JP2011506857A - 二重配管の接続構造及び二重配管の組立又は分解方法 - Google Patents

Abstract

配管接続機器のメンテナンスや内管の破損箇所を修理する際、外管を切断することなく、前記内管を分解でき、修理することができる二重配管の接続構造及び二重配管の組立又は分解方法を提供する。本実施例に係る二重配管の接続構造（１０Ａ）は、外管（１１）と外管（１１）に内挿された内管（１２）とから構成された二重配管の構造において、内管（１２）の接続フランジ部（１３）に対応する位置の外管（１１）に、二つの蓋（１４ａ）を備えた開口部（１４）を有する外管短筒（１５）を設け、該外管短筒（１５）の両端には外管接続フランジ部（１６Ａ、１６Ｂ）を設け、外管接続フランジ部（１６Ａ、１６Ｂ）を構成する相対面する外管接続フランジ上部（１７Ａ−１）と外管接続フランジ下部（１７Ａ−２）との間、外管接続フランジ上部（１７Ｂ−１）と外管接続フランジ下部（１７Ｂ−２）との間の隙間を調整可能な押上げボルト（２１）を有する。

Description

本発明は、外管及び内管内をガスが流通する二重配管の接続構造及び二重配管の組立又は分解方法に関する。

従来より、ガス源からタービンにガスなどの流体を通すための配管としては通常一重構造のものが使用されている。一方、配管の内側に他の配管を配置し、内側の配管（以下、「内管」という。）が外側の配管（以下、「外管」という。）に対して一定の隙間を保持した状態で内挿された二重配管構造のものがあり、外管及び内管の内部を上流側の供給源などから送られた２種類のガスが通過して、下流側の所定の排出先などに供給するようにしている（特許文献１）。

また、使用済核燃料処理施設や放射性廃棄物処理施設あるいは原子力発電施設などの配管系においても例えば二重配管構造のものが用いられる（特許文献２、３）。

特許第３９７１６８３号公報 特開平０９−５４１８９号公報 特開２００３−２９４８８３号公報

しかしながら、従来の二重配管構造のものでは、例えば配管接続機器のメンテナンスや前記内管の破損箇所を修理する場合などで前記内管を分解する際、前記外管を切断しなければ前記内管を分解することができない、という問題がある。

本発明は、前記問題に鑑み、配管接続機器のメンテナンスや内管の破損箇所を修理する際、外管を切断することなく、前記内管を分解でき、修理することができる二重配管の接続構造及び二重配管の組立又は分解方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管の構造において、前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に、少なくとも一つ以上の有蓋開口部を有する外管短筒を設け、該外管短筒の両端には外管接続フランジ部を設け、該外管接続フランジ部を構成する相対面する外管接続フランジ間の隙間を調整可能な隙間調整手段を有することを特徴とする二重配管の接続構造にある。

第２の発明は、第１の発明において、前記隙間調整手段が、前記外管接続フランジの外周に沿って設けられた少なくとも一つ以上の押上げボルトであることを特徴とする二重配管の接続構造にある。

第３の発明は、第１の発明において、前記隙間調整手段が、前記外管短筒の両端に設けられている前記外管接続フランジ部のうち、前記外管短筒の両端フランジと相対面して設けられている外管接続フランジ同士を連結する少なくとも二つ以上のターンバックルであることを特徴とする二重配管の接続構造にある。

第４の発明は、第１乃至３の何れか一つの発明において、前記内管の接続フランジの外周に沿って設けられ、前記内管の接続フランジ部が相対面する二つの接続フランジ間の隙間を調整する押上げボルトを少なくとも一つ以上有することを特徴とする二重配管の接続構造にある。

第５の発明は、外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管を組立又は分解する二重配管の組立又は分解方法であって、前記外管の外管接続フランジ部に設けられている押上げボルトを用いて前記外管接続フランジ部の外管接続フランジ間に隙間を形成し、前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に設けられた外管短筒の有蓋開口部を開口し、前記外管短筒を前記内管の周方向に回転させつつ、前記内管の接続フランジ部を構成する相対面する接続フランジ同士を組立又は分解し、前記外管を切断することなく、前記内管を組立又は分解することができることを特徴とする二重配管の組立又は分解方法にある。

第６の発明は、外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管を組立又は分解する二重配管の組立又は分解方法であって、前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に有蓋開口部を有する外管短筒の両端に設けられた二つの外管接続フランジ部のうち、前記外管短筒の両端フランジと相対面して設けられている外管接続フランジ同士とを少なくとも二つ以上のターンバックルで連結し、前記ターンバックルを用いて各々の前記外管接続フランジ部の外管接続フランジ同士の間に隙間を形成し、前記有蓋開口部を開口し、前記外管短筒を前記内管の周方向に回転させつつ、前記内管の接続フランジ部を接続フランジ上部と接続フランジ下部とに組立又は分解し、前記外管を切断することなく、前記内管を組立又は分解することができることを特徴とする二重配管の組立又は分解方法にある。

