(57)【要約】【課題】フィンチューブの検査装置および方法において、フィンチューブの検査作業の効率化を図ると共に検査精度の向上を図る。【解決手段】フィンチューブ３１における長手方向の端部に設けられて超音波を発信する発信器２１と、フィンチューブ３１における長手方向の端部に設けられて超音波の反射波を受信する受信器２２と、受信器２２が受信した反射波と予め設定された基準反射波とを比較してフィンチューブ３１の減肉を検出する処理部１２とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝熱管の外周面にフィンが設けられるフィンチューブの検査装置であって、
前記フィンチューブにおける長手方向の端部に設けられて超音波を発信する発信器と、
前記フィンチューブにおける長手方向の端部に設けられて前記超音波の反射波を受信する受信器と、
前記受信器が受信した前記反射波と予め設定された基準反射波とを比較して前記フィンチューブの減肉を検出する処理部と、
を備えることを特徴とするフィンチューブの検査装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波のレベルと前記基準反射波のレベルとの差分に基づいて前記フィンチューブの減肉を検出することを特徴とする請求項１に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項３】
前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波のレベルと前記基準反射波のレベルとの差分に基づいて前記フィンチューブの寿命を評価することを特徴とする請求項２に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項４】
前記発信器および前記受信器は、前記フィンチューブにおける前記フィンが設けられていない素管部の外周面に設けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項５】
前記フィンチューブは、所定間隔を空けて複数が互いに平行をなすように配置され、前記発信器および前記受信器は、複数の前記フィンチューブにおける前記素管部の外周面にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項４に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項６】
前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波と前記基準反射波とを比較して前記フィンチューブにおける前記フィンの位置を検出することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項７】
前記処理部は、前記フィンチューブにおける前記フィンの位置に基づいて温度補正量を算出し、前記温度補正量に基づいて前記反射波を補正することを特徴とする請求項６に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項８】
前記フィンチューブにおける長手方向の端部に異なる種類の超音波を発信する複数種類の前記発信器および前記受信器を設けることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のフィンチューブの検査装置。
【請求項９】
伝熱管の外周面にフィンが設けられるフィンチューブの検査方法であって、
前記フィンチューブにおける長手方向の端部から超音波を発信する工程と、
前記フィンチューブにおける長手方向の端部で前記超音波の反射波を受信する工程と、
受信した前記反射波と予め設定された基準反射波とを比較して前記フィンチューブの減肉を検出する工程部と、
を有することを特徴とするフィンチューブの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換器に使用されるフィンチューブにおける減肉を検出するフィンチューブの検査装置および方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電設備などに設けられる排煙処理装置は、脱硝装置と、熱回収装置と、電気集塵装置と、脱硫装置と、再加熱器などから構成される。このような排煙処理装置にて、熱回収装置や再加熱器は、熱交換器であることから、流体を流通させて熱交換を行う伝熱管としてフィンチューブが使用される。このフィンチューブは、長期の使用により減肉が進行し、この減肉部が貫通孔となって内部の流体の外部漏洩が発生するおそれがある。フィンチューブの減肉は、一般的に、定期検査により検出される。フィンチューブの検査装置としては、例えば、下記特許文献１に記載されたものがある。
【０００３】
特許文献１に記載された技術は、プローブ部を熱交換器の伝熱管に挿入し、プローブ部から超音波を送信し、伝熱管に伝搬した超音波の反射波に基づいて欠陥を検出するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１０７９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１に記載された技術は、プローブ部を伝熱管に挿入し、プローブ部から超音波を送信して伝熱管からの反射波に基づいて欠陥を検出している。熱交換器は、多数の伝熱管を有するものであり、プローブ部を多数の伝熱管に挿入して検査を行うには、長時間を有すると共に、作業コストが増加してしまうという課題がある。また、定期検査結果に基づき計画的な補修や更新工事を行っていても、燃料や運転条件の変化により減肉速度が高まると上記漏洩が生じる場合があり、定期検査だけでは十分な漏洩防止とならない可能性がある。
【０００６】
本発明は、上述した課題を解決するものであり、フィンチューブの検査作業の効率化を図ると共に検査精度の向上を図るフィンチューブの検査装置および方法を提供し、また設備稼働時も、フィンチューブ減肉状況の監視を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するためのフィンチューブの検査装置は、伝熱管の外周面にフィンが設けられるフィンチューブの検査装置であって、前記フィンチューブにおける長手方向の端部に設けられて超音波を発信する発信器と、前記フィンチューブにおける長手方向の端部に設けられて前記超音波の反射波を受信する受信器と、前記受信器が受信した前記反射波と予め設定された基準反射波とを比較して前記フィンチューブの減肉を検出する処理部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
そのため、発信器は、フィンチューブにおける長手方向の端部から超音波を発信し、受信器は、発信器が発信した超音波の反射波を受信し、処理部は、受信器が受信した反射波と基準反射波とを比較してフィンチューブの減肉を検出することとなり、フィンチューブの内部に検出器などを挿入する必要がなく、フィンチューブの外部から減肉を検出することができる。その結果、フィンチューブの検査作業の効率化を図ることができると共に、検査精度の向上を図ることができる。また、フィンチューブ内部の熱媒が存在したままで検査が可能となるため、設備稼働時もフィンチューブの減肉状態を検査することもできる。
【０００９】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波のレベルと前記基準反射波のレベルとの差分に基づいて前記フィンチューブの減肉を検出することを特徴とする。
【００１０】
そのため、反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブの減肉を検出することから、フィンチューブにおける減肉の度合いを高精度に検出することができる。
【００１１】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波のレベルと前記基準反射波のレベルとの差分に基づいて前記フィンチューブの寿命を評価することを特徴とする。
【００１２】
そのため、反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブの寿命を評価することから、フィンチューブにおける補修時期や交換時期を適切に把握することができる。
【００１３】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記発信器および前記受信器は、前記フィンチューブにおける前記フィンが設けられていない素管部の外周面に設けられることを特徴とする。
【００１４】
そのため、発信器および受信器をフィンチューブの素管部の外周面に設けることから、センサから送受信される超音波の伝搬に十分な接触面を確保することが可能であり、フィン装着部における減肉を高精度に検出することができる。
【００１５】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記フィンチューブは、所定間隔を空けて複数が互いに平行をなすように配置され、前記発信器および前記受信器は、複数の前記フィンチューブにおける前記素管部の外周面にそれぞれ設けられることを特徴とする。
【００１６】
そのため、隣接するフィンチューブに装着された発信器および受信器同士を固定用治具により連結して固定することから、フィンチューブに対する発信器および受信器同士の固定を容易に行うことができると共に、フィンチューブに対して発信器および受信器を着脱可能となり、フィンチューブの修理や交換時に発信器および受信器を容易に取り外すことができる。
【００１７】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記処理部は、前記受信器が受信した前記反射波と前記基準反射波とを比較して前記フィンチューブにおける前記フィンの位置を検出することを特徴とする。
【００１８】
そのため、計測環境温度が変化し、超音波伝搬速度やフィンチューブの熱伸び量が変化した場合にも、ある基準条件（例えば、センサからフィン端部までの距離、並びに、温度既知）で基準反射波を取得しておくことで、任意のセンサからフィン端部までの波形データを基準反射波データと比較することで、温度補正量を算出することができる。
【００１９】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記処理部は、前記フィンチューブにおける前記フィンの位置に基づいて温度補正量を算出し、前記温度補正量に基づいて前記反射波を補正することを特徴とする。
【００２０】
そのため、計測環境温度が変化し、超音波伝搬速度やフィンチューブの熱伸び量が変化した場合にも、この温度補正量を用いれば、任意の温度における減肉部などからの任意の反射波の距離を精度よく推定することができる。
【００２１】
本発明のフィンチューブの検査装置では、前記フィンチューブにおける長手方向の端部に異なる種類の超音波を発信する複数種類の前記発信器および前記受信器を設けることを特徴とする。
【００２２】
そのため、フィンチューブの端部に異なる種類の超音波を発信する複数種類の発信器および受信器を設けることから、フィンチューブにおける減肉部の位置を高精度に検出することができる。
【００２３】
また、本発明のフィンチューブの検査方法は、伝熱管の外周面にフィンが設けられるフィンチューブの検査方法であって、前記フィンチューブにおける長手方向の端部から超音波を発信する工程と、前記フィンチューブにおける長手方向の端部で前記超音波の反射波を受信する工程と、受信した前記反射波と予め設定された基準反射波とを比較して前記フィンチューブの減肉を検出する工程部と、を有することを特徴とする。
【００２４】
そのため、フィンチューブの内部に検出器などを挿入する必要がなく、フィンチューブの外部から減肉を検出することができる。その結果、フィンチューブの検査作業の効率化を図ることができると共に、検査精度の向上を図ることができる。また、フィンチューブ内部の熱媒が存在したままで検査が可能となるため、設備稼働時もフィンチューブの減肉状態を検査することもできる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のフィンチューブの検査装置および方法によれば、フィンチューブの検査作業の効率化を図ることができると共に、検査精度の向上を図ることができる。また、フィンチューブ内部の熱媒が存在したままで検査が可能となるため、設備稼働時もフィンチューブの減肉状態を検査することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、第１実施形態のフィンチューブの検査装置が適用される排煙処理装置を表す構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態のフィンチューブの検査装置を表す構成図である。
【図３】図３は、フィンチューブにおける超音波センサの取付状態を表す概略図である。
【図４】図４は、フィンチューブにおける超音波センサの取付状態を表す断面図である。
【図５】図５は、超音波の反射波における基準波形と検出波形と検査結果波形を表す概略図である。
【図６】図６は、第２実施形態のフィンチューブの検査装置での超音波の反射波における基準波形と検出波形と検査結果波形を表す概略図である。
【図７】図７は、第３実施形態のフィンチューブの検査装置における超音波センサの取付状態を表す構成図である。
【図８】図８は、第４実施形態のフィンチューブの検査装置を表す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照して、本発明のフィンチューブの検査装置および方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２８】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の排煙処理装置を示す構成図である。
【００２９】
第１実施形態において、図１に示すように、排煙処理装置１００は、発電プラントや工場などのボイラ１１１から排出される排ガス（排煙）Ｇが煙突１１２から放出される過程で、この排ガスＧに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）、煤塵、硫黄酸化物（ＳＯｘ）を除去するものである。
【００３０】
排煙処理装置１００は、脱硝装置１０１と、熱回収装置１０２と、乾式電気集塵装置１０３と、ファン１０４と、脱硫装置１０５と、再加熱装置１０６とを備える。ファン１０４が駆動することで、ボイラ１１１から排出される排ガスＧは、脱硝装置１０１、熱回収装置１０２、乾式電気集塵装置１０３、脱硫装置１０５、再加熱装置１０６を通って煙突１１２に送られる。
【００３１】
脱硝装置１０１は、内部に触媒が充填される。脱硝装置１０１は、ボイラ１１１から排出された排ガスＧが触媒に導入され、触媒に還元剤として注入されるアンモニア（ＮＨ３）により、排ガスＧに含まれる窒素酸化物を水と窒素に還元して無害化する。脱硝装置１０１により脱硝処理された排ガスＧは、ガスガスヒータなどの熱交換器である熱回収装置１０２に導入される。
【００３２】
熱回収装置１０２は、排ガスＧと熱媒体（水など）とを熱交換することで、排ガスＧから熱を回収する。熱回収装置１０２で熱回収された排ガスＧは、乾式電気集塵装置１０３に導入される。乾式電気集塵装置１０３は、排ガスＧから煤塵を除去する。
【００３３】
乾式電気集塵装置１０３で煤塵が除去された排ガスＧは、脱硫装置１０５に導入される。脱硫装置１０５は、石灰石（ＣａＣＯ３）により、排ガスＧ中の硫黄酸化物を吸収除去し、副生成物として石膏（ＣａＳＯ４．２Ｈ２Ｏ）を生成する。
【００３４】
脱硫装置１０５により脱硫処理された排ガスＧは、ガスガスヒータの熱交換器である再加熱装置１０６に導入される。再加熱装置１０６は、熱回収装置１０２との間で熱媒体を循環する過程で、熱回収装置１０２により回収された熱により排ガスＧを加熱する。排ガスＧは、脱硫装置１０５で脱硫処理されることで温度が低下し、低温のままでは拡散しにくく白煙になるおそれがある。再加熱装置１０６は、排ガスを再加熱することで昇温させ、白煙を生じることなく煙突１１２から大気に開放される。
【００３５】
第１実施形態では、本発明のフィンチューブの検査装置および方法を、上述した排煙処理装置１００における熱回収装置１０２、再加熱装置１０６における伝熱管として使用されるフィンチューブに適用して説明する。ここで、フィンチューブとは、配管の外周面にフィンが固定されたものであり、フィンは、配管の外周面に長手方向に所定間隔を空けて固定されたものであってもよいし、配管の外周面に長手方向に螺旋状に連続して固定されたスパイラルフィンであってもよい。
【００３６】
図２は、第１実施形態のフィンチューブの検査装置を表す構成図である。
【００３７】
図２に示すように、フィンチューブの検査装置１０は、配管の外周面にフィンが設けられるフィンチューブを検査する装置である。フィンチューブの検査装置１０は、超音波センサ１１と、処理部１２と、記憶部１３と、表示部１４とを備える。超音波センサ１１は、発信器２１と受信器２２とから構成される。
【００３８】
図３は、フィンチューブにおける超音波センサの取付状態を表す概略図、図４は、フィンチューブにおける超音波センサの取付状態を表す断面図である。
【００３９】
図３および図４に示すように、伝熱管として使用されるフィンチューブ３１は、複数の直線部が湾曲部により連結されて構成される。フィンチューブ３１は、直線部にフィン装着部３２と素管部３３，３４が設けられる。フィン装着部３２は、配管の外周面にフィンが固定された部分である。素管部３３，３４は、配管の外周面にフィンが固定されていない部分である。素管部３３，３４は、フィンチューブ３１の直線部におけるフィン装着部３２より軸方向の一端部と他端部に設けられる。
【００４０】
フィンチューブ３１は、直線部が複数所定間隔を空けて互いに平行をなすように配置される。超音波センサ１１は、フィンチューブ３１の素管部３３，３４にそれぞれ設けられる。超音波センサ１１は、素管部３３，３４の径方向に隣接するもの同士が固定用治具３５により連結されて固定される。固定用治具３５は、ねじ部３７における軸方向の各端部にそれぞれ固定部３６が螺合して構成される。ねじ部３７を回転することで、一対の固定部３６が接近離反し、固定用治具３５の長さを調節することができる。そのため、固定用治具３５の長さを長くすることで、各固定部３６を素管部３３，３４の外周面に装着された超音波センサ１１に押圧し、超音波センサ１１を素管部３３，３４に支持することができる。なお、ここで、フィンチューブ３１を千鳥格子状に配置したが、正方格子状に配置してもよく、また、その他の配置形状であってもよい。更に、超音波センサ１１を全てのフィンチューブ３１に装着する必要はなく、一部の特定のフィンチューブ３１にだけ装着してもよい。
【００４１】
図２および図３に示すように、超音波センサ１１の発信器２１は、フィンチューブ３１の素管部３３，３４からフィン装着部３２側に向けて超音波を発信する。超音波センサ１１の受信器２２は、発信器２１から発信されてフィン装着部３２が減肉部などで反射した超音波の反射波を受信する。すなわち、素管部３３に固定された超音波センサ１１の発信器２１は、フィン装着部３２側に向けて超音波を発信する。すると、発信された超音波は、ガイド波としてフィンチューブ３１内を伝搬し、一部がフィン装着部３２と素管部３３との境界部やなどで反射する。フィン装着部３２に減肉部があると、発信された超音波は、一部がこの減肉部で反射し、受信器２２は、減肉部で反射した超音波を受信する。素管部３４に固定された超音波センサ１１も同様である。ここで、ガイド波とは、配管などの長手方向に伝わる超音波伝搬形態の総称であり、超音波エネルギーが配管の外部へ漏洩し難いため、長距離伝搬可能である。
【００４２】
また、処理部１２は、受信器２２が受信した超音波の反射波と予め設定された基準反射波とを比較してフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の減肉を検出する。ここで、基準反射波とは、図示しない熱交換器にフィンチューブ３１を取付けた初期状態（未使用状態）で、フィンチューブの検査装置１０を用いて得た波形である。この場合、フィンチューブ３１の初期状態で反射波の波形を得るとき、低周波数から高周波数（例えば、１８ｋＨｚ〜２００ｋＨｚ）の領域で、反射波の波形を得て、減肉部を検出するのに最適な周波数を選択することができるようにすることが好ましい。幅広い領域の周波数で計測可能なセンサとして、例えば、ＥＭＡＴ方式のセンサを適用することが好ましい。
【００４３】
また、処理部１２は、受信器２２が受信した反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の減肉量を計測する。このとき、フィン装着部３２において、フィンのない配管部だけの減肉量を計測することができると共に、フィンだけの減肉量を計測することができる。この場合、反射波のレベルとフィンチューブ３１との関係について、事前に実験やシミュレーションなどにより求めておくことが好ましい。
【００４４】
記憶部１３は、このフィンチューブ３１における基準反射波を記憶する。処理部１２は、受信器２２が受信した反射波と、記憶部１３に記憶されている基準反射波とを比較してフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の減肉を検出する。表示部１４は、処理部１２が処理した検出結果を表示する。表示部１４は、受信器２２が受信した反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいて処理部が計測したフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の減肉量を表示する。
【００４５】
ここで、フィンチューブの検査装置１０によるフィンチューブの検査方法について説明する。図５は、超音波の反射波における基準波形と検出波形と検査結果波形を表す概略図である。
【００４６】
図５に示すように、基準反射波Ｓａは、フィンチューブ３１のフィン装着部３２で減肉がないことから、フィン装着部３２のフィンの位置や長さ、フィンの形状に影響されて検出される波形である。ここで、フィンチューブ３１のフィン装着部３２における所定の位置に減肉部Ａがあったとき、受信器２２が受信した受信反射波Ｓｂは、減肉部Ａで、減肉部Ａの大きさ（径方向の深さや幅）に応じて、その他のフィン装着部３２よりも高いレベルの波形Ｓｂ１となる。そして、基準反射波Ｓａと受信反射波Ｓｂとの差分ΔＳは、減肉部Ａからの反射が顕在化した波形ΔＳ１となる。
【００４７】
このように第１実施形態のフィンチューブの検査装置にあっては、フィンチューブ３１における長手方向の端部に設けられて超音波を発信する発信器２１と、フィンチューブ３１における長手方向の端部に設けられて超音波の反射波を受信する受信器２２と、受信器２２が受信した反射波と予め設定された基準反射波とを比較してフィンチューブ３１の減肉を検出する処理部１２とを備える。
【００４８】
そのため、発信器２１は、フィンチューブ３１における長手方向の端部から超音波を発信し、受信器２２は、発信器２１が発信した超音波の反射波を受信し、処理部１２は、受信器２２が受信した反射波と基準反射波とを比較してフィンチューブ３１の減肉を検出する。そのため、フィンチューブ３１の内部に検出器などを挿入する必要がなく、フィンチューブ３１の外部から減肉を検出することができる。その結果、フィンチューブ３１の検査作業の効率化を図ることができると共に、検査精度の向上を図ることができる。また、フィンチューブ３１の内部の熱媒が存在したままで検査が可能となるため、設備稼働時もフィンチューブ３１の減肉状態を検査することもできる。
【００４９】
第１実施形態のフィンチューブの検査装置では、処理部１２は、受信器２２が受信した反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブ３１の減肉を検出する。そのため、フィンチューブ３１における減肉の度合いを高精度に検出することができる。
【００５０】
第１実施形態のフィンチューブの検査装置では、発信器２１および受信器２２をフィンチューブ３１におけるフィンが設けられていない素管部３３，３４の外周面に設ける。そのため、超音波センサ１１から送受信される超音波の伝搬に十分な接触面を確保することが可能であり、フィン装着部３２における減肉を高精度に検出することができる。
【００５１】
第１実施形態のフィンチューブの検査装置では、隣接するフィンチューブ３１に装着された発信器２１および受信器２２同士を固定用治具３５により連結して固定する。そのため、フィンチューブ３１に対する発信器２１および受信器２２同士の固定を容易に行うことができると共に、フィンチューブ３１に対して発信器２１および受信器２２を着脱可能となり、フィンチューブ３１の修理や交換時に発信器２１および受信器２２を容易に取り外すことができる。
【００５２】
また、第１実施形態のフィンチューブの検査方法にあっては、フィンチューブ３１における長手方向の端部から超音波を発信する工程と、フィンチューブ３１における長手方向の端部で超音波の反射波を受信する工程と、受信した反射波と予め設定された基準反射波とを比較してフィンチューブ３１の減肉を検出する工程部とを有する。そのため、フィンチューブ３１の内部に検出器などを挿入する必要がなく、フィンチューブ３１の外部から減肉を検出することができる。その結果、フィンチューブ３１の検査作業の効率化を図ることができると共に、検査精度の向上を図ることができる。また、フィンチューブ内部の熱媒が存在したままで検査が可能となるため、設備稼働時もフィンチューブの減肉状態を検査することもできる。
【００５３】
［第２実施形態］
図６は、第２実施形態のフィンチューブの検査装置での超音波の反射波における基準波形と検出波形と検査結果波形を表す概略図である。なお、第２実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図２を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００５４】
第２実施形態において、図２に示すように、フィンチューブの検査装置１０は、超音波センサ１１と、処理部１２と、記憶部１３と、表示部１４とを備える。超音波センサ１１は、発信器２１と受信器２２とから構成される。
【００５５】
処理部１２は、受信器２２が受信した反射波と基準反射波とを比較してフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置を検出する。この場合、処理部１２は、フィンチューブ３１において、フィン装着部３２と素管部３３，３４との境界の位置を検出する。処理部１２は、フィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置に基づいて反射波を補正することで減肉箇所を精度よく検出することができる。
【００５６】
すなわち、基準反射波は、初期状態（減肉前状態かつ既知温度）にフィンチューブの検査装置１０を用いて得た波形であり、フィンチューブ３１は、例えば、常温である。一方、熱交換器が稼働中であるとき、フィンチューブ３１は、内部や外部に高温流体が流動していることから、高温となっており、熱伸びにより変形するのに加え、超音波の伝搬速度が変化する。そのため、基準反射波と受信反射波によりフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置、つまり、フィン装着部３２と素管部３３，３４との境界の位置を比較し、フィンチューブ３１における受信反射波を補正する。すなわち、図６に示すように、フィンチューブ３１に熱伸びが生じると、フィン装着部３２と素管部３３との境界の位置が変化し、超音波センサ１１からフィン端部までの長さＬが変動する。そのため、超音波センサ１１からフィン端部までの長さＬの変化量に基づいて温度補正量を算出できる。つまり、温度変化によりフィンチューブ３１を伝搬する超音波の伝搬速度の変化や熱伸びが生じても、超音波センサ１１からフィン端部までの波形データを、基準反射波データと比較することで温度補正量を算出することができる。この温度補正量を用いれば、任意の温度における、減肉部からの反射波の正確な距離を推定することができる。
【００５７】
また、基準反射波Ｓａは、フィンチューブ３１のフィン装着部３２で減肉がないことから、フィン装着部３２のフィンの位置や長さ、フィンの形状に合わせた波形である。ここで、フィンチューブ３１のフィン装着部３２における所定の位置に減肉部Ａがあったとき、受信器２２が受信した受信反射波Ｓｂは、減肉部Ａで、減肉部Ａの大きさ（径方向の深さや幅）に応じて、その他のフィン装着部３２よりも高いレベルの波形Ｓｂ１となる。このとき、基準反射波Ｓａおよび受信反射波Ｓｂにて、素管部３３における波形のレベルとフィン装着部３２における波形のレベルの違いから、素管部３３とフィン装着部３２との境界の位置がわかる。このとき、基準反射波Ｓａにおける素管部３３とフィン装着部３２との境界の位置と、受信反射波Ｓｂにおける素管部３３とフィン装着部３２との境界の位置とを比較し、フィンチューブ３１の長手方向における基準反射波Ｓａの波形に合わせて受信反射波Ｓｂの波形を構成する。その後、基準反射波Ｓａと受信反射波Ｓｂとの差分ΔＳをもとめる。
【００５８】
このように第２実施形態のフィンチューブの検査装置にあっては、処理部１２は、受信器２２が受信した反射波と基準反射波とを比較してフィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置を検出する。そのため、フィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置のずれを高精度に検出することができる。
【００５９】
第２実施形態のフィンチューブの検査装置では、処理部１２は、フィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の位置に基づいて温度補正量を算出し、温度補正量に基づいて反射波を補正する。そのため、計測環境温度が変化し、超音波伝搬速度やフィンチューブ３１の熱伸び量が変化した場合にも、この温度補正量を用いれば、任意の温度における減肉部などからの任意の反射波の距離を精度よく推定することができる。
【００６０】
［第３実施形態］
図７は、第３実施形態のフィンチューブの検査装置における超音波センサの取付状態を表す構成図である。なお、第３実施形態の基本的な構成は、上述した第１実施形態と同様であり、図２を用いて説明し、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６１】
図２に示すように、フィンチューブの検査装置１０は、超音波センサ１１と、処理部１２と、記憶部１３と、表示部１４とを備える。超音波センサ１１は、発信器２１と受信器２２とから構成される。また、フィンチューブの検査装置１０は、図７に示すように、超音波センサ１１との異なる種類の音波を発信する超音波センサ（例えば、表面波センサ、斜角超音波センサなど）１１Ａを有する。超音波センサ１１Ａも発信器と受信器とから構成され、超音波センサ１１とは、波長や振動方向などが相違する。
【００６２】
超音波センサ１１と超音波センサ１１Ａは、フィンチューブ３１の直線部における素管部３３に直列に設けられる。そのため、超音波センサ１１と超音波センサ１１Ａは、超音波をフィン装着部３２側に向けて発信して受信することで、減肉部が超音波センサ１１と超音波センサ１１Ａから近い位置であっても、遠い位置であっても、適正に検出することができる。
【００６３】
このように第３実施形態のフィンチューブの検査装置にあっては、フィンチューブ３１における長手方向の端部に異なる種類の超音波を発信する複数種類の超音波センサ１１および超音波センサ１１Ａを設ける。そのため、フィンチューブ３１における減肉部の位置を高精度に検出することができる。
【００６４】
［第４実施形態］
図８は、第４実施形態のフィンチューブの検査装置を表す構成図である。なお、上述した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６５】
図８に示すように、フィンチューブの検査装置１０は、超音波センサ１１と、処理部１２と、記憶部１３と、表示部１４とを備える。超音波センサ１１は、発信器２１と受信器２２とから構成される。この場合、超音波センサ１１は、図示しない火力発電プラントの稼働中も、熱交換器におけるフィンチューブに固定される。この場合、超音波センサ１１を全ての熱交換器におけるフィンチューブに固定する必要ない。すなわち、過去の減肉実績や、事前に、熱交換器の流動解析を行うことで、熱交換器におけるどのフィンチューブが減肉しやすいかを判定し、減肉しやすいにフィンチューブにだけ超音波センサ１１を固定する。そして、処理部１２は、この火力発電プラントの制御部５１に接続され、検出結果をオンラインで制御部５１に出力する。制御部５１は、表示部５２が接続されており、検出結果を常時表示する。
【００６６】
ここで、処理部１２は、超音波センサ１１により測定された受信反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいて、フィンチューブの寿命を評価する。すなわち、記憶部１３は、火力発電プラントの熱交換器に使用されるフィンチューブのデータ（例えば、材質や板厚など）が記憶されている。処理部１２は、受信反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブの減肉量を算出する。すると、処理部１２は、フィンチューブの減肉部が貫通孔に移行する期間を算出することができ、フィンチューブの寿命を評価することができる。
【００６７】
このように第４実施形態のフィンチューブの検査装置にあっては、処理部１２は、受信器２２が受信した反射波のレベルと基準反射波のレベルとの差分に基づいてフィンチューブ３１の寿命を評価する。そのため、フィンチューブ３１における補修時期や交換時期を適切に把握することができる。
【００６８】
なお、上述した各実施形態にて、フィンチューブ３１におけるフィン装着部３２の両側の素管部３３，３４に超音波センサ１１を装着したが、フィンチューブ３１の直線部が短いときには、素管部３３，３４のいずれか一方だけに超音波センサ１１を装着してもよい。
【００６９】
また、上述した各実施形態にて、フィンチューブ３１における直線部にフィン装着部３２と素管部３３，３４を設け、素管部３３，３４に超音波センサ１１を装着したが、フィン装着部３２と素管部３３，３４は、湾曲形状であってもよい。
【００７０】
また、上述した各実施形態にて、超音波センサ１１を発信器２１と受信器２２とから構成したが、発信器２１と受信器２２は、一体であってもよいし、別体であってもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１０  フィンチューブの検査装置
１１，１１Ａ  超音波センサ
１２  処理部
１３  記憶部
１４  表示部
２１  発信器
２２  受信器
３１  フィンチューブ
３２  フィン装着部
３３，３４  素管部
３５  固定用治具
３６  固定部
３７  ねじ部
５１  制御部
５２  表示部
１００  排煙処理装置
１０１  脱硝装置
１０２  熱回収装置
１０３  乾式電気集塵装置
１０４  ファン
１０５  脱硫装置
１０６  再加熱装置
１１１  ボイラ
１１２  煙突
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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