(57)【要約】【課題】従来に比べて正確かつ確実に蒸気タービンシステムにおける水質を評価する。【解決手段】蒸気タービンのうち、供給される蒸気の圧力が低い低圧タービン１２から蒸気を抽気する低圧抽気配管１２Ａを通過する蒸気を取得するサンプリング配管２２と、サンプリング配管２２で取得された蒸気が流入する蒸気流入槽３２と、蒸気流入槽３２に流入した蒸気を凝縮させた凝縮水の水質を計測するための水質計測装置５０と、水質計測装置５０の計測結果を用いて凝縮水の水質を診断する水質診断装置１００と、を備え、蒸気流入槽３２は、水質計測装置５０に対して高所に設置されており、水質計測装置５０は、ヘッド差を利用して大気圧へ昇圧された凝縮水の水質を計測する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸気発生源で発生させた蒸気により機械的エネルギーを得る蒸気タービンを備えた蒸気タービンシステムで用いられる蒸気の質を評価する水質モニタリングシステムであって、
前記蒸気タービンのうち、供給される蒸気の圧力が低い低圧タービンから蒸気を抽気する抽気配管を通過する蒸気を取得するサンプリング配管と、
前記サンプリング配管で取得された蒸気が流入する蒸気流入槽と、
前記蒸気流入槽に流入した蒸気を凝縮させた凝縮水の水質を計測する水質計測装置と、
前記水質計測装置の計測結果を用いて前記凝縮水の水質を診断する水質診断装置と、を備え、
前記蒸気流入槽は、前記水質計測装置に対して高所に設置されており、前記水質計測装置は、ヘッド差を利用して大気圧へ昇圧された凝縮水の水質を計測する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記蒸気流入槽に流入した蒸気を凝縮させる冷却部を有する凝縮装置を更に備えた
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記蒸気流入槽に流入する蒸気に曝すための試験片を導入する導入部を更に備えた
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記導入部は前記サンプリング配管から分岐された、バルブを有する分岐配管に設置され、前記蒸気流入槽に対して並列に配置されている
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項５】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記蒸気流入槽と前記水質計測装置との間に、Ｕ字配管を設けた
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項６】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記蒸気流入槽と前記水質計測装置との間に、凝縮水を昇圧するためのポンプを設けた
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項７】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記サンプリング配管は、前記抽気配管を通過して給水加熱器に流入した蒸気を取得する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項８】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記サンプリング配管は、前記抽気配管から蒸気を取得する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項９】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記水質診断装置は、前記凝縮水の水質が所定値より悪化したと診断されたときに警告を通知する表示部を有する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記水質診断装置は、前記水質計測装置の計測結果と前記凝縮水の水質データを保存するデータ収集部を有する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項１１】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記水質診断装置における水質診断結果に基づいて前記蒸気タービンの運転を調整するタービン運転制御部を更に備えた
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記水質診断装置は、前記蒸気タービンに加わる作用応力を評価する作用応力評価部を有する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載の水質モニタリングシステムにおいて、
前記水質計測装置は、前記凝縮水のｐＨ、溶存酸素量、温度、電気伝導度、カチオン濃度、腐食電位、酸化還元電位のうちいずれか一つ以上を計測する
ことを特徴とする水質モニタリングシステム。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の水質モニタリングシステムを備えたことを特徴とする蒸気タービンシステム。
【請求項１５】
蒸気発生源で発生させた蒸気により機械的エネルギーを得る蒸気タービンを備えた蒸気タービンシステムで用いられる蒸気の質を評価する水質モニタリング方法であって、
前記蒸気タービンのうち、供給される蒸気の圧力が低い低圧タービンから蒸気を抽気する抽気配管を通過する蒸気を取得する取得工程と、
前記取得工程で取得した蒸気を蒸気流入槽に流入させ、その後に前記蒸気を凝縮させて凝縮水を生成させる生成工程と、
前記生成工程で生成した凝縮水の水質を計測する水質計測工程と、
前記水質計測工程の計測結果を用いて前記凝縮水の水質を診断する水質診断工程と、を有しており、
前記生成工程では前記凝縮水の水質を計測する水質計測装置に対して高所で前記凝縮水を生成して、前記水質計測装置ではヘッド差を利用して大気圧へ昇圧させた凝縮水の水質を計測する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の水質モニタリング方法において、
前記生成工程では、冷却部を用いて前記蒸気を冷却することで前記凝縮水を生成する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の水質モニタリング方法において、
前記取得工程で取得した蒸気に試験片を曝す暴露工程を更に有する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の水質モニタリング方法において、
前記暴露工程では、前記生成工程で前記蒸気を生成する配管から分岐された、バルブを有する分岐配管に前記試験片を設置する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の水質モニタリング方法において、
