JP2009229017A - シールプラグ及びこれを用いた蒸気管の洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸気止弁からシールリングを取り外すことなく、低コストで蒸気管を洗浄することができる洗浄方法を提供すること。
【解決手段】第１の固定手段２４によって蒸気止弁４内に固定される出口管（第１の洗浄管）２１と、入口管（第２の洗浄管）２２Ａを含んでＴ字状を成すとともに第２の固定手段３０によって蒸気止弁４内に固定されるＴ管２２と、該Ｔ管２２と出口管２１とを連結するユニオン継手（連結手段）２３によって構成されるシールプラグ２０を用いて蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する蒸気管の洗浄方法として、蒸気止弁４内に固定されたシールプラグ２０の出口管２１と入口管２２Ａに蒸気管と洗浄配管を接続して循環経路を形成し、該循環経路を循環して流れる洗浄液によって蒸気管の内部を洗浄する。
【選択図】図３

Description

本発明は、蒸気管内に固定されるシールプラグとこれを用いて蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する蒸気管の洗浄方法に関するものである。

例えば、火力発電システムの蒸気系を構成する主蒸気管や過熱器等の内面には、長年の運転に伴って水蒸気酸化スケールが成長し、この水蒸気酸化スケールが或る厚さになると、その一部が剥離・飛散してタービンの損傷を招く等のトラブルの原因となる。このため、水蒸気酸化スケールを化学洗浄によって溶解除去することが行われている。

ところで、蒸気管には過熱蒸気のタービンへの供給を制御するための主蒸気止弁（ＭＳＶ）や再熱蒸気止弁（ＲＳＶ）等の蒸気止弁が設けられており、これらの蒸気止弁にはシール部材としてシールリングが使用されている。このシールリングは、蒸気管の化学洗浄に際して使用される化学洗浄液との接触を避ける必要がある部品である。このため、従来、蒸気管の化学洗浄に際しては、蒸気止弁からシールリングを一旦取り外し、洗浄が終了した後にシールリングを蒸気止弁に再度組み込んで復旧するという作業を行っていた。その一例を図７に示す。

即ち、図７は従来の洗浄方法を示す蒸気止弁の模式的断面図であり、この方法では、蒸気止弁１０４を解体してシールリング（不図示）を取り外した後、蒸気止弁１０４に仮設フランジ１１４を取り付けて開口部を塞ぐとともに、シールリングの座面に仮設フランジ１１５を取り付ける。そして、仮設フランジ１１４の中心部に接続されてパイプ１１６と蒸気止弁の蒸気入口１０４ａに不図示の蒸気管と洗浄配管をそれぞれ接続し、蒸気止弁１０４の内部に洗浄液を矢印方向に流すことによって蒸気管の内部を洗浄する。

ところが、上記方法では、シールリングの取り外しに際しては液体窒素を使用してシールリングを引き抜く必要があるため、蒸気止弁１０４の解体と復旧作業には多大なコストと時間を要するという問題があった。

そこで、蒸気止弁からシールリングを取り外すことなく蒸気管の内部を洗浄する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。その一例を図８に示す。

即ち、図８は従来の洗浄方法を示す蒸気止弁の模式的断面図であり、この方法では、矢印にて示すように蒸気ドレン管２１７から蒸気管２０２へと化学洗浄液を流すと同時に、洗浄液の圧力よりも例えば０．２〜０．３ＭＰａだけ高い圧力のシール水を弁座前ドレン管２１８から蒸気止弁２０４の内部に流して洗浄液が蒸気止弁２０４のシールリング２１３の側に逆流しないようにしている。
特開２００４−２３９２３４号公報 特開２００４−２３９２３４号公報 特開２００４−２３９２３４号公報

