガイド部材４７Ａは、弁棒５５を軸線方向Ｚに案内するガイドとして機能する。第２ガイド部材４７Ｂは、止め弁４５を構成する棒状部６１Ｂの外周面を覆うように設けられている。第２ガイド部材４７Ｂは、弁棒６１を軸線方向Ｚに案内するガイドとして機能する。

弁座４８は、蒸気流路５２の途中に位置する流路区画部４７に設けられる。弁座４８は、軸線Ｏ１を中心とするリング形状を有しており、弁座４８の軸線が軸線Ｏ１と一致するように構成される。弁座４８は、蒸気流路５２に露出された弁座面４８ａを有する。弁座面４８ａは、例えば、湾曲面である。弁座面４８ａには、止め弁４５を構成する親弁６４、及び、加減弁４３を構成する加減弁本体５６の先端５６Ａがそれぞれ当接可能である。

加減弁４３は、蒸気の流れ方向において、止め弁４５が配置された位置よりも上流側に配置される。加減弁４３は、弁棒５５、及び、加減弁本体５６を有する。弁棒５５は、軸線方向Ｚに延びており、先端側が蒸気流路５２に配置される。弁棒５５の軸線Ｏ１は、止め弁４５の弁棒５５の軸線Ｏ２と一致するように構成される。弁棒５５は、軸線方向Ｚに移動可能である。

加減弁本体５６は、弁棒５５の先端側に設けられる。加減弁本体５６のうち、弁座４８側に位置する部分は筒形状を有しており、弁座４８の弁座面４８ａに当接可能な先端５６Ａを有する。このような構成を有する加減弁４３は、アクチュエータ４６Ａによって弁棒５５を軸線方向Ｚに沿って移動させることで、加減弁本体５６の先端５６Ａと弁座４８との間隔を制御することにより、蒸気タービン１０の負荷に応じて、高圧蒸気タービン３１に供給される高圧の蒸気の流量を調整する機能を有する。

止め弁４５は、加減弁４３の内側に配置される。止め弁４５は、弁棒６１、子弁６２、親弁６４、及び、キャップ６５を含んで構成される。

弁棒６１は、軸線方向Ｚに延びており、先端部６１Ａ、及び、棒状部６１Ｂを有する。先端部６１Ａは子弁６２を固定するための子弁６２と係合可能な形状を有する。棒状部６１Ｂは軸線方向Ｚに沿って延び、外径が一定の大きさを有する。棒状部６１Ｂの基端部は、アクチュエータ４６Ｂに接続されている。このように先端部６１Ａ及び弁棒部６１Ｂを有する弁棒６１は一体に構成されており、軸線方向Ｚに進退可能である。

図３に示すように、子弁６２は、凹部６２Ａ、及び、当接部６２Ｂを有する。凹部６２Ａは、弁棒６１の先端部６１Ａに対応する形状を有しており、先端部６１Ａと係合することで、子弁６２が弁棒６１の先端部６１Ａに対して固定される。本実施形態では、弁棒６１の先端部６１Ａはネジ状に構成されており、凹部６２Ａは、当該先端部６１Ａに対応するネジ穴として構成される。子弁６２の凹部６２Ａには、弁棒６１の先端部６１Ａが挿入されることで、弁棒６１に対して子弁６２が固定される。

このように、弁棒６１の先端部６１Ａに子弁６２に形成された凹部６２Ａを嵌合させることで、弁棒６１に子弁６２が固定されるため、弁棒６１に対して子弁６２がガタついたり、回転したりすることが抑制される。これにより、子弁６２と弁棒６１との間における摩耗（止め弁４５の摩耗）を抑制することができる。

当接部６２Ｂは、子弁６２の外周部を構成している。当接部６２Ｂは、斜め下方に延びており、軸線方向Ｚから見てリング状に構成される。子弁６２が閉じた状態（図２及び図３に示す状態）では、当接部６２Ｂは、親弁６４を構成する親弁本体７１のうち、貫通孔７１Ｂの外側に位置する面に当接される。この状態では、高圧の蒸気が流れる蒸気流路５２から貫通孔７１Ｂの入口７１Ｂａが隔離された状態となるため、貫通孔７１Ｂには、高圧の蒸気が流れない。

