JP4157639B2 - プラント機器取替方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラント機器の据え付けあるいは取替工事におけるプラント機器取替方法および装置に係り、特に、狭隘な場所におけるプラント機器の取替に適したプラント機器取替方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電プラント建設時に大型のプラント機器を搬送する際に採用する搬送法としては、コロ引き工法、チルタンク搬送法、ヘックスプレートベアリング搬送法、およびエアーフローティング搬送法等の種々の搬送法が採用される。特に、発電プラントの新設時には、プラント機器を搬入する際の障害となるものが少なく、状況に応じて最適な搬送法を選択して搬入工事を行うことができる。
【０００３】
図１９および図２０は従来のコロ引き工法を説明する図である。図において、１００は取替対象機器である給水加熱器、１０１は給水加熱器の基礎ボルト、１０２は荷重を受けるための鋼材であり、給水加熱器１００の両脇に設置する。１０３ａ、１０３ｂは給水加熱器１００の下部に設置した荷重受け台および補助荷重受け台であり、ワイヤにより給水加熱器１００に固定する。１０４は重ね板、１０５ａは油圧ジャッキの駆動部、１０５ｂは油圧ジャッキの操作部、１０５ｃは油圧ジャッキの補助重ね板である。
【０００４】
１１０は鋼材１０２の内側に複数本配置したＨ鋼レール、１１１は圧肉鋼管製のコロ、１１２はコロ１１１上に配置したスキッド（そり）であり、給水加熱器の前後左右の４箇所に配置する。１１３は前後のスキッドを連結する鉄枠である。
【０００５】
１１４ａおよび１１４ｂは鉄枠１１３に取り付けた滑車、１１４ｃは搬送方向前方の柱に取り付けた滑車、１１５はウインチ、１１６ａ、１１６ｂおよび１１６ｃは滑車１１４ａ、１１４ｂおよび１１４ｃに巻きかけ、ウインチで巻きとるワイヤ、１１６ａは図示しない滑車に巻きかけ、ウインチで巻き取るワイヤである。
【０００６】
図１６ないし１８は従来のコロ引き工法によるプラント機器の取替方法を説明する図である。なお、ステップ１０１ないしステップ１１１は図１９に、ステップ１１２ないしステップ１４６は図２０に対応する。
【０００７】
ステップ１０１において、干渉機器および配管の撤去を行う。プラント機器の搬出経路には既設の機器配管、遮蔽壁、および建築柱等の干渉物がある。したがって、干渉物の切断撤去作業ができるだけ少なくできる搬出経路を設定するとともに、やむを得ない配管類は切断撤去して、搬出経路を確保する。
【０００８】
ステップ１０２ないし１１１において、取替対象機器である給水加熱器（ヒータ）の基礎ボルト１０１をはずし、給水加熱器の両脇に荷重を受けるための鋼材１０２を引き込み設置する。次に給水加熱器の下部に荷重受け台１０３ａ、補助荷重受け台１０３ｂを前後に各２箇所に配置し、ワイヤで給水加熱器に固定する。次いで前後４箇所にある荷重受け台と鋼材の間にそれぞれ油圧ジャッキ配置してジャッキアップする。ここで一度に数１００ｍｍもジャッキアップすると給水加熱器が転倒するおそれがある。このため、補助荷重受け台１０３ｂを油圧ジャッキの駆動部１０５ｂの近傍に置き、短いストロークの油圧ジャッキを用いて、油圧ジャッキによる荷重受け台１０３ａのジャッキアップと、補助荷重受け台１０３ｂ下への重ね板１０４の挟み込み、および油圧ジャッキのジャッキダウンと油圧ジャッキの補助重ね板１０５ｃの挟み込みを交互に行って、少しずつ押し上げる方法を採用する。
【０００９】
ステップ１１２ないしステップ１１８において給水加熱器を基礎ボルト１０１以上の高さで、かつスキッドを設置することが可能な高さまでジャッキアップする。ステップ１１９ないしステップ１２７において、ジャッキアップした状態で、給水加熱器の下側にＨ鋼レール１１０を複数本敷設して搬送用のレールとする。次いでＨ鋼レールの上にコロ１１１を載置し、その上にスキッド１１２を前後左右の４箇所に配置する。次いで油圧ジャッキをジャッキアップして重ね板１０４除去し、その後油圧ジャッキをジャッキダウンする。給水加熱器の荷重がＨ鋼レール上のコロに移ったところで、油圧ジャッキの荷重を受けていた鋼材１０２を撤去する。
【００１０】
ステップ１２８ないしステップ１４６において、給水加熱器を搬送する。まず、前後のスキッドを連結する鉄枠１１３および搬送方向の柱に滑車１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを取り付け、滑車およびウインチとの間にワイヤ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを張る。この状態からウインチを操作して給水加熱器を搬送する。
【００１１】
搬送に際しては、スキッドの一箇所につき５ないし１０本のコロを使用し、４箇所で２０ないし４０本のコロを使用し、コロの方向をハンマーで叩いて搬送方向を調整しながらウインチで牽引する。搬送経路が曲線に入る前では一時停止し、ジャッキアップして、コロの並べ替え、ワイヤの張り替えを行う。搬送経路が直角に曲がる前では一時停止し、ジャッキアップして、スキッドと荷重受け台の間にターンテーブルを設置し、スキッドを９０°回転させる。このジャッキアップ、コロの並べ替え、スキッドの回転およびワイヤの張り替えを繰り返すことにより、給水加熱器を所定の場所まで搬出することができる。また、搬出した給水加熱器は揚重機により積み替えを行う。搬出後の新規の給水加熱器は以上とは逆手順により搬入できる。
【００１２】
また、前記チルタンク搬送法は、コロ引き工法をパッケージ化したもので、ユニット化されたチルタンクを搬送対象物の４隅に配置し、搬送する方向に固定もしくは半固定し、コロ引きと同様に外部牽引する方法であるが、重量物の荷重によって挟まれているために、方向転換には一時、重量物をジャッキアップし、チルタンクの方向をそろえる必要があり、狭隘部の搬送経路上、扇形の方向転換及びＳ字形搬送を行う必要がある場合にはこのジャッキアップを頻繁に行うこととなり、工事期間と多くの労力を要する欠点がある。しかし、コロ引き工法のコロの前送り作業は不要となるため、直線移動および、少ない回数の方向転換のみの搬送に対して、コロ引きに代わって、一般に用いられているが、チルタンクを設定するためのジャッキアップに多くの手順及び工程を要する。
