JP2014156960A - ボイラ貫通部構造の復旧方法およびボイラ貫通部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラの定期点検や補修工事の際に火炉壁の伝熱管を損傷させる恐れのないボイラ貫通部構造の復旧方法を提供すること。
【解決手段】複数の伝熱管６により構成される火炉壁２と、火炉壁２を貫通する貫通管４と、火炉壁２と貫通管４との間に打設された不定形耐火物１０と、を含むボイラ貫通部構造の復旧方法において、不定形耐火物１０を切除する切除工程と、火炉壁２を構成する伝熱管６の炉外側を覆うカバー部材２０を設置するカバー設置工程と、少なくともカバー部材２０の上に不定形耐火物１０を打設する打設工程と、を含む。
【選択図】図３Ａ

Description

本開示は、ボイラ貫通部構造の復旧方法およびボイラ貫通部構造に関する。

過熱器伝熱管が貫通する天井壁（火炉壁）の貫通部などのボイラ貫通部は、火炉壁と貫通管との間にキャスタブルと呼ばれる耐火骨材及び水硬性セメントからなる不定形耐火物が充填されることでシールされる。
例えば特許文献１には、火炉壁を伝熱管が貫通するボイラ貫通部構造において、特にシール板によって貫通部の気密性を確保したシール構造に関する発明が開示されている。

特開平９−２８０５０９号公報

ところでボイラにおいては定期点検や補修工事が数年〜十年のサイクルで実施され、ボイラの耐用年数の間に少なくとも複数回実施される。これら定期点検や補修工事の際にはボイラ貫通部の不定形耐火物を切除する必要があり、この不定形耐火物の切除はピックなどの先端鋭利な切削工具を用いて行われるが、この際誤って火炉壁の伝熱管を傷つけてしまうことがあった。

本発明の少なくとも一実施形態は、上述したような現状に鑑みなされたものであって、その目的とするところは、ボイラの定期点検や補修工事の際に火炉壁の伝熱管を損傷させる恐れのないボイラ貫通部構造の復旧方法およびボイラ貫通部構造を提供することにある。

本発明の少なくとも一実施形態は、
複数の伝熱管により構成される火炉壁と、
前記火炉壁に形成された開口に挿通される貫通物と、
前記火炉壁と前記貫通物との隙間に打設された不定形耐火物と、を含むボイラ貫通部構造の復旧方法において、
前記不定形耐火物を切除する切除工程と、
前記火炉壁を構成する伝熱管の炉外側を覆うカバー部材を設置するカバー設置工程と、
少なくとも前記カバー部材の上に不定形耐火物を打設する打設工程と、を含むことを特徴とする。

上記ボイラ貫通部構造の復旧方法によれば、不定形耐火物を切除した後、伝熱管の炉外側を覆うカバー部材を設置し、このカバー部材の上に不定形耐火物を打設することで復旧する。したがって、以後のボイラの定期点検や補修工事において不定形耐火物を切除する際に誤って伝熱管を傷つけてしまうことを防ぐことができる。

幾つかの実施形態では、前記カバー設置工程は、前記伝熱管の路外側表面に前記カバー部材を配置する覆工工程と、前記伝熱管の炉内側に帯状のバンド部材を巻回し、該バンド部材の両端部を前記伝熱管上に配置された前記カバー部材に溶接することで、前記カバー部材を前記伝熱管に固定する固定工程と、を含む。
このような実施形態によれば、カバー部材の設置を効率的に行うことができるとともに、カバー部材を安定的に伝熱管に設置することができる。

幾つかの実施形態では、前記カバー部材は断面半円形状に形成されているとともに、前記バンド部材は、前記カバー部材よりも曲率半径が大きい断面円弧状に形成されており、前記固定工程では、前記カバー部材の先端部を前記バンド部材の円弧内周側に溶接する。
このような実施形態によれば、火炉壁の外側から溶接作業を行うことができるため、固定工程を容易に行うことができる。

また本発明の少なくとも一実施形態は、
複数の伝熱管により構成される火炉壁と、
前記火炉壁に形成された開口に挿通される貫通物と、
前記火炉壁と前記貫通物との隙間に打設された不定形耐火物と、を含むボイラ貫通部構造において、
前記火炉壁を構成する伝熱管の炉外側を覆う断面半円形状のカバー部材と、
前記カバー部材を前記伝熱管に固定するために前記伝熱管の炉内側に巻回された帯状のバンド部材と、を備え、
前記不定形耐火物は、少なくとも前記カバー部材の上に打設されていることを特徴とする。

