JP2015203562A - ボイラを建設する方法、モジュール、およびモジュールを含むボイラ - Google Patents

Abstract

【課題】ボイラの全体的な建設時間の短縮を可能にする方法、モジュールおよびボイラを提供する。
【解決手段】主構造１を建設することを含む、ボイラを建設する方法において、ボイラセクションを形成する予め組み立てられるモジュール３を提供し、モジュール３を主構造１の外側に据え付ける。モジュールは地上で予め組み立てることが可能である。
【選択図】図５

Description

本開示は、ボイラ建設する方法、モジュール、およびモジュールを含むボイラに関する。

ボイラは、好適には、発電プラントの大型のボイラである。例えば、ボイラは、タワーボイラであるが、２パスボイラなどのその他のタイプのボイラも可能である。

ボイラを建設するために、従来、主構造（鋼製の主構造）が据え付けられ、次いで、全てのボイラ構成部材が、主構造におよび主構造の周囲に１つずつ順次据え付けられる。

すなわち、例えば、その順序は、主構造の建設、主構造の上部におけるバックステー／ヘッダおよび鉛直熱交換壁の据付、内部加熱面（エコノマイザ、再熱器、過熱器）の据付、そして主構造の下側部分における鉛直熱交換壁の据付、であることができる。

次いで、煙道ガスダクトおよびその他の構成部材、例えば配管、断熱材、補助装置、ケーブルトレーなども、通常、主構造の外側に据え付けられる。これらの据付は、ボイラ内に組み込まれる構成部材をクレーンによって持ち上げ、構成部材を所要の位置に結合することによって行われる。通常は、底部の部材がまず据え付けられ、次いで、上部の部材が、ボイラの底部に既に据え付けられた部材の上側に据え付けられる。

従来の方法は、様々な構成部材が１つずつ順次に据え付けられるので、ボイラの建設が非常に時間を費やすものであるという欠点を有する。

本発明の課題は、従来の欠点を克服することである。

本開示の１つの態様は、ボイラの全体的な建設時間の短縮を可能にする方法、モジュールおよびボイラを提供することを含む。

この態様および別の態様は、添付の請求項に係る方法、モジュールおよびボイラを提供することにより達成される。

有利には、当該方法によれば、建設時間全体を通じて利用可能な大型クレーンを有する必要がない。大型クレーンは、主構造内および主構造の周囲の様々な位置に位置決めされる多くの構成部材を移動させるために必要とされていた。建設中の大型クレーンの使用は不利であり得る。なぜならば、大型クレーンは、一度に１つの構成部材しか移動させることができず、より多くのクレーンが設置されると、クレーンが互いに妨害し合う恐れがあるからである。

加えて、有利には、方法によれば、ボイラ内に組み込まれるモジュールは、地上で（すなわちゼロレベルで）組み立てられ、これにより、高い位置での組立が回避されるため、より高い安全性が達成される。

別の特徴および利点は、添付の図面における非制限的な例によって示された、方法、モジュールおよびボイラの好適な、しかしながら非排他的な実施の形態の説明からさらに明らかになるであろう。

方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第１の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第２の実施の形態を示している。 方法の第３の実施の形態を示している。 方法の第３の実施の形態を示している。 方法の第３の実施の形態を示している。 方法の第３の実施の形態を示している。 方法の第３の実施の形態を示している。 蒸発壁および過熱器を備えた主構造の断面図を示している。 モジュールの一例を示している。 図２３とは異なるモジュールの一例を示している。

典型的な実施の形態の詳細な説明
図面を参照すると、これらの図面は、モジュール式の建設方法による、ボイラを建設する方法を示している。

この方法によれば、主構造１（鋼製の主構造とも称される）が建設され、そして、ボイラセクションを構成する予め組み立てられたモジュール３が提供され、主構造１の外側に据え付けられる。

ボイラセクションを構成するモジュールは、据付中に、重い個別の構成部材が持ち上げられ、取り扱われる必要がないように、予め組み立てられているので、クレーン（大型クレーンなど）はモジュール３の据付中に必要ない。したがって、クレーンは、主構造１の建設のために必要とされるときに使用されてよく、次いで、クレーンを取り外すことができ、残りの構成部材の据付は、好適には、ストランドジャッキによって行われる。