蒸気弁１４では加減弁４３による蒸気の流量調整を行う際には、加減弁４３を開く前に、止め弁４５が開かれる。このとき止め弁４５では、図２及び図３に示すように、子弁６２及び親弁６４がともに閉じられた状態から、図４に示すように、親弁６４に先駆けて子弁６２が開かれる（親弁６４は閉じたままである）。このとき、子弁６２の当接部６２Ｂは弁座面７１ａから離れることにより、子弁６２と親弁６４との間に隙間が形成されるため、貫通孔７１Ｂの入口７１Ｂａに高圧の蒸気が流入する。貫通孔７１Ｂの入口７１Ｂａに流入した高圧の蒸気は、貫通孔７１Ｂの出口７１Ｂｂから蒸気流路５２に導出される。これにより、親弁６４の上下流側間の差圧が軽減され、続く親弁６４の開動作が容易となる。

親弁６４は、弁棒６１に挿入された状態で、子弁６２と棒状部６１Ｂとの間に配置されている。親弁６４は、親弁本体７１、及び、ブッシュ７２を有する。親弁本体７１は、縦断面視した状態において略Ｖ字形状を有する。親弁本体７１は、貫通部７１Ａと、弁座面７１ａと、当接面７１ｂと、内周面７１ｃと、複数の貫通孔７１Ｂと、を有する。

貫通部７１Ａは、親弁本体７１の中央部を軸線方向Ｚに貫通するように形成されている。貫通部７１Ａは、円柱状の穴であり、内周面７１ｃにより区画されている。貫通部７１Ａには、弁棒部６１及びブッシュ７２が配置されている。貫通部７１Ａの内径は、弁棒６１及びブッシュ７２が配置可能な大きさとされている。

弁座面７１ａは、子弁６２側（弁棒６１の先端側）に配置された曲面である。弁座面７１ａのうち、複数の貫通孔７１Ｂの入口７１Ｂａよりも外側に位置する面には、子弁６２が閉じられた際に（図２及び図３を参照）、子弁６２の当接部６２Ｂが当接されるようになっている。

当接面７１ｂは、弁棒６１の基端側に配置された曲面である。親弁６４が全閉された状態において、当接面７１ｂの外周部は、弁座４８の弁座面４８ａに当接される。この状態では、弁座４８の下流側には高圧の蒸気が流れない。一方、親弁６４が開いた状態では、当接面７１ｂと弁座面４８ａとが離間して、当接面７１ｂと弁座面４８ａとの間に隙間が形成されるため、弁座４８の下流側には加減弁４３の開度に応じた高圧の蒸気が流れる。

複数の貫通孔７１Ｂは、弁座面７１ａから当接面７１ｂに到達するように、親弁本体７１を貫通して形成されている。複数の貫通孔７１Ｂは、親弁本体７１の周方向に配置されている。貫通孔７１Ｂは、入口７１Ｂａと、出口７１Ｂｂと、を有する。入口７１Ｂａは、当接部６２Ｂと弁座面７１ａとの当接位置よりも内側に位置する弁座面７１ａに形成されている。図４に示すように親弁６４に先行して子弁６２が開いて、子弁６２と親弁６４との間に隙間が形成されると、入口７１Ｂａを介して、貫通孔７１Ｂに高圧の蒸気が流入する。

出口７１Ｂｂは、入口７１Ｂａの形成位置より軸線Ｏ１の径方向外側に位置する当接面７１ｂに形成されている。出口７１Ｂｂは、弁座４８の下流側に位置する蒸気流路５２と連通している。本実施形態の貫通孔７１Ｂは、入口７１Ｂａから出口７１Ｂｂに向かう方向に傾斜している。

ブッシュ７２は、親弁本体７１の内側において弁棒６１の外周面を囲む筒形状を有する。ブッシュ７２の内周面７２ａは、ブッシュ７２が軸線方向Ｚに移動可能な状態で、弁棒６１の外周面と接触している。

