JP3111789B2 - Turbine life consumption monitoring device and rotor life consumption monitoring method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、タービン、特に蒸気タ
ービンのケーシングやロータを構成する材料の低サイク
ル疲労，低温脆性破壊，亀裂進展疲労による寿命消費を
監視するタービンの寿命消費監視装置、及びロータの寿
命消費監視方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of low-cycle fatigue, low-temperature brittle fracture, and crack propagation fatigue of materials constituting a casing of a turbine, particularly a steam turbine, and a rotor. The present invention relates to a method for monitoring the life consumption of a rotor.

【０００２】[0002]

【従来の技術】タービン、例えば蒸気タービンのケーシ
ングやロータを構成する材料は、タービンの起動・停
止，負荷変化に伴う温度差に基づく熱応力の繰り返しに
より低サイクル疲労を受け、疲労限度になれば材料は破
損し、タービンの運転が不可能になる。したがって従
来、低サイクル疲労強度に基づいて寿命消費が管理する
寿命を超えないように疲労に対する制限値を定めて、図
１２，図１３に示す寿命消費監視装置によりタービンの
寿命消費を監視している。2. Description of the Related Art Materials constituting a casing of a turbine, for example, a steam turbine or a rotor undergo low cycle fatigue due to repetition of thermal stress based on a temperature difference caused by starting / stopping of the turbine and a change in load. The material breaks down, making the operation of the turbine impossible. Therefore, conventionally, a limit value for fatigue is determined based on the low cycle fatigue strength so that the life consumption does not exceed the managed life, and the life consumption monitoring of the turbine is monitored by the life consumption monitoring device shown in FIGS. .

【０００３】図１２において、蒸気タービンのケーシン
グの寿命消費監視の対象部位の内壁面の温度を検出する
表面温度検出器１と、この温度検出点からケーシングの
厚さ方向の板厚中位部の温度を検出する中位温度検出器
２とが設けられている。このような温度検出器の設置に
よりタービンの起動・停止時、表面温度検出器１でケー
シングの内壁の表面温度を、中位温度検出器２で中位温
度を検出する。そして、計算部４にて表面温度と中位温
度との温度差を算出し、さらにこの温度差に基づき熱歪
及び熱応力を算出する。そして、疲労制限値演算部５に
て起動・停止を繰り返しても寿命消費は計画した起動・
停止の回数を許容できる寿命消費計画の一回当りの低サ
イクル疲労強度による疲労のメタル温度の関数の温度
差，熱歪、又は熱応力の制限値を演算する。In FIG. 12, a surface temperature detector 1 for detecting a temperature of an inner wall surface of a portion to be monitored for life consumption of a casing of a steam turbine, and a middle portion of a thickness in a thickness direction of the casing from the temperature detection point. A medium temperature detector 2 for detecting a temperature is provided. By installing such a temperature detector, when the turbine is started / stopped, the surface temperature detector 1 detects the surface temperature of the inner wall of the casing, and the middle temperature detector 2 detects the middle temperature. Then, the calculating unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature, and further calculates a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, even if the start / stop is repeated by the fatigue limit value calculation unit 5, the life consumption is the planned start / stop.
A limit value of a temperature difference, a thermal strain, or a thermal stress as a function of the metal temperature of the fatigue due to the low cycle fatigue strength per one cycle of the life consumption plan that allows the number of stops is calculated.

【０００４】比較部６において、蒸気タービンの運転
時、ケーシングの寿命消費監視の対象部位の温度差，熱
歪又は熱応力が許容できる範囲は、疲労制限値演算部５
で算出した温度差の起動時の制限値Ａと停止時の制限値
Ｂとの間である。したがって、計算部４で算出した温度
差Ｃと中位温度に対応する温度差の制限値とを比較す
る。In the comparison section 6, when the steam turbine is in operation, the allowable range of the temperature difference, the thermal strain or the thermal stress of the portion to be monitored for the life consumption of the casing is determined by the fatigue limit value calculating section 5.
Is between the start-time limit value A and the stop-time limit value B of the temperature difference calculated in step (1). Therefore, the temperature difference C calculated by the calculation unit 4 is compared with the limit value of the temperature difference corresponding to the medium temperature.

【０００５】なお、上記においては温度差の制限値をと
ったが、熱歪又は熱応力の制限値をとって計算部４にて
算出した熱歪又は熱応力を比較してもよい。判定部７に
て寿命消費監視の対象部位の温度差が制限値の範囲内に
あるか否かを判定し、制限値を超えたときには許容され
る運用制限を指示する。一方、ロータの寿命消費監視の
対象部位の寿命消費監視装置は図１３に示す構成を有し
ている。図１３において表面温度検出器１１は、ロータ
の表面温度を直接測定できないので、寿命消費監視の対
象部位に面するケーシングの表面温度を検出し、この温
度を表面温度とする。そしてこの表面温度に基づき、ロ
ータを円柱モデルで演算したロータの平均温度を温度演
算部１２にて算出する。[0005] In the above, the limit value of the temperature difference is taken, but the limit value of the thermal strain or the thermal stress may be taken and the thermal strain or the thermal stress calculated by the calculation section 4 may be compared. The determination unit 7 determines whether the temperature difference of the target part of the life consumption monitoring is within the range of the limit value, and when the temperature difference exceeds the limit value, instructs an allowable operation limit. On the other hand, the device for monitoring the life consumption of the target portion for monitoring the life consumption of the rotor has the configuration shown in FIG. In FIG. 13, since the surface temperature detector 11 cannot directly measure the surface temperature of the rotor, the surface temperature detector 11 detects the surface temperature of the casing facing the target portion of the life consumption monitoring, and sets this temperature as the surface temperature. Then, based on the surface temperature, the average temperature of the rotor calculated by the cylinder model of the rotor is calculated by the temperature calculation unit 12.

【０００６】上記のロータの表面温度と平均温度とによ
り、計算部４にて温度差，熱歪，熱応力の算出、疲労制
限値演算部５にての温度差の制限値の算出、比較部６に
ての計算部４で算出された温度差が起動時の制限値Ｄ
と、停止時の制限値Ｅとの間の許容できる制限範囲にあ
るか否かの比較、判定部７にての判定は前述のケーシン
グの場合と同じである。[0006] Based on the rotor surface temperature and the average temperature, the calculation section 4 calculates the temperature difference, thermal strain and thermal stress, the fatigue limit value calculation section 5 calculates the temperature difference limit value, and the comparison section. 6, the temperature difference calculated by the calculation unit 4 is the starting limit value D.
The determination as to whether or not it is within the allowable limit range between the stop time limit value E and the determination by the determination unit 7 is the same as in the case of the above-described casing.

【０００７】なお、上記において、温度演算部１２，計
算部４，制限値演算部５における演算、比較部６にての
比較、判定部７にての判定はコンピュータで行なわれ
る。[0007] In the above, the calculations in the temperature calculation unit 12, the calculation unit 4, the limit value calculation unit 5, the comparison in the comparison unit 6, and the determination in the determination unit 7 are performed by a computer.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術では、
制限値は各起動モード、すなわち停止時間の長短による
コールドスタート，ウォームスタート，ホットスタート
及び負荷変化モードに拘らず一定の温度差、又はこれに
基づく熱歪，熱応力で制限していたので、使用温度の高
い所と低い所では、一回当りの寿命消費率が異なり、使
用温度範囲の広い寿命消費監視の対象部位では寿命消費
率の厳しい温度に対する温度差，熱歪又は熱応力で制限
する必要があり、このため起動・停止，負荷変化におけ
る運転の自由度が少なくなるという問題がある。In the above prior art,
The limit value was limited by a certain temperature difference or thermal strain or thermal stress based on the temperature difference regardless of the start mode, that is, cold start, warm start, hot start and load change mode depending on the length of the stop time. The life consumption rate per cycle differs between high and low temperature areas, and it is necessary to limit the temperature consumption, thermal strain, or thermal stress to the temperature at which the life consumption rate is severe in the target area for life consumption monitoring over a wide operating temperature range. Therefore, there is a problem that the degree of freedom of operation in starting / stopping and load changes is reduced.

【０００９】また、制限値の温度差，熱歪又は熱応力は
その最大値の発生頻度が少なくても、最大値の温度差，
熱歪又は熱応力で制限していたので、余裕があるに拘ら
ず寿命消費計画の疲労の回数が制限されるという問題が
ある。なお、本出願人は従来行なわれなかった低温脆性
破壊と、亀裂進展疲労に対する寿命消費の監視を行なう
ことについて検討を行なった。Further, even if the maximum value of the temperature difference, thermal strain or thermal stress of the limit value is low, the temperature difference of the maximum value,
Since the limitation is made by thermal strain or thermal stress, there is a problem that the number of fatigues in the life consumption plan is limited regardless of the margin. In addition, the present applicant has studied on monitoring of low-temperature brittle fracture, which has not been conventionally performed, and life consumption for crack propagation fatigue.

【００１０】さらに、ロータの低サイクル疲労，低温脆
性破壊、及び亀裂進展疲労の寿命消費を同時に監視する
方法についても検討を加えた。本発明の目的は、タービ
ンの対象部位の寿命消費を監視するのに合理的な温度
差，熱歪又は熱応力の制限値を定め、かつ低温脆性破壊
と亀裂進展疲労に対する寿命消費を監視する制限値を定
めて、寿命消費を監視できるタービンの寿命消費監視装
置、及びロータの寿命消費を監視するロータの寿命消費
監視方法を提供することである。[0010] Further, a method for simultaneously monitoring the life consumption of low cycle fatigue, low temperature brittle fracture, and crack propagation fatigue of the rotor has also been studied. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to define a reasonable temperature difference, thermal strain or thermal stress limit for monitoring the life consumption of a target part of a turbine, and to limit the life consumption for low temperature brittle fracture and crack propagation fatigue. It is an object of the present invention to provide a turbine life consumption monitoring device capable of setting a value and monitoring the life consumption, and a rotor life consumption monitoring method for monitoring the life consumption of the rotor.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、各請求項の発明による手段は下記の通りである。請
求項１の発明によれば、タービンとロータの対象部位の
低サイクル疲労強度による寿命消費を監視するタービン
の寿命消費監視装置において、ケーシングとロータの表
面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシングの厚さ
の中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表面温度
検出器で検出したロータの表面温度からロータの平均温
度を算出する温度演算部と、ケーシングにおいては表面
温度検出器での検出表面温度と中位温度検出器での検出
中位温度との温度差、一方ロータにおいては表面温度検
出器での検出表面温度と前記平均温度との温度差を算出
し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力を
算出する計算部と、起動・停止，負荷変化を繰り返して
も寿命消費は計画した起動・停止，負荷変化の回数を許
容できる寿命消費配分に基づく、各起動モード，負荷変
化モード一回当りの疲労に対するケーシングとロータと
におけるメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の
制限値を算出する疲労制限値演算部と、この演算部で算
出した各制限値と計算部で算出したケーシングとロータ
とにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部
と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を指示
する判定部とを備えるものとする。Means for solving the above problems In order to solve the above problems, the means according to the present invention are as follows. According to the first aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption of a target portion of a turbine and a rotor due to low cycle fatigue strength, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of a casing and a rotor, and a casing. A middle temperature detector for detecting the temperature of the middle portion of the thickness, a temperature calculation unit for calculating the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a surface temperature detector for the casing And the temperature difference between the surface temperature detected by the medium temperature detector and the average temperature between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the temperature difference between these temperatures is calculated. A calculation unit that calculates the thermal strain and thermal stress based on the difference, and the life consumption that allows the planned number of start / stop and load changes even if the start / stop / load change is repeated. A fatigue limit value calculation unit for calculating a temperature difference of a function of a metal temperature between a casing and a rotor with respect to fatigue per one start mode and load change mode, and a limit value of thermal strain or thermal stress based on the distribution; A comparison unit that compares each limit value calculated by the unit with the temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation unit, and instructs operation restriction when the comparison unit exceeds the limit value. And a determination unit.

【００１２】請求項２の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの対象部位の低サイクル疲労強度による
寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置におい
て、ケーシングとロータの表面温度を検出する表面温度
検出器と、ケーシングの厚さの中位部の温度を検出する
中位温度検出器と、表面温度検出器で検出したロータの
表面温度からロータの平均温度を算出する温度演算部
と、ケーシングにおいては表面温度検出器での検出表面
温度と中位温度検出器での検出中位温度との温度差、一
方ロータにおいては表面温度検出器での検出表面温度と
前記平均温度との温度差を算出し、これらの温度差に基
づいてそれぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、寿命
消費計画の起動・停止一回当りの疲労に対するメタル温
度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の平均値を定め、こ
の平均値に対して計画する個々の起動・停止の温度差，
熱歪又は熱応力の統計による分布から起動・停止を繰り
返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を許容で
きるケーシングとロータとにおける温度差，熱歪又は熱
応力の制限範囲を拡大した制限値を算出する統計的制限
値演算部と、この演算部で算出した各制限値と計算部で
算出したケーシングとロータとにおける温度差，熱歪又
は熱応力とを比較する比較部と、この比較部にて制限値
を超えたとき運用制限を指示する判定部とを備えるもの
とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of a target portion of a turbine casing and a rotor due to low cycle fatigue strength, wherein the surface temperature of the casing and the rotor is detected. A detector, a middle temperature detector for detecting the temperature of the middle part of the thickness of the casing, a temperature calculation unit for calculating the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. Is the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the rotor calculates the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the average temperature. And a calculation unit for calculating thermal strain and thermal stress based on these temperature differences, and a temperature difference of a function of a metal temperature with respect to fatigue per start / stop of the life consumption plan. Determines the average value of the distortion or thermal stress, the temperature difference between the individual start-stop be planned for this average value,
Even if starting / stopping is repeated from the statistical distribution of thermal strain or thermal stress, the life consumption can be as many as the planned number of times of starting / stopping. A statistical limit value calculating section for calculating a value; a comparing section for comparing each limit value calculated by the calculating section with a temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculating section; And a determination unit for instructing an operation restriction when the restriction value is exceeded.

