JP2007154668A - スケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービン - Google Patents

Abstract

【課題】ホイール植込み部等に付着、堆積したスケールを簡易な作業にして確実かつ容易に除去するスケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービンを提供する。
【解決手段】本発明に係るスケール除去方法は、タービンロータのホイールに設けられたホイール植込み部に付着、堆積したスケールを除去する際、前記ホイール植込み部にスケール除去用容器を取付ける工程と、前記ホイール植込み部に取付けた前記スケール除去用容器に洗浄液を注入する工程と、洗浄液に前記ホイール植込み部を浸漬して前記洗浄液を加熱する工程と、前記洗浄液に浸漬した前記ホイール植込み部に振動を与える工程と、スケール除去後、前記ホイール植込み部に熱風を与えて乾燥する工程とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、発電プラントの停止中に、タービン部品に付着したスケールを効果的に除去するスケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービンに関する。

従来、火力発電プラントでは、プラントを構成する水−蒸気系統の機器の腐食を防止するため、復水・給水系統に腐食防止薬品としてアンモニアやヒドラジン等を注入し、水質を適正値に維持させる管理を行っている。

この水質調整、水質管理の際、水−蒸気系統から水を常時サンプリングし、電導率、ＰＨ、溶存酸素、ヒドラジン、鉄分、シリカ等を常時、試料採取系統で試料の分析、監視を行わせている。

このように、試料採取系統が水−蒸気系統の水に含まれている鉄分、シリカ等の不純物の分析、監視、監理を行い、水質を適正値に維持、管理していても、例えば、ボイラの節炭器や蒸発器等の鉄系配管や過熱管からスケールが生成され、このスケールが蒸気タービンに流出することがある。

また、予め水に注入した化学薬品のうち、シリカ等は、蒸気タービンに流れ込み、やがてタービンロータやタービンロータに設けたホイールに浸入し、ここで堆積し、ホイールに植設するタービン動翼の翼植込み部を腐食させ、不具合を生じさせることがある。

機器や部品に堆積したスチールを除去するには、特許文献１や特許文献２に見られるように、例えば炭酸アンモニウムまたは炭酸水素アンモニウム、アルカリ性過マンガン酸塩等の洗浄溶液を用いて不純物を除去している。
特開２００３−１４３９６号公報 特開２００３−１９３２７６号公報

ところで、タービン動翼の翼植込み部に付着、堆積したスケールを除去するとき、洗浄液を用いているが、スケール除去までの作業工程に多くの時間を費やすために作業員の労力の大きな負担になっていた。

また、タービン動翼の翼植込み部に付着、堆積したスケールを除去するとき、スケール除去中の洗浄液の保管、スケール除去後の洗浄液の処理、スケール除去後の検査等ゆきとどいた細かな管理を必要としていたが、従来では必ずしも十分にゆきとどかず、そのあと始末に不必要な時間を浪費していた。

また、ホイールに植設する翼植込み部のスケール除去作業は、形状が複雑であり、個数も多く、しかも狭い場所で行うため、往々にして見落とすことがあり、蒸気タービン安定運転の維持に問題があった。

本発明は、このような事情に基づいてなされたもので、ホイール植込み部や翼植込み部に付着、堆積したスケールを簡易な作業にして確実かつ容易に除去するとともに、スケール除去後の検査を行って蒸気タービンの安定運転のための強化を図るスケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービンを提供することを目的とする。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項１に記載したように、タービンロータのホイールに設けられたホイール植込み部に付着、堆積したスケールを除去する際、前記ホイール植込み部にスケール除去用容器を取付ける工程と、前記ホイール植込み部に取付けた前記スケール除去用容器に洗浄液を注入する工程と、洗浄液に前記ホイール植込み部を浸漬して前記洗浄液を加熱する工程と、前記洗浄液に浸漬した前記ホイール植込み部に振動を与える工程と、スケール除去後、前記ホイール植込み部に熱風を与えて乾燥する工程とを備えるものである。

また、本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項２に記載したように、前記スケール除去用容器は、基材に硬化材を練り合せてシリコン系樹脂材として作製するものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項３に記載したように、前記洗浄液は、腐食抑制剤、両性界面活性剤、陽イオン界面活性剤および非イオン界面活性剤を混合するリン酸系であることを特徴とするものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項４に記載したように、前記洗浄液は、前記スケール除去用容器に注入器を用いて注入するものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項５に記載したように、前記洗浄液は、加熱ヒータを用いて３０℃〜９０℃の温度範囲で加熱されるものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項６に記載したように、前記洗浄液に浸漬した前記ホイール植込み部に超音波発振器からの超音波振動が与えられるものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項７に記載したように、スケール除去後の前記ホイール植込み部に温風乾燥器からの熱風が与えられるものである。