しかしながら、図８に示した洗浄方法では、シール水の注入による洗浄液の濃度低下を防ぐために薬品を定量的に連続注入する必要があり、解体／復旧費用や追加薬品代、設備費等の余分な費用が発生し、洗浄に多大なコストを要するという問題があった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、蒸気止弁からシールリングを取り外すことなく、低コストで蒸気管を洗浄することができるシールプラグ及びこれを用いた蒸気管の洗浄方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、蒸気止弁が接続された蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する際に前記蒸気止弁の内部に固定される部品であるシールプラグを、第１の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定される第１の洗浄管と、第２の洗浄管を含んでＴ字状を成すとともに第２の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定されるＴ管と、該Ｔ管と前記第１の洗浄管とを連結する連結手段によって構成したことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の固定手段は、前記第１の洗浄管の外周に挿通保持されたリング状の弾性体と、該弾性体を両側から挟持するプレートと、これらの弾性体とプレートに挿通されたボルトと、該ボルトに螺合するナットで構成されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第２の固定手段は、前記蒸気止弁内にマグネットによって固定されるベースプレートと、前記Ｔ管に螺合挿通されたボルトを含んで構成され、該ボルトの端部を前記蒸気止弁内に固定されたベースプレートに押し付けることによって前記Ｔ管を前記蒸気止弁内に固定することを特徴とする
請求項４記載の発明は、第１の固定手段によって蒸気止弁内に固定される第１の洗浄管と、第２の洗浄管を含んでＴ字状を成すとともに第２の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定されるＴ管と、該Ｔ管と前記第１の洗浄管とを連結する連結手段によって構成されるシールプラグを用いて蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する蒸気管の洗浄方法として、前記蒸気止弁内に固定された前記シールプラグの前記第１の洗浄管と前記第２の洗浄管に洗浄配管と蒸気管を接続して循環経路を形成し、該循環経路を循環して流れる洗浄液によって蒸気管の内部を洗浄することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記第１の洗浄管を前記第１の固定手段によって前記蒸気管内に固定し、該第１の洗浄管に前記Ｔ管を前記連結手段によって連結した後、該Ｔ管を前記第２の固定手段によって前記蒸気管内に固定することによって前記シールプラグを前記蒸気管内に挿入固定することを特徴とする。

請求項１〜３記載のシールプラグを用いて実施される請求項４記載の洗浄方法によれば、蒸気止弁内にシールプラグを挿入固定し、このシールプラグの第１の洗浄管と第２の洗浄管に洗浄配管と蒸気管を接続して循環経路を形成し、該循環経路を循環して流れる洗浄液によって蒸気管の内部を洗浄するようにしたため、洗浄に際して蒸気止弁からシールリングを取り外す必要がなく、シールリングを取り付けたまま蒸気管の洗浄を行うことができる。従って、従来のように蒸気止弁の解体及び復旧作業に多大なコストと時間を要することなく、洗浄を低コストで短時間に行うことができる。

請求項５記載の発明によれば、シールプラグを第１の洗浄管とＴ管とに分解し、先ず、第１の洗浄管を蒸気管内に固定した後にＴ管を蒸気止弁内に挿入して第１の洗浄管に連結し、最後にＴ管を蒸気管内に固定するという手順に従ってシールプラグを蒸気管内で組み立てて固定することができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は火力発電システムの蒸気系の構成を示す系統図であり、不図示のボイラにて発生した蒸気は、過熱器１によって過熱された後、主蒸気管２を通って高圧蒸気タービン３へと供給されて所要の仕事を行う。ここで、主蒸気管２には、高圧蒸気タービン３への過熱蒸気の供給をＯＮ／ＯＦＦするための主蒸気止弁（ＭＳＶ）４が設けられている。

而して、高圧蒸気タービン３で仕事を行った蒸気は、低温再熱蒸気管５を通って再熱器６へと送られ、該再熱器６によって再び過熱された後に高温再熱蒸気管７を通って中圧タービン８へと供給されて所要の仕事を行う。ここで、高温再熱蒸気管７には、中圧蒸気タービン８への過熱蒸気の供給を制御するための再熱蒸気止弁（ＲＳＶ）９が設けられている。尚、図示しないが、中圧蒸気タービン８で仕事を行った蒸気は、不図示の復水器で復水された後にボイラへと戻され、以後、前記と同様の作用を繰り返す。

ところで、火力発電システムが長期に亘って運転されると、主蒸気管２や過熱器１等の内面に水蒸気酸化スケールが成長して種々の不具合を招くため、水蒸気酸化スケールを化学洗浄によって溶解除去することが行われている。

