TWI495870B - Corrosion Environment Monitoring System and Corrosion Environment Monitoring Method - Google Patents

Description

腐蝕環境監視系統及腐蝕環境監視方法

本發明係關於進行與蒸氣渦輪的內部之構造構件的損傷劣化相關之腐蝕因子的測量之腐蝕環境監視系統及腐蝕環境監視方法。

在蒸氣渦輪，因運轉溫度所引起之構件的高溫熱劣化、依據因潛變、熱疲勞劣化及蒸氣水質引起之渦輪構成構件的腐蝕損傷之材料的劣化係成為對影響壽命之重要原因。

關於前者，藉由構件之材質變化，即定期檢查時將構件材料的硬度變化、析出物的變化進行非破壞性的調査、測量予以掌握，然後與預先所取得的測定參數之劣化基準曲線進行比較，藉此能夠進行剩餘壽命評價。

但是，在與腐蝕相關連之後者的材料劣化的情況，與前者這種的溫度、應力、時間等之按照渦輪運轉的較穩定的要因不同，多種要因重疊並複雜。具體而言，運轉中的蒸氣水質之變化、各構件的耐腐蝕性、因部位所產生之環境條件差即蒸氣流、渦輪內溫度分佈、暴露於蒸氣之面、間隙部、停止時凝結的程度、異種材之接觸部等。運轉、停止之頻率、凝結頻率、渦輪開放頻率也為重要之要因。特別是在使用地熱蒸氣之渦輪的情況，對每個各設備之地點，水質之變動大，會加上因硫化氫產生之對材料的影響要因。作為地熱蒸氣渦輪的壽命，渦輪內部之構件的因蒸氣水質所引起之腐蝕損傷成為支配的要因。

作為檢測這種蒸氣水質之裝置，以往以來，被提案有下述蒸氣純度監視裝置，即例如用來對地熱發電設備之地熱蒸氣中的溶解性固形物的含有量進行測定、監視之蒸氣純度監視裝置，其特徵為，具有將前述地熱蒸氣予以冷卻，來將地熱蒸氣中的水蒸氣加以凝結、液化之蒸氣排洩化裝置；與已被液化之蒸氣排洩中的含有物進行陰離子交換反應之陰離子交換樹脂；及用來測定陰離子交換反應後的蒸氣排洩之電氣傳導率的電氣傳導率測定手段，作為顯示地熱蒸氣中的溶解性固形物的含有量之指標，測定、監視前述電氣傳導率(例如，參照專利文獻1)。

又，亦被提案有下述方法及裝置，即，經常檢測、監視腐蝕環境對機械構造零件材料之腐蝕促進參數和機械構造零件材料的腐蝕抵抗參數，從前述腐蝕促進參數的檢測結果，判斷該腐蝕環境是否會對該機械構造零件材料賦予腐蝕損傷，且自前述腐蝕抵抗參數的檢測結果，運算腐蝕損傷抵抗特性，在該腐蝕環境對該機械構造零件材料帶來腐蝕損傷的期間，依據該腐蝕損傷抵抗特性，逐次運算腐蝕損傷的發展狀態，藉此診斷前述機械構造零件，利用此結構來定量地處理機械構造零件之腐蝕環境損傷診斷的機械構造零件之腐蝕環境損傷診斷方法及其裝置(例如，參照專利文獻2)。

且，亦被提案有下述系統，即，由模擬蒸氣渦輪翼表面附近的凝結條件之凝結室獲得凝結水，藉由分析該凝結水，監視水質，並測定pH、電氣傳導度、化學種類的成分及濃度、腐蝕電位、全有機碳濃度，根據此測定結果，來進行蒸氣渦輪的運轉條件之控制、藥品的注入之蒸氣凝結水的水質監視器及使用該監視器之能量變換系統(例如，參照專利文獻3)。

又，亦被提案有下述系統，即，其目的為藉由將適用於腐蝕形態之腐蝕防止用的藥品注入適當量，來預先且有效地防止渦輪構造材的腐蝕損傷，設有將自低壓渦輪排出的凝結水暫時儲存之凝結水儲存部，在凝結水儲存部之凝結水中，浸漬以與低壓渦輪的構造材相同成分的材料所構成之試料電極、和成為電位的基準之參照電極，藥品注入控制裝置測定參照電極與試料電極間之電位差，以該測定電位差成為針對低壓渦輪的構造材，測定凝結水的pH及氯化物離子濃度並設定之電位範圍內的方式，算出注入藥品之種類與注入量的蒸氣渦輪系統(例如，參照專利文獻4)。