本発明によれば、内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に、少なくとも一つ以上の有蓋開口部を有する外管短筒を設け、該外管短筒の両端には外管接続フランジ部を設け、該外管接続フランジ部を構成する相対面する外管接続フランジ間の隙間を調整可能な隙間調整手段を有することで、前記外管短筒を前記内管の周方向に回転させることできるため、前記内管を組立又は分解する際、前記外管を切断することなく、前記接続フランジ部を構成する接続フランジ同士を組立又は分解し、前記内管を組立又は分解することができる。

本発明による実施例に係る二重配管の接続構造を示す概略図である。 二重配管の接続構造の概観を簡略に示す斜視図である。 二重配管の接続構造の構成を簡略に示す概略構成図である。 図３中の二重配管の長手方向に対して直交する方向から見たときの外管接続フランジ部の部分拡大図である。 外管接続フランジ上部と外管接続フランジ下部とが接触している状態を示す図である。 外管接続フランジ上部と外管接続フランジ下部との間に隙間を形成している状態を示す図である。 本発明による実施例に係る二重配管の接続構造の他の構成を簡略に示す概略構成図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例に係る二重配管の接続構造について、図面を参照して説明する。
図１は、本実施例に係る二重配管の接続構造を示す概略図であり、図２は、二重配管の接続構造の概観を簡略に示す斜視図である。
図１、２に示すように、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａは、外管１１と外管１１に内挿された内管１２とから構成された二重配管の構造において、内管１２の接続フランジ部１３に対応する位置の外管１１に、二つの蓋１４ａを備えた開口部１４を有する外管短筒１５を設け、該外管短筒１５の両端には外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを設け、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを構成する相対面する外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間の隙間Ｓ（図３、参照）を調整可能な押上げボルト（隙間調整手段）２１を有する。
また、内管１２の接続フランジ部１３は、相対面する内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２で構成されている。また、符号２２、２３はフランジボルトであり、符号２２ａ、２３ａはフランジボルトを挿入するフランジボルト穴である。尚、図２中、フランジボルト２２、２３は６個としているが、これに限定されるものではない。
押上げボルト２１は図４に示す押上げボルト穴２１ａに挿入され、フランジボルト２２、２３は図２に示すフランジボルト穴２２ａ、２３ａに挿入される。

ここで、外管１１及び内管１２の内部には各々ガスＡが通過している。このガスＡは、外管１１及び内管１２により供給される気体または液体からなる流体であり、例えば高温ガス炉から出る熱で高温に熱せられ、タービンに供給される窒素ガス、アルゴンガス等からなる不活性ガスなどの危険性のないガスや液体などがある。

なお、外管１１、内管１２の材質は、通過するガスＡの性質や周囲の環境に合わせて適宜に選択すればよく、例えば、鉄鋼管、ステンレス管、鉄管、樹脂管、内面を樹脂でコーティングした鉄管などがある。

本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａにおいては、平常時、外管１１の外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂ、内管１２の接続フランジ部１３を閉じており、ガス供給源２５から送給されたガスＡは、外管１１及び内管１２の内部を各々通過してタービン２６に供給するようにしている。

接続構造を有する二重配管の組立又は分解方法について説明する。
図３は、二重配管の接続構造の構成を簡略に示す概略構成図であり、接続フランジ部を組立又は分解する時の構成を簡略に示す図である。また、図４は、図３中の二重配管の長手方向に対して直交する方向から見たときの外管接続フランジ部の部分拡大図である。図４中、符号２１ａは、押上げボルト２１を挿入する押上げボルト穴である。

１）外管の分解
図３に示すように、外管１１の外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２と、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とを隙間調整手段として押上げボルト２１を用いて各々のフランジ間に隙間Ｓを空けて外管を分解する。また、内管１２の組立又は分解を行なう際には、ガス供給源２５からのガスＡの送給は停止する。
具体的には、隙間調整手段である押上げボルト２１は外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂの外周に沿って少なくとも一つ以上設けられている。また、図４に示すように、押上げボルト２１は、フランジルボルト穴２３Ａよりも更に外管接続フランジ下部１７Ａ−２、１７Ｂ−２の外周側に設けられている。この押上げボルト２１を回すことで、外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間に隙間Ｓを形成する。この押上げボルト２１の数は特に限定されるものではなく、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを分解し、相対面する外部フランジ同士の間に均等に隙間を形成できる数であればよい。