キャップ６５は、蒸気流路５２の上流側から子弁６２を少なくとも部分的に覆い、且つ、親弁６４に固定される。本実施形態では、軸線方向Ｚから見て、キャップ６５は子弁６２より外側に至るまで延び、子弁６２より外側において、親弁６４の弁座面７１ａのうち子弁６２の当接部６２Ｂが当接する位置より外側に対してボルト部材８０によって固定される。ボルト部材８０は周方向に複数設けられており、その各々は、キャップ６５に設けられた貫通孔６５ａから親弁６４の弁座面７１ａに設けられた止め孔７１ａ１に至るように挿入される。

本実施形態では、キャップ６５及び子弁６２の間に、軸線方向Ｚに沿って伸縮可能な付勢部材８２が自然長より圧縮された状態で設けられる。子弁６２は、軸線方向Ｚに交差する方向に延びる第１受面８４を有し、キャップ６５は第１受面８４に対向する第２受面８６を有する。付勢部材８２は、子弁６２に設けられた第１受面８４、及び、キャップ６５に設けられた第２受面８６の間に、自然長より圧縮された状態で設けられる。

蒸気弁１４で開動作を行う際には、前述のように止め弁４５において、子弁６２、親弁６４の順で開動作を行った後、加減弁４３の開度調整によって蒸気の流量が調整される。ここで子弁６２及び親弁６４が開状態にある状態から、閉状態にある加減弁４３を開く際に、特に加減弁４３の開度が小さい場合に止め弁４５への蒸気の流入速度が大きくなる。このとき、開状態にある親弁６４がフリーな状態であると、流入する蒸気によって励振し、摩耗が生じるおそれがある。

これに対して本実施形態では、第１受面８４及び第２受面８６は、自然長より圧縮された状態にある付勢部材８２から付勢力を受けることにより、キャップ６５はボルト部材８０によって親弁６４に固定された状態で、子弁６２から離れる方向の動きが拘束される。これにより、子弁６２及び親弁６４は、アクチュエータに対して固定された弁棒に安定的に支持されるため、流入する蒸気によって励振されることがなく、摩耗の発生を効果的に抑制できる。

（組立方法）
続いて上記構成を有する止め弁４５の組立方法について説明する。図５は一実施形態に係る止め弁４５の組立方法を示すフローチャートであり、図６Ａ乃至図６Ｆは図５の各ステップに対応する説明図である。

まず図６Ａに示すように、弁棒６１に対して親弁６４を設置する（ステップＳ１）。前述したように親弁６４は、軸線方向Ｚから見て略リング形状を有しており、中心に設けられた貫通部７１Ａを弁棒６１に通すことで、親弁６４の設置が行われる。本実施形態では、弁棒６１にはブッシュ７２が先に挿入され、その外周側に親弁６４が設置される。

続いて図６Ｂに示すように、弁棒６１の先端部６１Ａに子弁６２を固定する（ステップＳ２）。前述したように子弁６２は凹部６２Ａを弁棒６１の先端部６１Ａに係合することで、弁棒６１に対して固定される。

続いて図６Ｃに示すように、ステップＳ２で弁棒６１に固定された子弁６２に設けられた第１受面８４に対して、付勢部材８２を設置する（ステップＳ３）。弁棒６１に固定された子弁６２は、第１受面８４を上方にした姿勢にあるため、ステップＳ３では付勢部材８２を軸線方向Ｚに沿って上方から挿入することで設置可能である。

続いて図６Ｄに示すように、ステップＳ３で設置された付勢部材８２に対して上方側からキャップ６５を設置する（ステップＳ４）。ステップＳ４では、キャップ６５は第２受面８６を可能にした姿勢で弁棒６１に対して軸線方向Ｚに沿って上方から挿入することで、第２受面８６が付勢部材８２に接触するように設置される。これにより、付勢部材８２は第１受面８４及び第２受面８６の間に介在するように設置される。

