JP7154783B2 - Apparatus for estimating remaining life of heat transfer tube, method for estimating remaining life, and program - Google Patents

Apparatus for estimating remaining life of heat transfer tube, method for estimating remaining life, and program Download PDF

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Description

本発明は、伝熱管の余寿命推定装置、余寿命推定方法、及びプログラムに関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a remaining life estimation device for a heat transfer tube, a remaining life estimation method, and a program.

発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管では、交換要否等の判断のために、伝熱管の外形状を測定する必要がある。外形状を計測する方法としては、ノギスにより伝熱管の全周面を手作業で計測する方法や、計測装置により伝熱管の全周面を複数の側面に分割して計測する3次元計測法が用いられている。 2. Description of the Related Art In a heat transfer tube provided in a boiler in a power plant, it is necessary to measure the outer shape of the heat transfer tube in order to determine whether it needs to be replaced or not. As a method of measuring the outer shape, there is a method of manually measuring the entire circumference of the heat transfer tube with a vernier caliper, and a three -dimensional measurement method of dividing the circumference of the heat transfer tube into multiple sides and measuring it with a measuring device. is used.

3次元計測法の一例として、特許文献1には、面形状の被計測対象に対して計測を行って3次元の計測データを取得し、該計測データに基づいて、面形状を評価(曲率等)することが開示されている。 As an example of a three-dimensional measurement method, Patent Document 1 describes a method in which a surface shape of an object to be measured is measured to obtain three-dimensional measurement data, and the surface shape is evaluated (curvature, etc.) based on the measurement data. ) is disclosed.

特開2015-227796号公報JP 2015-227796 A

しかしながら、ノギスにより伝熱管の全周面を手作業で計測する方法では、膨大な時間と人手を必要としていた。また、3次元計測法でも、全周面を計測するために1つの伝熱管に対して角度を変えて複数回測定しなければならず、手間と時間を要していた。 However, the method of manually measuring the entire circumferential surface of the heat transfer tube with a vernier caliper requires a huge amount of time and manpower. In addition, even in the three-dimensional measurement method, in order to measure the entire peripheral surface, multiple measurements must be performed at different angles with respect to one heat transfer tube, which requires labor and time.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、伝熱管の計測時間を大幅に短縮することができる伝熱管の余寿命推定装置、余寿命推定方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a remaining life estimation device for heat transfer tubes, a remaining life estimation method, and a program that can greatly shorten the measurement time of heat transfer tubes. With the goal.

本発明の幾つかの実施形態に係る伝熱管の形状推定装置の一実施形態は、発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定装置であって、前記伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定部と、を備えた伝熱管の形状推定装置である。 An embodiment of a heat transfer tube shape estimation device according to some embodiments of the present invention is a heat transfer tube shape estimation device provided in a boiler in a power plant, wherein the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube and a best-fit shape estimating unit for estimating a best-fit shape that is circular or oval based on the measurement result of the measuring unit. is.

上記のような構成によれば、伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測して、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定することとしたため、ベストフィット形状の推定にかかる時間を大幅に短縮することが可能である。なお、長円形状には、楕円形状が含まれるものとする。従来では、伝熱管のように円形状または長円形状の外形状を計測する場合には、ノギスにより全周面を手作業で計測する方法や、計測装置により全周面を複数の側面に分割して計測するする三次元計測法が用いられている。ノギスにより全周面を手作業で計測する方法では膨大な時間と人手を必要とし、また、三次元計測法では1つの伝熱管に対して複数回測定しなければならないため時間を要していた。しかしながら、上記のような構成によれば、部分的に計測した所定の側面の外形状を計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するため、計測した所定の側面以外の側面を計測することなくベストフィット形状を得ることができる。すなわち、伝熱管の全周を計測する必要がなくなり、伝熱管の計測時間を大幅に短縮することができる。このため、例えば点検等の工期自体を短縮でき、ボイラの停止期間を短くすることができる。 According to the above configuration, the outer shape of the predetermined side surface of the heat transfer tube is partially measured, and the best-fit shape, which is a circular or oval shape, is estimated. It is possible to greatly reduce the time required. Note that the oval shape includes an elliptical shape. Conventionally, when measuring the outer shape of a circular or oval shape such as a heat transfer tube, the method of manually measuring the entire peripheral surface with a vernier caliper or dividing the entire peripheral surface into multiple side surfaces with a measuring device has been used. A three-dimensional measurement method is used to measure the The method of manually measuring the entire peripheral surface with a vernier caliper required a huge amount of time and manpower, and the three-dimensional measurement method required multiple measurements for one heat transfer tube, which was time-consuming. . However, according to the configuration as described above, in order to estimate the best-fit shape, which is a circular shape or an oval shape, based on the measurement result of the partially measured outer shape of the predetermined side surface, the measured predetermined side surface The best fit shape can be obtained without measuring the other side. That is, it becomes unnecessary to measure the entire circumference of the heat transfer tube, and the measurement time of the heat transfer tube can be greatly shortened. Therefore, for example, the construction period itself such as inspection can be shortened, and the boiler stop period can be shortened.

上記形状推定装置において、前記伝熱管における所定の側面とは、前記伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面であることとしてもよい。 In the above shape estimation device, the predetermined side surface of the heat transfer tube may be a side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow.

上記のような構成によれば、伝熱管に対する計測対象箇所を、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面とした。ボイラに設けられた伝熱管において、高温ガス流れの下流側の側面と比較して、高温ガス流れの上流側の側面では熱負荷が高くなるため、熱負荷によって伝熱管がより変形していると推定される。このため、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面を計測し、ベストフィット形状を推定することで、熱負荷による伝熱管の変形が反映されたベストフィット形状を得ることができる。 According to the configuration as described above, the measurement target portion of the heat transfer tube is the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow. In the heat transfer tubes provided in the boiler, the heat load is higher on the side on the upstream side of the high temperature gas flow than on the side on the downstream side of the high temperature gas flow. Presumed. Therefore, by measuring the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow and estimating the best-fit shape, it is possible to obtain the best-fit shape that reflects the deformation of the heat transfer tube due to the heat load.

上記形状推定装置において、前記計測部は、前記ボイラに配置された伝熱管群において高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管に対して計測を行うこととしてもよい。 In the above-described shape estimation device, the measurement unit may measure a heat transfer tube arranged upstream of a high-temperature gas flow in a group of heat transfer tubes arranged in the boiler.

上記のような構成によれば、ボイラに配置された伝熱管群において高温ガス流れの上流側(好ましくは最上流側)に配置された伝熱管に対して計測を行うため、伝熱管群におけるそれぞれの伝熱管の余寿命のうち最も短い余寿命を簡便に取得することができる。伝熱管の余寿命は外径歪(または膨張量)によって評価することができ、外径歪の主たる原因は高温ガスによる熱膨張である。このため、最も高温のガスに曝される高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管に対して計測を行うことで、最も外径歪が大きく、余寿命の短い伝熱管に関するデータを取得することができる。つまり、最も短い余寿命を把握しておくことで、伝熱管の点検周期及び交換周期の計画を効率的に立てることができる。 According to the above configuration, in order to measure the heat transfer tubes arranged on the upstream side (preferably the most upstream side) of the high-temperature gas flow in the heat transfer tube group arranged in the boiler, each of the heat transfer tube groups The shortest remaining life among the remaining lives of the heat transfer tubes can be easily obtained. The remaining life of the heat transfer tube can be evaluated by the outer diameter distortion (or expansion amount), and the main cause of the outer diameter distortion is thermal expansion due to high temperature gas. For this reason, by measuring the heat transfer tube placed upstream of the high temperature gas flow exposed to the highest temperature gas, data on the heat transfer tube with the largest outer diameter distortion and short remaining life can be obtained. be able to. In other words, by grasping the shortest remaining life, it is possible to efficiently plan the inspection cycle and replacement cycle of the heat transfer tubes.

上記形状推定装置において、前記ベストフィット形状推定部は、前記計測部による計測結果に基づいて最小二乗法を適用することにより、前記ベストフィット形状を推定することとしてもよい。 In the shape estimating device described above, the best-fit shape estimating unit may estimate the best-fitting shape by applying a least-squares method based on the measurement result of the measuring unit.

上記のような構成によれば、計測部による計測結果に基づいて最小二乗法を適用することによりベストフィット形状を推定するため、効果的に最適近似形状を得ることができる。 According to the configuration as described above, the best-fit shape is estimated by applying the least-squares method based on the measurement result of the measuring unit, so the optimum approximate shape can be effectively obtained.

本発明の幾つかの実施形態に係る伝熱管の余寿命推定装置の一実施形態は、上記の形状推定装置と、前記計測部による計測結果及び前記ベストフィット形状に基づいて、前記伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する膨張外形状推定部と、前記伝熱管の初期外形状と前記膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する余寿命推定部と、を備えた伝熱管の余寿命推定装置である。 In one embodiment of the heat transfer tube remaining life estimation device according to some embodiments of the present invention, the heat transfer tube is approximately An expansion outer shape estimating unit for estimating an expansion outer shape assumed in the case of maximum expansion, and a remaining life estimation for estimating the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expansion outer shape of the heat transfer tube. and a remaining life estimation device for heat transfer tubes.

