JPS61213403A - ボイラ応力監視装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明は、ボイラの応力監視装置に係り、特に、頻繁な
プラントの起動停止や負荷変化運用が要求される中間負
荷運用のボイラプラントの応力監視に好適なボイラ応力
監視装置に関する。

（発明の背景） ボイラの運転に際して、特ｆこ、ボイラの起動停止及び
負荷変化時に、２次過熱器出ロヘッダ管寄などの厚肉耐
圧部の、特に内面ノズルコーナ部には、内部流体の温度
とメタル電纜との差に起因する熱応力が発生し、これが
主因となって疲労寿命が消費される。

また、ボイラの定格運転中には、上記熱応力と内部流体
の圧力による内圧応力に起因するクリープ寿命消費が顕
著となる。

従って，ボイラプラントの安全運転を確保し、その寿命
消費を低減する為Ｓこは，上述の如《寿命消費が問題と
なるボイラ厚肉耐圧部に応力評価点を設定し、この評価
点について、熱応力．内圧応力を総合した応力を監視し
、過大な寿命消費を生じないようにする必要がある。

熱応力計算では，評価点におけるメタルの平均温度と内
面温度との温擢差を知る必要かあるが、その為にはメタ
ル肉厚方向の温度分布を精度良く計算する必要かある。

従来、上記メタル温度分布の計算方法としては、特開昭
５９−１１５９０１号明細書に示されるように、非定常
メタル温度分布計算モデルに基づき，評価点のメタル温
度分布を （１）評価点メタルの内面及び外面の温度計測値を用い
て計算する方法と、 （２）内部流体の温度、圧力、流量の各計測値を用いて
内部流体からメタルへの熱伝達率を計算し・伝熱量を求
めて計算する方法がある。

前者の方法では、直接にメタル温度を計測する為、＠蜜
分布の計算精度は良いが、温度検出器をメタルに埋め込
む必要があることと，検出器の断線などによる信頼性の
低下が懸念されることなどの欠点がある。

一方，後者の方法は，上記の問題はないが、熱伝達率の
計算精度がメタル温度分布の計算結果に大きく影響を与
えるにも拘わらず、その計算精度の確認手段がないとい
う欠点がある。また、プラント停止後のように評価点内
部流体の流量が０になると、熱伝達率は０となＩ】、内
面メタル！変が決定できないという欠点がある。

上述のように、従来の方法によれば，プラントの起動か
ら停止後に亘って、ボイラ熱応力を高信頼で精度良く計
算し監視することができないという問題がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、従来の欠点を無くし、プラントの起動
時から運転中はもちろんのこと、停止後においても・高
信頼性でかつ精度良く、応力を計算することのできるボ
イラ応力監視装置を提供するにある。

（発明の概要） まず、検出器故障による信頼性低下を防ぐためには、出
来るだけ少数の検出信号に基づいて熱応力が計算できる
ことが望ましい。つぎに、評価点のメタル属音分布は、
内部流体の流量が運転フェーズによって流れたり流れな
かったりすることにより、その特性が変化するので内部
流体の流量に応じた理論式を用いてメタル温度を計算す
ることが精度向上の点で望ましい。さらに、より計算積
電を向上させるため、物理モデルで計算したメタル温度
分布計算結果を針側の容易な信号で補正することが望ま
しい。

本発明は１以上の点に着眼し、（１）評価点における内
部流体の状態に対応して、メタル温度計算の物理モデル
を切替えること、すなわち、内部流体が流れていること
を内部流体の流量、圧力で判定し、その少なくとも一方
の計測値が規定値未満の時は１定常メタル温度分布計算
モデルを用いることにより、また両方の計測値が共に規
定値以上の時は、非定常メタル温聞分布計算モデルを用
いることによ１］、それぞれの状態に適応したメタル温
度分布を計算すること、（２）上記非定常メタルに温度
分布モデルでは、まず、内部流体のｉｎ、圧力、＠度の
計測値に基づいて・メタル温度分布を計算し、この結果
を外面メタル温度計測値を用いて補正するように構成し
たことを特徴とする。

