Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0442561B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0442561B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0442561B2
JPH0442561B2 JP57223939A JP22393982A JPH0442561B2 JP H0442561 B2 JPH0442561 B2 JP H0442561B2 JP 57223939 A JP57223939 A JP 57223939A JP 22393982 A JP22393982 A JP 22393982A JP H0442561 B2 JPH0442561 B2 JP H0442561B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
stress
life consumption
total
life
internal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57223939A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS59115901A (en
Inventor
Hisanori Myagaki
Akio Kajita
Atsushi Kuramoto
Kunio Hodozuka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Mitsubishi Power Ltd
Original Assignee
Babcock Hitachi KK
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Babcock Hitachi KK, Hitachi Ltd filed Critical Babcock Hitachi KK
Priority to JP22393982A priority Critical patent/JPS59115901A/en
Publication of JPS59115901A publication Critical patent/JPS59115901A/en
Publication of JPH0442561B2 publication Critical patent/JPH0442561B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

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および寿命
管理に好適なボイラ応力監視装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a stress monitoring device for a boiler, and is particularly suitable for stress monitoring and life management of a boiler plant operated under intermediate load, which requires frequent startup/shutdown and load change operation. The present invention relates to a boiler stress monitoring device suitable for.

〔従来技術〕[Prior art]

ボイラの起動、停止又は負荷変化時には流体温
度が大きく変動し、圧力部材の温度とに差が生ず
る。これによつて、圧力部材に熱応力が発生し、
特に、二次過熱器出口のヘツダ管寄などの厚肉耐
圧部のノズルコーナ部などにあつては、大きな熱
応力となり圧力部材の疲労寿命が消費されること
になる。一方、定格運転中であつても、内部流体
圧力による内圧応力が顕著となり、これに起因し
て圧力部材のクリープ損傷寿命が消費されること
になる。
When the boiler starts, stops, or changes in load, the fluid temperature fluctuates greatly, creating a difference in temperature between the fluid and the pressure member. This generates thermal stress in the pressure member,
In particular, in the nozzle corner of a thick pressure-resistant part such as a header header at the outlet of a secondary superheater, a large thermal stress occurs, and the fatigue life of the pressure member is consumed. On the other hand, even during rated operation, internal pressure stress due to internal fluid pressure becomes significant, and the life of the pressure member due to creep damage is consumed due to this.

そこで、圧力部材の損傷を防止するという安全
上の観点から、ボイラの起動、停止又は負荷変化
などに伴う圧力部材の寿命消費を一定の許容値以
下に抑制することが要望されている。特に、急速
かつ頻繁な起動、停止と大幅かつ頻繁な負荷変化
運用が要求される中か負荷運用ボイラプラントで
は、主に疲労寿命消費を迅速かつ精度よく把握
し、ボイラの運用にフイードバツクできるように
することが要求されている。
Therefore, from the safety standpoint of preventing damage to the pressure member, it is desired to suppress the life consumption of the pressure member due to starting, stopping, load changes, etc. of the boiler to below a certain allowable value. In particular, for medium-load boiler plants that require rapid and frequent startups and stops and large and frequent load changes, it is important to be able to quickly and accurately understand fatigue life consumption and provide feedback to boiler operations. is required to do so.

従来は、蒸気のような寿命消費を抑制するため
に、例えば起動モード毎に第1図に示す寿命消費
線図を作成し、これより起動停止毎に寿命消費量
を計数して、圧力部材の寿命管理を行う方法がと
られているが、本線図を作成した時の標準モード
と異つた起動停止を行つた場合には誤差が生じて
しまうことになる。
Conventionally, in order to suppress life consumption such as steam, for example, a life consumption diagram shown in Fig. 1 was created for each startup mode, and from this, the life consumption was counted at each startup and stop, and the life consumption of the pressure member was calculated. A method is used to manage lifespan, but errors may occur if starting and stopping are performed in a manner different from the standard mode when the main line diagram was created.

つまり、ボイラの休止又は停止期間の長さによ
つて、ボイラの冷却度合が異なるため、起動の運
転立上げ態様(起動モード)もさまざまなものと
なり、起動モード毎に内圧の変化幅(起動開始時
と起動完了時の内圧差)が異なるため、温度変化
幅率m(℃/h)と変化幅Δθf(℃)のみでは、
合計応力変化幅が定まらないためである。また、
実際上のこの問題は避けることのできないもので
ある。そのため、寿命消費量の計数積算値にも誤
差が生じ、起動モード毎の余寿命の正確な把握が
できず起動1回当りの許容寿命消費量は、当初設
定値をそのまま使用せざるを得ないことから、寿
命消費を速める方向の運転または極端に安全サイ
ドの運転をすることになりがちである。
In other words, the degree of cooling of the boiler differs depending on the length of the boiler's pause or stop period, so the start-up mode (start-up mode) also varies. Since the internal pressure difference between the time and completion of startup is different, the temperature change width rate m (°C/h) and the change width Δθ f (°C) alone are
This is because the total stress change width is not determined. Also,
In practice, this problem cannot be avoided. As a result, an error occurs in the cumulative value of life consumption, making it impossible to accurately grasp the remaining life for each startup mode, and the initially set value must be used as is for the allowable life consumption per startup. As a result, they tend to operate in a manner that speeds up their lifespan or operate on the extremely safe side.

したがつて、上記従来の方法によれば、一回の
起動に許される寿命消費を効果的に消費された急
速起動や、許容応力を忠実に守つた急速負荷運用
を実現することは困難であつた。
Therefore, according to the above-mentioned conventional method, it is difficult to achieve a rapid start-up that effectively consumes the life consumption allowed for one start-up and a rapid load operation that faithfully adheres to the allowable stress. Ta.

本発明の目的は、ボイラの種々の運転モードに
対して、圧力部材の熱応力及び内圧応力、さらに
これらに基づく圧力部材の寿命消費量を運転中に
把握でき、一回の起動、停止等に許される寿命消
費量を有効に利用し、安全かつ急速なボイラ負荷
運用を可能ならしめるボイラ応力監視装置を提供
するにある。
It is an object of the present invention to be able to grasp the thermal stress and internal pressure stress of the pressure member during operation, as well as the life consumption of the pressure member based on these, for various operating modes of the boiler, and to be able to grasp the life consumption of the pressure member based on these during operation, An object of the present invention is to provide a boiler stress monitoring device that makes effective use of the allowable lifetime consumption and enables safe and rapid boiler load operation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