[專利文獻1]日本特開2002-131261號公報

[專利文獻2]日本特開2001-41860號公報

[專利文獻3]日本特開平9-170704號公報

[專利文獻4]日本特開平8-74075號公報

但是，在專利文獻1所記載的以往例，其藉由將供給到蒸氣渦輪之地熱蒸氣供給至蒸氣排洩化裝置後予以冷卻，使地熱蒸氣中的水蒸氣凝結、液化，以陰離子交換樹脂將已被液化之蒸氣排洩中的含有物進行陰離子交換反應，測定陰離子交換反應後的蒸氣排洩之電氣傳導率，來測定地熱蒸氣中的溶解性固形物的含有量，但，並非使用實際在蒸氣渦輪內之凝結水，仍存在有無法正確地監視蒸氣渦輪的翼部的腐蝕環境之尚未解決的課題。

又，在專利文獻2所記載的以往例，雖然在低壓渦輪的外殼設置腐蝕環境監視感測器的感測器部，在此感測器部的外殼內面位置配置由與蒸氣渦輪低壓部或氣體渦輪壓縮機相同、或與其電氣化學性同等或類似的材料所構成之試料電極、白金電極對、和參照電極，能夠當在白金電極對的前端存在有微小水滴(凝結水)時，測量腐蝕促進參數，當在試料電極及參照電極間存在有微小水滴(凝結水)時測量腐蝕抵抗參數，但，仍存在有無法直接測量成為凝結水的腐蝕因子之pH、氯離子濃度等之尚未解決的課題。

且，在專利文獻3所記載的以往例，雖然藉由模擬蒸氣渦輪翼表面附近的凝結條件之凝結室來獲得凝結水，以pH感測器、參照電極、溶存酸素感測器、溫度計、離子感測器、金屬電極、傳導度計、對極等測定凝結水的水質，但，因並非用來分析實際的蒸氣渦輪翼表面附近的凝結水，所以，存在有無法獲得實際的蒸氣渦輪翼表面附近的正確的分析結果之尚未解決的課題。

又，在專利文獻4所記載的以往例，雖然將自低壓渦輪排出的凝結水暫時地儲存於凝結水儲存部，使pH計及氯化物離子濃度計浸漬於此儲存之凝結水來檢測pH及氯化物離子濃度，但是，此情況也並非用來檢測低壓渦輪內之pH、氯化物離子濃度，存在有無法進行正確的腐蝕環境監視之尚未解決的課題。

因此，本發明係為了解決上述以往例之尚未解決的課題而開發完成的發明，其目的係在於提供在蒸氣渦輪內測量腐蝕因子，能夠正確地進行腐蝕環境監視之腐蝕環境監視系統及腐蝕環境監視方法。

為了達到上述目的，一實施形態之腐蝕環境監視系統，是進行與蒸氣渦輪的內部之構造構件的損傷劣化相關之腐蝕因子的測量之腐蝕環境監視系統，其特徵為：在前述蒸氣渦輪的內部設有腐蝕因子測量裝置，該腐蝕因子測量裝置係具備有：形成為可供前述蒸氣渦輪內的蒸氣流入之構造，並且將流入的蒸氣凝結之凝結機構；以及針對由該凝結機構產生的凝結水之腐蝕因子進行測量之腐蝕因子感測器。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置係具有可儲存由前述凝結機構產生的凝結水之凝結水儲存部，在該凝結水儲存部配設有前述腐蝕因子感測器。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結機構係具備：具有將流入來的蒸氣凝結的冷卻功能之溫度調節部。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置中，前述腐蝕因子感測器是至少以腐蝕電位感測器、pH感測器及氯化物離子感測器的這3種的感測器所構成。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕電位感測器係具備有以與前述構造構件相同材料形成的試料構件電極和參照電極，前述試料構件電極及前述參照電極是以浸漬於儲存在前述凝結水儲存部的凝結水的方式配設著。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置，除了前述3種的感測器外，還具備有導電率感測器。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置，除了前述3種的感測器外，還具備有：碳酸氣體感測器及硫化氫感測器。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結水儲存部是作成為模擬前述蒸氣渦輪的內部之間隙部的構造。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結水儲存部是作成為模擬前述蒸氣渦輪的內部之動翼與渦輪轉子之嵌合間隙部的構造。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，前述蒸氣渦輪是以高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪所構成，前述腐蝕因子測量裝置是設置於前述低壓渦輪的外殼內部中不會影響渦輪翼列內的蒸氣流而可捕捉該渦輪翼列內的蒸氣流的一部分之位置。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，還具備有：比較由前述腐蝕因子測量裝置所測量到的腐蝕因子測量資料和相對應的腐蝕因子的管理基準範圍，當前述腐蝕因子測量資料超出前述管理基準範圍時發出警報之腐蝕環境狀態判定裝置。

又，在其他形態之腐蝕環境監視系統，其中，還具備有：依據由前述腐蝕因子測量裝置而測量到的腐蝕因子測量資料為基礎預先製作的對前述構造構件的腐蝕損傷之影響度的相關關係，預測前述構造構件的腐蝕損傷的發展，求取該構造構件的剩餘壽命之剩餘壽命診斷裝置。

