JP2004084757A

JP2004084757A - Ice plug forming method

Info

Publication number: JP2004084757A
Application number: JP2002245138A
Authority: JP
Inventors: Jiro Kasahara; 笠原　二郎; Koichi Tanimoto; 谷本　浩一
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-18

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ice plug forming method for efficiently forming an ice plug in a short time when forming the ice plug in a vicinity of a branching section of a pipe branched from a pipe with a fluid distributing therein. SOLUTION: In the ice plug forming method to form an ice plug on a second pipe 2 branched from a first pipe 1 with the fluid distributing therein at a branching section 10 with the fluid distribution stopped therein by using a cooling unit 5 and an auxiliary cooling unit 6, the auxiliary cooling unit 6 is fitted to the second pipe 2 in a vicinity of the branching section 10, the cooling unit 5 is fitted at the position from the branching section 10 more separately from the position with the auxiliary cooling unit 6 fitted, a part of the second pipe 2 is cooled by the auxiliary cooling unit 6, and the entire circumference of the second pipe 2 is cooled by the cooling unit 5. COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、各種プラントなどにおける配管系統の点検補修技術に関し、特に配管を冷却して内部に氷の止栓すなわちアイスプラグを形成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、各種プラントにおいて、計装配管や冷却水配管等の付属設備に修理、取替え等の補修の必要が生じたときに、プラントの運転を停止すること無くその補修を実施する目的で、流体の送給されている配管から補修部への流体流通を遮断するためアイスプラグ法が施工されている。これは、補修部近傍の配管の管外面を冷却し、管内部の液体を凍結させて流体の流通を断つもので、凍結により形成された氷の塊が止栓（プラグ）の機能を呈することからそう呼ばれている。このような流体流通を遮断して補修部への液体の流れ込みを防止するために、機械的な遮断弁を多数配置することも考えられるが、構造を複雑化すると共に費用的にも負担が大きいという欠点がある。これに反し、アイスプラグ法は配管を部分的に冷却するだけで配管の任意の箇所に遮断弁の機能を有するプラグを形成でき、溶かせば無くなるから非常に有用なものである。
【０００３】
このようなアイスプラグ法の一般的な施工方法を図９を参照して説明すると、配管６１に冷却ジャケット６３を取り付ける。冷却ジャケット６３は２個の半円管状ケーシングにより配管６１を挟み込み、冷却用媒体を流す密閉流路を内部に形成するものである。この冷却ジャケット６３の内部に液体窒素ボンベ６５から導管６７を通して液体窒素を供給し、配管６１の内部の液体を冷却して凍結させアイスプラグを形成する。昇温して気化した窒素ガスは、導管６９を通して回収容器７１に回収される。また、施工効率を向上させるために、冷却ジャケット６３の近接する位置に予冷ジャケット（図示せず）を取り付けて、施工箇所およびその近接箇所を冷却させ、アイスプラグの形成を促進させることが試みられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記アイスプラグの施工方法において、流体が流通している配管から分岐された配管の分岐部付近にてアイスプラグを形成する場合、流体が流通している配管から施工箇所に流体が流れ込んでしまい、アイスプラグの形成が遅延してしまうという問題があった。つまり、冷却されることにより密度が高くなった流体が、施工箇所において沈下する流れを形成することで、施工箇所の上方に周囲の流体が引き込まれるという対流が形成され、そこに流体が流通している配管から流体が流れ込むのである。さらに、プラントの運転中の施工であるので流通している配管の流体は高温で、この流体が施工箇所に流れ込むことで、冷却が阻害されてしまうのである。また、冷却ジャケットの近接する位置に予冷ジャケットを取り付けた場合においても上記対流が形成され、有効な効果を得ることができなかった。
【０００５】
本発明は、このような背景の下になされたものであって、流体が流通している配管から分岐された配管の分岐部付近にてアイスプラグを形成する場合において、短時間で効率良くアイスプラグを形成することのできるアイスプラグの施工方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明に係るアイスプラグの施工方法は、内部に流体が流通している第１配管から分岐部にて分岐され、流体の流通が停止している第２配管に冷却装置および補助冷却装置を用いてアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法において、前記分岐部近傍の前記第２配管の内部の一部に氷堰を形成する前記補助冷却装置を該第２配管の管壁に装着し、該分岐部から該補助冷却装置が装着された位置よりさらに離間した位置の該第２配管の内部にアイスプラグを形成する前記冷却装置を該第２配管の管壁に装着し、前記補助冷却装置によって前記第２配管の一部を冷却すると同時、もしくはその後に、前記冷却装置によって前記第２配管の全周を冷却することを特徴とする。
【０００７】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、分岐部の近傍の第２配管の管壁に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置から離間した位置の第２配管の管壁に冷却装置を装着し、補助冷却装置による冷却によって第２配管の内部の一部に氷堰を形成すると同時、もしくはその後に、冷却装置によって前記第２配管の全周を冷却してアイスプラグを形成するので、アイスプラグの施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みが氷堰によって抑止され、冷却装置が装着された箇所の第２配管の内部に短時間でアイスプラグが形成される。つまり、氷堰によって第２配管の流路面積が縮小されることにより、第１配管から流体が流れ込みにくくなるのである。これにより、アイスプラグの施工を効率良く行うことができ、結果として、プラントのメンテナンスを順調に行うことができる。
【０００８】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、上述したアイスプラグの施工方法において、前記第２配管は水平方向に延在し、該第２配管の上方側の管壁に前記補助冷却装置を装着し、該補助冷却装置によって該第２配管の内部の上方に氷堰を形成することを特徴とする。
【０００９】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、水平方向に延在して配置されている第２配管の上方側の管壁に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置が装着された箇所の第２配管の内部の上方に氷堰を形成するので、第１配管から施工箇所の上方に引き込まれるという対流の形成が抑止される。つまり、氷堰によって第２配管の内部の上方の流体の流れが阻害されることにより、高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくなるのである。これにより、冷却装置によって第２配管の内部にアイスプラグを短時間で効率良く形成することができる。
【００１０】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、上述したアイスプラグの施工方法において、前記第２配管は水平方向に延在し、該第２配管の下方側の管壁に前記補助冷却装置を装着し、該補助冷却装置によって該第２配管の内部の下方に氷堰を形成することを特徴とする。
【００１１】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、水平方向に延在して配置されている第２配管の下方側の管壁に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置が装着された箇所の第２配管の内部の下方に氷堰を形成するので、冷却された流体が施工箇所の下方から第１配管に向けて流れ出るという対流の形成が抑止される。つまり、氷堰によって第２配管の内部の下方の流体の流れが阻害されることにより、冷却された流体が施工箇所から流れ出にくくなるのである。これにより、冷却装置によって第２配管の内部にアイスプラグを短時間で効率良く形成することができる。
【００１２】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、上述したアイスプラグの施工方法において、前記第２配管は鉛直方向上方に延在し、前記第１配管の流れに対向する側の該第２配管の管壁に前記補助冷却装置を装着し、該補助冷却装置によって該第２配管の内部の側方に氷堰を形成することを特徴とする。
【００１３】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、第２配管は鉛直方向上方に延在して配置されており、第１配管の流れに対向する側の第２配管の管壁に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置によって第２配管の内部の側方に氷堰を形成するので、補助冷却装置によって分岐部の近傍に形成された氷堰によってアイスプラグの施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みが抑止される。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００１４】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、内部に流体が流通している第１配管から分岐部にて分岐され、水平方向に延在し、流体の流通が停止している第２配管に冷却装置および補助冷却装置を用いてアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法において、前記分岐部近傍の該第２配管を冷却する前記補助冷却装置を該第２配管の管壁に装着し、該分岐部から該補助冷却装置が装着された位置よりさらに離間した位置の該第２配管の内部にアイスプラグを形成する前記冷却装置を該第２配管の管壁に装着し、前記補助冷却装置によって冷却することで前記第２配管の内部の該補助冷却装置から前記冷却装置に達する手前で折り返される自然対流を形成させると同時、もしくはその後に、該冷却装置によって該第２配管の全周を冷却することを特徴とする。