上記のような構成によれば、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することとしたため、膨張外形状として略ワーストケースを推定することができ、推定された膨張外形状を用いて伝熱管の余寿命を推定することで、伝熱管の余寿命を長く推定してしまうことを防ぎ、伝熱管に破損等が発生するリスクを抑制することができる。 According to the above configuration, since the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum is estimated, it is possible to estimate a substantially worst case as the expansion outer shape, and the estimated expansion outer shape By estimating the remaining life of the heat transfer tube using the shape, it is possible to prevent the remaining life of the heat transfer tube from being overestimated and to suppress the risk of damage or the like occurring in the heat transfer tube.

上記余寿命推定装置において、前記余寿命推定部は、前記伝熱管の初期外形状に対する前記膨張外形状の外形歪を算出し、予め設定した外径歪と寿命消費率との関係を用いて、前記伝熱管の余寿命を推定することとしてもよい。 In the remaining life estimation device, the remaining life estimation unit calculates the external distortion of the expanded external shape with respect to the initial external shape of the heat transfer tube, and uses a preset relationship between the external diameter distortion and the life consumption rate, The remaining life of the heat transfer tube may be estimated.

上記のような構成によれば、予め設定した外径歪と寿命消費率との関係を用いて、簡単に伝熱管の余寿命を推定することができる。 According to the configuration as described above, it is possible to easily estimate the remaining life of the heat transfer tube using the preset relationship between the outer diameter distortion and the life consumption rate.

上記余寿命推定装置において、前記伝熱管の外形状は、円形状であり、前記ベストフィット形状は、円形状であり、前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果と前記ベストフィット形状とにおいて半径方向の最大誤差を算出し、前記最大誤差を2倍した値を前記ベストフィット形状の直径に加算することによって、前記伝熱管の前記膨張外形状を推定することとしてもよい。 In the remaining life estimation device, the outer shape of the heat transfer tube is a circular shape, the best-fit shape is a circular shape, and the expansion outer shape estimating unit combines the measurement result of the measuring unit with the best-fit shape The expanded outer shape of the heat transfer tube may be estimated by calculating the maximum radial error in and and adding the value obtained by doubling the maximum error to the diameter of the best-fit shape.

上記のような構成によれば、計測部による計測結果とベストフィット形状とにおける半径方向の最大誤差を用いて、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することとしたため、膨張外形状としてワーストケースを推定することができる。このため、伝熱管の余寿命を長く推定してしまうことを防ぎ、伝熱管に破損等が発生するリスクを抑制することができる。 According to the above configuration, the maximum radial error between the measurement result of the measurement unit and the best-fit shape is used to estimate the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum. , the worst case can be estimated as the dilated outer shape. Therefore, it is possible to prevent the remaining life of the heat transfer tube from being overestimated, and to suppress the risk of damage or the like occurring in the heat transfer tube.

上記余寿命推定装置において、前記伝熱管の外形状は、円形状であり、前記ベストフィット形状は、円形状であり、前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果と前記ベストフィット形状とにおいて半径方向の誤差の平均値及び標準偏差を算出し、前記平均値に前記標準偏差の2倍を加算した値以上の範囲において予め設定された偏差値の誤差を2倍した値を前記ベストフィット形状の直径に加算することによって前記伝熱管の前記膨張外形状を推定することとしてもよい。 In the remaining life estimation device, the outer shape of the heat transfer tube is a circular shape, the best-fit shape is a circular shape, and the expansion outer shape estimating unit combines the measurement result of the measuring unit with the best-fit shape Calculate the average value and standard deviation of the errors in the radial direction, and double the error of the deviation value preset in the range above the value obtained by adding twice the standard deviation to the average value The best The expanded outer shape of the heat transfer tube may be estimated by adding to the diameter of the fitted shape.

上記のような構成によれば、計測部による計測結果とベストフィット形状とにおける半径方向の誤差の平均値及び標準偏差を用いて、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することとしたため、膨張外形状として略ワーストケースを推定することができる。このため、伝熱管の余寿命を長く推定してしまうことを防ぎ、伝熱管に破損等が発生するリスクを抑制することができる。 According to the configuration described above, using the average value and standard deviation of the radial error between the measurement result of the measurement unit and the best-fit shape, the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum is determined. Since it was decided to estimate, it is possible to estimate substantially the worst case as the expansion outer shape. Therefore, it is possible to prevent the remaining life of the heat transfer tube from being overestimated, and to suppress the risk of damage or the like occurring in the heat transfer tube.

上記余寿命推定装置において、前記伝熱管の外形状は、長円形状であり、前記ベストフィット形状は、長円形状であり、前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果のうち、前記ベストフィット形状における中心点からの距離が最大となる計測点を同定し、前記計測点が円周に一致するように前記ベストフィット形状を拡大し、前記ベストフィット形状と相似形である前記伝熱管の前記膨張外形状を推定することとしてもよい。 In the remaining life estimation device, the outer shape of the heat transfer tube is an elliptical shape, the best-fit shape is an elliptical shape, and the expansion outer shape estimating unit includes, among the measurement results obtained by the measuring unit, Identifying a measurement point that maximizes the distance from the center point in the best-fit shape, enlarging the best-fit shape so that the measurement point coincides with the circumference, and expanding the best-fit shape The expanded outer shape of the heat tube may be estimated.

上記のような構成によれば、ベストフィット形状における中心点からの距離が最大となる計測点を同定し、計測点が円周に一致するようにベストフィット形状を拡大し、ベストフィット形状と相似形である伝熱管の膨張外形状を推定することとしたため、膨張外形状としてワーストケースを推定することができる。このため、伝熱管の余寿命を長く推定してしまうことを防ぎ、伝熱管に破損等が発生するリスクを抑制することができる。 According to the configuration described above, the measurement point with the maximum distance from the center point in the best-fit shape is identified, the best-fit shape is enlarged so that the measurement point coincides with the circumference, and the Since the expansion outer shape of the heat transfer tube, which is the shape, is estimated, the worst case can be estimated as the expansion outer shape. Therefore, it is possible to prevent the remaining life of the heat transfer tube from being overestimated, and to suppress the risk of damage or the like occurring in the heat transfer tube.

本発明の幾つかの実施形態に係る伝熱管の形状推定方法の一実施形態は、発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定方法であって、前記伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測する計測工程と、前記計測工程による計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定工程と、を有する伝熱管の形状推定方法である。 One embodiment of a heat transfer tube shape estimation method according to some embodiments of the present invention is a heat transfer tube shape estimation method provided in a boiler in a power plant, wherein the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube and a best-fit shape estimation step of estimating a best-fit shape that is circular or oval based on the measurement results of the measurement step. be.

本発明の幾つかの実施形態に係るプログラムの一実施形態は、発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定装置が有するコンピュータに、前記伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測する計測処理と、前記計測処理による計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定処理と、を実行させるためのプログラムである。 According to one embodiment of the program according to some embodiments of the present invention, a computer of a heat transfer tube shape estimating device provided in a boiler in a power plant partially estimates the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube. A program for executing a measurement process for measuring, and a best-fit shape estimation process for estimating a best-fit shape, which is circular or oval, based on the measurement result of the measurement process.

本発明の幾つかの実施形態によれば、伝熱管の計測時間を大幅に短縮することができるという効果を奏する。 According to some embodiments of the present invention, it is possible to significantly shorten the measurement time of heat transfer tubes.

本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置の一実施例の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a remaining life estimation device according to some embodiments of the present invention; FIG. 本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置の計測部による伝熱管の周方向における計測例である。It is an example of measurement in the circumferential direction of the heat transfer tube by the measurement unit of the remaining life estimation device according to some embodiments of the present invention. 本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置の計測部による伝熱管の軸方向の計測例である。It is an example of measurement in the axial direction of a heat transfer tube by the measurement unit of the remaining life estimation device according to some embodiments of the present invention. ボイラ内における伝熱管の外形状例と高温ガス流れとの関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between an example of the outer shape of heat transfer tubes in a boiler and the flow of high-temperature gas. ボイラ内における伝熱管群と高温ガス流れを示した図である。FIG. 4 is a diagram showing heat transfer tube groups and high-temperature gas flows in a boiler; 本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置の計測部による計測結果とベストフィット形状の関係を例示した図である。It is the figure which illustrated the relationship of the measurement result by the measurement part of the life expectancy estimation apparatus which concerns on some embodiment of this invention, and a best-fit shape. 本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置における外径歪と寿命消費率との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the outer-diameter strain and the life consumption rate in the life expectancy estimation apparatus which concerns on some embodiment of this invention. 本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置における余寿命推定方法のフローチャートを示した図である。It is the figure which showed the flowchart of the life expectancy estimation method in the life expectancy estimation apparatus which concerns on some embodiment of this invention.