（エコノマイザ４ａ（設けられている場合）、再熱器４ｂ（設けられている場合）、過熱器４ｃ（設けられている場合）、および蒸発器４ｄの管状壁部などの）管状の熱交換面４ａ〜４ｄは、（典型的には主構造内で）主構造１に結合されており、通常、主構造によって支持されている。

これらの管状の熱交換面４ａ〜４ｄは、主構造１が建設された後に据え付けられ、例えば、管状の熱交換面は、モジュール３の組立の前および／またはモジュール３の組立と同時に（すなわち並行して）据え付けられる。据付の後、管状の熱交換面４ａ〜４ｄは、主構造１によって支持される。好適には、管状の熱交換面４ａ〜４ｄは、主構造１の設置範囲５内にある。

熱交換面４ａ〜４ｄの据付は、主構造１に据え付けられたストランドジャッキ７によって行うことができる。通常、ボイラの屋根１１がまず据え付けられ、次いで、エコノマイザ４ａ、そして再熱器４ｂ、次いで過熱器４ｃ、および蒸発壁４ｄが据え付けられる。

好適には、モジュール３は、地上で予め組み立てられ、これにより、容易で、迅速でかつ安全な作業が可能となる。加えて、モジュール３は、ボイラの最終的な設置範囲６の外側で予め組み立てられる。これにより、モジュールは、ボイラの建設を妨げることなく予め組み立てられ、これにより、ボイラの合計建設時間を短縮することができる。ボイラの合計建設時間を短縮するという同じ理由から、モジュール３は、好適には、主構造１の建設の間に既に予め組み立てられる。

例えば、据付の間に、モジュール３は、主構造の外側において、１つまたは複数の他のモジュールおよび／または主構造１および／または永久的な持上げ構造に結合される。以下に方法の異なる実施の形態の３つの例を説明する。

実施例１−一時的な持上げ構造を用いた建設
本発明の第１の実施の形態（図１から図７までに示されている）において、主構造１がまず組み立てられ（図１）、そして、持上げタワー１３ａを含む１つまたは複数の一時的な持上げ構造が、主構造１の脇に据え付けられる。ストランドジャッキ７は、好適には、持上げタワー１３ａと、主構造１とに設置され、モジュール３は、据え付けられる準備がなされた状態で提供される（図２）。

そして、モジュール３ａは、好適には最終的な設置範囲９（図３）に配置され、このモジュール３ａの下側に付加的なモジュール３ｂを位置決めすることができるように十分に大きな高さＨだけストランドジャッキ７によって持ち上げられる。

そして、付加的なモジュール３ｂが提供され、モジュール３ａは、付加的なモジュール３ｂの上側に位置決めされる（そして、付加的なモジュール３ｂは、好適には最終設置範囲９においてモジュール３ａの下側に位置決めされる）。モジュール３ａと、付加的なモジュール３ｂとは、そして、互いに結合され、モジュールのグループを形成する。

モジュールのグループは、そして、このモジュールのグループの下側に付加的なモジュール３ｃを位置決めすることができるように十分に大きな高さだけ持ち上げられる。別の付加的なモジュール３ｃが提供され、モジュールのグループは、付加的なモジュール３ｃの上側に位置決めされる（図５）。付加的なモジュール３ｃは、そして、モジュールのグループに結合される。

モジュールのグループの持上げ、モジュールのグループの下側への付加的なモジュールの提供および位置決め、およびモジュールのグループへの付加的なモジュールの結合は、モジュールのグループに結合される全てのモジュールが据え付けられるまで繰り返される（図６）（図７はボイラを示している）。

この例においては、持上げタワー高さは、最も高いモジュールサイズ（すなわち鉛直方向サイズ）に合わせて調節されており、ストランドジャッキ７は、持上げタワー１３ａおよび主構造１に設置されている。

この方法によれば、ボイラの上側部分に据え付けられるモジュールが最初に据え付けられ、ボイラの下側部分に据え付けられるモジュールが最後に据え付けられる。

加えて、好適には据付中にモジュールが最終的な据付範囲に位置決めされるとしても、これは、必須ではなく、例えば、モジュールは、最終的な設置範囲の外側で組み立てることができ、次いで、モジュールのグループ（または幾つかのモジュールのみが最終的な設置範囲の外側で据え付けられる場合は、モジュールの部分的なグループ）が、最終的な設置範囲へ移動させられる。