【００１５】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、分岐部の近傍の水平方向に延在して配置されている第２配管の管壁に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置から離間した位置の第２配管の管壁に冷却装置を装着し、第２配管の内部に補助冷却装置によって、補助冷却装置から冷却装置に達する手前で折り返される自然対流を形成させると同時、もしくはその後に、冷却装置によって第２配管の全周を冷却してアイスプラグを形成するので、この対流によってアイスプラグの施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みが抑止され、短時間でアイスプラグが形成される。つまり、補助冷却装置および冷却装置の箇所において冷却された流体による下降流が形成され、補助冷却装置と冷却装置との間において外気によって暖められた流体による上昇流が形成され、この上昇流と下降流とにより形成された対流によって第１配管から高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくなるのである。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００１６】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、内部に流体が流通している第１配管から分岐部にて分岐され、上方に伸び、さらに湾曲部によって流路方向が変更されて水平方向に延在し、流体の流通が停止している第２配管に冷却装置および補助冷却装置を用いてアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法において、前記第２配管の内部の一部に氷堰を形成する前記補助冷却装置を前記湾曲部近傍の水平方向に延在する該第２配管の上部に装着し、該第２配管の内部にアイスプラグを形成する前記冷却装置を該湾曲部から該補助冷却装置の装着された位置よりさらに離間した位置の該第２配管に装着し、前記補助冷却装置によって前記第２配管の内部の上方を冷却すると同時、もしくはその後に、前記冷却装置によって該第２配管の全周を冷却することを特徴とする。
【００１７】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、分岐部から分岐して上方に伸び、さらに湾曲部によって流路方向が変更されて水平方向に延在して配置されている第２配管の湾曲部の近傍において、水平方向に延在する箇所の上部に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置から離間した位置の第２配管に冷却装置を装着し、補助冷却装置の装着された箇所の内部の上方に氷堰を形成すると同時、もしくはその後に、冷却装置によって第２配管の全周を冷却してアイスプラグを形成するので、第１配管から湾曲部を通過して施工箇所の上方に引き込まれるという対流の形成が抑止され、短時間でアイスプラグが形成される。つまり、氷堰によって第２配管の内部の上方の流体の流れが阻害されることにより、高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくなるのである。これにより、冷却装置によって第２配管の内部にアイスプラグを短時間で効率良く形成することができる。
【００１８】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、内部に流体が流通している第１配管から分岐部にて分岐され、上方に伸び、さらに湾曲部によって流路方向が変更されて水平方向に延在し、流体の流通が停止している第２配管に冷却装置および補助冷却装置を用いてアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法において、前記第２配管を冷却する前記補助冷却装置を前記湾曲部近傍の水平方向に延在する該第２配管に装着し、該第２配管の内部にアイスプラグを形成する前記冷却装置を該湾曲部から該補助冷却装置の装着された位置よりさらに離間した位置の該第２配管に装着し、前記補助冷却装置によって冷却することで前記第２配管の内部の該補助冷却装置から前記冷却装置に達する手前で折り返される自然対流を形成させると同時、もしくはその後に、前記冷却装置によって前記第２配管の全周を冷却することを特徴とする。
【００１９】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、分岐部から分岐して上方に伸び、さらに湾曲部によって流路方向が変更されて水平方向に延在して配置されている第２配管の湾曲部の近傍において、水平方向に延在する箇所に補助冷却装置を装着し、補助冷却装置から離間した位置の第２配管に冷却装置を装着し、補助冷却装置による冷却によって、補助冷却装置から冷却装置に達する手前で折り返される自然対流を第２配管の内部に形成させると同時、もしくはその後に、冷却装置によって第２配管の全周を冷却してアイスプラグを形成するので、対流によってアイスプラグの施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みが抑止され、短時間でアイスプラグが形成される。つまり、補助冷却装置および冷却装置の箇所において冷却された流体による下降流が形成され、補助冷却装置と冷却装置との間において外気によって暖められた流体による上昇流が形成され、この上昇流と下降流とにより形成された対流によって、第１配管から高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくなるのである。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００２０】
また、本発明に係るアイスプラグの施工方法は、内部に流体が流通している第１配管から分岐部にて分岐され、水平方向に延在し、流体の流通が停止している第２配管に冷却装置および補助加熱装置を用いてアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法において、前記分岐部近傍の該第２配管の下部を加熱する前記補助加熱装置を該第２配管に装着し、該第２配管の内部にアイスプラグを形成する前記冷却装置を該分岐部から該補助加熱装置の装着された位置よりさらに離間した位置の該第２配管に装着し、前記補助加熱装置による加熱によって、前記第２配管の内部の該補助加熱装置が装着されている箇所の近傍に自然対流を形成すると同時、もしくはその後に、前記冷却装置によって前記第２配管の全周を冷却することを特徴とする。
【００２１】
この発明のアイスプラグの施工方法によれば、水平方向に延在して配置されている第２配管の下方側の管壁を加熱するように補助加熱装置を装着し、加熱することによって、補助加熱装置が装着されている箇所の近傍に自然対流を形成させると同時、もしくはその後に、冷却装置によって第２配管の全周を冷却してアイスプラグを形成するので、対流によってアイスプラグの施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みが抑止され、短時間でアイスプラグが形成される。つまり、補助加熱装置によって加熱された流体が積極的に対流を形成することにより、第１配管から高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくなるのである。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１に、第１の実施形態である補助冷却装置を用いて配管の内部の上方に氷堰を形成し、冷却装置によって配管の内部にアイスプラグを形成するアイスプラグ施工方法の概略説明図を示す。図は、プラントなどの配管が「Ｔ」字状に分岐している箇所を示し、分岐部１０から鉛直方向下方に第１配管１が延在し、水平左方向に第２配管２が延在し、水平右方向に第３配管３が延在して配置されている。プラントの通常運転時において、第１配管１の下方から上方に向けて流れている冷却水などの流体は分岐部１０において左右に分岐され、第２配管２と第３配管３とに流れる。そして、第２配管２の下流側（図において図示しないさらに左側）の点検・補修時において、第２配管２の流れが止められ、第１配管１から第３配管３の方向（図１の矢印ａ方向）へ流体を流通させておくことで、プラントの運転を停止することなく点検・補修を行うことができる。
【００２３】
このとき、第２配管２の分岐部１０の近傍にアイスプラグ施工装置４を設置して、第２配管２の内部にアイスプラグを形成させて止水を行う。アイスプラグ施工装置４は、アイスプラグを形成する冷却装置５と、冷却装置５による冷却効率を向上させるための補助冷却装置６とを有している。分岐部１０の近傍に効率良くアイスプラグを形成するためにアイスプラグ施工装置４が配置される位置は、第２配管２の直径Ｄによって異なるが、第１配管１から補助冷却装置６までの距離Ｌ１が５Ｄ〜１０Ｄの範囲とされ、第１配管１から冷却装置５までの距離Ｌ２が１５Ｄ〜３０Ｄの範囲となる位置で配置されることが好ましい。
【００２４】
冷却装置５は、従来より使用されている冷却ジャケットを用いた冷却装置と同様に、第２配管２を囲繞して取り付けられている断面半円筒状の冷却ジャケットに冷却媒体ＬＮ_２を供給することでアイスプラグを形成する構成とされている。補助冷却装置６は、第２配管２の上方半分を覆うように取り付けられるジャケット１１を有して構成されており、固定バンド１２によって第２配管２に固定される構成とされている。図２に示す断面形状のようにジャケット１１は、第２配管２に密着する半径で形成された円弧状の内壁１３と、内壁１３より大きな半径で形成された外壁１４と、内壁１３の周方向の両端部と外壁１４周方向の両端部とを連結するように設けられた一対の側壁１５とを有しており、外壁１４の上方に向けて開口するように供給口１６が設けられている。また、外壁１４には排出口１７が設けられており、供給口１６より排出口１７が分岐部１０側となるように、ジャケット１１は第２配管２に取り付けられている。
【００２５】
上述したようなアイスプラグ施工装置４を用いてアイスプラグ施工を行う場合には、第２配管２の内部の流体が停止している状態において冷却装置５および補助冷却装置６に冷却媒体ＬＮ_２の供給を行う。補助冷却装置６のジャケット１１には、冷却媒体ＬＮ_２の矢印の向きに供給が行われ、供給口１６から供給された冷却媒体ＬＮ_２は、上述した壁に囲まれた空間を通過して外壁１４に設けられた排出口１７から排出される。アイスプラグおよび氷堰を形成するための冷却媒体ＬＮ_２としては、−１９０℃程度の温度を有する液体窒素が用いられる。これにより、第２配管２の内部の流体が氷結されて、第２配管２の内部の上方に氷堰２０が形成される。このとき、プラントは運転中であり、矢印ａ方向へ流体が流されており、この分岐部１０の管壁に衝突する流れによって第２配管２の方向、つまり矢印ｂ方向へ流れが形成される。しかし、矢印ｂ方向へ流れは氷堰２０によって阻害され、第３配管３の方向への流れとなるか、分岐部１０と氷堰２０との間で渦を形成することとなる。
【００２６】
上述したように、第１の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２の内部の上方に氷堰２０を形成することができ、この氷堰２０によってプラント運転中の高温の流体が、冷却装置５の装着箇所、つまりアイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。これにより、アイスプラグの施工を効率良く行うことができ、結果として、プラントのメンテナンスを順調に行うことができる。
【００２７】
つぎに、図３を用いて、第２の実施の形態について説明する。本実施形態において、第１配管１、第２配管２、第３配管３、冷却装置５、および補助冷却装置６の配置位置について、第１の実施形態と同様で、補助冷却装置６の構成要素も同様であるが、補助冷却装置６のジャケット１１が第２配管２の下方半分を覆うように装着されていることが異なっている。このように補助冷却装置６を装着したアイスプラグ施工装置４を用いてアイスプラグ施工を行うと、第２配管２の内部の下方に氷堰２１が形成されるとともに、冷却装置５によって冷却され密度が高くなった流体が、下方に降下する流れを形成する。この冷却による流れは、分岐部１０の方向への流れとなるが、氷堰２１によって流れが阻害されて冷却装置５と補助冷却装置６との間に冷却された流体が溜まることになる。
【００２８】
上述したように、第２の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２の内部の下方に氷堰２１を形成することができ、この氷堰２０によって冷却装置５が冷却した流体の流出を防止することができる。これにより、プラント運転中の高温の流体が、アイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができ、アイスプラグの施工を効率良く行うことができる。
【００２９】
つぎに、図４を用いて、第３の実施の形態について説明する。図において、第１配管１は水平方向に延在するように設けられており、分岐部１０において鉛直方向上方に延在する第２配管２と、鉛直方向下方に延在する第３配管３とに分岐する配管配置とされている。冷却装置５および補助冷却装置６の構成要素は第１の実施形態と同様である。補助冷却装置６のジャケット１１は、第１配管１の流体の流れに対向する側の第２配管２の管壁、つまり第１配管１を流れる流体が衝突する分岐部１０の管壁の上方に位置する第２配管２の管壁の側方半分を覆うように装着されている。また、冷却装置５は補助冷却装置６より上方に装着されている。
【００３０】
このような補助冷却装置６を装着したアイスプラグ施工装置４を用いてアイスプラグ施工を行うと、第２配管２の内部の側方に氷堰２２が形成される。このとき、分岐部１０の管壁に衝突する流れによって第２配管２の方向、つまり矢印ｄ方向へ流れが形成される。しかし、矢印ｄ方向へ流れは氷堰２２によって阻害され、第３配管３の方向への流れとなるか、分岐部１０と氷堰２２との間で渦を形成することとなる。このようにプラント運転中の高温の流体が、アイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。
【００３１】
上述したように、第３の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２の内部の側方に氷堰２２を形成することができ、この氷堰２２によってプラント運転中の高温の流体が、冷却装置５の装着箇所、つまりアイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。これにより、アイスプラグの施工を効率良く行うことができる。
【００３２】
つぎに、図５を用いて、第４の実施の形態について説明する。本実施形態において、第１配管１、第２配管２、第３配管３、および冷却装置５の配置位置について、第１の実施形態と同様で、補助冷却装置６が配置されている位置に補助冷却装置６Ａが配置される構成とされている。補助冷却装置６Ａは、第２配管２を囲繞して取り付けられる２個のジャケット２５Ａ，２５Ｂとを有しており、ジャケット２５Ａ，２５Ｂは互いに隣接して、ジャケット２５Ｂが分岐部１０側となるように装着されている。ジャケット２５Ａ，２５Ｂには、それぞれ供給口２６および排出口２７が設けられ、ジャケット２５Ａの排出口２７がジャケット２５Ｂの供給口２６に連結されており、ジャケット２５Ａの供給口２６から供給された冷却媒体ＥＧがジャケット２５Ｂの排出口２７から排出される構成とされている。また、冷却媒体ＥＧには、−４０℃以上のエチレングリコールが用いられる。
【００３３】
このような補助冷却装置６Ａを有するアイスプラグ施工装置４Ａを用いてアイスプラグ施工を行うと、冷却装置５および補助冷却装置６Ａによって冷却された流体は図に示す矢印ｅ、矢印ｆ、および矢印ｇの向きとなるような自然対流を形成する。つまり、冷却装置５と補助冷却装置６Ａとの間が外気によって温められることによって、第２配管２の内部の冷却装置５と補助冷却装置６Ａとの間において上昇する流れが形成され、冷却装置５と補助冷却装置６Ａとの間で対向する一対の対流（矢印ｅ、矢印ｆ）が形成されるのである。そして、第１配管１を流れて分岐部１０の管壁に衝突することにより、第２配管２の方向に向けて形成される流れは、補助冷却装置６Ａによって冷却されて降下し、分岐部１０と補助冷却装置６Ａとの間で対流（矢印ｇ）を形成する。
【００３４】
上述したように、第４の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２の内部の冷却装置５と補助冷却装置６Ａとの間において対流（矢印ｅ、矢印ｆ）を形成することができ、この対流によってプラント運転中の高温の流体が、冷却装置５の装着箇所、つまりアイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。これにより、アイスプラグの施工を効率良く行うことができ、結果として、プラントのメンテナンスを順調に行うことができる。また、第２配管２が炭素鋼管で構成されている場合、補助冷却装置６Ａの冷却媒体ＥＧに−４０℃以上のエチレングリコールを使用しているので、低温脆化を防止することができる。
【００３５】
つぎに、図６を用いて、第５の実施形態について説明する。第１配管１’は水平方向に延在するように配置されており、分岐部１０’において鉛直方向上方に第２配管２’が分岐されており、第２配管２’は湾曲部３０において水平方向に延在するように配置されている。プラントの通常運転時において、第１配管１’の右側から左側に向かう方向（図の矢印ｈの方向）に流体が流れていると共に、分岐部１０’から鉛直方向上方に向けて分岐された流れが第２配管２’を流れている。そして、点検・補修時においては、第２配管２’の流れが止められ、第１配管１’のみに流体が流されている。
【００３６】
このような配置の配管において、湾曲部３０の近傍の水平に延在する第２配管２’に第１の実施形態と同様のアイスプラグ施工装置４を用いてアイスプラグ施工を行う場合、効率良くアイスプラグを形成するために、第２配管２’の直径Ｄ’によって、冷却装置５および補助冷却装置６の配置が決められる。このとき、湾曲部３０から補助冷却装置６までの距離Ｌ３は３Ｄ’〜５Ｄ’の範囲とされ、湾曲部３０から冷却装置５までの距離Ｌ４は１０Ｄ’〜３０Ｄ’の範囲となる位置で配置されることが好ましい。また、補助冷却装置６は、第２配管２’の上方半分を覆うように装着されている。
【００３７】
このように補助冷却装置６を装着したアイスプラグ施工装置４を用いてアイスプラグ施工を行うと、補助冷却装置６が装着されている箇所の第２配管２’の内部の上方に氷堰２３が形成されると共に、氷結されず密度の高くなった流体は沈下して鉛直に延在する第２配管２’の下方（矢印ｉの方向）に流れを形成する。これにより、分岐部１０’から鉛直方向上方（矢印ｊの方向）に向けて第１配管１’の流れ分岐されるが、この流れは氷堰２３によって阻害されて折り返され、氷堰２３と分岐部１０’との間に循環する流れが形成される。
【００３８】
上述したように、第５の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２’の内部の上方に氷堰２３を形成することができ、この氷堰２３によって氷堰２３と分岐部１０’との間に循環する流れを形成することができる。これにより、プラント運転中の高温の流体が、アイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができ、アイスプラグの施工を効率良く行うことができる。
【００３９】
つぎに、図７を用いて、第６の実施形態について説明する。本実施形態において、第１配管１’、第２配管２’、および冷却装置５の配置位置について、第５の実施形態と同様で、補助冷却装置６が配置されている位置に第４の実施形態と同様の補助冷却装置６Ａが配置される構成とされている。また、図において、冷却装置５によるアイスプラグの形成箇所は図示しないが、第２配管２’のさらに右側に冷却装置５は配置されている。このようにジャケット２５Ａ，２５Ｂを有する補助冷却装置６を装着してアイスプラグ施工を行うと、補助冷却装置６Ａによって冷却された流体によって補助冷却装置６Ａと分岐部１０’との間に循環する流れ（矢印ｋの方向）が形成される。また、冷却装置５と補助冷却装置６Ａとの間には第４の実施形態で示したような一対の対流（図示せず）が形成される。
【００４０】
上述したように、第６の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２’の内部の補助冷却装置６Ａと分岐部１０’との間に循環する流れを形成することができ、プラント運転中の高温の流体が、アイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。また、第２配管２’が炭素鋼管で構成されている場合、補助冷却装置６Ａの冷却媒体ＥＧに−４０℃以上のエチレングリコールを使用しているので、低温脆化を防止することができる。
【００４１】
つぎに、図８を用いて、第７の実施の形態について説明する。本実施形態において、第１配管１、第２配管２、第３配管３、および冷却装置５の配置位置について、第１の実施形態と同様で、補助冷却装置６が配置されている位置に補助加熱装置６Ｂが配置される構成とされている。補助加熱装置６Ｂは、第２配管２の下方半分を覆うように装着されているヒーター部２８を備えて構成されており、固定バンド１２によって第２配管２に固定される構成とされている。
【００４２】
このような補助加熱装置６Ｂを有するアイスプラグ施工装置４Ｂを用いてアイスプラグ施工を行うと、ヒーター部２８によって暖められた流体によって対流（矢印ｍ、矢印ｎ）が形成される。この対流によって、分岐部１０の管壁に衝突した第１配管１の流れは、補助加熱装置６Ｂと分岐部１０との間で対流（矢印ｌ）を形成すると共に、冷却装置５と補助加熱装置６Ｂとの間に複数の対流（矢印ｏ、矢印ｐ）が形成される。
【００４３】
上述したように、第７の実施形態のアイスプラグ施工方法を行うことにより、第２配管２の内部の補助加熱装置６Ｂと冷却装置５との間に複数の対流を形成することができる。これにより、プラント運転中の高温の流体、および補助加熱装置６Ｂによって加熱された流体が、アイスプラグの形成箇所に流れ込むことを防止することができる。
