発電所の主蒸気隔離弁は、実際の隔離義務、蒸気の圧力と温度、熱サイクル、必要な遮断動作、ライン接続、動作差圧、弁動作周波数、および指定された自動閉鎖要件から選択する必要があります。ゲートバルブは、完全に開いた位置で流れ抵抗が低いため、一般にフルボア遮断用と考えられていますが、最終設計では、圧力シールまたはボルト締めボンネット構造、フレキシブルウェッジまたは平行スライド閉鎖、突合せ溶接またはフランジ付き端部、およびプロジェクトに応じて手動、ギア付きまたは作動操作が使用される場合があります。主蒸気の隔離は絞りの義務ではなく、制御弁が両方とも蒸気を処理するという理由だけで隔離弁の代わりに使用されるべきではありません。
動力＆蒸気・主蒸気ライン選択マップ
発電所用主蒸気隔離弁の選択
主蒸気の隔離は高エネルギーの遮断義務です。工学的な問題は、単に「どのゲート バルブが圧力に耐えられるか?」ということではありません。ただし、完全なバルブ、クロージャ設計、ボンネットジョイント、端部接続、オペレータおよび配管配置が、起動、通常動作、停止、および信頼できる過渡条件にわたって蒸気ラインを確実に隔離できるかどうかは重要です。
主蒸気ライン選択マップ
圧力シールまたはボルト締めボンネット
フレキシブルウェッジまたは平行スライド
突合せ溶接またはフランジ付き
マニュアル、ギアまたはアクチュエーター
1. バルブを選択する前に絶縁デューティを定義します
通常のプロセスの分離
このバルブは、起動、停止、メンテナンス、または機器の分離のためにボイラー、ヘッダー、または下流の蒸気セクションを隔離するために使用されます。プロジェクトでは、バルブの開閉に必要な最大差圧を定義する必要があります。
保護または自動隔離
バルブが自動トリップまたは保護絶縁機能の一部として認められている場合、購入者は必要な作動ロジック、閉鎖時間、故障動作、電源、計装、および該当する安全分類を定義する必要があります。これらの要件は、「主蒸気隔離弁」という言葉だけから推測すべきではありません。
範囲に関する注: この記事では、一般的な火力発電所、複合サイクル発電所、および産業用発電所の主蒸気隔離について説明します。原子力安全クラスの MSIV アプリケーションには、追加のコード、資格要件、およびテスト要件が含まれる可能性があるため、プロジェクト固有の原子力仕様に基づいて処理する必要があります。
2. 主蒸気の隔離にゲートバルブが一般的に考慮される理由
ゲート バルブは、完全に開いたときに比較的真っ直ぐな流路を提供し、基本的には連続的な絞りではなくオン/オフの分離を目的としています。そのため、低い開位置圧力損失と確実な隔離が重要な主蒸気ラインの論理的な候補となります。
ゲートバルブは全開または全閉でご使用ください。
主蒸気隔離仕切弁を制御弁として扱わないでください。スロットルを継続してゲートを操作すると、ゲートとシートが高速蒸気、振動、局所的な浸食にさらされる可能性があります。
線のサイズだけで選択しないでください。
公称蒸気管サイズは入力の 1 つだけです。圧力温度定格、必要なボア、バルブの形状、エンド接続、クロージャの設計、アクチュエータの力、およびプロジェクトの標準はすべて選択の一部となります。
3. 圧力シールまたはボルト締めボンネット?
ボンネットの選択は、単一の圧力しきい値ではなく、プロジェクトの設計範囲に従う必要があります。プレッシャーシール構造は、ボディとボンネットの接合部が内圧を利用してガスケットの荷重を増加させるため、高圧および高温の電力用途で広く使用されています。ボルト留めボンネット設計は、選択された設計、圧力温度定格、およびプロジェクト仕様が許容する場合、多くの蒸気サービスで引き続き有効です。
| 選択質問 | エンジニアリングディレクション |
|---|---|
| 高エネルギーの HP/HT 主蒸気? | 圧力シールボンネットは、コンパクトな圧力補助ボディとボンネットの接合部を備えているため、特に検討する価値があります。 |
| 承認されたボルト留めボンネット設計内に中程度の圧力はありますか? | 圧力温度定格とプロジェクト要件が満たされている場合は、ボルト留めボンネットが引き続き適切な場合があります。 |
| 頻繁な熱過渡現象? | ボンネット接合部の動作、ガスケット システム、提供されている場合の活荷重、およびメーカーのメンテナンス ガイダンスを確認します。 |
| プラント規格ではボンネット構造がすでに規定されていますか? | 設計上の逸脱が受け入れられない限り、承認されたプロジェクト仕様に従ってください。 |
構造と製品レベルの選択の詳細については、 プレッシャーシールゲートバルブ ここで圧力シール機構を繰り返すのではなく、このページを参照してください。
4. フレキシブルウェッジまたは平行スライド?
オプションA
フレキシブルウェッジ
柔軟なウェッジが傾斜したシートの間にトルクで固定されています。ウェッジの形状は、シャットオフを維持しながら、シートの多少の歪みや熱の動きに対応できるように設計されています。
レビュー: 熱結合のリスク、ホットクローズ/クールダウン動作、シートとウェッジの硬化仕上げ、必要なトルク、ステム負荷、およびオペレーターのサイジング。
オプション B
平行スライド
平行スライド設計では、くさびアクションではなく平行クロージャー要素を使用します。システム圧力は下流側シートのシールに寄与し、この設計により高温使用時の熱結合に対する感度を低減できます。
レビュー: 低差圧遮断動作、ディスクとシートの摩耗、キャビティ圧力管理、バイパス/均等化装置、およびオペレーターの力。
普遍的な勝者は存在しません。 プロジェクトの義務、温度過渡現象、必要な遮断動作、メンテナンス哲学、および承認されたメーカーの設計により、閉鎖タイプを決定する必要があります。
5. 突合せ溶接またはフランジ端?
突合せ溶接端
突合せ溶接端部は、大きなライン フランジ ジョイントを取り除き、連続的な溶接圧力境界を作成するため、高エネルギー蒸気配管では一般的に考慮されています。それらを使用するには、正しい溶接手順、互換性のあるパイプとバルブの材料、該当する場合は熱処理、NDE、および現場での製造に十分な設置スペースが必要です。
フランジ付き端
フランジ接続は取り外しや交換を簡素化できますが、フランジ、ガスケット、およびボルト締めシステムは、実際の圧力温度定格および配管仕様を満たさなければならない別の高温圧力境界となります。
すべての主蒸気隔離弁を突合せ溶接する必要があるとは述べないでください。プロジェクトの配管クラスとプラントのメンテナンス哲学によって接続が決まります。
6. 材料の選択: 実際の圧力-温度エンベロープを使用する
主蒸気の温度により、高温強度、クリープ挙動、熱膨張、溶接適合性、長期的なシート性能が重要となる材料領域にバルブが配置されることがあります。炭素鋼、クロムモリブデン合金鋼、および高温合金グレードはすべて電力プロジェクトに登場する可能性がありますが、製品またはサプライヤーは実際のプロジェクト条件なしに普遍的なボディグレードを割り当てるべきではありません。
| ボディ・ボンネット | 圧力温度定格、高温強度、鋳造または鍛造の仕様、配管材料の適合性を確認します。 |
| ゲート/ディスクとシート | 硬化肉盛、耐浸食性、かじり、高温硬度、熱サイクルとの適合性を確認します。 |
| ステム | 強度、耐食性、かじりの危険性、ねじ山/ステムナットの設計、操作荷重を確認してください。 |
| パッキン・ガスケット | バルブの構造、最高温度、排出要件、メンテナンス方針に応じて選択します。 |
より広範な圧力と温度および材料の枠組みについては、 バルブの圧力と温度の定格ガイド そして 高温高圧バルブガイド.
7. 熱結合、圧力ロック、キャビティの過圧
高温のゲート バルブでは、いくつかの動作上の問題が発生する可能性があり、誤ってグループ化されることがよくあります。バルブと配管システムは、各機構を個別に検討する必要があります。
バイパスラインやイコライジングラインを習慣的に追加すべきではありません。その方向、バルブの配置、および操作手順は、実際のゲートの設計とシステムの圧力関係と一致する必要があります。
8. 必要な最悪の動作ケースから演算子を選択する
オペレータは、指定された開閉差圧、パッキン摩擦、着座荷重、およびあらゆる動的要件の下で、バルブに必要なステム荷重またはトルクを克服する必要があります。オペレーターはバルブサイズだけで選ばれるわけではありません。
| オペレーター | 考慮すべき一般的な理由 | プロジェクトチェック |
|---|---|---|
| ハンドル | 手動の力が依然として実用的な、小型のバルブまたは作動頻度の低いバルブ。 | 最大リム引力/操作力、アクセスおよび開口差圧。 |
| ギアオペレーター | 機械的な利点が必要だが動力による操作は必要ない大型のバルブ。 | ギア比、ステム荷重、回転数、アクセス、メンテナンス。 |
| 電動アクチュエーター | 電気的作動が指定されている場合の遠隔操作、シーケンスまたは自動絶縁。 | 推力/トルク、デューティサイクル、電力、制御、リミット/トルクスイッチ、および必要な閉鎖時間。 |
| 空圧・油圧アクチュエータ | プラントの理念に応じて、プロジェクト固有の迅速な隔離または保護的な隔離を行います。 | 利用可能な供給、フェイルアクション、蓄積エネルギー、閉鎖プロファイル、動的なバルブ負荷。 |
9. 主蒸気隔離弁の RFQ データ