ボイラ圧力部材に設定された応力監視評価点に
おける内部流体の温度と流量と圧力部材外面温度
を検出し、これらの検出データに基づいて前記評
価点に発生する熱応力を演算する熱応力演算手段
と、前記評価点における内部流体の内圧を検出
し、該検出内圧に基づいて前記評価点に発生する
内反応力を演算する内圧応力演算手段と、前記熱
応力と前記内圧応力とを加算して合計応力を求め
る合計応力演算手段と、予め設定記憶されている
前記圧力部材の設計疲労線図データに基づいて前
記合計応力に対応する疲労寿命消費を決定する疲
労寿命消費決定手段と、前記合計応力に基づいて
相当応力を演算する相当応力演算手段と、該相当
応力が最大値となりその後内面応力が引張方向と
なる最大相当応力に対応させて応力・歪線図デー
タから初期応力を求める初期応力演算手段と、該
初期応力に対応する応力緩和曲線データに基づい
てクリープ破断寿命消費を決定するクリープ破断
寿命消費決定手段と、前記疲労寿命消費と前記ク
リープ破断寿命消費とを加算して合計寿命消費を
求める合計寿命消費演算手段と、該合計寿命消費
と設定された初期許容寿命消費とから残りの許容
寿命を演算する許容寿命消費演算手段と、を備え
たものとすることによつて、ボイラの種々の運転
モードに対して、圧力部材の熱応力及び内圧応
力、さらにこれらに基づく圧力部材の寿命消費量
を運転中に把握できるようにしようとするもので
ある。
a thermal stress calculation means for detecting the temperature and flow rate of the internal fluid and the pressure member outer surface temperature at stress monitoring evaluation points set in the boiler pressure member, and calculating the thermal stress generated at the evaluation point based on these detection data; , an internal pressure stress calculation means for detecting the internal pressure of the internal fluid at the evaluation point and calculating an internal reaction force generated at the evaluation point based on the detected internal pressure; and a total sum by adding the thermal stress and the internal pressure stress. total stress calculating means for calculating stress; fatigue life consumption determining means for determining fatigue life consumption corresponding to the total stress based on design fatigue diagram data of the pressure member set and stored in advance; an initial stress calculation means for calculating an initial stress from stress/strain diagram data in correspondence with the maximum equivalent stress at which the equivalent stress reaches a maximum value and then the internal stress becomes in the tensile direction. a creep rupture life consumption determining means for determining creep rupture life consumption based on stress relaxation curve data corresponding to the initial stress; and determining a total life consumption by adding the fatigue life consumption and the creep rupture life consumption. By including the total life consumption calculation means and the allowable life consumption calculation means for calculating the remaining allowable life from the total life consumption and the set initial allowable life consumption, various boiler The purpose is to make it possible to grasp the thermal stress and internal pressure stress of the pressure member, as well as the lifetime consumption of the pressure member based on these, during operation, with respect to the operation mode.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明を実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第2図に本発明の適用されたボイラ応力監視装
置の一実施例の全体構成が示されている。また、
第3図にその処理手順のフローチヤートが示され
ている。
FIG. 2 shows the overall configuration of an embodiment of a boiler stress monitoring device to which the present invention is applied. Also,
FIG. 3 shows a flowchart of the processing procedure.

ボイラの応力を監視するにあつて、まず温度条
件や圧力条件に基づいて選定されたボイラ各部の
圧力部材に、代表的な監視評価点を各々設定す
る。この評価点は、発生する応力が大きく疲労寿
命消費の顕著な部分を選定すべきである。第2図
図示実施例では、二次過熱器出口管寄200のノズ
ルコーナー部1を評価点として例示している。こ
の部分は、厚肉でかつ550℃近辺の高温中で使用
され、起動停止時等の非定常時に、内部の流体温
度や流量の変化に対応して、内外面に大きな温度
差が生じ、特に蒸気出口ノズルコーナー部はその
構造の複雑さもあつて発生応力の分布は複雑で値
も大きく、疲労寿命消費の顕著な部分である。ま
た、定常時の内部流体の圧力も255Kg/cm2程度と
高圧となり内圧によるクリープ損傷による寿命消
費も大きい。
In monitoring the stress in the boiler, first, representative monitoring and evaluation points are set for each pressure member of each part of the boiler selected based on temperature conditions and pressure conditions. This evaluation point should be selected at a portion where the generated stress is large and the fatigue life consumption is significant. In the embodiment shown in FIG. 2, the nozzle corner portion 1 of the secondary superheater outlet header 200 is illustrated as an evaluation point. This part has a thick wall and is used at high temperatures around 550℃, and during unsteady conditions such as startup and stoppage, large temperature differences occur between the inner and outer surfaces in response to changes in internal fluid temperature and flow rate. The steam outlet nozzle corner part has a complicated structure, and the stress distribution is complex and the stress value is large, which is a significant part of the fatigue life consumption. In addition, the pressure of the internal fluid during steady state is as high as approximately 255 kg/cm 2 , and the service life is also significantly reduced due to creep damage caused by the internal pressure.

前記管寄200部には、内部流体の温度TF、圧力
PF、流量WF、及びメタル外面温度TMをそれぞれ
検出する検出器が設けられており、それらの各検
出値はボイラ応力監視装置100に入力されてい
る。このボイラ応力監視装置100はデジタル計
算機により構成されており、出力はそれぞれ応力
表示器2、応力警報器3、寿命表示器4、及び寿
命警報器5に入力されている。
The header 200 has temperature T F and pressure of the internal fluid.
Detectors are provided to detect P F , flow rate W F , and metal outer surface temperature T M , and each detected value is input to the boiler stress monitoring device 100 . This boiler stress monitoring device 100 is composed of a digital computer, and outputs are input to a stress indicator 2, a stress alarm 3, a life indicator 4, and a life alarm 5, respectively.

ボイラ応力監視装置100の基本機能は、ボイ
ラ運転中に合計応力と許容値との偏差を応力表示
器2に表示し、許容値を超えた場合には応力警報
器3により警報表示する。また一回の起動停止ま
たは負荷変化当りの寿命消費の許容値との偏差を
求めこれを寿命表示器4に表示し、許容値を超え
た場合には寿命警報器5に警報表示することであ
る。運転員は、応力表示器2と応力警報器3を見
て応力値を許容値以下に抑えながら適切な昇温率
や負荷変化率の設定操作を行なう。
The basic function of the boiler stress monitoring device 100 is to display the deviation between the total stress and an allowable value on the stress indicator 2 during boiler operation, and to display an alarm using the stress alarm 3 when the allowable value is exceeded. In addition, the deviation from the permissible value of the life consumption per start/stop or load change is determined and displayed on the life display 4, and if the permissible value is exceeded, an alarm is displayed on the life alarm 5. . The operator looks at the stress indicator 2 and the stress alarm 3 and sets an appropriate temperature increase rate and load change rate while suppressing the stress value to a permissible value or less.

次に、第3図に示されたフローチヤートに沿つ
て、ボイラ応力監視装置100における処理手順
の概要を説明する。第3図に示されたものは、例
えば起動・停止のように、温度TFが上昇して安
定した後、下降して安定する変化を1サイクルと
して実行される手順である。
Next, an outline of the processing procedure in the boiler stress monitoring device 100 will be explained along the flowchart shown in FIG. What is shown in FIG. 3 is a procedure, such as starting and stopping, in which the temperature T F rises and stabilizes, then falls and becomes stable, which is executed as one cycle.

まず、ステツプ101においては、ボイラが運転
中であるかどうかをバーナの点火信号の有無によ
つて判定し、点火信号があればステツプ102以下
の処理を実行する。
First, in step 101, it is determined whether the boiler is in operation based on the presence or absence of a burner ignition signal, and if there is an ignition signal, the processes from step 102 onwards are executed.

ステツプ102では後述のステツプ114のクリープ
損傷寿命計算に必要な、クリープ保持時間カウン
タをリセツトする。次にステツプ103では、運転
回数、すなわち点火信号が入力された回数をカウ
ントし、その値を後述のステツプ119の許容寿命
計算に用いる。ステツプ104では、起動から停止
までを1サイクルとしたとき、1サイクルの運転
が終了したかどうかを判定し、1サイクルが終了
しなければ次の内面合計応力計算ステツプ105へ
進み、終了であればステツプ117の合計寿命計算
ステツプへ進む。なお、このサイクルの判定は、
前述したように温度変化率(温度勾配)の変化を
検出することによりなされる。
In step 102, a creep holding time counter is reset, which is necessary for calculating the creep damage life in step 114, which will be described later. Next, in step 103, the number of operations, ie, the number of times the ignition signal is input, is counted, and this value is used in the allowable life calculation in step 119, which will be described later. In step 104, it is determined whether one cycle of operation has been completed, assuming that one cycle is from start to stop. If one cycle has not been completed, the process proceeds to the next step 105 for calculating the total internal stress. Proceed to step 117, the total life calculation step. In addition, the judgment of this cycle is
As described above, this is done by detecting changes in the rate of temperature change (temperature gradient).