【００４４】
なお、第１の実施形態において、補助冷却装置６のジャケット１１は、第２配管２の上方に装着されて用いられているが、ジャケット１１が第２配管２に装着されて氷堰を形成することによって、第２配管２の流路面積を縮小させて高温の流体の流れを抑止することができれば、ジャケット１１が装着される方向は限定しなくてもよい。また、第４および第６の実施形態において、補助冷却装置６Ａはジャケット２５Ａ，２５Ｂを用いて広い範囲において冷却を行う構成とされているが、１つのジャケットを用いて冷却を行う構成とされていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアイスプラグ施工方法によれば、分岐部の近傍に装着された補助冷却装置によって第２配管の内部の一部に氷堰を形成し、第２配管の流路面積を縮小させるので、第１配管からの流体の流れ込みを氷堰によって抑止することができ、冷却装置によって効率良く第２配管の内部にアイスプラグを形成することができる。これにより、アイスプラグの施工を短時間に行うことができ、結果として、プラントのメンテナンスを順調に行うことができる。
【００４６】
とくに、第２配管が水平方向に延在して配置されている場合、第２配管内の上方に氷堰を形成することにより、効果的に高温の流体が施工箇所に流れ込みにくくすることができる。また、第２配管内の下方に氷堰を形成することにより、アイスプラグの形成箇所において冷却された流体が流出することを抑止することができる。また、第２配管が鉛直方向に延在して配置されている場合、第１配管の流れに対向する側の第２配管内の管壁に氷堰を形成することにより、第１配管からの流体の流れ込みを氷堰によって抑止することができる。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００４７】
また、第２配管が水平方向に延在して配置されている場合、分岐部の近傍に装着された補助冷却装置と、補助冷却装置から離間して装着された冷却装置とによって、補助冷却装置と冷却装置との間で折り返される自然対流を形成することができるので、対流によって施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みを抑止することができる。これにより、効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００４８】
また、分岐部から分岐して上方に伸び、さらに湾曲部によって流路方向が変更されて水平方向に延在して第２配管が配置されている場合、湾曲部の近傍に装着された補助冷却装置によって第２配管の上方に氷堰を形成することにより、効果的に高温の流体を施工箇所に流れ込みにくくすることができる。また、補助冷却装置と冷却装置との間で折り返される自然対流を形成することによって、施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みを抑止することができる。これにより、短時間で効率良くアイスプラグを形成することができる。
【００４９】
また、第２配管が水平方向に延在して配置されている場合、分岐部の近傍に装着された補助加熱装置によって対流を形成させ、対流によって施工箇所への第１配管からの流体の流れ込みを抑止することができる。これにより、効率良くアイスプラグを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図５】本発明の第４の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図７】本発明の第６の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図８】本発明の第７の実施形態におけるアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【図９】従来のアイスプラグ施工方法を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１，１’　第１配管
２，２’　第２配管
５　冷却装置
６，６Ａ　補助冷却装置
１０，１０’　分岐部
２０〜２３　氷堰
３０　湾曲部
２８　補助加熱装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for inspecting and repairing a piping system in various plants and the like, and more particularly to an apparatus for cooling a pipe to form an ice stopper or an ice plug therein.
[0002]
[Prior art]
Generally, in various plants, when it becomes necessary to repair or replace auxiliary equipment such as instrumentation piping and cooling water piping, it is necessary to carry out the repair of fluid without stopping the plant operation. An ice plug method has been implemented to cut off fluid flow from the pipe being supplied to the repair section. This is to cool the outer surface of the pipe near the repair part, freeze the liquid inside the pipe, and cut off the flow of fluid, and the lump of ice formed by freezing acts as a plug. So called. In order to cut off such fluid flow and prevent the liquid from flowing into the repair part, it is conceivable to arrange a number of mechanical shut-off valves, but the structure becomes complicated and the cost is large. There is a disadvantage that. On the other hand, the ice plug method is very useful because a plug having the function of a shutoff valve can be formed at an arbitrary position in the pipe only by partially cooling the pipe, and the plug is not melted.
[0003]
The general construction method of such an ice plug method will be described with reference to FIG. 9. A cooling jacket 63 is attached to a pipe 61. The cooling jacket 63 sandwiches the pipe 61 between two semicircular tubular casings, and forms a closed flow passage through which a cooling medium flows. Liquid nitrogen is supplied into the cooling jacket 63 from the liquid nitrogen cylinder 65 through a conduit 67, and the liquid inside the pipe 61 is cooled and frozen to form an ice plug. The nitrogen gas that has been heated and vaporized is collected in the collection container 71 through the conduit 69. In addition, in order to improve the construction efficiency, it has been attempted to attach a pre-cooling jacket (not shown) at a position adjacent to the cooling jacket 63 to cool the construction location and the proximity location, thereby promoting the formation of ice plugs. ing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-described method for installing an ice plug, when an ice plug is formed near a branch portion of a pipe branched from a pipe in which a fluid flows, the fluid flows from the pipe in which the fluid flows into a construction site. As a result, there is a problem that the formation of the ice plug is delayed. In other words, the fluid whose density has been increased by cooling forms a flow that sinks at the construction site, thereby forming a convection in which surrounding fluid is drawn in above the construction site, and the fluid flows there. Fluid flows in from the piping. Furthermore, since the fluid is flowing through the piping at a high temperature because the fluid is being constructed during the operation of the plant, cooling is impeded by the fluid flowing into the construction site. In addition, even when a pre-cooling jacket was attached to a position close to the cooling jacket, the convection was formed, and an effective effect could not be obtained.
