JP2009192104A - ボイラ付帯ユニット、ボイラ設備及びボイラ設備の建築方法。 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラ設備の付帯設備を取り付ける際の作業性を向上する。
【解決手段】ボイラ設備１を建築する際に用いられるボイラ付帯ユニット２１において、ボイラ耐圧部３の付帯設備７を形成する複数の付帯物２３のうち、他の付帯物２３から分離された一の付帯物２３と、一の付帯物２３を立体的に囲むフレーム２５と、を備える。このボイラ付帯ユニット２１によれば、付帯物２３がフレーム２５によって保護されるため、ボイラ付帯ユニット２１を工場などで製造し、現地サイトＳまで運搬したり、現地サイトＳで取り付けたりする場合であっても、傷などがつき難い。従って、付帯設備７を取り付ける際の作業負担が軽減し、作業性が向上する。さらに、付帯物２３自体が傷つき難いため、ボイラ付帯ユニット２１を工場などで製造する際に最終的な仕上げ処理までを行い易く、現地サイトＳでの施工が容易になり、さらに、工期の短縮にもつながって作業性が向上する。
【選択図】図２

Description

本発明は、蒸気タービン発電設備などに適用されるボイラ設備のボイラ付帯ユニット、ボイラ設備、ボイラ設備の建築方法に関する。

ボイラ設備を現地サイトで据え付ける方法には、様々な形態がある。例えば、特許文献１には、梁、小梁、配管、弁及び手摺りなどの付帯設備の一部を工場または地上で予め組み付けてユニット化する方法が記載されている。そして、この方法では、ユニット化した付帯設備の一部をトラッククレーンによって吊り上げ、吊り上げた付帯設備を、ボイラ耐圧部を支持する骨組み枠の所要階まで運んで取り付けている。
特開昭６０−６２５０４号公報

しかしながら、従来の方法では、配管や弁などの付帯設備の一部をユニット化してまとめているに過ぎず、ユニット化した付帯設備の一部を運搬する際や現地で取り付ける際などに傷付きやすく、付帯設備の保護が不十分であった。そのため、現地サイトでの取り付けが完了した後でなければ、塗装や保温などの最終的な仕上げ処理を行い難く、現地サイトでの施工に伴う作業負担も大きく、作業効率が悪かった。

本発明は、以上の課題を解決することを目的としており、ボイラ設備の付帯設備を取り付ける際の作業性を向上できるボイラ付帯ユニット、ボイラ設備、ボイラ設備の建築方法を提供することを目的とする。

本発明は、ボイラ耐圧部と付帯設備とを備えるボイラ設備を建築する際に用いられるボイラ付帯ユニットにおいて、付帯設備を形成する複数の付帯物のうち、他の付帯物から分離された一の付帯物と、一の付帯物を立体的に囲むフレームと、を備える事を特徴とする。

このボイラ付帯ユニットによれば、付帯物がフレームによって保護されるため、ボイラ付帯ユニットを工場などで製造し、現地サイトなどの所定場所まで運搬したり、所定場所で取り付けたりする場合であっても、傷などがつき難い。従って、付帯設備を取り付ける際の作業負担が軽減し、作業性が向上する。さらに、付帯物自体が傷つき難いため、ボイラ付帯ユニットを工場などで製造する際に最終的な仕上げ処理までを行い易く、現地サイトなどの所定場所での施工が容易になり、さらに、工期の短縮にもつながって作業性が向上する。

さらに、他の付帯物は、ボイラ耐圧部に接続される配管ラインの一部である第１の管またはダクトであり、一の付帯物は、フレームに固定されると共に、第１の管またはダクトに接続される第２の管またはダクトであると好適である。ボイラ耐圧部を設置する所定場所で配管ラインを敷設する作業は、複数の管やダクトの位置合わせなどが面倒である。上記のボイラ付帯ユニットによれば、他の付帯物である第１の管またはダクトに接続される第２の管またはダクトがフレームに固定されて位置決めされているため、ボイラ耐圧部を設置する所定場所での配管ラインを敷設する作業が容易になり、作業性が向上する。

また、ボイラ耐圧部と付帯設備とを備えるボイラ設備において、付帯設備を形成する複数の付帯物のうち、他の付帯物から分離された一の付帯物が立体的なフレーム内に収められたボイラ付帯ユニットを複数備え、複数のボイラ付帯ユニットは、ボイラ耐圧部の周囲に並んで配置されていることを特徴とする。