【００１３】
また、ヘックスプレートベアリング法はコロを用いず、滑り板として、合成樹脂板を用いる方法で、外部力の牽引により搬送する方法である。この方法の特徴は、テーブルの上を牽引する方向に従って、自由に方向転換できることである。しかし、ヘックスプレートは通常の使用状態では、摩擦係数が高く、静摩擦係数はおおよそ０.４あり、牽引には相応の大きな力を必要とする。このためにコロ引きと同様に滑車を用いて曳く力の軽減を図る必要からワイヤーを張り巡らすことになる。このために方向転換には、滑車とワイヤーの付け替えの為に、多くの労力を要する。また、動摩擦係数はおおよそ０.３と静摩擦係数に対して、少なくなるために、延性を有するワイヤーによる牽引では、動き始めるまでワイヤーが伸びて、動き始めると、ある程度の距離を自走する欠点がある。しかし、この惰性的移動に対して、干渉するものがない直線移動の場合等、方向転換の少ない搬送にも利用されている。
【００１４】
また、エアーフローテング搬送法はエアーによる浮上力を利用し、摩擦抵抗を極端に低くすることができるために重量物の場内搬送に利用されている。このエアーフローテング搬送法の摩擦抵抗率はおおよそ１／１０００から３／１０００であるため勾配の少ない場所では人力もしくは少ない牽引力で搬送および方向転換が容易にできる。したがって、荷重制限が無く、かつ平坦に荒打ちされたコンクリート面の新設プラントでなど、比較的容易に平坦な搬送面が設置可能な場合に採用されている。しかし、既設プラントにおける機器の取替工事に関しては、搬送床面に約６０〜７０mmの勾配があるために前後、左右に牽引および制動する施策を必要とする。また、平坦な搬送用の床を新たに設置する必要があり、特に床強度の少ないプラントでは梁と梁に頑強な鋼材を使用し、撓みによる勾配を少なくし、かつ空気圧に耐える厚い鋼板で覆った床を設置する必要がある。このため、適用場所は制限される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の搬送法はいずれも搬送のために外力による牽引を必要とする。さらに既設の配管および機器類を避けながら牽引するには方向転換を頻繁に行うことが必要である。牽引による方向転換に際しては、滑車を付け替えて牽引用のワイヤを張り替える作業を頻繁に行う必要があり作業工程を短縮することができない、さらにコロ引き工法においてはジャッキアップ、ジャッキダウン、レールの設置およびレールの撤去等、多大な労力と時間を要することになる。本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、プラント機器を既設の配管および機器類等の干渉物を回避しながら最小限の移動スペースで搬送できるプラント機器取替方法および装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１７】
車輪を備えた軸受ボックスをフレームの中央部分に形成した垂直軸のまわりに旋回可能に保持する固定フレームと、該固定フレーム両側端に油圧シリンダを介して上下動可能に取り付けた可動フレームとを備えた車輪ユニットを、コの字形フレームに複数個連結して形成した走行ユニットを備え、前記油圧シリンダをジャッキダウンした状態で走行ユニットの前記可動フレームにプラント機器を取り付け、前記油圧シリンダをジャッキアップした状態で走行ユニットを走行させてプラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えるプラント機器取替方法において、前記固定フレームは、装置全体の高さを抑制するために、その中央部分を上方に湾曲させた段違い構造であり、該段違い構造の上方に湾曲した部分で囲まれた部分に前記車輪を備えた軸受ボックスを備え、前記段違い構造の湾曲した部分の両外側部分に前記可動フレームを上下に駆動する油圧シリンダを備え、前記車輪ユニットは前記車輪を回転駆動する油圧モータおよび軸受ボックスを旋回駆動するロータリーアクチュエータを備え、前記油圧モータおよびロータリアクチュエータに供給する油圧を切り換えて各車輪ユニットを操舵して前記プラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１ないし図１５は本発明の実施形態にかかるプラント機器取替方法および装置を示す図であり、図１は本実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する図、図２はプラント機器取替装置にプラント機器を装荷した状態を示す図である。図２において１０は取替対象機器であるプラント機器としての給水加熱器、１０ａ、１０ｂは給水加熱器のケースに取り付けた車輪付き金具であり、給水加熱器のケースのみを分離して取り外すときに使用する。１１，１２，１３および１４はそれぞれ車輪ユニット、１５は４基の車輪ユニットを連結するコの字形フレーム、１６はコの字形フレーム１５と制御台車１７を連結する連結棒であり、コの字形フレームに取り付けた車輪ユニットの駆動力により制御台車１７を牽引する。１７は４基の車輪ユニットを遠隔制御する制御台車であり、車輪ユニットに油圧を供給する油圧発生装置を備えている。１８ａおよび１８ｂは走行レールであり、プラント機器設置床面に配置する。１９ａないし１９ｄは給水加熱器を受け台２６上に固定するワイヤである。
【００２４】
図３はプラント機器取替装置を示す図、図４ないし図６は車輪ユニット１１の詳細を示す図であり、図４は車輪ユニットの全体断面図、図５は車輪ユニットの駆動部の断面図、図６は車輪ユニットのジャッキアップシリンダの断面図である。これらの図において、２０は走行用駆動部を構成する軸受ボックス、２１は軸受ボックス２０を旋回可能に支持する固定フレームであり、装置全体の高さを抑制するため段違い状に構成してある。２２は軸受ボックスを旋回して進行方向を転換する方向転換用のロータリーアクチュエータであり、固定フレーム２１の上部に固定してある。２３および２４は固定フレーム２１の段違い状に構成した低い方の部分にその一方端を固定した油圧シリンダ、２５は油圧シリンダ２３および２４の他方端に固定した上下動可能な可動フレームであり、後述する鉄鋼製の受け台２６を取り付ける。