[0005]
The present invention has been made under such a background, and in the case where an ice plug is formed in the vicinity of a branch of a pipe branched from a pipe through which a fluid is flowing, ice is efficiently removed in a short time. An object of the present invention is to provide an ice plug construction method capable of forming a plug.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The method for installing an ice plug according to the present invention uses a cooling device and an auxiliary cooling device in a second pipe branched from a first pipe through which a fluid flows and at which a fluid stops flowing. In the ice plug installation method of forming an ice plug, the auxiliary cooling device for forming an ice weir in a part of the inside of the second pipe near the branch portion is mounted on a pipe wall of the second pipe. The cooling device that forms an ice plug inside the second pipe at a position further away from the position where the auxiliary cooling device is mounted from the portion is mounted on the pipe wall of the second pipe, and the auxiliary cooling device Simultaneously with or after cooling a part of the second pipe, the entire circumference of the second pipe is cooled by the cooling device.
[0007]
According to the ice plug installation method of the present invention, the auxiliary cooling device is mounted on the pipe wall of the second pipe near the branch portion, and the cooling device is mounted on the pipe wall of the second pipe at a position separated from the auxiliary cooling device. Then, simultaneously with or after forming an ice weir in a part of the inside of the second pipe by cooling by the auxiliary cooling device, the cooling device cools the entire circumference of the second pipe to form an ice plug. The flow of fluid from the first pipe to the plug installation location is suppressed by the ice dam, and an ice plug is formed in a short time inside the second pipe at the location where the cooling device is mounted. That is, the flow area of the second pipe is reduced by the ice dam, so that the fluid does not easily flow from the first pipe. Thereby, the construction of the ice plug can be performed efficiently, and as a result, the maintenance of the plant can be performed smoothly.
[0008]
Further, in the method for installing an ice plug according to the present invention, in the above-described method for installing an ice plug, the second pipe extends in a horizontal direction, and the auxiliary cooling device is provided on a pipe wall above the second pipe. An ice dam is formed above the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device.
[0009]
According to the method for installing an ice plug of the present invention, the auxiliary cooling device is mounted on the pipe wall above the second pipe extending in the horizontal direction, and the second cooling pipe is provided at the position where the auxiliary cooling device is mounted. Since the ice weir is formed above the inside of the two pipes, the formation of convection, which is drawn from the first pipe above the construction site, is suppressed. That is, the flow of the fluid above the inside of the second pipe is obstructed by the ice dam, so that the high-temperature fluid does not easily flow into the construction site. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in the second pipe in a short time by the cooling device.
[0010]
Further, in the method for installing an ice plug according to the present invention, in the above-described method for installing an ice plug, the second pipe extends in a horizontal direction, and the auxiliary cooling device is provided on a pipe wall below the second pipe. An ice dam is formed below the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device.
[0011]
According to the ice plug application method of the present invention, the auxiliary cooling device is mounted on the lower pipe wall of the second pipe extending in the horizontal direction, and the first cooling device is provided at the position where the auxiliary cooling device is mounted. Since the ice weir is formed below the inside of the two pipes, the formation of convection in which the cooled fluid flows out from below the construction location toward the first pipe is suppressed. That is, the flow of the fluid below the inside of the second pipe is obstructed by the ice dam, so that the cooled fluid does not easily flow out of the construction site. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in the second pipe in a short time by the cooling device.
[0012]
Further, in the method for installing an ice plug according to the present invention, in the above-described method for installing an ice plug, the second pipe extends vertically upward, and the second pipe on the side facing the flow of the first pipe. The above-mentioned auxiliary cooling device is mounted on the pipe wall of (1), and an ice weir is formed on the side of the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device.
[0013]
According to the method for installing an ice plug of the present invention, the second pipe extends vertically upward, and the auxiliary cooling device is provided on the pipe wall of the second pipe on the side facing the flow of the first pipe. Since the ice weir is formed on the side of the second pipe by the auxiliary cooling device, the ice weir formed in the vicinity of the branch portion by the auxiliary cooling device allows the ice plug to be installed from the first pipe to the ice plug installation point. Fluid inflow is suppressed. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0014]
Further, the method for installing an ice plug according to the present invention is the second pipe, which branches off from the first pipe through which the fluid is flowing, extends in the horizontal direction, and stops the flow of the fluid. An ice plug forming method for forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device, wherein the auxiliary cooling device for cooling the second pipe near the branch portion is mounted on a pipe wall of the second pipe; The cooling device that forms an ice plug inside the second pipe at a position further away from the position where the auxiliary cooling device is mounted from the branch portion is mounted on the pipe wall of the second pipe, and the auxiliary cooling device Simultaneously with or after cooling to form a natural convection that is turned back from the auxiliary cooling device inside the second pipe before reaching the cooling device, the cooling device cools the entire circumference of the second pipe. You It is characterized in.
[0015]
According to the method for constructing an ice plug of the present invention, the auxiliary cooling device is mounted on the pipe wall of the second pipe that is disposed so as to extend in the horizontal direction in the vicinity of the branch portion, and is provided at a position separated from the auxiliary cooling device. A cooling device is mounted on the pipe wall of the second pipe, and a natural convection is formed inside the second pipe by an auxiliary cooling device at the same time as or after forming a natural convection that is turned back before reaching the cooling device from the auxiliary cooling device. As a result, the entire circumference of the second pipe is cooled to form an ice plug, so that the convection suppresses the flow of fluid from the first pipe to a location where the ice plug is to be formed, and the ice plug is formed in a short time. In other words, a downward flow is formed by the fluid cooled at the auxiliary cooling device and the cooling device, and an upward flow is formed between the auxiliary cooling device and the cooling device by the fluid warmed by the outside air. The convection formed by the flow makes it difficult for the high-temperature fluid to flow into the construction site from the first pipe. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0016]
Further, the method for installing an ice plug according to the present invention is characterized in that the first pipe in which the fluid flows is branched at the branch part, extends upward, and further the flow path direction is changed by the curved part, so that the horizontal direction is obtained. In the ice plug construction method of forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device in a second pipe that extends and in which the flow of fluid is stopped, an ice dam is formed in a part of the inside of the second pipe. The auxiliary cooling device is mounted on an upper portion of the second pipe extending in the horizontal direction near the curved portion, and the cooling device forming an ice plug inside the second pipe is subjected to the auxiliary cooling from the curved portion. Attach to the second pipe at a position further away from the position where the device is mounted, and simultaneously or after cooling the inside of the second pipe with the auxiliary cooling device, use the second pipe by the cooling device. All of The characterized by cooling.
[0017]
According to the method for constructing an ice plug of the present invention, the curved portion of the second pipe which is branched from the branch portion and extends upward, and further has the flow path direction changed by the curved portion and is arranged to extend in the horizontal direction. In the vicinity of the above, an auxiliary cooling device is mounted on the upper part of the horizontally extending portion, a cooling device is mounted on the second pipe at a position separated from the auxiliary cooling device, and the inside of the portion where the auxiliary cooling device is mounted is installed. Simultaneously with or after forming the ice weir above, the entire circumference of the second pipe is cooled by the cooling device to form an ice plug, so that the ice pipe is drawn from the first pipe through the curved portion to above the construction site. Convection is suppressed, and an ice plug is formed in a short time. That is, the flow of the fluid above the inside of the second pipe is obstructed by the ice dam, so that the high-temperature fluid does not easily flow into the construction site. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in the second pipe in a short time by the cooling device.