【００１３】請求項３の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの対象部位の低サイクル疲労強度による
寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置におい
て、ケーシングとロータの表面温度を検出する表面温度
検出器と、ケーシングの厚さの中位部の温度を検出する
中位温度検出器と、表面温度検出器で検出したロータの
表面温度からロータの平均温度を算出する温度演算部
と、ケーシングにおいては表面温度検出器での検出表面
温度と中位温度検出器での検出中位温度との温度差、一
方ロータにおいては表面温度検出器での検出表面温度と
前記平均温度との温度差を算出し、これらの温度差に基
づいてそれぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、寿命
消費配分に基づく各起動モード，負荷変化モードの一回
当りの疲労に対するメタル温度の関数の温度差，熱歪又
は熱応力の平均値を定め、この平均値に対して計画する
個々の起動・停止，負荷変化の温度差，熱歪又は熱応力
の統計による分布から起動・停止，負荷変化を繰り返し
ても寿命消費は計画した起動・停止，負荷変化の回数を
許容できるケーシングとロータとにおける温度差，熱歪
又は熱応力の制限範囲を拡大した制限値を演算する統計
的制限値演算部と、この演算部で算出した各制限値と計
算部で算出した温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比
較部と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を
指示する判定部とを備えるものとする。According to the third aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption due to low cycle fatigue strength of a target portion of a turbine casing and a rotor, wherein a surface temperature of a casing and a rotor is detected. A detector, a middle temperature detector for detecting the temperature of the middle part of the thickness of the casing, a temperature calculation unit for calculating the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. Is the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the rotor calculates the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the average temperature. And a calculator for calculating the thermal strain and the thermal stress based on the temperature difference, and for the fatigue in each start mode and load change mode based on the life consumption distribution. Determine the average value of the temperature difference, thermal strain or thermal stress of the function of the temperature, and start / stop each individual planned for this average value, start from the temperature difference of load change, statistical distribution of thermal strain or thermal stress.・ Statistics for calculating the limit value that expands the limit range of temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor that allows the planned start / stop and the number of load changes even if the stop and load change are repeated. And a comparison unit for comparing each limit value calculated by this calculation unit with the temperature difference, thermal strain or thermal stress calculated by the calculation unit, and operating when the comparison unit exceeds the limit value. And a determination unit for instructing restriction.

【００１４】請求項４の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの低温脆性破壊の寿命消費を監視するタ
ービンの寿命消費監視装置において、ケーシングとロー
タの表面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシング
の厚さの中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表
面温度検出器で検出したロータの表面温度からロータの
軸心温度と平均温度とを算出する温度演算部と、ケーシ
ングにおいては表面温度検出器での検出表面温度と中位
温度検出器での検出中位温度との温度差、一方ロータに
おいては前記軸心温度と平均温度との温度差を算出し、
これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力を算出
する計算部と、起動・停止を繰り返しても寿命消費は計
画した起動・停止の回数を許容できる寿命消費計画の起
動・停止一回における低温脆性破壊のケーシングとロー
タとにおけるメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応
力の制限値を算出する脆性制限値演算部と、この演算部
で算出した各制限値と計算部で算出したケーシングとロ
ータとにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比
較部と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を
指示する判定部とを備えるものとする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of low temperature brittle fracture of a turbine casing and a rotor, wherein a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor; A middle temperature detector that detects a temperature of a middle portion of the thickness of the casing, a temperature calculation unit that calculates an axial temperature and an average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. In the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated.
A calculation unit that calculates thermal strain and thermal stress based on these temperature differences, and a lifetime consumption plan that allows the planned number of startups and shutdowns even after repeated startups and shutdowns. A brittle limit value calculation unit for calculating a temperature difference of a function of a metal temperature between the casing and the rotor for low-temperature brittle fracture, a limit value of thermal strain or thermal stress, and each limit value calculated by this calculation unit and calculated by a calculation unit A comparison unit for comparing the temperature difference, thermal strain, or thermal stress between the casing and the rotor, and a determination unit for instructing operation restriction when the comparison unit exceeds a limit value.

【００１５】請求項５の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの対象部位の亀裂進展疲労の寿命消費を
監視するタービンの寿命消費監視装置において、ケーシ
ングとロータの表面温度を検出する表面温度検出器と、
ケーシングの厚さの中位部の温度を検出する中位温度検
出器と、表面温度検出器で検出したロータの表面温度か
らロータの軸心温度と平均温度とを算出する温度演算部
と、ケーシングにおいては表面温度検出器での検出表面
温度と中位温度検出器での検出中位温度との温度差、一
方ロータにおいては前記軸心温度と平均温度との温度差
を算出し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱
応力を算出する計算部と、起動・停止を繰り返しても寿
命消費は計画した起動・停止の回数を許容できる寿命消
費計画の起動・停止一回当りの亀裂進展疲労のケーシン
グとロータとにおける温度差，熱歪又は熱応力の制限値
を算出する亀裂制限値演算部と、この演算部で算出した
各制限値と計算部で算出したケーシングとロータとにお
ける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部と、こ
の比較部にて制限値を超えたとき運用制限を指示する判
定部とを備えるものとする。According to a fifth aspect of the present invention, in a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of crack propagation fatigue in a target portion of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detection for detecting a surface temperature of the casing and a rotor. Vessels,
A middle temperature detector that detects a temperature of a middle portion of the thickness of the casing, a temperature calculation unit that calculates an axial temperature and an average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. Calculates the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, and calculates the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor. A calculation unit that calculates thermal strain and thermal stress based on the difference, and a life growth plan that allows the number of planned start and stop even if the start and stop are repeated. A crack limit value calculator for calculating a limit value of a temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor due to fatigue, and a limit value calculated by the calculator and a temperature difference between the casing and the rotor calculated by the calculator. , Thermal strain And ones comprising a comparison unit for comparing the thermal stress, and a determination unit for instructing the operation limit when the limit value is exceeded by the comparison unit.

【００１６】請求項６の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの低温脆性破壊の寿命消費を監視するタ
ービンの寿命消費監視装置において、ケーシングとロー
タの表面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシング
の厚さの中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表
面温度検出器で検出したロータの表面温度からロータの
軸心温度と平均温度とを算出する温度演算部と、ケーシ
ングにおいては表面温度検出器での検出表面温度と中位
温度検出器での検出中位温度との温度差、一方ロータに
おいては前記軸心温度と平均温度との温度差を算出し、
これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力を算出
する計算部と、寿命消費計画の起動・停止一回における
低温脆性破壊に対するメタル温度の関数の温度差，熱歪
又は熱応力の平均値を定め、この平均値に対して計画す
る個々の起動・停止の温度差，熱歪又は熱応力の統計に
よる分布から起動・停止を繰り返しても寿命消費は計画
した起動・停止の回数を許容できるケーシングとロータ
とにおける温度差，熱歪又は熱応力の制限範囲を拡大し
た制限値を算出する統計的制限値演算部と、この演算部
で算出した各制限値と計算部で算出したケーシングとロ
ータとにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比
較部と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を
指示する判定部とを備えるものとする。According to the sixth aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of low-temperature brittle fracture of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, A middle temperature detector that detects a temperature of a middle portion of the thickness of the casing, a temperature calculation unit that calculates an axial temperature and an average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. In the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated.
A calculation unit that calculates thermal strain and thermal stress based on these temperature differences, respectively, and a temperature difference of a function of a metal temperature with respect to low-temperature brittle fracture in one start / stop of a life consumption plan, and an average value of thermal strain or thermal stress. Even if the start and stop are repeated from the statistical distribution of the start and stop temperature differences, thermal strains or thermal stresses planned for this average value, the life consumption can be permissible for the planned number of start and stop. A statistical limit value calculator for calculating a limit value obtained by expanding a limit range of a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress between the casing and the rotor; a limit value calculated by the calculator; a casing and a rotor calculated by the calculator; And a determination unit for instructing operation restriction when the comparison unit exceeds a limit value.

【００１７】請求項７の発明によれば、タービンのケー
シングとロータの対象部位の亀裂進展疲労の寿命消費を
監視するタービンの寿命消費監視装置において、ケーシ
ングとロータの表面温度を検出する表面温度検出器と、
ケーシングの厚さの中位部の温度を検出する中位温度検
出器と、表面温度検出器で検出したロータの表面温度か
らロータの軸心温度と平均温度とを算出する温度演算部
と、ケーシングにおいては表面温度検出器での検出表面
温度と中位温度検出器での検出中位温度との温度差、一
方ロータにおいては前記軸心温度と平均温度との温度差
を算出し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱
応力を算出する計算部と、寿命消費計画の起動・停止一
回当りの亀裂進展疲労に対するメタル温度の関数の温度
差，熱歪又は熱応力の平均値を定め、この平均値に対し
て計画する個々の起動・停止の温度差，熱歪又は熱応力
の統計による分布から起動・停止を繰り返しても寿命消
費は計画した起動・停止の回数を許容できるケーシング
とロータとにおける温度差，熱歪又は熱応力の制限範囲
を拡大した制限値を算出する統計的制限値演算部と、こ
の演算部で算出した各制限値と計算部で算出した温度
差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部と、この比較部
にて制限値を超えたとき運用制限を指示する判定部とを
備えるものとする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption of crack propagation fatigue of a target portion of a turbine casing and a rotor, wherein a surface temperature detection of the casing and a rotor is performed. Vessels,
A middle temperature detector that detects a temperature of a middle portion of the thickness of the casing, a temperature calculation unit that calculates an axial temperature and an average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing. Calculates the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, and calculates the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor. Calculate the thermal strain and thermal stress based on the difference, and determine the temperature difference of the function of metal temperature and the average value of thermal strain or thermal stress for crack growth fatigue per start / stop of life consumption plan. Even if the start and stop are repeated from the statistical distribution of the start and stop temperature differences, thermal strains or thermal stresses planned for this average value, the life consumption can be as large as the number of planned start and stop times. In the rotor A statistical limit value calculating section for calculating a limit value obtained by expanding a limit range of a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress, and a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress calculated by the calculating section and each limit value calculated by the calculating section; And a determination unit that instructs operation restriction when the comparison value exceeds the limit value.

【００１８】請求項８の発明によれば、タービンのロー
タの対象部位の低サイクル疲労，低温脆性破壊及び亀裂
進展疲労による寿命消費を監視するロータの寿命消費監
視方法において、表面温度検出器で検出したロータの表
面温度と、この表面温度から算出したロータの平均温度
との温度差、及びこの温度差に基づいて熱歪，熱応力を
算出し、寿命消費計画の起動・停止一回当りの低サイク
ル疲労に対するメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱
応力の疲労制限値を算出し、さらに前記ロータの検出し
た表面温度からロータの軸心温度と平均温度とを算出
し、この軸心温度と平均温度との温度差、及びこの温度
差に基づいて熱歪，熱応力を算出し、寿命消費計画の起
動・停止一回当りの低温脆性破壊と亀裂進展疲労とのそ
れぞれに対するメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱
応力の脆性制限値と亀裂制限値とを算出し、前記疲労制
限値，脆性制限値，亀裂制限値のうち低い方をメタル温
度に対応する制限値とし、この制限値に対して対象部位
の寿命消費を監視し、制限値を超えたとき運用制限を行
なうものとする。According to the invention of claim 8, in a rotor life consumption monitoring method for monitoring the life consumption of a target portion of a turbine rotor due to low cycle fatigue, low temperature brittle fracture and crack propagation fatigue, the surface temperature detector detects the life consumption. Temperature difference between the measured rotor surface temperature and the average temperature of the rotor calculated from the surface temperature, and thermal strain and thermal stress are calculated based on the temperature difference. Calculate the temperature difference of the function of the metal temperature with respect to the cycle fatigue, the fatigue limit value of the thermal strain or the thermal stress, and calculate the shaft temperature and the average temperature of the rotor from the detected surface temperature of the rotor. The difference between the temperature and the average temperature, and the thermal strain and thermal stress are calculated based on this temperature difference, and the meta data for the low-temperature brittle fracture and crack growth fatigue per start / stop of the life consumption plan are calculated. The temperature difference of the function of temperature, the brittleness limit value of the thermal strain or thermal stress and the crack limit value are calculated, and the lower one of the fatigue limit value, the brittleness limit value and the crack limit value is set as the limit value corresponding to the metal temperature. It is assumed that the life consumption of the target part is monitored with respect to the limit value, and the operation restriction is performed when the limit value is exceeded.

【００１９】[0019]

【作用】上記各請求項の発明による手段の作用を請求項
ごとに下記に記述する。 請求項１ タービンのケーシングやロータの起動・停止，負荷変化
の繰り返しにより生じる低サイクル疲労による寿命消費
の監視は、前述のように寿命消費監視の対象部位におい
て、ケーシングにおいては表面温度検出器で検出した表
面温度と中位温度検出器で検出した厚さの中位部の中位
温度との温度差、一方ロータにおいては表面温度検出器
で検出した表面温度と温度演算部で前記表面温度から算
出した平均温度との温度差、これらの温度差に基づく熱
歪，熱応力を計算部で算出し、この温度差，熱歪又は熱
応力を後述するこれらの制限値と比較して行なわれる。The operation of the means according to the present invention will be described below for each claim. According to the present invention, monitoring of life consumption due to low cycle fatigue caused by repeated start / stop of the casing and rotor of the turbine and change in load is detected by the surface temperature detector in the casing at the target part of the life consumption monitoring as described above. Temperature difference between the measured surface temperature and the median temperature of the middle part of the thickness detected by the medium temperature detector, while the rotor temperature is calculated from the surface temperature detected by the surface temperature detector and the surface temperature by the temperature calculation unit. The calculation unit calculates a temperature difference from the calculated average temperature, a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference, and compares the temperature difference, the thermal strain or the thermal stress with these limit values described later.

【００２０】ここで、タービンの運用期間において寿命
消費配分は、タービンの停止時間の長さに応じて長い時
間の方からコールドスタート，ウォームスタート，ホッ
トスタートの各起動モード、及び負荷変化モードに従っ
て計画される。この場合、疲労制限値演算部にて起動・
停止，負荷変化を繰り返しても寿命消費は計画した起動
・停止，負荷変化の回数を許容できる寿命消費配分に基
づく各種起動モード，負荷変化モード一回当りの疲労の
ケーシングとロータとにおけるメタル温度の関数の温度
差，熱歪，熱応力の各制限値が算出される。Here, during the operation period of the turbine, the life consumption distribution is planned in accordance with each start mode of cold start, warm start, hot start, and load change mode from a long time according to the length of the turbine stop time. Is done. In this case, start /
The life consumption is the planned start / stop even if the stop and load change are repeated. Various start modes based on the life consumption distribution that allows the number of load changes, the fatigue of one load change mode. The respective limit values of the temperature difference, thermal strain, and thermal stress of the function are calculated.

