JP2020139692A - 金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法 - Google Patents

Abstract

【課題】作業対象領域で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制し、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることを目的とする。【解決手段】配管冷却構造１は、作業対象領域Ａ１を有し流体を仕切る配管２と、配管２の作業対象領域Ａ１と隣接する隣接領域Ａ２を冷却空気で強制冷却する冷却装置３と、を備えている。冷却装置３は、作業対象領域Ａ１での作業時に、作業対象領域Ａ１を冷却流体で強制冷却しない。また、冷却装置３は、冷却空気を隣接領域Ａ２へ供給する第１ダクト５を有している。第１ダクト５には、配管２に沿って冷却空気が流通するように冷却空気を吹出す第１吹出口１０が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法に関するものである。

例えば、火力発電プラントでは、ボイラで加熱された水蒸気を蒸気タービンに搬送する配管が多数配置されている。この配管は、金属配管であり、内部に高温で高圧の水蒸気が流動することから、この水蒸気により加熱された高温状態の環境下にある。このような金属配管に対して、検査や工事等の作業を行う場合には、検査または工事等を行う領域を、検査または工事可能な温度まで冷却する必要がある。

金属配管を冷却する手法として、例えば特許文献１の手法が知られている。特許文献１には、円筒状の配管の周方向全域に亘って形成された溶接部を冷却する冷却構造が記載されている。この冷却構造では、配管を被覆する断熱材が、溶接部及び溶接部の近傍において除去され、溶接部を取り囲むように空間が形成されている。また、空間の半径方向外側方向は、配管の外周面から半径方向外側に所定の距離だけ離間する第１断熱材で塞がれている。第１断熱材には、空間に連通する流入孔及び排出孔が形成されている。排出孔は、溶接部を基準として、流入孔と反対側に設けられている。この冷却構造では、流入孔から空間に流入した冷却空気の主流は、配管の外周面に沿うように流れ、そのまま溶接部に到達する。溶接部に到達した冷却空気の主流は、その勢いのまま溶接部を通過し、排出孔から空間の外部へと排出される。

特開２０１８−１７３１１３号公報

しかしながら、特許文献１の構造は、流入孔から流入した冷却空気の主流が、冷却対象である溶接部を通過して、排出孔から排出される。したがって、検査または工事等の作業を行う領域（以下、「作業対象領域」という。）を冷却するために、特許文献１の構造を適用した場合には、作業対象領域を通過させるように冷却空気を流通させることとなる。
しかしながら、作業対象領域を通過させるように冷却空気を流通させる場合には、冷却空気が作業の妨げとなり、作業性が低下する可能性があった。

また、冷却空気が作業の妨げとなる場合には、作業時には冷却空気を停止させる必要がある。このため、冷却空気で作業対象領域を冷却しながら作業を行うことができない場合がある。したがって、金属配管の作業対象領域を作業可能な温度まで冷却したとしても、金属壁部の作業対象領域以外の領域の温度が高い場合には、当該高温領域から作業対象領域へ熱が伝達・伝導される。これにより、作業対象領域が加熱され、作業対象領域の温度が再度作業可能な温度を超えてしまう可能性がある。このような場合には、再度作業対象領域を冷却する必要があり、作業性が悪化する可能性があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、作業対象領域で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制し、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、作業対象領域へ隣接領域を介して伝達・伝導する熱を低減することで、作業対象領域の昇温を抑制し、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法は以下の手段を採用する。
本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、作業対象領域を有し、流体を仕切る金属壁部と、前記金属壁部の前記作業対象領域と隣接する隣接領域を冷却流体で強制冷却する冷却装置と、を備え、前記冷却装置は、前記作業対象領域での作業時に、前記作業対象領域を前記冷却流体で強制冷却しない。

上記構成では、冷却装置が作業対象領域を冷却流体で強制冷却せずに、隣接領域を冷却流体で強制冷却している。これにより、作業対象領域には冷却流体が流通しないので、作業対象領域で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制することができる。したがって、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる。
また、作業対象領域で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制することができるので、金属壁部（詳細には、金属壁部の隣接領域）を冷却流体で冷却しながら、作業領域で作業を行うことができる。これにより、金属壁部の隣接領域以外の領域（隣接領域の作業対象領域とは反対側で隣接する領域）から、作業対象領域へ隣接領域を介して伝達・伝導する熱を低減することができる。したがって、作業対象領域の昇温を抑制することができるので、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる。
なお、強制冷却する方法とは、例えば、冷却用ガスを冷却対象領域（上記構成では隣接領域）に沿って流通させる冷却方法や、内部に冷却水が流通する冷却水配管を、冷却対象領域にヒートシンクを介して巻き付ける冷却方法が挙げられる。
また、冷却装置は、作業時以外に作業対象領域を冷却流体で強制冷却してもよく、作業時以外に作業対象領域を冷却流体で強制冷却しなくてもよい。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記冷却流体は、冷却用ガスであって、前記冷却装置は、冷却用ガス供給部から供給された前記冷却用ガスを前記隣接領域へ供給する第１ダクトを有し、前記第１ダクトには、前記金属壁部に沿って前記冷却用ガスが流通するように前記冷却用ガスを吹出す第１吹出口が形成されていてもよい。

上記構成では、冷却装置は、冷却用ガス供給部から供給された冷却用ガスを隣接領域へ供給する第１ダクトを有している。これにより、冷却用ガス供給装置から隣接領域へと確実に冷却用ガスを供給することができる。
また、第１ダクトには、金属壁部に沿って冷却用ガスが流通するように冷却用ガスを吹出す第１吹出口が形成されている。これにより、隣接領域に沿って冷却用ガスを流通させることができる。したがって、隣接領域を局所的に冷却することができる。このように、隣接領域を局所的に冷却することができるので、少ない冷却用ガス量で隣接領域の冷却を行うことができる。また、第１ダクトを介して冷却用ガスを吹出しているので、吹出された冷却用ガスの流速を速くすることができる。よって、冷却用ガスによって、迅速に隣接領域を冷却することができる。このように、少ない量で迅速に隣接領域を冷却することができるので、効率的に隣接領域を冷却することができる。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記第１ダクトは、前記金属壁部に沿って移動可能とされていてもよい。

上記構成では、第１ダクトが金属壁部に沿って移動可能とされている。隣接領域と作業対象領域とは隣接しているので、第１ダクトを移動させることで、冷却装置が作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態と、冷却装置が隣接領域へ冷却用ガスを供給する状態とを切り換えることができる。したがって、作業対象領域で作業を行っていない際には、冷却装置が作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態とすることができる。このような状態とすることで、作業対象領域を冷却用ガスで冷却することができるので、作業対象領域を冷却用ガスで効率的に冷却することができる。
また、作業時には、冷却装置が隣接領域へ冷却用ガスを供給する状態とすることで、作業対象領域には冷却用ガスが流通しないため、冷却用ガスの影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記冷却装置は、冷却用ガス供給部から供給された前記冷却用ガスを前記作業対象領域へ供給する第２ダクトを有し、前記第２ダクトには、前記金属壁部に沿って前記冷却用ガスが流通するように前記冷却用ガスを吹出す第２吹出口が形成されていて、前記冷却装置は、前記第２吹出口からの前記冷却用ガスの吹出しを停止可能とされていてもよい。

上記構成では、冷却装置が、冷却用ガスを作業対象領域へ供給する第２ダクトを有し、第２ダクトに形成された第２吹出口からの冷却用ガスの吹出しを停止可能とされている。これにより、第２吹出口から冷却用ガスを吹出したり、第２吹出口からの冷却用ガスの吹出しを停止したりすることで、作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態と、作業対象領域へ冷却用ガスを供給しない状態とを切り換えることができる。したがって、作業対象領域で作業を行っていない際には、冷却装置が作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態とすることができる。このような状態とすることで、作業対象領域を冷却用ガスで冷却することができるので、作業対象領域を冷却用ガスで効率的に冷却することができる。
また、作業時には、作業対象領域へ冷却用ガスを供給しない状態とすることで、作業対象領域には冷却用ガスが流通しないため、冷却用ガスの影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記第１ダクトは、前記隣接領域と前記作業対象領域との境界を基準として前記隣接領域側に設けられ、前記境界の方向へ前記冷却用ガスを吹出し、前記境界に設置可能であって、前記冷却用ガスを遮蔽する遮蔽部をさらに備えていてもよい。

上記構成では、境界に設置可能であって、冷却用ガスを遮蔽する遮蔽部を備えている。また、第１ダクトが、隣接領域と作業対象領域との境界を基準として隣接領域側に設けられ、境界の方向へ冷却用ガスを吹出している。これにより、遮蔽部が設けられていない場合には、第１ダクトから吹出された冷却用ガスが境界を通過して、作業対象領域に至る。また、遮蔽部が設けられている場合には、第１ダクトから吹出された冷却用ガスが遮蔽部によって遮蔽されるので、第１ダクトから吹出された冷却用ガスが作業対象領域に至らない。このように、遮蔽部を境界に設けるか否かによって、作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態と、冷却装置が隣接領域へ冷却用ガスを供給する状態とを切り換えることができる。したがって、作業対象領域で作業を行っていない際には、冷却装置が作業対象領域へ冷却用ガスを供給する状態とすることができる。このような状態とすることで、作業対象領域を冷却用ガスで冷却することができるので、作業対象領域を冷却用ガスで効率的に冷却することができる。
また、作業時には、遮蔽部を設け、冷却装置が隣接領域へ冷却用ガスを供給する状態とすることで、作業対象領域には冷却用ガスが流通しないため、冷却用ガスの影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記冷却装置は、前記隣接領域へ水を供給する水供給部を備えていてもよい。

上記構成では、冷却装置が隣接領域へ水を供給する水供給部を備えている。これにより、第１吹出口１０から吹出される冷却用ガスによって、水供供給部から供給された水が蒸発する。したがって、蒸発潜熱によって隣接領域をより迅速に冷却することができる。

また、本発明の一態様に係る金属壁部の冷却構造は、前記冷却流体は、冷却水であって、前記冷却装置は、前記隣接領域に沿って設けられ、内部に前記冷却水が流通する冷却水配管を有し、前記隣接領域と前記冷却水配管とは熱的に接触していてもよい。

上記構成では、冷却装置が、隣接領域に沿って設けられ内部に冷却水が流通する冷却水配管を有し、隣接領域と冷却水配管とが熱的に接触している。これにより、冷却水配管の内部を流通する冷却水と、金属壁部の隣接領域とが熱交換する。したがって、冷却水によって隣接領域を冷却することができる。よって、液冷却することができるので、より効率的に隣接領域を冷却することができる。