【００２５】
２７は軸受ボックス２０に固定した油圧モータ、２８および２９は歯車、３０はウオーム、３１はウオームギアである。油圧モータの駆動トルクは歯車２８，２９およびウオーム３０を介して車輪３２に伝達される。軸受ボックス内の歯車２８および２９は油圧モータの取り付け位置を軸受ボックスの中央部に設定して固定フレームとの干渉を避けるために設けてある。これにより装置のコンパクト化図るとともに、油圧モータの回転数を減速することにより駆動トルクを増大することができる。
【００２６】
また、車輪を硬質の鋼で形成し、この車輪に直接ウォームギアーの歯切りを行い、さらに軸受けベアリングを車輪の内部に配置することにより、駆動部の小型化を図ることができる。また、段違い形のフレームと油圧シリンダーとの組み合わせにより、ジッキアップおよびジャッキダウン機構を車輪ユニットに内蔵することができ、低姿勢でかつ、狭隘な場所にも進入可能とすることができる。また、低姿勢で機器の搬送が可能となり、搬送経路上の干渉物の撤去を最少限にすることができる。
【００２７】
図７ないし図９は車輪ユニットのジャッキダウンした状態を示す図であり、図７は車輪ユニットの平面図、図８は車輪ユニットの立面図、図９は車輪ユニットの側面図である。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図に示すように上下に可動する可動フレーム２５および可動フレームに固定する受け台２６は走行レール１８に対して低い位置にあり、この状態において予め給水加熱器の下側に挿入した受け台２６を可動フレーム２５に固定する。
【００２８】
本実施形態におけるプラント機器取替装置は左右の車輪の方向転換のためにロータリーアクチュエーターを配置し、これらのアクチュエータを油圧で間接的に連動制御しているため、左右の車輪を連結する車輪軸および左右の車輪を連結する機械的なリンク機構が不要になり被搬送機器である給水加熱器の下面を車輪よりも低く設定することが可能となり、搬送中の上部側の干渉物の撤去作業およびこれによって発生する据付後の復旧工事を最少限にすることができる。
【００２９】
図１０および図１１は車輪ユニットのジャッキアップした状態を示す図であり、図１０は車輪ユニットの立面図、図１１は車輪ユニットの側面図である。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図に示すようにジャッキ２３および２４が伸張し、可動フレーム２５をジャッキアップする。これに伴い、可動フレームに固定した受け台２６および受け台２６上に載置した給水加熱器１０はジャッキアップされ、走行レール１８上を搬送することができる。
【００３０】
図１２ないし図１４はプラント機器取替装置を示す図であり、図１２は平面図、図１３はジャッキダウンした状態を示す側面図、図１４はジャッキアップした状態を示す側面図である。図１３および図１４において１０ａは基礎ボルトである。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図１４に示すように給水加熱器１０を基礎ボルトから抜け出る位置までジャッキアップし、その後搬送を開始する。
【００３１】
本実施形態におけるプラント機器取替装置は以上の構成を有しているので、制御油圧発生装置からの油圧を供給することによって、プラント機器取替装置はＨ鋼レールの上を自走して、給水加熱器の両側に進入することができる。そこで、受け台２６と上下可動フレームを固定し、さらに給水加熱器をワイヤで受け台２６上に固定する。次いで、予め基礎ボルトのナットを取り外しておき、ジッキアップシリンダーに油圧を送給して、給水加熱器をジャッキアップし基礎ボルトから抜き取る。次いで、ジャッキアップしたままで、前記進入と逆方向に戻るために戻り用の油圧を送給し、給水加熱器と一体化したプラント機器取替装置を自走させる。次いで基礎ボルトに干渉しない位置まで自走した後、ジャッキダウンを行い、低い姿勢に移り、進入時と同様に予め設置されたレール上を辿り、搬出を行う。
【００３２】
プラント機器の搬出に際し、プラント機器取替装置を搬送経路の途中で旋回すること、後部および前部を扇形に振ること等の搬送経路における運転制御は、前後左右の各車輪ユニットのロータリーアクチュエーターに油圧を送給し、その送給を切り替え弁を制御して切り替えることで自由に各車輪ユニットを操舵することができる。各車輪ユニットの軌跡と車輪の方向はロータリエンコーダによってデジタル信号に置き換えられ記憶されるとともに、搬出した機器と交換して、新しい機器の搬入の搬送の制御に活用され、搬入の経路と据付の手順は、搬出時の操作を逆の順に行うことで完遂できる。
【００３３】
この方法では、 油圧アクチュエータおよびロータリエンコーダーによる正確な方向舵制御が可能であり、また、油圧モータおよびウォームギアーの組み合わせにより、重量物の移動につきもものオーバーランを抑制でき、正確な運行制御が可能であるため、比較的幅の狭い２本の走行レール上を自走させることが可能である。したがって、従来のような幅広の走行路は不要であり、搬送作業の省力化が図ることができる。
【００３４】
また、既設プラントにおいて、特に狭隘な場所において、前記プラント機器取替装置を使用する場合には、予め車輪ユニットの搬送軌跡および車輪の方向をプログラムしておき、ロータリーエンコーダーの信号をコンピュータに取り入れて帰還制御することにより、予めプログラムされたとおりに制御用の信号を発生して油圧制御装置を制御して、手動走行では困難な部分で自動走行を行うことも可能である。
【００３５】