前記暴露工程で生成した試験片を用いて、き裂進展特性、すき間腐食特性、応力腐食割れのうちいずれか一つ以上を評価する評価工程を更に有する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の水質モニタリング方法において、
前記暴露工程で用いる試験片として、前記蒸気タービンに用いられている使用材よりも鋭敏化させた材料を用いる
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項２１】
請求項１５に記載の水質モニタリング方法において、
前記水質計測工程では、前記凝縮水のｐＨ、溶存酸素量、温度、電気伝導度、カチオン濃度、腐食電位、酸化還元電位のうちいずれか一つ以上を計測する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【請求項２２】
請求項１５に記載の水質モニタリング方法において、
前記水質診断工程で前記凝縮水の水質が所定値より悪化したと診断されたときに警告を通知する表示工程を更に有する
ことを特徴とする水質モニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は蒸気タービンシステムに用いられ水の質をモニタリングするための水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに蒸気の水質モニタリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸気タービンの乾湿交播域で凝縮する凝縮水の水質を測定するモニタを提供し、モニタによる水質情報をもとに給水水質および蒸気系薬品注入を制御する機構を備えた蒸気タービン材料の腐食損傷を防止する高い信頼性を有する蒸気タービンの一例として、特許文献１には、蒸気タービン翼表面近傍の凝縮条件を模擬した凝縮室により凝縮水を得、その凝縮水を分析することにより水質をモニタする、さらにモニタ結果により蒸気タービンの運転条件の制御，薬品の注入を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１７０７０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば蒸気を扱う火力プラントにおいてはプラントの形式に応じて種々な水質管理方法が設定されている。
【０００５】
このような水質管理では、ボイラ入口側からサンプリングした水の水質を測定し、測定値が基準値におさまるように管理されてきた。
【０００６】
このような状況の中で、動翼，静翼及びロータ等に腐食損傷が発生することがある。特に高圧，中圧及び低圧タービンで構成される火力発電プラントでは蒸気の乾湿交播域にあたる低圧タービンの後段で蒸気が凝縮して液滴が発生し、これに腐食媒体が混入して腐食を進行させることがある。
【０００７】
さらに、プラントの起動及び停止時において高，中，低圧タービンおよび給水ポンプ駆動用タービンに凝縮水が発生し、低圧タービン同様、腐食損傷が発生する場合がある。
【０００８】
これら腐食損傷が発生する環境は特に蒸気がエネルギーを使い果たして水に変化する乾湿交播域であることが多い。金属材料の腐食損傷は材料が接する環境に大きく依存するため、タービン材を腐食損傷から守るためにはタービン材が接している凝縮水の水質をモニタリングし、把握した情報をもとに蒸気の元となる給水の水質を管理することが効果的と考えられる。
【０００９】
このような技術の一環として、上述の特許文献１のような技術がある。この特許文献１に記載された技術では、水蒸気の一部を抽出する抽出管からサンプリングしている。
【００１０】
ここで、蒸気タービンシステムの低圧タービンのタービン蒸気は周囲に比べて負圧であることが多く、特許文献１に記載のような技術では、低圧タービンから抽気した蒸気を凝縮させた凝縮水を、水質を計測する装置に送っても、圧力が大気圧でないために水質の計測が困難であり、水質のモニタリングを十分に実行することができない、との問題があることが本発明者の検討によって明らかとなった。
【００１１】
本発明は、従来に比べて正確かつ確実に水質を評価することが可能な水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、蒸気発生源で発生させた蒸気により機械的エネルギーを得る蒸気タービンを備えた蒸気タービンシステムで用いられる蒸気の質を評価する水質モニタリングシステムであって、前記蒸気タービンのうち、供給される蒸気の圧力が低い低圧タービンから蒸気を抽気する抽気配管を通過する蒸気を取得するサンプリング配管と、前記サンプリング配管で取得された蒸気が流入する蒸気流入槽と、前記蒸気流入槽に流入した蒸気を凝縮させた凝縮水の水質を計測する水質計測装置と、前記水質計測装置の計測結果を用いて前記凝縮水の水質を診断する水質診断装置と、を備え、前記蒸気流入槽は、前記水質計測装置に対して高所に設置されており、前記水質計測装置は、ヘッド差を利用して大気圧へ昇圧された凝縮水の水質を計測することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蒸気タービンシステムにおける水質を従来に比べて正確かつ確実に評価することができる。上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施例１の蒸気タービンシステムの全体構成を表す概略図である。
【図２】実施例１の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図３】図２に示す水質モニタリングシステムのうち、水質診断装置の概略構成を示す図である。
【図４】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水のｐＨと腐食電位との関係を示す図である。
【図５】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、材料の寿命と腐食ピット発生に対する裕度との関係を示す図である。
【図６】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、材料の寿命と水素脆化に対する裕度との関係を示す図である。
【図７】実施例１の水質診断装置における腐食ピット発生に対する裕度の評価手順の一例を示すフローチャート図である。
【図８】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水中のカチオン濃度と孔食発生電位との関係を示す図である。
【図９】実施例１の水質診断装置における腐食ピット発生に対する裕度の評価手順の他の一例を示すフローチャート図である。
【図１０】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水中の塩化ナトリウム量と電位変動幅との関係を示す図である。
【図１１】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水中のカチオン濃度とすき間腐食の発生確率との関係を示す図である。