[0018]
Further, the method for installing an ice plug according to the present invention is characterized in that the first pipe in which the fluid flows is branched at the branch part, extends upward, and further the flow path direction is changed by the curved part, so that the horizontal direction is obtained. In the ice plug application method of forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device in a second pipe that extends and in which the flow of fluid is stopped, the auxiliary cooling device that cools the second pipe is bent. The cooling device, which is attached to the second pipe extending in the horizontal direction near the portion and forms an ice plug inside the second pipe, is further separated from the curved portion from the position where the auxiliary cooling device is mounted. At the same time as being attached to the second pipe at a position and being cooled by the auxiliary cooling device, a natural convection is formed which is folded back from the auxiliary cooling device inside the second pipe before reaching the cooling device, Thereafter properly in, characterized by cooling the entire periphery of the second pipe by the cooling device.
[0019]
According to the method for constructing an ice plug of the present invention, the curved portion of the second pipe which is branched from the branch portion and extends upward, and further has the flow path direction changed by the curved portion and is arranged to extend in the horizontal direction. , An auxiliary cooling device is mounted at a location extending in the horizontal direction, a cooling device is mounted on the second pipe at a position separated from the auxiliary cooling device, and the cooling device is used to cool the auxiliary cooling device from the auxiliary cooling device. Simultaneously with or after the natural convection that is turned back before reaching the second pipe is formed inside the second pipe, the cooling device cools the entire circumference of the second pipe to form an ice plug. The flow of fluid from the first pipe to the location is suppressed, and an ice plug is formed in a short time. In other words, a downward flow is formed by the fluid cooled at the auxiliary cooling device and the cooling device, and an upward flow is formed between the auxiliary cooling device and the cooling device by the fluid warmed by the outside air. The convection formed by the flow makes it difficult for the high-temperature fluid to flow into the construction site from the first pipe. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0020]
Further, the method for installing an ice plug according to the present invention is the second pipe, which branches off from the first pipe through which the fluid is flowing, extends in the horizontal direction, and stops the flow of the fluid. An ice plug forming method for forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary heating device, wherein the auxiliary heating device for heating a lower portion of the second pipe near the branch portion is attached to the second pipe; The cooling device that forms an ice plug inside the two pipes is mounted on the second pipe at a position further away from the branch portion than the position where the auxiliary heating device is mounted, and the heating is performed by the auxiliary heating device. The cooling device cools the entire circumference of the second pipe at the same time as or after forming natural convection near the place where the auxiliary heating device is mounted inside the second pipe.
[0021]
According to the ice plug application method of the present invention, the auxiliary heating device is mounted so as to heat the lower pipe wall of the second pipe extending in the horizontal direction, and the auxiliary pipe is heated. Simultaneously with or after the natural convection is formed near the place where the heating device is mounted, the cooling device cools the entire circumference of the second pipe to form an ice plug. The flow of the fluid from the first pipe into the first pipe is suppressed, and the ice plug is formed in a short time. That is, since the fluid heated by the auxiliary heating device actively forms convection, it becomes difficult for the high-temperature fluid to flow into the construction site from the first pipe. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic explanatory view of an ice plug construction method in which an ice dam is formed above the inside of a pipe by using the auxiliary cooling device according to the first embodiment, and an ice plug is formed inside the pipe by the cooling device. Show. The figure shows a location where a pipe of a plant or the like is branched in a “T” shape, in which a first pipe 1 extends vertically downward from a branch portion 10 and a second pipe 2 extends horizontally leftward. The third pipe 3 is arranged to extend horizontally rightward. During normal operation of the plant, fluid such as cooling water flowing upward from below the first pipe 1 is branched right and left in the branch section 10 and flows into the second pipe 2 and the third pipe 3. Then, at the time of inspection / repair on the downstream side (further left side not shown in the figure) of the second pipe 2, the flow of the second pipe 2 is stopped, and the direction from the first pipe 1 to the third pipe 3 (arrow in FIG. 1). By allowing the fluid to flow in the direction (a), inspection and repair can be performed without stopping the operation of the plant.
[0023]
At this time, the ice plug application device 4 is installed near the branch portion 10 of the second pipe 2 to form an ice plug inside the second pipe 2 to stop water. The ice plug application device 4 has a cooling device 5 for forming an ice plug, and an auxiliary cooling device 6 for improving the cooling efficiency of the cooling device 5. The position where the ice plug application device 4 is arranged in order to efficiently form the ice plug near the branch portion 10 depends on the diameter D of the second pipe 2, but the distance from the first pipe 1 to the auxiliary cooling device 6. It is preferable that L1 is set in a range of 5D to 10D and that the distance L2 from the first pipe 1 to the cooling device 5 is set in a range of 15D to 30D.
[0024]
The cooling device 5 includes a cooling medium LN in a semi-cylindrical cross-section cooling jacket attached around the second pipe 2 in the same manner as a cooling device using a cooling jacket conventionally used. ₂ Is supplied to form an ice plug. The auxiliary cooling device 6 includes a jacket 11 attached so as to cover an upper half of the second pipe 2, and is fixed to the second pipe 2 by a fixing band 12. As shown in the cross-sectional shape shown in FIG. 2, the jacket 11 has an arc-shaped inner wall 13 formed with a radius closely contacting the second pipe 2, an outer wall 14 formed with a larger radius than the inner wall 13, and a circumferential direction of the inner wall 13. And a pair of side walls 15 provided so as to connect both ends of the outer wall 14 to both ends in the circumferential direction of the outer wall 14, and a supply port 16 is provided so as to open upward of the outer wall 14. . The outer wall 14 is provided with a discharge port 17, and the jacket 11 is attached to the second pipe 2 such that the discharge port 17 is closer to the branch portion 10 than the supply port 16.
[0025]
When performing the ice plug application using the ice plug application device 4 as described above, the cooling medium LN is supplied to the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6 while the fluid inside the second pipe 2 is stopped. ₂ Supply. The cooling medium LN is provided on the jacket 11 of the auxiliary cooling device 6. ₂ The cooling medium LN supplied from the supply port 16 is supplied in the direction of the arrow ₂ Is discharged from the outlet 17 provided in the outer wall 14 through the space surrounded by the above-mentioned wall. Cooling medium LN for forming ice plug and ice weir ₂ As this, liquid nitrogen having a temperature of about -190 ° C. is used. Accordingly, the fluid inside the second pipe 2 is frozen, and an ice dam 20 is formed above the inside of the second pipe 2. At this time, the plant is operating and the fluid is flowing in the direction of arrow a, and the flow colliding with the pipe wall of the branch portion 10 forms a flow in the direction of the second pipe 2, that is, the direction of arrow b. . However, the flow in the direction of arrow b is obstructed by the ice weir 20 and becomes a flow in the direction of the third pipe 3 or forms a vortex between the branch part 10 and the ice weir 20.
[0026]
As described above, by performing the ice plug construction method of the first embodiment, the ice weir 20 can be formed above the inside of the second pipe 2, and the ice weir 20 causes a high temperature during plant operation. The fluid can be prevented from flowing into the mounting location of the cooling device 5, that is, the location where the ice plug is formed. Thereby, the construction of the ice plug can be performed efficiently, and as a result, the maintenance of the plant can be performed smoothly.
[0027]
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the arrangement positions of the first pipe 1, the second pipe 2, the third pipe 3, the cooling device 5, and the auxiliary cooling device 6 are the same as those in the first embodiment, and the components of the auxiliary cooling device 6 The same applies to the second embodiment, except that the jacket 11 of the auxiliary cooling device 6 is mounted so as to cover the lower half of the second pipe 2. When ice plug application is performed using the ice plug application device 4 equipped with the auxiliary cooling device 6 in this manner, the ice dam 21 is formed below the inside of the second pipe 2 and the ice dam 21 is cooled by the cooling device 5 and The raised fluid forms a downward flow. The flow due to this cooling becomes a flow in the direction of the branch portion 10, but the flow is hindered by the ice dam 21, and the fluid cooled between the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6 accumulates.
[0028]
As described above, by performing the ice plug application method of the second embodiment, the ice dam 21 can be formed below the inside of the second pipe 2, and the cooling device 5 is cooled by the ice dam 20. The outflow of fluid can be prevented. Thus, it is possible to prevent the high-temperature fluid flowing during the operation of the plant from flowing into the location where the ice plug is formed, and it is possible to efficiently perform the ice plug construction.