又，本發明的一形態之腐蝕環境監視方法，係進行與蒸氣渦輪的內部之構造構件的損傷劣化的腐蝕因子的測量相關之腐蝕環境監視方法，其特徵為：使前述蒸氣渦輪內的蒸氣流入到配設於該蒸氣渦輪內的凝結機構，讓該蒸氣凝結而產生凝結水，讓腐蝕因子感測器與所產生的凝結水接觸，來在前述蒸氣渦輪運轉中測定腐蝕因子。

又，在其他形態之腐蝕環境監視方法，其中，在前述蒸氣渦輪運轉時，始終藉由前述腐蝕因子感測器進行腐蝕因子的測量，並且，當前述蒸氣渦輪運轉停止時，採得蒸氣渦輪內部的構造構件之凝結水，進行該凝結水之腐蝕因子的分析，比較前述蒸氣渦輪運轉時的腐蝕因子測量資料和前述蒸氣渦輪運轉停止時的腐蝕因子分析資料，求取兩者的相關關係作為管理指標。

若依據本發明，可獲得下述效果，即，因在蒸氣渦輪內形成使蒸氣凝結之凝結機構，以腐蝕因子感測器測量在凝結機構產生的凝結水的腐蝕因子，所以，能夠直接測量運轉狀態的蒸氣渦輪之腐蝕因子，可進行正確的腐蝕環境監視。

以下，依據圖面，說明關於本發明的實施形態。

圖1係顯示可適用本發明之蒸氣渦輪的概略結構的模式圖。圖中，1為蒸氣渦輪，此蒸氣渦輪1係以高壓渦輪2、中壓渦輪3及2台的低壓渦輪4A及4B所構成。對高壓渦輪2，例如從地熱發電設備之生產井5所供給的地熱蒸氣在高壓分離器6分離成蒸氣與熱水，分離後的蒸氣經由用來洗淨蒸氣並除霧之洗氣器7進行供給。藉由被供給至此高壓渦輪2之蒸氣，渦輪轉子2r旋轉。放出以此高壓渦輪2使渦輪轉子2r旋轉的運動能量之蒸氣係被供給至中壓渦輪3，使得渦輪轉子3r旋轉。放出以此中壓渦輪3使渦輪轉子3r的運動能量之蒸氣，最後被供給至低壓渦輪4A及4B，使得渦輪轉子4r旋轉。

又，用盡了自低壓渦輪4A及4B所排出之幾乎所有的能量之蒸氣，在冷凝器8凝結並冷凝，該冷凝液在熱井泵9被加熱，其大部分供給至冷卻塔10進行冷卻，並且剩餘的部分在凝結水再注入泵11被再加熱而供給至還原井12，然後返回至地中。

在冷卻塔10被冷卻之冷水係返回至冷凝器8的散水集管8a。

在此，低壓渦輪4A及4B分別如圖2所示，具有外殼21和可自由旋轉地配設於此外殼21內之渦輪轉子4r。在外殼21之中央部，形成有供自中壓渦輪3所供給的蒸氣輸入之蒸氣供給口22。渦輪轉子4r之與蒸氣供給口22相對向的位置，形成有一對反動翼23。又，在渦輪轉子4r之反動翼23的外側分別形成有作為渦輪翼列之低壓翼列24，在這些低壓翼列24的軸端部側形成有蒸氣排出口25。

低壓翼列24係如圖3的放大圖所示，安裝於渦輪轉子4r之動翼24m與安裝於外殼21之靜翼24s交互地設置所構成的。動翼24m及靜翼24s之半徑方向的長度係設置成隨著從渦輪轉子4r的中心側朝向外側依次變長。在此，渦輪轉子4r係以例如1% CrMoV鋼、12% Cr鋼等所形成，而動翼24m係以例如13% Cr鋼所形成的。

又，在與低壓翼列24的軸方向的中央部之動翼24m的前端接近對向之外殼21的內周面的轉子嵌入部側之上部位置，配設有腐蝕因子監視裝置30的腐蝕因子測量裝置31。

如圖3及圖4所示，此腐蝕因子測量裝置31係具有連通孔32，其穿設於較外殼21的外殼內壁21a之動翼24m的前端更朝軸方向並向內側偏移的位置，且朝外殼21的內周面開口。又，腐蝕因子測量裝置31係如圖4所示，具有與連通孔32的內側端連通之凝結機構33。凝結機構33具有：與連通孔32連通之凝結室34；和包圍此凝結室34之溫度調節部35。

凝結室34係以凝結水儲存部37和凝結部38所構成，其中，凝結水儲存部37係一端與連通孔32連通，另一端經由單段或多段的孔口36來與外殼21的內部的低壓側連通並朝渦輪轉子4r的軸方向延長者，又，凝結部38係自凝結水儲存部37的中間部朝上方延長者。在此，凝結水儲存部37係作成為模擬外殼21的內周側之容易腐蝕的部位之間隙的構造。作為模擬此間隙之構造，具有動翼24m與渦輪轉子4r之嵌合間隙部、動翼24m的前端與外殼21的外殼內壁21a之間之間隙部等。