以下に、本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置1の一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、余寿命推定装置1の概略構成を示す図である。図1に示すように、余寿命推定装置1は、計測部2と、ベストフィット形状推定部3と、膨張外形状推定部4と、余寿命推定部5とを主な構成として備えている。なお、計測部2とベストフィット形状推定部3は、形状推定装置として設けられてもよい。
Below, one embodiment of the remaining life estimation device 1 according to some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a remaining life estimation device 1. As shown in FIG. As shown in FIG. 1, the remaining life estimation device 1 includes a measurement unit 2, a best-fit shape estimation unit 3, an expansion outer shape estimation unit 4, and a remaining life estimation unit 5 as main components. Note that the measuring unit 2 and the best-fit shape estimating unit 3 may be provided as a shape estimating device.

また、ベストフィット形状推定部3、膨張外形状推定部4、及び余寿命推定部5は、1つの情報処理部として設けられており、例えば、図示しないCPU(中央演算装置)、RAM(Random Access Memory)等のメモリ、及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体等を備えている。後述の各種機能を実現するための一連の処理の過程は、プログラムの形式で記録媒体等に記録されており、このプログラムをCPUがRAM等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、後述の各種機能が実現される。なお、ベストフィット形状推定部3、膨張外形状推定部4、及び余寿命推定部5は、複数の情報処理部に分割して設けられてもよい。 In addition, the best-fit shape estimating unit 3, the expanded outer shape estimating unit 4, and the remaining life estimating unit 5 are provided as one information processing unit. Memory), a computer-readable recording medium, and the like. A series of processes for realizing various functions described later is recorded in the form of a program on a recording medium, etc., and the CPU reads this program into RAM, etc., and executes processing and arithmetic processing of information. Various functions, which will be described later, are realized. The best-fit shape estimator 3, the expanded outer shape estimator 4, and the remaining life estimator 5 may be divided into a plurality of information processors.

計測部2は、伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測する計測器である。具体的には、計測部2は、ラインセンサ等の計測器であり、被測定物である伝熱管の外形状が計測可能なものである。なお、計測部2としては、伝熱管の外形状が計測できる計測器であれば他の3次元計測器を用いてもよいし、ノギス等を用いて伝熱管の外形状を計測することとしてもよい。なお、本実施形態では、伝熱管は、円筒形状(中心軸に垂直な面における断面、すなわち横断面が円形状)であるものとする。伝熱管が長円筒形状(中心軸に垂直な面における断面、すなわち横断面が長円形状)である場合については、その他の実施形態として後述する。 The measuring unit 2 is a measuring instrument that partially measures the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube. Specifically, the measuring unit 2 is a measuring instrument such as a line sensor, and is capable of measuring the outer shape of the heat transfer tube, which is the object to be measured. As the measuring unit 2, any other three-dimensional measuring instrument may be used as long as it is a measuring instrument capable of measuring the outer shape of the heat transfer tube, or a vernier caliper or the like may be used to measure the outer shape of the heat transfer tube. good. In this embodiment, the heat transfer tube is assumed to have a cylindrical shape (a cross section in a plane perpendicular to the central axis, that is, a circular cross section). A case where the heat transfer tube has an oblong cylindrical shape (a cross section in a plane perpendicular to the central axis, that is, an oval cross section) will be described later as another embodiment.

図2及び図3は、計測部2による伝熱管の計測例である。図2は、伝熱管における周方向の外形状を計測する例である。なお、伝熱管Aに、周方向の外形状例(熱膨張例)を示している。図3は、伝熱管における軸方向(中心軸方向)の外形状を計測する例である。なお、図2及び図3の計測例では、計測部2によって伝熱管Aの所定の側面を計測している。本実施形態では、計測部2としてラインセンサを用いる場合を想定している。このため、計測部2は、図2のように計測を行うことで、伝熱管の軸方向における所定の位置において、伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測する。そして、図3のように計測部2が伝熱管の軸方向に移動することで、伝熱管の軸方向の各位置について、伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測する。つまり、図2のような伝熱管の周方向の外形状計測を、図3のように伝熱管の軸方向を移動して行うことによって、伝熱管の所定の側面の外形状を計測する。なお、図2及び3において、計測部2は、一回の計測において1つの伝熱管(例えば、伝熱管A)を対象としてもよいし、一回の計測において複数の伝熱管(例えば、伝熱管A、B、C)を対象としてもよい。 2 and 3 are examples of measurement of a heat transfer tube by the measurement unit 2. FIG. FIG. 2 shows an example of measuring the outer shape of a heat transfer tube in the circumferential direction. In addition, the heat transfer tube A shows an example of an outer shape (an example of thermal expansion) in the circumferential direction. FIG. 3 shows an example of measuring the outer shape of the heat transfer tube in the axial direction (the direction of the central axis). In addition, in the measurement examples of FIGS. 2 and 3 , the predetermined side surface of the heat transfer tube A is measured by the measurement unit 2 . In this embodiment, it is assumed that a line sensor is used as the measurement unit 2 . Therefore, the measuring unit 2 measures the circumferential outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube at a predetermined position in the axial direction of the heat transfer tube by performing measurement as shown in FIG. 2 . By moving the measuring unit 2 in the axial direction of the heat transfer tube as shown in FIG. 3, the circumferential outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube is measured at each position in the axial direction of the heat transfer tube. That is, the outer shape of the heat transfer tube in the circumferential direction as shown in FIG. 2 is measured by moving the heat transfer tube in the axial direction as shown in FIG. In FIGS. 2 and 3, the measurement unit 2 may target one heat transfer tube (for example, heat transfer tube A) in one measurement, or may target a plurality of heat transfer tubes (for example, heat transfer tube A, B, and C) may be targeted.

また、図3のような、伝熱管の軸方向における各位置の計測については、伝熱管の軸方向に対する分割数が予め設定されている。すなわち、計測部2は、伝熱管の軸方向に移動することによって、予め設定された分割数分の伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測する。伝熱管の軸方向に対する分割数は、伝熱管の外形状に対する所望の分解能等によって設定される。なお、特定の伝熱管について、伝熱管の軸方向において特に熱負荷の高い範囲(例えば伝熱管の中心付近等)が予め判別可能な場合には、該範囲のみを計測対象とし、該範囲おける軸方向の各位置で測定を行うこととしてもよい。また、伝熱管の軸方向において特に熱負荷の高い位置(例えば伝熱管の中心等)が予め判別可能な場合には、該位置のみを計測対象とし、該位置のみに対して、伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測することとしてもよい。 Further, for measurement of each position in the axial direction of the heat transfer tube as shown in FIG. 3, the number of divisions in the axial direction of the heat transfer tube is set in advance. That is, the measuring unit 2 measures the outer shape in the circumferential direction of the predetermined side surface of the heat transfer tube for the number of divisions set in advance by moving in the axial direction of the heat transfer tube. The number of divisions of the heat transfer tube in the axial direction is set according to the desired resolution for the outer shape of the heat transfer tube. For a specific heat transfer tube, if it is possible to determine in advance a range in which the heat load is particularly high in the axial direction of the heat transfer tube (for example, near the center of the heat transfer tube), only this range is measured, and the axis in this range is measured. Measurements may be taken at each position in the direction. In addition, when a position with a particularly high heat load in the axial direction of the heat transfer tube (for example, the center of the heat transfer tube) can be determined in advance, only this position is measured, and only this position is measured. It is also possible to measure the outer shape in the circumferential direction on the side surface of the .

伝熱管における所定の側面とは、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面である。図4は、ボイラ内における高温ガス流れと伝熱管の外形状例(熱膨張例)との関係を示した図である。ボイラ内において、高温ガスは一定の方向から流れるため、伝熱管の全周面のうち高温ガスに曝されている側面には特に高い熱負荷がかかる。このため、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面が特に膨出し変形する。 The predetermined side surface of the heat transfer tube is the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high temperature gas flow. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a high-temperature gas flow in a boiler and an example of the outer shape (example of thermal expansion) of a heat transfer tube. In the boiler, the high temperature gas flows in a certain direction, so a particularly high heat load is applied to the side surfaces of the heat transfer tubes that are exposed to the high temperature gas. For this reason, the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow is particularly bulged and deformed.

具体的には、伝熱管の中心軸に対する高温ガス流れの角度を0度とすると、伝熱管の周方向において、例えば、高温ガス流れに対して約±60度(計120度)の範囲で伝熱管の外形状が特に不均一に膨出する。このため、計測部2は、伝熱管の全周面を計測するのではなく、部分的に、伝熱管における所定の側面を計測することで、熱膨張の度合の高い伝熱管の外形状を計測することができる。 Specifically, if the angle of the high-temperature gas flow with respect to the central axis of the heat transfer tube is 0 degrees, then in the circumferential direction of the heat transfer tube, for example, the heat transfer angle is about ±60 degrees (120 degrees in total) with respect to the high-temperature gas flow. The outer shape of the heat tube bulges particularly unevenly. For this reason, the measurement unit 2 does not measure the entire peripheral surface of the heat transfer tube, but partially measures a predetermined side surface of the heat transfer tube, thereby measuring the outer shape of the heat transfer tube with a high degree of thermal expansion. can do.

