特許 7650974 エロージョン推定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-14

(45)【発行日】2025-03-25

(54)【発明の名称】エロージョン推定方法

(51)【国際特許分類】

   F01D 25/00 20060101AFI20250317BHJP

   G01M 99/00 20110101ALI20250317BHJP

   G01N 33/2045 20190101ALN20250317BHJP

【ＦＩ】

F01D25/00 V

G01M99/00 A

G01N33/2045 100

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2023531453

(86)(22)【出願日】2022-03-30

(86)【国際出願番号】 JP2022016218

(87)【国際公開番号】W WO2023276387

(87)【国際公開日】2023-01-05

【審査請求日】2023-11-21

(31)【優先権主張番号】P 2021109140

(32)【優先日】2021-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】田畑 創一朗

(72)【発明者】

【氏名】澤津橋 徹哉

【審査官】小関 峰夫

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５７－１３１０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－０２６６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１４５４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２６３００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６２１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１９８２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１４０７６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｄ ２５／００

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｎ ３３／２０４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、
前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、
前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、
前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、
を含み、
エロージョンの進行度を推定するステップでは、前記検知対象物質の時間変化量から、エロージョンの進行度が、運転開始からエロージョンがほぼ発生しない期間である初期と、前記初期の経過後、前記初期と比較してエロージョンが急激に進行する過渡期と、前記過渡期の経過後、前記過渡期と比較してエロージョンの進行度の傾きが緩やかになる安定期と、のいずれの時期に当たるかを推定するエロージョン推定方法。

【請求項2】

前記最終段動翼は、
翼本体と、
該翼本体の先端部前縁側に設けられ、前記検知対象物質を含む材料で形成されたエロージョンシールドと、を有する請求項１に記載のエロージョン推定方法。

【請求項3】

前記最終段動翼は、
翼本体と、
該翼本体に埋め込まれた前記検知対象物質と、
を有する請求項１に記載のエロージョン推定方法。

【請求項4】

前記検知対象物質は、コバルト元素である請求項１から３のいずれか一項に記載のエロージョン推定方法。

【請求項5】

前記検知対象物質は、予め前記最終段動翼に含侵させた放射性元素である請求項１から３のいずれか一項に記載のエロージョン推定方法。

【請求項6】

蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、
前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、
前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、
前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、
を含み、
前記最終段動翼は、
翼本体と、
該翼本体に埋め込まれた前記検知対象物質と、
を有するエロージョン推定方法。

【請求項7】

蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、
前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、
前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、
前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、
を含み、
前記検知対象物質は、予め前記最終段動翼に含侵させた放射性元素であるエロージョン推定方法。

【請求項8】

前記蒸気タービンから排出された蒸気を冷却して水に戻す復水器と、
該復水器の下流側に設けられた復水ポンプと、
該復水ポンプの下流側に設けられ、前記水を予熱する節炭器と、
該節炭器で予熱された前記水を加熱して蒸気を発生させる蒸発器と、
該蒸発器で発生した前記蒸気を過熱する過熱器と、
を有する蒸気タービンシステムにおいて、
前記給水を採取するステップでは、前記復水ポンプと前記節炭器との間から前記給水を採取する請求項１から７のいずれか一項に記載のエロージョン推定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、エロージョン推定方法に関する。
本願は、２０２１年６月３０日に日本に出願された特願２０２１－１０９１４０号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

蒸気タービンでは、静翼の表面で凝縮した水滴が蒸気流に乗って飛散し、下流側の動翼の表面に当該水滴が衝突することでエロージョンを生じることがある。特に最終段動翼でエロージョンが発生しやすいことが知られている。このようなエロージョンが進行すると翼の強度に影響が及ぶ可能性がある。

【0003】

従来は、蒸気タービンの定期点検時にタービンケーシングを開放して翼を露出させ、エロージョンの進行度を実際に計測して評価する方法が採られていた。しかしながら、タービンケーシングの開放には多大な時間とコストがかかることから、近年ではその頻度を減らしたという要請がある。

【0004】

一方で、下記特許文献１に示されるように、蒸気タービンシステムの各部の腐食を検知するために、給水の水質検査を行う方法も従来提唱されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１９－１７８８２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、給水の水質からエロージョンの進行度を推定する方法は確立されていなかった。

