KR20180054848A - 계획 장치, 계획 방법 및 기록 매체에 저장된 프로그램 - Google Patents

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KR20180054848A
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미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명에 관한 계획 장치에 있어서, 잔여 수명 특정부는 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정한다. 운용 계획 생성부는, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 상기 부품을 상기 터빈에 조립하는 타이밍을 나타내는 운용 계획을 생성한다.

Description

계획 장치, 계획 방법 및 프로그램
본 발명은 터빈의 부품의 운용 계획을 생성하는 계획 장치, 계획 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은 2015년10월28일에 일본에 출원된 특허출원 제2015-211898호에 대해 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
특허문헌 1에는, 가스 터빈 고온 부품의 로테이션(rotation) 계획에 있어서, 고온 부품의 잔여 수명이 차회(次回) 예정 운전 기간을 채우지 않은 경우에, 자주 점검 타이밍(self-inspection timing)의 시기를 변경함으로써, 고온 부품의 폐각(廢却) 시에 있어서의 잔여 수명을 최소화하는 기술이 개시되어 있다.
(선행기술문헌)
(특허문헌)
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2002-195056호
그러나 플랜트에 따라서는 자주 점검을 실시하지 않고 정기 점검만을 실시하는 경우가 있다. 이 경우, 특허문헌 1에 개시된 기술에 따라서는 부품의 잔여 수명을 최소화할 수 없을 가능성이 있다.
본 발명의 목적은 자주 점검 타이밍의 변경에 따르지 않고 터빈의 부품을 효율 좋게 운용하는 계획 장치, 계획 방법 및 프로그램을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1 양태에 의하면, 계획 장치는, 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 잔여 수명 특정부와, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 상기 부품을 상기 터빈에 조립하는 타이밍을 나타내는 운용 계획을 생성하는 운용 계획 생성부를 구비한다.
본 발명의 제2 양태에 의하면, 제1 양태에 관한 계획 장치는, 상기 운용 계획 생성부가, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여 동일한 타이밍에 있어서, 동일한 상기 터빈에 조립된 복수의 부품의 잔여 수명이 상기 허용 오차값 이내로 되도록 상기 운용 계획을 생성한다.
본 발명의 제3 양태에 의하면, 제2 양태에 관한 계획 장치는 상기 타이밍과 상기 터빈의 점검 시기가 일치하도록, 조립 대상의 상기 터빈의 부하를 결정하는 운전 계획 생성부를 구비한다.
본 발명의 제4 양태에 의하면, 제2 또는 제3 양태에 관한 계획 장치는, 상기 운용 계획 생성부가, 제1 부품의 잔여 수명 및 제2 부품의 잔여 수명이 정기 점검의 인터벌(interval)보다 짧고, 또한 상기 제1 부품의 잔여 수명과 상기 제2 부품의 잔여 수명과의 차이가 허용 오차값 이내인 경우에, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품을 동일한 상기 터빈에 조립하는 것을 나타내는 상기 운용 계획을 생성한다.
본 발명의 제5 양태에 의하면, 제1 양태에 관한 계획 장치는, 상기 운용 계획 생성부가, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여 상기 터빈의 점검 시기에 있어서, 상기 터빈에 조립된 상기 부품의 잔여 수명이 상기 허용 오차값 이내로 되도록 상기 운용 계획을 생성한다.
본 발명의 제6 양태에 의하면, 제5 양태에 관한 계획 장치는, 복수의 터빈에 대해, 상기 정기 점검의 인터벌 사이에 있어서의 상기 부품의 소비 수명을 산출하는 소비 수명 산출부를 추가로 구비하고, 상기 운용 계획 생성부가, 각 상기 터빈으로의 조립 횟수와 소비 수명의 곱의 총합과, 상기 부품의 잔여 수명과의 차이가 소정값 이내로 되도록, 상기 터빈으로의 조립 횟수를 나타내는 상기 운용 계획을 생성한다.
본 발명의 제7 양태에 의하면, 계획 방법은, 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 단계와, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 상기 부품을 상기 터빈에 조립하는 타이밍을 나타내는 운용 계획을 생성하는 단계를 갖는다.
본 발명의 제8 양태에 의하면, 프로그램은, 컴퓨터를, 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 잔여 수명 특정부, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 상기 부품을 상기 터빈에 조립하는 타이밍을 나타내는 운용 계획을 생성하는 운용 계획 생성부로서 기능시킨다.