なお、伝熱管における所定の側面とは、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面であって、計測部2による1回の測定で計測可能な範囲内で任意に設定される。例えば、計測部2の1回の測定で計測可能な範囲が伝熱管の周方向に120度の範囲である場合には、伝熱管における所定の側面は、図4に示すように、伝熱管の周方向において高温ガス流れに対して±60度の側面に設定される。すなわち、本実施形態では、1つの伝熱管に対して角度を変えて複数回測定することなく、1回の測定で、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面の外形状のみを計測している。 The predetermined side surface of the heat transfer tube is the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow, and is arbitrarily set within a range measurable by the measurement unit 2 in one measurement. For example, when the measurable range of the measurement unit 2 in one measurement is 120 degrees in the circumferential direction of the heat transfer tube, the predetermined side surface of the heat transfer tube is as shown in FIG. The sides are set at ±60 degrees with respect to the hot gas flow in the circumferential direction. That is, in this embodiment, only the outer shape of the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow is measured in one measurement without performing multiple measurements at different angles for one heat transfer tube. there is

なお、計測部2は、ボイラに配置された伝熱管群において、高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管又は伝熱管群のみに対して計測を行うこととしてもよい。図5は、ボイラ内において配置された伝熱管群と高温ガスの流れを例示した図である。図5に示されるように、発電プラントにおけるボイラに用いられる伝熱管は、ボイラ内を流れる高温ガスに曝されている。特に、高温ガス流れの上流側に配置されている伝熱管群Gは、より高い温度状態の高温ガスに曝され、高い熱負荷がかかっている。発電プラントにおけるボイラでは、高温ガスと伝熱管を流れるボイラ水との間で熱交換が行われているため、高温ガス流れの下流側ほど、高温ガスの温度は低くなる。つまり、高温ガス流れの下流側に配置された伝熱管ほど、加わる熱負荷が低い状態となる。例えば、図5において、高温ガス流れの上流側にある伝熱管群G1の方が、伝熱管群G1より高温ガス流れの下流側にある伝熱管群G2よりも、熱膨張により大きく変形していると推定される。このため、ボイラに配置された伝熱管群において、高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管群ほど高い熱負荷がかかり、大きく変形していると推定される。このため、ボイラに配置された伝熱管群のすべてを計測するのではなく、高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管群(例えば、伝熱管群G1)に対してのみ計測を行うこととしてもよい。このようにすることで、すべての伝熱管を計測することなく、最も熱変形(劣化)している伝熱管の外形状の情報を得ることができる。すなわち、計測部2は、ボイラに配置された伝熱管群において、高温ガス流れの上流側に配置された所定の伝熱管又は所定の伝熱管群のみに対して計測が可能なように配置されていてもよい。 Note that the measurement unit 2 may measure only the heat transfer tube or the heat transfer tube group arranged on the upstream side of the high-temperature gas flow in the heat transfer tube group arranged in the boiler. FIG. 5 is a diagram illustrating heat transfer tube groups arranged in a boiler and the flow of hot gas. As shown in FIG. 5, heat transfer tubes used in boilers in power plants are exposed to hot gases flowing within the boiler. In particular, the heat transfer tube group G arranged on the upstream side of the hot gas flow is exposed to the hot gas in a higher temperature state and is subjected to a high heat load. In a boiler in a power plant, heat is exchanged between high-temperature gas and boiler water flowing through heat transfer tubes, so the temperature of the high-temperature gas decreases toward the downstream side of the high-temperature gas flow. In other words, the heat load applied to the heat transfer tubes located downstream of the high-temperature gas flow is lower. For example, in FIG. 5, the heat transfer tube group G1 on the upstream side of the high temperature gas flow is more deformed due to thermal expansion than the heat transfer tube group G2 on the downstream side of the high temperature gas flow. It is estimated to be. Therefore, in the heat transfer tube groups arranged in the boiler, it is presumed that the higher the heat transfer tube group arranged on the upstream side of the high-temperature gas flow, the higher the heat load is applied and the larger the deformation. For this reason, instead of measuring all the heat transfer tube groups arranged in the boiler, measurement is performed only for the heat transfer tube group (for example, the heat transfer tube group G1) arranged on the upstream side of the high temperature gas flow. good too. By doing so, it is possible to obtain information on the outer shape of the most thermally deformed (degraded) heat transfer tube without measuring all the heat transfer tubes. That is, the measuring unit 2 is arranged so as to be able to measure only a predetermined heat transfer tube or a predetermined heat transfer tube group arranged upstream of the high-temperature gas flow in the heat transfer tube group arranged in the boiler. may

ベストフィット形状推定部3は、計測部2による計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定する。具体的には、ベストフィット形状推定部3は、計測部2による伝熱管の所定の側面における周方向の外形状の計測結果に基づいて最小二乗法を適用することにより、ベストフィット形状を推定する。すなわち、計測部2は、伝熱管の軸方向に予め設定された分割数分の伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測しているため、ベストフィット形状推定部3は、予め設定された分割数分のベストフィット形状を推定することとなる。なお、本実施形態では、ベストフィット形状の推定に最小二乗法を用いる場合について説明するが、例えば、計測部2による任意の計測結果(例えば3つの計測点)を用い、該任意の計測結果を通る円を代数的に求める方法等を用いることも可能である。なお、本実施形態では、円形状のベストフィット形状を用いる場合を例示して説明する。長円状のベストフィット形状を用いる場合については、その他の実施形態として後述する。 The best-fit shape estimator 3 estimates a best-fit shape, which is circular or elliptical, based on the result of measurement by the measuring unit 2 . Specifically, the best-fit shape estimation unit 3 estimates the best-fit shape by applying the least-squares method based on the measurement result of the outer shape in the circumferential direction of the predetermined side surface of the heat transfer tube by the measurement unit 2. . That is, since the measurement unit 2 measures the outer shape in the circumferential direction of the predetermined side surface of the heat transfer tube for the number of divisions set in advance in the axial direction of the heat transfer tube, the best-fit shape estimation unit 3 The best-fit shape for the number of divisions determined is estimated. In the present embodiment, a case in which the least squares method is used to estimate the best-fit shape will be described. It is also possible to use a method of algebraically obtaining a circle passing through. In this embodiment, a case where a circular best-fit shape is used will be described as an example. A case of using an oval best-fit shape will be described later as another embodiment.

図6は、計測部2による計測結果とベストフィット形状との関係を例示した図である。図6において、L1は伝熱管の使用前の外形状である初期外形状(周方向の外形状(横断面))であり、L2は計測部2により計測した計測結果(計測点群)であり、L3はベストフィット形状推定部3に推定されたベストフィット形状(ベストフィット円)を示している。すなわち、図6に示す例では、外形状が初期外形状L1であった伝熱管が、高温ガスによる熱負荷によって膨張(変形)し、L2のような外形状となった例を示している。 FIG. 6 is a diagram exemplifying the relationship between the measurement result of the measurement unit 2 and the best-fit shape. In FIG. 6, L1 is the initial outer shape (outer shape in the circumferential direction (cross section)), which is the outer shape of the heat transfer tube before use, and L2 is the measurement result (measurement point group) measured by the measurement unit 2. , L3 indicate the best-fit shape (best-fit circle) estimated by the best-fit shape estimator 3 . That is, in the example shown in FIG. 6, the heat transfer tube having the initial outer shape L1 expands (deforms) due to the heat load due to the high-temperature gas, and has an outer shape like L2.

ベストフィット形状推定部3は、計測部2による計測結果L2の各計測点に対して最小二乗法を適用し、誤差の2乗和が最小となるように、ベストフィット形状L3を推定する。具体的には、ベストフィット形状推定部3は、計測部2により計測した伝熱管の所定の側面以外の外形状についても、計測部2により計測した伝熱管の所定の側面の外形状と同様であるとして伝熱管の全周面の外形状を推定し、最小二乗法による近似円を推定する。例えば、計測部2により伝熱管の周方向120度の外形状を計測した場合には、計測部2により計測した周方向120度以外の部分も、計測部2により計測した外形状と同様の外形状になっているものとして、伝熱管の全周面の外形状を推定する。ベストフィット形状推定部3は、推定された伝熱管の全周面の外形状に対して最小二乗法を適用し、近似円(ベストフィット形状)を推定する。 The best-fit shape estimation unit 3 applies the method of least squares to each measurement point of the measurement result L2 by the measurement unit 2, and estimates the best-fit shape L3 so that the sum of squares of errors is minimized. Specifically, the best-fit shape estimating unit 3 determines that the outer shape of the heat transfer tube other than the predetermined side surface measured by the measuring unit 2 is the same as the outer shape of the predetermined side surface of the heat transfer tube measured by the measuring unit 2. Estimate the outer shape of the entire peripheral surface of the heat transfer tube assuming that there is, and estimate the approximate circle by the least squares method. For example, when the outer shape of the heat transfer tube at 120 degrees in the circumferential direction is measured by the measuring unit 2, the portion other than 120 degrees in the circumferential direction measured by the measuring unit 2 has the same outer shape as the outer shape measured by the measuring unit 2. Assuming that the heat transfer tube has a shape, the outer shape of the entire peripheral surface of the heat transfer tube is estimated. The best-fit shape estimator 3 applies the method of least squares to the estimated outer shape of the entire circumferential surface of the heat transfer tube to estimate an approximate circle (best-fit shape).

