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門馬 勲 逸見 信二 坂野 圭一郎 廣澤 誠 鈴木 敬三 土田 修 萩原 政和 瀬戸 真一 JP 2012077778 公開特許公報(A) 20120419 2010220868 20100930 ＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管パネルの診断方法 東京電力株式会社 000003687 門馬 勲 逸見 信二 坂野 圭一郎 廣澤 誠 鈴木 敬三 土田 修 萩原 政和 瀬戸 真一 F17C 9/02 20060101AFI20120323BHJP G01N 23/04 20060101ALI20120323BHJP JPF17C9/02G01N23/04 2 6 ＯＬ 10 2G001 3E172 2G001AA01 2G001BA11 2G001CA01 2G001DA01 2G001DA09 2G001GA06 2G001GA13 2G001HA12 2G001HA15 2G001JA01 2G001JA06 2G001KA03 2G001LA02 2G001MA06 3E172AA03 3E172AA06 3E172AB04 3E172BA06 3E172BB04 3E172BB13 3E172BB17 3E172DA29 3E172GA15 3E172GA23 本発明は、火力発電所等で液化天然ガス（ＬＮＧ）を熱交換により気化するＬＮＧオープンラック式気化器の診断方法に関するものである。 図１は発電所における一般的なＬＮＧ系統を説明する図であり、図２はＬＮＧオープンラック式気化器の構造を説明する図である。ＬＮＧ基地では、図１に示すようにＬＮＧタンク１０１、１０２中では液化ガスとして貯留されているＬＮＧをＬＮＧオープンラック式気化器２００、４００でガス化してガスタービン、またはボイラーへ供給している。このＬＮＧオープンラック式気化器２００は図２のような構造をしている。下部マニホールド２１０に接続された下部ヘッダー２２１、２２２、２２３と上部マニホールド２５０に接続された上部ヘッダー２４１、２４２、２４３と、上部ヘッダーと下部ヘッダーをつなぐ伝熱管パネル２３1、２３２、２３３からなっている。伝熱管パネルは一組の上下ヘッダー部に接続されている伝熱管の組の総称である。図１におけるＬＮＧオープンラック式気化器４００も図示はしないが同様の構造を有している。 また、上部ヘッダーを挟み込むようにトラフ３０１、３０２、３０３が備えられ、ここから常温の海水が供給される。ＬＮＧは下部マニホールドから供給され、下部ヘッダー、伝熱管、上部ヘッダーを経由するうちに、海水と熱交換して気化され、天然ガス（ＮＧ）として上部マニホールドから送出される。 図３はＬＮＧオープンラック式気化器の気化原理を説明する図である。トラフ３０１、３０２からあふれ出た海水が、伝熱管２３１の外側を伝って流れる際に、伝熱管内部にあるＬＮＧを暖め、ＬＮＧがＮＧへ気化される。このためＬＮＧオープンラック式気化器の伝熱管パネル２３１は大きい熱応力にさらされており、気化器の部材に亀裂が入ることが散見されている。 従来、内部構造物の亀裂はＸ線の撮影で探傷しているが、通常のＸ線では検出できないような線状欠陥が不具合の原因になる場合がある。このため、高解像度であるマイクロフォーカスＸ線検査装置を用いる必要があるが、これは焦点寸法が小さいという問題点を有する。 一般的に、ひとつの伝熱管パネルは複数の伝熱管からなり、また、一台のＬＮＧオープンラック式気化器は数千本の伝熱管パネルを備えている。このため、１本の伝熱管の撮影に複数回の撮影が必要となる焦点寸法の小さいマイクロフォーカスＸ線検査装置では、ＬＮＧオープンラック式気化器全体を調査するためには現実的でない枚数の撮影が必要となる。 このため、本発明は、マイクロフォーカスＸ線を用いた、実際に実施可能である、効率的な内部欠陥の診断方法を提供することを目的とする。 発明者は上記課題について鋭意検討を行い、ＬＮＧオープンラック式気化器の内部欠陥発生の原因を特定し本発明をするにいたった。 すなわち、本発明は以下のとおりである。ＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管パネルの内部欠陥の有無を判断する診断方法であって、撮影開始部位選定ステップ、マイクロフォーカスX線撮影ステップ、画像形成ステップ、画像分析ステップ、損傷追跡ステップ、残存スパージ管ガス抜き穴確認ステップ、伝熱管パネル内部欠陥判断ステップを含み、撮影対象部位選定ステップでは、伝熱管ヘッダー内部に備えられたスパージ管ガス抜き穴にもっとも近く設置されたスパージ管付け根を撮影開始部位として選択するとともに、前記伝熱管パネル内部欠陥判断ステップでは、当該パネルのスパージ管ガス抜き穴すべてについて、各々にもっとも近く設置された伝熱管付け根部それぞれの撮影画像において傷が発見されない場合には、当該パネルには内部欠陥がないと判断するＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管パネルの診断方法である。さらに画像分析ステップは内部欠陥追跡ステップを含み、前記画像分析ステップで内部欠陥を認識した場合に、前記追加撮影要否判定ステップにおいて、当該傷が撮影画像の外へ延びている場合には、傷に沿って撮影部位を変更し撮影を繰り返すＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管パネルの診断方法である。 本発明は、発明者が発見した、以下のようなＬＮＧオープラック式気化器の内部欠陥メカニズムに立脚している。図４は、スパージ管ガス抜き穴から噴出するＬＮＧによるサーマルショックストレスのイメージを説明する図である。図４において、下部マニホールド２１０から供給されたＬＮＧは下部ヘッダー２２１内のスパージ管２８１のスパージ管ガス抜き穴２９１ａから噴出し、下部ヘッダーを満たした後に伝熱管パネル２３１の各々の伝熱管に溜まっていく。ＬＮＧオープンラック式気化器が定常的に運転されているときは、伝熱管２３１内部のＬＮＧの液体レベルは安定しているが、ＬＮＧオープンラック式気化器の起動時には、２９１ａから噴出したＬＮＧは伝熱管２３１１の付け根の溶接部Ａ付近を急激に冷却し、応力を加える。発明者は、このスパージ管２８１のスパージ管ガス抜き穴２９１ａから噴出するＬＮＧの与えるサーマルショックストレスが、ＬＮＧオープンラック式気化器の伝熱管パネルに内部欠陥を引き起こす主たる原因であることを発見した。さらに、この発見からスパージ管ガス抜き穴近傍のパネルチューブ付け根の溶接部を詳細にマイクロフォーカスＸ線で撮影し、ここで傷がなければ内部欠陥なしと判断し、ここで傷を発見したらその傷を追跡し、その大きさを特定するという診断方法を発明したものである。本発明によれば、通常のＸ線では検出できないような線状欠陥についても、効率的にその有無を診断することが可能になった。発電所におけるＬＮＧオープンラック式気化器ＬＮＧオープンラック式気化器の構造ＬＮＧの気化の原理スパージ管ガス抜き穴から噴出するＬＮＧによるサーマルショック？のイメージＬＮＧオープンラック式気化器パネル診断方法のフロースパージ管ガス抜き穴近傍のマイクロフォーカスＸ線撮影形態 以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない 図５は本診断方法のフローである。本フローは単一の伝熱管パネルの診断を対象としている。ＬＮＧオープンラック式気化器全体では複数のパネルがあるため、パネル全数を診断する。 撮影開始部位選定ステップ（Ｓ０１）では、撮影開始位置を選定する。具体的には、上方を向いているスパージ管ガス抜き穴もっとも近いところにある伝熱管の溶接部を選定する。図４においては、伝熱管２３１１の溶接部Ａを選定する。前述したように、この部位が一番サーマルショックストレスが厳しいからである。 マイクロフォーカスＸ線撮影ステップ（Ｓ０２）では、マイクロフォーカスＸ線による撮影を行う。 図６はスパージ管ガス抜き穴近傍のマイクロフォーカスＸ線撮影形態を説明する図である。撮影は図６に示す７アングルを組み合わせて行う。撮影は撮影箇所をマイクロフォーカス線源４０１とイメージングプレート４０２にて挟み、図６に示す位置関係において撮影を行う。具体的には伝熱管２４１の付け根の溶接部Ａを水平に３アングル（図６(a)は横から見た図、図６(b)は上部から見た図）、下部ヘッダー２２１の中心を通過するように下から上に３アングル（図６(b)）、さらに対象となる伝熱管２３１ａの溶接部Ａを下から１アングル（図６(c)）である。これにより、最大で７アングルという少ない枚数で伝熱管弱点部位の診断が可能となる。 本実施例ではイメージングプレート４０２を使用しているが、通常のフィルムを用いても良い。 画像形成ステップ（Ｓ０３）では、画像を形成する。イメージングプレートの場合には専用のソフトウェアを用いてコンピューター上で画像を形成するが、通常のフィルムの場合には現像により形成する。 画像分析ステップ（Ｓ０４）では、形成した画像から傷の有無を目視で確認する。傷がない場合には。残存スパージ管ガス抜き穴確認ステップ（Ｓ０８）へ進み、傷があった場合には内部欠陥追跡ステップ（Ｓ０５）へ進む。 内部欠陥追跡ステップ（Ｓ０５）では、発見された傷が撮影画像からはみ出すように伸びているか否かを確認する。この場合には、当該画像中で傷の大きさを特定・記録し（Ｓ０６）、残存スパージ管ガス抜き穴確認ステップ（Ｓ０８）へ進む。一方、傷が画像からはみ出すように伸びている場合には、この傷を追跡するように撮影箇所を変更設定し撮影を繰り返す（Ｓ０７）。 図８はステップＳ０７での傷の追跡を示すイメージ図である。傷が伸びている方向のカバーするように箇所を移動して撮影し、傷の終端が撮影できるまでこれを繰り返す。 残存スパージ管ガス抜き穴確認ステップ（Ｓ０８）では、当該パネルに撮影未実施のスパージ管ガス抜き穴が残っているかを判断する。本発明では、下部を向いているドレン穴は対象外としている。これは、噴出するＬＮＧの方向に伝熱管付け根の溶接部が存在しないからである。本実施例におけるＬＮＧオープンラック式気化器においては、ひとつのスパージに複数のスパージ管ガス抜き穴が存在する。 伝熱管内部欠陥判断ステップ（Ｓ０９）では、当該パネルに存在した撮影対象となるスパージガス抜き穴近傍の撮影から、傷が発見されたかどうかにより、伝熱管内部欠陥の有無を判断している。傷が発見されなければ、「当該パネルに傷なし」と判断し（Ｓ１０）、傷があった場合にはＳ０６で記録した傷のデータを呼び出し（Ｓ１１）本診断の結論とする。１０１、１０２ ＬＮＧタンク１０２ ＬＮＧタンク（別系統）２００、４００ ＬＮＧオープンラック式気化器２１０ 下部マニホールド２２１、２２２、２２３ 下部ヘッダー２３１、２３２、２３３ 伝熱管２３１ａ 伝熱管２４１、２４２、２４３ 上部ヘッダー２６１ 伝熱管パネル２７０ 上部マニホールド２８１ スパージ管２９１ スパージ管ガス抜き穴３０１、３０２、３０３ トラフ４０１ マイクロフォーカス線源４０２ イメージングプレートＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管内部欠陥の有無を判断する診断方法であって撮影開始部位選定ステップとマイクロフォーカスX線撮影ステップと画像形成ステップと画像分析ステップと内部欠陥追跡ステップと残存スパージ管ガス抜き穴確認ステップと伝熱管内部欠陥判断ステップを含み前記撮影対象部位選定ステップでは、伝熱管ヘッダー内部に備えられたスパージ管ガス抜き穴のうち上向きの穴にもっとも近く設置された伝熱管付け根を撮影開始部位として選択するとともに、前記伝熱管内部欠陥判断ステップでは、当該パネルの上向きのスパージ管ガス抜き穴すべてについて、各々にもっとも近く設置された伝熱管付け根部それぞれの撮影画像において傷が発見されない場合には、当該パネルには内部欠陥がないと判断することを特徴とするＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管の診断方法前記画像分析ステップは、内部欠陥追跡ステップをさらに含み、前記画像分析ステップで傷を認識した場合に、前記追加撮影要否判定ステップにおいて、当該傷が撮影画像の外へ延びている場合には、傷に沿って撮影部位を変更し撮影を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載のＬＮＧオープンラック式気化器伝熱管の診断方法 【課題】ＬＮＧオープンラック式気化器の伝熱管内部欠陥の有無を診断する方法を提供するものである。【解決手段】ＬＮＧオープンラック式気化器内部欠陥の有無を判断する上で、伝熱管ヘッダー内部に備えられたスパージ管ガス抜き穴のうち、上向きの穴にもっとも近く設置された伝熱管付け根部を撮影開始部位として選択し、マイクロフォーカスＸ線により当該付け根部の傷を撮影し、映像から傷の有無を確認し、内部欠陥状況を確認する診断方法。【選択図】図６

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