（発明の実施例） 以下、本発明を具体的な実施例に基づき詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例の概略構成図であ（）、応
力評価点を２次過熱器出口管寄の内面ノズルコーナｓ１
ζ設定した例について、ディジタル計算機ｌｏｔを用い
たボイラ応力監視装置１００と、ボイラプラントからの
関連入力信号との関係を示したものである。

まず最初に、ＩＫＩ図におけるボイラプラント部につい
て、その概略を説明する。この図は、ＵＰタイプの超臨
界圧油焚き貫流ボイラの関連部分を示したものである。

ｍ２図に示すように、プラントの起動から停止までの運
転は、バーナ点火から過熱器止弁６の全開までの「起動
バイパス運転」と、それ以降・前記過熱器止弁６を全゛
閉して停止するまでの「貫流運転」との２つのモードに
分けられる。

まず、起動バイパス運転について説明する。

第１図に示すように、給水はボイラ２００の節炭器２０
１によって予熱され、氷壁２０２で加熱される０、そし
て加熱流体は、１次過熱器バイパス弁１を介して直接に
、あるいは１次過熱器　２０３で過熱された後、２次過
熱器バイパス弁２を介して、それぞれフラッシュタンク
２０６　に導びかれる。

蒸気は、過熱器通気弁５および逆旧弁５Ａを通２０４　
で過熱された蒸気は、出口ヘッダ管寄２０５およびター
ビンバイパス弁７を通って、フラッシュタンク　２０６
及び復水器４００に導ひかれ、主蒸気管２０をウオーミ
ングする。

次に、フラッシュタンク２０６の圧力が所定の圧力まで
上昇したら、主塞止弁バイパス弁９を開いて低圧タービ
ン３００　）こ通気し、タービン昇速を行なう。低圧タ
ービン３００が定格回転数にの例では、３６００　ｒｐ
ｍ　）に達したら同期併入し、フラッシュタンク蒸気に
より）初負荷をとる。

そして、−次週熱器２０３の出口流体のエンタルピが、
フラッシュタンク蒸気のエンタルピに等しくなるよう憂
ζ、２次過熱器バイパス弁２１こよって、−次週熱器２
０３の出口＠度を規定値に制御する。

タービン初負荷併入後、タービン負荷が規定負荷に達し
たら、主塞止弁バイパス弁９による制御講、Ｆ−十ｍ、
ＬＭＯｆ−へ四ｌ　−Ｆ−＋１ｌｌ−七　１Ａ　ＩＦ　
Ｌ、　Ｌ　ｉｌｄｌ御に切替えられる。

その後、負荷がある規定値以上になったならば過熱器減
圧弁３を開き、２次過熱器２０４の入口の圧力がフラッ
シュタンク運転圧力よＣ】高くなると、過熱器通気系統
上の逆止弁５Ａ（過熱器通気弁５の後流に設置される）
Ｉこより蒸気源は一次過熱器２０３に切替えられる。

これと平行して２次過熱器バイパス弁２が自動的に閉じ
られる。一方、過熱器通気弁５は、過熱器止弁６の入口
圧力が規定値以上になったとき閉じられる。つぎのステ
ップでは・負荷要求信号によＩ）過熱器減圧弁３を開き
、負荷を、併入負荷から約２０チ負荷まで立上げる。

過熱器止弁６は、負荷が２０Ｌ％に達すると、過熱器減
圧弁３が全開になるまでは段階的に徐開され、減圧弁３
の全開後は連続的に開かれる。一方、１次週熱器バイパ
ス弁ｌは、上記操作に対応して閉じられ、負荷が約２５
チで全閉する。

以上のように、過熱器止弁６が全開するまでを起動バイ
パス運転と呼ぶ。

貫流運転（通常運＠）は、過熱器止弁６が全開した後の
運転フェーズで、この場合の負荷は、グランド停止まで
タービン加減弁１０によりて調節される。

また、第１図において、ボイラ応力監視装置１００　は
、ディジタル計算機１０１　　、ＩＦ報表示器１０２、
　アラームタイプライタ−０３ＣＲＴ表示装置　１０４
．ハードコピー装置１０５．およびタイプライタ−０６
から構成される。