상기 양태 중 적어도 하나의 양태에 의하면, 계획 장치는 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록 운용 계획을 생성한다. 이에 의해, 계획 장치는 자주 점검 타이밍의 변경에 따르지 않고 터빈의 부품을 효율 좋게 운용할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 계획 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 계획 장치의 수집 주기마다의 동작을 나타내는 플로 차트이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 4는 제2 실시형태에 관한 계획 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
도 5는 제2 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리를 나타내는 플로 차트이다.
도 6은 적어도 하나의 실시형태에 관한 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
《제1 실시형태》
이하, 도면을 참조하면서 제1 실시형태에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 제1 실시형태에 관한 계획 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
제1 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 터빈의 부품의 운용 계획을 생성한다. 제1 실시형태에 관한 부품의 운용 계획은, 점검 중의 터빈에 부착되어 있는 부품 및 창고에 격납되어 있는 부품의 각 부품에 대해, 차회의 운전을 위해 터빈에 부착할지 창고에 격납할지를 나타내는 정보이다.
제1 실시형태에 관한 계획 장치(1)는, 데이터 수집부(101), 열 평형 산출부(102), 소비 수명 산출부(103), 잔여 수명 특정부(104), 잔여 수명 기억부(105), 점검 시기 기억부(106), 운용 계획 생성부(107), 발전 전력량 예측부(108), 운전 계획 생성부(109), 출력부(110)를 구비한다.
데이터 수집부(101)는 고객이 소유하는 발전 플랜트로부터 실시간으로 터빈의 운전 데이터를 수집한다. 구체적으로는, 데이터 수집부(101)는 터빈에 설치된 센서로부터 소정의 수집 주기(예를 들어, 5분)마다 운전 데이터를 수집한다. 수집 주기는 감시의 즉시성(卽時性)이 상실되지 않을 정도로 짧은 주기이다. 운전 데이터의 예로서는 유량, 압력, 온도, 진동, 및 그 외의 상태량을 들 수 있다.
열 평형 산출부(102)는, 데이터 수집부(101)가 수집한 운전 데이터에 기초하여, 터빈의 열 평형을 산출한다. 열 평형이란, 터빈에 부착된 각 부품 각각에 있어서의 온도, 압력, 엔탈피(enthalpy), 유량, 및 그 외의 상태량이다. 열 평형 산출부(102)는 운전 데이터에 기초하는 시뮬레이션에 의해 열 평형을 산출한다. 열 평형 산출을 위한 시뮬레이션의 수법의 예로서는 FEM(Finite Element Method) 및 CFD(Computational Fluid Dynamics)를 들 수 있다.
소비 수명 산출부(103)는, 열 평형 산출부(102)가 산출한 열 평형에 기초하여, 최근의 수집 주기에 있어서의 각 부품의 소비 수명을 산출한다. 본 실시형태에서는, 소비 수명은 등가 운전 시간에 의해 나타내진다.
잔여 수명 특정부(104)는, 잔여 수명 기억부(105)가 기억하는 잔여 수명으로부터 소비 수명 산출부(103)가 산출하는 소비 수명을 감산함으로써, 부품의 잔여 수명을 특정한다.
잔여 수명 기억부(105)는 각 부품의 잔여 수명을 기억한다. 부품의 잔여 수명은 부품마다 정해지는 설계 수명으로부터 소비 수명 산출부(103)가 산출하는 소비 수명을 순차 감산함으로써 얻어진다.
점검 시기 기억부(106)는 각 발전 플랜트에 설치되는 각 터빈의 점검 시기를 나타내는 날짜를 기억한다. 터빈의 점검은 소정의 인터벌마다 실행된다.
운용 계획 생성부(107)는 터빈의 점검 시기에, 그 터빈에 부착되어 있는 부품 및 창고에 격납되어 있는 부품의 각 부품에 대해 운용 계획을 생성한다.
발전 전력량 예측부(108)는 네트워크를 개재시켜 시장 전력 수요 정보를 취득하고, 관리 대상의 각 발전 플랜트가 발전해야 할 전력량을 예측한다.
운전 계획 생성부(109)는 터빈의 부하를 나타내는 운전 계획을 생성한다.
출력부(110)는, 운용 계획 생성부(107)가 생성한 운용 계획 및 운전 계획 생성부(109)가 생성한 운전 계획을 출력한다. 운용 계획 및 운전 계획의 출력 형식의 예로서는 디스플레이로의 표시, 기억 매체로의 기록, 및 시트로의 인쇄를 들 수 있다.