本発明に係るスケール除去方法は、上述の目的を達成するために、請求項８に記載したように、熱風は、３５℃〜９５℃の温度範囲であることを特徴とするものである。

本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項９に記載したように、タービンロータのホイールに設けられたホイール植込み部に付着、堆積したスケールを除去後の検査を行うとき、前記ホイール植込み部に設けた反射鏡と、この反射鏡の情報に基づいてスケールの有無を検査する顕微鏡とを備えたものである。

本発明に係る蒸気タービンは、上述の目的を達成するために、請求項１０に記載したように、請求項１〜８記載のものをホイール植込み部およびタービン動翼の翼植込み部のうち、少なくともいずれか一方に適用したことを特徴とするものである。

本発明に係るスケール除去方法は、ホイール植込み部に取付けるスケール除去用容器に洗浄液を注入し、洗浄液にスケールが付着、堆積するホイール植込み部を浸漬し、加温し、振動を与えてスケールを除去した後、熱風を加えて乾燥させる工程にするので、容易かつ確実にスケールを除去することができる。

以下、本発明に係るスケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービンの実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。

図１は、本発明に係るスケール除去方法を、例示としてタービンロータに適用する際の概念図である。

本発明に係るスケール除去方法を適用するタービンロータ１は、例えばタービン最終段落の一つ手前のタービン段落Ｌ−１から上流側に向うタービン段落のうち、タービン中間段落Ｌ−３までを対象としている。

このタービンロータ１は、１２Ｃｒ鋼等の耐熱鋼で作製され、素体から削り出しのタービンホイール２を軸方向に向って複数備えている。図２は図１のＡ部詳細断面図であるが、これらタービンホイール２は、図２に示すように、フック３とネック４を交互に繰返す、いわゆるツリー状に形成する鞍型形状のホイール植込み部５を設けている。

このホイール植込み部５には、タービン動翼の鞍型（アウトサイドダブテール）状の翼植込み部（図示せず）が植設される。

このような構成を有するホイール植込み部５に付着、堆積するスケールを除去するスケール除去方法は、次に示す工程を経て行われる。

先ず、ホイール植込み部５には、図３に示すように、ホイール植込み部５のフック３およびネック４を利用してスケール除去用容器７が取付けられる。

このスケール除去用容器７は、図示のように、基材８と硬化材９を練ったシリコン系樹脂材１０として作製される。

なお、スケール除去用容器７は、基材８と硬化材９との練り合わせから５〜３０分で硬化するので、硬化する前に全体形状を形成する。

ホイール植込み部５、または翼植込み部にスケール除去用容器７が取付けられると、本実施形態は、図４に示すように、注入器１１からスケール除去用容器７に洗浄液が注入される。そして、スケール除去用容器７に注入後の洗浄液は、ポンプ１２によって抽出される。

洗浄液は、腐食抑制剤、両性界面活性剤、陽イオン界面活性剤および非イオン界面活性剤を混合させたリン酸系にしている。

次に、洗浄液がスケール除去用容器７に注入されると、本実施形態は、図５に示すように、加熱ヒータ１３によって温度を３０℃〜９０℃の温度範囲に加温させる。

洗浄液の加温後、本実施形態は、図６に示すように、超音波発振器１４を用いてホイール植込み部５または翼植込み部に付着、堆積するスケールに超音波振動を与えてスケールを除去する。

ホイール植込み部５等からスケールが除去されると、本実施形態は、図７に示すように、温風乾燥機１５を用い、温度３５℃〜９５℃の空気を送り、スケールを除去したホイール植込み部等を乾燥させる。

このように、本実施形態に係るスケール除去方法およびこの方法を適用する蒸気タービンは、タービンロータ１のタービン段落Ｌ−１〜Ｌ−３におけるホイール植込み部５または翼植込み部に付着、堆積したスケールを除去するにあたり、先ず、ホイール植込み部５等のフック３およびネック４を利用して樹脂製のスケール除去用容器７を取付け、取付けたスケール除去用容器７にリン酸系の洗浄液を注入してホイール植込み部５等を浸漬するとともに、加温し、加温後、スケールが付着、堆積したホイール植込み部５等の部分に超音波発振器１４からの超音波振動を与えてスケールを除去し、スケール除去後のホイール植込み部５等に温風乾燥機１５からの熱風を加えて乾燥させるので、簡易な作業にして確実かつ容易にスケールを除去して錆の発生を防止することができる。

