JP3512492B2 - 二重管における内管サポートの構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧ポリエチレンプラ
ント用の二重管式熱交換器または反応器に係り、特に、
内管を外管内に確実に支持するのに好適な内管サポート
の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高圧ポリエチレンプラントは、２０００
ｋｇ／ｃｍ²ｇ以上の超高圧で運転するプラントであ
り、そのため、その昇圧には、一般に、ピストンの往復
動による圧縮機が用いられる。しかし、この圧縮機にお
いては脈動現象を生じるため、プラントを構成する機器
の防振は重要であり、そのため、このプラントでは、各
機器のサポートが最重要な事項となっている。

【０００３】一方、当該プラントの熱交換器や反応器は
二重管式となっており、図３に示すように、鉄骨に組込
まれてサポートされており、内管には、エチレンガス
（圧力≒２０００ｋｇ／ｃｍ²）が流され、外管内に
は、水またはスチーム（圧力＝５〜３０ｋｇ／ｃｍ²）
が流されている。

【０００４】この二重管の構造は、図４に示すように、
外管２が内管１を包み込んでおり、管の数個所に内管サ
ポートが設けられている。この内管サポートでは、管の
ベンド部の頂部では図５（ａ）に、管のストレート部で
は図６に、それぞれ断面図で示すように、外管２に溶接
された複数個のサポート用丸棒４により、内管１が支持
されている。ここで、図５（ａ）のベンド頂部において
は、内外管の温度変化による熱膨張差を吸収するため、
図５（ｂ）に示すように、内管１と外管２の中心が相互
にずれて移動できる構造となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような高
圧ポリエチレンプラント用の二重管式の熱交換器や反応
器の構造においては、 （１）サポート用丸棒４を外管２に溶接する際に溶接ひ
ずみが生じ、サポート用丸棒４と内管１との間に多少の
すき間が生じる可能性がある。

【０００６】（２）長年の運転において、外管２側に流
す流体により、サポート用丸棒４と内管１との接触部に
すき間腐食が生じ、サポート用丸棒４と内管１との間に
多少のすき間が生じる。

【０００７】（３）長年の運転により、ベンド部のサポ
ートにおいて、図５（ｂ）に示すように、内外管１、２
の芯ずれが生じ、これにより、内管１とサポート用丸棒
４との間に多少のすき間が生じる。

【０００８】以上のような現象により、内管１のサポー
トが不十分となり、圧縮機によって生じる脈動によって
振動が生じる。そして、この振動により、サポート用丸
棒４と内管１とが相互に衝撃し合い、フレッティング磨
耗現象が生じ、やがては、内管１に損傷が生じる可能性
がある。この内管１には２０００ｋｇ／ｃｍ^２ｇを超え
る超高圧のエチレンガスが充満しているので、損傷によ
り穴があき、高圧ガスが外に噴き出す可能性がある。

【０００９】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、上記の内管サポートが不十分になる現象を
防止し、内管のサポートを確実にし、上記の事故を生じ
させない二重管における内管サポートの構造を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、内管を外管内に支持する二重管におけ
る内管サポートの構造において、上記内管サポートによ
り上記内管を支持する個所の内管外周に耐食性に富む鋼
板を巻きつけ、該鋼板の外側から上記内管を複数個の内
管サポートにより支持し、かつ、該複数個の内管サポー
トのうちの少なくともその１つにねじ構造を設け、上記
内管サポートに用いられる丸棒の外径を、上記外管と内
管との間隙の幅の２倍以上にする。また、内管を外管内
に支持する二重管における内管サポートの構造におい
て、上記外管に取り付けられた１以上の下側サポート
と、内側に雌ねじ構造を有し上記外管に溶接されたボス
と、上記ボスにねじ込まれた雄ねじ状の上側サポート
と、上記内管サポートおよび上記上側サポートにより上
記内管を支持する個所の内管外周に巻きつけられたバン
ドとを設け、上記上側サポートをねじで締め付けること
により上記内管をサポートし、上記内管サポートに用い
られる丸棒の外径を、上記外管と内管との間隙の幅の２
倍以上にする。

【００１１】

【作用】この二重管における内管サポートの構造におい
て、まず、内管の支持個所に、例えば、ステンレスのよ
うな耐食性に富む材質の鋼板を巻きつけることにより、
内管サポートと内管外壁との接触面において発生し易い
すき間腐食によるすき間の発生が防止できる。

【００１２】次に、上記内管を支持する複数個の内管サ
ポートのうち、少なくともそのうちの１つにねじ構造を
設けることにより、このねじにより、内管を確実に締め
込むことができ、管理された力により内管を支持するこ
とができる。

【００１３】また、ベンド頂部の内管サポートに用いる
丸棒の太さを、内外管の間隙の幅の２倍以上の直径にす
ることにより、二重管製作時に生じた誤差とか、あるい
は、内外管の温度差による伸縮差により内外管に芯ずれ
が生じたとしても、内管がこのサポート用丸棒の接触面
から外れて脱落することがなくなる。