ディジタル計算機１０１は、２次過熱器出ロヘッダ管寄
２０５の内部流体流量計算用の各種プラントデータ（Ｉ
で詳述する）Ｄ　、外面メタル温度Ｔ　　　、２次過熱
器出口流体温度Ｔ２．およびＯ 圧力Ｐに基づいて、後で詳述するような手法で、２次過
熱器出ロヘッダ管寄２０５の一搬部（ノズルコーナ部Ｎ
Ｃを除く部分）内面における熱応力と内圧応力を計算し
、これらの結果を用いて該ノズルコーナ部ＮＣの主応力
を計算する。

主応力が許容値を超えた場合には、警報表示器１０２の
ラングを自動点灯し、アラームタイプライタ１０３に警
報印字する等の処理を行う一方。

自動的または要求１ｃ応じてＣＲＴ表示装置　１０４１
こ関連情報を表示し、タイプライタ　１０６に関連情報
を印字する。

また、ＣＲＴ表示装置１０４には、主応力のトレンドグ
ラフ表示や数値表示を行なわせ、タイプ２イタ１０６に
は、主応力やプラント情報を自動的または、要求に応じ
て印字するようにすることができる。

さらに、ＣＲＴ表示装置１０４に表示されたトレンドグ
ラフ表示などの情報は、ハードコピー装置　１０５で必
要に応じて配録できる。

前述のように、２次過熱器２０４の出口へラダ１＃去　
９ｎｇ　（ＬＪ丁−評価占シ畝玖ｔス）筒内面ノズルフ
ーナＮＣには、プラント停止後にも応力が発生するため
、プラント起動から停止まではもちろんのこと、更１ξ
停止後も継続して、応力を監視する必要がある。

その場合、評価点２０５のメタル温度分布は、主蒸気管
２０および水管２２に内部流体か流れている場合は、非
定常温度分布特性に従うか、内部流体が流れていない場
合は、定常温度分布特性に従う。

このため、メタル温度分布を精度良く計算するためには
、内部流体の状態に対応して計算モデルを適切に切替え
る必要がある。

ところか、評価点２０５の内部における流体の流量は、
直接計測することができない。したがって１本発明では
、タービンの同期併入までは、タービンバイパス弁７の
１ｉ１度や、２次週１ｖｌＩ器２０４の出口流体圧力と
フ２ツシェタンク２０６の内圧との差圧などから計算し
、同期併入後は、タービン負荷から計算することとして
いる。

以上に説明したように、２次過熱出口管寄すなわち評価
点２０５には、ボイラ点火後、過熱器通気弁５とタービ
ンバイパス弁７が開くまでハ、内部流体は流れない。そ
れ故に、評価点２０５のメタル温度分布は、定常メタル
温度分布計算モデルにしたがって計算する。

一方、上記両弁５および７が開いたｉは過熱器止弁６が
閉じられるまで、評価点２０５には、内部流体が流れる
ため、メタル温度分布は非定常メタル温度分布計算モデ
ルにしたがって計算する。

なお、非定常メタル温げ分布計算では、内部流体からメ
タルへの伝熱量を計算するため、内部流体の流量を計算
する必要がある。

＃！２図に示したように、同期併入までは、タービンバ
イパス弁７の開開・主塞止弁前上部シートドレン弁１２
の開閉、主蒸気管ドレン弁１１の開ぜ、及び初負荷をと
るまでの低圧および中・高圧タービン　３００，３０２
の碍速過程におけるタービン回転数Ｒを入力信号として
、内部流体の流量を計算する（第２図の流量計算１）。

−力、併入後は、タービン負荷ＭＷ（または発電機５０
０の出力）を入力信号として前記流量を計算する（第２
図の流量計算２）。

第３図は、ボイラ応力監視装置１００の処理を機能ブロ
ックで表わしたものである。本図を用いて、プラント起
動前にボイラ応力監視装置　１００の動作を開始させた
場合について、その時点からプラント起動、定常運転、
停止以後の頭に説明する。

まず、装置の動作を開始させた時、メタル温闇分布初期
値計器部　１００１で、評価点２０５の内部流体温度計
測値Ｔ、と外面メタル混層計測値”ＭＯを用い、定常メ
タル温闇分布計算モデル（後で詳述するンに基づいて、
評価点２０５のメタル温度分布の初期値を計算する。