方法のこの実施の形態は特に有利である。なぜならば、モジュール３を支持するために付加的な永久構造は必要とされず、加えて、モジュールを持ち上げるために必要なスペースが小さいからである。実際には、全てのモジュール３，３ａ，３ｂ，３ｃ（または最終的な設置範囲の外側で組み立てられる場合には、モジュールのグループ）を、最終的な設置範囲９において持ち上げることができる（すなわち、特にモジュールまたはモジュールのグループを持ち上げるために、モジュールの最終的な設置範囲の他に付加的なスペースは必要ない）。

実施例２−ブリッジを含む一時的な持上げ構造を用いた建設
本発明の第２の実施の形態（図８から図１６までに示されている）においては、主構造１がまず組み立てられる（図８）。次いで、１つまたは複数の一時的な持上げ構造が、主構造１の脇に組み立てられ、主構造１に結合される（図９）。

一時的な持上げ構造は、持上げタワー１３ａと、持上げタワー１３ａを主構造１に結合するブリッジ１３ｂとを有する。ブリッジ１３ｂの上側には、ストランドジャッキ７を備えるキャリヤ１４が設置されている。

モジュール３は、据え付けられる準備がなされた状態で提供され（図１０）、次いで、モジュール３ａが、好適には、最終的な設置範囲に提供される（図１１）。

次いで、付加的なモジュール３ｂがモジュール３ａの脇に提供され、ストランドジャッキ７によって持ち上げられ（図１２）、キャリヤ１４によって移動させられ（図１３）、そして、付加的なモジュール３ｂは、モジュール３ａの上側に結合され（図１４）、モジュールのグループを形成する。

そして、付加的なモジュール３ｃは、モジュール３ａの脇（すなわちモジュール３ａおよび３ｂのグループの脇）に提供され（図１５）、ストランドジャッキ７によって持ち上げられ、キャリヤ１４によって移動させられ、モジュールのグループの上側に結合される。

付加的なモジュールを提供し、持ち上げ、モジュールのグループの上側に結合することは、モジュールのグループに結合される全てのモジュールが据え付けられるまで繰り返される。

この例においては、一時的または永久的な持上げタワーは、主構造１と同じ高さである。

この方法によれば、ボイラの下側部分に据え付けられるモジュールは、最初に据え付けられ、ボイラの上側部分に据え付けられるモジュールは、最後に据え付けられる。

加えて、好適には据付中に、モジュールが最終的な据付範囲に位置決めされるとしても、これは、必須ではなく、例えば、モジュールは、最終的な設置範囲の外側で組み立てることができ、次いで、モジュールのグループ（または幾つかのモジュールのみが最終的な設置範囲の外側で据え付けられる場合は、モジュールの部分的なグループ）が、最終的な設置範囲へ移動させられる。

最後に、持上げタワー１３ａおよびブリッジ１３ｂを含む一時的な持上げ構造は取り外される。図１６は、方法の第２の実施の形態により建設されたボイラを示している。一時的な持上げ構造は、取り外されたため、示されていない。

他の実施の形態においては、持上げ構造を永久的な持上げ構造として維持することも可能である。

この実施の形態では、モジュール３を持ち上げるために必要なスペースは、ボイラ６の設置範囲よりも大きくなる。例えば、図９および図１６は、モジュールを持ち上げるための一時的な持上げ構造を据え付けるために必要なスペース２５と比較して、ボイラの設置範囲６を示している。

実施例３−永久的な持上げ構造を用いた建設
本発明の第３の実施の形態（図１７から図２１までに示されている）において、主構造１がまず建設され（図１７）、主構造１を建設しながら、モジュール３の予備組立を開始することができる。モジュール３の予備組立は、ボイラの設置範囲６の外側で行われる。

次いで、主構造１に隣接して１つまたは複数の永久的な持上げ構造８も建設される。

そして、モジュール３ａが、好適には最終的な設置範囲９に提供され、最終的な位置へ持ち上げられる（図１９）。モジュール３ａは、次いで、持上げ構造８および／または主構造１に結合される。

そして、付加的なモジュール３ｂが、好適には最終的な設置範囲９に提供され、最終的な位置へ持ち上げられ、持上げ構造８および／または主構造１および／または他の隣接するモジュール３ａに結合される。