図８は、スケール除去後の検査方法を説明する際の概念図である。

本実施形態は、タービンロータ１のホイール植込み部５に付着、堆積するスケールを除去後、その除去の有無を確認するための検査にあたり、ホイール植込み部５等のフック３に反射鏡１６が取り付けられ、反射鏡１６からの情報に基づき顕微鏡１７により検査を行う。

反射鏡１６は、金属または表面金属メッキが使用される。

このように、本実施形態は、ホイール植込み部５等のフック３に反射鏡１６を取付け、この反射鏡１６からの情報に基づき顕微鏡１７によりホイール植込み部５等に付着、堆積するスケールが除去されたかの有無を検査するので、狭い場所であってもホイール植込み部５等に付着、堆積するスケール除去の有無を容易かつ確実に検査することができる。

本発明に係るスケール除去方法を、例示としてタービンロータに適用する際の概念図。 図１のＡ部に示すタービンロータから削出したホイールに設けたホイール植込み部を示す概念図。 本発明に係るスケール除去方法の一工程を示すもので、ホイール植込み部にスケール除去用容器を取付ける際の概念図。 本発明に係るスケール除去方法の一工程を示すもので、スケール除去用容器に洗浄液を注入する際の概念図。 本発明に係るスケール除去方法の一工程を示すもので、スケール除去用容器に注入した洗浄液を加熱する際の概念図。 本発明に係るスケール除去方法の一工程を示すもので、洗浄液に浸漬したホイール植込み部の超音波振動を与える際の概念図。 本発明に係るスケール除去方法の一工程を示すもので、スケール除去後のホイール植込み部を乾燥する際の概念図。 スケール除去後の検査方法を説明する際の概念図。

符号の説明

１ タービンロータ
２ ホイール
３ フック
４ ネック
５ ホイール植込み部
６ 中心孔
７ スケール除去用容器
８ 基材
９ 硬化材
１０ シリコン系樹脂材
１１ 注入器
１２ ポンプ
１３ 加熱ヒータ
１４ 超音波発振器
１５ 温風乾燥機
１６ 反射鏡
１７ 顕微鏡

Claims (10)

1. タービンロータのホイールに設けられたホイール植込み部に付着、堆積したスケールを除去する際、前記ホイール植込み部にスケール除去用容器を取付ける工程と、前記ホイール植込み部に取付けた前記スケール除去用容器に洗浄液を注入する工程と、洗浄液に前記ホイール植込み部を浸漬して前記洗浄液を加熱する工程と、前記洗浄液に浸漬した前記ホイール植込み部に振動を与える工程と、スケール除去後、前記ホイール植込み部に熱風を与えて乾燥する工程とを備えることを特徴とするスケール除去方法。
2. 前記スケール除去用容器は、基材に硬化材を練り合せてシリコン系樹脂材として作製することを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
3. 前記洗浄液は、腐食抑制剤、両性界面活性剤、陽イオン界面活性剤および非イオン界面活性剤を混合するリン酸系であることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
4. 前記洗浄液は、前記スケール除去用容器に注入器を用いて注入することを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
5. 前記洗浄液は、加熱ヒータを用いて３０℃〜９０℃の温度範囲で加熱されることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
6. 前記洗浄液に浸漬した前記ホイール植込み部に超音波発振器からの超音波振動が与えられることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
7. スケール除去後の前記ホイール植込み部に温風乾燥器からの熱風が与えられることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
8. 熱風は、３５℃〜９５℃の温度範囲であることを特徴とする請求項１記載のスケール除去方法。
9. タービンロータのホイールに設けられたホイール植込み部に付着、堆積したスケールを除去後の検査を行うとき、前記ホイール植込み部に設けた反射鏡と、この反射鏡の情報に基づいてスケールの有無を検査する顕微鏡とを備えたことを特徴とする蒸気タービン。
10. 請求項１〜８記載のものをホイール植込み部およびタービン動翼の翼植込み部のうち、少なくともいずれか一方に適用したことを特徴とする蒸気タービン。

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