【００２１】したがって、各起動モード，負荷変化モー
ドにより、計算部で算出した温度差，熱歪又は熱応力を
それぞれ疲労制限値演算部で算出したメタル温度の関数
の温度差，熱歪又は熱応力の制限値と比較部にて比較す
る。そして、判定部で判定し、制限値を超えたときには
運用制限を指示する。 請求項２ 前記従来技術におけるタービンのケーシングとロータの
対象部位の低サイクル疲労に対する寿命消費を監視する
際のケーシングとロータにおける温度差，熱歪又は熱応
力の制限値を定める場合、統計的制限値演算部にて寿命
消費計画の起動・停止一回当りの低サイクル疲労に対す
るメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の平均値
を定め、この各平均値に対して計画する個々の起動・停
止の温度差，熱歪又は熱応力のそれぞれの統計による分
布から温度差，熱応歪又は熱応力の制限範囲を拡大した
制限値を定める。この拡大した制限値と計算部で算出し
たケーシング，ロータの温度差，熱歪又は熱応力を比較
部にて前記各制限値と比較し、判定部で判定し、制限値
を超えたとき運用制限を指示する。この結果、タービン
の運転の自由度は増加する。Therefore, the temperature difference, the thermal strain or the thermal stress calculated by the calculation unit in each of the start mode and the load change mode is calculated as the temperature difference, the thermal strain or the thermal stress of the metal temperature calculated by the fatigue limit value calculation unit. Is compared with the limit value of. Then, the judgment is made by the judging section, and if the limit value is exceeded, an operation restriction is instructed. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of: determining a temperature difference, a thermal strain, or a thermal stress between the casing and the rotor when monitoring the life consumption of the target portion of the turbine casing and the rotor for low cycle fatigue. The arithmetic unit determines the average value of the temperature difference, thermal strain or thermal stress of the function of the metal temperature for the low cycle fatigue per start / stop of the life consumption plan, and the individual start planned for each average value -From the statistical distribution of the temperature difference, thermal strain, or thermal stress at the stop, determine the limit value that expands the limit range of the temperature difference, thermal strain, or thermal stress. The expanded limit value and the temperature difference, thermal strain or thermal stress of the casing and the rotor calculated by the calculation unit are compared with the respective limit values by the comparison unit, and determined by the determination unit. Instruct. As a result, the degree of freedom in operating the turbine increases.

【００２２】請求項３ 前述の各起動モード，負荷変化モードに分けられて起動
・停止，負荷変化が繰り返されるとき、メタル温度の関
数の温度差，熱歪又は熱応力の制限値を定める場合、統
計的制限値演算部にて各起動モード，負荷変化モード一
回当りの疲労に対するメタル温度の関数の温度差，熱歪
又は熱応力の平均値を定め、この平均値に対して計画す
る個々の起動・停止，負荷変化の温度差，熱歪又は熱応
力の統計的な分布から制限範囲を拡大した制限値を定め
る。そして前述のように、比較部にて前記拡大した制限
値と計算部にて算出した温度差，熱歪又は熱応力とを比
較し、判定部で判定し、制限値を超えたとき運用制限を
指示する。この結果、タービンの運転の自由度がさらに
増加する。When the start / stop and the load change are repeated in each of the above-mentioned start modes and load change modes, when the temperature difference of the function of the metal temperature, the thermal strain or the limit value of the thermal stress are determined, The statistical limit value calculation unit determines the average value of the temperature difference, the thermal strain or the thermal stress of the function of the metal temperature with respect to the fatigue per one start mode and load change mode, and the individual value to be planned for this average value. From the statistical distribution of start / stop, temperature difference of load change, thermal strain or thermal stress, a limit value with the limit range expanded is determined. Then, as described above, the comparison unit compares the expanded limit value with the temperature difference, thermal strain or thermal stress calculated by the calculation unit, makes a determination in the determination unit, and when the limit value is exceeded, sets the operation restriction. To instruct. As a result, the degree of freedom of the operation of the turbine further increases.

【００２３】請求項４ タービンのケーシングとロータにおいて低温脆性破壊
は、低温部になるケーシングの外表面とロータの軸心部
に生じる。この場合、これらの低温脆性破壊による寿命
消費は下記のように監視される。ケーシングとロータの
監視対象部位の表面温度を表面温度検出器で検出すると
ともに、ケーシングにおいてはケーシングの厚さの中位
部の温度を中位温度検出器で検出し、一方ロータにおい
ては温度演算部でロータの検出した表面温度から円柱モ
デルにより、軸心温度及び平均温度を算出する。In the turbine casing and the rotor, the low-temperature brittle fracture occurs on the outer surface of the casing which becomes a low-temperature portion and on the axial center of the rotor. In this case, the life consumption due to these low-temperature brittle fractures is monitored as follows. The surface temperature of the monitored part of the casing and the rotor is detected by a surface temperature detector, and the temperature of the middle part of the casing thickness is detected by a medium temperature detector in the casing, while the temperature calculating part is detected by the rotor. Then, the shaft temperature and the average temperature are calculated from the surface temperature detected by the rotor using a cylindrical model.

【００２４】そして、計算部にてケーシングにおいては
表面温度と中位温度との温度差、この温度差に基づく熱
歪，熱応力を算出し、一方ロータにおいては軸心温度と
平均温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，熱応力
を算出する。この際、脆性制限値演算部にて起動・停止
を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を
許容できる寿命消費計画の起動・停止一回における低温
脆性破壊のケーシングとロータとにおけるメタル温度の
関数の温度差，熱歪，熱応力の各制限値を算出する。Then, the calculation unit calculates the temperature difference between the surface temperature and the medium temperature in the casing, and the thermal strain and thermal stress based on the temperature difference, while calculating the temperature between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor. A difference, a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference are calculated. At this time, even if starting and stopping are repeated in the brittleness limit value calculation unit, the life consumption can allow the number of planned start and stop times. Calculate the temperature difference, thermal strain, and thermal stress limit values of the temperature function.

【００２５】そして、比較部にて計算部で算出したケー
シングとロータとにおける温度差，熱歪又は熱応力と前
記各制限値とを比較し、判定部で判定し、制限値を超え
たとき運用制限を指示する。 請求項５ タービンのケーシングとロータとにおいて亀裂進展疲労
は、ケーシングにおいては高応力部、ロータにおいては
軸心部にある初期内在欠陥により生じる。この場合、こ
の亀裂進展疲労による寿命消費は下記のようにして監視
される。Then, the comparison section compares the temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation section with each of the limit values, makes a determination in the determination section, and operates when the limit value is exceeded. Indicate restrictions. Claim 5 In the turbine casing and the rotor, the crack growth fatigue is caused by an initial intrinsic defect at a high stress portion in the casing and in an axial center portion in the rotor. In this case, the life consumption due to the crack growth fatigue is monitored as described below.

【００２６】請求項４で記述したと同じ要領でケーシン
グの表面温度と中位温度、ロータの軸心温度と平均温度
を測定又は演算により求め、計算部でケーシングにおい
ては表面温度と平均温度との温度差、この温度差に基づ
く熱歪，熱応力を算出し、一方ロータにおいては軸心温
度と平均温度との温度差、これに基づく熱歪，熱応力を
算出する。この際、亀裂制限値演算部にて起動・停止を
繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を許
容できる寿命消費計画の起動・停止一回当りの亀裂進展
疲労のケーシングとロータとにおけるメタル温度の関数
の温度差，熱歪，熱応力の制限値を算出する。そして、
比較部にて計算部で算出したケーシングとロータとにお
ける温度差，熱歪又は熱応力と前記各制限値とを比較
し、判定部で判定し、制限値を超えたとき運用制限を指
示する。In the same manner as described in claim 4, the surface temperature and the middle temperature of the casing, the shaft center temperature and the average temperature of the casing are measured or calculated, and the calculation section calculates the difference between the surface temperature and the average temperature in the casing. The temperature difference and the thermal strain and thermal stress based on the temperature difference are calculated, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature and the thermal strain and thermal stress based on the temperature difference are calculated in the rotor. At this time, even if the start and stop are repeated in the crack limit value calculation unit, the life consumption is allowed to allow the number of times of the planned start and stop. Calculate limit values of temperature difference, thermal strain, and thermal stress as a function of metal temperature. And
The comparison section compares the temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation section with each of the limit values, makes a determination in the determination section, and instructs operation restriction when the limit value is exceeded.

【００２７】請求項６ タービンのケーシングとロータとの低温脆性破壊の寿命
消費を監視するとき、寿命消費計画の起動・停止一回に
おけるケーシングとロータとにおけるメタル温度の関数
の温度差，熱歪，熱応力の制限値を定める場合、統計的
制限値演算部にて寿命消費計画の起動・停止一回におけ
るメタル温度の関数の低温脆性破壊に対するケーシング
とロータとにおける温度差，熱歪，熱応力の平均値を定
め、この平均値に対して計画する個々の起動・停止に対
する温度差，熱歪，熱応力の統計による分布から起動・
停止を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回
数を許容できる制限範囲を拡大した制限値を算出する。
そして、比較部にてこれらの拡大した各制限値と計算部
で算出したケーシングとロータとにおける温度差，熱歪
又は熱応力とを比較し、判定部で判定し、制限値を超え
たとき運用制限を指示する。According to a sixth aspect of the present invention, when monitoring the life consumption of low-temperature brittle fracture between a casing and a rotor of a turbine, a temperature difference of a function of a metal temperature between the casing and the rotor in one start / stop of the life consumption plan, heat distortion, When the limit value of the thermal stress is determined, the statistical limit value calculation unit calculates the temperature difference between the casing and the rotor against the low-temperature brittle fracture of the function of the metal temperature at one start / stop of the life consumption plan, the thermal strain, and the thermal stress. The average value is determined, and the start / stop is determined from the statistical distribution of temperature difference, thermal strain, and thermal stress for each start / stop planned for this average value.
Even if the stop is repeated, the life consumption is calculated as a limit value in which a limit range in which the planned number of start and stop times is allowed is expanded.
Then, the comparison unit compares each of the enlarged limit values with the temperature difference, thermal strain, or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation unit. Indicate restrictions.

【００２８】請求項７ タービンのケーシングとロータとの亀裂進展疲労の寿命
消費を監視するとき、統計的制限値演算部にて寿命消費
計画の起動・停止一回当りの亀裂進展疲労に対するケー
シングとロータとにおけるメタル温度の関数の温度差、
この温度差に基づく熱歪，熱応力の制限値を定める際、
前述のようにしてケーシングとロータとにおける温度
差，熱歪又は熱応力の平均値を定め、この平均値に対し
て計画する個々の起動・停止の温度差，熱歪又は熱応力
の統計的な分布からこれらの温度差，熱歪又は熱応力の
制限範囲を拡大した制限値を算出する。そして、比較部
にてこれらの拡大した各制限値と計算部で算出したケー
シングとロータとにおける温度差，熱歪又は熱応力のそ
れぞれと比較し、判定部で判定し、制限値を超えたとき
運用制限を指示する。According to a seventh aspect of the present invention, when monitoring the life consumption of crack growth fatigue between the casing and the rotor of the turbine, the casing and the rotor with respect to the crack growth fatigue per start / stop of the life consumption plan are calculated by the statistical limit value calculation unit. Temperature difference of the function of metal temperature between and
When determining the limits of thermal strain and thermal stress based on this temperature difference,
As described above, the average value of the temperature difference, thermal strain, or thermal stress between the casing and the rotor is determined, and the statistical value of the temperature difference at each start / stop, thermal strain, or thermal stress planned for this average value is determined. From the distribution, a limit value obtained by expanding the limit range of these temperature difference, thermal strain or thermal stress is calculated. Then, the comparison unit compares each of the enlarged limit values with the temperature difference, thermal strain, or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation unit, and determines by the determination unit. Instruct operation restrictions.

【００２９】請求項８ 寿命消費を監視する対象部位が、ロータの表面における
低サイクル疲労とロータの軸心部の低温脆性破壊と亀裂
進展疲労を同時に監視するときには、温度検出器でロー
タの表面温度を検出し、温度演算部でロータの軸心温
度，平均温度とを算出する。そして、計算部にて表面温
度と平均温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，熱
応力を算出する。この際、疲労制限値演算部にて寿命消
費計画の起動・停止一回当りの疲労，亀裂進展疲労、及
び起動・停止一回における低温脆性破壊に対するメタル
温度の関数のケーシングとロータとにおける温度差，熱
歪又は熱応力の低サイクル疲労に対する疲労制限値、低
温脆性破壊に対する脆性制限値及び亀裂進展疲労に対す
る亀裂制限値を算出する。そして、疲労制限値，脆性制
限値，亀裂制限値のうち小さい方を制限値とすることに
より、計算部で算出したロータの温度差，熱歪又は熱応
力と前記制限値とを比較し、制限値を超えたとき運用制
限を行なう。According to a eighth aspect of the present invention, when the portion to be monitored for life consumption simultaneously monitors low cycle fatigue on the surface of the rotor, low-temperature brittle fracture at the center of the rotor, and crack growth fatigue, the surface temperature of the rotor is detected by a temperature detector. And the temperature calculation unit calculates the shaft center temperature and the average temperature of the rotor. Then, the calculation unit calculates a temperature difference between the surface temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. At this time, the temperature difference between the casing and the rotor of the function of the metal temperature for the fatigue per one start / stop, the crack propagation fatigue, and the low temperature brittle fracture in the single start / stop in the life consumption plan in the fatigue limit value calculation unit. Calculate the fatigue limit value for low cycle fatigue of thermal strain or thermal stress, brittle limit value for low temperature brittle fracture, and crack limit value for crack growth fatigue. The smaller of the fatigue limit value, the brittleness limit value and the crack limit value is set as the limit value, and the temperature difference, thermal strain or thermal stress of the rotor calculated by the calculation unit is compared with the limit value. When the value is exceeded, the operation is restricted.

【００３０】[0030]

【実施例】以下図面に基づいて本発明の実施例につてい
説明する。図１は、本発明の請求項１の実施例による蒸
気タービンのケーシングの寿命消費監視装置のブロック
図である。なお、図１及び後述する図２ないし図１１に
おいて、図１２，図１３の従来例と同一部品には同じ符
号を付し、その説明を省略する。図１において図１２の
従来例と異なるのは、下記の通りである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for monitoring the life consumption of a casing of a steam turbine according to an embodiment of the present invention. 1 and FIG. 2 to FIG. 11, which will be described later, the same parts as those of the conventional example of FIG. 12 and FIG. FIG. 1 differs from the conventional example of FIG. 12 in the following.

【００３１】タービンの起動には前述のように停止時間
の長さにより、その時間が長い方からコールドスター
ト，ウォームスタート，ホットスタートの各起動モード
がある。ここで、このような起動モードに分けられる起
動・停止，負荷変化を繰り返しても、計画した起動・停
止，負荷変化の回数を許容できる寿命消費配分に基づく
各起動モード，負荷変化モード一回当りのメタル温度の
関数の温度差，熱歪，熱応力の制限値を算出する疲労制
限値演算部１５を、図１２の疲労制限値演算部５の代り
に設けている。なお、疲労制限値演算部１５ではタービ
ンの停止時の制限値も算出する。As described above, the start-up of the turbine includes the start-up modes of cold start, warm start, and hot start depending on the length of the stop time. Here, even if the start / stop and load change divided into such start modes are repeated, each of the start modes and load change modes based on the life consumption distribution which allows the number of times of the planned start / stop and load change is permissible. 12 is provided instead of the fatigue limit value calculator 5 in FIG. 12 for calculating the limit values of the temperature difference, the thermal strain, and the thermal stress of the function of the metal temperature. In addition, the fatigue limit value calculation unit 15 also calculates a limit value when the turbine is stopped.