以上の説明では、円筒上の機器の搬送を例にとり、プラント機器本体に受け台を取り付ける方法を示したが、搬送するプラント機器の側面が平面の場合には、上下可動フレームに固定可能なポートを予めプラント機器にの側面取り付けておくと現場における受け台の取り付け作業は省略でき、工事期間の短縮に寄与する。また、以上の説明では全ての車輪ユニットは同一形式のものであることを前提に説明したが、左右の車輪ユニットのいずれか一方の車輪を球形車輪または支持軸をずらした自在車輪に置換することによって、方向転換時に発生する又開き力を抑制することができる。
【００３６】
図１５はプラント機器取替装置の使用例を示す図である。プラント機器取替装置は各車輪ユニット毎に操舵装置を有し、各車輪を操舵することにより走行レール１８ａ，１８ｂ上を走行可能である。
【００３７】
次に、図１を参照して本実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する。
【００３８】
ステップ１において、干渉機器および配管の撤去を行う。機器の搬出経路には既設の機器配管、遮蔽壁、および建築柱等の干渉物がある。したがって、干渉物の切断撤去作業ができるだけ少なくできる搬出経路を設定するとともに、やむを得ない配管類は切断撤去して、搬出経路を確保する。
【００３９】
ステップ２において、走行レール１８ａ，１８ｂを兼ねるＨ鋼を載置する水平レベルベースを設置する。
【００４０】
ステップ３において、給水加熱器を取り付けた基礎ボルト用のナットを取り外す。
【００４１】
ステップ４において、鉄鋼製受け台２６を給水加熱器の下方に引き込み、ワイヤーで給水加熱器に固定する。
【００４２】
ステップ５において、給水加熱器の両脇に走行レール用のＨ鋼１８ａ，１８ｂを引き込む。
【００４３】
ステップ６において、走行レールで形成した搬送路の曲がり部分にはその軌跡に沿ってＨ鋼１８ａ、１８ｂの上に鋼板を設置して幅広の搬送路を確保する。
【００４４】
ステップ７において、コの字形フレーム１５に４基の車輪ユニット１１を取り付けた自走式台車を移動して、給水加熱器１０の両脇に４基の車輪ユニットを配置し、車輪ユニットの可動フレーム２５に受け台２６を取り付ける。
【００４５】
ステップ８において、油圧シリンダ２３、２４を操作して給水加熱器１０をジャッキアップする。なお、ジャッキアップおよびジャッキダウンに際しては等価流量制御機構を用いることにより全てのジャッキを等速で上昇および下降させることができ、ジャッキアップ中に搬送物である給水加熱器安定に支持することができる。
【００４６】
ステップ９において、給水加熱器胴体部に取り付けてある車輪付き支持金具をと取り外す。
【００４７】
ステップ１０において、給水加熱器を基礎ボルトから抜け出るまでジャッキアップする。
【００４８】
ステップ１１において、搬送路の曲線部においてはロータリーアクチュエータ２２を操作して、プラント機器取替装置の搬送方向を転換する。
【００４９】
ステップ１２において、搬送路の直角に曲がる部分においてはロータリーアクチュエータ２２を操作して、プラント機器取替装置の搬送方向を直角方向に転換する。
ステップ１３において、搬送路の所定位置まで搬送してプラント機器取替装置を停止する。
【００５０】
ステップ１４において、給水加熱器を受け台２６に固定する固定ワイヤを取り外して揚重機による吊り上げの準備をする。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多くの手順と工程を要していたジャッキアツプ作業、仮設のＨ鋼敷設、および牽引ワイヤの張り替え作業が不要となり、走行レールを敷設するのみで搬送できる。したがって、搬送作業に要する費用と時間を大幅に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図２】プラント機器取替装置にプラント機器を装荷した状態を示す図である。
【図３】プラント機器取替装置を示す図である。
【図４】車輪ユニットの全体断面図である。
【図５】車輪ユニットの駆動部の断面図である。
【図６】車輪ユニットのジャッキアップシリンダの断面図である。
【図７】車輪ユニットの平面図である。
【図８】車輪ユニットの立面図である。
【図９】車輪ユニットの側面図である。
【図１０】車輪ユニットの立面図である。
【図１１】車輪ユニットの側面図である。
【図１２】プラント機器取替装置の平面図である。
【図１３】プラント機器取替装置の側面図である。
【図１４】プラント機器取替装置の側面図である。
【図１５】プラント機器取替装置の使用例を示す図である。
【図１６】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１７】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１８】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１９】従来のコロ引き工法を説明する図である。
【図２０】従来のコロ引き工法を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 給水加熱器
１１，１２，１３，１４ 車輪ユニット
１５ コの字形フレーム
１６ 連結棒
１７ 制御台車
１８ａ，１８ｂ 走行レール
２０ 軸受ボックス
２１ 固定フレーム
２２ ロータリーアクチュエータ
２３，２４ 油圧シリンダ
２５ 可動フレーム
２６ 受け台
２７ 油圧モータ
２８，２９ 歯車
３０ ウオーム
３１ ウオームギア
３２ 車輪
【発明の属する技術分野】
本発明は、発電プラント機器の据え付けあるいは取替工事におけるプラント機器取替方法および装置に係り、特に、狭隘な場所におけるプラント機器の取替に適したプラント機器取替方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電プラント建設時に大型のプラント機器を搬送する際に採用する搬送法としては、コロ引き工法、チルタンク搬送法、ヘックスプレートベアリング搬送法、およびエアーフローティング搬送法等の種々の搬送法が採用される。特に、発電プラントの新設時には、プラント機器を搬入する際の障害となるものが少なく、状況に応じて最適な搬送法を選択して搬入工事を行うことができる。
