蒸気制御弁の理解

蒸気圧と温度を同時に特定の作業状態に必要なレベルまで下げるには、蒸気調整弁これらの用途では、入口圧力と温度が非常に高くなることが多く、どちらも大幅に下げる必要があります。そのため、鍛造と複合加工がこれらの用途で好ましい製造プロセスとなっています。バルブ鍛造体は、高圧・高温下での蒸気負荷によりよく耐えることができるため、鋳造体よりも高い設計応力に耐えることができる。バルブ物体は、より最適化された結晶構造を持ち、固有の材料の一貫性を備えている。

鍛造構造のおかげで、メーカーは中間グレードからクラス4500までの製品をより容易に提供できるようになりました。圧力や温度が低い場合、またはインラインバルブが必要な場合は、鋳造バルブ本体も依然として有力な選択肢となります。

鍛造と複合構造を組み合わせたバルブ本体タイプは、延長された出口部を設けることで、温度と圧力の低下によって頻繁に発生する蒸気特性の急激な変化に対応し、低圧下での出口蒸気速度を制御することを可能にします。同様に、メーカーは鍛造と複合構造を組み合わせた蒸気制御弁を使用することで、出口圧力の低下に対応し、近隣の配管との適合性を高めるために、さまざまな圧力定格の入口および出口接続部を提供できます。

これらの利点に加えて、冷却と減圧の動作を単一のバルブに統合することで、2つの別々のユニットを使用する場合に比べて、次のような利点があります。

1. 減圧要素の乱流膨張ゾーンが最適化された結果、噴霧水の混合が改善される。

2. 強化された可変比率

3. 設置とメンテナンスは、機器であるため比較的簡単です。

当社では、様々な用途要件を満たす多様な蒸気制御弁をご提供できます。以下に、代表的な例をいくつかご紹介します。

蒸気制御弁

最先端の蒸気温度・圧力制御技術を駆使した蒸気調整弁は、蒸気圧と温度の制御を単一の制御ユニットに統合しています。エネルギー価格の高騰とプラント運転要件の厳格化に伴い、これらの弁はより優れた蒸気管理へのニーズに応えます。蒸気制御弁は、同機能の温度・圧力調整ステーションと比較して、より優れた温度制御と騒音低減を実現し、配管や設置に関する制約も少なくなっています。

蒸気調整弁は、圧力と温度の両方を制御する単一の弁を備えています。設計、開発、構造的完全性の向上、および弁の動作性能と全体的な信頼性の最適化は、有限要素解析（FEA）と計算流体力学（CFD）を用いて行われます。蒸気制御弁の堅牢な構造は、主蒸気の全圧力降下に耐えられることを示しており、流路に制御弁騒音低減技術を採用することで、不要な騒音と振動を最小限に抑えています。

タービン起動時に発生する急激な温度変化は、蒸気制御弁に採用されている流線型のトリム設計によって対応可能です。長寿命化と熱衝撃による変形時の膨張に対応するため、ケージは表面硬化処理が施されています。弁体には連続ガイドが設けられており、コバルトインサートを使用することで、ガイド材としての役割に加え、弁座との密着性の高い金属シールを実現しています。

蒸気調整弁には、圧力が低下した際に水を噴霧するためのマニホールドが備えられている。このマニホールドには、背圧によって作動するノズルと、水の混合と蒸発を促進するための可変形状が採用されている。

このノズルは、飽和状態が発生する可能性のある集中凝縮システムの下流側蒸気圧での使用を当初想定していました。このタイプのノズルは、最小流量を低く抑えることで装置の適応性を向上させます。これは、dPノズルにおける背圧を低減することによって実現されます。また、ノズルdPを小さくして開口部を大きくすると、スプリンクラーバルブのトリムではなくノズル出口でフラッシュが発生するという利点もあります。

フラッシュが発生すると、ノズル内のバルブプラグのバネの力でバルブが閉じ、流体の変化を防ぎます。フラッシュ中は流体の圧縮率が変化するため、ノズルのバネがバルブを閉じ、流体を再圧縮します。これらの手順を経て、流体は再び液体の状態に戻り、冷却器の形状に整えることができます。

可変形状および背圧作動式ノズル

蒸気調整弁は、水の流れを配管壁から遠ざけ、配管の中心へと導きます。用途によって噴霧点の数は異なります。蒸気圧差が大きい場合は、必要な蒸気量を大幅に増やすために、調整弁の出口径を大きく広げます。噴霧された水をより均一かつ徹底的に分散させるために、出口周辺にはより多くのノズルが配置されます。

蒸気調整弁のトリム構造を合理化することで、より高い動作温度および圧力定格（ANSIクラス2500以上）での使用が可能になります。

蒸気制御弁のバランス型プラグ構造は、クラスVのシール性能と直線的な流量特性を提供します。蒸気制御弁は一般的にデジタルバルブコントローラと高性能空気圧ピストンアクチュエータを使用し、高精度なステップ応答を維持しながら、2秒未満で全ストロークを完了します。
配管構成によっては、蒸気調整弁を独立した部品として提供することが可能であり、これにより弁本体での圧力制御と下流側の蒸気冷却器での過熱蒸気減圧が可能になります。また、費用面で実現が難しい場合は、鋳造ストレート型弁本体にプラグイン式過熱蒸気減圧器を組み合わせることも考えられます。