JP2013204699A - 配管貫通部の止水構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】貫通孔と配管の相対変位に対する耐性と高水圧に対する止水性能とを両立する配管貫通部の止水技術を提供する。
【解決手段】管貫通部の止水構造は、外部１１と内部１２を隔てる壁１３に配管１４を貫通させる貫通孔１５を形成するスリーブ１６と、このスリーブ１６の内周面及び配管１４の外周面に密着して壁の外部１１と内部１２を隔離する隔離板１７と、この隔離板１７から間隔をおいて設けられるとともに外部１１から圧力を受けて変形する隔離板１７を押止する押止体１８と、を備えている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、外部と内部を隔てる壁に設けられた配管貫通部の止水技術に関する。

外部と内部とを隔てる壁に配管が設けられる建屋では、その配管が貫通する箇所に止水対策を施すことが求められる場合がある。原子力発電所を例にすれば、原子力発電所の建屋内が浸水すると、電気系統の正常機能の維持が阻害され、被害の拡大が懸念される。このため建屋の壁に設けられた配管貫通部は、津波等による浸水経路となり得るために、充分な止水対策を施して安全性を確保することが重要である。

従来の発電プラントで使用されている配管貫通部の止水対策としては、モルタル充填、鋼板溶接、ブーツラバー、シール材充填等が挙げられる。
また、高い圧縮柔軟性と強い反発応力とを併せ持つ独立気泡発砲ゴムをシール材として貫通孔と配管の間に配設する止水構造が提案されている(例えば、特許文献１)。

特開２０１０−８４７７７号公報

しかし、前記したモルタル充填及び鋼板溶接といった対策では、配管貫通部の止水は可能であるが、配管を強く拘束してしまう。このために、高温流体が流れる配管の熱膨張及び振動並びに地震時の相対変位に対する逃げが不十分であるために、配管に過大な負荷がかかることが懸念される。
また、前記したブーツラバー及びシール材充填といった対策では、配管の拘束は小さいが、高水圧に対する止水性能は十分とはいえない。

さらに、前記したシール材を貫通孔と配管の間に充填する対策では、両者の相対変位に対する耐性と止水性能とをある程度両立するが、津波のような高水圧に対する止水性能を確保することは困難であると考えられる。

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、貫通孔と配管の相対変位に対する耐性と高水圧に対する止水性能とを両立する配管貫通部の止水技術を提供することを目的とする。

配管貫通部の止水構造において、外部と内部を隔てる壁に配管を貫通させる貫通孔を形成するスリーブと、前記スリーブの内周面及び前記配管の外周面に密着して前記壁の外部と内部を隔離する隔離板と、前記隔離板から間隔をおいて設けられるとともに前記外部から圧力を受けて変形する前記隔離板を押止する押止体と、を備えることを特徴とする。

本発明により、貫通孔と配管の相対変位に対する耐性と高水圧に対する止水性能とを両立する配管貫通部の止水技術が提供される。

（Ａ）〜（Ｄ）本発明の第１実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法の説明図。 （Ｅ）〜（Ｆ）本発明の第１実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法の説明図。 （Ａ）〜（Ｄ）本発明の第２実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法の説明図。 （Ａ）〜（Ｄ）本発明の第３実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法の説明図。 本発明の第４実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図。 本発明の第５実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図。 （Ａ）本発明の第６実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第６実施形態の変形例を示す断面図。 本発明の第７実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図。 本発明の第８実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図。 （Ａ）本発明の第９実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第９実施形態の変形例を示す断面図。 （Ａ）本発明の第１０実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第１０実施形態の変形例を示す断面図。 （Ａ）本発明の第１１実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第１１実施形態の変形例を示す断面図。 （Ａ）本発明の第１２実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第１２実施形態の変形例を示す断面図。 （Ａ）本発明の第１３実施形態に係る配管貫通部の止水構造の断面図、（Ｂ）第１３実施形態の変形例を示す断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図２（Ｆ）に示すように、第１実施形態に係る配管貫通部１０の止水構造は、外部１１と内部１２を隔てる壁１３に配管１４を貫通させる貫通孔１５を形成するスリーブ１６と、このスリーブ１６の内周面及び配管１４の外周面に密着して壁の外部１１と内部１２を隔離する隔離板１７と、この隔離板１７から間隔をおいて設けられるとともに外部１１から圧力を受けて変形する隔離板１７を押止する押止体１８と、を備えている。

次に、図１（Ａ）〜（Ｄ）及び図２（Ｅ）（Ｆ）に基づいて、第１実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法を説明する。
図１（Ａ）に示すように、配管貫通部１０には、外部１１と内部１２を隔てる壁１３に配管１４を貫通させる貫通孔１５を形成するスリーブ１６が形成されている。