여기서, 본 실시형태에 관한 계획 장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 계획 장치의 수집 주기마다의 동작을 나타내는 플로 차트이다.
계획 장치(1)는 수집 주기마다 이하에 나타내는 처리를 실행한다.
먼저 데이터 수집부(101)는 터빈에 설치된 센서로부터 터빈의 운전 데이터를 수집한다(단계 S1). 다음에, 열 평형 산출부(102)는 수집된 운전 데이터를 입력으로 하여 터빈의 열 평형을 산출한다(단계 S2).
다음에, 계획 장치(1)는 터빈에 조립된 부품을 하나씩 선택하고, 선택된 부품에 대해 각각 이하에 나타내는 단계(S4)로부터 단계(S5)의 처리를 실행한다(단계 S3).
먼저, 소비 수명 산출부(103)는, 열 평형 산출부(102)가 산출한 열 평형을 이용하여, 선택된 부품의 최근의 수집 주기의 사이에 있어서의 소비 수명을 산출한다(단계 S4). 다음에, 잔여 수명 특정부(104)는, 잔여 수명 기억부(105)가 선택된 부품에 관련지어 기억하는 잔여 수명으로부터 산출한 소비 수명을 감산한다(단계 S5). 이에 의해, 잔여 수명 특정부(104)는, 잔여 수명 기억부(105)가 기억하는 잔여 수명을 갱신한다.
계획 장치(1)는 상기 단계(S1)로부터 단계(S5)의 처리를 수집 주기마다 실행함으로써, 잔여 수명 기억부(105)가 기억하는 각 부품의 잔여 수명을 최신의 상태로 유지할 수 있다.
여기서, 본 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리에 대해 설명한다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리를 나타내는 플로 차트이다.
현재의 날짜가 어느 터빈의 점검 기간인 경우, 계획 장치(1)는 운용 계획의 생성 처리를 개시한다. 먼저, 운용 계획 생성부(107)는 점검 대상의 터빈에 조립된 각 부품과, 창고에 격납되어 있는 각 부품에 관련지어진 잔여 수명을 잔여 수명 기억부(105)로부터 읽어낸다(단계 S101). 다음에, 운용 계획 생성부(107)는 점검 시기 기억부(106)를 참조하여, 차회의 점검 시기까지의 인터벌을 특정한다(단계 S102). 다음에, 운용 계획 생성부(107)는 읽어낸 잔여 수명이 점검 대상의 터빈의 차회의 점검 기간까지의 인터벌 미만으로 되는 부품이 있는지 여부를 판정한다(단계 S103). 이하, 잔여 수명이 점검 기간까지의 인터벌 미만인 부품을 고령(高齡) 부품이라고 부른다. 예를 들어, 점검 기간의 인터벌이 18000 시간인 경우, 잔여 수명이 18000 시간 미만의 부품은 고령 부품이다.
고령 부품이 없는 경우(단계 S103: 아니오), 운용 계획 생성부(107)는 소정의 알고리즘에 따라 각 부품의 운용 계획을 생성한다(단계 S107). 예를 들어, 운용 계획 생성부(107)는 각 부품의 잔여 수명의 차이가 최소로 되도록 각 부품의 운용 계획을 생성할 수 있다. 또한, 예를 들어 운용 계획 생성부(107)는 미리 정한 부품 그룹을 로테이션하도록 운용 계획을 생성할 수 있다.
한편, 고령 부품이 있는 경우(단계 S103: 예), 운용 계획 생성부(107)는 잔여 수명의 차이가 허용 오차값(예를 들어, 100 시간) 이내로 되는 고령 부품의 조합이 존재하는지 여부를 판정한다(단계 S104). 고령 부품의 조합은 2개의 고령 부품의 조합에 한정되지 않고, 3개 이상의 고령 부품의 조합이어서 좋다. 예를 들어, 잔여 수명 9950 시간의 제1 부품과 잔여 수명 10000 시간의 제2 부품과, 잔여 수명 10030 시간의 제3 부품의 조합은 잔여 수명의 차이가 허용 오차값인 100 시간 이내로 되는 고령 부품의 조합이다.
잔여 수명의 차이가 허용 오차값 이내로 되는 고령 부품의 조합이 존재하지 않는 경우(단계 S104: 아니오), 운용 계획 생성부(107)는 각 고령 부품에 대해, 창고에 격납하는 것을 나타내는 운용 계획을 생성한다(단계 S106). 다음에, 운용 계획 생성부(107)는 운용 계획이 미정인 나머지의 부품에 대해, 소정의 알고리즘에 따라 운용 계획을 생성한다(단계 S107). 이에 의해, 운용 계획 생성부(107)는 차회의 점검 기간까지 수명에 도달하는 부품이 없도록 운용 계획을 생성할 수 있다.
한편, 잔여 수명의 차이가 허용 오차값 이내로 되는 고령 부품의 조합이 존재하는 경우(단계 S104: 예), 운용 계획 생성부(107)는 특정한 조합에 관한 고령 부품에 대해, 점검 대상의 터빈에 조립하는 것을 나타내는 운용 계획을 생성한다(단계 S105). 구체적으로는, 운용 계획 생성부(107)는, 제1 부품 및 제2 부품의 잔여 수명이 정기 점검의 인터벌보다 짧고, 또한 제1 부품의 잔여 수명과 제2 부품의 잔여 수명과의 차이가 허용 오차값 이내인 경우에, 제1 부품과 제2 부품을 동일한 터빈에 조립하는 것을 나타내는 운용 계획을 생성한다.
다음에, 운용 계획 생성부(107)는, 운용 계획이 미정인 나머지의 고령 부품에 대해, 창고에 격납하는 것을 나타내는 운용 계획을 생성한다(단계 S106). 다음에, 운용 계획 생성부(107)는, 운용 계획이 미정인 나머지의 부품에 대해, 소정의 알고리즘에 따라 운용 계획을 생성한다(단계 S107). 이에 의해, 운용 계획 생성부(107)는 점검 대상의 터빈의 운용에 의해, 조합에 관한 고령 부품이 대략 동시에 수명에 도달하도록 운용 계획을 생성할 수 있다.
운용 계획 생성부(107)가 운용 계획을 생성하면, 운전 계획 생성부(109)는 생성된 운용 계획을 참조하여, 점검 대상의 터빈에 고령 부품이 조립되는지 여부를 판정한다(단계 S108). 점검 대상의 터빈에 고령 부품이 조합되는 경우(단계 S108: 예), 운전 계획 생성부(109)는 차회의 정기 점검 시에 고령 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록 운전 계획을 생성한다(단계 S109). 구체적으로는, 운전 계획 생성부(109)는 이하의 순서로 운전 계획을 생성한다. 먼저 운전 계획 생성부(109)는 고령 부품의 잔여 수명을 나타내는 등가 운전 시간과 정기 점검의 인터벌 사이의 등가 운전 시간에 기초하여, 차회의 정기 점검 시에 모든 고령 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되는 온도를 산출한다. 다음에, 운전 계획 생성부(109)는, 고령 부품이 조립되는 부위의 온도가, 산출된 온도로 되는 바와 같은 터빈의 부하를 산출한다. 그리고 운전 계획 생성부(109)는 산출한 부하로 터빈을 운전시키는 운전 계획을 생성한다.
한편, 점검 대상의 터빈에 고령 부품이 조립되지 않는 경우(단계 S108: 아니오), 발전 전력량 예측부(108)는 네트워크를 개재시켜 시장 전력 수요 정보를 취득하고, 관리 대상의 각 발전 플랜트가 발전해야 할 전력량을 예측한다(단계 S110). 다음에, 운전 계획 생성부(109)는 예측한 전력량을 채우도록 점검 대상의 터빈의 운전 계획을 생성한다(단계 S111). 구체적으로는, 운전 계획 생성부(109)는 관리 대상의 각 발전 플랜트의 최적인 발전 전력량 분담을 산출하고, 당해 발전 전력량 분담에 기초하여 점검 대상의 터빈의 운전 계획을 생성한다. 이때, 일부의 터빈이 단계(S109)에 의해 생성된 운전 계획에 기초하여 운전되는 경우, 운전 계획 생성부(109)는 발전 전력량 예측부(108)가 예측한 발전 전력량을 채우도록 나머지 터빈의 발전 전력량 분담을 산출한다.
그리고 출력부(110)는, 운용 계획 생성부(107)가 생성한 운용 계획과 운전 계획 생성부(109)가 생성한 운전 계획을 출력한다(단계 S112).