次に、バーナが点火されてプラントが起動されると、バ
ーナ点大信号を検知し、モデル切替条件判定部１００２
を動作させ、評働点の内部流体の圧力計測値Ｐと流量計
算値Ｇを連続監視させる。

そして、第１図、累２図で説明したように、過熱器通気
弁５とタービンバイパス弁７が開いて評価点２０５に内
部流体か流れているかどうかを・内部流体の圧力計測値
Ｐおよび流量計算値Ｇの両方が規定値以上になったかど
うかで判定する。

すなわち、流量計算値Ｇおよび針ｍｊ値Ｐの少なくとも
一方が規定値未満の場合は、内部流体が流れていないと
判定し、定常メタル温度分布計算モ。

デル１００３を動作させる。そして、切替スイッチ（Ａ
１１００４　　をａ＠、すなわら定常メタル温度分布計
算モデル側に切替えて、その計算結果をメタル温度分布
記憶部　１００５に格納するようにする。

上記両針測値が共に規定値以上になった場合にば１兆９
営］々ル燻廖分右計箪モデル１００５　を動作させる。

そして、切替スイッチ囚　１００４をｂｇａ、すなわら
非定常メタル温度分布計算モデル１００５　　ｆｉｌｌ
に切替えて、メタル温度分布記憶部１００６には、その
計算結果を蓄えるようにする。

非定常メタル温度分布計算では、まず最初に、前述のよ
うに同期併入前と後とで異る計算方法により）、各種プ
ロセス量Ｄ　を基に内部流体流量計器部１００７　によ
Ｉ）計算した内部流体流量計算値Ｇと内部流体の温度と
圧力の計測値Ｔ、及びＰを用いて、熱伝達率計算部１０
０８　で、内部流体からメタルへの熱伝達率を計算する
。

つぎに、前記の熱伝達率を、後述の（４）式に代入して
得られる内面メタルの境界条件に基づき、切替スイッチ
（Ｂ）　１００９をｂ９１１１に切替えて得られるメタ
ル温度分布記憶部１００６　の内容（定常メタル温度分
布計算モデル　１００３による計算結果）を初期温度分
布として使用し、非定常メタル温ｒＨ分布計算モデル１
００５　でメタル！度分布を計算する。

さらに前記の計算結果を外面メタル温度計測値ＴＭ０　
　で補正し、その補正結果を、スイッチ囚１００４のｂ
ｍ入力を介してメタル温度分布記憶部１００６１こ格納
する。

プラント停止時は、Ｉ！１図の過熱器止弁６が閉じられ
て評価点２０５の内部流体が減少する。

前記内部流体の流量と圧力の少なくとも一方が、規定値
未満になったことを、モデル切替条件判定ｉ　　１００
２で検知すると、上記とは逆に、メタル温度分布計算モ
デルを、非定常メタル温度分布計算モデル　１００５か
ら定常メタル温度分布計算モデル１００３に切替える。

この時のメタル温度分布初期値としては、メタル温度分
布記憶部１００６の内容を、切替スイッチ（Ｂｌ　　１
００９をａｌｌｌに切替えて使用する。一方、切替スイ
ッチ（Ａｌ　　１００４もａ＠に切替えて、定常メタル
温度分布計算モデル　１００３の計算結果をメタル互変
分布記憶部１００６　　に格納する。

熱応力は１以上のよう番こして計算され、格納されたメ
タル＠蜜分布記憶部　１００６の内容に基づいて、熱応
力計算部　１０１０　で計算する。一方、内圧応力は、
内部流体の圧力計測値Ｐに基づいて、内圧応力計算部１
０１１で計算する。

以上のようにして求めた熱応力および内圧応力の計算値
から、主応力計算部　１０１２で主応力を計算する。

なお、警報熟理部１０１３は、主応力の計算値と設定値
を比較し、主応力が設定値を超えた時に警報表示器１０
２やアラームタイグライタ　１０３に警報出力を行う。

ＣＲＴ表示処理部　１０１４は、主応力、熱応力。

内圧応力の計算結果や関連したプロセスデータなどをＣ
ＲＴ表示装置１０４に表示する。

印字処理部　１０１５は、警報発生時のデータ、オペレ
ータが要求したデータ、定時記録データなどをタイプラ
イタ　−０６に印字する。

以上では、本発明の概略動作について説明したが、以下
に、本発明の中心となるメタル互変分布計算と応力計算
の実施具体例について、さらに詳細に説明する。

まず、何れも同じ計算式を使う、メタル温度分布初期値
計算部　１００１　と定常メタル温度計算モデル１００
３について説明する。

２次過熱器出ロヘッダ管寄、すなわち評価点２０５を、
第４図に示すような各部寸法をもった無限円筒とみなし
、軸方向の温度分布は生じない一換言すれば、その半径
す方向の温度分布は、軸方向のどの位置でも同じである
と仮定する。

そして、！５図に示すように、評価点２０５における半
径方向Ｎ個のうち、ｉ番目の分割点のメタル温度Ｔ４　
（ｉは０−Ｎ）を、次の（１）式の定常温度分布計算式
を用いて計算する。

Ｔ、＝Ａｌｎ　ｒｉ＋　　Ｂ　　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・　（１）た
だし、 ここで、 ｒｉ：円筒中心からの距離 ｌＬ−円筒内半径 ｂ　二円筒外半径 ＴＭｏ：外面メタル温度計測値 Ｔ、：内部流体製電計測値 つぎに、非定常メタル温度計算モデルにおける温度分布
計算式について説明する。

上記と、同様に、評価点　２０５を無限円筒とみなし・
かつその軸方向の温度分布は生じないものと仮定すると
、半径方向の非定常メタル温度分布は、次の（３）〜（
５）式で計算される。

ここで、 λ　：メタルの熱伝導率 ｈ　：内部流体からメタル内への熱伝達率Ｔ　：内面メ
タル温度計算値 な３、前記（４）式は、内部流体から評価点２０５のメ
タルに伝達される熱電が、メタル内表面における！度勾
配とメタルの熱伝導率との積に等しいことをあられすも
のであり、また前記（５）式は、前記メタル外表面では
熱的に平衡状態にあることを示すものである。

前記式（３）〜（５）をディジタル計算機１０１で計算
するためには、定常温度分布計算の場合と同様に、評価
点メタルを半径方向にＮ分割し、各分割点のメタル温Ｉ
ｆ　Ｔ、　（ｊｌを求めるように１分割率位長さをΔｒ
、温蜜分蜜分布算周期をΔｔとして、第６ｆｉｌｌこ示
す差分形式に変換することか必要である。

第６図において、６０は変換前のデータを記憶するテー
ブルであ１）、６１　　は差分形式に変換する変換部で
ある。また、６２は変換後のデータを記憶するテーブル
である。

６０に記憶されたデータは、変換部６１で次の（６）式
のように変換される。すなわち、ここで。

勺 ただし、 Ｔ、　ｔｊ）　：内部流体の時刻ｊの温度Ｔ、（ｊ）：
メタルの分割点ｌの時刻ｊの温度ａｊｚ熱拡散率（時刻
ｊの値） λｊ　：熱伝導率（時刻ｊの値） ｈ、：熱伝達率（時刻ｊの値） コ Δｒ　：メタルの円筒分割単位長さ つぎに、熱伝達率ｈｊ　　は、熱伝達率計算部１００８
において、次の（７）〜αα式に基づいて計算される。

（−色尚次外共著、森北出版株式会社、「伝熱工学」第
８９頁など参照）。

Ｗ１！Ｇ−ｖ／Ｓ　　・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（７）Ｓ　ｘ　−ａ”　　　−０−０
１，−０１１００，−０，−９，−０−０−０，−００
，−６９９，−０−１−０，−０−（８１Ｒ０＝　　　
　　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・−・（
９）ν ここで、 Ｗ：蒸気流速 Ｇ：内部流体流量 マ：内部流体比容積（＠ｆＴｆと圧力Ｐの関■Ｓ：流路
断面積 Ｒｅ：レイノズル数 シ：動粘性係数（温度Ｔ、　　と圧力Ｐの関数）Ｋ：熱
伝導率（温ｆ　Ｔ、と圧力Ｐの１１数）Ｐｒニブラント
ル数（温度Ｔ１　　と圧力Ｐの関数）繭記式（７）にお
ける内部流体流量Ｇは内部流体流量計算部　１００７１
こおいて、併入前は、次のαη式を用いて計算される。