本発明の一態様に係る金属壁部の冷却方法は、作業対象領域を有し、流体を仕切る金属壁部の冷却方法であって、前記作業対象領域での作業時に、冷却装置からの冷却流体によって前記金属壁部の前記作業対象領域と隣接する隣接領域を強制冷却する作業時冷却工程を備え、前記作業時冷却工程では、前記作業対象領域を前記冷却流体で強制冷却しない。

本発明によれば、作業対象領域で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制し、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる。
また、本発明によれば、作業対象領域へ隣接領域を介して伝達・伝導する熱を低減することで、作業対象領域の昇温を抑制し、作業対象領域で行う作業の作業性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。 図１の配管冷却構造の斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る配管冷却方法における第１冷却工程を示す縦断面図である。 本発明の第２実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。 本発明の第４実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。 本発明の第５実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。 本発明の第６実施形態に係る配管冷却構造を示す縦断面図である。

以下に、本発明に係る金属壁部の冷却構造及び金属壁部の冷却方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態について、図１から図３を用いて説明する。
本実施形態に係る配管冷却構造（金属壁部の冷却構造）１は、冷却対象となる配管（金属壁部）２と、冷却空気（冷却用ガス）で配管２を部分的に冷却する冷却装置３と、を備えている。
本実施形態に係る配管冷却構造１における配管２は、例えば、火力発電プラントにて、ボイラで加熱された水蒸気を蒸気タービンに搬送する金属製の配管２であって、内部を流通する高温高圧の水蒸気（流体）により加熱された状態にある。内部を流通する水蒸気の温度は５００℃以上７００℃以下であるため、内部を水蒸気が流通する状態において、配管２の温度は略５００度程度となる。

また、配管２は、中心軸線Ｃ１が所定の方向に沿って延びる円管とされている。配管２の外周面２ａは、配管２内を流通する蒸気の温度低下を抑制するために断熱材４で覆われている。また、配管２は、検査、補修または工事等の作業を行う領域（以下、「作業対象領域Ａ１」という。）と、作業対象領域Ａ１と隣接する領域である隣接領域Ａ２と、を有している。隣接領域Ａ２は、作業対象領域Ａ１の両側に設けられている。作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２において断熱材４の一部が除去されて空間Ｓ１が形成される。すなわち、配管２の外周面２ａは、作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２において空間Ｓ１に対して露出している。空間Ｓ１は、中心軸線Ｃ１と直交する方向（以下、「半径方向」という。）の外側の一部もしくは全部が開放状態となっている。

冷却装置３は、作業対象領域Ａ１を挟むように設けられ、隣接領域Ａ２へ冷却空気を供給する一対の第１ダクト５を有する。一対の第１ダクト５は、中心軸線Ｃ１と直交する面であって作業対象領域Ａ１の長手方向（中心軸線Ｃ１に沿う方向）の中心を通過する直交面Ｃ２を基準として対称とされている。このため、以下では、一方の第１ダクト５の説明をし、他方の第１ダクト５の説明を省略する。
なお、以下の説明では、一対の第１ダクト５が、直交面Ｃ２を基準として対象に配置される例について説明するが、本発明はこれに限定されない。第１ダクト５は、直交面Ｃ２の両側もしくは片側に配置されていればよい。したがって、例えば、一対の第１ダクト５を、直交面Ｃ２を基準として非対称に配置してもよい。すなわち、直交面Ｃ２からの距離が異なるように、一対の第１ダクト５が配置されていてもよい。この場合には、各第１ダクト５に供給する冷却空気の流量を、直交面Ｃ２からの距離に基づいて調整することで、対称に設置した場合と同様の効果を得ることができる。また、直交面Ｃ２のどちらか片側のみに第１ダクト５を１つのみ設けてもよい。

第１ダクト５は、図２に示すように、中心軸線Ｃ１を中心とする環状部材であって内部に空間Ｓ２が形成されている。第１ダクト５は、外形が円形状または多角形状（本実施形態では、六角形状）に形成される。
第１ダクト５は、作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界に設けられる第１板部７と、第１板部７の隣接領域Ａ２側の面と対向する第２板部８と、第１板部７の端部と第２板部８の端部とを連結する連結板部９と、を一体的に有している。第１板部７と第２板部８とは所定距離離間しており、第１板部７と第２板部８との間に冷却媒体が流通する空間Ｓ２（図１参照）が形成されている。また、空間Ｓ２の配管２とは反対側の端部は、連結板部９によって閉鎖されている。

第１板部７は、外形が六角形状に形成された平板状の部材であって、板面の中心に板厚方向に貫通する円形状の第１開口が形成されている。第１開口の直径は、配管２の直径よりもわずかに大きく設定されている。第１開口には、配管２が挿通している。換言すれば、第１板部７は、配管２の外周面２ａ（詳細には、外周面２ａのうち、作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界）から、半径方向の外側へ延びる部材である。第１板部７の配管２側の端部（第１開口の縁）は、配管２の外周面２ａに当接または近接している。また、第１板部７は、第１開口を挿通する配管２と第１開口とが同軸となるように配置されている。

第２板部８は、外形が六角形状に形成された平板状の部材であって、板面の中心に板厚方向に貫通する円形状の第２開口が形成されている。第２開口の直径は、第１板部７に形成される第１開口の直径よりも大きく設定されている。第２開口には、配管２が挿通している。また、第２板部８は、第２開口を挿通する配管２と第２開口とが同軸となるように配置されている。また、第２板部８は、第２開口を挿通する配管２と第２開口とが同軸となるように配置されている。