【０００３】
図１９および図２０は従来のコロ引き工法を説明する図である。図において、１００は取替対象機器である給水加熱器、１０１は給水加熱器の基礎ボルト、１０２は荷重を受けるための鋼材であり、給水加熱器１００の両脇に設置する。１０３ａ、１０３ｂは給水加熱器１００の下部に設置した荷重受け台および補助荷重受け台であり、ワイヤにより給水加熱器１００に固定する。１０４は重ね板、１０５ａは油圧ジャッキの駆動部、１０５ｂは油圧ジャッキの操作部、１０５ｃは油圧ジャッキの補助重ね板である。
【０００４】
１１０は鋼材１０２の内側に複数本配置したＨ鋼レール、１１１は圧肉鋼管製のコロ、１１２はコロ１１１上に配置したスキッド（そり）であり、給水加熱器の前後左右の４箇所に配置する。１１３は前後のスキッドを連結する鉄枠である。
【０００５】
１１４ａおよび１１４ｂは鉄枠１１３に取り付けた滑車、１１４ｃは搬送方向前方の柱に取り付けた滑車、１１５はウインチ、１１６ａ、１１６ｂおよび１１６ｃは滑車１１４ａ、１１４ｂおよび１１４ｃに巻きかけ、ウインチで巻きとるワイヤ、１１６ａは図示しない滑車に巻きかけ、ウインチで巻き取るワイヤである。
【０００６】
図１６ないし１８は従来のコロ引き工法によるプラント機器の取替方法を説明する図である。なお、ステップ１０１ないしステップ１１１は図１９に、ステップ１１２ないしステップ１４６は図２０に対応する。
【０００７】
ステップ１０１において、干渉機器および配管の撤去を行う。プラント機器の搬出経路には既設の機器配管、遮蔽壁、および建築柱等の干渉物がある。したがって、干渉物の切断撤去作業ができるだけ少なくできる搬出経路を設定するとともに、やむを得ない配管類は切断撤去して、搬出経路を確保する。
【０００８】
ステップ１０２ないし１１１において、取替対象機器である給水加熱器（ヒータ）の基礎ボルト１０１をはずし、給水加熱器の両脇に荷重を受けるための鋼材１０２を引き込み設置する。次に給水加熱器の下部に荷重受け台１０３ａ、補助荷重受け台１０３ｂを前後に各２箇所に配置し、ワイヤで給水加熱器に固定する。次いで前後４箇所にある荷重受け台と鋼材の間にそれぞれ油圧ジャッキ配置してジャッキアップする。ここで一度に数１００ｍｍもジャッキアップすると給水加熱器が転倒するおそれがある。このため、補助荷重受け台１０３ｂを油圧ジャッキの駆動部１０５ｂの近傍に置き、短いストロークの油圧ジャッキを用いて、油圧ジャッキによる荷重受け台１０３ａのジャッキアップと、補助荷重受け台１０３ｂ下への重ね板１０４の挟み込み、および油圧ジャッキのジャッキダウンと油圧ジャッキの補助重ね板１０５ｃの挟み込みを交互に行って、少しずつ押し上げる方法を採用する。
【０００９】
ステップ１１２ないしステップ１１８において給水加熱器を基礎ボルト１０１以上の高さで、かつスキッドを設置することが可能な高さまでジャッキアップする。ステップ１１９ないしステップ１２７において、ジャッキアップした状態で、給水加熱器の下側にＨ鋼レール１１０を複数本敷設して搬送用のレールとする。次いでＨ鋼レールの上にコロ１１１を載置し、その上にスキッド１１２を前後左右の４箇所に配置する。次いで油圧ジャッキをジャッキアップして重ね板１０４除去し、その後油圧ジャッキをジャッキダウンする。給水加熱器の荷重がＨ鋼レール上のコロに移ったところで、油圧ジャッキの荷重を受けていた鋼材１０２を撤去する。
【００１０】
ステップ１２８ないしステップ１４６において、給水加熱器を搬送する。まず、前後のスキッドを連結する鉄枠１１３および搬送方向の柱に滑車１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃを取り付け、滑車およびウインチとの間にワイヤ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃを張る。この状態からウインチを操作して給水加熱器を搬送する。
【００１１】
搬送に際しては、スキッドの一箇所につき５ないし１０本のコロを使用し、４箇所で２０ないし４０本のコロを使用し、コロの方向をハンマーで叩いて搬送方向を調整しながらウインチで牽引する。搬送経路が曲線に入る前では一時停止し、ジャッキアップして、コロの並べ替え、ワイヤの張り替えを行う。搬送経路が直角に曲がる前では一時停止し、ジャッキアップして、スキッドと荷重受け台の間にターンテーブルを設置し、スキッドを９０°回転させる。このジャッキアップ、コロの並べ替え、スキッドの回転およびワイヤの張り替えを繰り返すことにより、給水加熱器を所定の場所まで搬出することができる。また、搬出した給水加熱器は揚重機により積み替えを行う。搬出後の新規の給水加熱器は以上とは逆手順により搬入できる。
【００１２】
また、前記チルタンク搬送法は、コロ引き工法をパッケージ化したもので、ユニット化されたチルタンクを搬送対象物の４隅に配置し、搬送する方向に固定もしくは半固定し、コロ引きと同様に外部牽引する方法であるが、重量物の荷重によって挟まれているために、方向転換には一時、重量物をジャッキアップし、チルタンクの方向をそろえる必要があり、狭隘部の搬送経路上、扇形の方向転換及びＳ字形搬送を行う必要がある場合にはこのジャッキアップを頻繁に行うこととなり、工事期間と多くの労力を要する欠点がある。しかし、コロ引き工法のコロの前送り作業は不要となるため、直線移動および、少ない回数の方向転換のみの搬送に対して、コロ引きに代わって、一般に用いられているが、チルタンクを設定するためのジャッキアップに多くの手順及び工程を要する。
【００１３】
また、ヘックスプレートベアリング法はコロを用いず、滑り板として、合成樹脂板を用いる方法で、外部力の牽引により搬送する方法である。この方法の特徴は、テーブルの上を牽引する方向に従って、自由に方向転換できることである。しかし、ヘックスプレートは通常の使用状態では、摩擦係数が高く、静摩擦係数はおおよそ０.４あり、牽引には相応の大きな力を必要とする。このためにコロ引きと同様に滑車を用いて曳く力の軽減を図る必要からワイヤーを張り巡らすことになる。このために方向転換には、滑車とワイヤーの付け替えの為に、多くの労力を要する。また、動摩擦係数はおおよそ０.３と静摩擦係数に対して、少なくなるために、延性を有するワイヤーによる牽引では、動き始めるまでワイヤーが伸びて、動き始めると、ある程度の距離を自走する欠点がある。しかし、この惰性的移動に対して、干渉するものがない直線移動の場合等、方向転換の少ない搬送にも利用されている。