이와 같이, 본 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하고, 동일한 타이밍에 있어서 복수의 고령 부품이 수명에 도달하도록 운용 계획을 생성한다. 동일한 타이밍으로 복수의 부품이 수명에 도달함으로써, 부품 교환을 위해 터빈을 정지하는 횟수, 또는 정기 점검까지 수명에 도달하지 않도록 터빈을 부분 부하로 운전하는 빈도를 저감할 수 있다. 따라서 계획 장치(1)는 자주 점검 타이밍의 변경에 따르지 않고 고령 부품을 효율 좋게 운용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 계획 장치(1)는, 복수의 고령 부품이 수명에 도달하는 타이밍과 터빈의 점검 시기가 일치하도록, 터빈의 운전 계획을 생성한다. 이에 의해, 이용자는 수명에 도달한 부품의 교환을 점검 시기에 행할 수 있기 때문에, 수명에 도달한 부품의 교환만을 위해 터빈을 정지하는 것을 없앨 수 있다. 또한, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 터빈에 고령 부품이 조립되어 있는지 여부에 의해 운전 계획을 변경하지 않아도 좋다. 예를 들어, 정기 점검의 시기보다 앞의 시점에 있어서, 자주 점검을 설정함으로써, 자주 점검의 타이밍으로 수명에 도달한 부품을 교환해도 좋다. 또한, 예를 들어 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1)는, 점검 시기의 인터벌 및 통상 운전의 부하가 다른 복수의 터빈이 존재하는 경우, 인터벌 및 부하로부터 특정되는 소비 수명과 조합에 관한 고령 부품의 잔여 수명과의 차이가 허용 오차값 이내로 되는 터빈에, 그 고령 부품을 조립하도록 운용 계획을 결정해도 좋다. 이때, 조립 대상의 터빈은 반드시 동일한 고객이 소유하는 플랜트에 설치된 것이 아니어도 좋다.
《제2 실시형태》
제1 실시형태에 관한 계획 장치(1)는, 다른 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되는 타이밍에 있어서, 어떤 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록 운용 계획을 생성한다.
이에 대해, 제2 실시형태에 관한 계획 장치(2)는, 터빈의 정기 점검의 타이밍에 있어서, 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록 운용 계획을 생성한다.
도 4는 제2 실시형태에 관한 계획 장치의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
제2 실시형태에 관한 운용 계획은 각 부품에 대해, 당해 부품이 부착되는 터빈의 종류와, 그 터빈에 부착되는 횟수를 나타내는 정보이다. 예를 들어, 계획 장치(2)의 관리 대상의 터빈이 터빈(A), 터빈(B), 터빈(C)의 3종류인 경우, 어떤 부품에 대한 운용 계획은 그 부품이 터빈(A)에 부착되는 횟수, 그 부품이 터빈(B)에 부착되는 횟수, 및 그 부품이 터빈(C)에 부착되는 횟수를 나타낸다.
제2 실시형태에 관한 계획 장치(2)는, 데이터 수집부(201), 열 평형 산출부(202), 열 평형 이력 기억부(203), 소비 수명 산출부(204), 설계 수명 기억부(205), 잔여 수명 특정부(206), 운용 계획 생성부(207), 출력부(208)를 구비한다.
데이터 수집부(201)는, 고객이 소유하는 발전 플랜트로부터 실시간으로 터빈의 운전 데이터를 수집한다. 열 평형 산출부(202)는, 데이터 수집부(201)가 수집한 운전 데이터에 기초하여, 터빈의 열 평형을 산출한다. 열 평형 이력 기억부(203)는, 열 평형 산출부(202)가 산출한 열 평형을 시계열(時系列)에 기억한다.
소비 수명 산출부(204)는, 열 평형 이력 기억부(203)가 기억하는 최근의 점검 시기의 인터벌 사이에 있어서의 열 평형에 기초하여, 인터벌 사이의 운전에 의한 각 부품의 소비 수명을 산출한다. 설계 수명 기억부(205)는 부품의 종별(種別)마다 설계 수명을 기억한다. 잔여 수명 특정부(206)는 운용 계획의 생성 대상의 부품에 관련지어진 설계 수명을 설계 수명 기억부(205)로부터 취득한다. 운용 계획 생성부(207)는, 새로운 부품이 도입된 경우에, 당해 부품이 터빈의 정기 점검의 타이밍에 있어서 수명에 도달하도록 운용 계획을 생성한다. 출력부(208)는, 운용 계획 생성부(207)가 생성한 운용 계획을 출력한다.