図５は、外部フランジ上部と外部フランジ下部とが接触している状態を示す図であり、図６は、外部フランジ上部と外部フランジ下部との間に隙間を形成している状態を示す図である。図５、６中、符号２７は押上げボルト２１が外管接続フランジ上部１７Ａ−１に収容される溝である。
図５に示すように、外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２とが接触している状態から押上げボルト２１を回すことで、図６に示すように外管接続フランジ上部１７Ａ−１が持ち上げられ外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間に隙間Ｓを形成する。
また、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とについても同様に押上げボルト２１を回すことで、外管接続フランジ上部１７Ｂ−１が上がり、外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間に隙間Ｓが形成される。

その後、図２に示すような複数のフランジボルト２２を外し、外管接続フランジ１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２とを分解すると共に、外管接続フランジ１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とを分解する。これにより、外管１１を分解する。
そして、図２に示すような複数のフランジボルト２３を外して外管短筒１５の開口部１４から蓋１４ａを外す。

２）内管の分解
そして、内管１２の接続フランジ部１３は開口部１４の位置と略同じ位置で内管１２を設けているため、外管短筒１５を回転させながら内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２の全周に取り付けられているボルト、ナットを取り外す。これにより、直接内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを分解することができる。

よって、内管１２の分解をする際には、まず外管１１の外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂのフランジ間を押上げボルト２１を用いて隙間Ｓを形成して分解し、蓋１４ａを開口部１４から外した後、外管短筒１５を内管１２の周方向に回転させながら内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを直接分解し、内管１２を分解するようにしている。

これにより、内管１２を分解する際、外管１１を切断することなく、内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ同士を直接組立又は分解し、内管１２を組立又は分解することができる。

また、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａにおいては、溝２７に球体２８などを入れて外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との位置のずれ、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との位置のずれを防止するようにしてもよい。

また、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａにおいては、内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２をボルト、ナットを用いて内管接続フランジ同士を固定し接続するようにしているが、本発明は特にこれに限定されるものではない。ボルト、ナットに代えて内管１２の接続フランジ部１３が相対面する二つの接続フランジ間の隙間Ｓを調整する押上げボルトを内管１２の内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２の外周に沿って少なくとも一つ以上設けるようにしてもよい。これにより、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂと同様に押上げボルト２１を用いて内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２との間に隙間Ｓを形成して内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２とに分解し、内管１２を組立又は分解することができる。

また、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａにおいては、隙間調整手段として押上げボルト２１を用いて外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを分解して外管接続フランジ１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間に隙間Ｓを形成するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。

図７は、本実施例に係る二重配管の接続構造の他の構成を簡略に示す概略構成図であり、接続フランジを分解する時の構成を簡略に示す図である。
図７に示すように、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ｂは、外管短筒１５の両端に設けられている外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂのうち、外管短筒１５の両端にある外管接続フランジと相対面して設けられている外管接続フランジ同士を連結する二つのターンバックル３０を有するようにしたものである。
即ち、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ｂは、図７に示すように、外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とをターンバックル３０で連結している。

ターンバックル３０を回すことで、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを構成する外管接続フランジ同士の間に隙間Ｓを形成することができる。具体的には、外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間に隙間Ｓを形成することができる。

これにより、上述と同様に、外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間に隙間Ｓを形成し、開口部１４の蓋１４ａを開けた後、外管短筒１５を内管１２の周方向に回転させながら内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを分解し、内管１２を分解することができる。

以上は、内管１２を分解する場合の手順について説明したが、内管１２を組み立てる場合には、上記手順の逆の手順に従って行うようにすればよい。

具体的には、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａにおいては、内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを接触させ、内管接続フランジ上部１８−１、内管接続フランジ下部１８−２の全周にボルト、ナットを取り付け、内管１２の接続フランジ部１３を固定し、内管１２を組み立てる。

そして、開口部１４に蓋１４ａを付けて複数のフランジボルト２３で固定して開口部１４を閉める。その後、押上げボルト２１を外管接続フランジ上部１７Ａ−１を持ち上げる方向とは逆方向に回して外管接続フランジ上部１７Ａ−１を下げて外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２とを接触させる。また、外管接続フランジ部１６Ｂについても同様に外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とを接触させる。その後、外管接続フランジ部１６Ａの外周に複数のフランジボルト２２を付けて外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２とを固定する。また、外管接続フランジ部１６Ｂについても同様に外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とを固定する。

この結果、内管１２を組み立てる場合でも、外管１１を切断することなく、内管１２を直接組み立てることができる。

また、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ｂにおいては、内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを上記と同様にして行い、内管１２の接続フランジ部１３を固定し、内管１２を組み立てる。

