JP4154534B2

JP4154534B2 - ボイラ用大型部品の点検用足場構築方法

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Publication number: JP4154534B2
Application number: JP2005272371A
Authority: JP
Inventors: 茂好川口; 和仁仲光; 信市佐川
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2005-09-20
Filing date: 2005-09-20
Publication date: 2008-09-24
Anticipated expiration: 2025-09-20
Also published as: CA2529755C; US7726447B2; US20070074934A1; AU2005242210A1; AU2005242210B2; CN1944914A; JP2007085590A; CN1944914B; CA2529755A1

Description

本発明は、ボイラ用大型部品の点検用足場構築方法に係り、特に、火力発電所に設置したボイラ過熱器コイルの加圧試験その他の点検作業を行うための点検用足場構築方法に関する。

一般に、火力発電所の蒸気発生装置は、バーナ、火炉、過熱器および再熱器等のペンダントコイル群を備え、これらが大きな建屋内に収納されている。このような設備で、過熱器や再熱器などのペンダントコイルはボイラ上部に位置するものであるが、発電所建屋を構成する鉄骨フレーム構造の特に天端面に位置する大梁に吊下げ支持されている。このような過熱器などボイラ上部に位置する特に蒸気通路となるコイルを備えた設備機器は、工場などで機器ごとにアッセンブリされて鉄骨フレーム内に搬入され、吊上げ装置を用いて機器ごとに吊上げて大梁に吊下げ固定し、所定位置に配置して設備された後にアッセンブリ品同士を組み付ける組み立て工法が採用される。そして、最終的に発電設備機器の組みつけが完了した後に通水による水圧試験が行われる。これによりコイル溶接箇所の不良点検と補修作業を行う必要があるので、コイルのあらゆる箇所での点検作業が必要とされている。このため、過熱器などの大型部品の点検用足場が組みつけられ、これは所定の試験・点検が終了した後は撤去される仮設足場となっている。

上述した従来の点検用足場は、設備が確定した後の試験の際に利用されるため、発電所設備が組みあがってから取り付けられる。したがって、これらのコイルを含む過熱器などの大型部品はボイラ上部の高所に位置するため、足場の組み立ては数十メートル上方の高所作業によりコイル回りに取付けるようになっている。

この種の足場として、例えば、特許文献１に記載されているような足場が用いられる。この特許文献１に記載された吊り足場は、ボイラ本体構造物から吊り下げられるとともに、最上層の足場となる水平剛部材を有し、該水平剛部材に着脱自在に連結された２対以上の垂直棒と、両端に鍔が設けられ、前記対になった垂直棒間に着脱自在に架け渡された水平棒と、該水平棒間に架橋された足場板とから第二層の足場が構成され、第三層以下の足場が前記第二層と同様に垂直棒と水平棒と足場板とから構成され、垂直棒が上層の水平棒に着脱自在に吊り下げられたボイラ火炉内の吊り足場である。上記足場は、ボイラ火炉内の周面に巡らされた壁面に設けられたものであるが、同様の手法により高所にてコイルの周囲に組みつけられる。

ところが、従来では、上述したように、足場の構築は高所作業であると共に、発電所設備が組みあがってから足場を構築しようとするものであった。このため、検査対象のコイル以外の部品が周囲に存在していることから、足場の組み付け作業が非常に困難であるという問題があった。特に過熱器はヘッダ（管寄せ）に多数の細コイルが連結され、これが１つの平面状に整列した構造となって垂直配置され、これが狭い間隔で多数列装備されているので、足場の組み付けのための作業が困難で、組み立てのための時間が極めて長いという問題もあった。
特開昭５９−０４４５０４号公報