このボイラ設備によれば、複数のボイラ付帯ユニットの付帯物が、それぞれフレームによって保護されている。従って、複数のボイラ付帯ユニットを組み付ける際であっても、付帯物自体は傷などが付き難く、付帯設備を取り付ける際の作業負担が軽減し、ボイラ設備を建築する際の作業性が向上する。

さらに、ボイラ耐圧部を支持する外枠部を更に備え、複数のボイラ付帯ユニットは、外枠部によって支えられていると好適である。外枠部によって支えることにより、複数のボイラ付帯ユニットは、単に積み上げられて取り付けられている場合に比べて安定し、付帯設備を取り付ける際の作業負担が軽減し、ボイラ設備を建築する際の作業性が向上する。

さらに、外枠部の外側に配置された補強枠部を更に備え、ボイラ付帯ユニットは、外枠部の外側に配置されると共に、補強枠部によって支えられていると好適である。ボイラ付帯ユニットは、外枠部と補強枠部とによって支えられるために強度が高くなり、さらに、補強枠部は外枠部の外側に配置されているためにボイラ耐圧部の邪魔にはならない。

また、ボイラ耐圧部と付帯設備とを有するボイラ設備の建築方法において、付帯設備を形成する複数の付帯物のそれぞれを、立体的なフレーム内に固定して複数のボイラ付帯ユニットを製造するステップと、所定場所に設置されたボイラ耐圧部の周囲に複数のボイラ付帯ユニットを組み付けるステップと、を備えることを特徴とする。

この方法によれば、現地サイトなどの所定場所で付帯設備の構成物を個別に組み付ける場合に比べて作業性が向上する。さらに、ボイラ付帯ユニットの付帯物は、フレームによって保護されるため、運搬や組み付けの際に傷などがつき難く、作業負担が軽減して作業性が向上する。

本発明によれば、ボイラ設備の付帯設備を取り付ける際の作業性を向上できる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。

図１は、本発明に係るボイラ設備の側面図である。図１に示されるように、ボイラ設備１は、蒸気タービン発電設備などに適用され、２０ｍ×３０ｍ程度の面積を有する現地サイト（所定場所）Ｓに設置される。ボイラ設備１は、蒸気タービン（図示せず）に蒸気を供給するボイラ耐圧部３と、ボイラ耐圧部３を支持する主架構（外枠部）５と、ボイラ耐圧部３に付属する配管類、ダクト類、機器類、点検歩廊、足場などからなる付帯設備７と、を備えており、設置高さは４０ｍ〜６０ｍ程度になる。

ボイラ耐圧部３は、水を蒸気化する燃焼室、燃焼室にバイオマス燃料を供給する燃料供給部、燃焼室に空気を供給する空気供給部、燃焼室で生成した蒸気を蒸気タービンに送り出す蒸気移送部などを備えている。ボイラ耐圧部３は、内部が高温になることによって熱膨張し、１５０ｍｍ〜２００ｍｍ程度延びる。従って、ボイラ耐圧部３は、主架構５によって吊り下げられた状態で支持されていることが好ましい。

図２に示されるように、主架構５は、ボイラ耐圧部３を矩形に囲むように立設された複数の主柱９と、各主柱９に渡された主梁部１１とを備えている。主柱９は、Ｈ型鋼からなり、ボイラ耐圧部３の縦方向の長さよりも高くなっている。また、主柱９の上部には、支持梁部１３が設けられており、支持梁部１３には、ハンガーロッド１４（図１参照）を介してボイラ耐圧部３が吊り下げられている。

主架構５の外側には、主架構５を囲むようにして副架構（補強枠部）１５が建築されている。副架構１５は、足場を形成するために複数立設されたアウトリガー柱１７と、各アウトリガー柱１７を渡すように設けられた副梁部１９とを有している。副架構１５には、アウトリガー柱１７と副梁部１９とによって区画された複数の区画領域Ｒ（図６参照）が形成されている。区画領域Ｒは、主架構５の各階に対応するようにして、各階ごとに設けられている。

副架構１５の区画領域Ｒには、ボイラ付帯ユニット２１が組み付けられる。ボイラ付帯ユニット２１は、付帯設備７を複数の付帯物２３に分割し、その一つの付帯物２３をフレーム２５に収めて形成されている。ボイラ付帯ユニット２１は、高床トレーラ、またはポールトレーラなどによって搬送可能な長さ、幅のサイズを有する。例えば、ボイラ付帯ユニット２１は、高床トレーラに乗るサイズとして幅１４ｍ、奥行き３．５ｍ、高さ２．６ｍ程度のサイズになる。また、ポールトレーラに乗るサイズとして、幅１９ｍ、奥行き２．５ｍ、高さ２．９ｍ程度のサイズになる。ボイラ付帯ユニット２１について具体的に説明する。