【図１２】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水の電位とすき間腐食の裕度との関係を示す図である。
【図１３】実施例１の水質診断装置における凝縮水の電気伝導度に対するナトリウムイオン濃度の導出方法の概略を示す図である。
【図１４】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、作用応力拡大係数とナトリウムイオン濃度との関係を示す図である。
【図１５】実施例１の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、溶液浸漬時間に対するすき間腐食の発生確率との関係を示す図である。
【図１６】実施例２の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図１７】実施例３の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図１８】実施例４の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図１９】実施例５の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図２０】実施例５の変形例の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【図２１】実施例６の水質モニタリングシステムのうち、水質診断装置の概略構成を示す図である。
【図２２】実施例７の水質モニタリングシステムのうち、水質診断装置の概略構成を示す図である。
【図２３】実施例７の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、材料の使用時間に対する推定ピット径の関係を示す図である。
【図２４】実施例７の水質診断装置で用いる、材料の使用時間と各種リスクとの関係の一例を示す図である。
【図２５】実施例７の水質診断装置における余寿命評価の手順を示すフローチャート図である。
【図２６】実施例７の水質診断装置の水質データベースに記憶されている、凝縮水中のカチオン濃度と試験片におけるき裂進展速度との関係を示す図である。
【図２７】実施例７の水質診断装置で用いる、材料の使用時間に対するき裂長さとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に本発明の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法の実施例を、図面を用いて説明する。
【００１６】
＜実施例１＞  
本発明の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法の実施例１について図１乃至図１５を用いて説明する。
【００１７】
最初に、図１を用いて本実施例に係る蒸気タービンシステムの全体構成について説明する。図１は本実施例の蒸気タービンシステムの概略図である。なお、以下の実施例では、蒸気タービンシステムとして化石燃料を熱源とする火力発電システムを例に説明するが蒸気タービンシステムはこれに限定されず、様々な発電用蒸気タービンや船舶用蒸気タービン、その他の熱エネルギーにより水を気化させ、気化した水蒸気のエネルギーによりタービン羽根を回転させ機械的エネルギーを得るシステムに本発明は適用することができる。
【００１８】
図１に示すように、本実施例の蒸気タービンシステムは、ボイラ１、高圧タービン７、中圧タービン１０、低圧タービン１２、復水器１４、発電機１６を備えている。
【００１９】
ボイラ１は化石燃料焚きボイラであって、蒸気発生源の一例である。ボイラ１で化石燃料を燃焼することで復水器１４から供給された復水を加熱し、高温高圧の蒸気を発生させる。
【００２０】
主蒸気管２には、主蒸気止め弁３や蒸気加減弁４が設けられている。また、主蒸気管２には、蒸気加減弁４をバイパスして、主蒸気管２よりも蒸気タービンの低圧側につながるオーバーロード蒸気管５が接続されている。このオーバーロード蒸気管５には、オーバーロード弁６が設けられている。
【００２１】
ボイラ１で発生した蒸気は主蒸気管２およびオーバーロード蒸気管５を介して高圧タービン７に導かれ、高圧タービン７を駆動する。高圧タービン７を駆動して減圧した蒸気は、高圧タービン排気管８を流下してボイラ１に導かれ、再度加熱されて再熱蒸気となる。
【００２２】
ボイラ１で再加熱された再熱蒸気は、高温再熱蒸気管９を介して中圧タービン１０に導かれて中圧タービン１０を駆動する。
【００２３】
中圧タービン１０を駆動して減圧した蒸気は、中圧タービン排気管１１を介して低圧タービン１２に導かれ、低圧タービン１２を駆動する。
【００２４】
低圧タービン１２を駆動して減圧した蒸気は、低圧タービン排気管１３を介して復水器１４に導かれる。復水器１４は冷却水配管（図示せず）を備えており、復水器１４に導かれた蒸気と冷却水配管内を流れる冷却水との熱交換により蒸気を復水する。
【００２５】
低圧給水加熱器１８は、復水器１４で復水された給水を低圧抽気配管１２Ａによって低圧タービン１２から抽気された蒸気によって加熱する。
【００２６】
高圧給水加熱器１９は、高圧抽気配管７Ａによって高圧タービン７から抽気された蒸気によって、低圧給水加熱器１８によって加熱された給水をボイラ１に送るために更に加熱する。
【００２７】
高圧給水加熱器１９を介して加熱された給水は再びボイラ１に送られる。
【００２８】
図１に示した高圧タービン７、中圧タービン１０及び低圧タービン１２は、タービンロータ１５によって同軸上に連結されている。また、タービンロータ１５には発電機１６が連結されていて、高圧タービン７、中圧タービン１０及び低圧タービン１２の回転動力によって発電機１６が駆動し、高圧タービン７、中圧タービン１０及び低圧タービン１２の出力が電力（電気エネルギー）として取り出される。
【００２９】
なお、火力発電システムの構成は図１に示すシステムに特に限定されない。
【００３０】
本実施例では、このような蒸気タービンシステムのうち、低圧給水加熱器１８に対して、追加の設備として、蒸気の質を評価するための水質モニタリングシステムが設置されている。このように追加の設備であることによって、負圧・高温などの厳しい環境下での独自性のある計測が可能となる。
【００３１】
次に本実施例の水質モニタリングシステムの構成や動作について図２乃至図１５を用いて説明する。最初に、水質モニタリングシステムや水質診断装置の構成の詳細について図２乃至図６を用いて説明する。図２は実施例１の水質モニタリングシステムの概略を示す図、図３は水質診断装置の概略構成を示す図である。図４乃至図６は、水質モニタリングシステム内の水質データベース１３０に記録されているデータの一例を示す図である。
【００３２】
図２に示すように、水質モニタリングシステムは、サンプリング配管２２、凝縮部３０、計測用配管４２、水質計測装置５０、水質診断装置１００、排水配管５２を備えている。
【００３３】
