JP5355335B2 - 弁装置の健全性監視評価システム及び方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に係る弁装置の健全性監視評価システムにおける第1の実施の形態を示す構成図である。この図1に示す弁装置10は、流体(例えば水等)が流れる弁箱13内に収容された弁体11と、この弁体11にねじ等で結合され、弁体11を駆動するための弁棒12と、を有して構成される。ここで、弁箱13内を流れる流体の流れ方向を矢印Fで示す。
図9は、本発明に係る弁装置の健全性監視評価システムにおける第2の実施の形態を示す構成図である。この第2の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図11は、本発明に係る弁装置の健全性監視評価システムにおける第3の実施の形態の弁体を示し、(A)が第1例の断面図、(B)が第2例の部分断面図である。この第3の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図13は、本発明に係る弁装置の健全性監視評価システムにおける第4の実施の形態を示す構成図である。この第4の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
図14は、本発明に係る弁装置の健全性監視評価システムにおける第5の実施の形態を示す構成図である。この第5の実施の形態において、前記第1の実施の形態と同様な部分については、同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。
11 弁体
12 弁棒
13 弁箱
14、14A 超音波センサ
17、17A 振動評価装置部(振動評価手段)
18 疲労評価装置部(疲労評価手段)
21 突起
22、23、24 窪み
25 キャビテーション用超音波センサ
26 キャビテーション検知時警報発信装置部(キャビテーション検知時警報発信手段)
31 警報発信装置部(警報発信手段)
32 ポンプ回転数制御部(ポンプ回転数制御手段)
33 弁開度調整機構制御部(弁開度調整機構制御手段)
34 交換時警報発信装置部(交換時警報発信手段)
A、B、C、D、E 弁装置の健全性監視評価システム
Claims (14)
- 流体が流れる弁箱内に収容された弁体と、この弁体に結合され前記弁体を駆動するための弁棒とを有する弁装置の健全性監視評価システムであって、
前記弁体の上流側位置となる前記弁箱の外側部位における前記弁体の軸上に設けられて、超音波を送受信する超音波センサと、
この超音波センサから前記弁体の先端へ向けて送信され前記弁体にて反射されて前記超音波センサにより受信された超音波のエコーレベルの変化に基づき、前記弁体の振動変位量を検出する振動評価手段と、
この振動評価手段にて検出された前記弁体の振動変位量から前記弁棒に発生する最大応力を推定して、前記弁棒の疲労を評価する疲労評価手段と、を有することを特徴とする弁装置の健全性監視評価システム。 - 前記疲労評価手段は、監視対象となる弁装置の構造解析モデルを用いて予め作成された、弁体の振動変位量と弁棒の最大応力との相関データベースに基づいて、振動評価手段にて検出された前記弁体の振動変位量から前記弁棒に発生する最大応力を推定するよう構成されたことを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記振動評価手段は、弁体の形状毎に予め作成された超音波信号の変化量と弁体の振動変位量との相関データベースに基づいて、前記弁体から反射された超音波信号の変化量から前記弁体の振動変位量を検出することを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記相関データベースは、超音波伝播解析モデルを用いて、超音波センサから弁体へ向けて送信され前記弁体にて反射されて前記超音波センサにより受信された超音波信号の変化量と、前記弁体の振動変位量との関係を算出して作成されたものであることを特徴とする請求項3に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記超音波センサは、超音波伝播解析モデルによって弁体の形状毎に決定された、前記超音波センサにより受信される超音波の感度が最適となる弁箱外側位置に設置されたことを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記超音波センサとは別に弁体の振動変位量を校正するために設置したセンサを用いて、前記超音波センサにより得られた超音波信号の変化量と校正用の前記センサにより計測した弁体の振動変位量との相関データベースが予め作成され、