【００３２】疲労制限値演算部１５にて算出した各起動
モード，負荷変化モード，停止の制限値に基づき計算部
４にて算出した温度差を、ケーシングの中位温度に対応
する温度差の前記制限値と比較する比較部１６を図１２
の比較部６の代わりに設けている。なお、比較部１６に
おいてＦはコールドスタート，Ｇはウォームスタート，
Ｈはホットスタート，Ｉは負荷変化，Ｊは停止時のケー
シングの中位温度に対応する制限値である。The temperature difference calculated by the calculation unit 4 based on the start mode, load change mode, and stop limit values calculated by the fatigue limit value calculation unit 15 is calculated by calculating the temperature difference corresponding to the middle temperature of the casing. FIG. 12 shows the comparison unit 16 for comparing with the limit value.
Is provided in place of the comparison unit 6. In the comparison unit 16, F is cold start, G is warm start,
H is a hot start, I is a load change, and J is a limit value corresponding to the middle temperature of the casing at the time of stop.

【００３３】このような構成により、表面温度検出器１
で検出したケーシングの表面温度と中位温度検出器２で
検出した中位温度との温度差、この温度差に基づく熱
歪，熱応力は計算部４にて算出される。そして、疲労制
限値演算部１５にて寿命消費配分に基づくタービンのコ
ールドスタート，ウォームスタート，ホットスタートの
各起動モードと負荷変化モードに対し、低サイクル疲労
強度により、中位温度に対応する各起動モードのコール
ドスタート，ウォームスタート，ホットスタート，負荷
変化，停止時の温度差，熱歪又は熱応力の制限値を算出
する。そして、計算部４にて表面温度検出器１で検出し
た表面温度と中位温度検出器２で検出した中位温度との
温度差を算出し、比較部１６にてこの温度差と各起動モ
ード，負荷変化モードに対する中位温度に対応する温度
差の制限値とを比較する。すなわち、比較部１６にてそ
れぞれコールドスタートＦ，ウォームスタートＧ，ホッ
トスタートＨ，負荷変化Ｉ，停止Ｊの制限値と比較す
る。With such a configuration, the surface temperature detector 1
The temperature difference between the surface temperature of the casing detected by the above and the medium temperature detected by the medium temperature detector 2, and the thermal strain and the thermal stress based on this temperature difference are calculated by the calculation unit 4. Then, the fatigue limit value calculation unit 15 provides a low cycle fatigue strength for each of the cold start, warm start, and hot start modes and the load change mode based on the life consumption distribution, thereby starting each of the turbines corresponding to the medium temperature. Calculate the cold start, warm start, hot start, load change, temperature difference at stop, thermal strain or thermal stress limit value of the mode. Then, the calculating unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector 1 and the medium temperature detected by the medium temperature detector 2, and the comparing unit 16 calculates the difference between the temperature and each start mode. And a limit value of the temperature difference corresponding to the medium temperature in the load change mode. That is, the comparison unit 16 compares the limit values with the cold start F, warm start G, hot start H, load change I, and stop J, respectively.

【００３４】そして、判定部７にて判定し、計算部４に
て算出した温度差が各起動モード，負荷変化モードに対
する温度差の制限値を超えたときには、運用制限が指示
される。なお、比較部１６において温度差の制限値は熱
歪又は熱応力の制限値であってもよく、また中位温度の
代りに他のメタル温度に対応する制限値であってもよ
い。When the temperature difference calculated by the determination unit 7 and calculated by the calculation unit 4 exceeds the limit value of the temperature difference for each start mode and load change mode, an operation restriction is instructed. In the comparison section 16, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the medium temperature.

【００３５】ここで、計算部４と疲労制限値演算部１５
ととでの演算、比較部１６にての比較、判定部７での判
定は後述する同様な演算，比較，判定とともに、コンピ
ュータで行なわれる。図２は、本発明の請求項１の異な
る実施例による蒸気タービンのロータにおける各起動モ
ード，負荷変化モードにおける低サイクル疲労強度によ
る寿命消費監視装置のブロック図である。図２におい
て、図１における中位温度検出器２の代りに図１３の従
来例の表面温度検出器１１で検出したロータの表面温度
から平均温度を算出する温度演算部１２と、寿命消費配
分に基づく各起動モード，負荷変化モードに対するロー
タのメタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の制限値
を演算する疲労制限値演算部２５と、疲労制限値演算部
２５で算出したロータの平均温度に対応する各起動モー
ド，負荷変化モードに対する温度差の制限値と、計算部
４で算出した温度差とを比較する比較部２６とを、それ
ぞれ図１３の疲労制限値演算部５と比較部６との代りに
設けた他は図１と同じである。なお、比較部２６におい
てＦａはコールドスタート，Ｇａはウォームスタート，
Ｈａはホットスタート，Ｉａは負荷変化，Ｊａは停止時
のロータの平均温度に対応する温度差の制限値である。Here, the calculation unit 4 and the fatigue limit value calculation unit 15
The calculation between and and the comparison, the comparison by the comparison unit 16 and the determination by the determination unit 7 are performed by a computer together with the similar calculation, comparison and determination described later. FIG. 2 is a block diagram of a life consumption monitoring device based on low cycle fatigue strength in each start mode and load change mode in a rotor of a steam turbine according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, instead of the middle temperature detector 2 in FIG. 1, a temperature calculation unit 12 for calculating an average temperature from the surface temperature of the rotor detected by the conventional surface temperature detector 11 in FIG. A fatigue limit value calculator 25 for calculating the temperature difference of the function of the metal temperature of the rotor for each start mode and load change mode, thermal strain, and thermal stress, and an average of the rotor calculated by the fatigue limit value calculator 25 The comparison unit 26 that compares the limit value of the temperature difference for each of the start mode and the load change mode corresponding to the temperature with the temperature difference calculated by the calculation unit 4 includes the fatigue limit value calculation unit 5 and the comparison unit of FIG. 6 is the same as FIG. 1 except that it is provided in place of 6. In the comparison section 26, Fa is cold start, Ga is warm start,
Ha is a hot start, Ia is a load change, and Ja is a limit value of a temperature difference corresponding to the average temperature of the rotor at the time of stop.

【００３６】このような構成により、前述のように表面
温度検出器１１で検出したケーシング内壁面の温度をロ
ータの表面温度とし、この表面温度からロータの平均温
度を温度演算部１２にて算出する。そして、計算部４に
てロータの表面温度と平均温度との温度差、この温度差
に基づく熱歪，熱応力を算出する。つぎに、疲労制限値
演算部２５にて寿命消費配分に基づく各起動モードのコ
ールドスタート，ウォームスタート，ホットスタート及
び負荷変化モード，停止のロータの平均温度に対応する
温度差，熱歪又は熱応力の制限値を演算する。With such a configuration, the temperature of the inner wall surface of the casing detected by the surface temperature detector 11 as described above is used as the surface temperature of the rotor, and the average temperature of the rotor is calculated by the temperature calculation unit 12 from the surface temperature. . Then, the calculator 4 calculates a temperature difference between the surface temperature of the rotor and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Next, the fatigue limit value calculation unit 25 performs a cold start, a warm start, a hot start and a load change mode in each start mode based on the life consumption distribution, a temperature difference corresponding to the average temperature of the rotor in a stop, a thermal strain or a thermal stress. Is calculated.

【００３７】つぎに、比較部２６にて計算部４で算出し
た温度差と、平均温度に対応する各起動モードのコール
ドスタートの制限値Ｆａ，ウォームスタートの制限値Ｇ
ａ，ホットスタートの制限値Ｈａ，負荷変化の制限値Ｉ
ａ，停止の制限値Ｊａと比較し、判定部７にて判定し、
温度差が制限値を超えたときは運用制限が指示される。
なお、比較部２６において温度差の制限値は熱歪，熱応
力の制限値であってもよく、また平均温度の代りに他の
メタル温度に対応する制限値であってもよい。Next, the comparison section 26 calculates the temperature difference calculated by the calculation section 4 and the cold start limit value Fa and the warm start limit value G of each start mode corresponding to the average temperature.
a, hot start limit value Ha, load change limit value I
a, is compared with the stop limit value Ja and determined by the determination unit 7;
When the temperature difference exceeds the limit value, an operation restriction is instructed.
In the comparison section 26, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the average temperature.

【００３８】図３は、本発明の請求項２の実施例による
蒸気タービンのケーシングの寿命消費監視装置のブロッ
ク図である。図３において図１２の従来例と異なるの
は、寿命消費計画の起動・停止一回当りの疲労に対する
ケーシングのメタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力
の平均値を定め、この平均値に対して計画する個々の起
動・停止の温度差，熱歪，熱応力の統計による分布か
ら、低サイクル疲労強度により温度差，熱歪，熱応力の
拡大した平均値より大きい制限値を演算する統計的制限
値演算部３５と、前記温度差の制限値と計算部４にて算
出した温度差と比較する比較部３６とを、図１２の統計
的制限値演算部５と比較部６の代りに設けたことであ
る。なお、比較部３６において４０は温度差の統計によ
る分布、例えば正規分布であり、Ｍは平均値である。ま
た、Ｎは平均値Ｍより２倍の標準偏差の分大きい温度差
であり、この温度差Ｎを前記制限値より拡大した拡大制
限値とする。ここで、Ｎｆはケーシングの中位温度に対
応する温度差の拡大制限値を、Ｌは従来の温度差の制限
値を示す。なお、Ｐは停止時の温度差の拡大制限値を示
す。FIG. 3 is a block diagram of an apparatus for monitoring the life consumption of a casing of a steam turbine according to a second embodiment of the present invention. 3 is different from the conventional example of FIG. 12 in that the average value of the temperature difference, thermal strain, and thermal stress of the function of the metal temperature of the casing with respect to the fatigue per start / stop of the life consumption plan is determined. From the statistical distribution of the temperature difference, thermal strain, and thermal stress of each start / stop planned for the system, calculate the limit value that is larger than the expanded average value of the temperature difference, thermal strain, and thermal stress by low cycle fatigue strength. A statistical limit value calculation unit 35 and a comparison unit 36 that compares the limit value of the temperature difference with the temperature difference calculated by the calculation unit 4 are replaced with the statistical limit value calculation unit 5 and the comparison unit 6 in FIG. It is provided in. In the comparison unit 36, reference numeral 40 denotes a distribution based on statistics of the temperature difference, for example, a normal distribution, and M denotes an average value. N is a temperature difference that is larger by a standard deviation twice as large as the average value M, and this temperature difference N is an expansion limit value that is larger than the limit value. Here, Nf indicates an expansion limit value of the temperature difference corresponding to the middle temperature of the casing, and L indicates a conventional limit value of the temperature difference. Note that P indicates an expansion limit value of the temperature difference at the time of stop.

【００３９】このような構成により、ケーシングの表面
温度を表面温度検出器１で、また中位温度を中位温度検
出器２で検出する。そして、計算部４にて検出した表面
温度と中位温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，
熱応力を算出する。そして、統計的制限値演算部３５に
て前述のように、起動・停止一回当りの疲労に対する統
計的分布による中位温度に対応する温度差の拡大制限値
Ｎｆを算出する。With such a configuration, the surface temperature of the casing is detected by the surface temperature detector 1 and the intermediate temperature is detected by the intermediate temperature detector 2. Then, a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature detected by the calculation unit 4, a thermal strain based on the temperature difference,
Calculate the thermal stress. Then, as described above, the statistical limit value calculating unit 35 calculates the expansion limit value Nf of the temperature difference corresponding to the medium temperature based on the statistical distribution of the fatigue per start / stop.

【００４０】つぎに、比較部３６にて計算部４にて算出
された温度差を前記中位温度に対応する拡大制限値Ｎｆ
と比較し、判定部７にて判定し、温度差が拡大制限値Ｎ
ｆを超えたとき運用制限を指示する。なお、比較部３６
において温度差の拡大制限値は熱歪又は熱応力の拡大制
限値であってもよく、また中位温度の代りに他のメタル
温度に対応する拡大制限値であってもよい。Next, the temperature difference calculated by the calculation unit 4 by the comparison unit 36 is used as the expansion limit value Nf corresponding to the intermediate temperature.
And the determination unit 7 determines that the temperature difference is the expansion limit value N
When f is exceeded, an operation restriction is instructed. The comparison unit 36
The expansion limit value of the temperature difference may be an expansion limit value of thermal strain or thermal stress, or may be an expansion limit value corresponding to another metal temperature instead of the intermediate temperature.

【００４１】ここで、タービンのロータにおいても前記
ケーシングによるものと同様に、起動・停止一回当りの
低サイクル疲労に対する図１４の従来例に示すロータの
メタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の平均値を
定め、この平均値に対して計画する個々の起動・停止の
温度差，熱歪又は熱応力の統計的な分布を求め、この分
布から平均値より大きくした拡大制限値、例えば正規分
布であれば平均値より２倍の標準偏差の分大きくした拡
大制限値を採用することにより、前述のケーシングと同
じ効果が得られる。Here, as in the case of the casing, also in the rotor of the turbine, the temperature difference of the function of the metal temperature of the rotor shown in the conventional example of FIG. Determine the average value of thermal stress, find the statistical distribution of the temperature difference of each start / stop, thermal strain or thermal stress planned for this average value, and use this distribution to set the expansion limit value larger than the average value, For example, in the case of a normal distribution, the same effect as in the above-described casing can be obtained by adopting an enlargement limit value that is larger by twice the standard deviation than the average value.

【００４２】図４は、本発明の請求項３の実施例による
蒸気タービンのケーシングの寿命消費監視装置のブロッ
ク図である。図４において、寿命消費配分に基づくコー
ルドスタート，ウォームスタート，ホットスタート等の
各起動モードと、負荷変化モード一回当りの低サイクル
疲労に対するケーシングのメタル温度の関数の温度差、
この温度差に基づく熱歪，熱応力の各平均値を定め、こ
の平均値に対して計画する個々の起動・停止，負荷変化
の温度差，熱歪，熱応力の統計による分布から、平均値
より大きい拡大制限値、例えばこの分布が比較部４６に
示す正規分布４１ならば、平均値より２倍の標準偏差の
分大きい拡大制限値を演算する統計的制限値演算部４５
と、この各起動モード，負荷変化モードに対する拡大制
限値と計算部４で算出した温度差とを比較する比較部４
６とを、それぞれ図１の疲労制限値演算部１５と比較部
１６の代りに設けた他は図１と同じである。FIG. 4 is a block diagram of a device for monitoring the life consumption of a casing of a steam turbine according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 4, the temperature difference of the function of the metal temperature of the casing with respect to each of the start modes such as the cold start, the warm start, and the hot start based on the life consumption distribution, and the low cycle fatigue per load change mode,
The average value of each of the thermal strain and thermal stress based on this temperature difference is determined, and the average value is determined from the statistical distribution of each start / stop, load change temperature, thermal strain, and thermal stress that are planned for this average value. If the enlargement limit value is larger, for example, if the distribution is the normal distribution 41 shown in the comparator 46, the statistical limit value calculator 45 calculates an enlargement limit value larger by twice the standard deviation than the average value.
And a comparison unit 4 for comparing the expansion limit value for each of the start mode and the load change mode with the temperature difference calculated by the calculation unit 4.
6 is the same as that in FIG. 1 except that the fatigue limit value calculation unit 15 and the comparison unit 16 in FIG.