【0007】

本開示は上記課題を解決するためになされたものであって、簡易かつ低コストでエロージョンの進行度を推定することが可能なエロージョン推定方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本開示に係るエロージョン推定方法は、蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、を含み、エロージョンの進行度を推定するステップでは、前記検知対象物質の時間変化量から、エロージョンの進行度が、運転開始からエロージョンがほぼ発生しない期間である初期と、前記初期の経過後、前記初期と比較してエロージョンが急激に進行する過渡期と、前記過渡期の経過後、前記過渡期と比較してエロージョンの進行度の傾きが緩やかになる安定期と、のいずれの時期に当たるかを推定する。
また、本開示に係るエロージョン推定方法は、蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、を含み、前記最終段動翼は、翼本体と、該翼本体に埋め込まれた前記検知対象物質と、を有する。
また、本開示に係るエロージョン推定方法は、蒸気タービンの最終段動翼のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、前記最終段動翼を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービンに接続された給水ライン上から採取するステップと、前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップと、前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップと、を含み、前記検知対象物質は、予め前記最終段動翼に含侵させた放射性元素である。

【発明の効果】

【0009】

本開示によれば、簡易かつ低コストでエロージョンの進行度を推定することが可能なエロージョン推定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の実施形態に係る蒸気タービンシステムの構成を示す系統図である。

【図2】本開示の実施形態に係る蒸気タービンの構成を示す模式図である。

【図3】本開示の実施形態に係る最終段動翼の構成を示す模式図である。

【図4】本開示の実施形態に係るエロージョン推定方法の工程を示すフローチャートである。

【図5】最終段動翼におけるエロージョンの進行度の一例を示すグラフである。

【図6】本開示の実施形態に係る蒸気タービンシステムの変形例を示す系統図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示の実施形態に係る蒸気タービンシステム１００、最終段動翼９０、及びエロージョンの推定方法について、図１から図４を参照して説明する。

【0012】

（蒸気タービンシステムの構成）
図１に示すように、蒸気タービンシステム１００は、蒸気タービン１と、復水器２と、復水ポンプ３と、低圧節炭器４１と、中圧節炭器４３と、高圧節炭器４２と、給水ポンプ５と、高圧蒸発器６１と、中圧蒸発器６２と、低圧蒸発器６３と、高圧ドラム７１と、中圧ドラム７２と、低圧ドラム７３と、高圧過熱器８１と、中圧過熱器８２と、低圧過熱器８３と、再熱器９と、採取ライン１０と、給水ライン３０と、高圧蒸気ライン５１と、中圧蒸気ライン５２と、低圧蒸気ライン５３と、抽気ライン５４と、再熱蒸気ライン５５と、を備えている。

【0013】

（蒸気タービンの構成）
図２に示すように、蒸気タービン１は、回転軸１１と、ケーシング１２と、動翼列１６と、静翼列１８と、を有している。回転軸１１は、軸線Ｏに沿って延びるとともに当該軸線Ｏ回りに回転可能とされている。回転軸１１の軸端には、一対のジャーナル軸受１４、及び１つのスラスト軸受１５が設けられている。ジャーナル軸受１４は回転軸１１に対する径方向の荷重を支持する。スラスト軸受１５は回転軸１１に対する軸線Ｏ方向の荷重を支持する。

【0014】

回転軸１１の外周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の動翼列１６が設けられている。それぞれの動翼列１６は、軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の動翼１７を有している。これら複数の動翼列１６のうち、軸線Ｏ方向における最も一方側に位置する動翼列１６に含まれる動翼１７は、最終段動翼９０とされている。

【0015】

ケーシング１２は、上記の回転軸１１、及び動翼列１６を外周側から覆っている。ケーシング１２は、軸線Ｏを中心とする筒状をなしている。ケーシング１２の軸線Ｏ方向他方側には外部から蒸気を導くための蒸気供給口１２ａが形成されている。ケーシング１２の軸線Ｏ方向一方側には蒸気を外部に導くための蒸気排出口１２ｂが形成されている。蒸気供給口１２ａと蒸気排出口１２ｂの間は蒸気流路とされている。以下の説明では、蒸気排出口１２ｂから見て蒸気供給口１２ａが位置する側を上流側と呼び、その反対側を下流側と呼ぶ。