続いて図６Ｅに示すように、ステップＳ４で設置されたキャップ６５及び親弁６４にわたって設けられた位置決め穴（不図示）に位置決めボルト９５を挿入する（ステップＳ５）。位置決め穴は、軸線の周方向に沿って少なくとも１つ以上設けられており、これに位置決めボルト９５を挿入することで、キャップ６５及び親弁６４の周方向位置を相対的に固定する。
尚、図６Ｅでは、キャップ６５の貫通孔６５ａ及び親弁６４の止め孔７１ａ１に対応する断面が示されているため、異なる断面に位置する位置決め穴に挿入された位置決めボルト９５が透過的に示されている。

続いて図６Ｆに示すようにキャップ６５の上方から治具９７を取り付ける（ステップＳ６）。治具９７はキャップ６５を押圧するための治具本体９７ａ、及び、治具本体９７ａを子弁６２に係合するための係合部９７ｂを有する。係合部９７ｂはネジ状に構成されており、子弁６２に設けられた穴部９７ｃに係合しながら治具本体９７ａを回転させることで軸線方向Ｚに沿って治具本体９７ａの位置を調整可能になっている。

尚、図６Ｆに示すように、ステップＳ６ではキャップ６５と治具９７との間に、座金９８を介在させてもよい。座金９８は、キャップ６５に治具９７が直接接触することを防止することで、治具９７を回転させたときにキャップ６５を保護できる。

続いて図６Ｆに示すように、付勢部材８２が自然長より圧縮されるように、ステップＳ６で取り付けた治具９７を締めこむ（ステップＳ７）。前述したように、治具９７は治具本体９７ａを回転させることで、係合部９７ｂが子弁６２に設けられた係合部９７ｂに入り込むことで、キャップ６５を押し、子弁６２とキャップ６５との間にある付勢部材８２を圧縮する。

続いてステップＳ７で治具を締めこんだ状態で、ボルト部材８０を用いてキャップ６５を親弁６４に対して固定する（ステップＳ８）。これにより、付勢部材８２が自然長より圧縮された状態でキャップ６５及び子弁６２の間に設けられる。そしてステップＳ５で挿入した位置決めボルト９５を除去する（ステップＳ９）。このように位置決めボルト９５を除去しても、親弁６４及びキャップ６５はボルト部材８０によって固定される。

その結果、図２乃至図４に示す構成を有する止め弁４５が組み立てられる。このように上記の組立方法を実施することで、前述の構成を有する止め弁４５を効率的に組み立てることができる。

（変形例）
続いて上記構成を有する蒸気弁１４の変形例について説明する。図７は図４の変形例である。

キャップ６５は、蒸気流路５２の上流側から子弁６２を少なくとも部分的に覆い、且つ、親弁６４に固定される。本変形例では、軸線方向Ｚから見て、キャップ６５は子弁６２より外側に至るまで延び、子弁６２より外側において、親弁６４の弁座面７１ａのうち子弁６２の当接部６２Ｂが当接する位置より外側に対してボルト部材８０によって固定される。ボルト部材８０は周方向に複数設けられており、その各々は、キャップ６５に設けられた貫通孔６５ａから親弁６４の弁座面７１ａに設けられた止め孔７１ａ１に至るように挿入される。

子弁６２とキャップ６５との間には、負圧を印加可能な負圧室９０を有する。負圧室９０は、子弁６２の軸線方向Ｚにキャップ６５に向けて突出する凸部９０ａと、凸部９０ａに対応するようにキャップ６５に設けられた凹部９０ｂとの間に形成される隙間として構成される。

負圧室９０は、子弁６２及び弁棒６１に形成された負圧ライン９２を介して、外部のグランドコンデンサ９４に接続される。子弁６２及び弁棒６１は、その中心に軸線方向Ｚに沿って負圧ライン９２を構成する中空形状の空洞を有しており、当該負圧ライン９２を介してグランドコンデンサ９４からの負圧が負圧室９０に印加される。