【００１４】
また、エアーフローテング搬送法はエアーによる浮上力を利用し、摩擦抵抗を極端に低くすることができるために重量物の場内搬送に利用されている。このエアーフローテング搬送法の摩擦抵抗率はおおよそ１／１０００から３／１０００であるため勾配の少ない場所では人力もしくは少ない牽引力で搬送および方向転換が容易にできる。したがって、荷重制限が無く、かつ平坦に荒打ちされたコンクリート面の新設プラントでなど、比較的容易に平坦な搬送面が設置可能な場合に採用されている。しかし、既設プラントにおける機器の取替工事に関しては、搬送床面に約６０〜７０mmの勾配があるために前後、左右に牽引および制動する施策を必要とする。また、平坦な搬送用の床を新たに設置する必要があり、特に床強度の少ないプラントでは梁と梁に頑強な鋼材を使用し、撓みによる勾配を少なくし、かつ空気圧に耐える厚い鋼板で覆った床を設置する必要がある。このため、適用場所は制限される。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の搬送法はいずれも搬送のために外力による牽引を必要とする。さらに既設の配管および機器類を避けながら牽引するには方向転換を頻繁に行うことが必要である。牽引による方向転換に際しては、滑車を付け替えて牽引用のワイヤを張り替える作業を頻繁に行う必要があり作業工程を短縮することができない、さらにコロ引き工法においてはジャッキアップ、ジャッキダウン、レールの設置およびレールの撤去等、多大な労力と時間を要することになる。本発明は前記問題点に鑑みてなされたもので、プラント機器を既設の配管および機器類等の干渉物を回避しながら最小限の移動スペースで搬送できるプラント機器取替方法および装置を提供するものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために次のような手段を採用した。
【００１７】
車輪を備えた軸受ボックスをフレームの中央部分に形成した垂直軸のまわりに旋回可能に保持する固定フレームと、該固定フレーム両側端に油圧シリンダを介して上下動可能に取り付けた可動フレームとを備えた車輪ユニットを、コの字形フレームに複数個連結して形成した走行ユニットを備え、前記油圧シリンダをジャッキダウンした状態で走行ユニットの前記可動フレームにプラント機器を取り付け、前記油圧シリンダをジャッキアップした状態で走行ユニットを走行させてプラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えるプラント機器取替方法において、前記固定フレームは、装置全体の高さを抑制するために、その中央部分を上方に湾曲させた段違い構造であり、該段違い構造の上方に湾曲した部分で囲まれた部分に前記車輪を備えた軸受ボックスを備え、前記段違い構造の湾曲した部分の両外側部分に前記可動フレームを上下に駆動する油圧シリンダを備え、前記車輪ユニットは前記車輪を回転駆動する油圧モータおよび軸受ボックスを旋回駆動するロータリーアクチュエータを備え、前記油圧モータおよびロータリアクチュエータに供給する油圧を切り換えて各車輪ユニットを操舵して前記プラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１ないし図１５は本発明の実施形態にかかるプラント機器取替方法および装置を示す図であり、図１は本実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する図、図２はプラント機器取替装置にプラント機器を装荷した状態を示す図である。図２において１０は取替対象機器であるプラント機器としての給水加熱器、１０ａ、１０ｂは給水加熱器のケースに取り付けた車輪付き金具であり、給水加熱器のケースのみを分離して取り外すときに使用する。１１，１２，１３および１４はそれぞれ車輪ユニット、１５は４基の車輪ユニットを連結するコの字形フレーム、１６はコの字形フレーム１５と制御台車１７を連結する連結棒であり、コの字形フレームに取り付けた車輪ユニットの駆動力により制御台車１７を牽引する。１７は４基の車輪ユニットを遠隔制御する制御台車であり、車輪ユニットに油圧を供給する油圧発生装置を備えている。１８ａおよび１８ｂは走行レールであり、プラント機器設置床面に配置する。１９ａないし１９ｄは給水加熱器を受け台２６上に固定するワイヤである。
【００２４】
図３はプラント機器取替装置を示す図、図４ないし図６は車輪ユニット１１の詳細を示す図であり、図４は車輪ユニットの全体断面図、図５は車輪ユニットの駆動部の断面図、図６は車輪ユニットのジャッキアップシリンダの断面図である。これらの図において、２０は走行用駆動部を構成する軸受ボックス、２１は軸受ボックス２０を旋回可能に支持する固定フレームであり、装置全体の高さを抑制するため段違い状に構成してある。２２は軸受ボックスを旋回して進行方向を転換する方向転換用のロータリーアクチュエータであり、固定フレーム２１の上部に固定してある。２３および２４は固定フレーム２１の段違い状に構成した低い方の部分にその一方端を固定した油圧シリンダ、２５は油圧シリンダ２３および２４の他方端に固定した上下動可能な可動フレームであり、後述する鉄鋼製の受け台２６を取り付ける。
【００２５】
２７は軸受ボックス２０に固定した油圧モータ、２８および２９は歯車、３０はウオーム、３１はウオームギアである。油圧モータの駆動トルクは歯車２８，２９およびウオーム３０を介して車輪３２に伝達される。軸受ボックス内の歯車２８および２９は油圧モータの取り付け位置を軸受ボックスの中央部に設定して固定フレームとの干渉を避けるために設けてある。これにより装置のコンパクト化図るとともに、油圧モータの回転数を減速することにより駆動トルクを増大することができる。
【００２６】