本発明は、上記従来の問題点に着目し、点検が必要なボイラ用大型部品に対する足場組を高所作業で行わずに安全に組み付けることができる点検用足場構築方法を提供することを目的とする。第２には、足場組みのための作業時間を大幅に短縮することができる構築方法を提供することを目的とする。第３には、足場それ自体が大型部品の付帯構造物の保護機能を持たせながら発電所の組み立てを行うことができるようにした点検用足場構築方法を提供する事を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るボイラ用大型部品の点検用足場構築方法は、鉄骨フレーム大梁に取付ける前に地上側にて部品支持梁に支持され細管を垂直に複数配列して形成されたコイル群と天井管壁を有するボイラ用大型部品に対して、前記コイル群の隙間に介在する足場用吊上げ支持梁を平面からみてコイル群の平面に平行な梁とコイル面に直交する梁とを矩形もしくは梯子状に枠組みし、前記大型部品の天井管壁の隙間からワイヤを降ろして吊下げ、この足場用吊上げ支持梁を大型部品内で徐々に吊上げ上昇させながら順次足場構成部品を下方に向けて組み付けし、必要段数の足場をコイル群間の隙間に組み付けた後、前記足場用吊上げ支持梁を前記大型部品の天井管壁を挟んで受梁に連結して支持させ、コイル群を挟む足場ユニット同士を連結して一体化させ、前記大型部品を吊上げ手段により上昇させて前記大梁に連結することにより大型部品ごと点検用足場を構築することを特徴とする。

上記方法において、前記足場は足場用吊上げ支持梁とこの下面側に連結されるロッド並びに足場板からなる足場ユニット単位に上昇させながら大型部品の水平部材に連結した後、足場ユニット同士を連結して一体化させればよい。

また、前記大型部品はペンダントコイルであり、ヘッダの各々に相似形状の細管を一平面状に配列して形成されたコイル群の複数列を１ブロックとして、各ブロック毎に足場ユニットを組み付けるようにすればよい。
更に、前記大型部品は過熱器であり、水平部材は天井壁管である。

本発明により構築されたボイラ用大型部品の点検用足場は、細管を垂直に複数配列して形成されたコイル群と天井管壁を有する大型部品の前記コイル群の隙間に介在される足場用吊上げ支持梁と、この足場用吊上げ支持梁の下面部にて少なくとも足場枠を形成する相互連結可能な水平並びに垂直ロッドと、前記隙間にて前記水平ロッド間に渡し掛けられる足場板とからなる足場ユニットを有し、前記足場用吊上げ支持梁の下面に順次必要段数の足場板を組み付け可能としてなるとともに、前記足場用吊上げ支持梁は前記大型部品の前記天井管壁を挟むように配置された受梁と連結手段を介して連結することにより、大型部品へ吊り支持され、足場ユニット同士を連結して大型部品と一体化した上で、大型部品を鉄骨大梁に向けて吊上げ、大梁に固定可能となる。

また、より具体的には、平面に沿って複数の細管を配列したコイル群を垂直に複数配列してなるペンダントコイルに対して組みつけられる点検用足場であって、コイル群の隙間で昇降可能とされ前記ペンダントコイルの天井管壁の一部に連結支持可能とされる足場用吊上げ支持梁と、この吊上げ支持梁の下面に支持され相互に連結可能な垂直ロッドおよび水平ロッドと、前記水平ロッド間に渡しかけ可能な足場板とからなる足場ユニットを有し、前記ペンダントコイルの天井管壁の上面に渡しかけられる受梁とからなり、前記受梁に対して前記吊上げ支持梁を連結することにより足場をペンダントコイルに吊り下げ支持させつつペンダントコイルに一体的に組み付け可能とされ、足場ユニット同士を連結して前記ペンダントコイルと一体化した上で、前記ペンダントコイルを鉄骨大梁に向けて吊上げ、大梁に固定可能とされているボイラ用大型部品の点検用足場が構築される。

本発明は、上記構成としたことにより、発電所にてボイラへの組み付け前の大型部品に対して地上側で足場を上部から下部に向けて必要段数を足場ユニット単位で組み付け、足場ユニット同士を連結して大型部品と一体化した上で、大型部品を鉄骨大梁に向けて吊上げ、大梁に固定することができる。これにより、地上にて大型部品への付帯機器の組み付け作業と同時に足場組みができるため、足場組みの作業時間を大幅に短縮することが出来ると同時に、高所作業とならないので作業の安全性が高くなる効果が得られる。足場ユニットのそれぞれは大型部品の隙間に配置されるので、全体として１つのブロック構造となり、大型部品の垂下構造物同士の横振れによる衝突危険性を防止できるメリットも得られる。特にペンダントコイルに適用することにより、垂直コイル列同士がぶら下がり状態にあってもブロック化により、曲げなどの力が作用しても足場構成部材がフレーム構造となっているため、その保護作用を発揮することができる。