【００１４】以上の作用により、内管の支持が不十分に
なる現象が防止でき、かつ、確実な力での内管サポート
が実現できる。

【００１５】

【実施例】図１、図２に、本発明に係る二重管の内管サ
ポートの構造に対する実施例を示す。

【００１６】まず、図１は、図４に示した二重管構造の
ベンド頂部の断面（従来技術の図５（ａ）に相当）を示
したものである。ここで、内管１（外径＝５０〜１１０
ｍｍ程度）に厚さ２〜３ｍｍの耐食性に富む材料、たと
えば、ステンレス材のバンド３を約５０ｍｍ幅で巻きつ
け、バンド３の端同志を溶接して内管１に固定する。こ
れは、内管１は超高圧に耐えるために高張力鋼で製作さ
れており、これにバンド３を直接溶接することができな
いためである。次に、内管１の下側サポート７を溶接で
外管２に取り付け、上側には、内側に雌ねじ構造を有す
るボス５を外管２に溶接する。そして、雄ねじ状の上側
サポート６をねじで締め付けることにより、確実に、内
管１をサポートすることができる。この上側サポート６
は、ねじ締めされた後、シール溶接される。

【００１７】次に、図２は、図４の二重管構造のストレ
ート部のサポート構造（従来技術の図６に相当）であ
り、下側サポート７を２個取り付けたバンド３を内管１
の外周に取り付け、さらに、内管１の上部へは、図１と
同様に、雌ねじを有するボス５を外管２に溶接し、雄ね
じ状の上側サポート６をねじ込み、確実にサポート力を
与えた後、シール溶接を行なう。

【００１８】また、管のベンド頂部における内管サポー
ト（図１）では、サポート用の丸棒６、７の直径ｄを、
外管２と内管１との間隙の幅ａの２倍以上にしてある。

【００１９】以上のように、本実施例では、内管１のサ
ポートとして、ねじ構造により管理された力で締め付け
を行ない、また、内管１の外周には耐食性に富む材料を
バンド３状に巻きつけることによりすき間腐食の発生を
防止し、かつ、ベンド部のサポート用丸棒６、７の直径
を内外管間隙幅の２倍以上とすることにより、内管１の
サポートからの脱落を防止している。これにより、より
確実な内管サポートが可能となり、圧縮機からの脈動流
による振動を防止することができ、本発明に係る二重管
により、安定に高圧ガスを供給することが可能になる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る二重
管における内管サポートの構造においては、内管を外管
内に確実にサポートすることができるため、圧縮機の脈
動流による内管の振動を防止することができ、この二重
管により、超高圧で可燃性の大きいエチレンガスも安全
に取り扱うことができ、プラント装置の安全な運転が可
能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図４に示す二重管のＡ−Ａ矢視における、本発
明に係る内管サポート構造の断面図である。

【図２】図４に示す二重管のＢ−Ｂ矢視における、本発
明に係る内管サポート構造の断面図である。

【図３】高圧ポリエチレンプラントの二重管式熱交換器
または反応器の概念図である。

【図４】ベンド二重管の形状を示す図である。

【図５】従来技術による二重管内管サポートのＡ−Ａ矢
視における断面図であり、（ａ）は内外管の位置が正常
な場合、（ｂ）は相互に芯ずれが生じている場合の図で
ある。

【図６】従来技術による二重管内管サポートのＢ−Ｂ矢
視における断面図である。

【符号の説明】

１…内管 ２…外管 ３…バンド ４…内管サポート用丸
棒 ５…ボス ６…上側サポート ７…下側サポート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内管を外管内に支持する二重管における内
   管サポートの構造において、上記内管サポートにより上
   記内管を支持する個所の内管外周に耐食性に富む鋼板を
   巻きつけ、該鋼板の外側から上記内管を複数個の内管サ
   ポートにより支持し、かつ、該複数個の内管サポートの
   うちの少なくともその１つにねじ構造を設け、上記内管
   サポートに用いられる丸棒の外径を、上記外管と内管と
   の間隙の幅の２倍以上にしたことを特徴とする二重管に
   おける内管サポートの構造。
2. 【請求項２】内管を外管内に支持する二重管における内
   管サポートの構造において、上記外管に取り付けられた
   １以上の下側サポートと、内側に雌ねじ構造を有し上記
   外管に溶接されたボスと、上記ボスにねじ込まれた雄ね
   じ状の上側サポートと、上記内管サポートおよび上記上
   側サポートにより上記内管を支持する個所の内管外周に
   巻きつけられたバンドとを備え、上記上側サポートをね
   じで締め付けることにより上記内管をサポートし、上記
   内管サポートに用いられる丸棒の外径を、上記外管と内
   管との間隙の幅の２倍以上にしたことを特徴とする二重
   管における内管サポートの構造。