【0016】

ケーシング１２の内周面には、軸線Ｏ方向に間隔をあけて配列された複数の静翼列１８が設けられている。それぞれの静翼列１８は、軸線Ｏに対する周方向に間隔をあけて配列された複数の静翼１９を有している。また、静翼列１８と動翼列１６は、軸線Ｏ方向に交互に配列されている。つまり、１つの静翼列１８の下流側には１つの動翼列１６が配置されている。

【0017】

（最終段動翼の構成）
図３に示すように、最終段動翼９０は、翼本体９１と、エロージョンシールド９２と、を有している。翼本体９１は、上記の回転軸１１の外周面から径方向外側に向かって延びている。径方向から見た場合、翼本体９１の断面形状は、上流側を前縁とする翼型をなしている。翼本体９１の先端部（つまり、径方向外側の端部を含む部分）であって、前縁側には、エロージョンシールド９２が設けられている。エロージョンシールド９２は、上流側の静翼列１８から飛散した液滴によって最終段動翼９０の表面にエロージョンが生じることを防ぐために設けられている。エロージョンシールド９２は、ステライトによって一体に形成されている。ステライトとは、コバルト元素を主成分とする金属材料である。詳しくは後述するが、本実施形態では、このステライトに含まれるコバルト元素を検出対象物質と呼ぶ。

【0018】

（蒸気タービンシステムの他の構成要素）
図１に示すように、蒸気タービン１の下流側（つまり、蒸気排出口１２ｂ）には、給水ライン３０が接続されている。給水ライン３０上には、蒸気タービン１側から順に復水器２、復水ポンプ３、採取ライン１０、低圧節炭器４１、及び給水ポンプ５が設けられている。

【0019】

復水器２は、蒸気タービン１から排出された低圧の蒸気を冷却して液体の水に戻すための装置である。復水ポンプ３は、この液体の水を給水ライン上で下流側に向かって圧送する。採取ライン１０は、給水ライン３０内を流れる給水の一部を外部に取り出すための配管である。低圧節炭器４１は、給水を予熱するために設けられている。給水ポンプ５は、給水ライン３０内の給水をさらに圧送する。

【0020】

給水ライン３０の下流側の端部は高圧節炭器４２に接続されている。給水ライン３０における低圧節炭器４１と給水ポンプ５との間には、第一分岐ライン３１が接続されている。第一分岐ライン３１の下流側の端部は後述する低圧蒸発器６３に接続されている。さらに、給水ライン３０における給水ポンプ５の下流側には第二分岐ライン３２が接続されている。第二分岐ライン３２の下流側の端部は中圧節炭器４３に接続されている。

【0021】

低圧節炭器４１と同様に、中圧節炭器４３、及び高圧節炭器４２は、給水を予熱するための装置である。低圧節炭器４１で予熱された給水は、低圧蒸発器６３に送られる。低圧蒸発器６３は、給水をさらに加熱して低圧の蒸気を生成する。中圧節炭器４３で予熱された給水は、中圧蒸発器６２に送られる。中圧蒸発器６２は、給水をさらに加熱して中圧の蒸気を生成する。同様に、高圧節炭器４２で予熱された給水は、高圧蒸発器６１に送られる。高圧蒸発器６１は、給水をさらに加熱して高圧の蒸気を生成する。

【0022】

高圧ドラム７１は、高圧蒸発器６１で生成された高圧の蒸気を気液分離するために設けられている。気液分離されたうちの気相成分が、高圧蒸気ライン５１を通じて高圧過熱器８１に送られる。高圧過熱器８１は、高圧の蒸気を過熱して高圧の過熱蒸気を生成する。高圧の過熱蒸気は、高圧蒸気ライン５１を通じて、蒸気タービン１に送られる。

【0023】

中圧ドラム７２は、中圧蒸発器６２で生成された中圧の蒸気を気液分離するために設けられている。気液分離されたうちの気相成分が、中圧蒸気ライン５２を通じて中圧過熱器８２に送られる。中圧過熱器８２は、中圧の蒸気を過熱して中圧の過熱蒸気を生成する。中圧の過熱蒸気は、中圧蒸気ライン５２を通じて、再熱器９に送られる。再熱器９は、中圧の過熱蒸気をさらに加熱する。再熱器９で加熱された過熱蒸気は、再熱蒸気ライン５５を通じて蒸気タービン１に送られる。さらに、再熱器９には蒸気タービン１から抽気された蒸気の一部が抽気ライン５４を通じて流入する。この抽気された蒸気も再熱器９で加熱された後、再熱蒸気ライン５５を通じて蒸気タービン１に供給される。