サンプリング配管２２は、低圧タービン１２から蒸気を抽気する低圧抽気配管１２Ａを通過して低圧給水加熱器１８に流入した蒸気を取得するための配管であり、低圧給水加熱器１８の既設のフランジ等の開口部に接続されている。サンプリング配管２２を通過した蒸気は凝縮部３０に送られる。バルブ２４は、サンプリング配管２２を通過する蒸気の流量、すなわち凝縮部３０へ送られる蒸気の流量を調整する弁である。
【００３４】
凝縮部３０は、蒸気流入槽３２、凝縮装置３４から構成される。
【００３５】
蒸気流入槽３２は、サンプリング配管２２で取得された蒸気を一時的に溜める空間である。この蒸気流入槽３２には、サンプリングした蒸気にモニタリング用試験片３１を曝すための試験片導入器３３が設けられている。このようなモニタリング用試験片３１を蒸気に曝すための蒸気流入槽３２を備えていることによって、乾き蒸気環境下の腐食特性評価が可能となる。
【００３６】
モニタリング用試験片３１は、破壊力学的特性（き裂進展特性、すき間腐食特性）やＳＣＣ（Ｓｔｒｅｓｓ  Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ  Ｃｒａｃｋｉｎｇ：応力腐食割れ）の発生を評価できる形状や材質の金属片を導入することが望ましい。このようなモニタリング用試験片３１を導入して、任意のタイミングで取り出して、き裂進展特性、すき間腐食特性、応力腐食割れのうちいずれか一つ以上を評価する。導入するモニタリング用試験片３１は、例えば後述する図１１に示すようなすき間腐食試験片や図２６に示すようなき裂進展速度評価試験片とすることができる。また、導入するモニタリング用試験片３１の数は特に限定されず、評価したい試験項目数に応じて適宜導入することができる。
【００３７】
また、モニタリング用試験片３１は、蒸気タービン（特に低圧タービン１２）に用いられている材料よりも鋭敏化させたものを用いることができる。
【００３８】
凝縮装置３４は、蒸気流入槽３２に流入した蒸気を凝縮させるための装置であり、冷却系配管３６を有している。凝縮装置３４では、冷却系配管３６を用いて蒸気を冷却することで凝縮水を生成する。冷却系配管３６に流す冷却媒体は軸冷水系統、復水、工業用水などを用いることができる。
【００３９】
計測用配管４２は、凝縮部３０で凝縮させた凝縮水を水質計測装置５０に対して送るための配管である。この計測用配管４２には、水質計測装置５０へ送られる蒸気の流量を調整するためのバルブ４４や、Ｕ字型構造としたＵシール４６が設けられている。
【００４０】
水質計測装置５０は、蒸気流入槽３２に流入した蒸気を凝縮させた凝縮水の水質を計測する装置であり、蒸気タービン低圧段の水質の計測を行うことによって、蒸気タービンの抽気を活用した水質モニタリングを実現するための装置である。
【００４１】
本実施例においては、凝縮部３０の蒸気流入槽３２は、水質計測装置５０に対して高所に設置されている。例えば、蒸気タービンシステムが設置された建屋の２階、もしくは３階に凝縮部３０の蒸気流入槽３２が設置されている場合、水質計測装置５０は１階に設置される。これにより、水質計測装置５０は、ヘッド差を利用して大気圧へ昇圧された凝縮水の水質を計測する。
【００４２】
本実施例の水質計測装置５０において測定する水質の項目は、例えば、ｐＨ，ＤＯ（溶存酸素量：Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ  Ｏｘｙｇｅｎ），温度，電気伝導度またはＮａ＋等のカチオン濃度、腐食電位、酸化還元電位のうち少なくともいずれか１つ以上であることが望ましい。これらの測定項目の測定方法はいずれも公知の様々な方法を用いることができる。
【００４３】
例えば、ｐＨであれば指示薬法，金属電極法（水素電極法、キンヒドロン電極法、アンチモン電極法），ガラス電極法，半導体センサ法が挙げられる。ＤＯであれば滴定法や隔膜電極法が挙げられる。電気伝導度やカチオン濃度であれば交流二電極法や電磁誘導法が挙げられる。腐食電位であれば直流分極測定法や交流インピーダンス法が挙げられる。酸化還元電位であればｍＶ測定機能を有するｐＨ計本体と貴金属電極（白金電極または金電極）と比較電極を用いて測定する手法が挙げられる。
【００４４】
水質診断装置１００は、水質計測装置５０の計測結果を用いて凝縮水の水質を診断する装置である。水質診断装置１００の詳細については後述する。
【００４５】
水質計測装置５０において水質評価が行われた凝縮水は排水配管５２を介して蒸気タービンシステムの系外に排出する。排水配管５２にはバルブ５４を設ける。このような排水配管５２を設けることによって、蒸気タービンシステムの系内へ水質計測時の薬品混入を防ぐことができる。
【００４６】
次に、水質診断装置１００の詳細について図３を用いて説明する。
【００４７】
水質診断装置１００は、サンプリング配管２２、バルブ２４、凝縮部３０、計測用配管４２、バルブ４４、Ｕシール４６等のタービンシステムに追加で設けられた追設機器や水質計測装置５０の後段側に設けられており、水質評価装置１１０、タービン運転状態監視装置１２０、水質データベース１３０、データ収集装置１４０、データ表示装置１５０を有している。
【００４８】
水質診断装置１００は、ＰＣ等で一体構成されたものであっても、各個が独立した構成であっても、いずれかが一体化して他が独立した構成であってもよいが、一体化されている場合は装置構成を単純化できるため、一体化していることが望ましい。
【００４９】
タービン運転状態監視装置１２０は、蒸気タービンシステムにおける出力や圧力、温度などの運転状態を監視する装置であり、運転状態と長期的な取得データの比較や検証を可能とするために、これらのデータを時間と関係づけて水質評価装置１１０に出力する。
【００５０】
水質評価装置１１０は、コンピュータなどの演算装置であり、水質計測装置５０で取得したデータを基に水質診断を行う。このような水質診断結果を基にして定検間隔の最適化を実現することができる。水質診断装置１００で実行される水質診断の具体例については図７以降を用いて後ほど詳しく説明する。
【００５１】
水質評価装置１１０では、タービン運転状態監視装置１２０から入力された時間と関係づけられた出力や圧力、温度などの運転状態の情報と水質計測装置５０で取得したデータとを関連付けた上でデータ収集装置１４０に出力する。
【００５２】
水質データベース１３０は、水質評価装置１１０において腐食状態の同定や取得水質との比較等を行うために設けられたデータベースである。水質データベース１３０に記録されているデータには、例えば図４に示すような凝縮水のｐＨと腐食電位との関係を示すプールベイ線図（ｐＨ−電位線図）がある。また、求めた孔食発生電位から腐食ピット発生に対する裕度を評価するために用いる図５に示すような材料の寿命と腐食ピット発生に対する裕度との関係を示すデータ、求めた水素脆化発生電位から水素脆化に対する裕度を評価するために用いる図６に示すような材料の寿命と水素脆化に対する裕度との関係を示すデータ等がある。
【００５３】
このようなデータを保有しておくことにより、腐食電位と孔食発生電位の差分（腐食ピットの裕度）、腐食電位と水素脆化発生電位の差分（水素脆化の裕度）の評価から信頼性評価が可能となる。
【００５４】