モジュールを提供し、持ち上げ、結合することは、永久的な持上げ構造８に結合される全てのモジュールが据え付けられるまで繰り返される（図２０）。

図２１は、第３の実施の形態の方法により建設されたボイラの一例を示している。この場合、永久的な持上げ構造８は、取り外されていないため、図示されている。

この方法によれば、ボイラの上側部分に据え付けられるモジュールは、最初に据え付けられ、ボイラの下側部分に据え付けられるモジュールは、最後に据え付けられる。

モジュール
図２３および図２４は、モジュール３の例を示している。ボイラを建設するためのモジュール３は、配管および／または断熱材および／または補助装置および／またはケーブルトレーおよび／またはダクト（例えば煙道ガスダクトのセクションなど）および／または格子および／または手すりおよび／または配管支持体および／または電気機器を含む。

したがって、モジュールは、管状の熱交換面を有さないまたは少なくとも管状の熱交換面の主構成部材または部品を有さない。

言い換えれば、モジュール３は、好適にはボイラの全セクションを含んでいるので、モジュールに含まれていない付加的な構成部材の据付は必要ない。もちろん、様々なモジュール３またはモジュール３の構成部材と、管状の交換面４ａ〜４ｄとの相互結合が可能であり、場合によっては、必要とされる。

モジュール３におけるまたはモジュール３の間の幾つかの小さな構成部材が、モジュール３の据付後に据え付けられなければならないということもあり得る。

有利には、モジュール３は、固定された独立した構造であっても、そうでなくてもよい。固定された独立したモジュールは、ボイラに据え付けられたときに互いに結合されないモジュール（例えば例３のようなモジュール）であり、非固定の独立したモジュールは、ボイラに据え付けられたときに互いに結合されるモジュール（例えば例１および例２のようなモジュール）である。

図２３は、断熱材２１と、他の煙道ガスダクトセクションへの結合のためのフランジ２２と、永久的な持上げ構造８への結合のためのフランジ２３とを備えた煙道ガスダクト２０のセクションを有するモジュール３の一例を示している。この種のモジュールは、好適には、上述の方法の第３の実施の形態における持上げ構造８に関連して使用される。

加えて、モジュールには、少なくとも他のモジュール３のモジュール構造２４に結合可能なモジュール構造２４を設けることもできる。

図２４は、このようなモジュールの一例を示しており、図２４もまた、断熱材２１と、他の煙道ガスダクトセクションへの結合のためのフランジ２２と、他のモジュール構造２４または主構造１に結合することができるモジュール構造２４とを備える煙道ガスダクトセクション２０の一例を示している。この種のモジュールは、好適には、上述の実施の形態の第１および第２の方法による永久的な持上げ構造なしで使用される。

当然、前記特徴は互いに独立して提供されてもよい。

実際には、使用材料および寸法は、必要性および技術水準に応じて任意に選択することができる。

１ 主構造
３，３ａ，３ｂ，３ｃ 予め組み立てられたモジュール
４ａ エコノマイザ
４ｂ 再熱器
４ｃ 過熱器
４ｄ 蒸発壁
５ 主構造の設置範囲
６ ボイラの設置範囲
７ ストランドジャッキ
８ 持上げ構造
９ モジュールの最終的な設置範囲
１１ 屋根
１３ａ 持上げタワー
１３ｂ ブリッジ
１４ キャリヤ
１５ ボイラ
２０ 煙道ガスダクト
２１ 断熱材
２２ フランジ
２３ フランジ
２４ モジュール構造
２５ スペース
Ｈ 高さ

Claims (15)