図３は、ボイラ付帯ユニットの一例を模式的に示す図である。ボイラ付帯ユニット２１は、矩形立体状のフレーム２５と、フレーム２５内に固定された付帯物２３と、を有する。フレーム２５（図４参照）は、格子状または檻状に形成されたボックスである。付帯物２３としては、例えば、図３に示されるように、足場となる床板２３ａ、床板２３ａの縁に立設された手摺り２３ｂ、支持台を介して床板２３ａに固定された通風管２３ｃ、上部に固定されたユーティリティー管２３ｄ及び照明機器２３ｆなどである。なお、通風管２３ｃは、ボイラ耐圧部３に接続される空気・排ガスなどが流動するダクトライン（配管ライン）Ｌ（図１参照）の一部となる。その他の付帯物２３としては、燃料コンベアなどの機器類、スートブロー、仮設配管、照明用電線類などがある。なお、通風管２３ｃの代わりにダクトを設けるようにしてもよい。

付帯物２３は、工場で予めフレーム２５に固定される。例えば、保温処理が施された通風管２３ｃやユーティリティー管２３ｄがフレーム２５に設置されたり、塗装などの仕上げ処理が施された手摺り２３ｂや床板２３ａなどがフレーム２５に設置されたりする。なお、保温処理とは、通風管２３ｃやユーティリティー管２３ｄの断熱のための処理であり、通風管２３ｃやユーティリティー管２３ｄの周囲にロックウールを巻き、その上に鉄などからなる外板材を装着する処理である。

工場などで製造された複数のボイラ付帯ユニット２１は、それぞれ対応する所定の区画領域Ｒに組み付けられる。ボイラ付帯ユニット２１に対応する区画領域Ｒ、すなわち、ボイラ付帯ユニット２１の配置は、搭載された付帯物２３によって決まる。ボイラ付帯ユニット２１は、主架構５の各階ごとに順番に区画領域Ｒに嵌め込まれ、副架構１５にボルト締め、または溶接などによって固定される。なお、区画領域Ｒの高さや幅は一定ではない。そのため、ボイラ付帯ユニット２１は、それぞれ対応する区画領域Ｒに合うような形状または寸法にて製造されている。さらに、主架構５の各階ごとにおける階高の不揃いなどは、調整ピースによって調整されている。

（ボイラ設備の建築方法）
次に、ボイラ設備１の建築方法について説明する。現地サイトＳに施工するボイラ耐圧部３が決まると、ボイラ設備１に必要となる付帯設備７も決まる。ここで、ボイラ付帯ユニット２１として分割できる付帯物２３と、分割できない非分割付帯物とを分ける。非分割付帯物とは、例えば、現地サイトで個別に取り付けた方が効率の良いケーブルや部品など、または分割することでコストアップを招来する可能性のある機器などである。

複数の付帯物２３と、付帯物２３を収容するフレーム２５とを、それぞれ対応付けられながら工場で製造する。その後、各付帯物２３をフレーム２５にそれぞれ固定して複数のボイラ付帯ユニット２１を製造する（第１のステップ）。ボイラ付帯ユニット２１では、フレーム２５が付帯物２３を囲むので、付帯物２３は、フレーム２５によって保護されている。従って、ボイラ付帯ユニット２１を製造する段階で、付帯物２３に仕上げ処理や保温処理を施しても、現地サイトＳまで搬送する際に、付帯物２３が傷付き難く、現地サイトＳで付帯物２３の最終仕上げを行う必要性は少ない。従って、現地サイトでの手間が減って効率的である。

ボイラ付帯ユニット２１を製造すると、主架構５の各階ごとに複数のボイラ付帯ユニット２１を順番通りに並べ、それぞれ付帯物２３の接続が可能か否かの接続点検を行う（第２のステップ）。