【００４３】なお、比較部４６にてＮａはコールドスタ
ート時の拡大制限値，Ｎｂはウォームスタート時の拡大
制限値，Ｎｃはホットスタート時の拡大制限値，Ｎｄは
負荷変化時の拡大制限値，Ｎｅは停止時の拡大制限値で
ある。このような構成により、タービンのケーシングの
内壁の表面温度を表面温度検出器１で、またケーシング
の板厚の中位部の中位温度を中位温度検出器２で検出
し、統計的制限値演算部４５で温度差の統計的分布、例
えば正規分布４１から求めた各起動モード，負荷変化モ
ードの中位温度に対応するそれぞれの拡大制限値Ｎａ，
Ｎｂ，Ｎｃ，Ｎｄと計算部４で算出した温度差とを比較
部４６にて比較して判定するのは前述と同じである。In the comparing section 46, Na is the expansion limit value at the time of cold start, Nb is the expansion limit value at the time of warm start, Nc is the expansion limit value at the time of hot start, Nd is the expansion limit value at the time of load change, Ne is an expansion limit value at the time of stop. With such a configuration, the surface temperature of the inner wall of the casing of the turbine is detected by the surface temperature detector 1, the middle temperature of the middle part of the casing thickness is detected by the middle temperature detector 2, and the statistical limit value is set. In the start-up mode and the load change mode obtained from the statistical distribution of the temperature difference, for example, the normal distribution 41, the expansion limit values Na,
The comparison between the temperature differences Nb, Nc, and Nd and the temperature difference calculated by the calculation unit 4 by the comparison unit 46 is the same as described above.

【００４４】なお、タービンのロータの低サイクル疲労
の寿命消費監視においては、図２に示す表面温度検出器
１１でロータの表面温度を検出し、この表面温度から温
度演算部１２でロータの平均温度を算出し、この表面温
度と平均温度とを用いて計算部４での温度差，熱歪、熱
応力の算出、図４に示す統計的制限値演算部４５での各
起動モード，負荷変化モードのそれぞれにおける統計的
分布から、メタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の
拡大制限値の算出、比較部４６での平均温度に対応する
各拡大制限値と計算部４で算出した温度差，熱歪又は熱
応力との比較、判定部７での判定は図４に示すケーシン
グの場合と同じである。In monitoring the life consumption of the low-cycle fatigue of the turbine rotor, the surface temperature of the rotor is detected by the surface temperature detector 11 shown in FIG. Is calculated using the surface temperature and the average temperature to calculate the temperature difference, thermal strain, and thermal stress in the calculation unit 4, the respective start modes and the load change mode in the statistical limit value calculation unit 45 shown in FIG. From the statistical distribution in each of the above, calculation of the temperature difference of the function of the metal temperature, the thermal strain, the expansion limit value of the thermal stress, the expansion limit value corresponding to the average temperature in the comparison unit 46 and the temperature calculated by the calculation unit 4 The comparison with the difference, the thermal strain or the thermal stress, and the determination by the determination unit 7 are the same as those of the casing shown in FIG.

【００４５】図５は、本発明の請求項４の実施例による
蒸気タービンのケーシングの低温脆性破壊の寿命消費監
視装置のブロック図である。図５において、前述と同じ
く表面温度検出器１はケーシングの内壁の表面温度を検
出し、中位温度検出器２はケーシングの板厚の中位部の
温度を検出する。計算部４は前述のように温度差，熱
歪，熱応力を算出する。FIG. 5 is a block diagram of a life consumption monitoring apparatus for low temperature brittle fracture of a casing of a steam turbine according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, the surface temperature detector 1 detects the surface temperature of the inner wall of the casing in the same manner as described above, and the middle temperature detector 2 detects the temperature of the middle part of the casing thickness. The calculation unit 4 calculates the temperature difference, the thermal strain, and the thermal stress as described above.

【００４６】脆性制限値演算部５５は、寿命消費計画の
起動・停止一回における低温脆性破壊に対するメタル温
度の関数の温度差，熱歪，熱応力の制限値を算出する。
比較部５６は計算部４で算出した温度差を脆性制限値演
算部５５で算出した中位温度に対応する温度差の制限値
Ｒと比較する。判定部７は前述と同じ作用を行なう。The brittleness limit value calculation unit 55 calculates a limit value of a temperature difference of a function of a metal temperature, a thermal strain, and a thermal stress with respect to a low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan.
The comparison unit 56 compares the temperature difference calculated by the calculation unit 4 with the limit value R of the temperature difference corresponding to the medium temperature calculated by the brittleness limit value calculation unit 55. The determination unit 7 performs the same operation as described above.

【００４７】このような構成により、起動・停止におけ
るケーシングの内壁の表面温度を表面温度検出器１で検
出し、さらに中位温度検出器２でケーシングの板厚の中
位部の中位温度を検出する。そして、計算部４にて表面
温度と中位温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，
熱応力を算出する。脆性制限値演算部５５で寿命消費計
画の起動・停止一回における低温脆性破壊に対する中位
温度に対応する温度差、又は熱歪，熱応力の制限値を算
出する。With such a configuration, the surface temperature of the inner wall of the casing at the time of starting / stopping is detected by the surface temperature detector 1, and the middle temperature detector 2 is used to detect the middle temperature of the middle part of the casing thickness. To detect. Then, the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature, a thermal strain based on the temperature difference,
Calculate the thermal stress. The brittleness limit value calculation unit 55 calculates a temperature difference corresponding to a medium temperature for low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan, or a limit value of thermal strain and thermal stress.

【００４８】つぎに、比較部５６にて計算部４にて算出
した温度差を脆性制限値演算部５５で算出した中位温度
に対応する温度差の制限値Ｒと比較し、判定部７にて判
定し、制限値を超えたときには運用制限を指示する。な
お、比較部５６において温度差の制限値は熱歪又は熱応
力の制限値であってもよく、また中位温度の代りに他の
メタル温度に対応する制限値であってもよい。Next, the comparison unit 56 compares the temperature difference calculated by the calculation unit 4 with the limit value R of the temperature difference corresponding to the medium temperature calculated by the brittleness limit value calculation unit 55, and When the value exceeds the limit value, an operation restriction is instructed. In the comparison section 56, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the middle temperature.

【００４９】図６は、本発明の請求項４の実施例による
蒸気タービンのロータの低温脆性破壊の寿命消費監視装
置のブロック図である。図６において図５と異なるの
は、下記の通りである。表面温度検出器１の代りに前述
の表面温度検出器１１と、この表面温度検出器１１で検
出して前述のように求めたロータの表面温度から、ロー
タの軸心温度２２ａと平均温度２２ｂとを算出する温度
演算部２２と、脆性制限値演算部５５の代りに寿命消費
計画の起動・停止一回におけるロータの低温脆性破壊の
メタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の制限値を算
出する脆性制限値演算部６５とを設けている。FIG. 6 is a block diagram of an apparatus for monitoring the life consumption of low temperature brittle fracture of a rotor of a steam turbine according to a fourth embodiment of the present invention. 6 is different from FIG. 5 in the following. Instead of the surface temperature detector 1, the above-mentioned surface temperature detector 11 and the rotor shaft temperature 22a and the average temperature 22b are obtained from the rotor surface temperature detected by the surface temperature detector 11 and obtained as described above. And the temperature difference of the function of the metal temperature of low-temperature brittle fracture of the rotor in one start / stop of the life consumption plan instead of the temperature calculating unit 22 for calculating the brittle limit value calculating unit 55 and the limit values of the thermal strain and the thermal stress. Is calculated.

【００５０】このような構成により、表面温度検出器１
１でロータの表面温度を検出し、この表面温度に基づい
て温度演算部２２にて円柱モデルにより軸心温度２２
ａ，平均温度２２ｂを算出する。そして、計算部４にて
前記軸心温度と平均温度との温度差、この温度差に基づ
く熱歪，熱応力を算出する。そして、脆性制限値演算部
６５にて寿命消費計画の起動・停止一回における低温脆
性破壊の平均温度に対応する温度差、又は熱歪，熱応力
の制限値を算出する。With such a configuration, the surface temperature detector 1
1, the surface temperature of the rotor is detected, and based on this surface temperature, the temperature calculation unit 22 calculates the shaft temperature 22 by using a cylindrical model.
a, Average temperature 22b is calculated. Then, the calculator 4 calculates a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, the brittleness limit value calculation unit 65 calculates a temperature difference corresponding to the average temperature of low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan, or a limit value of thermal strain and thermal stress.

【００５１】つぎに、比較部６６にて平均温度に対応す
る温度差の制限値Ｓと計算部４にて算出した温度差とを
比較し、判定部７にて判定し、制限値を超えていれば運
用制限を指示する。なお、比較部６６において温度差の
制限値は熱歪，熱応力の制限値であってもよく、また平
均温度の代りに他のメタル温度に対応する制限値であっ
もよい。図７は、本発明の請求項５の実施例による蒸気
タービンのケーシングの亀裂進展疲労の寿命消費監視装
置のブロック図である。図７において、ケーシングの表
面温度を検出する表面温度検出器１はケーシングの表面
温度を検出し、中位温度検出器２はケーシングの板厚の
中位部の温度を検出する。Next, the comparison section 66 compares the limit value S of the temperature difference corresponding to the average temperature with the temperature difference calculated by the calculation section 4, makes a judgment in the judgment section 7, and exceeds the limit value. If so, the operation restriction is instructed. In the comparing section 66, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the average temperature. FIG. 7 is a block diagram of a life consumption monitoring device for crack propagation fatigue of a casing of a steam turbine according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 7, a surface temperature detector 1 for detecting the surface temperature of the casing detects the surface temperature of the casing, and a medium temperature detector 2 detects the temperature of the middle part of the thickness of the casing.

【００５２】計算部４は前述のようにケーシングの表面
温度と中位温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，
熱応力を算出する。亀裂制限値演算部７５は、ケーシン
グの高応力部の初期内在欠陥が限界欠陥の長さに至るま
での熱応力の繰り返し回数を許容できる起動・停止一回
当りのメタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の制限
値を算出する。As described above, the calculation unit 4 calculates the temperature difference between the surface temperature of the casing and the medium temperature, the thermal strain based on this temperature difference,
Calculate the thermal stress. The crack limit value calculation unit 75 calculates a temperature difference of a function of a metal temperature per one start / stop which can allow the number of repetitions of thermal stress until the initial intrinsic defect of the high stress portion of the casing reaches the length of the critical defect, Calculate limit values for thermal strain and thermal stress.

【００５３】比較部７６は計算部４で算出した温度差
を、亀裂制限値演算部７５で算出した亀裂進展疲労のケ
ーシングの中位温度に対応する温度差の制限値Ｔと比較
する。判定部７は前述と同様に制限値を超えたとき運用
制限を指示する。このような構成により、表面温度検出
器１でケーシングの表面温度を検出し、中位温度検出器
２でケーシングの板厚の中位部の中位温度を検出する。
つぎに、計算部４にて前記表面温度と中位温度との温度
差、この温度差に基づく熱歪，熱応力を算出する。The comparison unit 76 compares the temperature difference calculated by the calculation unit 4 with the limit value T of the temperature difference corresponding to the middle temperature of the casing of the crack propagation fatigue calculated by the crack limit value calculation unit 75. The determination unit 7 instructs the operation restriction when the value exceeds the limit value as described above. With such a configuration, the surface temperature detector 1 detects the surface temperature of the casing, and the middle temperature detector 2 detects the middle temperature of the middle part of the thickness of the casing.
Next, the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference.

【００５４】一方、亀裂制限値演算部７５にて算出した
寿命消費計画の起動・停止一回当りの中位温度に対応す
る亀裂進展疲労の温度差、又は熱歪，熱応力の制限値を
算出する。そして、比較部７６にてケーシングの中位温
度に対応する温度差の制限値Ｔと計算部４で算出した温
度差とを比較し、判定部７にて判定し、制限値を超えた
ときには運用制限を指示する。On the other hand, the temperature difference of crack growth fatigue corresponding to the medium temperature per start / stop of the life consumption plan calculated by the crack limit value calculation unit 75 or the limit value of thermal strain and thermal stress is calculated. I do. Then, the comparison unit 76 compares the limit value T of the temperature difference corresponding to the middle temperature of the casing with the temperature difference calculated by the calculation unit 4 and makes a determination in the determination unit 7. Indicate restrictions.

【００５５】なお、比較部７６において温度差の制限値
は熱歪，熱応力の制限値であってもよく、また中位温度
の代りに他のメタル温度に対応する制限値であってもよ
い。図８は、本発明の請求項５の実施例による蒸気ター
ビンのロータの亀裂進展疲労の寿命監視装置のブロック
図である。図８において、表面温度検出器１１は前述の
ようにロータの表面温度を検出し、温度演算部４２は前
述のように表面温度から軸心温度４２ａ及び平均温度４
２ｂを算出する。In the comparison section 76, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the medium temperature. . FIG. 8 is a block diagram of an apparatus for monitoring the life of crack growth fatigue of a rotor of a steam turbine according to a fifth embodiment of the present invention. In FIG. 8, the surface temperature detector 11 detects the surface temperature of the rotor as described above, and the temperature calculator 42 calculates the shaft temperature 42a and the average temperature 4 from the surface temperature as described above.
2b is calculated.

【００５６】計算部４は前記軸心温度と平均温度との温
度差、この温度差に基づく熱歪，熱応力を算出する。亀
裂制限値演算部８５は前記亀裂制限値演算部７５と同様
に演算し、メタル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の
制限値を演算する。比較部８６は計算部４で算出した温
度差を、亀裂制限値演算部８５にて算出したロータの平
均温度に対応する温度差の制限値Ｖと比較する。判定部
７は前述と同じ作用をする。The calculating section 4 calculates a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. The crack limit value calculation unit 85 calculates in the same manner as the crack limit value calculation unit 75, and calculates the limit values of the temperature difference, the thermal strain, and the thermal stress of the function of the metal temperature. The comparing section 86 compares the temperature difference calculated by the calculating section 4 with the limit value V of the temperature difference corresponding to the average temperature of the rotor calculated by the crack limit value calculating section 85. The judging unit 7 operates in the same manner as described above.