そして、開口部１４に蓋１４ａを付けて複数のフランジボルト２３で固定して開口部１４を閉める。その後、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂを構成する外管接続フランジ同士の間に隙間Ｓを形成する場合とは逆方向にターンバックル３０を回して外管接続フランジ部１６Ａの外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２とを接触させると共に、外管接続フランジ部１６Ｂの外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２とを接触させる。その後、上記と同様にして外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂの外周に複数のフランジボルト２２を付けて固定する。

これにより、内管１２を組み立てる場合でも、外管１１を切断することなく、内管１２を直接組み立てることができる。

このように、本実施例に係る二重配管の接続構造１０Ａ、１０Ｂによれば、外管接続フランジ部１６Ａ、１６Ｂに外管接続フランジ上部１７Ａ−１と外管接続フランジ下部１７Ａ−２との間、外管接続フランジ上部１７Ｂ−１と外管接続フランジ下部１７Ｂ−２との間の隙間Ｓの調整が可能な押上げボルト２１、又はターンバックル３０を有しているため、開口部１４を有する外管短筒１５を回転させながら、内管１２の接続フランジ部１３の内管接続フランジ上部１８−１と内管接続フランジ下部１８−２とを直接組立又は分解し、内管１２を組立又は分解することができる。これにより、内管１２の破損箇所の修理など内管１２を組立又は分解する必要がある場合、外管１１を切断することなく、内管１２を直接組立又は分解することができる。

また、本実施例に係る二重配管の接続構造は、配管が二重構造であるため、高温高圧条件下において使用することができ、例えば高温ガス炉から出る熱で高温に熱せられた窒素ガス、アルゴンガス等からなる不活性ガスをタービンに供給する高温ガス炉の冷却系の配管として使用することができる。

また、本実施例において用いられる二重配管の接続構造は、例えば高温ガス炉の冷却系の配管に限定されるものではなく、二重配管からなる配管構造であればよく、本発明は、原子炉圧力容器、循環ポンプ、バルブ類など他の蒸気タービンやガスタービン設備にも用いることができる。

以上のように、本発明に係る二重配管の接続構造は、外管に設けられている外管接続フランジ部を構成する相対面する外管接続フランジ間の隙間を調整可能としているため、内管を組立又は分解する際、前記外管を切断することなく、前記内管を直接組立又は分解することができるため、外管と内管とからなる二重配管の接続構造に用いて適している。

Claims (6)

1. 外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管の構造において、
   前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に、少なくとも一つ以上の有蓋開口部を有する外管短筒を設け、
   該外管短筒の両端には外管接続フランジ部を設け、
   該外管接続フランジ部を構成する相対面する外管接続フランジ間の隙間を調整可能な隙間調整手段を有することを特徴とする二重配管の接続構造。
2. 請求項１において、
   前記隙間調整手段が、前記外管接続フランジの外周に沿って設けられた少なくとも一つ以上の押上げボルトであることを特徴とする二重配管の接続構造。
3. 請求項１において、
   前記隙間調整手段が、
   前記外管短筒の両端に設けられている前記外管接続フランジ部のうち、前記外管短筒の両端フランジと相対面して設けられている外管接続フランジ同士を連結する少なくとも二つ以上のターンバックルであることを特徴とする二重配管の接続構造。
4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
   前記内管の接続フランジの外周に沿って設けられ、前記内管の接続フランジ部が相対面する二つの接続フランジ間の隙間を調整する押上げボルトを少なくとも一つ以上有することを特徴とする二重配管の接続構造。
5. 外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管を組立又は分解する二重配管の組立又は分解方法であって、
   前記外管の外管接続フランジ部に設けられている押上げボルトを用いて前記外管接続フランジ部の外管接続フランジ間に隙間を形成し、
   前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に設けられた外管短筒の有蓋開口部を開口し、
   前記外管短筒を前記内管の周方向に回転させつつ、前記内管の接続フランジ部を構成する相対面する接続フランジ同士を組立又は分解し、
   前記外管を切断することなく、前記内管を組立又は分解することができることを特徴とする二重配管の組立又は分解方法。
6. 外管と該外管に内挿された内管とから構成された二重配管を組立又は分解する二重配管の組立又は分解方法であって、
   前記内管の接続フランジ部に対応する位置の外管に有蓋開口部を有する外管短筒の両端に設けられた二つの外管接続フランジ部のうち、前記外管短筒の両端フランジと相対面して設けられている外管接続フランジ同士とを少なくとも二つ以上のターンバックルで連結し、
   前記ターンバックルを用いて各々の前記外管接続フランジ部の外管接続フランジ同士の間に隙間を形成し、
   前記有蓋開口部を開口し、
   前記外管短筒を前記内管の周方向に回転させつつ、前記内管の接続フランジ部を接続フランジ上部と接続フランジ下部とに組立又は分解し、
   前記外管を切断することなく、前記内管を組立又は分解することができることを特徴とする二重配管の組立又は分解方法。

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