Ｇ＝−ＣＧ、＋Ｇ２＋Ｇ、＋Ｇ１ＲＨ）　　四相・・・
曲・・・曲・・・・・　αυここで、 Ｇ、：タービンバイパス弁７の流量 Ｇ２：主塞止弁前上部シートドレン弁１２の流量Ｇｌｌ
：主蒸気管ドレン弁１１の流量 Ｇ１Ｒ）Ｉ：１段再熱器２０７　（７）蒸気ｆｉｌｌ上
記Ｇ１＃　Ｇ、　　＃　Ｇ、は各々の弁の差圧特性に基
づく一般の流量計算式により求めることができる。

すなわち、ｆｉｆｌＧｌ　は、２次過熱器出口蒸気圧力
と７ラツシエタンク器内圧との差圧を用いて。

また流量Ｇ、　＃　Ｇ、　は、２次過熱器出口蒸気圧力
と復水器圧力との差圧を用いて、各々の弁流路断面積な
どの弁特性に基づいて、各々計算することができる。一
方”　ＩＲｆｉは、併入前の最大流量にタービンの定格
回転数に対する比率を乗することによりて計算できる。

なお、上式における係数１／４は、主蒸気管２０が２本
設置されたプラントについて、各々の管寄ヘッダの流量
を全蒸気量から按分換算するための係数である。

つぎに、併入後の内部流体流量Ｇは、タービン負荷に対
する主蒸気流量を予めテーブルとして記憶させて置き、
このデータに基づいて補間計算により計算することかで
きる。

上記手順により、非定常メタル＠度分布計算式で計算し
た結果は、外面メタル温度計測値ＴＭ。

を用いて、 ａ）メタル内面熱伝ｊ！率が、式ｕＯＩに一致し、さら
に ｂ）外面メタルは蜜を計測値に一致させるように、 補正される。すなわち、内面メタル温度計算値Ｔ。

と外面メタル温度計算値ＴＮとの差の大きさ１こしたか
って、 ｉｌｌ　　ＩＴｏ−ＴＮｌ≧０，５℃（温度差が大）の
時は、比例配分の考えを用いて、 ここで、 ただし、 Ｔｉ：補正前の分割点ｉのメタル温度計算値Ｔ、′：補
正装の分割点１のメタル＠度計算値なる計算式によって
、また、 ＋２１　　ＩＴ、　−ＴＮｌ　＜　０．５℃（温度差が
小）ノ時は・平行移動の考えを用いて。

”ｉ＝　Ｔｔ　−（ＴＮ　−Ｔｙｉｏ）　　・・・聞・
曲・・・凹曲・　（至）なる式によって、それぞれメタ
ル湿層分布の補正計算を行う。

゛　　つぎに、熱応力計算部　１０１０について説明す
る。ここでは、上記方法によって計算・補正され、メタ
ル温度分布記憶部　１００６に記憶されている結果（メ
タル温ば分布）を用いて、次のＯＱａη式により評価点
２０５の一般部（ノズルコーナ部ＮＣ以外の部分）の熱
応力を計算する。

Ｅα ここで、 σ〃４　：局方向内面熱広力 σｚｔ　　’軸方向内面感応カ Ｔ＆Ｖ＠　　’メタル体項平均温闇 Ｅ　：ヤング卓 α　：線膨張率 ν　：ポアソン比 Ｔｌｍ　　’分割点ｉのメタル温度の記憶値Ｔｏｍ二内
面メタル温度の記憶値 ＴＮｒｎ：外面メタル＠度の記憶値 上式におけるヤング率Ｅ、線膨張率αは、メタル体積平
均温１ｆ＋ｃ依存するため、これをパラメータとして定
数テーブルより内挿計算によって決定するのが望ましい
。

つぎ番こ内圧応力計Ｕ部について説明する。ここでは・
内部流体の圧力ｌｆｔ−１１直に基づいて、内圧応力を
次のα４埒式を用いて計算する。

σ　　＝　　−ｐ　　　　・・・曲−曲・凹曲曲・聞・
・曲・・曲・・　ＣＩ印ｐ ここで、 σ４．：半径方向内圧応力 σｐ　：内圧応力強さ Ｐ　；内圧 り、：ｆ内径 ｔ　：板厚 以上で計算した熱応力と内圧応力を基にして、主応力計
算部１０１２　では、評価点　２０５の一般部に対する
内面ノズルコーナ部ＮＣへの応力集中を考慮し、次の（
１）？υ（２）式により、内面ノズルコーナ部の主応力
を計算する。