ステツプ105において、第4図に示す105A〜
105Iのステツプにより、評価点圧力部材の内面合
計応力が計算されるが、これについては後に詳述
する。
In step 105, 105A~ shown in FIG.
Step 105I calculates the total internal stress of the evaluation point pressure member, which will be described in detail later.

ステツプ106において、ステツプ105で計算され
た内面合計応力が、許容応力を超えているか否か
を判定し、超えていればステツプ107で警報表示
してステツプ108に移行し、超えていなければ直
接ステツプ108へ移行し、このステツプ108におい
てそれらの応力偏差が表示される。
In step 106, it is determined whether the total internal stress calculated in step 105 exceeds the allowable stress. If it does, an alarm is displayed in step 107 and the process moves to step 108. If it does not exceed the allowable stress, the process proceeds directly to step 108. The process moves to step 108, and in this step 108, those stress deviations are displayed.

ステツプ109では、ステツプ105で求めた内面合
計応力よりステツプ109Aで内面主応力差を計算
し、続いてステツプ109Bでその応力振幅より疲
労寿命消費を推定演算する。
In step 109, the inner principal stress difference is calculated in step 109A from the inner surface total stress obtained in step 105, and then in step 109B, fatigue life consumption is estimated from the stress amplitude.

ステツプ110は、ステツプ109で計算した内面主
応力差より相当応力を計算する。この相当応力
は、ステツプ114のクリープ損傷寿命計算で用い
る。
Step 110 calculates the equivalent stress from the internal principal stress difference calculated in step 109. This equivalent stress is used in the creep damage life calculation in step 114.

ステツプ111は、ステツプ105で求めた内面合計
応力のうち内面周方向応力が引張方向か圧縮方向
かを判定する部分で、ステツプ114のクリープ損
傷寿命計算へ進むための第1関門に相当する。こ
こにおいて、前記内面周方向応力が圧縮方向の場
合はステツプ112へ、引張方向の場合はステツプ
113へ移行する。
Step 111 is a part for determining whether the inner circumferential direction stress of the total inner stress determined in step 105 is in the tensile direction or in the compressive direction, and corresponds to the first barrier for proceeding to the creep damage life calculation in step 114. Here, if the stress in the inner circumferential direction is in the compression direction, proceed to step 112; if the stress is in the tensile direction, proceed to step 112.
Move to 113.

ステツプ112は、ステツプ110で計算した相当応
力の最大値を求めこの時のメタルの平均温度を記
憶してステツプ104へ戻る。ここで求めた最大値
はステツプ114のクリープ損傷寿命計算で用いら
れる。
Step 112 determines the maximum value of the equivalent stress calculated in step 110, stores the average temperature of the metal at this time, and returns to step 104. The maximum value obtained here is used in the creep damage life calculation in step 114.

ステツプ113は、クリープ損傷寿命計算114へ進
むための第2関門で、メタル平均温度がクリープ
域判定のための設定値を超えたか否かを判定す
る。メタル平均温度が初めて設定値を超えた場合
は、クリープ保持時間カウンタをスタートさせ、
ステツプ114へ移行し、超えない場合は、ステツ
プ104へ戻る。
Step 113 is the second barrier for proceeding to creep damage life calculation 114, in which it is determined whether the metal average temperature exceeds a set value for creep range determination. When the metal average temperature exceeds the set value for the first time, start the creep hold time counter and
Proceed to step 114, and if not exceed, return to step 104.

ステツプ115では、ステツプ112で求めた相当応
力の最大値と、その時のメタル平均温度とを用い
て、予め記憶されている応力歪線図に基づいて、
クリープ開始点の初期応力を計算する。この初期
応力計算の詳細は後に説明する。
In step 115, using the maximum value of the equivalent stress obtained in step 112 and the average metal temperature at that time, the calculation is performed based on the stress strain diagram stored in advance.
Calculate the initial stress at the start of creep. Details of this initial stress calculation will be explained later.

ステツプ116は、ステツプ115で求めた初期応力
を出発点として、クリープ保持時間カウンタで示
される現時点における応力値を、予め記憶されて
いる応力緩和曲線より求め、この応力値に基づい
て予め記憶されているクリープ破断曲線からクリ
ープ損傷寿命消費を推定する。
In step 116, starting from the initial stress determined in step 115, the current stress value indicated by the creep holding time counter is determined from a pre-stored stress relaxation curve, and based on this stress value, the pre-stored stress value is determined. Estimate the creep damage life consumption from the creep rupture curve.

次にステツプ117は、合計寿命消費を計算する
ステツプで、ステツプ104から与えられる1サイ
クル終了判定により実行される。まず、ステツプ
117Aでは、ステツプ109及び114で各々計算され
た疲労寿命消費とクリープ寿命消費を加算して、
今回サイクルの合計寿命消費量を計算する。ステ
ツプ117Bは、ボイラ運転開始後現在までの累算
寿命消費量を計算する。ステツプ117Cは、今回
サイクルの合計寿命消費量と許容寿命消費量を比
較し、許容値より大きい場合はステツプ117Dで
警報表示を行い、許容値以下の場合には直接ステ
ツプ117Eへ移行する。ステツプ117Eでは、合計
寿命消費量と許容値との偏差を表示する。
Next, step 117 is a step for calculating the total life consumption, and is executed based on the 1 cycle end determination given from step 104. First, step
117A, add the fatigue life consumption and creep life consumption calculated in steps 109 and 114 respectively,
Calculate the total life consumption for this cycle. Step 117B calculates the cumulative lifetime consumption from the start of boiler operation to the present. Step 117C compares the total life consumption of the current cycle with the allowable life consumption, and if it is greater than the allowable value, a warning is displayed in step 117D, and if it is less than the allowable value, the process moves directly to step 117E. In step 117E, the deviation between the total lifetime consumption and the tolerance value is displayed.

ステツプ118は、1サイクル当りの許容寿命消
費量を更新する部分で、ステツプ103で求めた運
転回数累計とステツプ117Aで求めた累積寿命消
費量とから残りの運転回数と余寿命を計算し、1
サイクル当りの許容寿命消費量を計算する。
Step 118 is the part that updates the allowable life consumption per cycle, and calculates the remaining number of operations and remaining life from the cumulative number of operations determined in step 103 and the cumulative lifetime consumption determined in step 117A.
Calculate the allowable lifetime consumption per cycle.

以上が本実施例の処理手順の基本的内容であ
り、以下その処理内容につき主要な部分の詳細を
説明する。
The above is the basic content of the processing procedure of this embodiment, and the details of the main parts of the processing content will be explained below.