膨張外形状推定部4は、計測部2による計測結果及びベストフィット形状推定部3により推定されたベストフィット形状に基づいて、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する。具体的には、膨張外形状推定部4は、計測部2による伝熱管の所定の側面における周方向の外形状の計測結果と、該計測結果に対応するベストフィット形状とにおいて半径方向の最大誤差を算出し、最大誤差を2倍した値をベストフィット形状の直径に加算することによって、伝熱管の膨張外形状を推定する。すなわち、計測部2は、伝熱管の軸方向に予め設定された分割数分の伝熱管の所定の側面における周方向の外形状を計測し、ベストフィット形状推定部3は、予め設定された分割数分のベストフィット形状を推定しているため、膨張外形状推定部4は、予め設定された分割数分のベストフィット形状のそれぞれに対応する膨張外形状を推定することとなる。 The expanded outer shape estimator 4 estimates an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum, based on the measurement result of the measurement unit 2 and the best-fit shape estimated by the best-fit shape estimator 3. . Specifically, the expansion outer shape estimating unit 4 determines the maximum radial error between the measurement result of the circumferential outer shape of the predetermined side surface of the heat transfer tube by the measuring unit 2 and the best-fit shape corresponding to the measurement result. and adding the value obtained by doubling the maximum error to the diameter of the best fit shape, the expanded outer shape of the heat transfer tube is estimated. That is, the measurement unit 2 measures the outer shape in the circumferential direction of a predetermined side surface of the heat transfer tube for a predetermined number of divisions in the axial direction of the heat transfer tube, and the best-fit shape estimation unit 3 measures the predetermined division number. Since several best-fit shapes are estimated, the inflated outer shape estimator 4 estimates the inflated outer shape corresponding to each of the preset division number of best-fit shapes.

図6に示すように、ベストフィット形状推定部3によって推定されたベストフィット形状は、計測部2による計測結果に対して平均的な円となるため、最も膨出した箇所が反映されていない。このため、ベストフィット形状を用いて余寿命推定を行った場合には、実際の余寿命より長く余寿命を推定してしまう可能性があり、運転中に伝熱管が熱膨張して破損する危険性がある。このため、膨張外形状推定部4は、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する。 As shown in FIG. 6, the best-fit shape estimated by the best-fit shape estimation unit 3 is an average circle with respect to the measurement result of the measurement unit 2, so the most bulging portion is not reflected. Therefore, if the remaining life is estimated using the best-fit shape, there is a possibility that the estimated remaining life will be longer than the actual remaining life. have a nature. Therefore, the expanded outer shape estimator 4 estimates an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum.

図6のように、外形状がL2のように伝熱管が熱膨張した場合、ベストフィット形状はL3のように推定される。このとき、計測部2による計測結果とベストフィット形状とにおいて半径方向の誤差が最大となる計測点は点P1であり、最大誤差は誤差Rerrとなる。点P1は、伝熱管が熱膨張により最も膨出した点であるため、最も劣化している計測点であると推定される。このため、誤差Rerrを2倍した値をベストフィット形状の直径に加算することで、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することができる。 As shown in FIG. 6, when the heat transfer tube thermally expands to the outer shape L2, the best-fit shape is estimated as L3. At this time, the measurement point at which the radial error between the measurement result of the measurement unit 2 and the best-fit shape is maximum is the point P1, and the maximum error is the error Rerr. Since the point P1 is the point where the heat transfer tube expands the most due to thermal expansion, it is estimated to be the most degraded measurement point. Therefore, by adding the value obtained by doubling the error Rerr to the diameter of the best-fit shape, it is possible to estimate the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum.

なお、膨張外形状推定部4は、計測部2による計測結果とベストフィット形状とにおいて半径方向の誤差の平均値及び標準偏差を算出し、平均値に標準偏差の2倍を加算した値以上の範囲において予め設定された偏差値の誤差を2倍した値をベストフィット形状の直径に加算することによって伝熱管の前記膨張外形状を推定することとしてもよい。具体的には、まず、計測部2による計測結果の各計測群と、ベストフィット形状推定部3によって推定されたベストフィット形状とにおいて、半径方向の誤差をそれぞれ算出する。そして、算出した各誤差に対して、平均値と標準偏差を算出する。そして、予め設定された偏差値に対応する誤差を算出する。ここで、予め設定された偏差値とは、平均値に標準偏差の2倍を加算した値以上の範囲において予め設定されているものとする。平均値に標準偏差の2倍を加算した値以上の範囲とは、算出した各誤差のうち値の大きな上位2.5%が含まれる範囲であり、この範囲内で予め設定された偏差値に対応する誤差とは、算出した各誤差のうち略最大の値となる誤差である。つまり、予め設定された偏差値に対応する誤差を2倍した値をベストフィット形状の直径に加算することによっても、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することができる。 In addition, the expansion outer shape estimation unit 4 calculates the average value and standard deviation of the radial error between the measurement result by the measurement unit 2 and the best-fit shape, and the value that is equal to or greater than the average value plus twice the standard deviation The expanded outer shape of the heat transfer tube may be estimated by adding the value obtained by doubling the error of the deviation value preset in the range to the diameter of the best-fit shape. Specifically, first, radial errors are calculated for each measurement group of measurement results by the measuring unit 2 and the best-fit shape estimated by the best-fit shape estimating unit 3 . Then, an average value and a standard deviation are calculated for each calculated error. Then, an error corresponding to a preset deviation value is calculated. Here, the preset deviation value is set in advance in a range equal to or greater than the value obtained by adding twice the standard deviation to the average value. The range above the value obtained by adding twice the standard deviation to the average value is the range that includes the highest 2.5% of the calculated errors, and the deviation value set in advance within this range The corresponding error is an error that has approximately the maximum value among the calculated errors. That is, by adding the value obtained by doubling the error corresponding to the preset deviation value to the diameter of the best-fit shape, it is possible to estimate the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum. can.

余寿命推定部5は、伝熱管の初期外形状と膨張外形状とに基づいて、伝熱管の余寿命を推定する。具体的には、余寿命推定部5は、伝熱管の初期外形状に対する膨張外形状の外形歪を算出し、算出された外形歪に基づいて、余寿命の評価を行う。すなわち、膨張外形状推定部4は、予め設定された分割数分の膨張外形状を推定しているため、余寿命推定部5は、推定された複数の膨張外形状に対してそれぞれ外形歪を算出し、最も大きな外径歪を用いて、余寿命の評価を行う。このため、伝熱管における最も熱膨張(劣化)したと推定される箇所に基づいて余寿命を推定することができる。 The remaining life estimating unit 5 estimates the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube. Specifically, the remaining life estimator 5 calculates the external distortion of the expansion external shape with respect to the initial external shape of the heat transfer tube, and evaluates the remaining life based on the calculated external distortion. That is, since the expansion outer shape estimating unit 4 estimates the expansion outer shape for the preset number of divisions, the remaining life estimating unit 5 calculates the outer shape distortion for each of the estimated plural expansion outer shapes. Calculate the remaining life using the largest outer diameter distortion. Therefore, the remaining life can be estimated based on the portion of the heat transfer tube that is estimated to have thermally expanded (degraded) the most.

外形歪とは、膨張外形状の円の直径D1と、伝熱管の初期外形状における円の直径D0との差(D1-D0)を伝熱管の初期外形状における円の直径D0で除算して得られた商((D1-D0)/D0)である。すなわち、外径歪とは、伝熱管の初期外形状からどれだけ変形(膨張)したかを表す指標であり、劣化度合を示している。 The external distortion is obtained by dividing the difference (D1-D0) between the diameter D1 of the circle of the expanded external shape and the diameter D0 of the circle of the initial external shape of the heat transfer tube by the diameter D0 of the circle of the initial external shape of the heat transfer tube. The resulting quotient is ((D1-D0)/D0). That is, the outer diameter strain is an index representing how much the heat transfer tube has deformed (expanded) from the initial outer shape, and indicates the degree of deterioration.