[0029]
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In the drawing, a first pipe 1 is provided so as to extend in a horizontal direction, and a second pipe 2 extending vertically upward at a branch portion 10 and a third pipe 3 extending vertically downward at a branch portion 10. The piping arrangement is to branch off to The components of the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6 are the same as in the first embodiment. The jacket 11 of the auxiliary cooling device 6 is located above the pipe wall of the second pipe 2 on the side facing the flow of the fluid in the first pipe 1, that is, the pipe wall of the branch portion 10 against which the fluid flowing in the first pipe 1 collides. It is mounted so as to cover the lateral half of the pipe wall of the second pipe 2 located. The cooling device 5 is mounted above the auxiliary cooling device 6.
[0030]
When ice plug construction is performed using the ice plug construction device 4 equipped with such an auxiliary cooling device 6, an ice weir 22 is formed on the side of the inside of the second pipe 2. At this time, the flow colliding with the pipe wall of the branch portion 10 forms a flow in the direction of the second pipe 2, that is, the direction of the arrow d. However, the flow in the direction of arrow d is obstructed by the ice weir 22 and becomes a flow in the direction of the third pipe 3 or a vortex is formed between the branch part 10 and the ice weir 22. In this way, it is possible to prevent the high-temperature fluid flowing during the operation of the plant from flowing into the ice plug formation portion.
[0031]
As described above, by performing the ice plug construction method of the third embodiment, the ice weir 22 can be formed on the side of the inside of the second pipe 2, and the ice weir 22 causes high temperature during plant operation. Can be prevented from flowing into the mounting location of the cooling device 5, that is, the location where the ice plug is formed. Thereby, the construction of the ice plug can be performed efficiently.
[0032]
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the positions of the first pipe 1, the second pipe 2, the third pipe 3, and the cooling device 5 are the same as in the first embodiment, and the auxiliary cooling device 6 is located at the auxiliary position. The cooling device 6A is arranged. The auxiliary cooling device 6A has two jackets 25A and 25B attached so as to surround the second pipe 2. The jackets 25A and 25B are adjacent to each other, and the jacket 25B is on the branch portion 10 side. It is attached to. The jackets 25A and 25B are provided with a supply port 26 and a discharge port 27, respectively. The discharge port 27 of the jacket 25A is connected to the supply port 26 of the jacket 25B, and the cooling medium supplied from the supply port 26 of the jacket 25A. The EG is configured to be discharged from the discharge port 27 of the jacket 25B. Ethylene glycol having a temperature of −40 ° C. or higher is used as the cooling medium EG.
[0033]
When ice plug construction is performed using the ice plug construction apparatus 4A having such an auxiliary cooling device 6A, the fluid cooled by the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6A causes the arrows e, f, and g shown in the figure to flow. To form natural convection. That is, the space between the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6A is heated by the outside air, so that a rising flow is formed between the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6A inside the second pipe 2, and the cooling device 5 A pair of convections (arrows e and f) facing each other are formed between the chiller and the auxiliary cooling device 6A. Then, by flowing through the first pipe 1 and colliding with the pipe wall of the branch 10, the flow formed toward the direction of the second pipe 2 is cooled by the auxiliary cooling device 6 A and descends. A convection (arrow g) is formed between the cooling water and the auxiliary cooling device 6A.
[0034]
As described above, the convection (arrows e and f) is formed between the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6A inside the second pipe 2 by performing the ice plug application method of the fourth embodiment. This convection can prevent the high-temperature fluid during plant operation from flowing into the mounting location of the cooling device 5, that is, the location where the ice plug is formed. Thereby, the construction of the ice plug can be performed efficiently, and as a result, the maintenance of the plant can be performed smoothly. Further, when the second pipe 2 is formed of a carbon steel pipe, low-temperature embrittlement can be prevented because ethylene glycol having a temperature of −40 ° C. or higher is used as the cooling medium EG of the auxiliary cooling device 6A.
[0035]
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIG. The first pipe 1 ′ is arranged so as to extend in the horizontal direction, the second pipe 2 ′ is branched vertically upward at a branch portion 10 ′, and the second pipe 2 ′ is horizontally branched at the bending portion 30. It is arranged to extend in the direction. During normal operation of the plant, the fluid is flowing in the direction from the right side to the left side of the first pipe 1 '(the direction of the arrow h in the drawing), and the flow branched upward from the branching portion 10' in the vertical direction. Flows through the second pipe 2 ′. At the time of inspection / repair, the flow of the second pipe 2 'is stopped, and the fluid is flowing only through the first pipe 1'.
[0036]
In the pipe having such an arrangement, when the second installation pipe 2 ′ extending horizontally in the vicinity of the curved portion 30 is subjected to ice plug installation using the same ice plug installation apparatus 4 as in the first embodiment, the efficiency is improved. In order to form an ice plug, the arrangement of the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6 is determined by the diameter D 'of the second pipe 2'. At this time, the distance L3 from the bending portion 30 to the auxiliary cooling device 6 is set in a range of 3D 'to 5D', and the distance L4 from the bending portion 30 to the cooling device 5 is set at a position in a range of 10D 'to 30D'. Preferably. The auxiliary cooling device 6 is mounted so as to cover the upper half of the second pipe 2 '.
[0037]
When ice plug construction is performed using the ice plug construction device 4 equipped with the auxiliary cooling device 6 as described above, the ice dam 23 is located above the inside of the second pipe 2 ′ where the auxiliary cooling device 6 is mounted. The fluid that has been formed and has increased in density without being frozen is settled and forms a flow (in the direction of arrow i) below the second pipe 2 ′ extending vertically. Thereby, the flow of the first pipe 1 ′ is branched vertically upward (in the direction of the arrow j) from the branch portion 10 ′. A circulating flow is formed with the part 10 '.
[0038]
As described above, by performing the ice plug construction method of the fifth embodiment, the ice dam 23 can be formed above the inside of the second pipe 2 ′, and the ice dam 23 branches off with the ice dam 23. A circulating flow can be formed between the section 10 ′. Thus, it is possible to prevent the high-temperature fluid flowing during the operation of the plant from flowing into the location where the ice plug is formed, and it is possible to efficiently perform the ice plug construction.
[0039]
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the arrangement positions of the first pipe 1 ′, the second pipe 2 ′, and the cooling device 5 are the same as in the fifth embodiment, and the fourth embodiment is in the position where the auxiliary cooling device 6 is arranged. The configuration is such that an auxiliary cooling device 6A similar to that of the embodiment is arranged. Further, in the figure, the location of the ice plug formed by the cooling device 5 is not shown, but the cooling device 5 is disposed further to the right of the second pipe 2 '. When the auxiliary cooling device 6 having the jackets 25A and 25B is mounted and ice plugging is performed as described above, the flow circulated between the auxiliary cooling device 6A and the branch portion 10 'by the fluid cooled by the auxiliary cooling device 6A. (Direction of arrow k) is formed. Further, a pair of convections (not shown) as shown in the fourth embodiment are formed between the cooling device 5 and the auxiliary cooling device 6A.
[0040]
As described above, by performing the ice plug application method of the sixth embodiment, a flow circulating between the auxiliary cooling device 6A inside the second pipe 2 ′ and the branch portion 10 ′ can be formed. In addition, it is possible to prevent a high-temperature fluid flowing during the operation of the plant from flowing into the ice plug formation portion. Further, when the second pipe 2 'is made of a carbon steel pipe, low-temperature embrittlement can be prevented because ethylene glycol of -40C or more is used as the cooling medium EG of the auxiliary cooling device 6A.
[0041]
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the positions of the first pipe 1, the second pipe 2, the third pipe 3, and the cooling device 5 are the same as in the first embodiment, and the auxiliary cooling device 6 is located at the auxiliary position. The heating device 6B is arranged. The auxiliary heating device 6 B is configured to include a heater section 28 attached so as to cover a lower half of the second pipe 2, and is configured to be fixed to the second pipe 2 by the fixing band 12.
[0042]
When ice plug application is performed using the ice plug application device 4B having the auxiliary heating device 6B, convection (arrows m and n) is formed by the fluid warmed by the heater unit 28. Due to this convection, the flow of the first pipe 1 colliding with the pipe wall of the branch portion 10 forms a convection (arrow 1) between the auxiliary heating device 6B and the branch portion 10, and the cooling device 5 and the auxiliary heating device A plurality of convections (arrows o and p) are formed between the convection and the convection (arrow o, arrow p).