接続点検について、図４及び図５を参照して説明する。図４はボイラ付帯ユニットの一例を示す斜視図であり、図５は、第１のボイラ付帯ユニットと第２のボイラ付帯ユニットとを互いに並べて接続点検を行っている状態を示す斜視図である。例えば、図４に示されるように、第１のボイラ付帯ユニット２１Ａの付帯物２３Ａが、空気を供給するダクトライン（配管ライン）Ｌの一部を形成する通風管（第２の管）２３ｇである場合には、通風管２３ｇは、隣り合う第２のボイラ付帯ユニット２１Ｂ（図５参照）の通風管（第１の管）２３ｈに接続するようにフレーム２５に固定されている。そして、第１のボイラ付帯ユニット２１Ａと、第２のボイラ付帯ユニット２１Ｂとは、工場で互いに隣り合うように並べられ、通風管２３ｇ，２３ｈがそれぞれ接続できるか否かの点検が行われる。なお、第１のボイラ付帯ユニット２１ＡにダクトラインＬの一部を形成するダクトが設けられ、そのダクトに接続されるダクトが第２のボイラ付帯ユニット２１Ｂに設けられている場合には、工場で各ダクトが接続できるか否かの点検が行われる。

付帯物２３の接続点検が完了すると、ボイラ付帯ユニット２１を、現地サイトＳまで搬送する。現地サイトＳでは、まず、主架構５を建築する。次に、主架構５にボイラ耐圧部３を吊り下げ、主架構５にボイラ耐圧部３を支持させる。次に、主架構５の外側に副架構１５を建築する。次に、ボイラ耐圧部３の周囲となる副架構１５の各区画領域Ｒに、ボイラ付帯ユニット２１を順番に組み付ける（第３のステップ）。なお、ボイラ付帯ユニット２１の組み付けは、主架構５の各階ごとに順番に行われる。ボイラ付帯ユニット２１の組み付けが完了すると、ボイラ設備１の建築は完了する。

以上のボイラ設備１では、付帯設備７を複数の付帯物２３に分け、各付帯物２３を備える複数のボイラ付帯ユニット２１を形成する。従って、現地サイトＳでは、ボイラ付帯ユニット２１をそれぞれ対応する区画領域Ｒに組み付ければ施工が完了する。その結果として、施工が容易になり、ボイラ設備１の建築工期も短縮化され、現地施工費を大幅にダウンさせることができる。さらに、付帯設備７の設置は、例えば、地上３０ｍ以上の高所での作業が必要になるが、ボイラ付帯ユニット２１を用いることで施工が容易になるために、作業負担が減り、ボイラ設備１の施工に伴う安全性が向上する。特に、ボイラ付帯ユニット２１を用いることで、高所作業での仮足場等が大きく減少し、これらの設置作業や、仮足場での作業が減少して安全性が飛躍的に向上する。

さらに、ボイラ付帯ユニット２１によれば、付帯物２３がフレーム２５によって保護されるため、ボイラ付帯ユニット２１を工場などで製造し、現地サイトＳまで運搬したり、現地サイトＳで取り付けたりする場合であっても、傷などがつき難い。従って、付帯設備７を取り付ける際の作業負担が軽減し、作業性が向上する。さらに、付帯物２３自体が傷つき難いため、ボイラ付帯ユニット２１を工場などで製造する際に最終的な仕上げ処理までを行い易く、現地サイトＳでの最終的な仕上げに伴う作業負担が軽減し、工期の短縮につながって作業性が向上する。

さらに、例えば、第１のボイラ付帯ユニット２１Ａの付帯物２３Ａは、ボイラ耐圧部３に接続されるダクトラインＬの一部である通風管２３ｇであり、第２のボイラ付帯ユニット２１Ｂの付帯物２３Ｂは、通風管２３ｇに接続される別の通風管２３ｈであると有効である。ボイラ耐圧部３を設置する現地サイトＳで、ダクトラインＬを敷設する作業は、複数の通風管２３ｇ，２３ｈの位置合わせなどが面倒である。しかしながら、上記の構成を備えていれば、通風管２３ｇ，２３ｈがそれぞれフレーム２５に固定されて位置決めされているため、区画領域Ｒにボイラ付帯ユニット２１を組み付けることで通風管２３ｇ，２３ｈを簡単に位置合わせでき、ダクトラインＬを敷設する作業が容易になり、作業性が向上する。

さらに、複数のボイラ付帯ユニット２１は、主架構５によって支えられているため、ボイラ付帯ユニット２１を単に積み上げている場合に比べて安定し、付帯設備７を取り付ける際の作業負担が軽減し、ボイラ設備１を建築する際の作業性が向上する。

特に、ボイラ付帯ユニット２１は主架構５に加えて副架構１５によって支えられているために強度が高い。また、副架構１５は、主架構５の外側に配置されているために、ボイラ耐圧部３の邪魔にはならない。