図7は、外径歪と寿命消費率との関係を例示したグラフである。なお、寿命消費率とは、t/trで定義され、tは現在までの経過時間、trは伝熱管においてクリープ破壊が発生すると推定される定格時間である。すなわち、寿命消費率とは、伝熱管が使用されてからクリープ破壊が発生すると推定される時間のうち既にどれくらいが経過したかを示している。余寿命推定部5は、算出した外径歪と図7に示すグラフを用いて、伝熱管の余寿命を算出する。具体的には、余寿命推定部5は、まず、算出した外径歪のうち最も大きな外径歪から、図7に示すグラフを用いて寿命消費率を算出する。そして、算出された寿命消費率から余寿命を評価する。すなわち、寿命消費率から、クリープ破壊が発生すると推定される定格時間までの時間を評価する。例えば、伝熱管においてクリープ破壊が発生すると推定される定格時間trが10年(使用開始からクリープ破壊が発生すると推定されるまでの時間)と設定されている場合に、外径歪が1.0%となり、外径歪が1.0%の場合には寿命消費率が70%であるとする。このような場合には、クリープ破壊が発生すると推定される定格時間までの時間は、1-寿命消費率0.7=0.3より、10年×0.3=3年が余寿命として推定される。すなわち、計測した伝熱管について、あと3年はクリープ破壊が発生しないと推定される。 FIG. 7 is a graph illustrating the relationship between outer diameter distortion and life consumption rate. Note that the life consumption rate is defined as t/tr, where t is the elapsed time up to the present, and tr is the rated time at which creep fracture is estimated to occur in the heat transfer tube. That is, the life consumption rate indicates how much of the estimated creep fracture time has passed since the heat transfer tube was used. The remaining life estimator 5 uses the calculated outer diameter strain and the graph shown in FIG. 7 to calculate the remaining life of the heat transfer tube. Specifically, the remaining life estimator 5 first calculates the life consumption rate from the largest outer diameter strain among the calculated outer diameter strains using the graph shown in FIG. Then, the remaining life is evaluated from the calculated life consumption rate. That is, the time from the life consumption rate to the rated time at which creep failure is estimated to occur is evaluated. For example, when the rated time tr at which creep rupture is estimated to occur in the heat transfer tube is set to 10 years (the time from the start of use until creep rupture is estimated to occur), the outer diameter strain is 1.0 %, and the life consumption rate is assumed to be 70% when the outer diameter strain is 1.0%. In such a case, the estimated time until the rated time at which creep fracture occurs is estimated to be 10 years × 0.3 = 3 years as the remaining life from 1 - life consumption rate 0.7 = 0.3. be done. That is, it is estimated that creep fracture will not occur in the measured heat transfer tubes for another three years.

次に、上述の余寿命推定装置1による余寿命推定方法について図8を参照して説明する。図8に示すフローは、例えば、余寿命推定装置1の使用者により計測開始の指令が入力された場合に実行される。 Next, a method for estimating remaining life by the remaining life estimating device 1 described above will be described with reference to FIG. The flow shown in FIG. 8 is executed, for example, when the user of the remaining life estimation device 1 inputs a command to start measurement.

まず、伝熱管における所定の側面の外形状を計測する(S101)。すなわち、計測部2を用いて、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面として予め設定された側面の外形状を計測する。なお、本実施形態では、伝熱管における全周面のうち所定の側面を部分的に計測する。 First, the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube is measured (S101). That is, the measurement unit 2 is used to measure the outer shape of the side surface of the heat transfer tube that is set in advance as the side surface on the upstream side of the high-temperature gas flow. Note that in the present embodiment, a predetermined side surface of the entire peripheral surface of the heat transfer tube is partially measured.

次に、計測結果に基づいてベストフィット形状を推定する(S102)。すなわち、ベストフィット形状推定部3により、計測部2の計測結果に対して最小二乗法を適用してベストフィット形状(例えば、ベストフィット円)を算出する。 Next, a best-fit shape is estimated based on the measurement results (S102). That is, the best-fit shape estimation unit 3 applies the method of least squares to the measurement results of the measurement unit 2 to calculate a best-fit shape (for example, a best-fit circle).

次に、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する(S103)。すなわち、膨張外形状推定部4により、計測部2による計測結果のうち略最大膨出したと推定される計測点に基づいて、ベストフィット形状(例えば、ベストフィット円)を拡張し、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状(例えば、円形状)を推定する。 Next, an expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum is estimated (S103). That is, the expansion outer shape estimation unit 4 expands the best-fit shape (for example, the best-fit circle) based on the measurement point estimated to have expanded substantially to the maximum among the measurement results of the measurement unit 2, so that the heat transfer tube is Estimate an expansion outer shape (for example, a circular shape) that is assumed when substantially maximal expansion occurs.

次に、伝熱管の初期外形状と膨張外形状とに基づいて、伝熱管の余寿命を推定する(S104)。すなわち、伝熱管の初期外形状と膨張外形状とに基づいて、外径歪を算出し、図7のような外径歪-寿命消費率曲線を用いて、寿命消費率を算出し、余寿命を推定する。 Next, the remaining life of the heat transfer tube is estimated based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube (S104). That is, the outer diameter strain is calculated based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube, and the life consumption rate is calculated using the outer diameter strain-life consumption rate curve as shown in FIG. to estimate

伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状に基づいて余寿命が推定されるため、余寿命が長く推定されることを抑制でき、余寿命推定装置1の使用者等は、より安全な伝熱管交換周期を計画することができる。 Since the remaining life is estimated based on the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum, it is possible to suppress the remaining life from being estimated long, and the user of the remaining life estimation device 1 can be more A safe tube replacement cycle can be planned.

次に、本発明の幾つかの実施形態に係る余寿命推定装置1のその他の実施形態を説明する。上記実施形態では、伝熱管が円筒形状(中心軸に垂直な面における断面、すなわち横断面が円形状)であり、円形状のベストフィット形状を用いる場合について説明したが、本実施形態では、伝熱管が長円筒形状(中心軸に垂直な面における断面、すなわち横断面が長円形状)であり、長円形状のベストフィット形状を用いる場合について説明する。なお、長円形状には、楕円形状や角丸行方形等が含まれるものとする。具体的には、本実施形態では、伝熱管が楕円筒形状(中心軸に垂直な面における断面、すなわち横断面が楕円形状)であり、楕円形状のベストフィット形状を用いる場合について説明する。なお、伝熱管の形状が円筒形状であるか長円(楕円)筒形状であるか、及びベストフィット形状が円形状であるか長円(楕円)形状であるかは、余寿命推定装置1の使用者により初期設定として入力されるものとする。すなわち、余寿命推定装置1は、伝熱管の形状が円筒形状及び長円筒形状のどちらの場合でも対応可能である。 Next, another embodiment of the remaining life estimation device 1 according to some embodiments of the present invention will be described. In the above embodiment, the case where the heat transfer tube has a cylindrical shape (the cross section in the plane perpendicular to the central axis, that is, the cross section is circular) and a circular best-fit shape is used. A case where the heat tube has an elliptical shape (cross section in a plane perpendicular to the central axis, ie, an elliptical cross section) and an elliptical best-fit shape is used will be described. Note that the oval shape includes an elliptical shape, a square with rounded corners, and the like. Specifically, in the present embodiment, the case where the heat transfer tube has an elliptical cylindrical shape (the cross section in the plane perpendicular to the central axis, that is, the cross section has an elliptical shape) and an elliptical best-fit shape is used will be described. Whether the shape of the heat transfer tube is cylindrical or elliptical (elliptical), and whether the best-fit shape is circular or elliptical (elliptical), depends on the remaining life estimation device 1. It shall be entered by the user as an initial setting. That is, the remaining life estimation device 1 can cope with both the cylindrical shape and the long cylindrical shape of the heat transfer tube.

本実施形態におけるベストフィット形状推定部3は、計測部2による計測結果に基づいて最小二乗法を適用することにより、ベストフィット形状(ベストフィット楕円)を推定する。具体的には、ベストフィット形状推定部3は、計測部2により計測した伝熱管の所定の側面以外の外形状についても、計測部2により計測した伝熱管の所定の側面の外形状と同様であるとして伝熱管の全周面の外形状を推定し、最小二乗法による近似楕円を推定する。 The best-fit shape estimation unit 3 in this embodiment estimates a best-fit shape (best-fit ellipse) by applying the method of least squares based on the measurement result of the measurement unit 2 . Specifically, the best-fit shape estimating unit 3 determines that the outer shape of the heat transfer tube other than the predetermined side surface measured by the measuring unit 2 is the same as the outer shape of the predetermined side surface of the heat transfer tube measured by the measuring unit 2. Estimate the outer shape of the entire peripheral surface of the heat transfer tube assuming that there is, and estimate the approximate ellipse by the least squares method.

本実施形態における膨張外形状推定部4は、計測部2による計測結果のうち、ベストフィット形状における中心点からの距離が最大となる計測点を同定し、計測点が円周に一致するようにベストフィット形状を拡大し、ベストフィット形状と相似形である伝熱管の膨張外形状を推定する。具体的には、膨張外形状推定部4は、まず、計測部2による計測結果のうち、ベストフィット形状である楕円の中心点からの距離が最大となる計測点を同定する。ベストフィット形状である楕円の中心点からの距離が最大となる計測点とは、高温ガスによる熱負荷により最も変形した箇所であり、最も劣化していることが推定される。このため、同定された計測点が円周に一致するように、ベストフィット形状を相似性を保ったまま拡大し、膨張外形状を推定する。すなわち、膨張外形状は、ベストフィット形状である楕円の中心点からの距離が最大となる計測点を円周上に含み、かつ、ベストフィット形状と相似形とされる。 The inflated outer shape estimating unit 4 in this embodiment identifies, among the measurement results obtained by the measuring unit 2, the measurement point at which the distance from the center point in the best-fit shape is the maximum, and the measurement point is aligned with the circumference. The best-fit shape is enlarged, and the expanded outer shape of the heat transfer tube, which is similar to the best-fit shape, is estimated. Specifically, the inflated outer shape estimating unit 4 first identifies, among the measurement results obtained by the measuring unit 2, the measurement point that has the maximum distance from the center point of the ellipse that is the best-fit shape. The measurement point at which the distance from the central point of the ellipse, which is the best-fit shape, is the maximum is the point that is most deformed by the heat load due to the high-temperature gas, and is presumed to be the most deteriorated. Therefore, the best-fit shape is enlarged while maintaining the similarity so that the identified measurement points match the circumference, and the expanded outer shape is estimated. That is, the inflated outer shape includes on the circumference the measurement point at which the distance from the center point of the ellipse, which is the best-fit shape, is the maximum, and is similar to the best-fit shape.