また、車輪を硬質の鋼で形成し、この車輪に直接ウォームギアーの歯切りを行い、さらに軸受けベアリングを車輪の内部に配置することにより、駆動部の小型化を図ることができる。また、段違い形のフレームと油圧シリンダーとの組み合わせにより、ジッキアップおよびジャッキダウン機構を車輪ユニットに内蔵することができ、低姿勢でかつ、狭隘な場所にも進入可能とすることができる。また、低姿勢で機器の搬送が可能となり、搬送経路上の干渉物の撤去を最少限にすることができる。
【００２７】
図７ないし図９は車輪ユニットのジャッキダウンした状態を示す図であり、図７は車輪ユニットの平面図、図８は車輪ユニットの立面図、図９は車輪ユニットの側面図である。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図に示すように上下に可動する可動フレーム２５および可動フレームに固定する受け台２６は走行レール１８に対して低い位置にあり、この状態において予め給水加熱器の下側に挿入した受け台２６を可動フレーム２５に固定する。
【００２８】
本実施形態におけるプラント機器取替装置は左右の車輪の方向転換のためにロータリーアクチュエーターを配置し、これらのアクチュエータを油圧で間接的に連動制御しているため、左右の車輪を連結する車輪軸および左右の車輪を連結する機械的なリンク機構が不要になり被搬送機器である給水加熱器の下面を車輪よりも低く設定することが可能となり、搬送中の上部側の干渉物の撤去作業およびこれによって発生する据付後の復旧工事を最少限にすることができる。
【００２９】
図１０および図１１は車輪ユニットのジャッキアップした状態を示す図であり、図１０は車輪ユニットの立面図、図１１は車輪ユニットの側面図である。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図に示すようにジャッキ２３および２４が伸張し、可動フレーム２５をジャッキアップする。これに伴い、可動フレームに固定した受け台２６および受け台２６上に載置した給水加熱器１０はジャッキアップされ、走行レール１８上を搬送することができる。
【００３０】
図１２ないし図１４はプラント機器取替装置を示す図であり、図１２は平面図、図１３はジャッキダウンした状態を示す側面図、図１４はジャッキアップした状態を示す側面図である。図１３および図１４において１０ａは基礎ボルトである。なお、図において図２ないし図６に示される部分と同一部分については同一符号を付してその説明を省略する。図１４に示すように給水加熱器１０を基礎ボルトから抜け出る位置までジャッキアップし、その後搬送を開始する。
【００３１】
本実施形態におけるプラント機器取替装置は以上の構成を有しているので、制御油圧発生装置からの油圧を供給することによって、プラント機器取替装置はＨ鋼レールの上を自走して、給水加熱器の両側に進入することができる。そこで、受け台２６と上下可動フレームを固定し、さらに給水加熱器をワイヤで受け台２６上に固定する。次いで、予め基礎ボルトのナットを取り外しておき、ジッキアップシリンダーに油圧を送給して、給水加熱器をジャッキアップし基礎ボルトから抜き取る。次いで、ジャッキアップしたままで、前記進入と逆方向に戻るために戻り用の油圧を送給し、給水加熱器と一体化したプラント機器取替装置を自走させる。次いで基礎ボルトに干渉しない位置まで自走した後、ジャッキダウンを行い、低い姿勢に移り、進入時と同様に予め設置されたレール上を辿り、搬出を行う。
【００３２】
プラント機器の搬出に際し、プラント機器取替装置を搬送経路の途中で旋回すること、後部および前部を扇形に振ること等の搬送経路における運転制御は、前後左右の各車輪ユニットのロータリーアクチュエーターに油圧を送給し、その送給を切り替え弁を制御して切り替えることで自由に各車輪ユニットを操舵することができる。各車輪ユニットの軌跡と車輪の方向はロータリエンコーダによってデジタル信号に置き換えられ記憶されるとともに、搬出した機器と交換して、新しい機器の搬入の搬送の制御に活用され、搬入の経路と据付の手順は、搬出時の操作を逆の順に行うことで完遂できる。
【００３３】
この方法では、 油圧アクチュエータおよびロータリエンコーダーによる正確な方向舵制御が可能であり、また、油圧モータおよびウォームギアーの組み合わせにより、重量物の移動につきもものオーバーランを抑制でき、正確な運行制御が可能であるため、比較的幅の狭い２本の走行レール上を自走させることが可能である。したがって、従来のような幅広の走行路は不要であり、搬送作業の省力化が図ることができる。
【００３４】
また、既設プラントにおいて、特に狭隘な場所において、前記プラント機器取替装置を使用する場合には、予め車輪ユニットの搬送軌跡および車輪の方向をプログラムしておき、ロータリーエンコーダーの信号をコンピュータに取り入れて帰還制御することにより、予めプログラムされたとおりに制御用の信号を発生して油圧制御装置を制御して、手動走行では困難な部分で自動走行を行うことも可能である。
【００３５】
以上の説明では、円筒上の機器の搬送を例にとり、プラント機器本体に受け台を取り付ける方法を示したが、搬送するプラント機器の側面が平面の場合には、上下可動フレームに固定可能なポートを予めプラント機器にの側面取り付けておくと現場における受け台の取り付け作業は省略でき、工事期間の短縮に寄与する。また、以上の説明では全ての車輪ユニットは同一形式のものであることを前提に説明したが、左右の車輪ユニットのいずれか一方の車輪を球形車輪または支持軸をずらした自在車輪に置換することによって、方向転換時に発生する又開き力を抑制することができる。
【００３６】
図１５はプラント機器取替装置の使用例を示す図である。プラント機器取替装置は各車輪ユニット毎に操舵装置を有し、各車輪を操舵することにより走行レール１８ａ，１８ｂ上を走行可能である。
【００３７】
次に、図１を参照して本実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する。
【００３８】