上記ボイラ貫通部構造によれば、伝熱管の炉外側が断面半円形状のカバー部材によって覆われているとともに、このカバー部材の上に不定形耐火物が打設されることで構成されている。したがって、ボイラの定期点検や補修工事において不定形耐火物を切除する際に誤って伝熱管を傷つけてしまうのを防止できる構造となっている。また、このようなボイラ貫通部構造は、ボイラ貫通部の復旧時だけでなく、ボイラの新設工事でも採用することができる。

また幾つかの実施形態では、前記カバー部材は銅材によって形成されている。
カバー部材は、燃焼ガスが直接触れない炉外側に配置されるため、安価な銅材によって形成することができる。

本発明の少なくとも一実施形態によれば、火炉壁を構成する伝熱管の炉外側にカバー部材を設置することで、ボイラの定期点検や補修工事の際に火炉壁の伝熱管を損傷させる恐れのないボイラ貫通部構造の復旧方法およびボイラ貫通部構造を提供することができる。

ボイラ貫通部の位置を説明するための概略図である。 図１のａ部を炉外側から視認した上面図であって、不定形耐火物を打設した後の状態を示した図である。 図１のａ部を炉外側から視認した上面図であって、不定形耐火物を打設する前の状態を示した図である。 図２ＡにおけるＡ−Ａ断面を示した図である。 図２ＡにおけるＢ−Ｂ断面を示した図である。

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について説明する。ただし、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

＜ボイラ貫通部構造＞
図１は、ボイラ貫通部の位置を説明するための概略図である。
本発明におけるボイラ貫通部とは、複数の伝熱管により構成される火炉壁に形成されている開口に、過熱器伝熱管などの他の伝熱管、マンホール、スートブロワ、覗き窓、バーナー開口部等の曲がり管などの貫通物が挿通され、不定形耐火物によってシールされている部分を意味し、例えば図１に示すボイラ１にあっては、過熱器伝熱管（貫通物）４が天井壁２を貫通している符号ａで示した部分を指す。

図２Ａは、図１のａ部を炉外側から視認した上面図であって、不定形耐火物を打設した後の状態を示した図である。図２Ｂは、図１のａ部を炉外側から視認した上面図であって、不定形耐火物を打設する前の状態を示した図である。また図３Ａおよび図３Ｂは、図２ＡにおけるそれぞれＡ−Ａ断面およびＢ−Ｂ断面を示した図である。
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、本実施形態のボイラ貫通部構造は、複数の天井壁管（伝熱管）６により構成される天井壁２、及びこの天井壁２を垂直方向に貫通する過熱器伝熱管４（貫通物）を含む。

複数の天井壁管６は互いに所定距離だけ離間して配列されている。そして、隣接する天井壁管６，６の間には図３Ｂに示すようにリブ８が架設されている。また、複数の天井壁管６の内、隣接する天井壁管６ａ，６ｂは互いにその一部が屈曲し、両者の隙間が拡がる開口７が形成されている。そして、この開口７に過熱器伝熱管４が挿通されるとともに、天井壁管６ａ，６ｂと過熱器伝熱管４との隙間を少なくとも充填するように、図２Ａおよび図２Ｂ中の符号１０Ａで示す範囲に不定形耐火物１０が打設されている。

そして、本実施形態のボイラ貫通部構造では、この不定形耐火物１０の打設範囲１０Ａ内に位置する天井壁管６ａ，６ｂに対し、図３Ａに示すように、その炉外側を覆う断面半円形状のカバー部材２０が設置されている。上述した不定形耐火物１０は、このカバー部材２０の上にも打設されている。

また、このカバー部材２０の材質は特に限定されないが、ボイラ１の燃焼ガスが直接触れない炉外側に配置されるため、安価な銅材によって形成することができる。

また、このカバー部材２０を天井壁管６ａ，６ｂに固定するため、天井壁管６ａ，６ｂのそれぞれの炉内側には、断面円弧状に形成された帯状のバンド部材２２が巻回されている。バンド部材２２は、カバー部材２０の曲率半径よりも大きい曲率半径で形成されており、カバー部材２０の先端部がバンド部材２２の円弧内周側２２ａに溶接されることで両者が連結されている。バンド部材２２の材質は特に限定されず、銅材の他、耐火性に優れるステンレス材などを使用してもよい。

このような本実施形態のボイラ貫通部構造によれば、天井壁管６ａ，６ｂの炉外側がカバー部材２０によって覆われているとともに、このカバー部材２０の上に不定形耐火物が打設されることで構成されている。したがって、ボイラ１の定期点検や補修工事において不定形耐火物１０を切除する際に誤って伝熱管を傷つけてしまうのを防止することができる。

また上述したようにカバー部材２０を断面半円形状に形成することで、天井壁管６ａ，６ｂの上にカバー部材２０を設置する際の設置性に優れるとともに、バンド部材２２で固定した後の安定性にも優れる。
また、上述したようなボイラ貫通部構造は、下記に説明するボイラ貫通部の復旧時だけでなく、ボイラ１の新設工事でも採用可能である。