第２板部８の配管２側の端部（すなわち、開口の縁）は、周方向の全域で配管２の外周面２ａと離間している。配管２の外周面２ａと第２板部８の配管２側の端部とによって、第１ダクト５の第１吹出口１０が形成される。すなわち、第１吹出口１０は、隣接領域Ａ２に向かって開口している。第１吹出口１０は、図２に示すように、配管２の周方向に沿って全域に亘って設けられる。これにより、吹出口から供給される冷却空気は、図２の矢印Ｇ３で示すように、配管２の外周面２ａの周方向の略全域に沿って、均一に吹出される。吹出された冷却空気は隣接領域Ａ２の表面に沿って流通し、隣接領域Ａ２を強制冷却する。第１吹出口１０から吹出される冷却空気の流速は、５ｍ／ｓ以上である。

連結板部９は、第１板部７の配管２の反対側の端部（すなわち、第１板部７の半径方向の外側の端部）と、第２板部８の配管２の反対側の端部とを連結する枠状の部材である。連結板部９には、図示省略の冷却空気用送風機（冷却用ガス供給部）から供給される冷却空気Ｇ１が流通する供給管６が接続されている。供給管６は、空間Ｓ２に連通し、空間Ｓ２に冷却空気を供給する。

次に、本実施形態における冷却空気の流れ及び配管の冷却方法について図１及び図２を用いて説明する。
冷却空気送風機から供給された冷却空気は、供給管６内を流通し（図２の矢印Ｇ１参照）、供給管６を介して第１ダクト５の内部に形成された空間Ｓ２に流入する。空間Ｓ２に流入した冷却空気は、空間Ｓ２を流通し（図１の矢印Ｇ２参照）、第１吹出口１０から空間Ｓ１内に吹出す（図１及び図２の矢印Ｇ３参照）。第１吹出口１０から吹出された冷却空気は、配管２の外周面２ａに沿って流通する。詳細には、配管２の外周面２ａのうち隣接領域Ａ２に沿って流通する。なお、第１ダクト５の第１板部７の配管２側の端部は、配管２の外周面２ａに当接または近接しているので、第１ダクト５内の冷却空気は作業対象領域Ａ１には流入しない。冷却空気が隣接領域Ａ２に沿って流通すると、冷却空気が隣接領域Ａ２を強制冷却する。また、隣接領域Ａ２が強制冷却されることで、熱伝導によって作業対象領域Ａ１の温度も低下する。このようにして、冷却空気によって、配管２を冷却することができる。

次に、本実施形態における配管２に対して、検査、補修または工事等の作業（以下、単に「作業」ともいう。）を行う方法について図１から図３を用いて説明する。

［準備工程］
配管２に対して作業を行う場合には、まず配管２内の蒸気の流通を停止させる。次に、図１に示すように、配管２を覆う断熱材４を除去する。詳細には、作業対象領域Ａ１及び作業対象領域Ａ１に隣接する隣接領域Ａ２の断熱材４を除去する。断熱材４を除去することで、空間Ｓ１が形成され、作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２が空間Ｓ１に対して露出した状態となる。

［第１冷却工程］
次に、図３に示すように、作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２の半径方向の外側に設けられた送風機１１からの風によって、作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２を冷却する。送風機１１による冷却は、作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２の温度が、配管２に冷却装置３の第１ダクト５を設置可能な温度となるまで実施される。配管２に冷却装置３の第１ダクト５を設置可能な温度とは、例えば、略３００℃である。

［第２冷却工程］
作業対象領域Ａ１及び隣接領域Ａ２の温度が、冷却装置３の第１ダクト５を配管２に設置可能な温度となると、冷却装置３の第１ダクト５を配管２に対して所定の位置に設置する。第１ダクト５は、隣接領域Ａ２と作業対象領域Ａ１の境界に第１板部７が位置するように配置される。配管２に冷却装置３を設置すると、冷却空気送風機から第１ダクト５へ冷却空気を供給し、隣接領域Ａ２及び作業対象領域Ａ１を冷却する。第１ダクト５へ供給された冷却空気の流れは、上述の通りであるので、詳細な説明は省略する。冷却装置３による冷却は、作業対象領域Ａ１の温度が、作業可能な温度となるまで実施される。作業可能な温度とは、作業の種類によって異なるが、検査等の耐熱温度の低い道具を使用する作業である場合には、例えば略４０℃程度である。また、補修等の作業員が手袋等を介して配管２に接触する作業である場合には、例えば略１００℃程度である。また、切断等の工具のみが配管２に接触する作業である場合には、１００℃以上であってもよい。なお、第２冷却工程では、送風機１１を駆動させていてもよく、停止させていてもよい。

［作業工程（作業時冷却工程）］
作業対象領域Ａ１の温度が作業可能な温度まで冷却されると、作業対象領域Ａ１で作業を行う。作業対象領域Ａ１で作業を行っている際にも、冷却装置３を稼働させ続け隣接領域Ａ２の強制冷却を続ける。このようにして、配管２に対して作業を行う。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、冷却装置３が作業対象領域Ａ１を冷却空気で強制冷却せずに、隣接領域Ａ２を冷却空気で強制冷却している。これにより、作業対象領域Ａ１には冷却流体が流通しないので、作業対象領域Ａ１で作業を行う際に、冷却流体による影響を抑制することができる。したがって、作業対象領域Ａ１で行う作業の作業性を向上させることができる。

