金属壁部冷却方法技术

一种局部地冷却供蒸气流通的配管的外表面的金属壁部冷却方法。加压流体的温度被设为500℃以上且700℃以下，配管的外表面的冷却后温度被设为200℃以上。配管的板厚方向的温度差被设为300℃以下。配管的管轴方向的冷却部分的温度差在该管轴方向的尺寸为±100mm的范围内被设为50℃以下。配管的管周方向的冷却部分的温度差被设为50℃以下。

Metal wall cooling method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属壁部冷却方法
本专利技术涉及对在火力发电厂、原子能发电厂、化工厂等厂中使用的配管、压力容器进行冷却的金属壁部冷却方法。
技术介绍
例如，在火力发电厂中，配置有将由锅炉加热后的水蒸气向蒸汽轮机运送的配管。该配管是金属配管，在内部流动高温且高压的水蒸气，因此处于由该水蒸气加热后的高温状态的环境下。这样的金属配管若在上述的环境下下长时间使用，则蠕变损伤进展而产生蠕变孔洞，该蠕变孔洞相连从而产生龟裂，最终有可能达到断裂。为了防止这样的配管的断裂，通过定期性的非破坏检查来分析蠕变孔洞的生长程度并导出蠕变损伤度，进行金属配管的剩余寿命(蠕变寿命)评价。在该情况下，一般来说，在金属配管中，与母材部相比焊接部的蠕变损伤风险高，因此，主要是该焊接部成为检查对象部位。在非破坏检查的结果是无法忽视直到下次的定期检查为止的期间中的蠕变损伤风险的情况下，有时实施通过降低厂整体的运转温度来降低金属配管的金属温度从而减少蠕变损伤风险的对策，但若降低厂整体的运转温度，则存在厂的运转效率会下降的缺点。提出了以下的手法：在这样无法忽视直到下次的定期检查为止的期间中的蠕变损伤风险的情况下，通过冷却金属配管的外表面而降低金属温度，来减少蠕变损伤风险(专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第5701349号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在专利文献1中虽然公开了冷却金属配管的外表面来减少蠕变损伤，但没有关于以何种程度冷却能够得到期望的蠕变寿命的见解。而且，通过因板厚方向的温度差而产生的热应力，配管有可能损伤(塑性变形等)，关于其抑制对策没有公开。鉴于这样的情况，本公开的目的在于，提供能够安全地得到期望的蠕变寿命的金属壁部冷却方法。用于解决课题的手段为了解决上述课题，本专利技术的一些实施方式的金属壁部冷却方法采用以下的手段。即，本专利技术的金属壁部冷却方法局部地冷却分隔加压流体的金属壁部的外表面的冷却部分，其中，所述加压流体的温度被设为500℃以上且700℃以下，所述外表面的冷却后温度被设为200℃以上。在不满足规定的蠕变寿命的情况下，对例如被设为配管的金属壁部的外表面进行冷却来谋求寿命延长化。此时，在加压流体的温度被设为500℃以上且700℃以下的情况下，若金属壁部的外表面的冷却后温度被设为200℃以上，则能够防止由外表面的冷却引起的金属壁部的损伤。另外，外表面的冷却后温度被设为成为金属壁部的目标蠕变寿命的应力与金属壁部的强度相等的温度以上。以冷却金属壁部的外表面而满足目标蠕变寿命的方式谋求寿命延长化。此时，若外表面的冷却后温度被设为成为金属壁部的目标蠕变寿命的应力与金属壁部的强度相等的温度以上，则能够使产生的应力可靠地成为金属壁部的强度以下。此时，外表面的冷却后温度在考虑了安定性强度(屈服强度的2倍)作为金属壁部的强度的情况下例如被设为300℃以上，在考虑了屈服强度的情况下例如被设为400℃。需要说明的是，加压流体的温度优选被设为550℃以上且650℃以下。该温度被设为在被设为高铬钢的金属配管内流通的蒸气的使用温度域。而且，在一些实施方式中，所述外表面的冷却前后的温度差被设为200℃以下。若金属壁部的外表面的冷却前后的温度差被设为200℃以下，则能够以能够通过外气接触而达成的实用性的温度下降幅度进行冷却。而且，在一些实施方式中，所述外表面的冷却前后的温度差被设为50℃以上。若金属壁部的外表面的冷却前后的温度差被设为50℃以上，则能够通过外表面的冷却而可靠地延长金属壁部的蠕变寿命。而且，在一些实施方式中，所述金属壁部被设为配管，该配管的管轴方向的冷却部分的温度差在该管轴方向的尺寸从所述冷却部分的中心起为±100mm的范围内被设为50℃以下，并且/或者，所述配管的管周方向的冷却部分的温度差被设为50℃以下。