またキャップ６５は、軸線方向Ｚに対する周方向に沿って負圧室９０を囲み、且つ、子弁６２に向けて突出するように凸状に形成されたシール部９６を有する。このように負圧が印加される負圧室９０を囲むようにシール部９６を設けることにより、周囲から負圧室９０への蒸気の侵入を抑制し、負圧室９０に対して効果的に負圧を印加できる。

このように本変形例では、ボルト部材８０によって親弁６４が固定されたキャップ６５は、負圧室９０に印加される負圧によって子弁６２から離れる方向の動きが拘束されるように、弁棒６１に固定された子弁６２に取り付けられる。これにより、前述の実施形態のように付勢部材８２を用いる態様とは異なるアプローチで、弁棒６１に固定された子弁６２に対するキャップ６５の動きを拘束することで、加減弁４３の開度調整時に流入する蒸気によって止め弁４５が励振されることがなく、摩耗の発生を効果的に抑制できる。

その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）一態様に係る蒸気弁（１４）は、
蒸気が流れる蒸気流路（５２）、及び前記蒸気流路の途中に設けられ、開口部を有する弁座を有する弁本体（４１）と、
軸線が延びる軸線方向に延び、前記軸線方向に進退可能な弁棒（６１）、前記弁棒の先端部のうち、前記弁棒の先端部（６１Ａ）に固定された子弁（６２）、及び前記弁棒の先端部のうち、前記先端よりも前記弁棒の基端側に位置する部分が挿入される貫通部（７１Ａ）を含み、前記弁座に当接されることで前記蒸気流路を閉じ、前記子弁が開いた際に前記蒸気が流入する貫通孔（７１Ｂ）が形成された親弁（６４）、及び、前記蒸気流路の上流側から前記子弁を少なくとも部分的に覆い、且つ、前記親弁に固定されたキャップ（６５）を有する止め弁（４５）と、
を備え、
前記親弁は、前記子弁の弁座として機能するとともに、前記弁棒に固定されておらず、前記軸線方向に進退可能な構成とされており、
前記キャップは、前記子弁から離れる方向の動きが拘束されるように、前記子弁に取り付けられる。

上記（１）の態様によれば、子弁を少なくとも部分的に覆うキャップは親弁に固定された状態で、子弁から離れる方向の動きが拘束されるように、弁棒に固定された子弁に取り付けられる。このようなキャップに親弁が固定されることで、子弁及び親弁が全開のときに、親弁は子弁が固定された弁棒に対対する揺動が抑制され、弁棒に対して親弁が接触することにより止め弁に摩耗が生じることを効果的に抑制できる。

（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記キャップ及び前記子弁の間に、前記軸線方向に沿って伸縮可能な付勢部材（８２）が自然長より圧縮された状態で設けられる。

上記（２）の態様によれば、キャップ及び子弁の間に設けられた付勢部材が設けられる。付勢部材は自然長より圧縮された状態で配置され、キャップ及び子弁には付勢部材によってそれぞれ付勢力が印加されることによって、親弁をキャップ及び子弁を介して弁棒に拘束できる。

（３）他の態様では、上記（２）の態様において、
前記子弁は、前記軸線方向に交差する方向に延びる第１受面（８４）を有し、
前記キャップは、前記付勢部材を介して前記第１受面に対向する第２受面（８６）を有する。

上記（３）の態様によれば、子弁に設けられた第１受面、及び、キャップに設けられた第２受面の間に、自然長より圧縮された状態の付勢部材を設けることで、親弁をキャップ及び子弁を介して弁棒に拘束するための付勢力を得ることができる。

（４）他の態様では、上記（１）の態様において、
前記子弁と前記キャップとの間に負圧を印加可能な負圧室（９０）を有する。

上記（４）の態様によれば、子弁及びキャップとの間に設けられた負圧室に負圧が印加されることにより、キャップに対して固定された親弁を、子弁を介して弁棒に拘束できる。

（５）他の態様では、上記（４）の態様において、
前記負圧室は、前記子弁の前記軸方向に前記キャップ部に向けて突出する凸部（９０ａ）と、前記凸部に対応するように前記キャップ部に設けられた凹部（９０ｂ）との間に形成される。

上記（５）の態様によれば、キャップを子弁に対して拘束するための負圧が印加される負圧室は、子弁に設けられた凸部と、キャップ部に設けられた凹部との間に形成される隙間として形成される。

（６）他の態様では、上記（５）の態様において、
前記キャップは、前記軸線の周方向に沿って前記負圧室を囲み、且つ、前記子弁に向けて突出するように凸状に形成されたシール部（９６）を有する。

上記（６）の態様によれば、負圧室を囲むように凸状のシール部を設けることで、周囲から負圧室への蒸気の侵入を抑制し、負圧室に対して、キャップを子弁に対して拘束するための負圧を効果的に印加できる。

（７）他の態様では、上記（４）から（６）のいずれか一態様において、
前記負圧室は、前記子弁及び前記弁棒に形成された負圧ラインを介してグランドコンデンサ（９４）に接続される。

上記（７）の態様によれば、負圧室に負圧ラインを介してグランドコンデンサから負圧を印加することで、効率的な構造で、キャップを子弁に対して拘束するための負圧を負圧室に印加できる。

（８）他の態様では、上記（１）から（７）のいずれか一態様において、
前記キャップは、前記軸線方向に延び、且つ、前記軸線の周方向に沿って配置された複数のボルト部材（８０）によって前記親弁に固定される。

上記（８）の態様によれば、軸線の周方向に沿って配置された複数のボルト部材によって、キャップを親弁に対して安定的に固定できる。

（９）他の態様では、上記（１）から（８）のいずれか一態様において、
前記軸線方向において、前記止め弁と対向配置され、前記親弁が当接される前記弁座の位置よりも外側の位置で前記弁座に当接可能な加減弁（４３）を有する。

上記（９）の態様によれば、加減弁が止め弁の外側に配置された蒸気弁において、子弁及び親弁が全開状態において止め弁に摩耗が生じることを効果的に抑制できる。

（１０）一態様に係る発電システムは、
上記（１）から（９）のいずれか一態様に係る蒸気弁と、
蒸気を生成するボイラ（１１）と、
前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
前記ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記蒸気タービンに前記蒸気を供給する蒸気供給配管（１２）と、
を備え、
前記蒸気弁は、前記蒸気供給配管に設けられている。

上記（１０）の態様によれば、発電システムが止め弁の摩耗を抑制可能な蒸気弁を備えることで、蒸気弁のメンテナンス頻度を低減することが可能となるため、発電システムの可動効率を向
上させることができる。

１ 発電システム
１０ 蒸気タービン
１１ ボイラ
１２ 第１蒸気供給配管
１４ 蒸気弁
１６ 第２蒸気供給配管
１８ 再熱器
２５ 第３蒸気供給配管
２６ 発電機
３１ 高圧蒸気タービン
３２ 中圧蒸気タービン
３３ 低圧蒸気タービン
３５ 回転軸
４１ 弁本体
４３ 加減弁
４５ 止め弁
４６Ａ、４６Ｂ アクチュエータ
４７ 流路区画部
４７Ａ 第１ガイド部材
４７Ｂ 第２ガイド部材
４８ 弁座
４８ａ 弁座面
５２ 蒸気流路
５２Ａ 入口部
５２Ｂ 出口部
５５ 弁棒
５６ 加減弁本体
５６Ａ 先端
６１ 弁棒
６１Ａ 先端部
６１Ｂ 棒状部
６２ 子弁
６２Ａ 凹部
６２Ｂ 当接部
６４ 親弁
６５ キャップ
６５ａ 貫通孔
７１ 親弁本体
７１Ａ 貫通部
７１Ｂ 貫通孔
７１Ｂａ 入口
７１Ｂｂ 出口
７１ａ１ 止め孔
７１ａ 弁座面
７１ｂ 当接面
７１ｃ 内周面
７２ ブッシュ
８０ ボルト部材
８２ 付勢部材
８４ 第１受面
８６ 第２受面
９０ 負圧室
９０ａ 凸部
９０ｂ 凹部
９２ 負圧ライン
９４ グランドコンデンサ
９５ 位置決めボルト
９６ シール部
９７ 治具
９７ａ 治具本体
９７ｂ 係合部
９７ｃ 穴部
９８ 座金