以下に、本発明に係るボイラ用大型部品の点検用足場構築方法の最適な実施形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。
まず、図１１にボイラ火炉１０の内部断面図を示している。数十メートルの高さをもつボイラ火炉１０の上部位置に２次過熱器１２と並んで３次過熱器１４が併設されている。これらは鉄骨大梁１６に吊下げて支持されるペンダントコイルである。これらのボイラ用大型部品としてのペンダントコイル１２，１４に対して、ボイラへの組み付けが完了した後、コイル内への通水による加圧試験が行われ、コイル溶接不良の有無などの検査が行われる。この点検作業のために、ペンダントコイルの下位や周辺部に中間ステージ１８や点検用足場２０が仮設されるようになっている。点検用足場２０はペンダントコイルをボイラ火炉１０に組み付けてから構築すると高所作業になるため、本発明では、地上作業時にペンダントコイルに組み付けるようにしている。

大型吊下げ式ボイラを有する発電所は、吊下げ架構となる鉄骨フレームの天端部にボイラ支持用の大梁１６を設け、この大梁１６にボイラ構成部品を吊下げた状態で支持するようにしている。大梁１６には複数の揚重ジャッキが設置されており、鉄骨フレーム内に搬入されたボイラ構成部品のブロックが揚重ジャッキを利用して大梁１６まで吊上げられ、大梁１６にスリングロッドなどを用いて吊下げ支持させる。このような作業を、ボイラの上部組み付け部品から順じ繰り返してボイラが構築される。ボイラ構成部品ブロックには、地上作業もしくは吊上げ動作の途中で付帯機器が組み付けられるが、これは地上側に設けられた部品支持梁に支持させた状態で付帯機器の組み付け作業を行うことが多い。本発明は、ボイラ構成品の大型部品が地上で部品支持梁に吊下げられている状態のときに、この大型部品の点検用足場２０を付帯機器の組み付けに併せて同時的に組み付けるようにしたものである。

図１、２はボイラ用大型部品である３次過熱器１４に対し本発明を適用した実施形態を示しており、点検用足場２０を地上で３次過熱器１４に組み付ける作業要領を示している正面図と側面図である。過熱器１４は搬入台車２６により移動可能な架台２８の天端部に設けた部品支持梁３０に吊下げ支持された状態で発電所鉄骨フレーム内に搬入される。図示の状態は、この過熱器１４が大梁１６へ据え付けようとする位置の下方で搬入台車２６を停止させた状態である。

本実施形態に係る点検用足場２０の組み立て作業は、鉄骨フレーム大梁１６の下方の地上側にて部品支持梁３０に支持されたボイラ用大型部品としての３次過熱器１４に対して、まず、当該３次過熱器１４のコイル列間の隙間に介在する足場用吊上げ支持梁３２を、前記３次過熱器１４の水平部材である天井壁管３４の隙間から降ろしたワイヤ３６に連結し、床面近くまで吊り降ろす。そして、この足場用吊上げ支持梁３２を３次過熱器１４内のコイル群の隙間で徐々に吊上げ上昇させながら順次足場構成部品を下方に向けて組み付ける。必要段数の足場を組み付けた後、前記足場用吊上げ支持梁３２を前記ボイラ用大型部品の天井壁管３４に連結して支持させ、前記３次過熱器１４を揚重ジャッキにより上昇させて前記大梁１６に連結して大型部品ごと点検用足場を構築するようにしている。

まず、点検用足場の基本構成は、記ワイヤ３６により吊り下げられる足場用吊上げ支持梁３２（図２〜図３参照）を有している。図４〜図６に示しているように、上足場用吊上げ支持梁３２から下方には複数対の垂直ロッド４０が吊り下げられ、各対の垂直ロッド４０にはめ込まれた水平ロッド４２、及び各水平ロッド４２間に架橋された足場板４４で第二層の足場が形成される。更に、第二層の水平ロッド４２からは夫々一対の垂直ロッド４０が吊り下げられ、各対の垂直ロッド４０には夫々水平ロッド４２がはめ込まれ、各水平ロッド４２間には足場板４４が架橋されて第三層の足場が形成される。以下同様にして第四層、第五層、………の足場が必要段数だけ形成され、これら複数層の足場によって仮設足場全体が構成されている。