【００５７】このような構成により、表面温度検出器１
１で検出したロータの表面温度から温度演算器４２にて
軸心温度４２ａと平均温度４２ｂとを算出する。そし
て、計算部４にて軸心温度と平均温度との温度差、これ
に基づく熱歪，熱応力を算出する。亀裂制限値演算部８
５にて前記亀裂制限値演算部７５と同様に演算し、平均
温度に対応する温度差、又は熱歪，熱応力の制限値を算
出する。つぎに、比較部８６にて平均温度に対応する温
度差の制限値Ｖと計算部４で算出した温度差とを比較
し、判定部にて前述のように判定する。With such a configuration, the surface temperature detector 1
A shaft temperature 42a and an average temperature 42b are calculated by the temperature calculator 42 from the rotor surface temperature detected in step 1. Then, the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Crack limit value calculator 8
In step 5, the calculation is performed in the same manner as the crack limit value calculation unit 75, and the temperature difference corresponding to the average temperature or the limit value of the thermal strain and the thermal stress is calculated. Next, the comparison unit 86 compares the limit value V of the temperature difference corresponding to the average temperature with the temperature difference calculated by the calculation unit 4, and the determination unit makes a determination as described above.

【００５８】なお、比較部８６において温度差の制限値
の代りに熱歪又は熱応力の制限値であってもよく、また
平均温度の代りに他のメタル温度に対応する制限値であ
ってもよい。図９は、本発明の請求項６の実施例による
蒸気タービンのケーシングの低温脆性破壊の寿命消費監
視装置のブロック図である。図９において、寿命消費計
画の起動・停止一回における低温脆性破壊に対するメタ
ル温度の関数の温度差，熱歪，熱応力の平均値を定め、
この平均値に対して計画する個々の起動・停止の温度
差、又は熱歪，熱応力の制限範囲を拡大した平均値より
大きい拡大制限値を演算する統計的制限値演算部９５
と、この演算部９５で演算した中位温度に対応する温度
差、又は熱歪，熱応力の拡大制限値と計算部４にて算出
した温度差、又は熱歪，熱応力とをそれぞれ比較する比
較部９６とを、図６の脆性制限値演算部６５と比較部６
６の代りに設けた他は図６と同じである。In the comparison section 86, the limiting value of the temperature difference may be replaced by the limiting value of thermal strain or thermal stress, or the limiting value corresponding to another metal temperature may be replaced by the limiting value of the average temperature. Good. FIG. 9 is a block diagram of a life consumption monitoring device for low-temperature brittle fracture of a casing of a steam turbine according to a sixth embodiment of the present invention. In FIG. 9, the average value of the temperature difference, the thermal strain, and the thermal stress of the function of the metal temperature with respect to the low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan is determined.
Statistical limit value calculator 95 for calculating a temperature difference between individual start / stop planned for this average value or an expansion limit value larger than the average value obtained by expanding the limit range of thermal strain and thermal stress.
And the temperature difference corresponding to the intermediate temperature calculated by the calculating unit 95, or the expansion limit value of thermal strain and thermal stress, and the temperature difference calculated by the calculating unit 4, or the thermal strain and thermal stress, respectively. The comparison unit 96 is compared with the brittleness limit value calculation unit 65 of FIG.
6 is the same as FIG. 6 except that it is provided in place of 6.

【００５９】ここで、比較部９６において４２は温度差
の統計による分布、例えば正規分布であり、Ｍは平均値
である。また、Ｎは平均値Ｍより２倍の標準偏差の分大
きい温度差であり、この温度差を拡大制限値とする。こ
こで、Ｎｇは中位温度に対応する温度差の拡大制限値を
示す。このような構成により、ケーシングの表面温度を
表面温度検出器１で検出し、ケーシングの板厚の中位部
の温度を中位温度検出器２で検出する。そして、計算部
４にて検出した表面温度と中位温度との温度差、この温
度差に基づく熱歪，熱応力を算出する。そして、統計的
制限値演算部９５にて前述のように起動・停止一回にお
ける低温脆性破壊に対する統計的分布による中位温度に
対応する温度差、又は熱歪，熱応力の拡大制限値を算出
する。Here, 42 is a statistical distribution of the temperature difference, for example, a normal distribution, and M is an average value. N is a temperature difference that is larger than the average value M by twice the standard deviation, and this temperature difference is set as the expansion limit value. Here, Ng indicates an expansion limit value of the temperature difference corresponding to the medium temperature. With such a configuration, the surface temperature of the casing is detected by the surface temperature detector 1, and the temperature of the middle portion of the casing thickness is detected by the middle temperature detector 2. Then, the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature detected, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, as described above, the statistical limit value calculation unit 95 calculates the temperature difference corresponding to the intermediate temperature or the expansion limit value of the thermal strain and the thermal stress based on the statistical distribution for the low-temperature brittle fracture in one start / stop. I do.

【００６０】つぎに、比較部９６にて計算部４にて算出
した温度差を中位温度に対応する温度差の拡大制限値Ｎ
ｇと比較し、判定部７にて判定し、温度差が拡大制限値
を超えたとき運用制限を指示する。なお、比較部９６に
おいて温度差の制限値は熱歪又は熱応力の制限値であっ
てもよく、また中位温度の代りに他のメタル温度に対応
する制限値であってもよい。Next, the comparing section 96 calculates the temperature difference calculated by the calculating section 4 as the temperature difference expansion limit value N corresponding to the medium temperature.
g, the judgment is made by the judgment unit 7, and when the temperature difference exceeds the expansion limit value, an operation restriction is instructed. In the comparison section 96, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the medium temperature.

【００６１】蒸気タービンのロータにおける低温脆性破
壊の寿命消費を監視する場合においても、前述と同様に
温度差，熱歪，熱応力の制限値を図６に示す前記ロータ
によるものと同様に、表面温度検出器１１で検出したロ
ータの表面温度から温度演算部２２で軸心温度２２ａ，
平均温度２２ｂを算出し、計算部４にて軸心温度と平均
温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，熱応力を算
出する。そして、統計的制限値演算部９５にて前述と同
じ要領で、統計的分布から寿命消費計画の起動・停止一
回における低温脆性破壊に対するメタル温度の関数の温
度差の拡大制限値を算出する。そして、比較部９６にて
平均温度に対応する温度差の拡大制限値と計算部で算出
した温度差とを比較し、判定部７にて判定し、拡大制限
値を超えたとき運用制限を指示する。When monitoring the life consumption of low-temperature brittle fracture in a steam turbine rotor, the limit values of temperature difference, thermal strain, and thermal stress are also set in the same manner as described above with reference to FIG. From the surface temperature of the rotor detected by the temperature detector 11, the temperature calculating unit 22 calculates the shaft temperature 22a,
The average temperature 22b is calculated, and the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, in the same manner as described above, the statistical limit value calculation unit 95 calculates, from the statistical distribution, the expansion limit value of the temperature difference of the function of the metal temperature with respect to the low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan. Then, the comparison unit 96 compares the expansion limit value of the temperature difference corresponding to the average temperature with the temperature difference calculated by the calculation unit. The determination unit 7 makes a determination. I do.

【００６２】図１０は、本発明の請求項７の実施例によ
る蒸気タービンのケーシングの亀裂進展疲労の寿命消費
監視装置のブロック図である。図１０において、寿命消
費計画の起動・停止一回当りの亀裂進展疲労に対するメ
タル温度の関数の温度差、この温度差に基づく熱歪，熱
応力の平均値を定め、この平均値に対して計画する個々
の起動・停止の温度差，熱歪又は熱応力の制限範囲を拡
大した拡大制限値を演算する統計的制限値演算部１０５
と、この演算部１０５にて演算した中位温度に対応する
温度差の拡大制限値と計算部４にて算出した温度差とを
比較する比較部１０６とを、それぞれ図７における亀裂
制限値演算部７５と比較部７６との代りに設けた他は図
７と同じである。FIG. 10 is a block diagram of an apparatus for monitoring the life consumption of crack propagation fatigue of a casing of a steam turbine according to a seventh embodiment of the present invention. In FIG. 10, the temperature difference of the function of the metal temperature with respect to the crack growth fatigue per one start / stop of the life consumption plan, the average value of the thermal strain and the thermal stress based on the temperature difference are determined, and the plan is determined for the average value. Statistical limit value calculation unit 105 for calculating an expanded limit value obtained by expanding a limit range of a temperature difference between individual start / stop, thermal strain, or thermal stress to be performed.
7 and a comparison unit 106 for comparing the expansion limit value of the temperature difference corresponding to the medium temperature calculated by the calculation unit 105 with the temperature difference calculated by the calculation unit 4, respectively. It is the same as FIG. 7 except that it is provided instead of the unit 75 and the comparison unit 76.

【００６３】ここで、比較部１０６にて４３は温度差の
統計による分布、例えば正規分布であり、Ｍは平均値で
ある。また、Ｎは平均値Ｍより２倍の標準偏差の分大き
い温度差であり、この温度差を拡大制限値とする。な
お、Ｎｉは中位温度に対応する亀裂進展疲労に対する温
度差の拡大制限値を示す。このような構成により、ケー
シングの表面温度を表面温度検出器１１で検出し、さら
にケーシングの板厚の中位部の中位温度を中位温度検出
器２で検出する。そして、計算部４にて検出した表面温
度と中位温度との温度差、この温度差に基づく熱歪，熱
応力を算出する。そして、統計的制限値演算部１０５に
て前述のように起動・停止一回当りの亀裂進展疲労に対
する統計的分布による中位温度に対応する温度差、又は
熱歪，熱応力の拡大制限値を算出する。Here, 43 is a statistical distribution of the temperature difference, for example, a normal distribution, and M is an average value. N is a temperature difference that is larger than the average value M by twice the standard deviation, and this temperature difference is set as the expansion limit value. Note that Ni indicates an expansion limit value of the temperature difference with respect to the crack growth fatigue corresponding to the medium temperature. With such a configuration, the surface temperature of the casing is detected by the surface temperature detector 11, and the middle temperature of the middle part of the casing thickness is detected by the middle temperature detector 2. Then, the calculation unit 4 calculates a temperature difference between the surface temperature and the medium temperature detected, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, as described above, the statistical limit value calculation unit 105 calculates the temperature difference corresponding to the medium temperature based on the statistical distribution of the crack growth fatigue per start / stop, or the expansion limit value of thermal strain and thermal stress. calculate.

【００６４】つぎに、比較部１０６にて計算部４で算出
した温度差を中位温度に対応する温度差の拡大制限値Ｎ
ｉと比較し、判定部７で判定し、拡大制限値Ｎｉを超え
たとき運用制限を指示する。なお、比較部１０６におい
て温度差の制限値は熱歪又は熱応力の制限値であっても
よく、また中位温度の代りに他のメタル温度に対応する
制限値であってもよい。Next, the comparison unit 106 calculates the temperature difference calculated by the calculation unit 4 as the temperature difference expansion limit value N corresponding to the medium temperature.
Compared with i, the determination unit 7 determines, and when the value exceeds the enlargement limit value Ni, an operation restriction is instructed. In the comparison section 106, the limit value of the temperature difference may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the medium temperature.

【００６５】蒸気タービンのロータにおける亀裂進展疲
労の寿命消費を監視する場合においても、図１０に示す
ケーシングによるものと同様に、図８に示す表面温度検
出器１１で検出したロータの表面温度から温度演算部４
２にて軸心温度４２ａ，平均温度４２ｂを算出し、計算
部４にて軸心温度と平均温度との温度差、この温度差に
基づく熱歪，熱応力を算出する。そして、統計的制限値
演算部１０５にて前述と同じ要領で、統計的分布から寿
命消費計画の起動・停止一回当りの亀裂進展疲労に対す
るメタル温度の関数の温度差の拡大制限値を算出する。
そして、比較部１０６にて平均温度に対応する温度差の
拡大制限値と計算部で算出した温度差とを比較し、判定
部７にて拡大制限値を超えたとき運用制限を指示する。When monitoring the life consumption of crack propagation fatigue in the rotor of a steam turbine, similarly to the case of the casing shown in FIG. 10, the temperature is calculated from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector 11 shown in FIG. Arithmetic unit 4
2, a shaft core temperature 42a and an average temperature 42b are calculated, and a calculation unit 4 calculates a temperature difference between the shaft core temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference. Then, in the same manner as described above, the statistical limit value calculation unit 105 calculates the expansion limit value of the temperature difference of the function of the metal temperature with respect to the crack growth fatigue per start / stop of the life consumption plan from the statistical distribution. .
Then, the comparison unit 106 compares the expansion limit value of the temperature difference corresponding to the average temperature with the temperature difference calculated by the calculation unit, and when the determination unit 7 exceeds the expansion limit value, instructs the operation restriction.

【００６６】図１１は、本発明の請求項８の実施例によ
るタービンのロータの表面における低サイクル疲労と、
軸心部における低温脆性破壊と、亀裂進展疲労との寿命
消費を同時に監視する際のブロック図である。図１１に
おいて、ステージ１１０にて前述のようにロータの表面
温度を測定し、ステージ１１１にてこの表面温度により
ロータの軸心温度，平均温度を算出する。そして、ステ
ージ１１２にて表面温度と平均温度との温度差及び軸心
温度と平均温度との温度差、これらの温度差に基づく熱
歪，熱応力を算出する。FIG. 11 shows the low cycle fatigue on the surface of the rotor of the turbine according to the eighth embodiment of the present invention;
It is a block diagram at the time of simultaneously monitoring the life consumption of the low temperature brittle fracture and the crack growth fatigue at the shaft center. In FIG. 11, the surface temperature of the rotor is measured at the stage 110 as described above, and the axial temperature and the average temperature of the rotor are calculated at the stage 111 based on the surface temperature. Then, the stage 112 calculates a temperature difference between the surface temperature and the average temperature, a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and a thermal strain and a thermal stress based on the temperature difference.

【００６７】つぎに、ステージ１１３にて寿命消費計画
の起動・停止一回当りのロータの表面における低サイク
ル疲労のロータのメタル温度の関数の表面温度と平均温
度との温度差の制限値、又はこの温度差に基づく熱歪，
熱応力の制限値を算出し、一方ロータの軸心部における
低温脆性破壊のメタル温度の関数の軸心温度と平均温度
との温度差の制限値、この温度差に基づく熱歪，熱応力
の制限値と、軸心部における亀裂進展疲労のメタル温度
の関数の軸心温度と平均温度との温度差の制限値、この
温度差に基づく熱歪，熱応力の制限値を算出する。Next, the limit value of the temperature difference between the surface temperature and the average temperature as a function of the metal temperature of the rotor with low cycle fatigue on the surface of the rotor per start / stop of the life consumption plan at the stage 113, or Thermal strain based on this temperature difference,
Calculate the limit value of thermal stress, meanwhile, limit value of temperature difference between shaft temperature and average temperature of the function of metal temperature of low-temperature brittle fracture at the shaft center portion of the rotor, thermal strain and thermal stress based on this temperature difference A limit value, a limit value of a temperature difference between an axis temperature and an average temperature of a function of a metal temperature of crack propagation fatigue in an axis portion, and limit values of thermal strain and thermal stress based on the temperature difference are calculated.