データ収集装置１４０は、水質計測装置５０の計測結果や水質評価装置１１０で評価された凝縮水の水質データを保存する記録媒体であり、例えばＨＤＤなどである。
【００５５】
データ表示装置１５０は、水質計測装置５０の計測結果や水質評価装置１１０で評価された凝縮水の水質データを表示するためのディスプレイである。また、では、凝縮水の水質が所定値より悪化したと診断されたときに警告を通知する。警告の通知方法としては、警告音や警告表示などがある。
【００５６】
次に、本実施例における水質モニタリング方法について図７乃至図１５を用いて以下説明する。本実施例の水質モニタリング方法は、ボイラ１で発生させた蒸気により機械的エネルギーを得る蒸気タービンを備えた蒸気タービンシステムで用いられる蒸気の質を評価するものであり、図２に示すような水質モニタリングシステムで好適に実施される。
【００５７】
図７は腐食ピット発生に対する裕度の評価手順の一例を示すフローチャート図、図８は凝縮水中のカチオン濃度と孔食発生電位との関係を示す図、図９は腐食ピット発生に対する裕度の評価手順の他の一例を示すフローチャート図、図１０は凝縮水中の塩化ナトリウム量と電位変動幅との関係を示す図、図１１は凝縮水中のカチオン濃度とすき間腐食の発生確率との関係を示す図、図１２は凝縮水の電位とすき間腐食の裕度との関係を示す図、図１３は凝縮水の電気伝導度に対するナトリウムイオン濃度の導出方法の概略を示す図、図１４は作用応力拡大係数とナトリウムイオン濃度との関係を示す図、図１５は溶液浸漬時間に対するすき間腐食の発生確率との関係を示す図である。
【００５８】
蒸気を取得する取得工程、凝縮水を生成させる生成工程、水質を計測する水質計測工程は、上述した図２に示す水質モニタリングシステム内の各構成により好適に実行される。
【００５９】
以下に説明する、水質計測工程の計測結果を用いて凝縮水の水質を診断する水質診断工程は、水質診断装置１００の水質評価装置１１０によって好適に実行される。
【００６０】
例えば、腐食ピットの発生に対する裕度の評価の流れについて図７以降を参照して説明する。
【００６１】
上述のように、水質計測装置５０ではｐＨ，腐食電位，温度，ＤＯ，電気伝導度またはカチオン濃度などが測定されている。
【００６２】
そこで、水質評価装置１１０は、測定されたこれらのデータのうち、ｐＨ，腐食電位のデータを、水質データベース１３０に記録されているプールベイ線図にプロットし、電気伝導度やカチオン濃度・温度・ＤＯから孔食発生電位や水素脆化発生電位を補正して、取得水の腐食電位と孔食発生電位の差分から腐食ピットの発生に対する裕度を評価する。
【００６３】
具体的には、図７に示すように、水質評価装置１１０は、最初に、水質計測装置５０で測定されたｐＨ，腐食電位の測定データの入力を受ける（ステップＳ１１０）。その後、水質評価装置１１０は、これらのｐＨ，腐食電位のデータを、水質データベース１３０に記録されているプールベイ線図にプロットする（ステップＳ１１２）。
【００６４】
これに並行して、水質評価装置１１０は、水質データベース１３０に記録されている孔食発生電位の実験室環境下データを取得する（ステップＳ１２０）とともに、電気伝導度もしくはカチオン濃度，ＤＯ，温度の測定データを水質計測装置５０から取得する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２０において取得する孔食発生電位の実験室環境下データは、図８に示すようなデータである。
【００６５】
その後、水質評価装置１１０は、Ｎａ＋濃度等のカチオン濃度等を用いて孔食発生電位を補正する（ステップＳ１２４）。例えば、図８に示すような実験室で取得したデータ範囲を外挿して、実機環境下での孔食発生電位の推定値を求める。
【００６６】
その後、水質評価装置１１０は、ステップＳ１１２で入力された腐食電位とステップＳ１２４で求めた孔食発生電位との差分を評価する（ステップＳ１３０）。次いで、水質評価装置１１０は、この差分の評価から、腐食ピットに対する裕度を求める（ステップＳ１４０）。
【００６７】
水質評価装置１１０は、このような手順で評価した求めた腐食ピットやＳＣＣ発生に対する余裕度をもとにして、タービンの翼材やロータ材の寿命診断に活用することができる。このように、取得水質からタービン部材の腐食に対する寿命評価を行うことによって最適な定検間隔の設定が可能となる。
【００６８】
また、水質評価装置１１０は、孔食発生電位と同様に、カソード（卑、マイナス）側も同様に水素脆化発生電位を実験室環境下で取得し、水素脆化発生電位と取得水の腐食電位との差分で、水素脆化に対する裕度を評価することができる。これにより、取得水質からタービン部材の水素脆化に対する寿命評価の適用が可能となり、同様に最適な定検間隔の提案が可能になる。
【００６９】
上述のように、水質データベース１３０に実験室環境下での水質評価結果を保存しておき、利用することができる。実験室環境下でのデータを水質計測結果と比較することにより、腐食ピットやＳＣＣ発生などに対する余裕度の評価が可能となる。また、実験室環境下データを用いることで水質評価の高精度化が可能となる。
【００７０】
また、腐食ピットの発生に対する裕度の評価方法は図７に示す手順に限られず、図９以降で説明する手法によっても評価可能である。
【００７１】
具体的には、図９に示すように、水質評価装置１１０は、最初に、実験室環境下のすき間腐食の発生確率のデータを取得する（ステップＳ２１０）。このステップＳ２１０で取得するデータは、図１０に示すようなデータである。また、水質評価装置１１０は、実験室環境下におけるすき間腐食の電位低下量のデータを取得する（ステップＳ２１２）。このステップＳ２１２で取得するデータは、図１１に示すようなデータである。図１１には、すき間腐食データを取得する際に用いるすき間腐食試験片の概要もあわせて示す。
【００７２】
その後、水質評価装置１１０は、ステップＳ２１０で取得した実験室環境下のすき間腐食の発生確率のデータとステップＳ２１２で取得したすき間腐食の電位低下量のデータとから、すき間腐食による電位低下量のカチオン濃度依存性を求める（ステップＳ２１４）。
【００７３】
これらステップＳ２１０乃至ステップＳ２１４と同時に、水質評価装置１１０は、孔食発生電位の実験室環境下データを取得する（ステップＳ２２０）。このステップＳ２２０で取得するデータは、上述した図８に示すような関係のデータである。
【００７４】
その後、水質評価装置１１０は、ステップＳ２２０で取得した孔食発生電位の実験室環境下データから、孔食発生電位のカチオン濃度依存性を求める（ステップＳ２２２）。
【００７５】
次いで、水質評価装置１１０は、ステップＳ２１４で求めた取得したすき間腐食による電位低下量のカチオン濃度依存性のデータとステップＳ２２２で取得した孔食発生電位のカチオン濃度依存性のデータとから、孔食発生電位のしきい値を求める（ステップＳ２３０）。求められるしきい値は、例えば図４に示す孔食発生電位の領域の境界に相当する。
【００７６】
更に、水質評価装置１１０は、水質計測装置５０で測定されたｐＨ，腐食電位の測定データの入力を受け（ステップＳ２４０）、これらのｐＨ，腐食電位のデータを、水質データベース１３０に記録されているプールベイ線図にプロットする（ステップＳ２４２）。