例えば、主蒸気管２を洗浄する場合、図１に示すように、主蒸気管２の過熱器１の出口と主蒸気止弁４とを洗浄配管１０で連結して該洗浄配管１０と主蒸気管２とで循環回路（閉ループ）を形成するとともに、洗浄配管１０の途中に中継槽１１とポンプ１２を設け、ポンプ１２を駆動して洗浄液を循環経路に沿って循環させることによって主蒸気管２を洗浄することが行われる。この場合、主蒸気止弁４の内部に設けられた後述のシールリング１３（図３参照）と洗浄液との接触を避ける必要があるが、本発明は、主蒸気止弁４からシールリング１３を取り外すことなく低コストで主蒸気管２を洗浄することができるシールプラグとこれを用いた洗浄方法を提供するものである。

先ず、本発明に係るシールプラグの構成を図２に基づいて説明する。

図２は本発明に係るシールプラグの一部破断側面図であり、図示のシールプラグ２０は、第１の洗浄管である出口管２１とＴ管２２とを連結手段であるユニオン継手２３によって連結することによって構成されている。

上記出口管２１の端部外周には、当該出口管２１を主蒸気止弁４の内部に固定するための第１の固定手段２４が設けられている。この第１の固定手段２４は、出口管２１の端部外周に挿通保持されたリング状のゴム等の弾性体２５と、出口管２１の端部外周に摺動可能に挿通保持されて前記弾性体２５を両側から挟持するリング状の金属プレート２６，２７と、これらの金属プレート２６，２７と前記弾性体２５を貫通する複数のボルト２８と、ボルト２８の端部に螺合する長尺のナット２９によって構成されている。

又、前記Ｔ管２２は、前記出口管２１に対して直角方向に向いた第２の洗浄管である入口管２２Ａと前記出口管２２Ａと同方向に向いた水平管２２ＢとでＴ字状を成しており、水平管２２Ｂの一端は前記ユニオン継手２３によって出口管２１に連結される。又、Ｔ管２２の水平管２２Ｂの他端には、当該Ｔ管２２を主蒸気止弁４の内部に固定するための第２の固定手段３０が設けられている。

上記第２の固定手段３０は、主蒸気止弁４の内部にマグネット３１によって固定されるベースプレート３２と、Ｔ管２２の水平管２２Ｂの端部に結着された円板状のフランジ３３に進退可能に螺合挿通する複数のボルト３４を含んで構成されており、各ボルト３４の先端には傾動可能なレベリングフット３５がそれぞれ取り付けられている。又、前記ベースプレート３２の中心にはボルト３６とナット３７によって前記マグネット３１が取り付けられており、ベースプレート３２の外周部には複数のボルト３８が進退可能に螺合挿通している。そして、各ボルト３８の先端には傾動可能なレベリングフット３９がそれぞれ取り付けられている。

而して、以上のように構成されたシールプラグ２０は、図１に示す主蒸気管２の洗浄に際して図３に示すように主蒸気止弁４の内部に挿入固定され、その出口管２１に主蒸気管２が接続され、Ｔ管２２の入口管２２Ａに前記洗浄配管１０が接続された状態で前述のようにポンプ１２を駆動すれば、主蒸気管２と洗浄配管１０とで構成される循環経路を洗浄液が循環するため、主蒸気管２の内面に形成された水蒸気酸化スケールが洗浄液によって溶解除去される。この場合、主蒸気止弁４の内部においては、図３に矢印にて示すように、洗浄液はシールプラグ２０を通過して流れ、主蒸気止弁４の内部に組み付けられたシールリング１３に接触することがない。

以上のように、本発明に係る洗浄方法では、シールプラグ２０を主蒸気止弁４の内部に挿入固定し、このシールプラグ２０の内部に洗浄液を通して循環させるようにしたため、洗浄に際して主蒸気止弁４からシールリング１３を取り外す必要がなく、シールリング１３を取り付けたまま主蒸気管２の洗浄を行うことができる。従って、従来のように主蒸気止弁２の解体及び復旧作業に多大なコストと時間を要することなく、洗浄を低コストで短時間に行うことができる。