また、上記のボイラ設備１の建築方法では、工場で、複数のボイラ付帯ユニット２１を製造し、その複数のボイラ付帯ユニット２１を現地サイトＳまで搬送し、現地サイトＳにおいてボイラ耐圧部３の周囲にボイラ付帯ユニット２１を組み付けることで付帯設備７の設置が完了するので、現地サイトＳで付帯設備７の構成物を個別に組み付ける場合に比べて作業性が向上する。さらに、ボイラ付帯ユニット２１の付帯物２３はフレーム２５によって保護されるため、運搬や組み付けの際に傷などがつき難く、作業負担が軽減して作業性が向上する。

本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、ボイラ付帯ユニットの形状は、矩形である必要はなく、例えば、四隅が若干湾曲していてもよい。また、ボイラ付帯ユニットと、平面状のパレットに付帯物を搭載した平面ユニットとを組み合わせて付帯設備７を形成するようにしてもよい。また、ボイラ付帯ユニットは主架構の外側に配置するのが好適であるが、内側に配置してもよい。また、図７に示されるように、ボイラ耐圧部３は主架構（外枠部）５から吊り下げる吊り下げ式でも中間据置式でもよい。

また、ボイラ設備の建築方法においては、工場において総てのボイラ付帯ユニットを組み付けて付帯設備を完成させた後、それぞれボイラ付帯ユニットを分解して、現地サイトに搬送するようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るボイラ設備を示す断面図である。 ボイラ設備の斜視図である。 ボイラ付帯ユニットの一例を模式的に示す図である。 ボイラ付帯ユニットの一例を示す斜視図である。 第１のボイラ付帯ユニットと第２のボイラ付帯ユニットとを互いに並べた状態を示す斜視図である。 副架構に複数の区画領域を形成し、複数の区画領域の一部にボイラ付帯ユニットを組み付けた状態を模式的に示す斜視図である。 ボイラ耐圧部を外枠部によって支持する態様を例示しており、（ａ）は吊り下げ式を示す図であり、（ｂ）は中間据置式を示す図である。

符号の説明

１…ボイラ設備、３…ボイラ耐圧部、５…主架構（外枠部）、７…付帯設備、１５…副架構（補強枠部）、２１…ボイラ付帯ユニット、２３…付帯物、２３ｇ…通風管（第２の管）、２３ｈ…通風管（第１の管）、Ｌ…ダクトライン（配管ライン）、Ｓ…現地サイト（所定場所）。

Claims (6)

1. ボイラ耐圧部と付帯設備とを備えるボイラ設備を建築する際に用いられるボイラ付帯ユニットにおいて、
   前記付帯設備を形成する複数の付帯物のうち、他の前記付帯物から分離された一の前記付帯物と、
   前記一の付帯物を立体的に囲むフレームと、
   を備える事を特徴とするボイラ付帯ユニット。
2. 前記他の付帯物は、前記ボイラ耐圧部に接続される配管ラインの一部である第１の管またはダクトであり、前記一の付帯物は、前記フレームに固定されると共に、前記第１の管またはダクトに接続される第２の管またはダクトであることを特徴とする請求項１記載のボイラ付帯ユニット。
3. ボイラ耐圧部と付帯設備とを備えるボイラ設備において、
   前記付帯設備を形成する複数の付帯物のうち、他の前記付帯物から分離された一の前記付帯物が立体的なフレーム内に収められたボイラ付帯ユニットを複数備え、
   複数の前記ボイラ付帯ユニットは、前記ボイラ耐圧部の周囲に並んで配置されていることを特徴とするボイラ設備。
4. 前記ボイラ耐圧部を支持する外枠部を更に備え、
   複数の前記ボイラ付帯ユニットは、前記外枠部によって支えられていることを特徴とする請求項３記載のボイラ設備。
5. 前記外枠部の外側に配置された補強枠部を更に備え、
   前記ボイラ付帯ユニットは、前記外枠部の外側に配置されると共に、前記補強枠部によって支えられていることを特徴とする請求項４記載のボイラ設備。
6. ボイラ耐圧部と付帯設備とを有するボイラ設備の建築方法において、
   前記付帯設備を形成する複数の付帯物のそれぞれを、立体的なフレーム内に固定して複数のボイラ付帯ユニットを製造するステップと、
   所定場所に設置された前記ボイラ耐圧部の周囲に複数の前記ボイラ付帯ユニットを組み付けるステップと、
   を備えることを特徴とするボイラの建築方法。
   

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