ステツプ105の内面合計応力計算について、第
4図、第5図、第6図を用いて説明する。第4図
は前述したようにステツプ105の詳細処理手順を
示すものである。ステツプ105Aで評価点の内部
流体温度TF、圧力PF、流量WF、外面メタル温度
TM各々の検出データを取込む。ステツプ105B
は、前ステツプ105Bで取込んだ検出データの温
度TFと圧力PFをパラメータとして、予め記憶さ
れている蒸気表よりプラントル数、熱伝導率、動
粘性系数を求める。次のステツプ105Cでは、流
量WFの検出データと前記ステツプ105Bで求めた
各係数等を用いて熱伝導率を計算する。ステツプ
105Dではメタル温度分布を計算する。メタル温
度分布は第5図に示すように、ヘツダ管寄を無限
長中空円筒と見なし、メタルを肉厚方向に図のよ
うに分割したモデルを考える。各分割領域(以下
ノードと呼ぶ)の時刻j・δt(ここでjは1、2
…なる整数であり、δtは温度分布計算周期TSに相
当する。)におけるメタル温度をTi(j)、時刻j・
δtにおける内部流体温度をTf(j)、メタル外面温度
をTM(j)と表わし、第6図に示すように任意の時
刻j・δtにおける各ノードのメタル温度分布{Tf
(j)、Tp(j)、Tl(j)、…、TN-1(j)、TM(j)}を入力デ
ータ105D1とし、メタル温度分布演算手段105D2
にて図示N次の連立方程式を解くことにより、各
ノードの時刻(j+1)δtにおけるメタル温度分
布{Tf(j+1)、Tp(j+1)、T1(j+1)、…、
TN-1(j+1)、TM(j+1)}が出力データ
105D3として得られる。なお最初の計算で時刻
j・δtのメタルに内部温度分布はT0(j)=T1(j)=
…TN-1(j)=TM(j)=Tf(j)と置いて求める。また、
第6図に示した連立方程式において、記号A、
B、C、Dは次式に示すものである。
The inner surface total stress calculation in step 105 will be explained using FIGS. 4, 5, and 6. FIG. 4 shows the detailed processing procedure of step 105 as described above. In step 105A, evaluate the internal fluid temperature T F , pressure P F , flow rate W F , and outer surface metal temperature.
TM Import each detection data. Step 105B
calculates the Prandtl number, thermal conductivity, and kinematic viscosity system number from the steam table stored in advance, using the temperature T F and pressure P F of the detection data taken in the previous step 105B as parameters. In the next step 105C, the thermal conductivity is calculated using the detected data of the flow rate W F and each coefficient obtained in the step 105B. step
105D calculates metal temperature distribution. Regarding the metal temperature distribution, as shown in Figure 5, consider a model in which the header is regarded as an infinitely long hollow cylinder and the metal is divided in the thickness direction as shown in the figure. Time j・δ t (here, j is 1, 2) of each divided area (hereinafter referred to as node)
..., and δ t corresponds to the temperature distribution calculation period T S . ), T i (j), time j・
The internal fluid temperature at δ t is expressed as T f (j), and the metal outer surface temperature is expressed as T M (j), and as shown in Fig. 6, the metal temperature distribution of each node at arbitrary time j・δ t {T f
(j), T p (j), T l (j), ..., T N-1 (j), T M (j)} as input data 105D 1 , metal temperature distribution calculation means 105D 2
By solving the N-order simultaneous equations shown in the figure, the metal temperature distribution at time (j+1) δ t of each node {T f (j+1), T p (j+1), T 1 (j+1), ...,
T N-1 (j+1), T M (j+1)} is the output data
Obtained as 105D 3 . In addition, in the first calculation, the internal temperature distribution of the metal at time j・δ t is T 0 (j)=T 1 (j)=
…Calculate by setting T N-1 (j)=T M (j)=T f (j). Also,
In the simultaneous equations shown in Figure 6, symbols A,
B, C, and D are shown in the following formula.

A={1/(δr)2+1/βδt}/1/2δr{1/
δr+1/2r} B=1/2δr(1/δr−1/2r)/1/2δr(1/
δr+1/2r) C={1/(δr)2−1/βδt}/1/2δr(1/
δr+1/2r) D=2hδr/λ ここで、 β:熱拡散率 λ:熱伝導率 h:熱伝達率 δr:メタルの円筒分割単位長さ r:円筒中心からの距離 ステツプ105Eではメタル肉厚方向の体積平均
温度をメタル温度分布より求める。ステツプ
105Fではこの体積平均温度をパラメータとして、
メタルのヤング率E、線膨張率αを予め記憶され
ている表より求める。ステツプ105Gでは、極座
標表示による次式(1)〜(3)を用いて、時刻j・δt
おけるr、θ、z方向の熱応力を計算する。
A={1/(δr) 2 +1/βδ t }/1/2δr{1/
δr+1/2r} B=1/2δr(1/δr−1/2r)/1/2δr(1/
δr+1/2r) C={1/(δr) 2 −1/βδ t }/1/2δr(1/
δr + 1/2r) D = 2hδr/λ Where, β: Thermal diffusivity λ: Thermal conductivity h: Heat transfer coefficient δr: Unit length of metal cylinder division r: Distance from the center of the cylinder In step 105E, the direction of metal thickness Find the volume average temperature of from the metal temperature distribution. step
At 105F, this volume average temperature is used as a parameter,
The Young's modulus E and linear expansion coefficient α of the metal are determined from a table stored in advance. In step 105G, the thermal stress in the r, θ, and z directions at time j· δt is calculated using the following equations (1) to (3) expressed in polar coordinates.

σr(r)=Eα/1−ν{1/b2−a2(1−a2/r2
b aT(r)・rdr−1/r2∫〓aT(r)rdr}……(1) σ〓(r)=Eα/1−ν{1/b2−a2(1+a2/r2
b aT(r)・rdr+1/r2∫〓aT(r)rdr−T(r)}……(2
) σz(r)=Eα/1−ν{2/b2−a2∫〓aT(r)rdrT(
r)}……(3) ここで、 E:ヤング率 α:線膨張率 ν:ポアソン比(=一定) a:内面半径 b:外面半径 T(r):半径rにおけるメタル温度 熱応力のなかで評価したのは、内面熱応力すな
わちr=a(第5図ではノード“0”に相当す
る。)における値であり、次式(4)〜(6)で示される。
σ r (r)=Eα/1−ν{1/b 2 −a 2 (1−a 2 /r 2 )
b a T(r)・rdr−1/r 2 ∫〓 a T(r)rdr}……(1) σ〓(r)=Eα/1−ν{1/b 2 −a 2 (1+a 2 / r2 )
b a T(r)・rdr+1/r 2 ∫〓 a T(r)rdr−T(r)}……(2
) σ z (r)=Eα/1−ν{2/b 2 −a 2 ∫〓 a T(r)rdrT(
r)}...(3) Here, E: Young's modulus α: Coefficient of linear expansion ν: Poisson's ratio (=constant) a: Inner radius b: Outer radius T(r): Metal temperature at radius r Under thermal stress What was evaluated was the internal thermal stress, that is, the value at r=a (corresponding to node "0" in FIG. 5), which is expressed by the following equations (4) to (6).

σr(a)=0 ……(4) σ〓(a)=Eα/1−ν{2/b2−a2b aT(r)rdr−T(a
)} ……(5) σz(a)=Eα/1−ν{2/b2−a2b aT(r)rdr−T(a)
} ……(6) 次にステツプ105Hでは、内部流体圧力PFより、
r、θ、z方向の内圧応力を次式(7)〜(9)で計算す
る。
σ r (a)=0 ...(4) σ〓(a)=Eα/1−ν{2/b 2 −a 2b a T(r)rdr−T(a
)} ...(5) σ z (a)=Eα/1−ν{2/b 2 −a 2b a T(r)rdr−T(a)
} ...(6) Next, in step 105H, from the internal fluid pressure P F ,
The internal pressure stress in the r, θ, and z directions is calculated using the following equations (7) to (9).

σir=−PF ……(7) σiθ=TH/2・PF ……(8) σiz=DI2/DO2−DI2・PF ……(9) ここで、 TH:配管肉厚 DI:配管内径(=2a) DO:配管外径(=2b) ステツプ105Iは、ノズルコーナー部のr、θ、
z方向の応力集中定数を熱応力、内圧応力の各々
について、Cr、C〓、Cz、Cir、Ci〓、Cizとおき、
r、θ、z方向の内面合計応力σTr、σT〓、σTZを次
式(10)〜(12)を用いて計算する。なお、前記応力集中
定数は、前式(7)〜(9)で求めた中空円筒部の内面応
力から、応力条件の最も厳しいノズルコーナー部
の内面応力を推定するための定数であり、予め実
験的に求めたものである。
σir=−P F …(7) σiθ=T H /2・P F …(8) σiz=DI 2 /DO 2 −DI 2・P F …(9) Here, T H : Piping meat Thickness DI: Pipe inner diameter (=2a) DO: Pipe outer diameter (=2b) Step 105I is the nozzle corner r, θ,
Let the stress concentration constant in the z direction be C r , C〓, C z , C ir , C i 〓, C iz for each of thermal stress and internal pressure stress,
The total internal stresses σ Tr , σ T 〓, and σ TZ in the r, θ, and z directions are calculated using the following equations (10) to (12). The stress concentration constant is a constant for estimating the internal stress of the nozzle corner part, which has the most severe stress condition, from the internal stress of the hollow cylindrical part obtained using the previous equations (7) to (9). This is what I was looking for.