次に、シールプラグ２０の主蒸気止弁４の内部への挿入固定方法を図４〜図６に基づいて説明する。

図４〜図６はシールプラグ２０の主蒸気止弁４の内部への挿入固定要領をその手順に従って示す図であり、シールプラグ２０の挿入固定に際しては、先ず、図４に示すように、シールプラグ２０の出口管２１を第１の固定手段２４を先にして主蒸気止弁４の蒸気入口４ａの内部に挿入する。そして、シールプラグ位置決め治具４０を主蒸気止弁４の開口部４ｂの周縁にマグネット４１によって垂直に垂らす状態で固定する。ここて、出口管２１の外周には、所定の位置（金属プレート２７からｘ離れた位置）には予めマーキングＭ１が付されており、このマーキングＭ１の位置がシールプラグ位置決め治具４０の先端位置に一致するよう出口管２１の位置を調整する。

上述のようにして出口管２１の位置決めがなされると、シールプラグ位置決め治具４０を取り外し、工具を用いてナット２９を締め付ける。すると、弾性体２５が金属プレート２６，２７によって挟圧されて径方向外方へと膨張するため、該弾性体２５が主蒸気止弁４の蒸気入口４ａの内周面に密着して出口管２１を固定する。

次に、図４に示すように、主蒸気止弁４の開口部４ｂの出口管２１に対向する側にベースプレート位置決め治具４２をマグネット４３で垂直に固定し、その先端（下端）に取り付けられてマーカー４４によって主蒸気止弁４の内周面にマーキングＭ２を付す。ここで、マーカー４４の先端位置（マーキングＭ２の位置）は、出口管２１の軸心位置に一致する位置（主蒸気止弁４に上面から距離ｙだけ下方の位置）に設定されている。

上述のようにマーカー４４によって主蒸気止弁４の内周面にマーキングＭ２が付されると、図５に示すように、主蒸気止弁４の内部にベースプレート３２を挿入し、マーキングＭ２を目印としてベースプレート３２をマグネット３１によって主蒸気止弁４の内部に固定する。このとき、ベースプレート３２に螺合挿通するボルト３８を回し、その先端に取り付けられたレベリングフット３９が主蒸気止弁４の内周面４ｃに密着してベースプレート３２を確実に保持する。ここで、各レベリングフット３９は傾動可能であるため、これらのレベリングフット３９は、主蒸気止弁４の凹球面状の内周面４ｃに沿って密着してベースプレート３２を確実に保持する。

次に、図６に示すようにＴ管２２を主蒸気止弁４の内部に挿入するが、このとき、ボルト３４を回してレベリングフット３５を最大限引き込んでおく。そして、このＴ管２２の水平管２２Ｂを出口管２１に合わせ、両者をユニオン継手２３によって連結し、その後、ボルト３４を回してレベリングフット３５を外方へと押し出し、その端面をベースプレート３２に押し当てれば、Ｔ管２２が第２の固定手段３０によって確実に固定され、図３に示すようにシールプラグ２０が主蒸気止弁４の内部で組み立てられて固定される。

而して、主蒸気止弁４の内部に挿入固定されたシールプラグ２０の出口管２１に主蒸気管２を接続し、入口管２２Ａに洗浄配管１０を接続して主蒸気管２と洗浄配管１０とで循環経路を形成し、前述のように図１に示すポンプ１２を駆動して循環経路に洗浄液を循環させれば、主蒸気管２の内部が洗浄液によって洗浄される。このようにして主蒸気管２の洗浄が終了すると、シールプラグ２０を前記とは逆の手順で分解して主蒸気止弁４の内部から取り出し、火力発電システムの運転を再開することができる。

尚、以上は主蒸気管２の洗浄方法について説明したが、高温再熱蒸気管７の洗浄も同様に行うことができ、この場合は再熱蒸気止弁９の内部にシールプラグ２０が挿入固定される。