[0043]
As described above, by performing the ice plug application method of the seventh embodiment, a plurality of convections can be formed between the auxiliary heating device 6B and the cooling device 5 inside the second pipe 2. Accordingly, it is possible to prevent the high-temperature fluid during the operation of the plant and the fluid heated by the auxiliary heating device 6B from flowing into the ice plug formation portion.
[0044]
In the first embodiment, the jacket 11 of the auxiliary cooling device 6 is used by being mounted above the second pipe 2, but the jacket 11 is mounted on the second pipe 2 to form an ice dam. Accordingly, as long as the flow area of the second pipe 2 can be reduced and the flow of the high-temperature fluid can be suppressed, the direction in which the jacket 11 is mounted does not need to be limited. In the fourth and sixth embodiments, the auxiliary cooling device 6A is configured to perform cooling over a wide range using the jackets 25A and 25B. However, the auxiliary cooling device 6A is configured to perform cooling using one jacket. You may.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, according to the ice plug construction method of the present invention, an ice dam is formed in a part of the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device mounted near the branch portion, and the flow path of the second pipe Since the area is reduced, the flow of fluid from the first pipe can be suppressed by the ice dam, and the ice plug can be efficiently formed inside the second pipe by the cooling device. Thereby, the construction of the ice plug can be performed in a short time, and as a result, the maintenance of the plant can be performed smoothly.
[0046]
In particular, when the second pipe is arranged to extend in the horizontal direction, by forming an ice weir above the second pipe, it is possible to effectively prevent high-temperature fluid from flowing into the construction site. . Further, by forming an ice weir below the second pipe, it is possible to prevent the cooled fluid from flowing out at the location where the ice plug is formed. Further, when the second pipe is arranged to extend in the vertical direction, an ice dam is formed on the pipe wall in the second pipe on the side facing the flow of the first pipe, so that the first pipe can be prevented from flowing from the first pipe. Fluid inflow can be suppressed by the ice dam. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0047]
When the second pipe extends in the horizontal direction, the auxiliary cooling device mounted near the branch portion and the cooling device mounted separately from the auxiliary cooling device provide an auxiliary cooling device. A natural convection that is folded back between the cooling device and the cooling device can be formed, so that the flow of fluid from the first pipe to the construction site can be suppressed by the convection. Thereby, an ice plug can be efficiently formed.
[0048]
In the case where the second pipe is arranged so as to branch upward from the branch part and extend in the horizontal direction with the flow path direction changed by the bending part, the auxiliary cooling mounted near the bending part is provided. By forming an ice weir above the second pipe by the device, it is possible to effectively prevent a high-temperature fluid from flowing into the construction site. Further, by forming a natural convection that is folded back between the auxiliary cooling device and the cooling device, it is possible to suppress the flow of fluid from the first pipe to the construction site. Thereby, an ice plug can be efficiently formed in a short time.
[0049]
Further, when the second pipe is arranged to extend in the horizontal direction, convection is formed by the auxiliary heating device mounted near the branch portion, and the fluid flows from the first pipe to the construction site by the convection. Can be suppressed. Thereby, an ice plug can be efficiently formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram illustrating an ice plug construction method according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a conventional ice plug construction method.
[Explanation of symbols]
1,1 '1st piping
2,2 'second pipe
5 Cooling device
6,6A auxiliary cooling device
10,10 'branch
20-23 ice dam
30 curved part
28 Auxiliary heating device

Claims

An ice plug installation method for forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device in a second pipe branched from a first pipe in which a fluid flows thereinto at a branch portion and in which the flow of the fluid is stopped. ,
The auxiliary cooling device that forms an ice weir in a part of the inside of the second pipe near the branch portion is mounted on the pipe wall of the second pipe, and from the branch portion, the position where the auxiliary cooling device is mounted. The cooling device for forming an ice plug inside the second pipe at a further separated position is mounted on a pipe wall of the second pipe,
An ice plug installation method, wherein the cooling device cools the entire circumference of the second pipe simultaneously with or after cooling a part of the second pipe by the auxiliary cooling device.

In the ice plug construction method according to claim 1,
The second pipe extends in a horizontal direction, and the auxiliary cooling device is mounted on a pipe wall above the second pipe, and an ice dam is formed above the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device. An ice plug construction method characterized by the following.

In the ice plug construction method according to claim 1,
The second pipe extends in a horizontal direction, and the auxiliary cooling device is mounted on a pipe wall below the second pipe, and an ice dam is formed below the inside of the second pipe by the auxiliary cooling device. An ice plug construction method characterized by the following.

In the ice plug construction method according to claim 1,
The second pipe extends vertically upward, and the auxiliary cooling device is mounted on a pipe wall of the second pipe on the side facing the flow of the first pipe, and the auxiliary cooling device is used to mount the auxiliary cooling device on the second pipe. An ice plug construction method, wherein an ice weir is formed on the inner side.

An ice plug is diverted from the first pipe through which the fluid is circulated at the branch portion, extends in the horizontal direction, and uses the cooling device and the auxiliary cooling device to the second pipe where the flow of the fluid is stopped. In the ice plug construction method to form,
The auxiliary cooling device that cools the second pipe in the vicinity of the branch portion is mounted on a pipe wall of the second pipe, and the second cooling device at a position further away from the branch portion than a position where the auxiliary cooling device is mounted. Mounting the cooling device forming an ice plug inside the pipe on the pipe wall of the second pipe,
Simultaneously with or after forming the natural convection that is folded back from the auxiliary cooling device inside the second pipe before reaching the cooling device by cooling by the auxiliary cooling device, or after that, the second piping is used by the cooling device. An ice plug construction method characterized by cooling the entire circumference of the ice plug.

The first pipe in which the fluid is diverted from the first pipe at the branch portion, extends upward, further extends in the horizontal direction with the flow path direction changed by the curved portion, and the flow of the fluid is stopped. In an ice plug construction method of forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device for two pipes,
The auxiliary cooling device forming an ice weir in a part of the inside of the second pipe is mounted on an upper part of the second pipe extending in the horizontal direction near the curved portion, and an ice plug is provided inside the second pipe. The cooling device is formed on the second pipe at a position further away from the curved portion than the position where the auxiliary cooling device is mounted,
An ice plug application method, wherein the cooling unit cools the entire circumference of the second pipe simultaneously with or after cooling the inside of the second pipe by the auxiliary cooling apparatus.

The first pipe in which the fluid is diverted from the first pipe at the branch portion, extends upward, further extends in the horizontal direction with the flow path direction changed by the curved portion, and the flow of the fluid is stopped. In an ice plug construction method of forming an ice plug using a cooling device and an auxiliary cooling device for two pipes,
The auxiliary cooling device that cools the second pipe is mounted on the second pipe that extends in the horizontal direction near the curved portion, and the cooling device that forms an ice plug inside the second pipe is attached to the curved portion. Attached to the second pipe at a position further away from the position where the auxiliary cooling device is attached,
Simultaneously with or after forming the natural convection that is turned up before reaching the cooling device from the auxiliary cooling device inside the second pipe by cooling by the auxiliary cooling device, or after that, the second piping is used by the cooling device. An ice plug construction method characterized by cooling the entire circumference of the ice plug.

An ice plug is branched using a cooling device and an auxiliary heating device to a second pipe, which is branched at a branch portion from the first pipe through which the fluid flows and extends in the horizontal direction, and the flow of the fluid is stopped. In the ice plug construction method to form,
The auxiliary heating device that heats a lower portion of the second pipe near the branch portion is attached to the second pipe, and the cooling device that forms an ice plug inside the second pipe is connected to the auxiliary heating device from the branch portion. Attached to the second pipe at a position further away from the position where the device is attached,
Simultaneously with or after forming a natural convection near the place where the auxiliary heating device is mounted inside the second pipe by the heating by the auxiliary heating device, or thereafter, the entire circumference of the second pipe is controlled by the cooling device. Cooling method for ice plugs.