また、断熱材４を除去していない領域では、断熱材４を除去している領域と比較して、配管２の温度が低下し難い。したがって、作業対象領域Ａ１の温度を作業可能な温度まで低下させても、断熱材４を除去していない領域から隣接領域Ａ２を介して作業対象領域Ａ１へ熱が伝達・伝導されることで、作業対象領域Ａ１が加熱され、作業対象領域Ａ１の温度が再度作業可能な温度を超えてしまう可能性がある。本実施形態では、作業対象領域Ａ１で作業を行う際に、冷却空気による影響を抑制することができる。したがって、配管２（詳細には、配管２の隣接領域Ａ２）を冷却空気で強制冷却しながら、作業領域で作業を行うことができる。これにより、配管２の隣接領域Ａ２以外の領域（断熱材４を除去していない領域）から、隣接領域Ａ２を介して作業対象領域Ａ１へ伝達・伝導する熱を低減することができる。したがって、作業対象領域Ａ１の昇温を抑制することができるので、作業対象領域Ａ１で行う作業の作業性を向上させることができる。

また、空間Ｓ１の半径方向外側が開放状態であるので、作業対象領域Ａ１へ容易にアクセスすることができる。よって、作業性をより向上させることができる。

本実施形態では、冷却装置３が、冷却空気用送風機から供給された冷却空気を隣接領域Ａ２へ供給する第１ダクト５を有している。これにより、冷却空気用送風機から隣接領域Ａ２へと確実に冷却空気を供給することができる。
また、第１ダクト５には、配管２に沿って冷却空気が流通するように冷却空気を吹出す第１吹出口１０が形成されている。これにより、隣接領域Ａ２に沿って冷却空気を流通させることができる。したがって、隣接領域Ａ２を局所的に冷却することができる。このように、隣接領域Ａ２を局所的に冷却することができるので、少ない冷却空気量で隣接領域Ａ２の冷却を行うことができる。また、第１ダクト５を介して冷却空気を吹出しているので、吹出された冷却空気の流速を速くすることができる。よって、冷却空気によって、迅速に隣接領域Ａ２を冷却することができる。このように、少ない量で迅速に隣接領域Ａ２を冷却することができるので、効率的に隣接領域Ａ２を冷却することができる。また、効率的に隣接領域Ａ２を冷却することで、効率的に作業対象領域Ａ１も冷却することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について、図４を用いて説明する。
本実施形態に係る配管冷却構造２１の冷却装置２３は、第１ダクト５が配管２の長手方向に沿って移動可能に構成されている点で、第１実施形態と異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る第１ダクト５は、配管２に固定されておらず、作業員が押圧することで配管２の長手方向に沿って移動可能とされている。

次に、本実施形態における配管２に対して作業を行う方法について説明する。なお、準備工程及び第１冷却工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第２冷却工程及び作業工程の一部が第１実施形態と異なっているので、異なる点のみを以下で説明する。

本実施形態に係る第２冷却工程では、第１ダクト５を配管２に設置する際に、図４の二点鎖線で示すように、直交面Ｃ２と同位置または直交面Ｃ２の近傍に第１板部７が位置するように設置する。そして、この位置のまま、冷却空気送風機から第１ダクト５へ冷却空気を供給し、第１吹出口１０から冷却空気を吹出させる。第１吹出口１０から吹出された冷却空気は、作業対象領域Ａ１に沿って流通した後に、隣接領域Ａ２に沿って流通する。

また、本実施形態に係る作業工程では、作業対象領域Ａ１が作業可能な温度まで冷却されると、まず、第１ダクト５を配管２の長手方向に沿って移動させる。具体的には、第１ダクト５を、隣接領域Ａ２と作業対象領域Ａ１の境界に第１板部７が位置するように移動させる。第１ダクト５を移動させた後に、作業対象領域Ａ１で作業を行う。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１ダクト５が配管２に沿って移動可能とされている。隣接領域Ａ２と作業対象領域Ａ１とは隣接しているので、第１ダクト５を移動させることで、第１ダクト５からの冷却空気が作業対象領域Ａ１へ供給される状態と、隣接領域Ａ２へ供給される状態とを切り換えることができる。

本実施形態では、第２冷却工程において、冷却空気が作業対象領域Ａ１へ供給されるように、第１ダクト５を配置している。このようにすることで、作業対象領域Ａ１を冷却空気で冷却することができるので、作業対象領域Ａ１を効率的に冷却することができる。
また、作業工程では、第１ダクト５を移動させて、冷却空気が隣接領域Ａ２へ供給されるように、第１ダクト５を配置している。このようにすることで、作業対象領域Ａ１に冷却空気が流通しないようにすることができる。したがって、冷却空気の影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について、図５を用いて説明する。
本実施形態に係る配管冷却構造３１の冷却装置３３は、一対の第２ダクト３５をさらに備えている点で、第１実施形態と異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