溫度調節部35具有：包圍凝結部38之冷卻部39；和與冷卻部39連通並連通至外殼21的外部之連通部40。在冷卻部39，配設有作為配設於凝結部38的周壁的外側之冷卻構件的帕耳帖元件41。又，在冷卻部39及連通部40，於這些構件的外周側，形成有用來將來自於外殼21的外部之冷卻空氣供給至冷卻部39之空氣通路42，此空氣通路42的內側係與散熱風扇43的給氣口連通。藉此，利用使散熱風扇43作動，能夠將儲存於冷卻部39內之被帕耳帖元件41的外周側的加熱部所加熱的空氣排放至外殼21的外部。

又，在被儲存於凝結水儲存部37之凝結水，浸漬有作為腐蝕因子感測器之腐蝕電位感測器51、pH感測器52、氯化物離子感測器53的前端。腐蝕電位感測器51係具備有：以與作為構造構件的動翼24m相同材質(13% Cr鋼)所形成之試料構件電極51a；和參照電極51b。由這些腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53所導出的導線51c，51d、52a及53a通過冷卻部39內及連通部40的內部而延長至外殼21的外部後，與腐蝕因子分析裝置54連接。

在腐蝕因子分析裝置54，依據腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53所檢測到的腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度，進行腐蝕因子的評價判定處理。

(a)針對蒸氣渦輪之複數個腐蝕因子(腐蝕電位、pH、氯化物離子濃度)：

氯化物離子濃度係為蒸氣渦輪之主要腐蝕因子，會造成氯化物的形成、因加水分解所引起之氫離子發生、氫離子濃度的上昇。即，在因氯化物離子產生孔蝕凹洞之情況，在孔蝕凹洞內，氯化物離子濃度變得容易增加。

pH係為呈現溶液中的氫離子濃度者。氫離子濃度的增加(pH之降低)係為加速構件的離子化(氧化反應)。

腐蝕電位係顯示、各構件對所接觸之溶液的腐蝕性，電位越大變得越容易腐蝕。當氫離子濃度增加時，則腐蝕電位會變高。

(b)針對地熱蒸氣渦輪之特有之腐蝕因子：

在地熱蒸氣渦輪，含有碳酸氣體、硫化氫。

碳酸氣體係在凝結水會成為碳酸，產生氫離子。

硫化氫係可形成硫化鐵，亦可擔當構件表面的保護的作用，但是，會被氯化物離子所分解，而成為孔蝕產生的原因。

如以上所述，腐蝕電位會受到氯化物離子濃度、pH的影響，而成為構件的腐蝕性狀況之參數，但是在予防保全上，重點是得知腐蝕電位變動之要因，針對pH、氯化物離子濃度等之基本因子也進行測量，藉此能夠更正確的把握及予測腐蝕狀況，及對蒸氣環境之注意點的精度也提升，能夠判斷正確之維持管理對策。

在此，作為維持管理對策，可舉出動翼24m的更換週期之設定、腐蝕防止藥品之注入控制等。

又，作為腐蝕因子的評價判定處理，以電位差計，來測定在腐蝕電位感測器51所檢測到的試料構件電極51a之電位與參照電極51b之電位，然後測定腐蝕電位，將所測定到的腐蝕電位的變動和同時測定到的pH、氯化物離子濃度的變動進行比較，藉此判定腐蝕電位的變動要因是否為pH之降低及氯化物離子濃度的增加所引起，因應該判定結果，進行抑制pH之降低、氯化物離子濃度的增加等之腐蝕防止藥品的注入控制。

又，腐蝕因子分析裝置54係具備有使用腐蝕電位和例如動翼24m的損傷劣化特性資料，來進行動翼24m的壽命予測之剩餘壽命診斷裝置。在此，損傷劣化特性資料係例如預先以實驗求得顯示動翼24m之對腐蝕損傷的影響度之損傷劣化速度與腐蝕電位之相關關係，將此相關關係作為特性圖或予測模式加以顯示者，將特性圖或予測模式預先記憶於記憶裝置。藉由依據測定到的腐蝕電位，參照特性圖，或將測定到的腐蝕電位代入至予測模式，來預測動翼24m的損傷劣化的發展狀況，藉以預測動翼24m的剩餘壽命。然後，依據予測到的動翼24m的剩餘壽命，來設定動翼24m的更換週期。

又，在腐蝕因子分析裝置54，內裝有腐蝕環境狀態判定裝置，該腐蝕環境狀態判定裝置係將在腐蝕因子測量裝置31測量到的腐蝕電位、pH、氯化物離子濃度等的腐蝕因子測量資料，和所對應之腐蝕因子的管理基準範圍進行比較，當前述腐蝕因子測量資料脫離前述管理基準範圍時，發出警報之裝置。