【００６８】ここで、前記低サイクル疲労，低温脆性破
壊及び亀裂進展疲労の温度差の制限値は、ステージ１１
４に示す図に示すように縦軸に温度差、横軸に平均温度
をとってｌで示す低温疲労破壊における温度差の制限
値、ｍで示す低温脆性破壊における温度差の制限値、ｎ
で示す亀裂進展疲労における温度差の制限値として示さ
れる。そして、低サイクル疲労，低温脆性破壊，亀裂進
展疲労の寿命消費を同時に監視するときには前記三者の
下限値、すなわち実線で示す制限値を採用する。なお、
ｐは停止時の温度差の制限値である。Here, the limit value of the temperature difference between the low cycle fatigue, the low temperature brittle fracture and the crack growth fatigue is determined by the stage 11
As shown in FIG. 4, the vertical axis represents the temperature difference, the horizontal axis represents the average temperature, the limit value of the temperature difference in low temperature fatigue fracture indicated by l, the limit value of the temperature difference in low temperature brittle fracture indicated by m, n
It is shown as the limit value of the temperature difference in crack growth fatigue indicated by. When simultaneously monitoring the life consumption of low cycle fatigue, low temperature brittle fracture, and crack propagation fatigue, the lower limit of the above three factors, that is, the limit indicated by the solid line is adopted. In addition,
p is a limit value of the temperature difference at the time of stop.

【００６９】したがって、前記算出された軸心温度と平
均温度との温度差は、平均温度に対応する実線で示す温
度差の制限値と比較される。そして、ステージ１１５に
て制限値を超えたときには運用制限を行なう。なお、ス
テージ１１４で示した温度差の制限値は熱歪，熱応力の
制限値であってもよく、また平均温度の代りに他のメタ
ル温度に対応する制限値であってもよい。Therefore, the temperature difference between the calculated shaft center temperature and the average temperature is compared with the limit value of the temperature difference indicated by the solid line corresponding to the average temperature. Then, when the limit value is exceeded in stage 115, the operation is restricted. Note that the limit value of the temperature difference indicated by the stage 114 may be a limit value of thermal strain or thermal stress, or may be a limit value corresponding to another metal temperature instead of the average temperature.

【００７０】[0070]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば前述の構成により請求項１では、タービンの寿
命消費を監視する対象部位において、各起動モード，負
荷変化モードごとに低サイクル疲労に対する温度差，熱
歪又は熱応力の制限値を定めて寿命消費を監視するの
で、自由度の高いタービンの運用ができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, according to the first aspect of the present invention, in the target portion for monitoring the life consumption of the turbine, the low cycle for each start mode and load change mode is provided. Since the life consumption is monitored by setting the temperature difference, thermal strain or thermal stress limit value for fatigue, the turbine can be operated with a high degree of freedom.

【００７１】請求項２では、従来のタービンの寿命消費
を監視する対象部位における起動・停止、請求項３で
は、各起動モード，負荷変化モードの統計的分布から、
低サイクル疲労に対する温度差，熱歪又は熱応力の制限
範囲を拡大した拡大制限値を定めて寿命消費を監視する
ので、より自由度の高いタービンの運用ができる。請求
項４では、タービンの寿命消費を監視する対象部位の低
温脆性破壊に対する温度差，熱歪又は熱応力の制限値、
請求項５では、亀裂進展疲労に対する温度差，熱歪又は
熱応力の制限値を定めて寿命消費を監視するので、今ま
で管理してない低温脆性破壊と亀裂進展疲労を管理で
き、特にこれらが問題となる大型のタービンに有効であ
る。According to the second aspect, the conventional start / stop at the target portion for monitoring the life consumption of the turbine. In the third aspect, based on the statistical distribution of each start mode and load change mode,
Since the life consumption is monitored by setting an expansion limit value in which the temperature difference, thermal strain, or thermal stress for low cycle fatigue is expanded, the turbine can be operated with a higher degree of freedom. In claim 4, a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress limit value for low-temperature brittle fracture of a target portion for monitoring the life consumption of the turbine,
According to claim 5, since the life consumption is monitored by setting a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress limit value for the crack growth fatigue, the low temperature brittle fracture and the crack growth fatigue, which have not been managed so far, can be managed. It is effective for large turbines that are problematic.

【００７２】請求項６では、タービンの寿命消費を監視
する対象部位の低温脆性破壊に対する温度差，熱歪又は
熱応力の制限値を、請求項７では、亀裂進展疲労に対す
る温度差，熱歪又は熱応力の制限値をそれぞれ統計的分
布から制限範囲を拡大した拡大制限値を定めたので、請
求項４，５におけるより自由度の高いタービンの運用が
できる。According to the sixth aspect, the temperature difference, thermal strain or thermal stress limit value for low temperature brittle fracture of the target portion for monitoring the life consumption of the turbine is defined. Since the limit value of the thermal stress is set to an extended limit value from the statistical distribution, the turbine can be operated with a higher degree of freedom than in the fourth and fifth aspects.

【００７３】請求項８では、ロータの低サイクル疲労，
低温脆性破壊及び亀裂進展疲労に対する温度差，熱歪，
熱応力の制限値のうち低い方を制限値としたので、ロー
タの表面における低サイクル疲労、軸心部における低温
脆性破壊及び亀裂進展疲労に対する寿命消費を同時に監
視できる。In the eighth aspect, low cycle fatigue of the rotor,
Temperature difference, thermal strain, low temperature brittle fracture and crack growth fatigue
Since the lower one of the limit values of the thermal stress is set as the limit value, it is possible to simultaneously monitor the life consumption for low cycle fatigue on the rotor surface, low-temperature brittle fracture at the shaft center and crack propagation fatigue.

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

【図１】本発明の請求項１の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の低サイクル疲労に対する制限
値により寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装
置のブロック図FIG. 1 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption by a limit value for low cycle fatigue of a target portion of a casing of a steam turbine according to an embodiment of the present invention;

【図２】本発明の請求項１の実施例による蒸気タービン
のロータの対象部位の低サイクル疲労に対する制限値に
より寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置の
ブロック図FIG. 2 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption based on a limit value for low cycle fatigue of a target portion of a rotor of a steam turbine according to an embodiment of the present invention.

【図３】本発明の請求項２の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の低サイクル疲労に対する制限
値を統計的分布から拡大した拡大制限値により寿命消費
を監視するタービンの寿命消費監視装置のブロック図FIG. 3 is a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption by an extended limit value obtained by expanding a limit value for low cycle fatigue of a target portion of a casing of a steam turbine casing from a statistical distribution according to a second embodiment of the present invention. Block diagram

【図４】本発明の請求項３の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の低サイクル疲労に対する各種
起動モード，負荷変化モードごとの制限値を統計的分布
から拡大した拡大制限値により寿命消費を監視するター
ビンの寿命消費監視装置のブロック図FIG. 4 is a view showing the consumption of the life due to the expansion limit value obtained by expanding the limit value for each start mode and load change mode for the low cycle fatigue of the target portion of the casing of the steam turbine casing according to the third embodiment of the present invention from a statistical distribution. Block diagram of turbine life consumption monitoring device for monitoring

【図５】本発明の請求項４の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の低温脆性破壊に対する制限値
により寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置
のブロック図FIG. 5 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption based on a limit value for low-temperature brittle fracture of a target portion of a casing of a steam turbine according to a fourth embodiment of the present invention.

【図６】本発明の請求項４の実施例による蒸気タービン
のロータの対象部位の低温脆性破壊に対する制限値によ
り寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置のブ
ロック図FIG. 6 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption based on a limit value for low-temperature brittle fracture of a target portion of a rotor of a steam turbine according to a fourth embodiment of the present invention.

【図７】本発明の請求項５の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の亀裂進展疲労に対する制限値
により寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置
のブロック図FIG. 7 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption based on a limit value for crack propagation fatigue of a target portion of a casing of a steam turbine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の請求項５の実施例による蒸気タービン
のロータの対象部位の亀裂進展疲労に対する制限値によ
り寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置のブ
ロック図FIG. 8 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption based on a limit value for crack propagation fatigue of a target portion of a rotor of a steam turbine according to a fifth embodiment of the present invention.

【図９】本発明の請求項６の実施例による蒸気タービン
のケーシングの対象部位の低温脆性破壊に対する制限値
を統計的分布から拡大した拡大制限値により寿命消費を
監視するタービンの寿命消費監視装置のブロック図FIG. 9 is a turbine life consumption monitoring apparatus for monitoring the life consumption by an extended limit value obtained by expanding a limit value for low-temperature brittle fracture of a target portion of a casing of a steam turbine casing from a statistical distribution according to a sixth embodiment of the present invention. Block diagram

【図１０】本発明の請求項７の実施例による蒸気タービ
ンのケーシングの対象部位の亀裂進展疲労に対する制限
値を統計的分布から拡大した拡大制限値により寿命消費
を監視するタービンの寿命消費監視装置のブロック図FIG. 10 is a turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption by an expansion limit value obtained by expanding a limit value for crack propagation fatigue of a target portion of a casing of a steam turbine casing from a statistical distribution according to an embodiment of the present invention. Block diagram

【図１１】本発明の請求項８の実施例による蒸気タービ
ンのロータの低サイクル疲労，低温脆性破壊及び亀裂進
展疲労の寿命消費を同時に監視するときのタービンの寿
命消費監視方法のブロック図FIG. 11 is a block diagram of a turbine life consumption monitoring method for simultaneously monitoring the life consumption of low cycle fatigue, low temperature brittle fracture and crack growth fatigue of a rotor of a steam turbine according to an embodiment 8 of the present invention.

【図１２】従来の蒸気タービンのケーシングの低サイク
ル疲労に対する制限値により寿命消費を監視するタービ
ンの寿命消費監視装置のブロック図FIG. 12 is a block diagram of a conventional life consumption monitoring device for a turbine for monitoring the life consumption based on a limit value for low cycle fatigue of a casing of a steam turbine.

【図１３】従来の蒸気タービンのロータの低サイクル疲
労に対する制限値により寿命消費を監視するタービンの
寿命消費監視装置のブロック図FIG. 13 is a block diagram of a conventional life consumption monitoring device for a turbine for monitoring life consumption by a limit value for low cycle fatigue of a rotor of a steam turbine.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 表面温度検出器 ２ 中位温度検出器 ４ 計算部 ７ 判定部 １１ 表面温度検出器 １２ 温度演算部 １５ 疲労制限値演算部 １６ 比較部 ２２ 温度演算部 ２５ 疲労制限値演算部 ２６ 比較部 ３５ 統計的制限値演算部 ３６ 比較部 ４２ 温度演算部 ４５ 統計的制限値演算部 ４６ 比較部 ５５ 脆性制限値演算部 ５６ 比較部 ６５ 脆性制限値演算部 ６６ 比較部 ７５ 亀裂制限値演算部 ７６ 比較部 ８５ 亀裂制限値演算部 ８６ 比較部 ９５ 統計的制限値演算部 ９６ 比較部 １０５ 統計的制限値演算部 １０６ 比較部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface temperature detector 2 Medium temperature detector 4 Calculation part 7 Judgment part 11 Surface temperature detector 12 Temperature calculation part 15 Fatigue limit value calculation part 16 Comparison part 22 Temperature calculation part 25 Fatigue limit value calculation part 26 Comparison part 35 Statistics Limit value calculation unit 36 comparison unit 42 temperature calculation unit 45 statistical limit value calculation unit 46 comparison unit 55 brittleness limit value calculation unit 56 comparison unit 65 brittleness limit value calculation unit 66 comparison unit 75 crack limit value calculation unit 76 comparison unit 85 Crack limit value calculation section 86 Comparison section 95 Statistical limit value calculation section 96 Comparison section 105 Statistical limit value calculation section 106 Comparison section