振動評価手段は、前記超音波センサにより得られた超音波信号の変化量から前記相関データベースに基づいて、校正用の弁体の振動変位量を弁体の振動変位量として検出することを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。 - 前記弁装置には、弁体下流側に位置する弁箱外側部位にキャビテーション用超音波センサが設置され、
このキャビテーション用超音波センサが受信する超音波に基づいてキャビテーションを検知し、プラント運転員に周知させるための警報を発するキャビテーション検知時警報発信手段が装備されたことを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。 - 前記振動評価手段にて検出された弁体の振動変位量が弁棒の許容応力値を超える変位量となった場合に、プラント運転員に周知させるための警報を発する警報発信手段が装備されたことを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記疲労評価手段が弁棒の最大応力値から予測した前記弁棒の交換時期に到達したときに、プラント運転員に周知させるための警報を発する交換時警報発信手段が装備されたことを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。
- 前記振動評価手段は、検出した弁体の振動変位量が弁棒の許容応力値を超える変位量となった場合に、その旨の信号を、流体を流動させるポンプの回転数を制御するポンプ回転数制御手段へ送信し、
このポンプ回転数制御手段は、前記弁体の振動変位量を低下させるために前記ポンプの回転数を減少させるよう制御することを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。 - 前記振動評価手段は、検出した弁体の振動変位量が弁棒の許容応力値を超える変位量となった場合に、その旨の信号を、弁装置の弁開度を調整する機構を制御する弁開度調整機構制御手段へ送信し、
この弁開度調整機構制御手段は、前記弁体の振動変位量を低下させるために前記弁開度を拡大させるよう制御することを特徴とする請求項1に記載の弁装置の健全性監視評価システム。 - 流体が流れる弁箱内に収容された弁体と、この弁体に結合され前記弁体を駆動するための弁棒とを有する弁装置の健全性監視評価システムであって、
前記弁体の上流側位置となる前記弁箱の外側部位に設けられて、超音波を送受信する超音波センサと、
この超音波センサから前記弁体へ向けて送信され前記弁体にて反射されて前記超音波センサにより受信された超音波に基づき、前記弁体の振動変位量を検出する振動評価手段と、
この振動評価手段にて検出された前記弁体の振動変位量から前記弁棒に発生する最大応力を推定して、前記弁棒の疲労を評価する疲労評価手段とを有し、
前記弁体には、この弁体にて反射される超音波が前記弁体の振動量に応じて変化し易くなるように突起または窪みが施され、
前記振動評価手段は、この突起または窪みの部位から反射される超音波により、前記弁体の振動変位量を検出するよう構成されたことを特徴とする弁装置の健全性監視評価システム。 - 流体が流れる弁箱内に収容された弁体と、この弁体に結合され前記弁体を駆動するための弁棒とを有する弁装置の健全性監視評価システムであって、
前記弁体の上流側位置となる前記弁箱の外側部位に設けられて、超音波を送受信する超音波センサと、
この超音波センサから前記弁体へ向けて送信され前記弁体にて反射されて前記超音波センサにより受信された超音波に基づき、前記弁体の振動変位量を検出する振動評価手段と、
この振動評価手段にて検出された前記弁体の振動変位量から前記弁棒に発生する最大応力を推定して、前記弁棒の疲労を評価する疲労評価手段とを有し、
前記弁体には、この弁体の振動変位量が弁棒の許容応力値を超える変位量となった場合に、前記超音波センサからの超音波が反射されるような突起または窪みが施され、
前記振動評価手段は、この突起または窪みの部位から反射される超音波により、前記弁体の振動変位量を検出するよう構成されたことを特徴とする弁装置の健全性監視評価システム。 - 流体が流れる弁箱内に収容された弁体と、この弁体に結合され前記弁体を駆動するための弁棒とを有する弁装置の健全性監視評価方法であって、
前記弁体の上流側位置となる前記弁箱の外側部位における前記弁体の軸上に設けられて、超音波を送受信する超音波センサを備え、
この超音波センサから前記弁体の先端へ向けて送信され前記弁体にて反射されて前記超音波センサにより受信された超音波のエコーレベルの変化に基づき、前記弁体の振動変位量を検出し、
この弁体の振動変位量から前記弁棒に発生する最大応力を推定して、前記弁棒の疲労を評価することを特徴とする弁装置の健全性監視評価方法。
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