図１（Ｂ）に示すように、スリーブ１６の内周面及び配管１４の外周面に当接するように支持部材２１が設けられる。
この支持部材２１は、例えばグラスウールのように、切断・曲げなど、自由に加工できる素材が用いられる。

図１（Ｃ）に示すように、支持部材２１の片面にゲル状体２２を伸展させて固化し、図１（Ｄ）に示されるように弾性部材２３をスリーブ１６の内周面及び配管１４の外周面に密着させる。このようにして、支持部材２１と弾性部材２３が一体化した隔離板１７をスリーブ１６の内側に設け、壁１３で仕切られる外部１１と内部１２を隔離する。
なお、ゲル状体２２が固化して弾性部材２３になるようなものとしては、シリコーンゴムが例示されるが特に限定されない。この弾性部材２３の厚さは、外部１１から付与する圧力の大きさ、配管１４及びスリーブ１６のサイズに応じて適宜設定されるが、２０〜８０ｍｍの範囲で適切な厚さに設定される。

図２（Ｅ）（Ｆ）に示すように、壁１３の外部１１から圧力を受けて変形する隔離板１７を押止する押止体１８を隔離板１７との間に隙間をおいて設ける。
この隙間は、配管１４の熱膨張や地震時等の相対変位と、外部１１から津波等による水圧が付与して弾性変形する隔離板１７の破断限界とを考慮して決定される。
なお、この押止体１８は、複数に分割（図面での二分割）されているために、配管１４を挟むようにしてスリーブ１６の縁端に配置される。そして、押止体１８は、スリーブ１６の縁端に設けられたフランジ２４に、ボルト２５により固定される。
このようにボルト２５により固定することにより、隔離板１７の外観検査、メンテナンス、取替え等を容易に実施することができる。

このように、管貫通部の止水構造が形成されることにより、壁１３の外部１１から高い水圧が付与しても、弾性部材２３からなる隔離板１７は、その両端がスリーブ１６及び配管１４に密着しているために、変形してこの水圧に耐える。そして、この水圧が増して隔離板１７の変形量が増加しても、押止体１８に押止されるために、この隔離板１７が破断することはなく、壁１３の外部１１から内部１２に向かう水の侵入が阻止される。

（第２実施形態）
図３（Ｄ）に示すように第２実施形態に係る配管貫通部１０の止水構造は、スリーブ１６が、壁１３に埋設される埋設部材３１と、この埋設部材３１の終端に接合された拡張部材３２と、から構成されている。

図３（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて、第２実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法を説明する。なお、図３において図１と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
図３（Ａ）に示すように、配管１４において隔離板が密着する部位３３の表面塗装を除去する。これにより、隔離板１７の弾性部材２３と配管１４との密着性が向上する。この配管１４の部位３３は、スリーブ１６の埋設部材３１に覆われることなく露出しているために、現場での表面塗装の除去作業が容易になる。

図３（Ｂ）に示すように、埋設部材３１の終端に拡張部材３２が現場溶接される。この拡張部材３２は、埋設部材３１と同じ開口形状を有する胴体部を有し、この胴体部は、溶接接合される端部と、フランジ２４が設けられる反対側の端部とを有している。
さらに、拡張部材３２は、既設の配管１４及び埋設部材３１に対して取り付けが容易となるよう対称形に分割されており、それぞれの分割体が現場で結合される。

図３（Ｃ）に示すように、隔離板１７を、拡張部材３２の内周面と配管１４の外周面とに密着するように設ける。そして、図３（Ｄ）に示すように、拡張部材３２のフランジ２４に、押止体１８をボルト２５により固定する。

（第３実施形態）
図４（Ａ）〜（Ｄ）に基づいて、第３実施形態に係る配管貫通部の止水構造の施工方法を説明する。なお、図４において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
図４（Ａ）に示すように、第４実施形態におけるスリーブ１６の埋設部材３１の終端は、壁１３の側面に倣っている。

そこで、図４（Ｂ）に示すように、隔離板が密着する部位３３の表面塗装を除去するとともに、埋設部材３１の終端の周辺にある壁の一部３４を切削する。
そして、図４（Ｃ）に示すように、この埋設部材３１の終端に拡張部材３２を接合し、隔離板１７を拡張部材３２の内周面と配管１４の外周面とに密着するように設け、フランジ２４に押止体１８をボルト２５により固定する。
最後は、図４（Ｄ）に示すように、補修材３５を用いて切削された壁の一部を埋める。