若在配管的管轴方向和/或管周方向产生温度分布，则根据温度分布而在管轴方向和/或管周方向上重叠地产生热应力。通过考虑该热应力来限制温度差，从而能够可靠地满足目标蠕变寿命。而且，在一些实施方式中，所述冷却部分是所述配管的焊接部。通过冷却配管的焊接部，能够关于蠕变损伤风险高的部分高效地延长寿命。而且，在一些实施方式中，所述冷却为了延长所述金属壁部的蠕变寿命而进行。若为了延长蠕变寿命而冷却配管的焊接部，则能够关于蠕变损伤风险高的部分高效地延长寿命。专利技术效果由于将金属壁部的外表面的冷却后温度设为200℃以上，所以能够防止由外表面的冷却引起的金属壁部的损伤。附图说明图1是示出了应用第一实施方式的配管冷却方法的配管冷却构造的纵剖视图。图2是示出了得到相对于规定的蠕变寿命的温度与应力的关系的方法的坐标图。图3是示出了在等寿命线图上示出规定的配管的剩余寿命的方法的流程图。图4是示出了成为最短寿命的温度及应力的坐标图。图5是示出了等寿命线图的坐标图。图6是在等寿命线图上示出了在冷却了配管的情况下产生的应力变化的坐标图。图7是示出了使用了等寿命线图的蠕变寿命管理映射的图。图8是示出了第二实施方式的配管冷却方法的等寿命线图的坐标图。图9是说明第三实施方式的流程图。图10是将第三实施方式的配管冷却方法的等寿命线图放大示出的坐标图。图11是示出了一实施例的配管的外表面的温度分布的坐标图。具体实施方式[第一实施方式]在图1中示出了局部地冷却成为冷却对象的配管(金属壁部)的配管冷却构造1。在配管2的外周配置有保温件4。在配管2中，在圆周方向(管周方向)上形成有焊接部3，在包括该焊接部3的区域中保温件4的一部分被除去而形成有空间S。通过空间S，配管2的外表面2a向外部(大气)露出。需要说明的是，在焊接部在管轴方向上形成的情况下，以使沿着在管轴方向上形成的焊接部的区域露出的方式将保温件4局部地除去。配管2被设为具有中心轴线C1的圆管，被设为使用了低合金钢(1.25Cr-Mo钢或2.25Cr-Mo钢等)、高Cr钢(9Cr钢)、奥氏体钢(SUS316)、Ni基合金钢(HR6W)等的金属制。配管2被设为例如在火力发电厂的锅炉中使用的主蒸气配管、再热蒸气配管，在内部流动500℃以上且700℃以下的高温过热蒸气(加压流体)。配管2内的压力被设为1MPa以上且50MPa以下。配管2外的压力被设为大气压。配管2的外径被设为200mm以上且1000mm以下，配管2的板厚被设为10mm以上且200mm以下。在通过MT检查(MagneticParticleTesting：磁粉探伤检查)、PT检查(PenetrantTesting：渗透探伤检查)等非破坏检查、非破坏评价或使用了解析法的配管2的蠕变断裂的剩余寿命评价而确认到蠕变断裂风险高的焊接部3，判断为无法进行稳态的持续使用的情况下，将对配管2的蠕变断裂风险高的焊接部3进行包覆的保温件4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属壁部冷却方法，局部地冷却分隔加压流体的金属壁部的外表面的冷却部分，其中，/n所述加压流体的温度被设为500℃以上且700℃以下，/n所述外表面的冷却后温度被设为200℃以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170922 JP 2017-1826261.一种金属壁部冷却方法，局部地冷却分隔加压流体的金属壁部的外表面的冷却部分，其中，
所述加压流体的温度被设为500℃以上且700℃以下，
所述外表面的冷却后温度被设为200℃以上。


2.根据权利要求1所述的金属壁部冷却方法，其中，
所述外表面的冷却后温度被设为成为所述金属壁部的目标蠕变寿命的应力与所述金属壁部的强度相等的温度以上。


3.根据权利要求1所述的金属壁部冷却方法，其中，
所述外表面的冷却后温度被设为300℃以上。


4.根据权利要求1所述的金属壁部冷却方法，其中，
所述外表面的冷却后温度被设为400℃以上。


5.根据权利要求1所述的金属壁部冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡边大刚，加藤千香子，坂田文稔，松尾毅，浦下靖崇，大山博之，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP