報告書番号

T86025

タイトル（和文）

蒸気タービンロータ材の熱疲労亀裂伝播特性と熱疲労寿命評価

タイトル（英文）

THERMAL FATIGUE CRACK PROPAGATION AND LIFE ASSESSMENT IN A STEAM TURBINE ROTOR STEEL

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

現在，火力発電ユニットの約１／３は設計寿命を超えて運用されているが，電力供給コストの低減のためにそれら火力発電設備の寿命延伸が強く要望されている。それには，経年火力発電設備の余寿命の的確な評価が必要となり，特により過酷な運用状態にあるプラントにとっては熱疲労損傷の評価が非常に重要である。本報告では，発電プラントの寿命評価法に関する研究開発の一環として，タービンロータ用Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ鍛鋼を用い熱疲労亀裂伝播挙動に検討を加えた。さらに，その亀裂伝播特性に基づく熱疲労寿命評価法にも考察を加えた。その結果，熱疲労亀裂伝播は等温疲労と同一の破壊力学法則に従うことがわかった。また，ここで考察した寿命評価法が熱疲労寿命の予測に適用し得ることも明らかになった。

概要 （英文）

AT PRESENT,THE LIFE EXTENSION OF FOSSIL PLANT IS STRONGLY DESIRED TO REDUCE POWER SUPPLY COST,ALTHOUGH ABOUT 1/3 OFTHE FOSSIL POWER UNITS ARE OPERATING BEYOND THEIR DESIGN LIFE. THEREFORE,THIS REQUIRES THE ACCURATE ASSESSMENT OF THE REMAINING LIFE OF OLDERFOSSIL PLANT. IN PARTICULAR,THE ESTIMATION OF THERMAL FATIGUE DAMAGE IS VERY IMPORTANT FOR THE PLANT BEING UNDER SEVERER OPERATING CODITIONS.IN THIS REPORT, AS A PART OF R&D OF LIFE ASSESSMENT METHODS FOR POWER PLANTS,THE BEHAVIOR OD THERMAL FATIGUE CRACK PROPAGATION WAS EXAMINED BY USING A CR-MO-V FORGED STEEL FOR TURBINE ROTORS. FURTHERMORE,A DISCUSSION WAS MADE ON A THERMAL FATIGUE LIFE ASSESSMENT METHOD BASED ON THE CRACK PROPAGATION CHARACTERISTICS. AS A RESULT,THE THERMAL FATIGUE CRACK PROPAGATION WAS FOUND TO BE CONTROLLED BY THE SAME FRACTURE MECHANICSLAWS AS IN ISOTHERMAL FATIGUE. IT WAS ALSO FOUND THAT THE LIFE ASSESSMENT METHOD DISCUSSED WAS APPLICABLE TO THERMAL FATIGUE LIFE PREDICTION.

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