JP2019138378A - 配管被覆構造及び配管被覆構造の施工方法 - Google Patents

配管被覆構造及び配管被覆構造の施工方法 Download PDF

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Abstract

【課題】配管の表面に被覆された防露材に不燃性塗料を塗布する際に、不燃性塗料の剥離やひび割れをなくし、防火性能を維持可能にする。【解決手段】一実施形態に係る配管被覆構造は、冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材と、前記防露材の表面に被覆される第1網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材と、前記第1網目状部材の表面に不燃性塗料が塗布されることで形成される被覆層と、を備える。【選択図】図1

Description

本開示は、配管被覆構造及び該配管被覆構造の施工方法に関する。
発電所等の冷却水配管の表面には、結露を防止するため防露材が被覆されている。一般的に、防露材は、結露防止の観点から、断熱性及び密封性に優れた材料(例えば、ウレタン、発泡ポリウレタン等)が用いられる。他方、火災防護の観点から、不燃性が求められ、建築基準法では、不燃材料を用いることが定められている。
特許文献1には、防露材の表面をアルミニウム合金等の防火性能が高い金属板で覆うことで、防露材の分解及び焼損を防ぐ構成が開示されている。
特開2015−175506号公報
特許文献1に開示された防火方法は、配管の周囲を金属板で覆う作業が容易ではなく、かつ高コストとなる。特に、Y型配管などの複数な形状を有する配管への施工は困難である。
また、水性エマルジョン樹脂、水ガラス、ケイ酸マグネシウム等を主体とする高粘性鉱物を組み合わせた不燃性塗料を防露材に塗布する方法が考えられるが、塗布面積が広いと、均一な塗布が難しく、含水率のバラツキなどにより乾燥時に剥離やひび割れが生じる、等の問題がある。
一実施形態は、配管の表面に被覆された防露材に不燃性塗料を塗布する際の上記問題を解消し、不燃性塗料の剥離やひび割れをなくし、防火性能を保持可能にすることを目的とする。
(1)一実施形態に係る配管被覆構造は、
冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材と、
前記防露材の表面に被覆される第1網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材と、
前記第1網目状部材の表面に不燃性塗料が塗布されることで形成される被覆層と、
を備える。
上記(1)の構成によれば、第1網目状部材は変形性に富むので、配管表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第1網目状部材は熱伝導性材料で形成されるため、第1網目状部材を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材が局所的に高温になることがない。従って、防露材の耐熱性能を向上できる。また、第1網目状部材の表面に不燃性塗料からなる被覆層が施されるので、耐火性能を向上できると共に、該被覆層は第1網目状部材及び防露材の表面に付着することで、接着力が増大するので、第1網目状部材や防露材表面からの被覆層の剥離を抑制できる。さらに、不燃性塗料からなる被覆層は第1網目状部材によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続できる。
(2)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記第1網目状部材は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなる。
上記(2)の構成によれば、第1網目状部材が熱伝導性が高くかつ高剛性を有する金属製の網糸で構成されるため、耐熱性能及び耐久性能を向上できる。
(3)一実施形態では、前記(1)の構成において、
前記第1網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
ここで「格子状」と「メッシュ状」とは、主として第1網目状部材の目開きが異なることで区別され、「メッシュ状」は目開きが「格子状」より細かいことを意味する。例えば、「メッシュ状」の第1網目状部材の目開きは数μmから数mmの範囲であり、「格子状」の第1網目状部材の目開きは数mm〜数百mmの範囲である。
上記(3)の構成によれば、第1網目状部材として熱伝導率が高いカーボンファイバを用いるため、耐熱性能をさらに向上できる。また、第1網目状部材がカーボンファイバがメッシュ状に織られるカーボンファイバシートで構成されるため、不燃性塗料からなる被覆層は第1網目状部材によってさらに細い領域に分割されるので、第1網目状部材に対する接着力が増し、剥離及びひび割れを抑制できる。
(4)一実施形態では、前記(3)の構成において、
前記カーボンファイバシートは、伸張された状態で前記防露材の表面に被覆される。
上記(4)の構成によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。
(5)一実施形態では、前記(1)〜(4)の何れかの構成において、
前記第1網目状部材の表面に被覆される第2網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第2網目状部材をさらに備え、
前記第2網目状部材の網目の目開きの大きさは、前記第1網目状部材の網目の目開きの大きさよりも小さい。
上記(5)の構成によれば、第1網目状部材及び第1網目状部材の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第1網目状部材より目開きが細かい上記第2網目状部材をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層を第2網目状部材で保護することができる。また、第2網目状部材の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材の耐火性能をさらに向上でき、防露材の燃焼を抑制できる。
(6)一実施形態では、前記(1)〜(5)の何れかの構成において、
前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
上記(6)の構成によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。
(7)一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法は、
冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材の表面に、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材を被覆する第1ステップと、
前記第1網目状部材の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層を形成する第2ステップと、
を備える。
上記(7)の方法によれば、第1網目状部材は変形性に富むので、配管表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第1網目状部材は熱伝導性材料で形成されるため、第1網目状部材を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材が局所的に高温になることがない。従って、防露材の耐熱性能を向上できる。また、第1網目状部材の表面に不燃性塗料からなる被覆層が施されるので、耐火性能を向上できると共に、該被覆層は第1網目状部材及び防露材の表面に付着することで、接着力が増大するので、第1網目状部材や防露材表面からの被覆層の剥離を抑制できる。さらに、不燃性塗料からなる被覆層は第1網目状部材によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続できる。
(8)一実施形態では、前記(7)の構成において、
前記第1網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、
前記第1ステップでは、伸張された状態の前記カーボンファイバシートを前記防露材の表面に被覆する。
上記(8)の方法によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。
(9)一実施形態では、前記(7)又は(8)の方法において、
前記第2ステップの後に、前記第1網目状部材の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが前記第1網目状部材より小さい第2網目状部材を被覆する第3ステップをさらに備える。
上記(9)の方法によれば、第1網目状部材及び第1網目状部材の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第1網目状部材より網目の目開きの大きさが小さい上記第2網目状部材をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層を第2網目状部材で保護することができる。また、第2網目状部材の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材の耐火性能をさらに向上でき、防露材の燃焼を抑制できる。
(10)一実施形態では、前記(7)〜(9)の何れかの方法において、
前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
上記(10)の方法によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。
幾つかの実施形態によれば、冷却流体が流れる配管の表面に被覆された防露材に第1網目状部材及び不燃性塗料からなる被覆層を設けることで、防露材の耐熱性能及び耐火性能を向上できると共に、該被覆層の剥離やひび割れを抑制して、耐火性能を長期間持続できる。
一実施形態に係る配管被覆構造を示す斜視図である。 一実施形態に係る配管被覆構造を示す斜視図である。 一実施形態に係る配管被覆部の断面図である。 一実施形態に係る第1網目状部材の平面図である。 網目状部材の分類を説明するための説明図である。 一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法を示す工程図である。
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示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。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
また例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
図1及び図2は幾つかの実施形態に係る配管被覆構造10(10A、10B)を示す。
図1及び図2において、冷却流体が流れる配管12の外表面は該冷却流体によって冷されるため、結露が生じやすい。そのため、配管12の表面に防露材14が被覆される。防露材14は、断熱性及び密封性が優れた、例えば、ウレタン、発泡ポリウレタン等の材料で構成される。他方、防露材14は、火災防護上の観点から建築基準法では不燃性が求められている。
図1及び図2に示すように、防露材14の表面に第1網目状部材16(16a、16b)が被覆される。第1網目状部材16は、例えば、金属などの熱伝導性材料で構成される。さらに、第1網目状部材16の表面に不燃性塗料が塗布され、不燃性塗料からなる被覆層18が形成される。
なお、図1及び図2では、被覆層18が第1網目状部材16の1つの網目内のみに存在するように図示されているが、被覆層18は第1網目状部材16のすべての網目に存在する。
上記構成によれば、第1網目状部材16は変形性に富むので、配管12の表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第1網目状部材16は熱伝導性材料で形成されるため、第1網目状部材16を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材14が局所的に高温になることがない。従って、防露材14の耐熱性能を向上できる。また、第1網目状部材16の表面に不燃性塗料からなる被覆層18が施されるので、耐火性能を向上できると共に、被覆層18は第1網目状部材16及び防露材14の表面に付着することで、接着力が増大するので、第1網目状部材16や防露材表面からの被覆層18の剥離を抑制できる。さらに、被覆層18は第1網目状部材16によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続でき、建築基準法を満たす不燃性能を得ることができる。
一実施形態では、不燃性塗料として例えばガラス塗料が用いられる。また、配管12を流れる冷却流体は、例えば、液体又は気体の冷却流体であり、液体の場合、例えば冷却水である。
図3は、一実施形態に係る被覆層18の断面図であって、図1中のA―A線に沿う断面図である。
図3に示すように、不燃性塗料は第1網目状部材16の間に塗布されて被覆層18を形成する。被覆層18は、第1網目状部材16の網目間に形成される凹部に溜まり、第1網目状部材16及び防露材14に付着することで接着力を増大でき、剥離を抑制できる。また、被覆層18は第1網目状部材16の網目毎に分割されることで、塗布ムラによるひび割れを抑制できる。被覆層18’のように、被覆層の高さが第1網目状部材16の高さを超え、第1網目状部材16の網目を超えて一体となった場合でも、被覆層18の第1網目状部材16及び防露材14に対する接着力は低下しない。
一実施形態では、図1に示すように、第1網目状部材16(16a)は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなる。第1網目状部材16は、例えばステンレス鋼で構成される。
この実施形態によれば、第1網目状部材16(16a)が熱伝導性が高くかつ高剛性を有する金属製の網糸で構成されるため、耐熱性能及び耐久性能を向上できる。
一実施形態では、図2に示すように、第1網目状部材16(16b)は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
本明細書において、「格子状」と「メッシュ状」とを次のように区別して定義する。図5に示すように、「格子状」と「メッシュ状」とは、主として第1網目状部材16の網目の目開きMの大きさが異なることで区別される。即ち、「メッシュ状」は「格子状」より網目の目開きMが小さいことを意味する。例えば、「メッシュ状」の目開きの大きさは数μm〜数mmの範囲であり、「格子状」の目開きの大きさは数mm〜数百mmの範囲である。
この実施形態によれば、第1網目状部材16(16b)として熱伝導率が高いカーボンファイバを用いるため、耐熱性能をさらに向上できる。また、第1網目状部材16(16b)がカーボンファイバが網目の目開きが細かいメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートで構成されるため、不燃性塗料からなる被覆層18の第1網目状部材16や防露材14の表面に対する付着力をさらに向上できる。
一実施形態では、図4に示すように、カーボンファイバシートで構成される第1網目状部材16(16b)は、伸張された状態で防露材14の表面に被覆される。
この実施形態によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材14の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの付着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。
図4において、カーボンファイバシートで構成される第1網目状部材16(16b)に対し、両側から引張力fを加えることで、カーボンファイバシートを伸張でき、網目の目開きMを広げることができる。従って、網目の目開きMが小さいカーボンファイバシートを製造し、配管12への施工時にカーボンファイバシートを伸張して防露材14の表面に装着することで、目開きMを大きくできる。
このように、配管12への施工時にカーボンファイバシートを伸張することで、目開きMの大きさを調整できる。
一実施形態では、図2に示すように、防露材14の表面に被覆された第1網目状部材16(16a、16b)の表面及び第1網目状部材16の表面に塗布された不燃性塗料にさらに第2網目状部材20が被覆される。第2網目状部材20は、第1網目状部材16と同様に、熱伝導性材料から形成される。第2網目状部材20の網目の目開きの大きさは、第1網目状部材16の網目の目開きの大きさよりも小さい。
この実施形態によれば、第1網目状部材16及び第1網目状部材16の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第1網目状部材16より目開きが細かい第2網目状部材20をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層18を第2網目状部材20で保護することができる。また、第2網目状部材20の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材14の耐火性能をさらに向上でき、防露材14の燃焼を抑制できる。
一実施形態では、第1網目状部材16は金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなり、第2網目状部材20は金属製の網糸がメッシュ状に配列されてなる金属製ネットからなる。
この実施形態によれば、第1網目状部材16及び第2網目状部材20ともに金属製の網糸で構成されるため、防露材14の耐熱性能及び耐久性能をさらに向上できる。また、第2網目状部材20によって被覆層18の保護を強化できると共に、被覆層18の剥離及びひび割れを抑制できる。
一実施形態では、第1網目状部材16は金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなり、第2網目状部材20はカーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。
この実施形態によれば、第1網目状部材16によって防露材14の耐熱性能及び耐久性能を高めることができると共に、被覆層18を第2網目状部材20で保護することができる。また、第2網目状部材20の配置によって被覆層18の剥離及びひび割れを抑制できる。
一実施形態では、第1網目状部材16及び第2網目状部材20はカーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、第2網目状部材20は、第1網目状部材16より網目の目開きの大きさが第1網目状部材16より小さい。
この実施形態によれば、防露材14の耐熱性能及び耐火性能を高めることができると共に、第2網目状部材20によって被覆層18を保護できる。また、第2網目状部材20の配置によって被覆層18の剥離及びひび割れを抑制できる。
なお、図2に示すように、第1網目状部材16及び第2網目状部材20を備える実施形態において、第2網目状部材20の表面にさらに不燃性塗料を塗布した被覆層を形成するようにしてもよい。
これによって、防露材14の耐火性能をさらに高めることができる。
一実施形態では、第1網目状部材16及び第2網目状部材20は、熱伝導度が10W/m・K以上である材料で構成される。
これによって、防露材14からの熱の放散を促進でき、局所的熱滞留による高温上昇及び防露材14の発火を抑制できる。
一実施形態では、配管12が原子力又は火力等の発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
この実施形態によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材14の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層18の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。
一実施形態に係る配管被覆構造の施工方法は、図6に示すように、冷却流体が流れる配管12の外表面に被覆された防露材14の表面に、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材16を被覆する(第1ステップS10)。次に、第1網目状部材16の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層18を形成する(第2ステップS12)。
上記方法によれば、第1網目状部材16は変形性に富むので、配管12の表面に容易に取り付けられ、複雑な形状の配管に対しても施工が可能である。また、第1網目状部材16は熱伝導性材料で形成されるため、第1網目状部材16を伝って熱が放散し、熱が滞留しないため、防露材14が局所的に高温になることがない。従って、防露材14の耐熱性能を向上できる。また、第1網目状部材16の表面に不燃性塗料からなる被覆層18が施されるので、耐火性能を向上できると共に、被覆層18は第1網目状部材16及び防露材14の表面に付着することで、接着力が増大するので、第1網目状部材16や防露材表面からの被覆層18の剥離を抑制できる。さらに、被覆層18は第1網目状部材16によって多数の狭い領域に分割されるので、塗布の不均一に起因したひび割れを抑制できる。これによって、耐火性能を長期に持続でき、建築基準法を満たす不燃性能を得ることができる。
一実施形態では、第1網目状部材16は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなる。第1ステップS10では、伸張された状態のカーボンファイバシートを防露材14の表面に被覆する。
この実施形態によれば、カーボンファイバシートが伸張された状態で防露材14の表面に被覆されるため、防露材表面に対するカーボンファイバの接着力を高めることができると共に、複雑な形状の配管への施工であっても、カーボンファイバシートを配管表面に密着して被覆できる。
一実施形態では、第2ステップS12の後に、第1網目状部材16の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが第1網目状部材16より小さい第2網目状部材20を被覆する(第3ステップS14)。
この実施形態によれば、第1網目状部材16及び第1網目状部材16の表面に塗布された不燃性塗料の外側に、第1網目状部材より網目の目開きの大きさが小さい第2網目状部材20をさらに被覆するので、不燃性塗料からなる被覆層18を第2網目状部材20で保護することができる。また、第2網目状部材20の配置によって熱の伝搬を促進できるため、防露材14の耐火性能をさらに向上でき、防露材14の燃焼を抑制できる。
一実施形態では、配管12が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなる。
この実施形態によれば、発電プラントに配置される冷却系配管に被覆された防露材14の耐熱性能及び耐火性能を高め、かつ不燃性塗料からなる被覆層18の剥離及びひび割れを抑制して耐火性能を長期に持続できる。
幾つかの実施形態によれば、配管の表面に被覆された防露材に不燃性塗料を塗布する際に、不燃性塗料の剥離やひび割れをなくし、防火性能を長期に保持できる。例えば、原子力発電プラント、火力発電プラント等の発電プラントにおいて、冷却水などの冷却流体が流れる配管などに適用可能である。
10(10A、10B) 配管被覆構造
12 配管
14 防露材
16(16a、16b) 第1網目状部材
18、18’ 被覆層
20 第2網目状部材
M 目開き
f 引張力

Claims (10)

  1. 冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材と、
    前記防露材の表面に被覆される第1網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材と、
    前記第1網目状部材の表面に不燃性塗料が塗布されることで形成される被覆層と、
    を備えることを特徴とする配管被覆構造。
  2. 前記第1網目状部材は、金属製の網糸が格子状に配列されてなる金属製ネットからなることを特徴とする請求項1に記載の配管被覆構造。
  3. 前記第1網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなることを特徴とする請求項1に記載の配管被覆構造。
  4. 前記カーボンファイバシートは、伸張された状態で前記防露材の表面に被覆されることを特徴とする請求項3に記載の配管被覆構造。
  5. 前記第1網目状部材の表面に被覆される第2網目状部材であって、熱伝導性材料から形成される第2網目状部材をさらに備え、
    前記第2網目状部材の網目の目開きの大きさは、前記第1網目状部材の網目の目開きの大きさよりも小さいことを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の配管被覆構造。
  6. 前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の配管被覆構造。
  7. 冷却流体が流れる配管の外表面に被覆された防露材の表面に、熱伝導性材料から形成される第1網目状部材を被覆する第1ステップと、
    前記第1網目状部材の表面に不燃性塗料を塗布することで被覆層を形成する第2ステップと、
    を備えることを特徴とする配管被覆構造の施工方法。
  8. 前記第1網目状部材は、カーボンファイバがメッシュ状に織られることで形成されたカーボンファイバシートからなり、
    前記第1ステップでは、伸張された状態の前記カーボンファイバシートを前記防露材の表面に被覆することを特徴とする請求項7に記載の配管被覆構造の施工方法。
  9. 前記第2ステップの後に、前記第1網目状部材の表面に熱伝導性材料から形成され、網目の目開きの大きさが前記第1網目状部材より小さい第2網目状部材を被覆する第3ステップをさらに備えることを特徴とする請求項7又は8に記載の配管被覆構造の施工方法。
  10. 前記配管が、発電プラントに配置される、冷却水が流れる冷却系配管からなることを特徴とする請求項7乃至9の何れか1項に記載の配管被覆構造の施工方法。
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