[发明专利]金属壁部的冷却温度设定方法及金属壁部的冷却方法

说明书

包括：冷却温度应力关系运算工序，运算表示分隔加压流体的金属壁部的外表面的冷却后的温度与作用于冷却部分的应力的关系的冷却温度应力关系；及冷却后温度运算工序，根据等寿命线和冷却温度应力关系，运算满足目标蠕变寿命的外表面的目标冷却后温度，等寿命线表示成为金属壁部的目标蠕变寿命的温度和应力的关系，在冷却温度应力关系运算工序中，考虑金属壁部的厚度来运算冷却温度应力关系。

技术领域

本发明涉及对在火力发电厂、原子能发电厂、化工厂等厂中使用的配管、压力容器进行冷却的金属壁部的冷却温度设定方法及金属壁部的冷却方法。

背景技术

例如，在火力发电厂中，设置有将由锅炉加热后的水蒸气向蒸汽轮机运送的配管。该配管是金属配管，由于在内部流通高温且高压的水蒸气，所以处于由该水蒸气加热后的高温状态的环境下。这样的金属配管若在上述的环境下长时间使用，则蠕变损伤进展而产生蠕变孔洞，通过该蠕变孔洞相连而产生龟裂，最终有可能达到断裂。

为了防止这样的配管的断裂，通过定期的非破坏检查来分析蠕变孔洞的生长程度并导出蠕变损伤度，进行金属配管的剩余寿命(蠕变寿命)评价。在该情况下，一般来说，在金属配管中，焊接部的蠕变损伤风险比母材部高，因此，主要是该焊接部成为检查对象部位。在非破坏检查的结果是无法忽视直到下次的定期检查为止的期间中的蠕变损伤风险的情况下，有时实施通过降低厂整体的运转温度来降低金属配管的金属温度从而减少蠕变损伤风险的对策，但若降低厂整体的运转温度，则存在厂的运转效率会下降的缺点。

提出了以下的手法：在如这样无法忽视直到下次的定期检查为止的期间中的蠕变损伤风险的情况下，通过局部地冷却金属配管的外表面而使金属温度下降，来减少蠕变损伤风险(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5701349号公报

发明内容

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1中虽然公开了冷却金属配管的外表面来减少蠕变损伤，但没有关于以何种程度冷却能够得到期望的蠕变寿命的见解。而且，由于因板厚方向的温度差而产生的热应力，配管有可能损伤(塑性变形等)，关于其抑制对策没有公开。

鉴于这样的情况，本公开的目的在于，提供能够得到期望的蠕变寿命的金属壁部的冷却温度设定方法及金属壁部的冷却方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的一些实施方式的金属壁部的冷却温度设定方法及金属壁部的冷却方法采用以下的手段。

即，本发明的金属壁部的冷却温度设定方法包括：冷却温度应力关系运算工序，运算表示分隔加压流体的金属壁部的外表面的冷却后的温度与作用于冷却部分的应力的关系的冷却温度应力关系；及冷却后温度运算工序，根据表示成为金属壁部的目标蠕变寿命的温度与应力的关系的等寿命线和所述冷却温度应力关系，运算满足所述目标蠕变寿命的所述外表面的目标冷却后温度，在所述冷却温度应力关系运算工序中，考虑所述金属壁部的厚度来运算所述冷却温度应力关系。

在不满足规定的蠕变寿命的情况下，即使冷却了例如被设为配管的金属壁部的外表面，由于会重叠由金属壁部的厚度方向上的温度分布引起的热应力，所以也未必满足规定的蠕变寿命。于是，通过考虑金属壁部的板厚来运算目标冷却后温度，能够可靠地满足目标蠕变寿命。

而且，在本发明的一些实施方式中，所述冷却后温度运算工序以使在所述冷却后的温度的条件下作用于所述冷却部分的应力成为该温度下的所述等寿命线上的应力以下的方式运算所述目标冷却后温度。

由于以成为等寿命线上的应力以下的方式运算目标冷却后温度，所以能够可靠地满足目标蠕变寿命。