【0024】

低圧ドラム７３は、低圧蒸発器６３で生成された低圧の蒸気を気液分離するために設けられている。気液分離されたうちの気相成分が、低圧蒸気ライン５３を通じて低圧過熱器８３に送られる。低圧過熱器８３は、低圧の蒸気を過熱して低圧の過熱蒸気を生成する。低圧の過熱蒸気は、低圧蒸気ライン５３を通じて、蒸気タービン１に送られる。

【0025】

（エロージョンの推定方法）
次いで、本実施形態に係るエロージョンの推定方法について説明する。ここで、上述した蒸気タービン１を運転した場合、蒸気流路の上流側になるほど蒸気の温度が高く、下流側になるほど蒸気の温度が低くなる。このため、下流側の領域では蒸気が凝縮して水滴（液滴）が生じやすい。このような水滴が蒸気流に乗ってさらに下流側に流れ、回転する動翼列１６に衝突することがある。すると、衝突のエネルギーによって動翼列１６の表面が侵食されてしまう（エロージョンを生じてしまう。）。特に最終段動翼９０でエロージョンが発生しやすいことが知られている。このようなエロージョンが進行すると翼の強度に影響が及ぶ可能性がある。そこで、本実施形態では、以下の方法によってエロージョンの進行度を推定する。

【0026】

図４に示すように、本実施形態に係るエロージョンの推定方法は、給水を採取するステップＳ１と、給水中の検出対象物質の濃度を計測するステップＳ２と、濃度からエロージョンの進行度を推定するステップＳ３と、進行度が予め定められた閾値以上であるか否かを判定するステップＳ４と、進行度が閾値以上であると判定された場合に最終段動翼９０を補修・交換するステップＳ５と、を含む。

【0027】

ステップＳ１では、上述した採取ライン１０を通じて、給水の一部が採取される。エロージョンが進行する過程では、上述したエロージョンシールド９２の一部が侵食されて、その一部の成分が給水中に含まれた状態となる。そこで、本実施形態では、エロージョンシールド９２を形成するステライトに含まれるコバルト元素を検出対象物質としている。ステップＳ２では、採取された給水に含まれるコバルト元素の濃度を計測する。濃度の計測には、プラズマ発光質量分析計が好適に用いられる。

【0028】

後続のステップＳ３では、ステップＳ２で計測されたコバルト元素の濃度に基づいて、エロージョンの進行度が推定される。ここで、エロージョンは図５に示すグラフのような時間変化をたどることが知られている。図５のグラフの横軸は実時間ではなく、蒸気の湿り度や、蒸気タービンの出力、蒸気流量を変数とする関数で表される等価時間である。グラフの縦軸はエロージョンの進行度を表している。同図中の曲線で示されるように、運転開始から一定の期間（初期ｔ１）が経過するまでは、エロージョンはほぼ発生しないか、ごくわずかである。一方で、初期ｔ１を経過した後の期間（過渡期ｔ２）では、エロージョンが急激に進行する。その後、安定期ｔ３に入ると、エロージョンの進行度の傾きが緩やかになるとともに、おおむね一定の値を取るようになる。ステップＳ３では、コバルト元素の時間変化量をもとに図５のグラフとの照合を行い、エロージョンの進行度を推定する。つまり、コバルト元素の時間変化量から、現在のエロージョン進行度が図５のグラフのどの時期に当たるかを推定する。

【0029】

ステップＳ４では、エロージョンの進行度が閾値以上であるか否かが判定される。進行度が閾値以上であると判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、後続のステップＳ５で最終段動翼９０の交換や補修を行う。進行度が閾値未満であると判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、再びステップＳ１からステップＳ４までを繰り返して実行する。以上により、本実施形態に係るエロージョンの推定方法の全工程が完了する。

【0030】

（作用効果）

【0031】

以上、説明したように、上記方法によれば、給水中における検知対象物質の濃度を計測することのみによって、蒸気タービン１のケーシング１２を開放することなく、最終段動翼９０のエロージョンの進行度を推定することができる。特に、ケーシング１２の開放を伴う点検作業は、作業自体のコストが生じることに加え、点検期間中には運転ができないことからユーザにとっての大きなコストが発生する。上記の方法を採用することによって開放の頻度を削減可能となり、メンテナンスおよび運転機会喪失によるコストを削減することができる。