σ、＝Ｋｒ−，・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・　■ｐ　　　　
ｒｐ σθ＝にθｔ・σθｔ＋にθｐ・σｐ・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・　ｅ１σｚ＝Ｋｚｔ・σｚ
ｔ　＋Ｋｚｐ・σｐ・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・　翰ここで、 Ｋむ：周方向熱応力集中係数 に□：軸方向熱応力東中係数 Ｋｒ、　：半極方向内圧応力集中係数 にθ、二同周方向内圧応力集中係 数２．：軸方向内圧応力集中係数 σ　：半径方向主応力 １θ　：ｗｉ方向主応力 σ　：軸方向主応力 なお、前述の実施例では、内部流体流量の計算値および
内部流体の圧力実測値とそれぞれの基準値との比較結果
に基づいて、メタル＠度分布計算モデルの定常／非定常
間の切替えを実行したが、過熱器止弁６の開閉状態に応
じて前記の切替えを実行してもよい。

（発明の効果） 本発明によれば、ボイラプラントの起動から停止まで、
広範囲の運転に対して熱応力、内圧応力、これらを総合
した主応力を高信頼かつ高精饗で計算監視することがで
きるので、ボイラプラントの安全を確保しつつ大幅かつ
急速な負荷運用を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

、ｊ！１図は本発明の一実施例の全体構成図、第２図は
１本発明とプラント運転との関係を説明するタイムチャ
ート、第３図は・ディジタル計算機による本発明の実施
ブロック図、第４図〜ｍ７因は、２次過熱器出ロヘッダ
管寄部の温度分布計算力法尤ｉｄ　Ｒ［］＋１内儀ハ１
１堵哨セ１６・・・過熱器止弁、　８・・・主塞止弁、
　　２０・・・主Ａ気管、　　　１００　　・・・ボイ
ラ応力監視装置、１０１−ディジタル計算機　２００　
・・・ボイラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ボイラプラントの配管の所望個所に設定された評
   価点における熱応力、内圧応力を検出し、前記両応力に
   基づいて主応力を監視するためのボイラ応力監視装置で
   あって、 配管メタルの外面温度および前記配管の内部流体温度に
   基づいて定常メタル温度分布を計算する手段と、 前記配管の内部流体の流量・圧力・温度に基づいて非定
   常メタル温度分布を計算する手段と、前記配管内部流体
   の状態に応じて、前記定常メタル温度分布計算手段およ
   び非定常メタル温度分布計算手段の出力を選択切換える
   モデル切替条件判定手段と、 前記のように選択された出力、すなわちメタル温度分布
   を記憶する手段と、 前記メタル温度分布記憶手段の記憶内容に基づいて、前
   記評価点の熱応力を計算する手段と、前記内部流体の圧
   力および配管メタルの寸法に基づいて内圧応力を計算す
   る手段と、 前記熱応力および内圧応力に基づいて主応力を計算する
   手段とを具備したことを特徴とするボイラ応力監視装置
   。
2. （２）モデル切替条件判定手段は、前記内部流体の流量
   および圧力の両方が規定値以上のときに、非定常メタル
   温度分布計算手段の出力を選択することを特徴とする前
   記特許請求の範囲第１項記載のボイラ応力監視装置。
3. （３）非定常メタル温度分布計算手段は、配管の内部流
   体の流量・圧力・温度に基づいて計算した非定常メタル
   温度分布を、評価点の外面メタル温度に基づいて補正す
   る手段を含むことを特徴とする前記特許請求の範囲第１
   項または第２項記載のボイラ応力監視装置。
4. （４）前記非定常メタル温度分布計算手段の補正は、補
   正前および補正後のメタル温度分布の比較において、評
   価点のメタル内面での熱伝達率が一致し、かつ各々のメ
   タル外面における温度が、外面メタル温度計測値に一致
   するように行なわれることを特徴とする前記特許請求の
   範囲第３項記載のボイラ応力監視装置。