図５は、足場用吊上げ支持梁３２より下層の足場を形成するための垂直ロッド４０と水平ロッド４２の詳細を表わす分解斜視図である。水平ロッド４２には両端に夫々２枚ずつの鍔４２Ａ、４２Ａが溶接されている。また、垂直ロッド４０の両端には連結板４０Ａが溶接され、連結板４０Ａには、水平ロッド４２の鍔４０Ａの直径より僅かに大きな大径孔４０Ｃと、水平ロッド４２の棒部４２Ｂの直径よりも僅かに大きな小径孔４０Ｄとが接続されてなるだるま形孔４０Ｂが形成されている。

だるま形孔４０Ｂの形状を更に詳細に説明すると、小径孔４０Ｄの半円部と大径孔４０Ｃとが小径孔４０Ｄの直径と等しい幅の平行溝で接続されており、水平ロッド４２の棒部４２Ｂは大径孔４０Ｃと小径孔４０Ｄとの間を移動できるようになっている。
また、水平ロッド４２の両端に夫々取付けられた２枚の鍔４２Ａ、４２Ａ間の隙間は、垂直ロッド４０の両端に取付けられた連結板４０Ａの厚さの２倍よりも僅かに大きくなっている。

上層から吊り下げられた垂直ロッド４０の下端の連結板４０Ａと下層に吊り下げる垂直ロッド４０の上端の連結板４０Ａとが夫々大径孔４０Ｃから水平ロッド４２の鍔４２Ａを挿通させ、２枚の鍔４２Ａ、４２Ａ間の隙間の棒部４２Ｂで夫々の小径孔４０Ｄに係合させている。垂直ロッド４０の上端の連結板４０Ａには、小径孔４０Ｄに係合された水平ロッド４２の棒部４２Ｂを把持する把持具４６が設けられている。

図６は足場板４４を表わす斜視図である。足場板４４は断面コの字型の足場板本体４４Ａと、足場板本体４４Ａの長手方向両端部に取付けられ、夫々２個のフック４４Ｃ、４４Ｃが設けられたフックベース４４Ｂ、４４Ｂとから構成されている。

各層の対になった垂直ロッド４０に架け渡された水平ロッド４２の隣り合う水平ロッド４２間には、足場板４４が長手方向の両端に設けられたフック４４Ｃ、４４Ｃを水平ロッド４２に係合させることにより架橋され、各層の足場となっている。

このような基本構成の足場において、本実施形態では、過熱器１４の上端に位置するヘッダ４８の各々に相似形状の細管５０を一平面状に配列して形成されたコイル群の複数列を１ブロックとして、各ブロック毎に足場ユニットを組み付けるようにしてなる。すなわち、図１〜３に示しているように、過熱器１４は上端に位置する入口ヘッダ４８Ａから出口ヘッダ４８Ｂを多数の細管５０で連絡する構造となっている。細管５０は概略Ｕ字形の相似形状に湾曲されたもの複数同一平面状に並べてコイル群を形成しており、この平面配置のコイル群は１つのヘッダ４８（入口ヘッダ４８Ａと出口ヘッダ４８Ｂ）から２面分、平行に垂下されている（図２参照）。実施形態は３つのヘッダ４８から垂下されている６面のコイル群を１ブロックとして、このブロック単位で足場を組み付けるようにしている。このため、足場用吊上げ支持梁３２は、図３から理解できるように、平面からみてコイル群の平面に平行な梁とコイル面に直行する梁とを矩形もしくは梯子状に枠組みして構成されている。これによって、足場用吊上げ支持梁３２は過熱器１４のコイル群管の隙間をコイルと干渉することなく昇降移動できるものとなっている。そして、この枠組みされた足場用吊上げ支持梁３２とこれに組みつけられる足場構成部材により足場ユニット５１となっているのである。