一対の第２ダクト３５は、直交面Ｃ２を基準として対象とされている。このため、以下では、一方の第２ダクト３５の説明をし、他方の第２ダクト３５の説明を省略する。
なお、以下の説明では、一対の第２ダクト３５が、直交面Ｃ２を基準として対象に配置される例について説明するが、本発明はこれに限定されない。第２ダクト３５は、直交面Ｃ２の両側もしくは片側に配置されていればよい。したがって、例えば、一対の第２ダクト３５を、直交面Ｃ２を基準として非対称に配置してもよい。すなわち、直交面Ｃ２からの距離が異なるように、２つの第２ダクト３５が配置されていてもよい。この場合には、各第２ダクト３５に供給する冷却空気の流量を調整することで、対称に設置した場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、直交面Ｃ２から遠い第２ダクト３５に供給される冷却空気の流量を多くしてもよい。また、直交面Ｃ２のどちらか片側のみに第２ダクト３５が設けられていてもよい。

第２ダクト３５は、中心軸線Ｃ１と直交する面であって作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界を通過する面を基準として、第１ダクト５と対称に形成されている。すなわち、第２ダクト３５は、作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界に設けられる第３板部３７と、第３板部３７の作業対象領域Ａ１側の面と対向する第４板部３８と、第３板部３７の端部と第４板部３８の端部とを連結する連結板部３９と、を一体的に有している。第３板部３７と第４板部３８とは所定距離離間しており、第３板部３７と第４板部３８との間に冷却媒体が流通する空間Ｓ３（図５参照）が形成されている。また、空間Ｓ３の配管２とは反対側の端部は、連結板部３９によって閉鎖されている。また、配管２の外周面２ａと第４板部３８の配管２側の端部とによって、第２ダクト３５の第２吹出口３０が形成される。第２吹出口３０は、作業対象領域Ａ１に向かって開口している。また、第２ダクト３５は、第２吹出口３０からの冷却空気の吹出しを停止可能とされている。

なお、第１ダクト５に冷却空気を供給する冷却空気用送風機と、第２ダクト３５に冷却空気を供給する冷却空気用送付機とは、同一の装置であってもよく、また、別々の装置であってもよい。また、第１ダクト５に供給する冷却空気の流量と、第２ダクト３５に供給する冷却空気の流量とは、同一の流量とされてもよく、また、異なる流量とされてもよい。異なる流量とする場合には、例えば、第１ダクト５及び第２ダクト３５の設置状況に基づいて、各ダクトに供給する冷却空気の流量が決定される。例えば、隣接領域Ａ２よりも作業対象領域Ａ１の温度が低下し難い状況である場合には、第１ダクト５に供給する冷却空気の流量よりも、第２ダクト３５に供給する冷却空気の流量を多くしてもよい。また、隣接領域Ａ２よりも作業対象領域Ａ１の温度を迅速に低下させたい場合には、第１ダクト５に供給する冷却空気の流量よりも、第２ダクト３５に供給する冷却空気の流量を多くしてもよい。また、第１ダクト５と第２ダクト３５とは、当接するように配置されてもよく、離間して配置されてもよい。

次に、本実施形態における配管２に対して作業を行う方法について説明する。なお、準備工程及び第１冷却工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第２冷却工程及び作業工程の一部が第１実施形態と異なっているので、異なる点のみを以下で説明する。

本実施形態に係る第２冷却工程では、第１ダクト５及び第２ダクト３５を配管２に対して所定の位置に設置する。そして、第１ダクト５及び第２ダクト３５へ冷却空気を供給し、第１吹出口１０及び第２吹出口３０から冷却空気を吹出させる。第２吹出口３０から吹出された冷却空気は、作業対象領域Ａ１に沿って流通する。

また、本実施形態に係る作業工程では、作業対象領域Ａ１が作業可能な温度まで冷却されると、まず、第２ダクト３５の第２吹出口３０から冷却空気が吹出さないようにする。第２吹出口３０から冷却空気が吹出さないようにする方法としては、例えば、第２吹出口３０を閉塞する方法や、第２ダクト３５への冷却空気の供給を停止する方法等が挙げられる。このように、第２吹出口３０からの吹出を停止した後に、作業対象領域Ａ１で作業を行う。なお、作業中においても、第１ダクト５の第１吹出口１０からは、冷却空気を吹出している。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第２吹出口３０からの冷却空気の吹出しを停止可能とされている。これにより、第２吹出口３０から冷却空気を吹出したり、第２吹出口３０からの冷却空気の吹出しを停止したりすることで、作業対象領域Ａ１へ冷却空気が供給される状態と、作業対象領域Ａ１へ冷却空気が供給されない状態とを切り換えることができる。

本実施形態では、第２冷却工程において、第２ダクト３５によって冷却空気が作業対象領域Ａ１へ供給される。このようにすることで、作業対象領域Ａ１を冷却空気で冷却することができるので、作業対象領域Ａ１を効率的に冷却することができる。
また、作業工程では、第２吹出口３０からの冷却空気の吹出を停止させて、作業対象領域Ａ１に冷却空気が流通しないようにすることができる。したがって、冷却空気の影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について、図６を用いて説明する。
本実施形態に係る配管冷却構造４１の冷却装置４３は、第１ダクト４５を設ける位置及び第１ダクト４５の構造が第１実施形態と異なっている。また、作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界において、遮蔽板（遮蔽部）４６を設置可能である点で第１実施形態と異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態に係る一対の第１ダクト４５は、空間Ｓ１の中心軸線Ｃ１に沿う方向の両端部に設けられている。一対の第１ダクト４５は、直交面Ｃ２を基準として対称とされている。このため、以下では、一方の第１ダクト４５の説明をし、他方の第１ダクト４５の説明を省略する。なお、以下の説明では、一対の第１ダクト４５が、直交面Ｃ２を基準として対象に配置される例について説明するが、本発明はこれに限定されない。第１実施形態の第１ダクト５と同様に、第１ダクト４５は、直交面Ｃ２の両側もしくは片側に配置されていればよい。
第１ダクト４５は、空間Ｓ１の中心軸線Ｃ１に沿う方向の端部を規定する断熱材４の側面と当接または近接するように設けられている。また、第１ダクト４５の第１吹出口４０は、隣接領域Ａ２に開口するように形成されている。すなわち、第１ダクト４５は、隣接領域Ａ２の長手方向の端部から作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界方向へ冷却空気を吹出している。