【００７７】
その後、水質評価装置１１０は、ステップＳ２４２で入力された腐食電位とステップＳ２３０で求めた孔食発生電位との差分を評価する（ステップＳ２５０）。次いで、水質評価装置１１０は、この差分の評価から、図１２に示すような両電位の差分とすき間腐食に対する裕度を用いて、腐食ピットに対する裕度を求める（ステップＳ２６０）。
【００７８】
なお、上述のような評価をスムーズに行うために、水質データベース１３０には、図１３に示すような、すき間腐食試験片を用いたすき間腐食の発生する電位と電気伝導度の対応関係やすき間腐食の発生する電位とＮａ＋量との対応関係を保存しておくとともに、これらの関係から予め電気伝導度とＮａ＋量との対応関係を推定，保存しておき、電気伝導度を水質計測装置５０で測定することによってＮａ＋量を推定できるようにしておくことが望ましい。これにより、実機環境の同定をより速やかに、かつ正確に実行できるようになり、より容易に適切な定検間隔の設定が可能となる。
【００７９】
予め保存しておく対応関係は、腐食電位に加えて、酸化還元電位と電気伝導度やＮａ＋量との対応関係であってもよい。このように、腐食電位や酸化還元電位と各種電気伝導度との関係を予め取得しておくことにより、応答が速い電気伝導度の取得パラメータから水質診断が可能となり、診断の即時性を増加させることができる。
【００８０】
また、Ｎａ＋量については、スミヤ法によるなどの拭き取り試験結果を活用することも可能である。より正確な診断が可能となる。
【００８１】
更に、上述のように、Ｎａ＋量⇒電気伝導度等への変換や電気伝導度⇒Ｎａ＋量の変換については、図１３に示すような関係により可能であることから、図１４に示すような濃度を変えた試験溶液に試験片を任意の時間で浸漬させた時の作用応力拡大係数と全体系のＮａ＋量との関係や、図１５に示すような濃度を変えた試験溶液に試験片を任意の時間で浸漬させた時の溶液浸漬時間と全体系のＮａ＋量との関係を求めておくことが望ましい。これによれば、き裂進展速度やすき間腐食発生確率についても電気伝導度やカチオン濃度から評価することができるようになり、より柔軟な水質診断が可能となる。
【００８２】
次に、本実施例の効果について説明する。
【００８３】
上述した本発明の実施例１の蒸気タービンシステムは、ボイラ１で発生させた蒸気により機械的エネルギーを得る蒸気タービンを備えた蒸気タービンシステムで用いられる蒸気の質を評価する水質モニタリングシステムを備えている。この水質モニタリングシステムは、蒸気タービンのうち、供給される蒸気の圧力が低い低圧タービン１２から蒸気を抽気する低圧抽気配管１２Ａを通過する蒸気を取得するサンプリング配管２２と、サンプリング配管２２で取得された蒸気が流入する蒸気流入槽３２と、蒸気流入槽３２に流入した蒸気を凝縮させた凝縮水の水質を計測するための水質計測装置５０と、水質計測装置５０の計測結果を用いて凝縮水の水質を診断する水質診断装置１００と、を備え、蒸気流入槽３２は、水質計測装置５０に対して高所に設置されており、水質計測装置５０は、ヘッド差を利用して大気圧へ昇圧された凝縮水の水質を計測するものである。
【００８４】
このように蒸気流入槽３２が水質計測装置５０に対して高所に設置されていることによって、低圧タービン１２の環境が負圧であり、評価する蒸気が低圧タービンからの抽気であっても、ヘッド差を利用して凝縮水を大気圧へ昇圧することができる。このため、水質計測装置５０において水質の計測を確実に行うことでき、従来に比べて水質のモニタリングを確実にかつ継続して実行することができる。従って、水質に異常が発生して、蒸気タービンシステムに異常が発生する危険性を従来に比べて正確に把握することができ、適切な対応を取ることが可能となる。
【００８５】
また、蒸気流入槽３２に流入した蒸気を凝縮させる冷却系配管３６を有する凝縮装置３４を更に備えたため、蒸気をより効率的に凝縮させることができ、より安定して水質評価を行うことができる。
【００８６】
更に、蒸気流入槽３２に流入する蒸気に曝すためのモニタリング用試験片３１を導入する試験片導入器３３を更に備えたことで、腐食特性の評価が可能となり、更に充実した水質モニタリングが可能となる。
【００８７】
また、蒸気流入槽３２と水質計測装置５０との間に、Ｕシール４６を設けたことにより、凝縮させた凝縮水が負圧の低圧タービン１２側へ逆流することを抑止することができ、安定した水質モニタリングをより確実に実現することができる。
【００８８】
更に、低圧給水加熱器１８は一般的に追加の配管を接続するためのフランジなどを有していることから、サンプリング配管２２は、低圧抽気配管１２Ａを通過して低圧給水加熱器１８に流入した蒸気を取得することで、サンプリング配管２２を接続するために大掛かりな改修等が不要であり、既存の蒸気タービンシステムに追加で水質モニタリングシステムを設置することが容易となる。また、新規の蒸気タービンシステムにおいても配管の溶接などを増やす必要がないことから、水質モニタリングシステムをより簡易に、かつ安価に設置することが可能である。
【００８９】
また、水質診断装置１００は、凝縮水の水質が所定値より悪化したと診断されたときに警告を通知するデータ表示装置１５０を有することにより、運転員が水質データを逐次確認することが可能であり、また水質悪化の早期発見が可能となる。
【００９０】
更に、水質診断装置１００は、水質計測装置５０の計測結果と凝縮水の水質データを保存するデータ収集装置１４０を有することで、データの保存や長期的な比較が可能となり、水質モニタリングの結果をより有効に利用することができる。
【００９１】
また、水質計測装置５０は、凝縮水のｐＨ、溶存酸素量、温度、電気伝導度、カチオン濃度、腐食電位、酸化還元電位のうちいずれか一つ以上を計測することにより、水質変化の早急な捕捉が可能であり、特に低圧タービン１２の寿命評価・診断への活用が可能となる。
【００９２】
更に、暴露工程で生成した試験片を用いて、き裂進展特性、すき間腐食特性、応力腐食割れのうちいずれか一つ以上を評価する評価工程を更に有することにより、実機環境にさらされた材料による試験が可能となり、より正確な水質診断や高い精度での蒸気タービンの寿命評価が可能となる。
【００９３】
また、暴露工程で用いる試験片として、蒸気タービンに用いられている使用材よりも鋭敏化させた材料を用いることにより、加速的に腐食を進行させることができ、寿命の早期診断が可能となる。
【００９４】
＜実施例２＞  
本発明の実施例２の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図１６を用いて説明する。実施例１と同じ構成には同一の符号を示し、説明は省略する。以下の実施例においても同様とする。
【００９５】
図１６は実施例２の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【００９６】