其次，說明關於上述實施形態之動作。

如圖1所示，自生產井5所噴出之地熱蒸氣係在高壓分離器6被分離成蒸氣與熱水，已分離之蒸氣供給至洗氣器7，洗淨蒸氣並除霧後，輸入至蒸氣渦輪1的高壓渦輪2。在此高壓渦輪2，使渦輪轉子2r旋轉而放出運動能量，接著，再供給至中壓渦輪3，使渦輪轉子3r旋轉，最後供給至低壓渦輪4A，4B使渦輪轉子4r旋轉。用盡了自低壓渦輪4A及4B所排出之幾乎所有的能量之蒸氣，在冷凝器8凝結並冷凝，該冷凝液在熱井泵9被加熱，其大部分供給至冷卻塔10進行冷卻，並且剩餘的部分在凝結水再注入泵11被再加熱而供給至還原井12，然後返回至地中。

又，蒸氣渦輪1的運轉中的蒸氣溫度，在高溫部到達500~600℃附近，在低壓部也上升至100~200℃。成為腐蝕要因之發生、發展者，主要是蒸氣凝結而成為水溶液，產生水，進而產生構件的電氣化學性腐蝕反應，其進一步發展所引起。

凝結水係會在當運轉停止時，伴隨渦輪內溫度降低產生凝結，或在運轉中，在動翼24m與渦輪轉子2r~4r之嵌合間隙部等產生的可能性。這些凝結水係在渦輪內溫度較低的低壓部容易產生。

因此，藉由在低壓渦輪4A及4B監視腐蝕因子，能夠掌握腐蝕環境狀態。

在本發明，如圖3及圖4所示，配設有與低壓渦輪4A及4B的外殼21之渦輪轉子4r的動翼24m的前端隔著稍許間隙而相對向的內周面連通，並可導入蒸氣導入之腐蝕因子監視裝置30的腐蝕因子測量裝置31。

在此腐蝕因子測量裝置31，透過形成於外殼21的內周壁之連通孔32，將蒸氣導入到凝結室34。即，自連通孔32導入的蒸氣係經由在低壓側端部設有孔口36之凝結水儲存部37，進入到其上方的凝結部38。在此凝結部38，因在其周圍配設有帕耳帖元件41，所以，藉由對此帕耳帖元件41供給直流電流，使冷卻效果發揮，來將凝結部38內予以冷卻。藉此，蒸氣被凝結而成為凝結水，然後被儲存於凝結水儲存部37。此時，在帕耳帖元件41，雖然外周側的加熱部會發熱，但藉由驅動散熱風扇43，利用此散熱風扇43吸引溫度調節部35內的加熱空氣並釋放到外殼21的外部。因應於此，經由空氣通路42，使得外殼21的外部的冷卻空氣導入至冷卻部39內。

又，在凝結水儲存部37，因作為腐蝕因子感測器之腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53的前端浸漬於凝結水，所以，能夠利用這些腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53，來在低壓渦輪4A及4B運轉中，檢測腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度。這些感測器51、52及53，其導線51c，51d、52a及53a經由溫度調節部35的冷卻部39及連通部40，與配設在外殼21的外部之腐蝕因子分析裝置54相連結。

因此，在腐蝕因子分析裝置54，在預定時間間隔，利用電位差計來測定腐蝕電位感測器51的試料構件電極51a及參照電極51b間之電位差，而測量腐蝕電位，然後將所測量到的腐蝕電位記憶於記憶裝置的腐蝕因子記憶領域，並且，將輸入的pH檢測值及氯化物離子濃度檢測值也同樣地記憶於腐蝕因子記憶領域。

如此，因在腐蝕因子記憶領域，以預定時間間隔，記憶腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度，所以，藉由將現在的腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度與記憶於腐蝕因子記憶領域之過去的腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度進行比較，能夠正確地掌握腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度的變動。

此時，藉由將腐蝕電位的變動、和pH及氯化物離子濃度的變動進行比較，能夠判斷腐蝕電位的變動要因，是因pH的降低造成氫離子濃度的增加所引起，還是因氯化物離子濃度的增加造成氫離子濃度的增加所引起，還是因pH的降低及氯化物離子濃度的增加雙方所引起。因此，在因pH的降低所引起之情況，對蒸氣渦輪1的蒸氣系統，進行提高pH之腐蝕防止藥品的注入控制來抑制氫離子濃度的增加，而在因氯化物離子濃度的增加所引起之情況，則對蒸氣渦輪1的蒸氣系統，進行抑制氯化物離子濃度的增加之腐蝕防止藥品的注入控制，藉以進行腐蝕防止處理。