ところで、過熱器１４の上部位置にはコイル群を水平横断するように天井管壁３４が設けられているが、これは多数の天井管を密に平面状に並べたもので、天井管同士はメンブレンバーによって相互に結合されている。したがって、天井管壁３４は過熱器１４の水平部材となるので、上記した足場はこの天井管壁３４を取付基端として組みつけられるようになっている。

具体的な足場の取り付け手順を図７〜図１０を参照して詳細に説明する。この実施形態は、大型部品である３次過熱器１４のコイル群同士の間に形成された隙間に介在するようにし矩形もしくは梯子状に枠組みされた足場用吊上げ支持梁３２を上記水平部材として天井管壁３４の隙間からワイヤ３６を降ろして吊下げるようにしている。天井管壁３４の隙間は図８に示しているように、天井管同士を接続しているメンブレンバー５２に開口させればよい。ワイヤ３６は図１に示しているようにクレーンフックに取付けられたワイヤ取付治具５４を用いて吊下げたワイヤ３６を天井管壁３４の隙間に貫通させて繰り出せばよい。もちろん、部品支持梁３０に搭載した巻き上げ機などを利用することができる。ワイヤ３６の下端には吊り金具５６が設けられ、足場用吊上げ支持梁３２の上面部に設けた短冊板５８に連結できるようにしている。短冊板５８は前記吊り金具５６とともに、前記メンブレンバー５２の開口隙間を貫通するサイズに設定される。

このようにワイヤ吊りされた足場用吊上げ支持梁３２を、一旦、移動架台２８の床面近くまで吊り降ろし、これに足場構成部材としての垂直ロッド４０、水平ロッド４２を組み付け、一対の水平ロッド４２間に足場板４４を渡しかけて一段目の足場組みを行う。これにより、過熱器１４内でコイル群の隙間に足場を組み込まれる。足場用吊上げ支持梁３２を徐々に吊上げ上昇させながら、図７に示されるように、順次足場構成部品を下方に向けて組み付けし、必要段数の足場を組み付ける。図７に示した例は、２つの足場ユニット５１を同時に吊上げるようにしており、足場ユニット５１間は連結足場板６０により相互に動かないように固定状された状態にして吊上げさせている。これにより、同時に複数の足場ユニット５１を組み付けることができる。

そして、図９に示されるように、前記足場用吊上げ支持梁３２が前記過熱器１４の天井管壁３４に到達したならば、前記短冊板５８を天井管壁３４の隙間に貫通させ、図１０に示されるように、天井管壁３４の上面側にて受梁６２を短冊板５８に連結して支持させる。受梁６２は足場ユニット５１の荷重を天井管壁３４に伝達するもので、Ｕ形鋼を平面Ｈ形状に組合せて溶接結合されたものである。足場ユニット５１の荷重負荷を何本の天井管にて支持できるかを予め計算して求め、受梁６２の長さが決定されている。このようにして、過熱器１４に足場ユニット５１を次々と組み付け、過熱器１４のコイルに面したあらゆる箇所への作業員の移動が可能となる足場が地上で構築される。

このようにして、過熱器１４に足場が一体で組み付け固定支持されるが、この足場と一体となった過熱器１４は、図１１に示されるように、大梁１６に設置された吊上げ手段としての揚重ジャッキ２４から吊りロッドが垂下され、部品支持梁３０に連結されて上昇させる。このとき、同時に過熱器１４に対する付帯機器を取付ける作業を行うようにすればよい。付帯機器の取付が完了した後、連続的に揚重ジャッキ２４を稼動して足場付きの過熱器１４を鉄骨フレーム上端まで上昇させ、前記大梁１６に連結することにより、大型部品としての過熱器１４の据え付けと同時に点検用足場２０が構築されることになる。

以上のように、本実施形態では、過熱器を大梁１６に取付ける以前の段階で、特に発電所鉄骨フレームの内部に搬入されたときに、地上作業として当該過熱器１４のコイル群の隙間を昇降できる足場用吊上げ支持梁３２を配置し、これを過熱器１４の天井管壁３４を貫通させたワイヤ３６で吊下げた状態にして、足場構成部材を支持梁３２の下面に、地上作業によって、順じ組み付けていくことができる。そして、必要段数の足場組みが終了したならば、足場用吊上げ支持梁３２を天井管壁３４に連結手段としての短冊板５８と受梁６２を用いて連結する。これによって足場が過熱器１４自体に支持されることになる。複数の足場ユニット５１を相互に連結足場板６０により結合することで、点検用足場２０の全体が過熱器１４とともに一体ブロック化し、足場ごと過熱器１４を大梁１６に据え付けることができる。
なお、上記実施形態では、３次過熱器１４に適用した例について説明したが、２次過熱器１２やその他のペンダントコイルを有する設備機器に本発明を適用することができる。