図１６に示すように、本実施例の水質モニタリングシステムは、図２に示す水質モニタリングシステムのうち、サンプリング配管２２から分岐配管６２が分岐されている。この分岐された分岐配管６２のバルブ６４の下流側にはサンプリングした蒸気にモニタリング用試験片３１を曝すための試験片導入スペース６５が設置されている。試験片導入スペース６５は蒸気流入槽３２に対して並列に配置されており、試験片導入スペース６５を通過した蒸気はバルブ６８を有する分岐配管６６を通過して蒸気流入槽３２に流入する。
【００９７】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【００９８】
本発明の実施例２の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【００９９】
また、試験片導入スペース６５はサンプリング配管２２から分岐された、バルブを有する分岐配管６２，６６に設置され、蒸気流入槽３２に対して並列に配置されており、暴露工程では、試験片導入スペース６５にモニタリング用試験片３１を設置することにより、バルブ６４，６８を閉じるだけで蒸気タービンシステムを停止させずに任意の時間でモニタリング用試験片３１の取り出しや追加が可能となり、モニタリング用試験片３１を利用したデータの取得をより充実させることが可能となる。
【０１００】
＜実施例３＞  
本発明の実施例３の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図１７を用いて説明する。
【０１０１】
図１７は実施例３の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【０１０２】
図１７に示すように、本実施例の水質モニタリングシステムは、図２に示す水質モニタリングシステムのうち、蒸気流入槽３２と水質計測装置５０との間の計測用配管４２に、凝縮水を昇圧するためのポンプ７０を設けたものである。これにより、水質計測装置５０に送られる凝縮水を確実に昇圧するものである。
【０１０３】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【０１０４】
本発明の実施例３の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【０１０５】
また、蒸気流入槽３２と水質計測装置５０との間に、凝縮水を昇圧するためのポンプ７０を設けたことにより、より確実に水質計測装置５０に送られる凝縮水を昇圧することができ、水質モニタリングをより確実にかつ継続して実行することが可能となる。
【０１０６】
なお、上述した実施例２のシステムにおいて、本実施例のように計測用配管４２にポンプ７０を設置することが可能である。
【０１０７】
＜実施例４＞  
本発明の実施例４の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図１８を用いて説明する。
【０１０８】
図１８は実施例４の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【０１０９】
図２に示す水質モニタリングシステムでは、蒸気流入槽３２と冷却系配管３６を有する凝縮装置３４とが直列に配置されているが、図１８に示す本実施例の水質モニタリングシステムのように、凝縮装置を設けずに、蒸気流入槽８０を計測用配管４２に直接接属するとともに、計測用配管４２に冷却系配管８６を設置することができる。
【０１１０】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【０１１１】
本発明の実施例４の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【０１１２】
また、本実施例のシステムは、実施例１のシステムに比べて構成を簡略化することができ、設置面積の低減や低コスト化などのメリットが得られる。
【０１１３】
なお、上述した実施例２や実施例３、更にはそれらのなお書きのシステムに対しても本実施例のように凝縮装置を省略することが可能である。
【０１１４】
＜実施例５＞  
本発明の実施例５の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図１９および図２０を用いて説明する。
【０１１５】
図１９は実施例５の水質モニタリングシステムの概略を示す図、図２０は本実施例の変形例の水質モニタリングシステムの概略を示す図である。
【０１１６】
図１９に示すように、本実施例の水質モニタリングシステムは、図２に示す水質モニタリングシステムのうち、蒸気を低圧給水加熱器１８から取得するサンプリング配管２２の換わりに、低圧抽気配管１２Ａから蒸気を直接取得するサンプリング配管９２を設置するものである。サンプリング配管９２には、バルブ９４を設ける。
【０１１７】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【０１１８】
本発明の実施例５の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【０１１９】
また、サンプリング配管９２は、低圧抽気配管１２Ａから蒸気を取得することにより、よりタービンに近い水質の取得が可能であることから、より精度の高い水質診断が可能となる。また、低圧抽気配管１２Ａは基本的に大口径であることから、抽気蒸気のサンプリング量が豊富となるため、より連続的な水質計測が可能となる。
【０１２０】
なお、本実施例の低圧抽気配管１２Ａからのサンプリング配管９２は固定されたものに限られず、図２０に示すように、サンプリング配管９２に換わって伸縮接手から構成されるサンプリング配管９２Ａを設置することができる。
【０１２１】
また、上述した実施例２乃至実施例４やそれらのなお書きのシステムに対しても本実施例のように低圧抽気配管１２Ａから蒸気を取得することが可能である。
【０１２２】
＜実施例６＞  
本発明の実施例６の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図２１を用いて説明する。
【０１２３】
図２１は実施例６の水質モニタリングシステムのうち、水質診断装置の概略構成を示す図である。
【０１２４】
図２１に示すように、本実施例の水質モニタリングシステムの水質診断装置１００Ａは、図３に示すような水質診断装置に加えて、水質診断装置１００Ａにおける水質診断結果に基づいて蒸気タービンの運転を調整するタービン運転制御装置１７０を更に備えたものである。
【０１２５】
タービン運転制御装置１７０では、例えば、水質評価装置１１０において凝縮水の水質が悪化していると判断されるときは、高圧タービン７や中圧タービン１０、特に低圧タービン１２において腐食が発生する可能性が高まっているとして、ボイラ１に供給する化石燃料の量を減らす等、タービンの出力を低下、あるいは停止させる等の出力のフィードバック制御を実行する。
【０１２６】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【０１２７】
本発明の実施例６の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【０１２８】