又，依據測定到的腐蝕電位，參照被記憶於記憶裝置之損傷劣化特性資料的特性圖，或將所測定到的腐蝕電位代入至予測模式，來預測動翼24m的剩餘壽命，依據所予測到的動翼24m的剩餘壽命，來設定動翼24m的更換週期。

如此，依據上述實施形態，在蒸氣渦輪1的低壓渦輪4A及4B的外殼21內，配設有將動翼24m與外殼內壁21a之間之蒸氣導入並使其凝結之凝結機構33。因此，能夠藉由凝結機構33，將低壓渦輪4A及4B運轉中的蒸氣予以凝結而產生凝結水，再分別藉由腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53，來檢測含於所產生之凝結水中的作為腐蝕因子之腐蝕電位、pH及氯化物離子濃度，然後再將檢測信號供給至腐蝕因子分析裝置54。因此，可經常正確地測定含於運轉中的低壓渦輪4A及4B內的蒸氣之腐蝕因子。因此，可藉由腐蝕因子分析裝置54，依據測定到的腐蝕因子，正確地進行動翼24m的剩餘壽命之予測、腐蝕防止藥品的注入控制等的維持管理對應策。

並且，因在凝結機構33，將凝結部38對帕耳帖元件41進行通電，來冷卻而使蒸氣凝結，所以，能夠將凝結機構33的結構予以小型化。且，因在凝結機構33的凝結水儲存部37的低壓側形成有孔口36，所以，能夠阻止自連通孔32所供給之較高壓的蒸氣直接流出至外殼21內的低壓側，能夠將凝結水儲存部37內的壓力維持在較高的壓力，因此，不會對外殼21的外殼內壁21a內的蒸氣，賦予壓力變動之影響。

再者，在上述實施形態，說明了關於為了對溫度調節部35內導入冷卻空氣而設置了散熱風扇43之情況，但，不限於此，亦可使送風用風扇來與空氣通路42，藉以代替散熱風扇43。

又，在上述實施形態，說明了關於將用來分析運轉中的低壓渦輪4A及4B的腐蝕因子之腐蝕因子分析裝置54設置於低壓渦輪4A及4B的雙方之情況，但，不限於此，亦可藉由1個腐蝕因子分析裝置54來進行低壓渦輪4A及4B的腐蝕因子的分析。且，說明了關於以腐蝕因子分析裝置54，依據運轉中的腐蝕因子的測定值來預測動翼24m的損傷劣化壽命之情況，但，亦可採取伴隨使低壓渦輪4A及4B停止時的外殼21內的溫度降低而讓蒸氣凝結之凝結水，藉由腐蝕電位感測器、pH感測器、氯化物離子感測器檢測所採取到的凝結水的腐蝕因子後，供給至腐蝕因子分析裝置54，藉此求取運轉中的腐蝕因子測量值和自停止時的實際機器部位所採取到的凝結水的腐蝕因子測量值之相關關係並作為管理指標，藉此可提升腐蝕因子的測量值之精度提升。在此情況，作為實際機器之凝結水採取部位，選定動翼24m與渦輪轉子4r之嵌合間隙部、動翼24m的表面、渦輪轉子4r的表面等的容易腐蝕之部位為佳。

又，在上述實施形態，說明了關於將腐蝕因子分析裝置54設置於外殼21的外側之情況，但，不限於此，作成為不會受到溫度、濕度等影響，則可將腐蝕因子分析裝置54設置在外殼21的內部。

且，在上述實施形態，因在凝結機構33形成有凝結水儲存部37，所以，藉由設置將儲存於凝結水儲存部37之凝結水取出至外殼21的外部之凝結水採取機構，則能更採取到運轉中的凝結水，藉由以腐蝕因子感測器檢測所採取到的凝結水的腐蝕因子，能夠判定腐蝕因子測量裝置31的腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53之隨著時間經過的劣化，能夠校正各感測器51~53的檢測值。

其次，依據圖5說明關於本發明的第2實施形態。

在此第2實施形態，係作成為容易進行腐蝕因子感測器的更換。

即，在第2實施形態，如圖5所示，在低壓渦輪4A及4B的外殼21，配設有自最外周的外部外殼21o貫通內部外殼21i並到達凝結機構33的凝結水儲存部37之導管61，對此導管61內插通作為腐蝕因子感測器之腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53，將這些感測器51~53的下端浸漬於被儲存在凝結水儲存部37之凝結水者。在從該導管61的外部外殼21o突出之端部，藉由將腐蝕電位感測器51的導線51c，51d、pH感測器52的導線52a及氯化物離子感測器53的導線53a插通保持之可自由裝卸的密閉蓋62予以密閉著。又，導管61之下面係裝設成在與凝結水儲存部37的底面接觸之凝結水遮斷位置、和與凝結水儲存部37的上面成為大致相同面的凝結水通過位置之間可移動。

依據此第2實施形態，在更換腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53中的一個或複數個感測器之情況，首先，導管61的下面與凝結水儲存部37的底面接觸，阻止外殼內壁21a內的高壓蒸氣侵入到導管61內。在此狀態下，自導管61的上端取下密閉蓋62，使導管61的上端開放，拉出欲更換的感測器的導線，自導管61將欲更換的感測器取出到外部外殼21o的外側，並自密閉蓋62也取下導線。接著，將新的感測器的導線插通於密閉蓋62，調整感測器浸漬於凝結水之長度的狀態下，將感測器插通於導管61內，再將密閉蓋62裝設於導管61的上端。其次，使導管61上升成其下面與凝結水儲存部37的上面成為大致相同面，藉此，凝結水進入到導管61內，腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53的下面浸漬於凝結水中。

如此，藉由將導管61作成為可在凝結水遮斷位置與凝結水通過位置之間自由移動，即使在低壓渦輪4A及4B運轉中，也阻止透過導管61，使外殼內壁21a的內側的蒸氣流出至外殼21的外部，因此，能夠容易且安全地更換作為腐蝕因子感測器之腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53中的一個或複數個。

再者，在上述第1及第2實施形態，說明了關於作為腐蝕因子感測器，適用腐蝕電位感測器51、pH感測器52及氯化物離子感測器53的這三個感測器之情況，但，不限於此，亦可僅設置腐蝕電位感測器51，並且附加設置用來檢測凝結水的導電率之導電率感測器，亦同時地測定凝結水的導電率，可謀求腐蝕因子分析之精度提升。且，地熱發電設備之蒸氣這種含有碳酸氣體及硫化氫之情況，附加設置碳酸氣體感測器及硫化氫感測器來作為腐蝕因子感測器，能夠更進一步提更腐蝕因子分析之精度。

又，在上述第1及第2實施形態，說明了關於將蒸氣渦輪1適用於地熱發電設備之情況，但，不限於此，亦可適用於火力發電設備、或其他的任意設備。

又，在上述第1及第2實施形態，說明了關於在蒸氣渦輪1設置2個低壓渦輪4A及4B之情況，但，不限於此，在低壓渦輪為1個之情況，亦適用本發明。

又，在上述第1及第2實施形態，說明了關於作為凝結機構33的冷卻構件，適用帕耳帖元件之情況，但，不限於此，亦適用其他的冷卻裝置。

[產業上的利用可能性]

若依據本發明，能夠提供在蒸氣渦輪內測量腐蝕因子，可正確地進行腐蝕環境監視之腐蝕環境監視系統及腐蝕環境監視方法。

1．．．蒸氣渦輪

2．．．高壓渦輪

3．．．中壓渦輪

4A，4B．．．低壓渦輪

4r．．．渦輪轉子

21．．．外殼

24．．．低壓翼列

24m．．．動翼

24s．．．靜翼

30．．．腐蝕因子監視裝置

31．．．腐蝕因子測量裝置

32．．．連通孔

33．．．凝結機構

34．．．凝結室

35．．．溫度調節部

36．．．孔口

37．．．凝結水儲存部

38．．．凝結部

39．．．冷卻部

40．．．連通部

41．．．帕耳帖元件

42．．．空氣通路

43．．．散熱風扇

51．．．腐蝕電位感測器

51a．．．試料構件電極

51b．．．參照電極

51c，51d．．．導線

52．．．pH感測器

52a．．．導線

53．．．氯化物離子感測器

53a．．．導線

54．．．腐蝕因子分析裝置

61．．．導管

62．．．密閉蓋

圖1係顯示適用本發明之蒸氣渦輪的概略結構的模式圖。

圖2係顯示低壓渦輪之斷面圖。

圖3係顯示低壓渦輪的腐蝕因子監視裝置的裝設部之放大圖。

圖4係顯示腐蝕因子監視裝置的第1實施形態之放大圖。

圖5係顯示腐蝕因子監視裝置的第2實施形態之放大圖。

4A，4B．．．低壓渦輪

21a．．．外殼內壁

30．．．腐蝕因子監視裝置

31．．．腐蝕因子測量裝置

32．．．連通孔

33．．．凝結機構

34．．．凝結室

35．．．溫度調節部

36．．．孔口

37．．．凝結水儲存部

38．．．凝結部

39．．．冷卻部

40．．．連通部

41．．．帕耳帖元件

42．．．空氣通路

43．．．散熱風扇

51．．．腐蝕電位感測器

51a．．．試料構件電極

51b．．．參照電極

51c，51d．．．導線

52．．．pH感測器

52a．．．導線

53．．．氯化物離子感測器

53a．．．導線

Claims (15)