本実施形態における余寿命推定部5は、伝熱管の初期外形状と膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する。具体的には、余寿命推定部5は、伝熱管の初期外形状に対する膨張外形状の外形歪を、例えば、楕円の長半径を用いて算出し、算出された外形歪に基づいて、余寿命の評価を行う。すなわち、余寿命推定部5は、推定された複数の膨張外形状に対してそれぞれ外形歪を算出し、最も大きな外径歪を用いて、余寿命の評価を行う。 The remaining life estimator 5 in this embodiment estimates the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube. Specifically, the remaining life estimating unit 5 calculates the outer shape strain of the expanded outer shape with respect to the initial outer shape of the heat transfer tube, for example, using the major axis of the ellipse, and based on the calculated outer shape strain, the remaining life evaluation. That is, the remaining life estimating unit 5 calculates the outer strain for each of the estimated multiple expanded outer shapes, and uses the largest outer diameter strain to evaluate the remaining life.

なお、外形歪は、膨張外形状の楕円の長半径D1´と、伝熱管の初期外形状における楕円の長半径D0´との差(D1´-D0´)を伝熱管の初期外形状における楕円の長半径D0´で除算して得られた商((D1´-D0´)/D0´)である。また、外形歪は、膨張外形状の楕円の周の長さLを用いて、((L-π・D0´)/(π・D0´))とすることも可能である。なお、π・D0´については、伝熱管の初期外形状における楕円の周の長さL´としてもよい。楕円の周の長さLについては、以下の(1)式や、(1)式の近似式である(2)式を用いて算出可能である。 In addition, the outer shape distortion is the difference (D1′−D0′) between the major axis D1′ of the ellipse of the expanded outer shape and the major axis D0′ of the ellipse in the initial outer shape of the heat transfer tube. is the quotient ((D1'-D0')/D0') obtained by dividing by the long axis D0'. In addition, the external distortion can also be expressed as ((L−π·D0′)/(π·D0′)) using the length L of the circumference of the ellipse of the expanded external shape. Note that π·D0′ may be the length L′ of the circumference of the ellipse in the initial external shape of the heat transfer tube. The length L of the circumference of the ellipse can be calculated using the following equation (1) or equation (2) which is an approximation of equation (1).

Figure 0007154783000001
Figure 0007154783000001

Figure 0007154783000002
Figure 0007154783000002

なお、(1)式および(2)式において、aは膨張外形状の楕円の長半径であり、bは膨張外形状の楕円の短半径である(a≧b)。また、(1)式においてeは離心率である。 In equations (1) and (2), a is the major axis of the ellipse of the expanded outer shape, and b is the minor axis of the ellipse of the expanded outer shape (a≧b). Also, in the equation (1), e is the eccentricity.

なお、本実施形態では、伝熱管の初期外形状が円形状の場合には、ベストフィット形状も円形状とし、伝熱管の初期外形状が長円形状の場合には、ベストフィット形状も長円形状としたが、外径歪の定義によって、伝熱管の初期外形状が円形状の場合に、ベストフィット形状が長円形状である場合、または、伝熱管の初期外形状が長円形状の場合に、ベストフィット形状が円形状である場合にも同様に適用可能である。 In this embodiment, when the initial outer shape of the heat transfer tube is circular, the best-fit shape is also circular, and when the initial outer shape of the heat transfer tube is oval, the best-fit shape is also oval. However, depending on the definition of outer diameter distortion, if the initial outer shape of the heat transfer tube is circular, the best fit shape is oval, or the initial outer shape of the heat transfer tube is oval In addition, it is also applicable when the best-fit shape is circular.

以上説明したように、本実施形態に係る余寿命推定装置1によれば、部分的に計測した所定の側面の外形状を計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するため、計測した所定の側面以外の側面を計測することなくベストフィット形状を得ることができる。すなわち、伝熱管の全周を計測する必要がなくなり、伝熱管の計測時間を大幅に短縮することができる。このため、例えば点検等の工期自体を短縮でき、ボイラの停止期間を短くすることができる。 As described above, according to the remaining life estimation device 1 according to the present embodiment, the best fit shape, which is a circular shape or an oval shape, is determined based on the measurement result of the external shape of the predetermined side surface that is partially measured. Because of the estimation, the best-fit shape can be obtained without measuring sides other than the measured side. That is, it becomes unnecessary to measure the entire circumference of the heat transfer tube, and the measurement time of the heat transfer tube can be greatly shortened. Therefore, for example, the construction period itself such as inspection can be shortened, and the boiler stop period can be shortened.

また、ボイラに設けられた伝熱管において、高温ガス流れの下流側の側面と比較して、高温ガス流れの上流側の側面では熱負荷が高くなるため、熱負荷によって伝熱管がより変形していると推定される。このため、伝熱管に対する計測対象箇所を、伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面とし、ベストフィット形状を推定することで、熱負荷による伝熱管の変形が反映されたベストフィット形状を得ることができる。 In addition, in the heat transfer tubes provided in the boiler, the heat load on the side surface on the upstream side of the high temperature gas flow is higher than the side surface on the downstream side of the high temperature gas flow, so the heat transfer tube is deformed more by the heat load. presumed to be Therefore, by estimating the best-fit shape with the side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow as the measurement target point for the heat transfer tube, it is possible to obtain the best-fit shape that reflects the deformation of the heat transfer tube due to the heat load. can be done.

また、ボイラに配置された伝熱管群において高温ガス流れの上流側(好ましくは最上流側)に配置された伝熱管に対して計測を行うこととすることで、伝熱管群におけるそれぞれの伝熱管の余寿命のうち最も短い余寿命を簡便に取得することができる。伝熱管の余寿命は外径歪(または膨張量)によって評価することができ、外径歪の主たる原因は高温ガスによる熱膨張である。このため、最も高温のガスに曝される高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管に対して計測を行うことで、最も外径歪が大きく、余寿命の短い伝熱管に関するデータを取得することができる。つまり、最も短い余寿命を把握しておくことで、伝熱管の点検周期及び交換周期の計画を効率的に立てることができる。 In addition, by measuring the heat transfer tubes arranged on the upstream side (preferably the most upstream side) of the high-temperature gas flow in the heat transfer tube group arranged in the boiler, each heat transfer tube in the heat transfer tube group The shortest remaining life among the remaining lives can be easily obtained. The remaining life of the heat transfer tube can be evaluated by the outer diameter distortion (or expansion amount), and the main cause of the outer diameter distortion is thermal expansion due to high temperature gas. For this reason, by measuring the heat transfer tube placed upstream of the high temperature gas flow exposed to the highest temperature gas, data on the heat transfer tube with the largest outer diameter distortion and short remaining life can be obtained. be able to. In other words, by grasping the shortest remaining life, it is possible to efficiently plan the inspection cycle and replacement cycle of the heat transfer tubes.

また、計測部2による計測結果に基づいて最小二乗法を適用することによりベストフィット形状を推定するため、効果的に最適近似形状を得ることができる。 In addition, since the best-fit shape is estimated by applying the least squares method based on the measurement result of the measuring unit 2, the optimum approximate shape can be effectively obtained.

また、伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定することとしたため、膨張外形状として略ワーストケースを推定することができ、推定された膨張外形状を用いて伝熱管の余寿命を推定することで、伝熱管の余寿命を長く推定してしまうことを防ぎ、伝熱管に破損等が発生するリスクを抑制することができる。 In addition, since it was decided to estimate the expansion outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum, it is possible to estimate the approximate worst case as the expansion outer shape, and the estimated expansion outer shape can be used to estimate the heat transfer tube. By estimating the remaining life, it is possible to avoid estimating the remaining life of the heat transfer tube too long, and to suppress the risk of damage or the like occurring in the heat transfer tube.

本発明は、上述の実施形態のみに限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the invention.

例えば、本実施形態では、余寿命推定装置1は、計測部2と、ベストフィット形状推定部3と、膨張外形状推定部4と、余寿命推定部5とを備えることとしたが、計測部2とベストフィット形状推定部3は、ベストフィット形状を推定する装置である形状推定装置として単体として構成されてもよい。 For example, in the present embodiment, the remaining life estimation device 1 includes a measuring unit 2, a best-fit shape estimating unit 3, an expanded outer shape estimating unit 4, and a remaining life estimating unit 5. However, the measuring unit 2 and the best-fit shape estimating unit 3 may be configured as a single unit as a shape estimating device that estimates a best-fitting shape.