このようなことから、本実施形態では、点検が必要なボイラ用大型部品としてのペンダントコイルに対する足場組を高所作業で行わずに安全に組み付けることができる。また、地上作業で足場組みを行うので、ペンダントコイルを大梁に据え付けると同時に点検用足場が構築されるので、足場組みのための作業時間を大幅に短縮することができるものとなっている。さらに、足場それ自体がペンダントコイルの隙間を埋めるように設置されるので、ペンダントコイルの付帯構造物の保護機能を持たせながら発電所の組み立てを行うことができる。

本発明は火力発電所の建設作業に適用される。

点検用足場を地上で３次過熱器に組み付ける作業要領を示している正面図である同側面図である同平面図である。基本足場構造の説明図である。足場用水平ロッドと垂直ロッドの組み立て構造を示す分解斜視図である。足場板の斜視図である。過熱器に足場ユニットを組み付け、吊上げている状態を示す斜視図である。図７のＡ部詳細である。過熱器に足場ユニットを固定した状態を示す斜視図である。図９のＢ部詳細である。足場組みした過熱器を大梁に据え付けた状態のボイラ火炉の内部断面図である。

符号の説明

１０………ボイラ火炉、１２………２次過熱器、１４………３次過熱器、１６………鉄骨大梁、１８………中間ステージ、２０………点検用足場、２６………搬入台車、２８………移動架台、３０………部品支持梁、３２………足場用吊上げ支持梁、３４………天井管壁、３６………ワイヤ、４０………垂直ロッド、４２………水平ロッド、４４………足場板、４６………把持具、４８………ヘッダ、５０………細管、５１………足場ユニット、５２………メンブレンバー、５４………ワイヤ取付治具、５６………吊り金具、５８………短冊板、６０………連結足場板、６２………受梁。

Claims

鉄骨フレーム大梁に取付ける前に地上側にて部品支持梁に支持され細管を垂直に複数配列して形成されたコイル群と天井管壁を有するボイラ用大型部品に対して、前記コイル群の隙間に介在する足場用吊上げ支持梁を平面からみてコイル群の平面に平行な梁とコイル面に直交する梁とを矩形もしくは梯子状に枠組みし、前記大型部品の天井管壁の隙間からワイヤを降ろして吊下げ、この足場用吊上げ支持梁を大型部品内で徐々に吊上げ上昇させながら順次足場構成部品を下方に向けて組み付けし、必要段数の足場をコイル群間の隙間に組み付けた後、前記足場用吊上げ支持梁を前記大型部品の天井管壁を挟んで受梁に連結して支持させ、コイル群を挟む足場ユニット同士を連結して一体化させ、前記大型部品を吊上げ手段により上昇させて前記大梁に連結することにより大型部品ごと点検用足場を構築することを特徴とするボイラ用大型部品の点検用足場構築方法。
前記大型部品はペンダントコイルであり、ヘッダの各々に相似形状の細管を一平面状に配列して形成されたコイル群の複数列を１ブロックとして、各ブロック毎に足場ユニットを組み付けるようにし、かつ、前記足場は足場用吊上げ支持梁とこの下面側に連結されるロッド並びに足場板からなる足場ユニット単位に上昇させながら前記ペンダントコイルの水平部材に連結した後、足場ユニット同士を連結して一体化させてなることを特徴とする請求項１に記載のボイラ用大型部品の点検用足場構築方法。
前記大型部品は過熱器であり、前記足場は足場用吊上げ支持梁とこの下面側に連結されるロッド並びに足場板からなる足場ユニット単位に上昇させながら前記過熱器の天井管壁に連結した後、足場ユニット同士を連結して一体化させてなることを特徴とする請求項１に記載のボイラ用大型部品の点検用足場構築方法。