여기서, 본 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리에 대해 설명한다.
도 5는 제2 실시형태에 관한 계획 장치에 의한 운용 계획의 생성 처리를 나타내는 플로 차트이다.
새로운 터빈의 부품이 도입되면, 계획 장치(2)는 당해 부품의 운용 계획의 생성 처리를 개시한다. 먼저, 잔여 수명 특정부(206)는 설계 수명 기억부(205)로부터, 도입된 부품의 종별에 관련지어진 설계 수명을 읽어낸다(단계 S201). 이에 의해, 잔여 수명 특정부(206)는 도입된 부품의 잔여 수명을 특정한다.
다음에, 소비 수명 산출부(204)는 관리 대상의 터빈을 하나씩 선택하고, 터빈마다 이하에 나타내는 단계(S203)로부터 단계(S204)의 처리를 실행한다(단계 S202).
소비 수명 산출부(204)는, 열 평형 이력 기억부(203)가 기억하는 최근의 인터벌에 있어서의, 도입된 부품과 동일한 종별의 부품에 대해서의 열 평형 이력을 취득한다(단계 S203). 다음에, 소비 수명 산출부(204)는, 취득한 열 평형 이력에 기초하여, 선택된 터빈의 인터벌 사이의 운전에 의한 부품의 소비 수명을 산출한다(단계 S204).
소비 수명 산출부(204)가 모든 터빈에 대해, 도입된 부품과 동일한 종별의 부품 소비 수명을 산출하면, 운용 계획 생성부(207)는 이하에 나타내는 식(1)을 충족시키는 각 터빈의 조립 횟수(ak)를 산출하여, 당해 조립 횟수를 나타내는 운용 계획을 생성한다(단계 S205).
Figure pct00001
t0는 도입된 부품의 잔여 수명을 나타낸다. n은 터빈의 개수를 나타낸다. ak는 제k의 터빈으로의 조립 횟수를 나타낸다. tk는 제k의 터빈의 인터벌 사이의 운전에 의한 소비 수명을 나타낸다. ta는 허용 오차값을 나타낸다.
즉, 운용 계획 생성부(207)는, 각 터빈으로의 조립 횟수와 소비 수명의 곱의 총합과, 도입된 부품의 잔여 수명과의 차이가 소정값 이내로 되도록, 각 터빈으로의 조립 횟수를 나타내는 운용 계획을 생성한다. 예를 들어, 인터벌에 있어서의 터빈(A)의 소비 수명이 10000 시간, 터빈(B)의 소비 수명이 10300 시간, 터빈(C)의 소비 수명이 9800 시간이고, 새롭게 도입된 부품의 잔여 수명이 60000 시간인 경우, 운용 계획 생성부(207)는 터빈(A)로의 조립 횟수를 1회, 터빈(B)로의 조립 횟수를 2회, 터빈(C)로의 조립 횟수를 3회로 하는 운용 계획을 생성한다.
운용 계획 생성부(207)가 운용 계획을 생성하면, 출력부(208)는 생성된 운용 계획을 출력한다(단계 S206).
이와 같이, 본 실시형태에 관한 계획 장치(2)는 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하고, 어떤 터빈의 점검 시기에 있어서 부품이 수명에 도달하도록 운용 계획을 생성한다. 터빈의 부품이 점검 시기에 수명에 도달함으로써, 부품 교환만을 위해 터빈을 정지할 필요가 없어지고, 추가로 정기 점검까지 수명에 도달하지 않도록 터빈을 부분 부하로 운전할 필요가 없어진다. 따라서 계획 장치(2)는 자주 점검 타이밍의 변경에 따르지 않고 부품을 효율 좋게 운용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에 관한 계획 장치(2)는 새롭게 도입된 부품에 대해 부품의 운용 계획을 생성한다. 이는, 이미 도입되어 있는 부품에 대해서는 이미 운용 계획이 결정되어 있기 때문이다. 한편, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(2)는 이미 도입되어 있는 부품에 대해, 운용 도중에 다시 운용 계획을 재검토해도 좋다. 예를 들어, 운용 계획의 생성 시와 현재에서, 적어도 하나의 터빈의 운전 방법이 변경되어 있는 경우에, 운용 계획이 재검토된다. 이 경우, 계획 장치(2)는 제1 실시형태처럼 잔여 수명 기억부(105)를 구비하고, 잔여 수명 특정부(206)가 잔여 수명 기억부(105)로부터 재검토 대상 부품의 잔여 수명을 취득함으로써, 당해 부품의 잔여 수명을 특정할 수 있다.
이상, 도면을 참조하여 일 실시형태에 대해 상세히 설명했지만, 구체적인 구성은 상술한 바에 한정되지는 않으며, 다양한 설계 변경 등을 하는 것이 가능하다.
예를 들어, 상술한 실시형태에 관한 계획 장치(1) 및 계획 장치(2)는 부품의 잔여 수명 및 소비 수명을 등가 운전 시간에 의해 계산하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1) 및 계획 장치(2)는 부품의 잔여 수명 및 소비 수명을, LMP(Larson-Miller Parameter) 등의 다른 파라미터를 이용하여 계산해도 좋다.
LMP는 이하에 나타내는 식(2)에 의해 구해지는 파라미터이다.
Figure pct00002
T는 부품의 열역학 온도를 나타낸다. 열역학 온도는 섭씨 온도에 273.15를 가산한 값과 등가이다. 부품의 온도는 열 평형에 의해 특정된다. t는 온도(T)에서의 터빈의 운전 시간을 나타낸다. C는 부품의 재료에 의해 정해지는 정수이다. 예를 들어, 부품의 재료가 저 탄소강 또는 크롬 몰리브덴강인 경우, 정수(C)는 20이어서 좋다. 또한, 예를 들어 부품의 재료가 스테인리스강인 경우, 정수(C)는 15이어서 좋다.
이 경우, 소비 수명은 실제의 부품 온도와 운전 시간에 기초하여 특정되는 LMP를 정격 온도에서의 운전 시간으로 환산함으로써 산출된다.
또한, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 온도와 사이클 수와의 관계를 나타내는 온도 이력 변수를 이용함으로써, 저 사이클 피로에 의해 부품이 수명에 도달하는지 여부를 판정해도 좋다. 또한, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 복수의 온도 이력 변수를 이용하여, 크리이프(creep) 변형 및 저 사이클 피로 등, 복수의 열화 사유에 기초하여 부품이 수명에 도달하는지 여부를 판정해도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 계획 장치(1)가 터빈을 구성하는 각 부품의 소비 수명에 기초하여 터빈 전체의 잔여 수명을 산출하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에 관한 계획 장치(1)는 부품마다의 소비 수명의 산출을 행하지 않고, 터빈 전체의 설계 수명에 기초하여 직접적으로 터빈 전체의 잔여 수명을 산출해도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 소비 수명 산출부(103) 및 잔여 수명 특정부(104)가, 열 평형 산출부(102)가 산출한 열 평형에 기초하여 계산을 행하지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 다른 실시형태에서는, 소비 수명 산출부(103) 및 잔여 수명 특정부(104)의 적어도 하나가, 데이터 수집부(101)가 수집한 운전 데이터에 기초하여 계산을 행해도 좋다.
특히, 다른 실시형태에 있어서, 소비 수명 산출부(103) 및 잔여 수명 특정부(104) 중 어느 하나가, 데이터 수집부(101)가 수집한 운전 데이터에 기초하여 계산을 행하는 경우, 계획 장치(1)는 열 평형 산출부(102)를 구비하지 않아도 좋다.
도 6은 적어도 하나의 실시형태에 관한 컴퓨터의 구성을 나타내는 개략 블록도이다.
컴퓨터(900)는, CPU(901), 주 기억 장치(902), 보조 기억 장치(903), 인터페이스(904)를 구비한다.
상술의 계획 장치(1) 및 계획 장치(2)는 컴퓨터(900)에 실장(實裝)된다. 그리고 상술한 각 처리부의 동작은 프로그램의 형식으로 보조 기억 장치(903)에 기억되어 있다. CPU(901)는 프로그램을 보조 기억 장치(903)로부터 읽어 내어 주 기억 장치(902)에 전개하고, 당해 프로그램에 따라 상기 처리를 실행한다. 또한, CPU(901)는 프로그램에 따라, 상술한 각 기억부에 대응하는 기억 영역을 주 기억 장치(902)에 확보한다.