1. 一種腐蝕環境監視系統，是進行與蒸氣渦輪的內部之構造構件的損傷劣化相關之腐蝕因子的測量之腐蝕環境監視系統，其特徵為：在前述蒸氣渦輪的內部設有腐蝕因子測量裝置，該腐蝕因子測量裝置係具備有：形成為可供前述蒸氣渦輪內的蒸氣流入之構造，並且將流入的蒸氣凝結之凝結室，前述凝結室設置有：凝結水儲存部，其可儲存使流入的前述蒸氣凝結而產生的凝結水，且作成為模擬前述蒸氣渦輪的內部之間隙部的構造，並且，具備有：對該凝結水儲存部的前述凝結水之腐蝕因子進行測量之腐蝕因子感測器。
2. 如申請專利範圍第1項之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結室係具備：具有將流入來的蒸氣凝結的冷卻功能之溫度調節部。
3. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置中，前述腐蝕因子感測器是至少以腐蝕電位感測器、pH感測器及氯化物離子感測器的這3種的感測器所構成。
4. 如申請專利範圍第3項之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕電位感測器係具備有以與前述構造構件相同材料形成的試料構件電極和參照電極，前述試料構件電極及前述參照電極是以浸漬於儲存在前述凝結水儲存部的凝結水的方式配設著。
5. 如申請專利範圍第3項之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置，除了前述3種的感測器外，還具備有導電率感測器。
6. 如申請專利範圍第3項之腐蝕環境監視系統，其中，前述腐蝕因子測量裝置，除了前述3種的感測器外，還具備有：碳酸氣體感測器及硫化氫感測器。
7. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結水儲存部是作成為模擬前述蒸氣渦輪的內部之動翼與渦輪轉子之嵌合間隙部的構造。
8. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，前述蒸氣渦輪是以高壓渦輪、中壓渦輪及低壓渦輪所構成，前述腐蝕因子測量裝置是設置於前述低壓渦輪的外殼內部中不會影響渦輪翼列內的蒸氣流而可捕捉該渦輪翼列內的蒸氣流的一部分之位置。
9. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，設置有用以進行前述腐蝕因子的評價判定的處理腐蝕因子分析裝置，該腐蝕因子分析裝置具備有：比較由前述腐蝕因子測量裝置所測量到的腐蝕因子測量資料和相對應的腐蝕因子的管理基準範圍，當前述腐蝕因子測量資料超出前述管理基準範圍時發出警報之腐蝕環境狀態判定裝置。
10. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，設置有用以進行前述腐蝕因子的評價判定的處理 腐蝕因子分析裝置，該腐蝕因子分析裝置具備有：依據由前述腐蝕因子測量裝置而測量到的腐蝕因子測量資料為基礎預先製作的對前述構造構件的腐蝕損傷之影響度的相關關係，預測前述構造構件的腐蝕損傷的發展，求取該構造構件的剩餘壽命之剩餘壽命診斷裝置。
11. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，設置有用以進行前述腐蝕因子的評價判定的處理腐蝕因子分析裝置，在前述蒸氣渦輪運轉時，藉由採取該渦輪內部的構造構件之凝結水後，將所測得的該凝結水之腐蝕因子的資料供給至腐蝕因子分析裝置，比較前述蒸氣渦輪運轉時的腐蝕因子測量值和前述蒸氣渦輪運轉停止時的腐蝕因子測量值之相關關係作為管理指標。
12. 如申請專利範圍第8項之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結水儲存部，其低壓側形成有孔口。
13. 如申請專利範圍第8項之腐蝕環境監視系統，其中，前述凝結水儲存部，其一端與形成在前述外殼的內周壁之連通孔連通，另一端則經由孔口來與前述外殼的內部的低壓側連通。
14. 如申請專利範圍第1或2項之腐蝕環境監視系統，其中，在低壓渦輪配設有自最外周的外部外殼貫通內部外殼並到達凝結水儲存部之導管，對該導管內插通腐蝕因子感測器，將該腐蝕因子感測器的下端浸漬於被儲存在前述凝結水儲存部之凝結水，並且前述導管之下面係裝設成在與前述凝結水儲存部的底面接觸之凝結水遮斷位置、和 與前述凝結水儲存部的上面成為大致相同面的凝結水通過位置之間可移動。
15. 一種腐蝕環境監視方法，係進行與蒸氣渦輪的內部之構造構件的損傷劣化的腐蝕因子的測量相關之腐蝕環境監視方法，其特徵為：在前述蒸氣渦輪運轉時，始終進行下述之腐蝕因子的測量：使前述蒸氣渦輪內的蒸氣流入到配設於該蒸氣渦輪內的凝結機構，讓該蒸氣凝結而產生凝結水，讓腐蝕因子感測器與所產生的凝結水接觸，來在前述蒸氣渦輪運轉中測定腐蝕因子，並且，當前述蒸氣渦輪運轉停止時，採得蒸氣渦輪內部的構造構件之凝結水，進行該凝結水之腐蝕因子的分析，比較前述蒸氣渦輪運轉時的腐蝕因子測量資料和前述蒸氣渦輪運轉停止時的腐蝕因子分析資料，求取兩者的相關關係作為管理指標。