【0032】

また、上記方法によれば、最もエロージョンが集中しやすいエロージョンシールド９２に蒸気タービンの他の部分には用いられない検知対象物質が含まれている。これにより、当該検知対象物質の濃度に基づいて、エロージョンの進行度を高い精度で推定することができる。
さらに、上記方法によれば、検知対象物質としてコバルト元素が用いられる。コバルト元素は他の部分では使用されていないうえ、鉄（Ｆｅ）と類似した性質を示すことから、鉄分の検出を目的として設けられていた既設のモニタリング設備を、エロージョンの推定に容易に転用することが可能となる。言い換えれば、多くの蒸気タービンシステム１００において、上述した採取ライン１０に類する設備は既設であることから、これを転用して給水の採取を行うことが可能である。

【0033】

また、上記方法によれば、復水ポンプ３と節炭器（低圧節炭器４１）との間を流れる比較的低温の給水を採取することで、エロージョンの進行度を推定することができる。これにより、例えば高温の蒸気や給水に触れる必要がないため、作業者への負担を軽減することができる。

【0034】

（その他の実施形態）
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

【0035】

例えば、上記実施形態では、エロージョンシールドを形成するステライトに含まれるコバルト元素を検出対象物質として用いる例について説明した。しかしながら、検出対象物質そのものを翼本体９１の内部に浸透度を変えて埋め込むことも可能である。このような構成によれば、翼本体９１に検知対象物質が埋め込まれていることから、当該翼本体９１のいかなる部位でエロージョンが進行しても、これを高い精度のもとで検知することができる。

【0036】

さらに、検知対象物質として、コバルト元素に代えて、予め最終段動翼９０に含侵させた放射性元素を用いることも可能である。

【0037】

上記構成によれば、検知対象物質として放射性元素が用いられる。放射性元素は蒸気タービンの他の部分には用いられない。したがって、放射性元素を検知対象物質とすることにより、明確かつ高い精度のもとでエロージョンの進行度を推定することができる。

【0038】

また、上記実施形態では、蒸気タービンシステム１００中の蒸気タービン１についてエロージョンの推定方法を適用した例について説明した。しかしながら、図６に示すような火力発電システム２００に同方法を適用することも可能である。

【0039】

火力発電システム２００では、給水ライン３０ｂ上に、蒸気タービン１から下流側に向かって順に、復水器２、復水ポンプ３、採取ライン１０、脱塩装置４ｂ、復水昇圧ポンプ３ｂ、複数の低圧ヒータ５ｂ、脱気器６ｂ、給水ポンプ７ｂ、複数の高圧ヒータ８ｂ、節炭器９ｂ、火炉１０ｂ、及び過熱器１１ｂが設けられている。過熱器１１ｂで生成された過熱蒸気は、高圧蒸気ライン５１ｂを通じて蒸気タービン１に送られる。また、蒸気タービン１中の一部の蒸気は抽気ライン５２ｂを通じて再熱器１３ｂに送られる。再熱器１３ｂで加熱された蒸気は再熱蒸気ライン５３ｂを通じて蒸気タービン１に送られる。

【0040】

これら要素のうち、採取ライン１０は、給水ライン３０ｂにおける復水器２から低圧ヒータ５ｂまでの区間内であれば、いかなる場所に設けてもよい。

【0041】

＜付記＞
各実施形態に記載のエロージョン推定方法は、例えば以下のように把握される。

【0042】

（１）第１の態様に係るエロージョン推定方法は、蒸気タービン１の最終段動翼９０のエロージョンの進行度を推定するエロージョン推定方法であって、前記最終段動翼９０を構成する材料に含まれる検知対象物質を含む給水を、前記蒸気タービン１に接続された給水ライン３０，３０ｂ上から採取するステップＳ１と、前記採取された前記給水中における前記検知対象物質の濃度を計測するステップＳ２と、前記濃度に基づいてエロージョンの進行度を推定するステップＳ３と、を含む。

【0043】

上記方法によれば、給水中における検知対象物質の濃度を計測することのみによって、蒸気タービン１のケーシング１２を開放することなく、最終段動翼９０のエロージョンの進行度を推定することができる。

【0044】

（２）第２の態様に係るエロージョン推定方法では、前記最終段動翼９０は、翼本体９１と、該翼本体９１の先端部前縁側に設けられ、前記検知対象物質を含む材料で形成されたエロージョンシールド９２と、を有してもよい。