Claims (9)

1. 蒸気が流れる蒸気流路、及び前記蒸気流路の途中に設けられ、開口部を有する弁座を有する弁本体と、
   軸線が延びる軸線方向に延び、前記軸線方向に進退可能な弁棒、前記弁棒の先端部のうち、前記弁棒の先端に固定された子弁、及び前記弁棒の先端部のうち、前記先端よりも前記弁棒の基端側に位置する部分が挿入される貫通部を含み、前記弁座に当接されることで前記蒸気流路を閉じ、前記子弁が開いた際に前記蒸気が流入する貫通孔が形成された親弁、及び、前記蒸気流路の上流側から前記子弁を少なくとも部分的に覆い、且つ、前記親弁に固定されたキャップを有する止め弁と、
   を備え、
   前記親弁は、前記子弁の弁座として機能するとともに、前記弁棒に固定されておらず、前記軸線方向に進退可能な構成とされており、
   前記キャップ及び前記子弁の間に、前記軸線方向に沿って伸縮可能な付勢部材が自然長より圧縮された状態で設けられた、蒸気弁。
2. 前記子弁は、前記軸線方向に交差する方向に延びる第１受面を有し、
   前記キャップは、前記付勢部材を介して前記第１受面に対向する第２受面を有する、請求項１に記載の蒸気弁。
3. 蒸気が流れる蒸気流路、及び前記蒸気流路の途中に設けられ、開口部を有する弁座を有する弁本体と、
   軸線が延びる軸線方向に延び、前記軸線方向に進退可能な弁棒、前記弁棒の先端部のうち、前記弁棒の先端に固定された子弁、及び前記弁棒の先端部のうち、前記先端よりも前記弁棒の基端側に位置する部分が挿入される貫通部を含み、前記弁座に当接されることで前記蒸気流路を閉じ、前記子弁が開いた際に前記蒸気が流入する貫通孔が形成された親弁、及び、前記蒸気流路の上流側から前記子弁を少なくとも部分的に覆い、且つ、前記親弁に固定されたキャップを有する止め弁と、
   を備え、
   前記親弁は、前記子弁の弁座として機能するとともに、前記弁棒に固定されておらず、前記軸線方向に進退可能な構成とされており、
   前記子弁と前記キャップとの間に負圧を印加可能な負圧室を有する、蒸気弁。
4. 前記負圧室は、前記子弁の前記軸線方向に前記キャップに向けて突出する凸部と、前記凸部に対応するように前記キャップに設けられた凹部との間に形成される、請求項３に記載の蒸気弁。
5. 前記キャップは、前記軸線の周方向に沿って前記負圧室を囲み、且つ、前記子弁に向けて突出するように凸状に形成されたシール部を有する、請求項４に記載の蒸気弁。
6. 前記負圧室は、前記子弁及び前記弁棒に形成された負圧ラインを介してグランドコンデンサに接続される、請求項３から５のいずれか一項に記載の蒸気弁。
7. 前記キャップは、前記軸線方向に延び、且つ、前記軸線の周方向に沿って配置された複数のボルト部材によって前記親弁に固定される、請求項１から６のいずれか一項に記載の蒸気弁。
8. 前記軸線方向において、前記止め弁と対向配置され、前記親弁が当接される前記弁座の位置よりも外側の位置で前記弁座に当接可能な加減弁を有する、請求項１から７のうち、いずれか一項に記載の蒸気弁。
9. 請求項１から請求項８のうち、いずれか一項に記載の蒸気弁と、
   蒸気を生成するボイラと、
   前記蒸気によって駆動される蒸気タービンと、
   前記ボイラと前記蒸気タービンとを接続し、前記蒸気タービンに前記蒸気を供給する蒸気供給配管と、
   を備え、
   前記蒸気弁は、前記蒸気供給配管に設けられている、発電システム。