σTr=σir ……(10) σT〓=C〓・σ〓(a)+Ci〓・σi〓……(11) σTZ=CZ・σZ(a)+CiZ・σiZ ……(12) 第3図のフローチヤートに戻つて、ステツプ
106では、前式(11)の内面θ方向の応力σT〓が最も厳
しいため、これについて許容応力と比較チエツク
を行い、許容値以上の時にステツプ107で警報を
出す。またステツプ108では、σT〓と許容値との偏
差を表示する。
σ Trir ……(10) σ T 〓=C〓・σ〓(a)+C i 〓・σ i 〓……(11) σ TZ =C Z・σ Z (a)+C iZ・σ iZ ...(12) Return to the flowchart in Figure 3 and follow the steps.
In step 106, since the stress σ T 〓 in the inner surface θ direction of the above equation (11) is the most severe, this is compared with the allowable stress and a warning is issued in step 107 when it exceeds the allowable value. Also, in step 108, the deviation between σ T 〓 and the tolerance value is displayed.

次にステツプ109の疲労寿命計算の手順につい
て説明する。
Next, the procedure of fatigue life calculation in step 109 will be explained.

まず、ステツプ109では、前記の式(10)〜(12)に基
いて内面主応力差(S1〜S3)を次式(13)〜(15)により
求める。
First, in step 109, the inner principal stress differences (S 1 to S 3 ) are determined by the following equations (13) to (15) based on the above equations (10) to (12).

S1=σT〓−σTZ ……(13) S2=σTZ−σTr ……(14) S3=σTr−σT〓 ……(15) 次にステツプ109Bでは、前記の式(13)〜(15)によ
つて計算した各々の主応力差S1〜S3について、そ
の応力振幅をとらえ、これに基いて設計疲労線図
より寿命消費を計算する。例えば第7図に示すよ
うに、主応力差S1が時間的変動を示したとすれ
ば、S1についての応力全振幅Z1〓、Z2〓が求められ
る。同様にS2、S3についてもZ1〓、Z2〓、…、Z1〓、
Z2〓、…がそれぞれ求まる。
S 1T 〓−σ TZ ……(13) S 2TZ −σ Tr ……(14) S 3Tr −σ T 〓……(15) Next, in step 109B, the above equation is For each of the principal stress differences S 1 to S 3 calculated by (13) to (15), the stress amplitude is captured, and based on this, the life consumption is calculated from the design fatigue diagram. For example, as shown in FIG. 7, if the principal stress difference S 1 shows temporal fluctuations, the total stress amplitudes Z 1 〓 and Z 2 〓 for S 1 can be found. Similarly, for S 2 and S 3 , Z 1 〓, Z 2 〓, ..., Z 1 〓,
Z 2 〓, ... are respectively found.

つまり、各主応力差の変化に現われる多数の極
小値と極大値の中で、最大の振幅を有するものか
ら順に、 S1については、Z1〓、Z2〓 (Z1〓>Z2〓) S2については、Z1〓、Z2〓、…(Z1〓>Z2〓>…) S3については、Z1〓、Z2〓、…(Z1〓>Z2〓>…) のように求める。次に、これらの反応振幅S1〜S3
の中から次式(16)に示すように、順次最大値を選び
応力片振幅H1、H2、…を求める。
In other words, for S 1 , Z 1 〓, Z 2 〓 (Z 1 〓>Z 2 〓 ) For S 2 , Z 1 〓, Z 2 〓,…(Z 1 〓>Z 2 〓>…) For S 3 , Z 1 〓, Z 2 〓,…(Z 1 〓>Z 2 〓>… ). Then these response amplitudes S 1 ~S 3
As shown in the following equation (16), the maximum values are sequentially selected from among them to obtain the stress piece amplitudes H 1 , H 2 , . . .

H1=max{T1〓、Z1〓、Z1〓}÷2 H2=max{Z2〓、Z2〓、Z2〓}÷2 ……(16) … … この応力片振幅H1、H2に対応させ、第8図に
示すような設計疲労線図より許容繰返し回数N1
N2、…を求める。これらの許容繰返し回数N1
N2、…の逆数より、次式(17)に示す1サイクル当
りの疲労寿命消費量φfを計算する。
H 1 = max {T 1 〓, Z 1 〓, Z 1 〓}÷2 H 2 = max {Z 2 〓, Z 2 〓, Z 2 〓}÷2 ...(16) ... ... This stress strip amplitude H 1 , H2 , and from the design fatigue diagram shown in Figure 8, the allowable number of repetitions N1 ,
Find N 2 ,... These allowable number of repetitions N 1 ,
From the reciprocals of N 2 ,..., the fatigue life consumption amount φ f per cycle is calculated as shown in the following equation (17).

φf=1/N1+1/N2+ ……(17) さらにステツプ111以降のクリープ損傷寿命消
費の計算手順によつて説明する。
φ f =1/N 1 +1/N 2 + (17) Further, the calculation procedure for creep damage life consumption from step 111 onwards will be explained.

ボイラの起動時の主応力差は、θ方向のものを
二次過熱器出口管寄部について模式的に示すと、
第9図のように一旦圧縮側に変化し、その後圧力
上昇に伴つて引張側に変化して、初期応力σAに達
した後緩和し始める。クリープ損傷寿命は、第1
0図に示すように、種々の初期応力σAに対する緩
和カーブを計算機に記憶させておいて、初期応力
σAの値に応じた緩和カーブを選択し、第11図a
に示す応力緩和カーブの緩和開始点Sからの経過
時間Tにおける応力σ(T)T)と時間幅ΔTを求め
る。そしてこのσ(T)を用いて第11図bに示すよ
うなクリープ破断カーブより破断時間tr(σ(T))
を求め、上記ΔTの間のクリープ損傷をΔt/tr
して求める。
The principal stress difference at the start of the boiler in the θ direction is schematically shown for the outlet header of the secondary superheater as follows:
As shown in Fig. 9, the stress changes once to the compression side, and then changes to the tension side as the pressure increases, and after reaching the initial stress σ A , begins to relax. Creep damage life is the first
As shown in Figure 11, relaxation curves for various initial stresses σ A are stored in the computer, and a relaxation curve corresponding to the value of the initial stress σ A is selected.
The stress σ(T)T) and time width ΔT at the elapsed time T from the relaxation start point S of the stress relaxation curve shown in are determined. Using this σ(T), we calculate the rupture time t r (σ(T)) from the creep rupture curve shown in Figure 11b.
The creep damage during the above ΔT is determined as Δt/t r .

ステツプ111では、前式(11)で求めた内面周方向
の応力σT〓が圧縮方向(即ち、第9図では負側)
に相当する時は、ステツプ112へ移行し、ステツ
プ110で計算した次式(18)に示す相当応力σMがこれ
までの最大値であるかどうかをチエツクし、最大
であればこれとこの時のメタル平均温度をメモリ
に記憶しておく。
In step 111, the stress σ T 〓 in the inner circumferential direction obtained by the previous equation (11) is in the compression direction (that is, on the negative side in Fig. 9).
If it corresponds to Store the average metal temperature in memory.