ステップ１において、干渉機器および配管の撤去を行う。機器の搬出経路には既設の機器配管、遮蔽壁、および建築柱等の干渉物がある。したがって、干渉物の切断撤去作業ができるだけ少なくできる搬出経路を設定するとともに、やむを得ない配管類は切断撤去して、搬出経路を確保する。
【００３９】
ステップ２において、走行レール１８ａ，１８ｂを兼ねるＨ鋼を載置する水平レベルベースを設置する。
【００４０】
ステップ３において、給水加熱器を取り付けた基礎ボルト用のナットを取り外す。
【００４１】
ステップ４において、鉄鋼製受け台２６を給水加熱器の下方に引き込み、ワイヤーで給水加熱器に固定する。
【００４２】
ステップ５において、給水加熱器の両脇に走行レール用のＨ鋼１８ａ，１８ｂを引き込む。
【００４３】
ステップ６において、走行レールで形成した搬送路の曲がり部分にはその軌跡に沿ってＨ鋼１８ａ、１８ｂの上に鋼板を設置して幅広の搬送路を確保する。
【００４４】
ステップ７において、コの字形フレーム１５に４基の車輪ユニット１１を取り付けた自走式台車を移動して、給水加熱器１０の両脇に４基の車輪ユニットを配置し、車輪ユニットの可動フレーム２５に受け台２６を取り付ける。
【００４５】
ステップ８において、油圧シリンダ２３、２４を操作して給水加熱器１０をジャッキアップする。なお、ジャッキアップおよびジャッキダウンに際しては等価流量制御機構を用いることにより全てのジャッキを等速で上昇および下降させることができ、ジャッキアップ中に搬送物である給水加熱器安定に支持することができる。
【００４６】
ステップ９において、給水加熱器胴体部に取り付けてある車輪付き支持金具をと取り外す。
【００４７】
ステップ１０において、給水加熱器を基礎ボルトから抜け出るまでジャッキアップする。
【００４８】
ステップ１１において、搬送路の曲線部においてはロータリーアクチュエータ２２を操作して、プラント機器取替装置の搬送方向を転換する。
【００４９】
ステップ１２において、搬送路の直角に曲がる部分においてはロータリーアクチュエータ２２を操作して、プラント機器取替装置の搬送方向を直角方向に転換する。
ステップ１３において、搬送路の所定位置まで搬送してプラント機器取替装置を停止する。
【００５０】
ステップ１４において、給水加熱器を受け台２６に固定する固定ワイヤを取り外して揚重機による吊り上げの準備をする。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、多くの手順と工程を要していたジャッキアツプ作業、仮設のＨ鋼敷設、および牽引ワイヤの張り替え作業が不要となり、走行レールを敷設するのみで搬送できる。したがって、搬送作業に要する費用と時間を大幅に少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図２】プラント機器取替装置にプラント機器を装荷した状態を示す図である。
【図３】プラント機器取替装置を示す図である。
【図４】車輪ユニットの全体断面図である。
【図５】車輪ユニットの駆動部の断面図である。
【図６】車輪ユニットのジャッキアップシリンダの断面図である。
【図７】車輪ユニットの平面図である。
【図８】車輪ユニットの立面図である。
【図９】車輪ユニットの側面図である。
【図１０】車輪ユニットの立面図である。
【図１１】車輪ユニットの側面図である。
【図１２】プラント機器取替装置の平面図である。
【図１３】プラント機器取替装置の側面図である。
【図１４】プラント機器取替装置の側面図である。
【図１５】プラント機器取替装置の使用例を示す図である。
【図１６】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１７】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１８】従来のコロ引き工法のよるプラント機器取替方法を説明する図である。
【図１９】従来のコロ引き工法を説明する図である。
【図２０】従来のコロ引き工法を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 給水加熱器
１１，１２，１３，１４ 車輪ユニット
１５ コの字形フレーム
１６ 連結棒
１７ 制御台車
１８ａ，１８ｂ 走行レール
２０ 軸受ボックス
２１ 固定フレーム
２２ ロータリーアクチュエータ
２３，２４ 油圧シリンダ
２５ 可動フレーム
２６ 受け台
２７ 油圧モータ
２８，２９ 歯車
３０ ウオーム
３１ ウオームギア
３２ 車輪
Claims (2)
- 車輪を備えた軸受ボックスをフレームの中央部分に形成した垂直軸のまわりに旋回可能に保持する固定フレームと、該固定フレーム両側端に油圧シリンダを介して上下動可能に取り付けた可動フレームとを備えた車輪ユニットを、コの字形フレームに複数個連結して形成した走行ユニットを備え、
前記油圧シリンダをジャッキダウンした状態で走行ユニットの前記可動フレームにプラント機器を取り付け、前記油圧シリンダをジャッキアップした状態で走行ユニットを走行させてプラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えるプラント機器取替方法において、
前記固定フレームは、装置全体の高さを抑制するために、その中央部分を上方に湾曲させた段違い構造であり、該段違い構造の上方に湾曲した部分で囲まれた部分に前記車輪を備えた軸受ボックスを備え、前記段違い構造の湾曲した部分の両外側部分に前記可動フレームを上下に駆動する油圧シリンダを備え、
前記車輪ユニットは前記車輪を回転駆動する油圧モータおよび軸受ボックスを旋回駆動するロータリーアクチュエータを備え、前記油圧モータおよびロータリアクチュエータに供給する油圧を切り換えて各車輪ユニットを操舵して前記プラント機器を搬送して、搬送した位置でプラント機器を取り替えることを特徴とするプラント機器取替方法。 - 請求項１記載のプラント機器取替方法において、
各車輪ユニット配置したロータリアクチュエータを連動して制御することを特徴とするプラント機器取替方法。
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