＜ボイラ貫通部構造の復旧方法＞
上述したボイラ貫通構造は、ボイラ１の定期点検や補修工事においてボイラ貫通部の不定形耐火物を切除した後の復旧方法において採用することができる。すなわち、不定形耐火物１０を切除（切除工程）した後、天井壁２を構成する天井壁管６ａ，６ｂの炉外側を覆うようにカバー部材２０を設置（カバー設置工程）し、そのカバー部材２０の上に不定形耐火物１０を打設（打設工程）することで、ボイラ貫通部の復旧を行うことができる。
このようなボイラ貫通部構造の復旧方法によれば、以後のボイラ１の定期点検や補修工事において不定形耐火物１０を切除する際に誤って天井壁管６ａ，６ｂを傷つけてしまうことを防ぐことができる。

幾つかの実施形態において、上記カバー設置工程は、天井壁管６ａ，６ｂの路外側表面に半円形状のカバー部材２０を配置する工程（覆工工程）と、天井壁管６ａ，６ｂの炉内側に帯状のバンド部材２２を巻回し、このバンド部材２２の両端部を天井壁管６ａ，６ｂ上に配置された上記カバー部材２０に連結することで、カバー部材２０を天井壁管６ａ，６ｂに固定する工程（固定工程）とを含んでいる。
このような実施形態によれば、カバー部材２０の設置を効率的に行うことができるとともに、カバー部材２０を安定的に天井壁管６ａ，６ｂに設置することができる。

また幾つかの実施形態では、上述したように、カバー部材２０は断面半円形状に形成されているとともに、バンド部材２２は、カバー部材２０よりも曲率半径が大きい断面円弧状に形成されている。そして、上記固定工程において、カバー部材２０の先端部をバンド部材２２の円弧内周側２２ａに溶接する。
このような実施形態によれば、火炉壁の外側から溶接作業を行うことができるため、固定工程を容易に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはいうまでもない。

本発明の少なくとも一つの実施形態にかかるボイラ貫通部構造の復旧方法およびボイラ貫通部構造は、例えば火力発電プラントや焼却場などのボイラにおける貫通部構造およびその復旧方法として好適に用いられる。

１ ボイラ
２ 天井壁（火炉壁）
４ 過熱器伝熱管
６ 天井壁管（伝熱管）
７ 拡幅部
８ リブ
１０ 不定形耐火物
１０Ａ 不定形耐火物の打設範囲
２０ カバー部材
２２ バンド部材

Claims (5)

1. 複数の伝熱管により構成される火炉壁と、
   前記火炉壁に形成された開口に挿通される貫通物と、
   前記火炉壁と前記貫通物との隙間に打設された不定形耐火物と、を含むボイラ貫通部構造の復旧方法において、
   前記不定形耐火物を切除する切除工程と、
   前記火炉壁を構成する伝熱管の炉外側を覆うカバー部材を設置するカバー設置工程と、
   少なくとも前記カバー部材の上に不定形耐火物を打設する打設工程と、を含むことを特徴とするボイラ貫通部構造の復旧方法。
2. 前記カバー設置工程は、
   前記伝熱管の路外側表面に前記カバー部材を配置する覆工工程と、
   前記伝熱管の炉内側に帯状のバンド部材を巻回し、該バンド部材の両端部を前記伝熱管上に配置された前記カバー部材に溶接することで、前記カバー部材を前記伝熱管に固定する固定工程と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のボイラ貫通部構造の復旧方法。
3. 前記カバー部材は断面半円形状に形成されているとともに、前記バンド部材は、前記カバー部材よりも曲率半径が大きい断面円弧状に形成されており、
   前記固定工程では、前記カバー部材の先端部を前記バンド部材の円弧内周側に溶接することを特徴とする請求項２に記載のボイラ貫通部構造の復旧方法。
4. 複数の伝熱管により構成される火炉壁と、
   前記火炉壁に形成された開口に挿通される貫通物と、
   前記火炉壁と前記貫通物との隙間に打設された不定形耐火物と、を含むボイラ貫通部構造において、
   前記火炉壁を構成する伝熱管の炉外側を覆う断面半円形状のカバー部材と、
   前記カバー部材を前記伝熱管に固定するために前記伝熱管の炉内側に巻回された帯状のバンド部材と、を備え、
   前記不定形耐火物は、少なくとも前記カバー部材の上に打設されていることを特徴とするボイラ貫通部構造。
5. 前記カバー部材は銅材によって形成されていることを特徴とする請求項４に記載のボイラ貫通部構造。
   

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