内面周方向の応力σT〓が引張方向(即ち第9図で
は正側)に転じた場合は、ステツプ113でメタル
平均温度がクリープ域(例えば、二次過熱出口ヘ
ツダ管寄については510℃)に入つたか否かを判
定し、入つたことをもつて応力緩和カーブの初期
応力以後の緩和経過時間Tを計数するためのクリ
ープ保持時間カウンタをスタートさせる。そして
引続きステツプ115で初期応力σAを計算する。
If the stress σ T 〓 in the inner circumferential direction changes to the tensile direction (i.e., to the positive side in Fig. 9), in step 113 the metal average temperature reaches the creep region (for example, 510°C for the secondary superheated outlet header). It is determined whether or not the stress has been reached, and once it has entered, a creep holding time counter for counting the elapsed relaxation time T after the initial stress of the stress relaxation curve is started. Then, in step 115, the initial stress σ A is calculated.

第12図にステツプ115における初期応力計算
の詳細フローチヤートが示されている。このフロ
ーチヤートと第13図〜第17図を用いて初期応
力の計算手順について以下説明する。
A detailed flowchart of the initial stress calculation in step 115 is shown in FIG. The procedure for calculating the initial stress will be explained below using this flowchart and FIGS. 13 to 17.

第13図に示された応力・歪線図の例では、初
期点が0点にある時に圧縮側最大相当応力が発生
し、その値がその時の温度の圧縮側降伏応力Y1
を超え、その後応力が引張方向に転じた最大値σA
に達した経路を示したもので、σAが初期応力であ
り、次式(19)で表わすものとなる。
In the example of the stress/strain diagram shown in Figure 13, the maximum equivalent stress on the compressive side occurs when the initial point is at point 0, and its value is the yield stress on the compressive side Y 1 at the temperature at that time.
The maximum value σ A after which the stress turns to the tensile direction
σ A is the initial stress, which is expressed by the following equation (19).

σA=(σ2+Y1)(F/E−1)+σP2……(19) また、初期応力が定格温度での降伏応力Y3を超
える場合は、同図σA′のようになり、次式(20)で表
わされる。
σ A = (σ 2 + Y 1 ) (F/E-1) + σ P2 ...(19) Also, if the initial stress exceeds the yield stress Y 3 at the rated temperature, σ A ' in the same figure , is expressed by the following equation (20).

σA′=Y3+(SA−Y3)F1/E1 ……(20) ここで、 E1:定格温度でのヤング率、 F1:定格温度での高温引張特性傾き、 である。 σ A ′=Y 3 + (SA−Y 3 )F 1 /E 1 ...(20) Here, E 1 : Young's modulus at rated temperature, F 1 : High temperature tensile property slope at rated temperature, .

まず、ステツプ115Aでは、第13図に示す応
力歪線図を用いて圧縮側での降伏応力Y1、圧縮
側最大応力発生温度での高温引張特性傾きF、圧
縮側最大相当応力発生時の温度でのヤング率Eを
計算する。
First, in step 115A, using the stress strain diagram shown in FIG . Calculate Young's modulus E at

次のステツプ115Bでは、第14図に示すよう
に前回運転時の応力緩和最終値SO、定格運転時
相当応力σP2及び圧縮側最大相当応力σ2とから圧
縮側最大応力SBを次式(21)によつて求める。
In the next step 115B, as shown in FIG. 14, the maximum compression stress SB is calculated using the following formula (21 ).

SB=SO−σP2+σ2 ……(21) この圧縮側最大応力SBと降伏応力−Y1とをス
テツプ115Cで比較し、SB<−Y1のときはステツ
プ115Dへ、それ以外のときはステツプ115Hへ移
行する。
SB=SO−σ P22 …(21) Compare this maximum compression stress SB and yield stress −Y 1 at step 115C, and if SB<−Y 1 , proceed to step 115D; otherwise, proceed to step 115D. Move to step 115H.

ステツプ115Dでは、引張側相当応力SAを第1
回目起動のときは第13図、第2回目以降は第1
4図に示す方法により次式(22)の如く求める。
In step 115D, the tensile side equivalent stress SA is calculated as the first
Figure 13 for the first startup, and Figure 1 for the second and subsequent startups.
It is calculated as shown in the following equation (22) using the method shown in Figure 4.

SA=(SB+Y1)(F/E−1)SO ……(22) この引張側相当応力SAと定格温度での降伏応
力Y3とをステツプ115Eで比較し、SA>Y3であ
ればステツプ115Fへ移行し、それ以外のときは
ステツプ115Gへ移行する。
SA=(SB+ Y1 )(F/E-1)SO...(22) This tensile side equivalent stress SA and the yield stress Y3 at the rated temperature are compared in step 115E, and if SA> Y3 , step Move to step 115F, otherwise move to step 115G.

ステツプ115Fでは、即ち圧縮側でも引張側で
も降伏する場合は、第17図に示すようにして次
式(23)による初期応力σA2を計算する。
In step 115F, if yield occurs on both the compression side and the tension side, the initial stress σ A2 is calculated using the following equation (23) as shown in FIG.

σA2=Y3+(SA−Y3)F1/E1 ……(23) ステツプ115Gでは、第14図に示すようにし
て、即ち応力が緩和してSOまで下つた時点でボ
イラ停止後再起動するような場合で、圧縮側で降
伏するときの初期応力σAを求める。
σ A2 = Y 3 + (SA-Y 3 ) F 1 /E 1 ... (23) In step 115G, the boiler is stopped as shown in Fig. 14, that is, when the stress is relaxed and has decreased to SO, the boiler is stopped. In the case of restarting, find the initial stress σ A when yielding on the compression side.

ステツプ115Hでは、引張側相当応力SOと定格
温度での降伏応力Y3とを比較し、SO≦Y3の場合
は、ステツプ115Iへ移行し、SO>Y3の場合はス
テツプ115Jへ移行する。
In step 115H, the tensile equivalent stress SO is compared with the yield stress Y3 at the rated temperature, and if SO≦ Y3 , the process moves to step 115I, and if SO> Y3 , the process moves to step 115J.

ステツプ115Iでは、即ち第15図に示すように
圧縮側でも引張側でも降伏しないときは、初期応
力はSOと変らないので初期応力σA1′をSOと等し
いと置く。
In step 115I, as shown in FIG. 15, when there is no yield on either the compression side or the tension side, the initial stress is the same as SO, so the initial stress σ A1 ' is set to be equal to SO.

ステツプ115Jでは、即ち第16図に示すように
圧縮側で降伏せずに、引張側で降伏するときは、
次式(24)によつて初期応力σA2′を求める。
In step 115J, as shown in FIG. 16, when yielding occurs on the tension side without yielding on the compression side,
The initial stress σ A2 ' is calculated using the following equation (24).

σA2′=Y3+(SO−Y3)F1/E1 ……(24) このようにステツプ115によつて求められた初
期応力σAに基づいて、ステツプ116では、第10
図に示した応力緩和曲線を用い、第18図に示す
ように内挿法によつて適用すべき応力緩和曲線を
求め、さらにクリープ保持時間カウンタの値Tに
対応させて、次のようにクリープ損傷寿命を計算
する。
σ A2 ′=Y 3 + (SO−Y 3 )F 1 /E 1 (24) Based on the initial stress σ A obtained in step 115, in step 116, the 10th
Using the stress relaxation curve shown in the figure, find the stress relaxation curve to be applied by interpolation as shown in Fig. Calculate damage life.