또한, 적어도 하나의 실시형태에 있어서, 보조 기억 장치(903)는 일시적이지 않은 유형의 매체의 일례이다. 일시적이지 않은 유형의 매체의 다른 예로서는 인터페이스(904)를 개재시켜 접속되는 자기 디스크, 광자기 디스크, CD-ROM, DVD-ROM, 반도체 메모리 등을 들 수 있다. 또한, 이 프로그램이 통신 회선에 의해 컴퓨터(900)에 전송되는 경우, 전송을 받은 컴퓨터(900)가 당해 프로그램을 주 기억 장치(902)에 전개하여, 상기 처리를 실행해도 좋다.
또한, 당해 프로그램은 전술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋다.
또한, 당해 프로그램은 전술한 기능을 보조 기억 장치(903)에 이미 기억되어 있는 다른 프로그램과의 조합으로 실현하는 것, 소위 차분(差分) 파일(차분 프로그램)이라도 좋다.
(산업상 이용가능성)
본 발명의 계획 장치는, 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록 운용 계획을 생성한다. 이에 의해, 계획 장치는 자주 점검 타이밍의 변경에 따르지 않고 터빈의 부품을 효율 좋게 운용할 수 있다.
1: 계획 장치
101: 데이터 수집부
102: 열 평형 산출부
103: 소비 수명 산출부
104: 잔여 수명 특정부
105: 잔여 수명 기억부
106: 점검 시기 기억부
107: 운용 계획 생성부
108: 발전 전력량 예측부
109: 운전 계획 생성부
110: 출력부
2: 계획 장치
201: 데이터 수집부
202: 열 평형 산출부
203: 열 평형 이력 기억부
204: 소비 수명 산출부
205: 설계 수명 기억부
206: 잔여 수명 특정부
207: 운용 계획 생성부
208: 출력부
900: 컴퓨터
901: CPU
902: 주 기억 장치
903: 보조 기억 장치
904: 인터페이스

Claims (8)

  1. 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 잔여 수명 특정부와,
    특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 미리 정해진 점검 시기에 있어서 상기 부품을 상기 터빈에 조립할지 창고에 격납할지를 나타내는 운용 계획을 생성하는 운용 계획 생성부
    를 구비하는 계획 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운용 계획 생성부가, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여 동일한 타이밍에 있어서, 동일한 상기 터빈에 조립된 복수의 부품의 잔여 수명이 상기 허용 오차값 이내로 되도록 상기 운용 계획을 생성하는
    계획 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 타이밍과 상기 터빈의 점검 시기가 일치하도록, 조립 대상의 상기 터빈의 부하를 결정하는 운전 계획 생성부
    를 구비하는 계획 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 운용 계획 생성부가, 제1 부품의 잔여 수명 및 제2 부품의 잔여 수명이 정기 점검의 인터벌보다 짧고, 또한 상기 제1 부품의 잔여 수명과 상기 제2 부품의 잔여 수명과의 차이가 허용 오차값 이내인 경우에, 상기 제1 부품과 상기 제2 부품을 동일한 상기 터빈에 조립하는 것을 나타내는 상기 운용 계획을 생성하는
    계획 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 운용 계획 생성부가, 특정된 상기 잔여 수명에 기초하여 상기 터빈의 점검 시기에 있어서, 상기 터빈에 조립된 상기 부품의 잔여 수명이 상기 허용 오차값 이내로 되도록 상기 운용 계획을 생성하는
    계획 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    복수의 터빈에 대해, 상기 정기 점검의 인터벌 사이에 있어서의 상기 부품의 소비 수명을 산출하는 소비 수명 산출부를 더 구비하고,
    상기 운용 계획 생성부가, 각 상기 터빈으로의 조립 횟수와 소비 수명의 곱의 총합과, 상기 부품의 잔여 수명과의 차이가 소정값 이내로 되도록, 상기 터빈으로의 조립 횟수를 나타내는 상기 운용 계획을 생성하는
    계획 장치.
  7. 터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 단계와,
    특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 미리 정해진 점검 시기에 있어서 상기 부품을 상기 터빈에 조립할지 창고에 격납할지를 나타내는 운용 계획을 생성하는 단계
    를 갖는 계획 방법.
  8. 컴퓨터를,
    터빈의 부품의 잔여 수명을 특정하는 잔여 수명 특정부,
    특정된 상기 잔여 수명에 기초하여, 소정의 타이밍에 있어서 상기 부품의 잔여 수명이 허용 오차값 이내로 되도록, 미리 정해진 점검 시기에 있어서 상기 부품을 상기 터빈에 조립할지 창고에 격납할지를 나타내는 운용 계획을 생성하는 운용 계획 생성부
    로서 기능시키기 위한 프로그램.
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