また、水質評価装置１１０Ａにおける水質診断結果に基づいて蒸気タービンの運転を調整するタービン運転制御装置１７０を更に備えたことにより、腐食によるタービンの損傷の恐れがあるときには出力を低下させたり、運転を停止させたりすることができ、腐食によって予期せぬ蒸気タービンシステムの停止といった極力避けなければならない突発的な停止をより確実に抑制することが可能となる。
【０１２９】
なお、上述した実施例２乃至実施例５やそれらのなお書きのシステムに対しても本実施例のようにタービン運転制御装置１７０を更に備えることが可能である。
【０１３０】
＜実施例７＞  
本発明の実施例７の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法について図２２乃至図２７を用いて説明する。
【０１３１】
図２２は本実施例７の水質モニタリングシステムのうち、水質診断装置の概略構成を示す図である。図２３は、材料の使用時間に対する推計ピット径の関係を示す図である。図２４は、材料の使用時間と腐食に対するリスクとの関係の一例を示す図である。図２５は余寿命評価の手順を示すフローチャート図である。図２６は水質データベースに記憶されている、凝縮水中のカチオン濃度と試験片におけるき裂進展速度との関係を示す図である。図２７は、材料の使用時間に対するき裂長さとの関係の一例を示す図である。
【０１３２】
図２２に示すように、本実施例の水質診断装置１００Ｂは、図３に示すような水質診断装置に加えて、蒸気タービンに加わる作用応力を評価する作用応力評価装置１８０を有している。
【０１３３】
作用応力評価装置１８０は、タービン運転状態監視装置１２０から入力された起動回数等の運転情報と、蒸気タービンの形状パラメータ等の材料力学的パラメータ情報を用いてＦＥＭ（Ｆｉｎｉｔｅ  Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ｍｅｔｈｏｄ：有限要素法）解析を実行し、蒸気タービンの各部位の材料に加わる作用応力や振動振幅（応力集中）を求める。
【０１３４】
また、水質評価装置１１０Ｂは、作用応力評価装置１８０によって評価された蒸気タービンの作用応力の情報を用いて水質診断を行う。
【０１３５】
例えば、水質評価装置１１０Ｂは、水質計測装置５０で取得した、もしくは水質評価装置１１０Ｂで推定したＮａ＋量と、水質データベース１３０に保存されている実験室環境下で取得したモニタリング用試験片（特にすき間腐食試験片）の評価結果から、腐食ピット径を計算する。水質データベース１３０に保存されている実験室環境下で取得したモニタリング用試験片（特にすき間腐食試験片）の評価結果は例えば図２３に示すような関係のデータである。
【０１３６】
更に、水質評価装置１１０Ｂは、作用応力評価装置１８０によるＦＥＭ解析等で得た作用応力や起動停止回数から求めた応力拡大係数を用いて、腐食損傷リスクを評価する。これは、例えば図２４に示すような運転時間に対する腐食ピットの発生により生じる不具合の発生確率の関係を用いる。
【０１３７】
以下、き裂進展試験片を用いた実験室データを利用した、き裂進展速度の評価方法について図２５乃至図２７を用いて説明する。
【０１３８】
図２５に示すように、最初に、水質評価装置１１０Ｂは、水質データベース１３０に記録されている試験片におけるカチオン濃度とき裂発生確率との関係のデータを取得する（ステップＳ３１０）。
【０１３９】
その後、水質評価装置１１０Ｂは、Ｎａ＋濃度等のカチオン濃度等を用いて、図２６に示すようなき裂進展データのカチオン濃度依存性を求める（ステップＳ３１２）。
【０１４０】
また、水質評価装置１１０Ｂは、並行して水質計測装置５０で測定されたカチオン濃度の測定データの入力を受ける（ステップＳ３２０）。
【０１４１】
更に、水質評価装置１１０Ｂは、作用応力評価装置１８０によるＦＥＭ解析によって求めた、低圧タービン１２における作用応力（変動応力）の推定結果を取得する（ステップＳ３３０）。
【０１４２】
その後、水質評価装置１１０Ｂは、ステップＳ３１２で求めた実機環境下でのき裂進展速度を求める（ステップＳ３５０）。例えば、図２６に示すように、ステップＳ３３０で評価した作用応力とステップＳ３２０で入力されたカチオン濃度とから、実験室で取得したデータ範囲を外挿して、当該カチオン濃度と当該作用応力における実機環境下でのき裂進展速度を評価する。
【０１４３】
その後、水質評価装置１１０Ｂは、ステップＳ３５０で求めたき裂進展速度とタービン運転状態監視装置１２０から入力された起動時間などの情報とから、現時点におけるき裂長さを評価するとともに、図２７に示すようなき裂長さと蒸気に暴露される時間や起動停止回数などとの関係から、許容き裂長さとの差分を求め、余寿命を評価する（ステップＳ３６０）。評価した余寿命は、データ表示装置１５０において表示するとともに、データ収集装置１４０に記録する。
【０１４４】
その他の構成・動作は前述した実施例１と略同じ構成・動作であり、詳細は省略する。
【０１４５】
本発明の実施例７の水質モニタリングシステムとそれを備えた蒸気タービンシステム、並びに水質モニタリング方法においても、前述した実施例１のそれとほぼ同様な効果が得られる。
【０１４６】
また、水質診断装置１００Ｂは、蒸気タービンに加わる作用応力を評価する作用応力評価装置１８０を有することにより、作用応力に応じた実機環境下での腐食に対するリスクを評価できるため、より正確な診断が可能となり、より適切な定検間隔の設定が可能となる。
【０１４７】
なお、上述した実施例２乃至実施例６やそれらのなお書きのシステムに対しても本実施例のように作用応力評価装置１８０を更に備えることが可能である。
【０１４８】
＜その他＞  
なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０１４９】
また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【０１５０】
１２…低圧タービン
１２Ａ…低圧抽気配管
１３…低圧タービン排気管
１４…復水器
１６…発電機
１８…低圧給水加熱器
２２…サンプリング配管
２４…バルブ
３０…凝縮部
３１…モニタリング用試験片
３２…蒸気流入槽
３３…試験片導入器（導入部）
３４…凝縮装置
３６…冷却系配管（冷却部）
４２…計測用配管
４４…バルブ
４６…Ｕシール（Ｕ字配管）
５０…水質計測装置
５２…排水配管
５４…バルブ
６２，６６…分岐配管
６４…バルブ
６５…試験片導入スペース（導入部）
６８…バルブ
７０…ポンプ
８０…蒸気流入槽
８６…冷却系配管
９２，９２Ａ…サンプリング配管
９４…バルブ
１００，１００Ａ，１００Ｂ…水質診断装置
１１０，１１０Ｂ…水質評価装置
１２０…タービン運転状態監視装置
１３０…水質データベース
１４０…データ収集装置（データ収集部）
１５０…データ表示装置（表示部）
１７０…タービン運転制御装置（タービン運転制御部）
１８０…作用応力評価装置（作用応力評価部）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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