引用の場合、最小限の価値の高い情報は次のとおりです。 サイズ、設計圧力、設計温度、材料要件、端接続、圧力クラス/標準、およびオペレーターの要件。定義された差圧に対してバルブを開閉する必要がある場合、または自動閉鎖時間を満たさなければならない場合は、それらの条件も提供します。
10. 検査、テスト、および文書化
購入仕様書では、該当するバルブ規格、圧力試験規格、材料文書、NDE、アクチュエータ試験、およびプロジェクト固有の検査要件を定義する必要があります。 ASME B16.34 は、適用されるバルブ構造の圧力温度定格、材料、寸法/公差、非破壊検査、試験およびマーキングをカバーしていますが、完全な購入仕様には追加の規格や EPC 要件が含まれる場合があります。
| 検証 | 目的 |
|---|---|
| 重要な文書 | 必要に応じて、指定された圧力含有材料、トリム材料、ボルト締め材料を確認してください。 |
| 寸法検査 | 端部の準備、面間/端面間、ステム/ヨークの配置、および承認された図面寸法を確認します。 |
| シェル/圧力境界試験 | 適用される試験手順に対する圧力含有の完全性を検証します。 |
| シート漏れ試験 | 指定されたバルブ/試験基準に対する遮断性能を検証します。 |
| オペレーターの機能テスト | 供給範囲に含まれる場合は、全移動量、制限、トルク/推力設定、および自動機能を確認してください。 |
| 最終保護 | 出荷時および保管時に突合せ溶接端またはフランジ面、ステム、シート領域、オペレータおよび付属品を保護します。 |
主蒸気隔離弁選択チェックリスト
- バルブが通常の隔離、メンテナンスの隔離、または保護用の自動隔離装置であるかどうかを定義します。
- 動作確認と圧力、温度の設計を行います。
- 全開/全閉絶縁要件とシート漏れ基準を確認してください。
- 親ゲートバルブの設計と該当する規格を選択します。
- 圧力シール構造とボルト締めボンネット構造を評価します。
- フレキシブルウェッジクロージャと平行スライドクロージャを評価します。
- 配管クラスから突合せ溶接またはフランジ付き端部を確認します。
- 熱結合、圧力ロック、キャビティの過圧シナリオを確認します。
- ハンドホイール、ギアボックス、またはアクチュエータのサイズを、必要な最悪の動作差圧に合わせて調整します。
- 購入前に、圧力テスト、材料記録、NDE、プロジェクト文書を定義します。
関連する技術リソース
技術参考資料
よくある質問
主蒸気の隔離にはどのようなバルブが一般的に使用されますか?
ゲート バルブは、全開/全閉の分離を目的としており、開いたときに比較的直線的な流路を提供するため、一般的に検討されています。最終的なバルブ設計は、圧力、温度、遮断要件、熱サイクル、接続、オペレーターおよびプロジェクトの仕様に依存します。
主蒸気隔離弁には常に圧力シールボンネットが必要ですか?
いいえ。圧力シール構造は高圧および高温の電力用途で広く使用されていますが、ボンネット構造はサービス名だけではなく、実際の圧力温度範囲とプロジェクトの仕様から選択する必要があります。
主蒸気用のパラレルスライドゲートバルブはフレキシブルウェッジゲートバルブより優れていますか?
普遍的ではありません。平行スライド設計により、ウェッジ関連の熱拘束の問題が軽減され、柔軟なウェッジ設計により、シートの多少の歪みに対応でき、異なる遮断機構が提供されます。正しい選択は、特定の蒸気負荷と承認されたバルブ設計によって異なります。
主蒸気隔離弁には突合せ溶接端を使用する必要がありますか?
突合せ溶接端部は、大きなライン フランジ ジョイントを不要にするため、高エネルギー蒸気配管では一般的ですが、すべてのプロジェクトで必須ではありません。配管クラス、バルブ設計、溶接要件、およびメンテナンスの考え方によって接続を決定する必要があります。
主蒸気仕切弁を絞りに使用できますか?
ゲートバルブは通常、隔離を目的としています。スロットルを継続的に使用すると、ゲートとシートが高速蒸気や局所的な摩耗にさらされる可能性があります。グローブまたは制御バルブは、規制義務について評価する必要があります。
主蒸気隔離弁を見積もるにはどのような情報が必要ですか?
少なくとも、バルブ サイズ、設計圧力、設計温度、本体材質要件、圧力クラスまたは設計標準、端接続およびオペレータ要件を提供します。動作やアクチュエータのサイズに影響を与える場合は、最大動作差圧と必要な閉鎖時間も提供します。
すべての主蒸気隔離弁は原子力 MSIV ですか?
いいえ。この用語は主蒸気隔離業務に広く使用できますが、原子力安全クラスの MSIV アプリケーションには追加のコード、資格、試験、および安全要件が必要になる場合があります。これらの要件は、プロジェクト固有の原子力仕様に基づくものでなければなりません。