1 :余寿命推定装置
2 :計測部
3 :ベストフィット形状推定部
4 :膨張外形状推定部
5 :余寿命推定部
1: Remaining life estimation device 2: Measurement unit 3: Best fit shape estimation unit 4: Expansion outer shape estimation unit 5: Remaining life estimation unit

Claims (11)

発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定装置であって、
前記伝熱管における全周面のうちの部分的な所定の側面の外形状を計測する計測部と、
前記計測部による計測結果に基づいて、前記所定の側面及び前記所定の側面以外の側面を含む前記伝熱管の外形状に対して、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定部と、
前記計測部による計測結果及び前記ベストフィット形状に基づいて、前記伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する膨張外形状推定部と、
前記伝熱管の初期外形状と前記膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する余寿命推定部と、
を備えた伝熱管の余寿命推定装置。
A shape estimation device for a heat transfer tube provided in a boiler in a power plant,
a measuring unit that measures the outer shape of a partial predetermined side surface of the entire peripheral surface of the heat transfer tube;
Best fit for estimating a best-fit shape, which is circular or oval, for the outer shape of the heat transfer tube including the predetermined side surface and side surfaces other than the predetermined side surface based on the measurement result by the measurement unit. a shape estimation unit;
an expanded outer shape estimating unit that estimates an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum based on the result of measurement by the measuring unit and the best-fit shape;
a remaining life estimating unit that estimates the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube;
Remaining life estimation device for heat transfer tubes.
前記伝熱管における所定の側面とは、前記伝熱管における高温ガス流れの上流側の側面である請求項1に記載の伝熱管の余寿命推定装置。 2. The apparatus for estimating the remaining life of heat transfer tubes according to claim 1, wherein the predetermined side surface of the heat transfer tube is a side surface of the heat transfer tube on the upstream side of the high-temperature gas flow. 前記計測部は、前記ボイラに配置された伝熱管群において高温ガス流れの上流側に配置された伝熱管に対して計測を行う請求項1または2に記載の伝熱管の余寿命推定装置。 3. The heat transfer tube remaining life estimation device according to claim 1 or 2, wherein the measurement unit measures a heat transfer tube arranged upstream of a high-temperature gas flow in a group of heat transfer tubes arranged in the boiler. 前記ベストフィット形状推定部は、前記計測部による計測結果に基づいて最小二乗法を適用することにより、前記ベストフィット形状を推定する請求項1から3のいずれか1項に記載の伝熱管の余寿命推定装置。 4. The heat transfer tube surplus according to any one of claims 1 to 3, wherein the best-fit shape estimating unit estimates the best-fit shape by applying a least squares method based on the measurement result of the measuring unit. Life expectancy estimator. 前記余寿命推定部は、前記伝熱管の初期外形状に対する前記膨張外形状の外形歪を算出し、予め設定した外径歪と寿命消費率との関係を用いて、前記伝熱管の余寿命を推定する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の伝熱管の余寿命推定装置。 The remaining life estimating unit calculates the outer shape distortion of the expanded outer shape with respect to the initial outer shape of the heat transfer tube, and uses a preset relationship between the outer diameter strain and the life consumption rate to estimate the remaining life of the heat transfer tube. The apparatus for estimating remaining life of heat transfer tubes according to any one of claims 1 to 4 . 前記伝熱管の外形状は、円形状であり、
前記ベストフィット形状は、円形状であり、
前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果と前記ベストフィット形状とにおいて半径方向の最大誤差を算出し、前記最大誤差を2倍した値を前記ベストフィット形状の直径に加算することによって、前記伝熱管の前記膨張外形状を推定する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の伝熱管の余寿命推定装置。
The outer shape of the heat transfer tube is circular,
The best-fit shape is circular,
The expansion outer shape estimating unit calculates the maximum radial error between the measurement result of the measuring unit and the best-fit shape, and adds the value obtained by multiplying the maximum error by two to the diameter of the best-fit shape. 6. The apparatus for estimating the remaining life of heat transfer tubes according to any one of claims 1 to 5, wherein the expansion outer shape of the heat transfer tubes is estimated.
前記伝熱管の外形状は、円形状であり、
前記ベストフィット形状は、円形状であり、
前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果と前記ベストフィット形状とにおいて半径方向の誤差の平均値及び標準偏差を算出し、前記平均値に前記標準偏差の2倍を加算した値以上の範囲において予め設定された偏差値の誤差を2倍した値を前記ベストフィット形状の直径に加算することによって前記伝熱管の前記膨張外形状を推定する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の伝熱管の余寿命推定装置。
The outer shape of the heat transfer tube is circular,
The best-fit shape is circular,
The expansion outer shape estimating unit calculates an average value and a standard deviation of errors in the radial direction between the measurement result of the measuring unit and the best-fit shape, and is equal to or greater than the value obtained by adding twice the standard deviation to the average value. Any one of claims 1 to 5, wherein the expanded outer shape of the heat transfer tube is estimated by adding to the diameter of the best fit shape a value obtained by doubling the error of the deviation value preset in the range of The remaining life estimating device for the heat transfer tube according to the above item .
前記伝熱管の外形状は、長円形状であり、
前記ベストフィット形状は、長円形状であり、
前記膨張外形状推定部は、前記計測部による計測結果のうち、前記ベストフィット形状における中心点からの距離が最大となる計測点を同定し、前記計測点が円周に一致するように前記ベストフィット形状を拡大し、前記ベストフィット形状と相似形である前記伝熱管の前記膨張外形状を推定する請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の伝熱管の余寿命推定装置。
The outer shape of the heat transfer tube is an oval shape,
The best-fit shape is an oval shape,
The inflated outer shape estimating unit identifies, from among the measurement results obtained by the measuring unit, a measurement point that maximizes the distance from the center point in the best-fit shape, The remaining life estimation device for heat transfer tubes according to any one of claims 1 to 5 , wherein the fit shape is enlarged to estimate the expanded outer shape of the heat transfer tube that is similar to the best fit shape.
発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定装置であって、前記伝熱管における所定の側面の外形状を部分的に計測する計測部と、前記計測部による計測結果に基づいて、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定部と、を有する形状推定装置と、
前記計測部による計測結果及び前記ベストフィット形状に基づいて、前記伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する膨張外形状推定部と、
前記伝熱管の初期外形状と前記膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する余寿命推定部と、
を備えた伝熱管の余寿命推定装置。
A shape estimating device for a heat transfer tube provided in a boiler in a power plant, comprising: a measurement unit that partially measures the outer shape of a predetermined side surface of the heat transfer tube; and a circular shape based on the measurement result of the measurement unit or a shape estimating device having a best-fit shape estimating unit that estimates a best-fit shape that is an elliptical shape;
an expanded outer shape estimating unit that estimates an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum based on the result of measurement by the measuring unit and the best-fit shape;
a remaining life estimating unit that estimates the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube;
Remaining life estimation device for heat transfer tubes.
発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の形状推定方法であって、
前記伝熱管における全周面のうちの部分的な所定の側面の外形状を計測する計測工程と、
前記計測工程による計測結果に基づいて、前記所定の側面及び前記所定の側面以外の側面を含む前記伝熱管の外形状に対して、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定工程と、
前記計測工程による計測結果及び前記ベストフィット形状に基づいて、前記伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する膨張外形状推定工程と、
前記伝熱管の初期外形状と前記膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する余寿命推定工程と、
を有する伝熱管の余寿命推定方法。
A method for estimating the shape of a heat transfer tube provided in a boiler in a power plant,
a measuring step of measuring an outer shape of a partial predetermined side surface of the entire peripheral surface of the heat transfer tube;
Best fit for estimating a best fit shape that is circular or oval for the outer shape of the heat transfer tube including the predetermined side surface and side surfaces other than the predetermined side surface based on the measurement result of the measurement step. a shape estimation step;
an expanded outer shape estimating step of estimating an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum based on the measurement result of the measuring step and the best-fit shape;
a remaining life estimation step of estimating the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube;
A method for estimating the remaining life of a heat transfer tube having
発電プラントにおけるボイラに設けられた伝熱管の余寿命推定装置が有するコンピュータに、
前記伝熱管における全周面のうちの部分的な所定の側面の外形状を計測する計測処理と、
前記計測処理による計測結果に基づいて、前記所定の側面及び前記所定の側面以外の側面を含む前記伝熱管の外形状に対して、円形状または長円形状であるベストフィット形状を推定するベストフィット形状推定処理と、
前記計測処理による計測結果及び前記ベストフィット形状に基づいて、前記伝熱管が略最大膨張した場合に想定される膨張外形状を推定する膨張外形状推定処理と、
前記伝熱管の初期外形状と前記膨張外形状とに基づいて、前記伝熱管の余寿命を推定する余寿命推定処理と、
を実行させるためのプログラム。
In the computer possessed by the remaining life estimation device of the heat transfer tube provided in the boiler in the power plant,
a measurement process of measuring an outer shape of a partial predetermined side surface of the entire peripheral surface of the heat transfer tube;
Best fit for estimating a best fit shape, which is circular or oval, for the outer shape of the heat transfer tube including the predetermined side surface and side surfaces other than the predetermined side surface based on the measurement result of the measurement process. shape estimation processing;
an expanded outer shape estimation process for estimating an expanded outer shape assumed when the heat transfer tube expands substantially to the maximum based on the measurement result of the measurement process and the best-fit shape;
a remaining life estimation process for estimating the remaining life of the heat transfer tube based on the initial outer shape and the expanded outer shape of the heat transfer tube;
program to run the
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