遮蔽板４６は、２か所存在する境界に、１つずつ設けられている。各遮蔽板４６は、板面の略中央に開口を有する円環状の部材であって、開口の直径が配管２の直径よりもわずかに大きく形成されている。開口には配管２が挿通している。各遮蔽板４６の配管２側の端部（開口の縁）は配管２の外周面２ａに当接または近接している。各遮蔽板４６の材質は、冷却空気を遮蔽できる材質なら特に限定されず、例えば、金属であってもよく、木材であってもよい。

次に、本実施形態における配管２に対して作業を行う方法について説明する。なお、準備工程及び第１冷却工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第２冷却工程及び作業工程の一部が第１実施形態と異なっているので、異なる点のみを以下で説明する。

本実施形態に係る第２冷却工程では、第１ダクト４５を配管２に対して所定の位置に設置する。そして、第１ダクト４５へ冷却空気を供給し、第１吹出口４０から冷却空気を吹出させる。第１吹出口４０から吹出された冷却空気は、隣接領域Ａ２を及び作業対象領域Ａ１に沿って流通する。

また、本実施形態に係る作業工程では、作業対象領域Ａ１が作業可能な温度まで冷却されると、まず、各境界に、それぞれ遮蔽板４６を設ける。すなわち、遮蔽板４６によって、隣接領域Ａ２と作業対象領域Ａ１とを遮断する。このように、遮蔽板４６を設けた後に、作業対象領域Ａ１で作業を行う。なお、作業中においても、第１ダクト４５の第１吹出口４０からは、冷却空気を吹出している。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、第１ダクト４５が隣接領域Ａ２に設けられ、作業対象領域Ａ１と隣接領域Ａ２との境界に冷却空気を遮蔽する遮蔽板４６を設置可能とされている。これにより、遮蔽板４６の有無によって、作業対象領域Ａ１へ冷却空気が供給される状態と、作業対象領域Ａ１へ冷却空気が供給される状態とを切り換えることができる。

本実施形態では、第２冷却工程において、第１ダクト４５から吹出された冷却空気が隣接領域Ａ２を通過して、作業対象領域Ａ１へ供給される。このようにすることで、作業対象領域Ａ１を冷却空気で冷却することができるので、作業対象領域Ａ１を効率的に冷却することができる。
また、作業工程では、遮蔽板４６を境界に設置することで、作業対象領域Ａ１に冷却空気が流通しないようにすることができる。したがって、冷却空気の影響を抑制し、作業性を向上させることができる。

〔第５実施形態〕
次に、本発明の第５実施形態について、図７を用いて説明する。
本実施形態では、冷却流体として、冷却水を用いる点で第１実施形態と異なっている。また、本実施形態に係る配管冷却構造５１の冷却装置５３の構造が第１実施形態と異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

冷却装置５３は、熱伝導促進部材５５と、熱伝導促進部材５５を介して隣接領域Ａ２に巻き付くように設けられている冷却液配管（冷却水配管）５６を有する。熱伝導促進部材５５は、例えばサーマルセメントであって、隣接領域Ａ２の周方向の全域を覆うように設けられている。熱伝導促進部材５５は、冷却液配管５６内を流通する冷却水と配管２との熱交換を促進させる。冷却液配管５６は、熱伝導促進部材５５に埋め込まれるように設けられており、内部に冷却水が流通している。冷却液配管５６は、内部を流通する冷却水と、配管２とを熱交換させることで、配管２を冷却する。すなわち、冷却液配管５６と配管２とは、熱的に接触している。なお、熱伝導促進部材５５及び冷却液配管５６は、作業対象領域Ａ１には設けられていない。

次に、本実施形態における配管２に対して作業を行う方法について説明する。なお、準備工程、第１冷却工程及び作業工程は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第２冷却工程の一部が第１実施形態と異なっているので、異なる点のみを以下で説明する。

本実施形態に係る第２冷却工程では、熱伝導促進部材５５及び冷却液配管５６を配管２に対して所定の位置に設置する。そして、冷却液配管５６内へ冷却水を供給し、冷却液配管５６内に冷却水を流通させる（図７矢印参照）。冷却液配管５６内を流通する冷却水は、冷却液配管５６及び熱伝導促進部材５５を介して配管２（詳細には、隣接領域Ａ２）と熱交換し、隣接領域Ａ２を強制冷却する。また、隣接領域Ａ２の冷却に伴って、熱伝導によって作業対象領域Ａ１も冷却する。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、冷却装置５３が、内部に冷却水が流通する冷却液配管５６を有し、隣接領域Ａ２と冷却液配管５６とが熱的に接触している。これにより、冷却水によって隣接領域Ａ２を冷却することができる。よって、配管２を液冷却することができるので、より効率的に隣接領域Ａ２を冷却することができる。また、隣接領域Ａ２の冷却に伴って、より効率的に作業対象領域Ａ１を冷却することができる。