クリープ損傷寿命計算の手順を第19図a〜c
に示された具体例に沿つて説明する。第19図a
〜cには、適用される応力緩和曲線が示されてお
り、横軸のクリープ保持時間0.1、0.2、0.4、0.7、
1.0時間における応力として、それぞれσ(0.1)、
σ(0.2)、σ(0.4)、σ(0.7)、σ(1.0)が与えら

るようになつている。第19図a〜cは、クリー
プ損傷寿命の計算方法を説明するためのものであ
りクリープ保持時間TGが上記時間転の中間時間
点に対して、それぞれ左側にある場合、上記時間
点に一致している場合、中間時間点に対して右側
にある場合を表わしており、クリープ損傷評価の
ための応力を前記時間点の応力とし、この応力を
代表的なものとして持続時間ΔTを設定して、ク
リープ損傷寿命消費の計算を簡単にしようとする
ものである。
The procedure for calculating creep damage life is shown in Figures 19 a to c.
This will be explained using the specific example shown in . Figure 19a
~c shows the applied stress relaxation curves, with creep retention times 0.1, 0.2, 0.4, 0.7,
σ(0.1), respectively, as the stress at 1.0 hours.
σ (0.2), σ (0.4), σ (0.7), and σ (1.0) are now given. Figures 19a to 19c are for explaining the method of calculating the creep damage life.If the creep retention time TG is on the left side of the intermediate time point of the above time rotation, it will coincide with the above time point. If the stress is on the right side with respect to the intermediate time point, the stress for creep damage evaluation is the stress at the time point, and the duration ΔT is set using this stress as a representative one. This is an attempt to simplify the calculation of creep damage life consumption.

第19図aの例によれば、応力とその持続時間
ΔTとの関係は、 σ(0.1)によつてΔT1=(0.15−0.1)時間、 σ(0.2)によつてΔT2=(0.3−0.15)時間、 σ(0.4)によつてΔT3=(T−0.3)時間、 と評価する。第19図bの例では、 σ(0.1)によつてΔT1′=(0.15−0.1)時間、 σ(0.2)によつてΔT2′=(0.4−0.15)時間、 であり、第19図cの例では、 σ(0.1)によつてΔT1″=(0.15−0.1)時間、 σ(0.2)によつてΔT2″=(T−0.15)時間、 となる。
According to the example in Figure 19a, the relationship between stress and its duration ΔT is: ΔT 1 = (0.15 − 0.1) time by σ (0.1), ΔT 2 = (0.3) by σ (0.2). −0.15) time, σ(0.4) evaluates as ΔT 3 =(T−0.3) time. In the example of Fig. 19b, ΔT 1 ′=(0.15−0.1) time due to σ(0.1), ΔT 2 ′=(0.4−0.15) time due to σ(0.2), and FIG. In the example of c, σ(0.1) gives ΔT 1 ″=(0.15−0.1) time, and σ(0.2) gives ΔT 2 ″=(T−0.15) time.

ここで、前記σ(0.1)、σ(0.2)、σ(0.4)、…

対応する破断時間が、それぞれt1、t2、t3、…と
して与えられている。これらから、クリープ損傷
寿命消費φcは、それぞれ第19図a〜cの場合に
ついて表わすと、次式(25)〜(27)のようにな
る。
Here, the above σ(0.1), σ(0.2), σ(0.4),...
The corresponding rupture times are given as t 1 , t 2 , t 3 , . . . , respectively. From these, the creep damage life consumption φ c is expressed as the following equations (25) to (27) for the cases shown in FIGS. 19 a to c, respectively.

φc=ΔT1/t1+ΔT2/t2+ΔT3/t3 ……(25) φc=ΔT1′/t1+ΔT2′/t2 ……(26) φc=ΔT1″/t1+ΔT2″/t2 ……(27) このように求められたクリープ損傷寿命消費φc
と、前記疲労寿命消費φfとに基いて、ステツプに
おいて、合計寿命消費φiと累積合計寿命φTを次の
ように計算する。
φ c = ΔT 1 / t 1 + ΔT 2 / t 2 + ΔT 3 / t 3 ... (25) φ c = ΔT 1 ′ / t 1 + ΔT 2 ′ / t 2 ... (26) φ c = ΔT 1 ″ / t 1 +ΔT 2 ″/t 2 ……(27) Creep damage life consumption φ c determined in this way
and the fatigue life consumption φ f , in step, the total life consumption φ i and the cumulative total life φ T are calculated as follows.

まず、ステツプ117Aにおいて1サイクルごと
に、即ちサイクルiごとに合計寿命消費φiを次式
(28)により求める。
First, in step 117A, the total life consumption φ i is calculated for each cycle, that is, for each cycle i, using the following equation (28).

φi=φfi+φci ……(28) 次に、ステツプ117Bにおいて、今回のNサイク
ルまでの累積合計寿命φTを、次式(29)により
求める φTNi=1 (φfi+φci) ……(29) ステツプ117Cでは、設定されるサイクルiの
許容寿命消費をφpiとφiを比較し、φi>φpiであれ
ばステツプ117Dで警報を出すとともにステツプ
117Eで寿命偏差Δφiを次式(30)により求め表示
する。
φ i = φ fi + φ ci ...(28) Next, in step 117B, the cumulative total life φ T up to the current N cycle is calculated using the following formula (29). φ T = Ni=1fici ) ...(29) In step 117C, the allowable life consumption of the set cycle i is compared with φ pi and φ i , and if φ ipi , an alarm is issued in step 117D and the step
117E, the life deviation Δφ i is calculated and displayed using the following equation (30).

Δφi=φi−φpi ……(30) ステツプ118は、前述したように1サイクル当
りの許容寿命を計算するのであるが、その基準デ
ータとして予め例えば起動モードごとに、即ちコ
ールドスタートモード、ウオームスタートモー
ド、ホツトスタートモードごとに許容起動回数が
それぞれNO C、NO W、NO Hとして、また合計寿命消費
がそれぞれφO TC、φO TW、φO TH、として初期に配分さ
れている。したがつて、各モードに対応する初期
サイクルの許容寿命消費φO PC、φO PW、φO PHはそれぞ
れ次式(31)となる。
Δφ ii −φ pi (30) As mentioned above, in step 118, the allowable life per cycle is calculated, and as reference data, for example, for each startup mode, that is, cold start mode, The allowable number of startups for warm start mode and hot start mode are initially distributed as N O C , N O W , and N O H , respectively, and the total life consumption is initially distributed as φ O TC , φ O TW , and φ O TH , respectively. ing. Therefore, the allowable life consumptions φ O PC , φ O PW , and φ O PH for the initial cycle corresponding to each mode are expressed by the following equations (31).

これに準じて、第i回目のサイクルまでの各モ
ードの運転回数をNi C、Ni W、Ni Hとし、合計寿命消
費をφi TC、φiTW、φi THとすると、次回サイクル(i
+1)の各モードごとに許容寿命は、次式(32)
によつて求められる。
According to this, if the number of operations in each mode up to the i-th cycle is N i C , N i W , N i H and the total life consumption is φ i TC , φ iTW , φ i TH , then the next cycle (i
+1) The allowable life for each mode is calculated by the following formula (32)
It is determined by

ここで、(32)式の分子が残りの許容寿命であり、
分母が残りの許容運転回数である。
Here, the numerator of formula (32) is the remaining allowable life,
The denominator is the remaining allowable number of operations.

このようにして、本実施例によれば、ボイラの
運転中において、内部流体の状態変化により発生
する応力変化1サイクルごとの圧力部材の寿命消
費を把握することができ、これによつて残りの許
容寿命(余寿命)を監視することができる。
In this way, according to this embodiment, it is possible to grasp the life consumption of the pressure member for each cycle of stress change caused by changes in the state of the internal fluid during operation of the boiler. Allowable life (remaining life) can be monitored.

