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2015年10月7日
関西電力株式会社

姫路第二発電所 蒸気タービン最終段動翼の折損等に関する原因調査結果について

 姫路第二発電所3号機は、通常運転中の平成27年5月9日午前11時30分、蒸気タービンの振動が通常運転時よりも大きくなったことから、自動停止しました。同発電所5号機も通常運転中の6月1日午後1時4分、同様の事象により、自動停止しました。
 両機について調査した結果、ともに蒸気タービン最終段動翼※1の一部に折損を確認し、その破片の衝突により、他の部品が損傷していることを確認しました。これらのことから、原因箇所を当該動翼と特定し、当該動翼の一部が折損したことにより蒸気タービンのバランスが崩れ、振動が発生して自動停止に至ったものと判断しました。このため、型式が同じである同発電所1号機から6号機の全号機について、同様のトラブルを未然に防止するために、6月11日から、最終段動翼を取り外し圧力プレート※2を設置する応急対策工事を実施し、9月28日までに全号機とも通常運転を再開しました。

平成27年5月9日6月1日10日7月17日21日8月10日9月28日お知らせ済み]

 蒸気タービン最終段動翼が折損に至った原因の究明にあたっては、事故対策検討委員会※3を設置して、考えられる要因を抽出し、折損した断面の詳細な調査や分析および各種の材料試験や解析等による評価・検証を行い、折損に至るメカニズムの調査を行ってまいりました。
 調査の結果、折損に至った要因とメカニズムは以下の通りであると推定し、取りまとめた調査結果について、本日、電気事業法に基づき経済産業省に報告しました。

[折損の主な要因]
  • ・納品された蒸気タービンの最終段動翼に用いられる材料(13Crステンレス鋼)の組成が不均一であり、もろい部位が散在していた(両機共通)。
[3号機で最終段動翼の折損から二次損傷に至ったメカニズム]
  • ・折損した最終段動翼の1枚において、材料生成時に混入した不純物※4が表層に密集し、運転にともなう応力がかかり、き裂が発生。
  • ・さらに、翼の材料の組成が不均一でもろい部位が翼に散在していたため、き裂から折損(脆性破壊※5)に至った。
  • ・その破片が他の部品に衝突することで二次損傷に至った。
[5号機で最終段動翼の折損から二次損傷に至ったメカニズム]
  • ・最終段動翼より前段にある動翼から欠けて外れた部位が、最終段動翼の組成が不均一でもろい部位に衝突したことで、最終段動翼のうち1枚にき裂が発生。
  • ・さらに、翼の材料の組成が不均一でもろい部位が翼に散在していたため、き裂から折損(脆性破壊)に至った。
  • ・その破片が他の部品に衝突することで二次損傷に至った。

 恒久対策については、蒸気タービン最終段動翼における材料の改善と安定的な製造プロセスの確立・検証が必要なことから、引き続き、検討を進めてまいります。

※1:
ボイラから供給された蒸気によりタービンを駆動(回転)させるための翼であり、今回、3、5号機共に高圧側から数えて28段目の最終段動翼の一部に折損を確認した。
※2:
取り外した最終段動翼の代わりに設置する鋼製の板で、タービン翼がある場合と同等の蒸気の圧力降下を発生させるとともに、気流の流れを元の状態に整えるために多数の穴が開けられている。圧力プレートは蒸気を受けてもタービンを回す力を出さないため、タービン翼を設置している元の状態と比べて発電効率が低下する。
※3:
姫路第二発電所の最終段動翼損傷に関する原因究明や対策検討等を実施するため、社外専門家を交えて設置した検討会。
※4:
翼材料生成時に混入したシリコンやカルシウムの酸化物などの異物。一定程度未満の分散した状態での含有は問題ないが密集することでその部位がもろくなる。
※5:
外力(引張りなど)が作用した材料に欠陥(き裂など)が存在すると、その欠陥を起点に殆ど変形を伴わず一気に伝播して生じる破壊。

以 上

<姫路第二発電所の概要>
  既設5号機 既設6号機 1号機 2号機 3号機 4号機 5号機 6号機
運転開始 昭和48年
10月
昭和48年
11月
平成25年
8月
平成25年
11月
平成26年
3月
平成26年
7月
平成26年
9月
平成27年
3月
定格出力 60万kW 60万kW 46万kW
(48.65万kW)
46万kW
(48.65万kW)
46万kW
(48.65万kW)
46万kW
(48.65万kW)
46万kW
(48.65万kW)
46万kW
(48.65万kW)

※()内の数値は、応急対策工事前の定格出力

  • 所在地:兵庫県姫路市飾磨区妻鹿常盤町しかまくめがときわちょう
  • 燃料:天然ガス

<添付資料>