（第４実施形態）
図５に示すように、第４実施形態に係る配管貫通部１０の止水構造は、拡張部材３２が、埋設部材３１の終端に内挿された状態で接合されている。この接合部は、溶接部材３６により留められている。なお、図５において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように、構成されることにより、スリーブ１６の埋設部材３１の終端が壁１３の側面に倣っている場合であっても、壁の一部を切削することなく拡張部材３２を接合することができるために、隔離板１７を容易に設けることができる。

（第５実施形態）
図６に示すように、第５実施形態に係る配管貫通部１０の止水構造は、拡張部材３２の口径が、埋設部材３１の口径に対し縮径している。なお、図６において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように構成されることにより、貫通孔１５の口径に対して配管１４の外径が著しく小さい場合であっても、想定される外部１１からの圧力に対して適切な大きさの隔離板１７をスリーブ１６に設けることができる。また、配管１４が埋設部材３１に対して著しく偏心している場合であっても、拡張部材１６を配管１４と同心に設けることができる。

（第６実施形態）
図７（Ａ）に示すように、第６実施形態に係る配管貫通部１０の止水構造は、押止体１８が、スリーブ１６の内周面に固定されている。なお、図７（Ａ）において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように構成されることにより、壁１３よりも内部１２側のスリーブ１６の近傍に障害物（図示略）が存在する場合であっても干渉せずに押止体１８を設けることができる。

また図７（Ｂ）に示すように、第６実施形態の変形例は、スリーブ１６の内周面の終端から幅δを空けて、溝４２が周方向に沿って形成されている。
押止体１８は、その外周の一部に切片４１が設けられており、この切片４１が溝４２に係合することにより、スリーブ１６の内周面に固定される。
このように構成されることにより、押止体１８は、スリーブ１６に対して着脱自在となり、隔離板１７の検査及びメンテナンスが容易となる。

（第７実施形態）
図８に示すように、第７実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、壁１３の貫通孔１５に埋設部材が設けられていない場合を示している。なお、図８において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このような場合は、スリーブ１６が、パッキン４５を介して壁１３の側面に固定される。そして、このスリーブ１６に隔離板１７及び押止体１８が設けられる。

（第８実施形態）
図９に示すように、第８実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、押止体１８が、壁１３の側面に固定されている。なお、図９において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
このように構成されることにより、スリーブ１６の終端が壁１３の側面に倣って埋設されている場合、壁１３から内部１２側に構造物を突起させることなく押止体１８を設けることができる。

（第９実施形態）
図１０に示すように、第９実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、貫通孔１５の開口周辺に位置する壁１３の側面に金属板４６が設けられている。なお、図１０において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
そして、図１０（Ａ）では、この金属板４６に拡張部材３２が接続され、この拡張部材３２に隔離板１７及び押止体１８が設けられている。
そして、図１０（Ｂ）では、スリーブ１６の終端が壁１３の側面に倣って埋設されている場合において、壁１３の内部１２側に押止体１８が設けられている。

（第１０実施形態）
図１１に示すように、第１０実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、押止体１８が、配管１４に直交する面に沿って位置調整が可能な態様でスリーブ１６の縁端に固定されている。なお、図１１において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

図１１（Ａ）では、押止体１８の調整代付のスリット５１をスリーブ１６に溶接部材５３で固定している。
図１１（Ｂ）では、スリーブ１６の縁端の外周に設けられた固定部５２と、調整代付のスリット５１とが係合することにより、押止体１８がスリーブ１６に固定される。
このように構成されることにより、スリーブ１６に対して配管１４が偏心していても、押止体１８を固定することができる。

（第１１実施形態）
図１２に示すように、第１１実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、スリーブ１６の埋設部材３１に対し配管１４が偏心している場合において、拡張部材３２は、配管１４と同心となるように形成されている。なお、図１２において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

図１２（Ａ）では、スリーブ１６において埋設部材３１に対し拡張部材３２が縮径するように構成されている。また図１２（Ｂ）では、スリーブ１６において埋設部材３１に対し拡張部材３２が拡径するように構成されている。
このように構成されることにより、隔離板１７に対して配管１４が同心状に設けられるとともに、隔離板１７の直径を調整することができる。これにより、想定される外圧に対し、隔離板１７の寸法を最適化して設定することができる。また、弾性部材２３を充填する隙間が狭い場合に必要な隙間を確保することができる。

（第１２実施形態）
図１３に示すように、第１２実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、押止体１８が、配管１４又はスリーブ以外の固定部材５４に固定されている。なお、図１３において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。
図１３（Ａ）における押止体１８は、配管１４の側周面に外接する円筒体であり、この円筒体は分割され配管１４をクランプしている。
図１３（Ｂ）における押止体１８は、配管１４の周囲に配置され、固定部材５４に固定されている。