火力発電システムの蒸気系の構成を示す系統図である。 本発明に係るシールプラグの一部破断側面図である。 本発明に係るシールプラグを用いて実施される蒸気管の洗浄方法を示す図である。 本発明に係るシールプラグの蒸気止弁内部への挿入固定要領を示す図である。 本発明に係るシールプラグの蒸気止弁内部への挿入固定要領を示す図である。 本発明に係るシールプラグの蒸気止弁内部への挿入固定要領を示す図である。 従来の洗浄方法を示す蒸気止弁の模式的断面図である。 従来の洗浄方法を示す蒸気止弁の模式的断面図である。

符号の説明

１ 過熱器
２ 主蒸気管
３ 高圧蒸気タービン
４ 主蒸気止弁（ＭＳＶ）
４ａ 主蒸気止弁の蒸気入口
４ｂ 主蒸気止弁の開口部
４ｃ 主蒸気止弁の内周面
５ 低温再熱蒸気管
６ 再熱器
７ 高温再熱蒸気管
８ 中圧蒸気タービン
９ 再熱蒸気止弁（ＲＳＶ）
１０ 洗浄配管
１１ 中継槽
１２ ポンプ
１３ シールリング
２０ シールプラグ
２１ シールプラグの出口管（第１の洗浄管）
２２ シールプラグのＴ管
２２Ａ Ｔ管の入口管（第２の洗浄管）
２２Ｂ Ｔ管の水平管
２３ ユニオン継手（連結手段）
２４ 第１の固定手段
２５ 弾性体
２６，２７ 金属プレート
２８ ボルト
２９ ナット
３０ 第２の固定手段
３１ マグネット
３２ ベースプレート
３３ フランジ
３４ ボルト
３５ レベリングフット
３６ ボルト
３７ ナット
３８ ボルト
３９ レベリングフット
４０ シールプラグ位置決め治具
４１ マグネット
４２ ベースプレート位置決め治具
４３ マグネット
４４ マーカー
Ｍ１，Ｍ２ マーキング

Claims (5)

1. 蒸気止弁が接続された蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する際に前記蒸気止弁の内部に固定される部品であって、
   第１の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定される第１の洗浄管と、第２の洗浄管を含んでＴ字状を成すとともに第２の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定されるＴ管と、該Ｔ管と前記第１の洗浄管とを連結する連結手段によって構成されることを特徴とするシールプラグ。
2. 前記第１の固定手段は、前記第１の洗浄管の外周に挿通保持されたリング状の弾性体と、該弾性体を両側から挟持するプレートと、これらの弾性体とプレートに挿通されたボルトと、該ボルトに螺合するナットで構成されることを特徴とする請求項１記載のシールプラグ。
3. 前記第２の固定手段は、前記蒸気止弁内にマグネットによって固定されるベースプレートと、前記Ｔ管に螺合挿通されたボルトを含んで構成され、該ボルトの端部を前記蒸気止弁内に固定されたベースプレートに押し付けることによって前記Ｔ管を前記蒸気止弁内に固定することを特徴とする請求項１記載のシールプラグ。
4. 第１の固定手段によって蒸気止弁内に固定される第１の洗浄管と、第２の洗浄管を含んでＴ字状を成すとともに第２の固定手段によって前記蒸気止弁内に固定されるＴ管と、該Ｔ管と前記第１の洗浄管とを連結する連結手段によって構成されるシールプラグを用いて蒸気管の内部を洗浄液を用いて洗浄する蒸気管の洗浄方法であって、
   前記蒸気止弁内に固定された前記シールプラグの前記第１の洗浄管と前記第２の洗浄管に洗浄配管と蒸気管を接続して循環経路を形成し、該循環経路を循環して流れる洗浄液によって蒸気管の内部を洗浄することを特徴とする蒸気管の洗浄方法。
5. 前記第１の洗浄管を前記第１の固定手段によって前記蒸気管内に固定し、該第１の洗浄管に前記Ｔ管を前記連結手段によって連結した後、該Ｔ管を前記第２の固定手段によって前記蒸気管内に固定することによって前記シールプラグを前記蒸気管内に挿入固定することを特徴とする請求項４記載の蒸気管の洗浄方法。
   

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