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】タービンのケーシングとロータの対象部位
の低サイクル疲労強度による寿命消費を監視するタービ
ンの寿命消費監視装置において、ケーシングとロータの
表面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシングの厚
さの中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表面温
度検出器で検出したロータの表面温度からロータの平均
温度を算出する温度演算部と、ケーシングにおいては表
面温度検出器での検出表面温度と中位温度検出器での検
出中位温度との温度差、一方ロータにおいては表面温度
検出器での検出表面温度と前記平均温度との温度差を算
出し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力
を算出する計算部と、起動・停止，負荷変化を繰り返し
ても寿命消費は計画した起動・停止，負荷変化の回数を
許容できる寿命消費配分に基づく各起動モード，負荷変
化モード一回当りの疲労に対するケーシングとロータと
におけるメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の
制限値を算出する疲労制限値演算部と、この演算部で算
出した各制限値と計算部で算出したケーシングとロータ
とにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部
と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を指示
する判定部とを備えたことを特徴とするタービンの寿命
消費監視装置。1. A turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption of a target portion of a turbine casing and a rotor due to low cycle fatigue strength, a surface temperature detector for detecting a surface temperature of the casing and a rotor, and a thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the middle portion of the slab, a temperature calculation unit that calculates the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing that uses the surface temperature detector. Calculate the temperature difference between the detected surface temperature and the median temperature detected by the medium temperature detector, while calculate the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the average temperature in the rotor. A calculation unit that calculates the thermal strain and thermal stress based on this, and the life consumption can be as long as the planned start / stop and load changes can be tolerated even if the start / stop and load changes are repeated. A fatigue limit value calculating unit for calculating a temperature difference of a function of a metal temperature between the casing and the rotor, a thermal strain or a thermal stress limit value for each start mode and load change mode fatigue based on distribution, and a calculation unit for the fatigue limit A comparison unit that compares each of the limit values calculated in the above with the temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculation unit; and a determination that instructs an operation restriction when the comparison unit exceeds the limit value. And a turbine life consumption monitoring device, comprising: 【請求項２】タービンのケーシングとロータの対象部位
の低サイクル疲労強度による寿命消費を監視するタービ
ンの寿命消費監視装置において、ケーシングとロータの
表面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシングの厚
さの中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表面温
度検出器で検出したロータの表面温度からロータの平均
温度を算出する温度演算部と、ケーシングにおいては表
面温度検出器での検出表面温度と中位温度検出器での検
出中位温度との温度差、一方ロータにおいては表面温度
検出器での検出表面温度と前記平均温度との温度差を算
出し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力
を算出する計算部と、寿命消費計画の起動・停止一回当
りの疲労に対するメタル温度の関数の温度差，熱歪又は
熱応力の平均値を定め、この平均値に対して計画する個
々の起動・停止の温度差，熱歪又は熱応力の統計による
分布から起動・停止を繰り返しても寿命消費は計画した
起動・停止の回数を許容できるケーシングとロータとに
おける温度差，熱歪又は熱応力の制限範囲を拡大した制
限値を算出する統計的制限値演算部と、この演算部で算
出した各制限値と計算部で算出したケーシングとロータ
とにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部
と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制限を指示
する判定部とを備えたことを特徴とするタービンの寿命
消費監視装置。2. A turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption of a target portion of a turbine casing and a rotor due to low cycle fatigue strength, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the middle portion of the slab, a temperature calculation unit that calculates the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing that uses the surface temperature detector. Calculate the temperature difference between the detected surface temperature and the median temperature detected by the medium temperature detector, while calculate the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the average temperature in the rotor. A calculation unit for calculating the thermal strain and thermal stress based on the temperature difference and the average value of the thermal strain or thermal stress of the metal temperature function with respect to fatigue per start / stop of the life consumption plan, respectively. Therefore, even if the start / stop is repeated from the statistical distribution of individual start / stop temperature differences, thermal strains or thermal stresses planned against this average value, the life consumption can be as large as the number of planned start / stop times. Limit calculating unit for calculating a limit value obtained by expanding the limit range of the temperature difference, thermal strain or thermal stress between the rotor and the rotor, the limit value calculated by the calculating unit, the casing calculated by the calculating unit, and the rotor. A comparison unit for comparing a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress in the apparatus, and a determination unit for instructing operation restriction when the comparison unit exceeds a limit value. . 【請求項３】タービンのケーシングとロータの対象部位
の低サイクル疲労強度による寿命消費を監視するタービ
ンの寿命消費監視装置において、ケーシングとロータの
表面温度を検出する表面温度検出器と、ケーシングの厚
さの中位部の温度を検出する中位温度検出器と、表面温
度検出器で検出したロータの表面温度からロータの平均
温度を算出する温度演算部と、ケーシングにおいては表
面温度検出器での検出表面温度と中位温度検出器での検
出中位温度との温度差、一方ロータにおいては表面温度
検出器での検出表面温度と前記平均温度との温度差を算
出し、これらの温度差に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力
を算出する計算部と、寿命消費配分に基づく各起動モー
ド，負荷変化モード一回当りの疲労に対するメタル温度
の関数の温度差，熱歪又は熱応力の各平均値を定め、そ
の平均値に対して計画する個々の起動・停止，負荷変化
の温度差，熱歪又は熱応力の統計による分布から起動・
停止，負荷変化を繰り返しても寿命消費は計画した起動
・停止，負荷変化の回数を許容できるケーシングとロー
タとにおける温度差，熱歪、又は熱応力の制限範囲を拡
大した制限値を演算する統計的制限値演算部と、この演
算部で算出した各制限値と計算部で算出したケーシング
とロータとにおける温度差，熱歪又は熱応力とを比較す
る比較部と、この比較部にて制限値を超えたとき運用制
限を指示する判定部とを備えたことを特徴とするタービ
ンの寿命消費監視装置。3. A turbine life consumption monitoring device for monitoring life consumption of a target portion of a turbine casing and a rotor due to low cycle fatigue strength, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the middle portion of the slab, a temperature calculation unit that calculates the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a casing that uses the surface temperature detector. Calculate the temperature difference between the detected surface temperature and the median temperature detected by the medium temperature detector, while calculate the temperature difference between the surface temperature detected by the surface temperature detector and the average temperature in the rotor. A calculation unit for calculating a thermal strain and a thermal stress, respectively, based on a life difference, and a temperature difference of a function of a metal temperature with respect to fatigue per one start mode and a load change mode based on a life consumption distribution; Determines the respective average value of the distortion or thermal stress, activation their individual start and stop to plan with respect to the average value, a temperature difference of load change, the statistics with the distribution of thermal strain or thermal stresses,
Statistical calculation to calculate the limit value that expands the limit range of temperature difference, thermal strain, or thermal stress between the casing and the rotor that allows the planned start / stop and the number of load changes even if the stop and load changes are repeated. A limit value calculating section, a comparing section for comparing each limit value calculated by the calculating section with a temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor calculated by the calculating section, and a limiting value calculated by the comparing section. And a judging unit for instructing operation restriction when the number exceeds the limit. 【請求項４】タービンのケーシングとロータの低温脆性
破壊の寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置
において、ケーシングとロータの表面温度を検出する表
面温度検出器と、ケーシングの厚さの中位部の温度を検
出する中位温度検出器と、表面温度検出器で検出したロ
ータの表面温度からロータの軸心温度と平均温度とを算
出する温度演算部と、ケーシングにおいては表面温度検
出器での検出表面温度と中位温度検出器での検出中位温
度との温度差、一方ロータにおいては前記軸心温度と平
均温度との温度差を算出し、これらの温度差に基づいて
それぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、起動・停止
を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を
許容できる寿命消費計画の起動・停止一回における低温
脆性破壊のケーシングとロータとにおけるメタル温度の
関数の温度差，熱歪又は熱応力の制限値を演算する脆性
制限値演算部と、この演算部で算出した各制限値と計算
部で算出したケーシングとロータとにおける温度差，熱
歪又は熱応力とを比較する比較部と、この比較部にて制
限値を超えたとき運用制限を指示する判定部とを備えた
ことを特徴とするタービンの寿命消費監視装置。4. A turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of low temperature brittle fracture of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a medium thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the section, a temperature calculation section that calculates the shaft center temperature and the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a surface temperature detector in the casing. The temperature difference between the detected surface temperature and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated, and the heat distortion is calculated based on these temperature differences. Calculator for calculating thermal stress, and a case of low-temperature brittle fracture in a single start / stop in a life consumption plan that allows the number of planned start / stops even if the start / stop is repeated. A brittle limit value calculating unit for calculating a temperature difference of a function of a metal temperature between the bearing and the rotor, and a limit value of thermal strain or thermal stress; a limit value calculated by the calculating unit; a casing and a rotor calculated by the calculating unit; A comparison unit for comparing a temperature difference, a thermal strain or a thermal stress in the apparatus, and a determination unit for instructing operation restriction when the comparison unit exceeds a limit value. . 【請求項５】タービンのケーシングとロータの亀裂進展
疲労の寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置
において、ケーシングとロータの表面温度を検出する表
面温度検出器と、ケーシングの厚さの中位部の温度を検
出する中位温度検出器と、表面温度検出器で検出したロ
ータの表面温度からロータの軸心温度と平均温度とを算
出する温度演算部と、ケーシングにおいては表面温度検
出器での検出表面温度と中位温度検出器での検出中位温
度との温度差、一方ロータにおいては前記軸心温度と平
均温度との温度差を算出し、これらの温度差に基づいて
それぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、起動・停止
を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を
許容できる寿命消費計画の起動・停止一回当りの亀裂進
展疲労のケーシングとロータとにおけるメタル温度の関
数の温度差，熱歪又は熱応力の制限値を算出する亀裂制
限値演算部と、この演算部で算出した各制限値と計算部
で算出したケーシングとロータとにおける温度差，熱歪
又は熱応力とを比較する比較部と、この比較部にて制限
値を超えたとき運用制限を指示する判定部とを備えたこ
とを特徴とするタービンの寿命消費監視装置。5. A turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of crack propagation fatigue of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a medium thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the section, a temperature calculation section that calculates the shaft center temperature and the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a surface temperature detector in the casing. The temperature difference between the detected surface temperature and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated, and the heat distortion is calculated based on these temperature differences. Calculator for calculating thermal stress and lifespan consumption even if the start / stop is repeated. Limit value calculation unit for calculating the temperature difference of the function of the metal temperature between the rotor and the rotor, the limit value of the thermal strain or the thermal stress, and the limit value calculated by the calculation unit and the casing and the rotor calculated by the calculation unit. A turbine life consumption monitoring device comprising: a comparison unit that compares a temperature difference, thermal strain, or thermal stress; and a determination unit that instructs operation restriction when the comparison unit exceeds a limit value. 【請求項６】タービンのケーシングとロータの低温脆性
破壊の寿命消費を監視するタービンの寿命消費監視装置
において、ケーシングとロータの表面温度を検出する表
面温度検出器と、ケーシングの厚さの中位部の温度を検
出する中位温度検出器と、表面温度検出器で検出したロ
ータの表面温度からロータの軸心温度と平均温度とを算
出する温度演算部と、ケーシングにおいては表面温度検
出器での検出表面温度と中位温度検出器での検出中位温
度との温度差、一方ロータにおいては前記軸心温度と平
均温度との温度差を算出し、これらの温度差に基づいて
それぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、寿命消費計
画の起動・停止一回における低温脆性破壊に対するメタ
ル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の平均値を定
め、この平均値に対して計画する個々の起動・停止の温
度差，熱歪又は熱応力の統計による分布から起動・停止
を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の回数を
許容できるケーシングとロータとにおける温度差，熱歪
又は熱応力の制限範囲を拡大した制限値を演算する統計
的脆性制限値演算部と、この演算部で算出した各制限値
と計算部で算出したケーシングとロータとにおける温度
差，熱歪又は熱応力とを比較する比較部と、この比較部
にて制限値を超えたとき運用制限を指示する判定部とを
備えたことを特徴とするタービンの寿命消費監視装置。6. A turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of low temperature brittle fracture of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a medium thickness of the casing. A medium temperature detector that detects the temperature of the section, a temperature calculation section that calculates the shaft center temperature and the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a surface temperature detector in the casing. The temperature difference between the detected surface temperature and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated, and the heat distortion is calculated based on these temperature differences. Calculate the thermal stress, calculate the thermal stress, and determine the average temperature difference, thermal strain or thermal stress of the function of the metal temperature for low-temperature brittle fracture in one start / stop of the life consumption plan. Even if starting and stopping are repeated from the statistical distribution of individual starting and stopping, thermal strain or thermal stress, the life consumption will be the temperature difference between the casing and the rotor that allows the number of planned starting and stopping, A statistical brittleness limit value calculation unit for calculating a limit value obtained by expanding a limit range of thermal strain or thermal stress; a temperature difference between a casing and a rotor calculated by the calculation unit and each limit value calculated by the calculation unit; Alternatively, there is provided a turbine life consumption monitoring device comprising: a comparison unit for comparing thermal stress; and a determination unit for instructing operation restriction when the comparison value exceeds a limit value. 【請求項７】タービンのケーシングとロータの対象部位
の亀裂進展疲労の寿命消費を監視するタービンの寿命消
費監視装置において、ケーシングとロータの表面温度を
検出する表面温度検出器と、ケーシングの厚さの中位部
の温度を検出する中位温度検出器と、表面温度検出器で
検出したロータの表面温度からロータの軸心温度と平均
温度とを算出する温度演算部と、ケーシングにおいては
表面温度検出器での検出表面温度と中位温度検出器での
検出中位温度との温度差、一方ロータにおいては前記軸
心温度と平均温度との温度差を算出し、これらの温度差
に基づいてそれぞれ熱歪，熱応力を算出する計算部と、
寿命消費計画の起動・停止一回当りの亀裂進展疲労に対
するメタル温度の関数の温度差，熱歪又は熱応力の平均
値を定め、この平均値に対して計画する個々の起動・停
止の温度差，熱歪又は熱応力の統計による分布から起動
・停止を繰り返しても寿命消費は計画した起動・停止の
回数を許容できるケーシングとロータとにおける温度
差，熱歪又は熱応力の制限範囲を拡大した制限値を演算
する統計的亀裂制限値演算部と、この演算部での各制限
値と計算部で算出した温度差，熱歪又は熱応力とを比較
する比較部と、この比較部にて制限値を超えたとき運用
制限を指示する判定部とを備えたことを特徴とするター
ビンの寿命消費監視装置。7. A turbine life consumption monitoring device for monitoring the life consumption of crack propagation fatigue at a target portion of a turbine casing and a rotor, a surface temperature detector for detecting surface temperatures of the casing and the rotor, and a thickness of the casing. A middle temperature detector for detecting the temperature of the middle part of the rotor, a temperature calculation unit for calculating the shaft center temperature and the average temperature of the rotor from the surface temperature of the rotor detected by the surface temperature detector, and a surface temperature for the casing. The temperature difference between the surface temperature detected by the detector and the medium temperature detected by the medium temperature detector, while the temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature in the rotor is calculated, and based on these temperature differences, A calculator for calculating thermal strain and thermal stress, respectively;
Determine the average value of the temperature difference, thermal strain or thermal stress as a function of the metal temperature for the crack growth fatigue per start / stop of the life consumption plan, and the temperature difference of each start / stop planned for this average value. Even if the start and stop are repeated from the statistical distribution of thermal strain or thermal stress, the service life is extended, and the limited range of temperature difference, thermal strain or thermal stress between the casing and the rotor that allows the planned number of start and stop is expanded. A statistical crack limit value calculation unit for calculating a limit value, a comparison unit for comparing each limit value in the calculation unit with a temperature difference, thermal strain or thermal stress calculated in the calculation unit; And a determination unit for instructing operation restriction when the value exceeds the value. 【請求項８】タービンのロータの低サイクル疲労，低温
脆性破壊及び亀裂進展疲労による寿命消費を監視するロ
ータの寿命消費監視方法において、表面温度検出器で検
出したロータの表面温度と、この表面温度から演算した
ロータの平均温度との温度差、及びこの温度差に基づい
て熱歪，熱応力を算出し、寿命消費計画の起動・停止一
回当りの低サイクル疲労に対するメタル温度の関数の温
度差，熱歪又は熱応力の制限値を算出し、さらに前記ロ
ータの検出した表面温度からロータの軸心温度と平均温
度とを演算し、この軸心温度と平均温度との温度差、及
びこの温度差に基づいて熱歪，熱応力を算出し、寿命消
費計画の起動・停止一回当りの低温脆性破壊と亀裂進展
疲労とのそれぞれに対するメタル温度の関数の温度差，
熱歪又は熱応力の低温脆性破壊に対する脆性制限値と、
亀裂進展疲労に対する亀裂制限値とを算出し、前記疲労
制限値，脆性制限値，亀裂制限値のうち低い方をメタル
温度に対応する制限値とし、この制限値に対して寿命消
費を監視し、制限値を超えたとき運用制限を行なうこと
を特徴とするロータの寿命消費監視方法。8. A rotor life consumption monitoring method for monitoring life consumption of a turbine rotor due to low cycle fatigue, low temperature brittle fracture and crack propagation fatigue, wherein the surface temperature of the rotor detected by a surface temperature detector and the surface temperature The temperature difference from the average temperature of the rotor calculated from the above, and the thermal strain and thermal stress are calculated based on this temperature difference, and the temperature difference of the function of the metal temperature with respect to the low cycle fatigue per start / stop of the life consumption plan , Calculating a limit value of thermal strain or thermal stress, further calculating a shaft center temperature and an average temperature of the rotor from the detected surface temperature of the rotor, calculating a temperature difference between the shaft center temperature and the average temperature, and calculating the temperature difference. Calculate the thermal strain and thermal stress based on the difference, and calculate the temperature difference of the function of the metal temperature for each of low-temperature brittle fracture and crack propagation fatigue per start / stop of the life consumption plan,
Brittleness limit for low temperature brittle fracture of thermal strain or thermal stress,
Calculate a crack limit value for crack propagation fatigue, and set the lower one of the fatigue limit value, brittleness limit value, and crack limit value as a limit value corresponding to a metal temperature, and monitor life consumption for the limit value; A method for monitoring the life consumption of a rotor, wherein operation limitation is performed when a limit value is exceeded.