【0045】

上記方法によれば、最もエロージョンが集中しやすいエロージョンシールド９２に検知対象物質が含まれている。これにより、エロージョンの進行度をより高い精度のもとで検知することができる。

【0046】

（３）第３の態様に係るエロージョン推定方法では、前記最終段動翼９０は、翼本体９１と、該翼本体９１に埋め込まれた前記検知対象物質と、を有してもよい。

【0047】

上記方法によれば、翼本体９１に検知対象物質が埋め込まれていることから、当該翼本体９１のいかなる部位でエロージョンが進行しても、これを高い精度のもとで検知することができる。

【0048】

（４）第４の態様に係るエロージョン推定方法では、前記検知対象物質は、コバルト元素であってもよい。

【0049】

上記方法によれば、検知対象物質としてコバルト元素が用いられる。コバルト元素は鉄（Ｆｅ）と類似した性質を示すことから、鉄分の検出を目的として設けられていた既設のモニタリング設備を、エロージョンの推定に容易に転用することが可能となる。

【0050】

（５）第５の態様に係るエロージョン推定方法では、前記検知対象物質は、予め前記最終段動翼９０に含侵させた放射性元素であってもよい。

【0051】

上記方法によれば、検知対象物質として放射性元素が用いられる。放射性元素は蒸気タービン１の他の部分には用いられない。したがって、放射性元素を検知対象物質とすることにより、明確かつ高い精度のもとでエロージョンの進行度を推定することができる。

【0052】

（６）第６の態様に係るエロージョン推定方法では、前記蒸気タービン１から排出された蒸気を冷却して水に戻す復水器２と、該復水器２の下流側に設けられた復水ポンプ３と、該復水ポンプ３の下流側に設けられ、前記水を予熱する節炭器（低圧節炭器４１）と、該節炭器で予熱された前記水を加熱して蒸気を発生させる蒸発器（高圧蒸発器６１、中圧蒸発器６２、低圧蒸発器６３）と、該蒸発器で発生した前記蒸気を過熱する過熱器（高圧過熱器８１、中圧過熱器８２、低圧過熱器８３）と、を有する蒸気タービンシステム１００において、前記給水を採取するステップＳ１では、前記復水ポンプ３と前記節炭器との間から前記給水を採取してもよい。

【0053】

上記方法によれば、復水ポンプ３と低圧節炭器４１との間を流れる比較的に低温の給水を採取することで、エロージョンの進行度を推定することができる。これにより、例えば高温の蒸気や給水に触れる必要がないため、作業者への負担を軽減することができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本開示によれば、簡易かつ低コストでエロージョンの進行度を推定することが可能なエロージョン推定方法を提供することができる。

【符号の説明】

【0055】

１００ 蒸気タービンシステム
１ 蒸気タービン
２ 復水器
３ 復水ポンプ
３ｂ 復水昇圧ポンプ
４ｂ 脱塩装置
５ 給水ポンプ
５ｂ 低圧ヒータ
６ｂ 脱気器
７ｂ 給水ポンプ
８ｂ 高圧ヒータ
９ 再熱器
９ｂ 節炭器
１０ｂ 火炉
１０ 採取ライン
１１ 回転軸
１１ｂ 過熱器
１２ ケーシング
１２ａ 蒸気供給口
１２ｂ 蒸気排出口
１３ｂ 再熱器
１４ ジャーナル軸受
１５ スラスト軸受
１６ 動翼列
１７ 動翼
１８ 静翼列
１９ 静翼
３０，３０ｂ 給水ライン
３１ 第一分岐ライン
３２ 第二分岐ライン
４１ 低圧節炭器
４２ 高圧節炭器
４３ 中圧節炭器
５１，５１ｂ 高圧蒸気ライン
５２ 中圧蒸気ライン
５３ 低圧蒸気ライン
５４，５２ｂ 抽気ライン
５５，５３ｂ 再熱蒸気ライン
６１ 高圧蒸発器
６２ 中圧蒸発器
６３ 低圧蒸発器
７１ 高圧ドラム
７２ 中圧ドラム
７３ 低圧ドラム
８１ 高圧過熱器
８２ 中圧過熱器
８３ 低圧過熱器
９０ 最終段動翼
９１ 翼本体
９２ エロージョンシールド
２００ 火力発電システム
Ｏ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】