また、本実施例によれば、初期の各運転モード
ごとの許容寿命と許容運転回数とを設定し、ボイ
ラの運転モードごとに累積寿命消費量と運転回数
とを求めていることから、各運転モードごとの残
りの許容寿命と残りの運転回数を容易に判断する
ことができる。
Furthermore, according to this embodiment, the initial allowable life and allowable number of operations are set for each operation mode, and the cumulative life consumption and number of operations are determined for each boiler operation mode. The remaining allowable life and remaining number of operations for each mode can be easily determined.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ボイラの種々の運転モードに
対して、熱応力及び内圧応力さらにこれらに基づ
く寿命消費量を運転中に迅速かつ正確に把握する
ことができかつ適確な許容寿命量が把握できるの
で1回の起動に許される寿命消費量を有効に利用
して安全かつ急速なボイラプラントの負荷運用を
可能にすることができる。
According to the present invention, thermal stress, internal pressure stress, and life consumption based on these can be quickly and accurately grasped during operation for various operating modes of a boiler, and an appropriate allowable life quantity can be grasped. Therefore, it is possible to effectively utilize the lifetime consumption allowed for one startup to enable safe and rapid load operation of the boiler plant.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の寿命管理方法の説明図、第2図
は本発明の一実施例の構成図、第3図は第2図図
示実施例の処理手順を示すフローチヤート、第4
図は第3図図示フローチヤートの要部詳細処理手
順を示すフローチヤート、第5図及び第6図はメ
タル温度分布計算方法の説明図、第7図及び第8
図は疲労寿命消費計算方法の説明図、第9図〜1
1図a,bはクリープ損傷寿命計算方法の説明
図、第12図は第3図図示フローチヤートの要部
詳細処理手順を示すフローチヤート、第13図〜
第17図は初期応力算出の原理説明図、第18図
及び第19図a〜cはクリープ損傷寿命計算方法
の具体的説明図である。 1……ノズルコーナ部(評価点)、100……
ボイラ応力監視装置。
Fig. 1 is an explanatory diagram of a conventional lifespan management method, Fig. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 3 is a flowchart showing the processing procedure of the embodiment shown in Fig. 2, and Fig. 4
The figure is a flowchart showing the detailed processing procedure of the main part of the illustrated flowchart in Figure 3, Figures 5 and 6 are explanatory diagrams of the metal temperature distribution calculation method, and Figures 7 and 8 are
The figure is an explanatory diagram of the fatigue life consumption calculation method, Figures 9 to 1
Figures 1a and b are explanatory diagrams of the creep damage life calculation method, Figure 12 is a flowchart showing detailed processing procedures of the main parts of the flowchart shown in Figure 3, and Figures 13 to 13.
FIG. 17 is an explanatory diagram of the principle of initial stress calculation, and FIGS. 18 and 19 a to 19 c are concrete explanatory diagrams of the creep damage life calculation method. 1... Nozzle corner part (evaluation point), 100...
Boiler stress monitoring device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 ボイラ圧力部材に設定された応力監視評価点
における内部流体の温度と流量と圧力部材外面温
度を検出し、これらの検出データに基づいて前記
評価点に発生する熱応力を演算する熱応力演算手
段と、前記評価点における内部流体の内圧を検出
し、該検出内圧に基づいて前記評価点に発生する
内反応力を演算する内圧応力演算手段と、前記熱
応力と前記内圧応力とを加算して合計応力を求め
る合計応力演算手段と、予め設定記憶されている
前記圧力部材の設計疲労線図データに基づいて前
記合計応力に対応する疲労寿命消費を決定する疲
労寿命消費決定手段と、前記合計応力に基づいて
相当応力を演算する相当応力演算手段と、該相当
応力が最大値となりその後内面応力が引張方向と
なる最大相当応力に対応させて応力・歪線図デー
タから初期応力を求める初期応力演算手段と、該
初期応力に対応する応力緩和曲線データに基づい
てクリープ破断寿命消費を決定するクリープ破断
寿命消費決定手段と、前記疲労寿命消費と前記ク
リープ破断寿命消費とを加算して合計寿命消費を
求める合計寿命消費演算手段と、該合計寿命消費
と設定された初期許容寿命消費とから残りの許容
寿命を演算する許容寿命消費演算手段と、を備え
て構成されることを特徴とするボイラ応力監視装
置。
1. Thermal stress calculation means that detects the internal fluid temperature, flow rate, and pressure member outer surface temperature at stress monitoring evaluation points set in the boiler pressure member, and calculates the thermal stress generated at the evaluation point based on these detection data. and internal pressure stress calculation means for detecting the internal pressure of the internal fluid at the evaluation point and calculating an internal reaction force generated at the evaluation point based on the detected internal pressure, and adding the thermal stress and the internal pressure stress. a total stress calculation means for calculating a total stress; a fatigue life consumption determining means for determining a fatigue life consumption corresponding to the total stress based on preset and stored design fatigue diagram data of the pressure member; and a fatigue life consumption determining means for determining a fatigue life consumption corresponding to the total stress; and an initial stress calculation means for calculating the initial stress from the stress/strain diagram data in correspondence with the maximum equivalent stress at which the equivalent stress becomes the maximum value and the internal stress becomes in the tensile direction. means, creep rupture life consumption determining means for determining creep rupture life consumption based on stress relaxation curve data corresponding to the initial stress, and adding the fatigue life consumption and the creep rupture life consumption to determine the total life consumption. Boiler stress monitoring characterized by comprising: a total life consumption calculation means to obtain, and an allowable life consumption calculation means to calculate the remaining allowable life from the total life consumption and the set initial allowable life consumption. Device.
JP22393982A 1982-12-22 1982-12-22 Monitor device for stress of boiler Granted JPS59115901A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22393982A JPS59115901A (en) 1982-12-22 1982-12-22 Monitor device for stress of boiler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22393982A JPS59115901A (en) 1982-12-22 1982-12-22 Monitor device for stress of boiler

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15716093A Division JP2662706B2 (en) 1993-06-28 1993-06-28 Pressure member stress monitoring device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59115901A JPS59115901A (en) 1984-07-04
JPH0442561B2 true JPH0442561B2 (en) 1992-07-13

Family

ID=16806065

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22393982A Granted JPS59115901A (en) 1982-12-22 1982-12-22 Monitor device for stress of boiler

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59115901A (en)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57200604A (en) * 1981-06-03 1982-12-08 Hitachi Ltd Monitoring method and unit for valve casing

Also Published As

Publication number Publication date
JPS59115901A (en) 1984-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106642059B (en) A kind of station boiler high-temperature surface security on-line monitoring method
CN113158494A (en) Heat exchanger virtual-real fusion fault diagnosis method and system
CN106872514A (en) Steady Heat Transfer process heat transfer coefficient and dirtiness resistance value on-line monitoring system and method
Swenson et al. The effects of nucleate boiling versus film boiling on heat transfer in power boiler tubes
CN102734783A (en) Method for calibrating monitoring data parameters of heat-absorbing surfaces at each level of supercritical boiler of power station
Taler et al. Analysis of thermal stresses in a boiler drum during start-up
JP2662706B2 (en) Pressure member stress monitoring device
EP0165675B1 (en) Apparatus for measuring thermal stress of pressure-tight tube
JPH0442561B2 (en)
CN117490051A (en) Steam generation system fault detection method, device, electronic equipment and storage medium
Taler et al. Experimental verification of space marching methods for solving inverse heat conduction problems
CN109990482A (en) Watering equipment, method for diagnosing faults and computer readable storage medium
CN108930977B (en) A method for real-time online acquisition of furnace combustion state
CN114251832B (en) Instant heating device, water outlet temperature prediction method thereof, prediction device and water treatment equipment
JP2902946B2 (en) Abnormality determination device for absorption type water heater
JPH031562B2 (en)
JP2574972B2 (en) Transformer operation boiler life monitoring device
JPS59128429A (en) Life monitoring method for pressure resisting parts
JP3208463B2 (en) Absorption refrigerator
CN118442866A (en) Thermal power unit coupling fused salt energy storage system, monitoring system and regulation and control method
JPH0613942B2 (en) Absorption refrigerator operation monitoring device
JPS6011002A (en) Controller for boiler load
JPS60188702A (en) Device for predicting thermal stress of boiler
JPS59180203A (en) Boiler stress monitoring method
CN112443826A (en) System and method for monitoring whether high-temperature heating surface of boiler is over-temperature or not in real time