（第１３実施形態）
図１４に示すように、第１３実施形態に係る配管貫通部の止水構造は、隔離板１７が、壁１３に対して外部１１側から貫通孔１５に設けられている。一方、第１〜１２実施形態における隔離板１７は、壁１３に対して内部１２側から貫通孔１５に設けられている。
なお、図１４において他の図面と共通の構成又は機能を有する部分は、同一符号で示し、重複する説明を省略する。

図１４（Ａ）においては、埋設部材３１の内側に設けられる隔離板１７及び押止体１８は、押止体１８を取り付けてから、外部１１に向かって支持部材２１、弾性部材２３の順番で設けられていく。
図１４（Ｂ）では、埋設部材３１の外部１１側の端部に拡張部材３２が設けられ、この拡張部材３２に隔離板１７及び押止体１８が設けられている。
第１３実施形態では、押止体１８や拡張部材３２を溶接した後に隔離板１７を設置する工程に入るために、隔離板１７が溶接時の熱的影響を受けにくい。また、壁１３に対して内部１２側に干渉物４７が存在する場合にも好適に実施される。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の配管貫通部の止水構造によれば、壁の外部から圧力を受ける隔離板は、押止体の存在により、過剰に変形して破断することがないために、配管の相対変位に対する耐性と高水圧に対する止水性能とを両立することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、発電プラント以外のその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…配管貫通部、１１…外部、１２…内部、１３…壁、１４…配管、１５…貫通孔、１６…スリーブ、１７…隔離板、１８…押止体、２１…支持部材、２２…ゲル状体、２３…弾性部材、２４…フランジ、２５…ボルト、３１…埋設部材、３２…拡張部材、３３…隔離板が密着する部位、３４…壁の一部、３５…補修材、３６…溶接部材、４１…切片、４２…溝、４５…パッキン、４６…金属板、４７…干渉物、５１…スリット、５２…固定部、５３…溶接部材、５４…固定部材。

Claims (13)

1. 外部と内部を隔てる壁に配管を貫通させる貫通孔を形成するスリーブと、
   前記スリーブの内周面及び前記配管の外周面に密着して前記壁の外部と内部を隔離する隔離板と、
   前記隔離板から間隔をおいて設けられるとともに前記外部から圧力を受けて変形する前記隔離板を押止する押止体と、を備えることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
2. 請求項１に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記隔離板は、
   前記スリーブの内周面及び前記配管の外周面に当接する支持部材と、
   前記支持部材の片面に伸展されたゲル状体が固化して前記スリーブの内周面及び前記配管の外周面に密着する弾性部材と、から構成されることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記押止体は、複数に分割されるとともに前記スリーブの縁端に設けられることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記スリーブは、前記壁に埋設される埋設部材と、前記埋設部材の終端に接合された拡張部材と、から構成されることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
5. 請求項４に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記拡張部材は、前記埋設部材の終端の周辺にある前記壁の一部を切削した後に接合したものであることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
6. 請求項４に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記拡張部材は、前記埋設部材の終端に内挿された状態で接合したものであることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
7. 請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記拡張部材の口径は、前記埋設部材の口径に対し縮径したものであることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記押止体は、前記スリーブの内周面に固定されることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
9. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の配管貫通部の止水構造において、
   前記スリーブ又は前記押止体は、前記壁の側面に固定されることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
10. 請求項４から請求項９のいずれか１項に記載の配管貫通部の止水構造において、
    前記スリーブの前記埋設部材に対し前記配管が偏心している場合において、
    前記拡張部材は、前記配管と同心となるように形成されることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
11. 請求項１又は請求項２に記載の配管貫通部の止水構造において、
    前記押止体は、前記配管又は前記スリーブ以外の固定部材に固定されていることを特徴とする配管貫通部の止水構造。
12. 請求項１から請求項１１に記載の配管貫通部の止水構造において、
    前記隔離板は、前記壁に対して内部側又は外部側から前記貫通孔に設けられたことを特徴とする配管貫通部の止水構造。
13. 外部と内部を隔てる壁に配管を貫通させる貫通孔を形成するスリーブの内周面及び前記配管の外周面に密着して前記壁の外部と内部を隔離する隔離板を形成する工程と、
    前記外部から圧力を受けて変形する前記隔離板を押止する押止体をこの前記隔離板との間に隙間をおいて設ける工程と、を含むことを特徴とする配管貫通部の止水構造の施工方法。

Images