1. 主構造（１）を建設することを含む、ボイラ（１５）を建設する方法において、ボイラセクションを形成する予め組み立てられるモジュール（３）を提供し、該モジュール（３）を前記主構造（１）の外側に据え付けることを特徴とする、方法。
2. 前記モジュール（３）を地上で予め組み立てる、請求項１記載の方法。
3. 前記モジュールを前記ボイラ（１５）の最終的な設置範囲（６）の外側で予め組み立てる、請求項１記載の方法。
4. 前記モジュール（３）を前記主構造（１）の建設中に予め組み立てる、請求項１記載の方法。
5. 前記モジュール（３）を前記主構造（１）の外側に据え付けることが、前記モジュール（３）を１つまたは複数の他のモジュールおよび／または前記主構造（１）および／または永久的な持上げ構造に結合することを含む、請求項１記載の方法。
6. 前記モジュール（３）を前記主構造（１）の外側に据え付けることが、
   ａ）モジュール（３ａ）を提供し、
   ｂ）該モジュール（３ａ）の下側に付加的なモジュール（３ｂ）を位置決めするために十分に大きな高さだけ前記モジュール（３ａ）を持ち上げ、
   ｃ）付加的なモジュール（３ｂ）を提供し、
   ｄ）前記モジュール（３ａ）を前記付加的なモジュール（３ｂ）の上側に位置決めし、
   ｅ）前記モジュール（３ａ）と前記付加的なモジュール（３ｂ）とを結合し、モジュールのグループを形成し、
   ｆ）該モジュールのグループの下側に付加的なモジュール（３ｃ）を位置決めするために十分に大きな高さだけ前記モジュールのグループを持ち上げ、
   ｇ）付加的なモジュール（３ｃ）を提供し、
   ｈ）前記モジュールのグループを前記付加的なモジュール（３ｃ）の上側に位置決めし、
   ｉ）該付加的なモジュール（３ｃ）と、前記モジュールのグループとを結合し、
   ｊ）前記モジュールのグループに結合される全てのモジュールが据え付けられるまで、ステップｆ）、ｇ）、ｈ）およびｉ）を繰り返す、
   請求項１記載の方法。
7. ステップｂ）およびｆ）の間、最も高いモジュールサイズに合わせて高さが調節されている持上げ構造を使用する、請求項６記載の方法。
8. ステップａ）、ｃ）およびｇ）の間、前記モジュールが最終的な設置範囲に提供される、請求項６記載の方法。
9. 前記モジュール（３）を前記主構造（１）の外側に据え付けることが、
   ａ）モジュール（３ａ）を提供し、
   ｂ）該モジュール（３ａ）の脇に付加的なモジュール（３ｂ）を提供し、
   ｃ）該付加的なモジュール（３ｂ）を持ち上げ、該付加的なモジュール（３ｂ）を前記モジュール（３ａ）の上側に結合し、モジュールのグループを形成し、
   ｄ）該モジュールのグループの脇に付加的なモジュール（３ｃ）を提供し、
   ｅ）該付加的なモジュール（３ｃ）を持ち上げ、該付加的なモジュール（３ｃ）を前記モジュールのグループの上側に結合し、
   ｆ）前記モジュールのグループに結合される全てのモジュールが据え付けられるまで、ステップｄ）およびｅ）を繰り返す、ことを含む、請求項１記載の方法。
10. ステップｃ）およびｅ）の間、高さが前記主構造（１）と同じ高さである持上げ構造を使用する、請求項９記載の方法。
11. ステップａ）の間、前記モジュールを最終的な設置範囲に提供する、請求項９記載の方法。
12. 前記モジュール（３）を前記主構造（１）の外側に据え付けることが、
    ａ）永久的な持上げ構造（８）を前記主構造（１）に隣接して提供し、
    ｂ）モジュール（３ａ）を提供し、
    ｃ）該モジュール（３ａ）を最終位置へ持ち上げ
    ｄ）該モジュール（３ａ）を少なくとも前記永久的な持上げ構造（８）に結合し、
    ｅ）付加的なモジュール（３ｂ）を提供し、
    ｆ）該付加的なモジュール（３ｂ）を最終位置へ持ち上げ、
    ｇ）該付加的なモジュール（３ｂ）を少なくとも前記永久的な持上げ構造（８）に結合し、
    ｈ）前記永久的な持上げ構造に結合される全てのモジュールが据え付けられるまで、ステップｅ）、ｆ）およびｇ）を繰り返すことを含む、請求項１記載の方法。
13. 配管および／または断熱材および／または補助装置および／またはケーブルトレーおよび／またはダクトおよび／または格子および／または手すりおよび／または配管支持体および／または電気機器を含むことを特徴とする、ボイラ（１５）を建設するための予め組み立てられたモジュール（３）。
14. モジュール構造（２４）をさらに備え、該モジュール構造（２４）は、少なくとも、他のモジュール（３）のモジュール構造（２４）に結合可能である、請求項１３記載のモジュール（３）。
15. 主構造（１）と、
    該主構造（１）に結合された管状の熱交換面（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）とを備えるボイラ（１５）において、
    前記主構造（１）の外側に結合された予め組み立てられたモジュール（３）を備えることを特徴とする、ボイラ（１５）。

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