〔第６実施形態〕
次に、本発明の第６実施形態について、図８を用いて説明する。
本実施形態に係る配管冷却構造６１の冷却装置６３は、噴射部６４をさらに備えている点で第１実施形態と異なっている。その他の点については、第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

噴射部（水供給部）６４は、第１ダクト５の第２板部８に隣接して設けられている。また、噴射部６４は、第１吹出口１０近傍の配管２の外周面２ａ（すなわち、隣接領域Ａ２）にスプレー冷却水を噴射する。なお、噴射部６４が設けられる位置はこれに限定されない。例えば、第１ダクト５の内部の空間Ｓ２内に設けられてもよい。この場合には、第１ダクト５の内部の空間Ｓ２内にスプレー冷却水を噴射する。

本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態では、冷却装置６３が隣接領域Ａ２へスプレー冷却水を噴射する噴射部６４を備えている。これにより、配管２の熱によって、噴射部６４から供給されたスプレー冷却水が蒸発する。したがって、蒸発潜熱によって隣接領域Ａ２をより迅速に冷却することができる。

なお、本発明は、上記各実施形態にかかる発明に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、適宜変形が可能である。
例えば、上記各実施形態では、配管冷却構造及び配管冷却方法について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、流体を仕切る金属壁部であれば適用できるものであり、例えば圧力容器にも適用できるものである。

また、例えば、第２実施形態から第４実施形態と、第６実施形態とを組み合わせてもよい。すなわち、第２実施形態から第４実施形態で説明した第１ダクトの第１吹出口近傍の配管２の外周面２ａにスプレー冷却水を噴射するように、第６実施形態の噴射部６４を設けてもよい。

また、例えば、図２に一例として示す配管冷却構造１において、冷却装置３は、配管２を挟むように取り付けることが可能な分割構造としてもよい。具体的には、直交面Ｃ２に直交する面で、第１板部７、第２板部８、連結板部９をそれぞれ複数に分割することで、冷却装置３全体が分割可能となる。これにより、断熱材４の一部が除去されて形成される空間Ｓ１の位置や断熱材４の厚みに依らず、配管２に対し容易に冷却装置３を取り付けることができるため、より作業性を向上させることができる。分割する態様としては、例えば、配管２の周方向の一部となるように、分割してもよい。
また、冷却装置は、配管２の周方向の一部のみに設けられていてもよい。

１ ：配管冷却構造（金属壁部の冷却構造）
２ ：配管（金属壁部）
３ ：冷却装置
５ ：第１ダクト
１０ ：第１吹出口
３０ ：第２吹出口
３５ ：第２ダクト
４６ ：遮蔽板（遮蔽部）
５６ ：冷却液配管（冷却水配管）
６４ ：噴射部（水供給部）
Ａ１ ：作業対象領域
Ａ２ ：隣接領域

Claims (8)

1. 作業対象領域を有し、流体を仕切る金属壁部と、
   前記金属壁部の前記作業対象領域と隣接する隣接領域を冷却流体で強制冷却する冷却装置と、を備え、
   前記冷却装置は、前記作業対象領域での作業時に、前記作業対象領域を前記冷却流体で強制冷却しない金属壁部の冷却構造。
2. 前記冷却流体は、冷却用ガスであって、
   前記冷却装置は、冷却用ガス供給部から供給された前記冷却用ガスを前記隣接領域へ供給する第１ダクトを有し、
   前記第１ダクトには、前記金属壁部に沿って前記冷却用ガスが流通するように前記冷却用ガスを吹出す第１吹出口が形成されている請求項１に記載の金属壁部の冷却構造。
3. 前記第１ダクトは、前記金属壁部に沿って移動可能とされている請求項２に記載の金属壁部の冷却構造。
4. 前記冷却装置は、冷却用ガス供給部から供給された前記冷却用ガスを前記作業対象領域へ供給する第２ダクトを有し、
   前記第２ダクトには、前記金属壁部に沿って前記冷却用ガスが流通するように前記冷却用ガスを吹出す第２吹出口が形成されていて、
   前記冷却装置は、前記第２吹出口からの前記冷却用ガスの吹出しを停止可能とされている請求項２に記載の金属壁部の冷却構造。
5. 前記第１ダクトは、前記隣接領域と前記作業対象領域との境界を基準として前記隣接領域側に設けられ、前記境界の方向へ前記冷却用ガスを吹出し、
   前記境界に設置可能であって、前記冷却用ガスを遮蔽する遮蔽部をさらに備える請求項２に記載の金属壁部の冷却構造。
6. 前記冷却装置は、前記隣接領域へ水を供給する水供給部を備える請求項２から請求項５のいずれかに記載の金属壁部の冷却構造。
7. 前記冷却流体は、冷却水であって、
   前記冷却装置は、前記隣接領域に沿って設けられ、内部に前記冷却水が流通する冷却水配管を有し、
   前記隣接領域と前記冷却水配管とは熱的に接触している請求項１に記載の金属壁部の冷却構造。
8. 作業対象領域を有し、流体を仕切る金属壁部の冷却方法であって、
   前記作業対象領域での作業時に、冷却装置からの冷却流体によって前記金属壁部の前記作業対象領域と隣接する隣接領域を強制冷却する作業時冷却工程を備え、
   前記作業時冷却工程では、前記作業対象領域を前記冷却流体で強制冷却しない金属壁部の冷却方法。
   

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