JP4221761B2

JP4221761B2 - ボイラモジュールの吊上げ施工方法および昇降装置

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Publication number: JP4221761B2
Application number: JP2005287053A
Authority: JP
Inventors: 茂好川口; 和仁仲光; 祐一林
Original assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2025-09-30
Also published as: CN1940383A; US20070074397A1; AU2005242211A1; CA2529655A1; CN100552288C; AU2005242211B2; CA2529655C; US7676925B2; JP2007091455A

Description

本発明はボイラモジュールの吊上げ施工方法および昇降装置に係り、特に火力発電所のボイラモジュールを鉄骨フレームの大梁に吊上げて据え付け施工する際に好適なボイラモジュールの吊上げ施工方法および昇降装置に関する。

大型吊下げ式ボイラを有する火力発電所は、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を設け、この大梁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。この構築には吊上げ施工方式が一般的に採用されており、大梁に設置した複数の揚重ジャッキを用い、鉄骨フレーム内に搬入されたボイラ構成部品のモジュールを数十メートル下の地上から揚重ジャッキを利用して大梁まで吊上げ、大梁に対し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、ボイラ上部に組み付けられるモジュールから順にボイラ下部に配置されるモジュールまで、繰り返して行われることにより、ボイラ設備が構築される。ボイラモジュールには、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仮設梁に支持させた状態か、あるいは揚重ジャッキで吊下げた状態で付帯機器の組み付け作業を行うことが多い。

ところで、ボイラモジュールの昇降作業に用いられる揚重ジャッキとして、ジャッキ内部に吊りロッドが挿入された構成のステップロッド式ジャッキが用いられている。前記吊りロッドは、短尺のロッド単体同士を軸方向に螺着連結されて長尺化した構成となっている。ロッド単体の構造は、ロッド部の上端部に少し大径の頭部を形成したものであり、頭部天頂面に雌ネジ部が、軸部下端に雄ネジ部が形成され、各ロッド単体同士をネジ結合により連続して結合することにより１本の長い吊りロッドを形成し、ロッド単体の頭部を利用してジャッキアップできるようにしたものである。このような吊りロッドを用いる揚重ジャッキは、発電所建屋の鉄骨フレームの天頂部に位置する高所位置の大梁に複数設けられ、前記吊りロッドを垂下してボイラモジュールを懸吊して昇降させるものである。

ところが、発電所のボイラ等の据付現場では、吊上げようとするボイラモジュールと接続される既設モジュールが存在する場合には、吊上げ完了状態で接続できるようにしているため、昇降作業時に既設モジュールと接触するなどの干渉を生じる場合がある。また、昇降軌跡上に仮設治具など障害物が存在する場合がある。このような環境では、鉛直方向の動作性しか持たないステップロッド式の揚重ジャッキを用いた吊上げ施工方法では、既設モジュールや障害物の干渉を回避しながらの昇降作業が著しく困難であった。

このようなことから、障害物回避などを目的として、吊りロッドの下端でボイラモジュールが回転できるようにした技術や（特許文献１）、吊りロッドの下部をワイヤに代え、ワイヤ部分で水平方向に移動させて一時的に退避できる構造としたもの（特許文献２）などが提案されている。
特開２０００−３２９３０６号公報特開２００３−２５２５７７号公報

しかし、上記特許文献１に記載の技術手段では、吊下げたボイラモジュールの回転をさせるための治具や回転のためのクレーン設備構成が必要であり、作業性が非常に悪いという問題があった。また、後者の特許文献２に記載の例では、吊りロッドに水平力が作用し、垂直ロッドを湾曲させてしまうおそれがあり、吊りロッドが一定角度以上傾いてしまうと安全性上問題となってしまう。
本発明は、上記従来の問題点に着目し、確実に既設構造物との干渉を防止できるようにして、安全な吊上げ工法を実現することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明に係るボイラモジュールの吊上げ施工方法は、鉄骨フレーム大梁に設置した揚重ジャッキによりボイラモジュールを吊ロッドにより地上から吊上げて前記大梁に据え付け施工するボイラモジュールの吊上げ施工方法であって、前記大梁上で横移動可能にした揚重ジャッキを前後に配置してボイラモジュールを吊下げ、前後の揚重ジャッキを前記揚重ジャッキに適用される吊ロッドの傾斜範囲を制限するように規定された短ストロークで交互に横移動させることにより吊下げモジュールを既設モジュールとの干渉防止位置と規定吊下げ位置との間で吊下げ位置を変更しつつ大梁まで吊上げて据え付けることを特徴としてなる。

また、このボイラモジュールの吊上げ施工方法において、横進方向前後の揚重ジャッキ間にスペーサを配設して最低間隔を保持した状態で、前後揚重ジャッキを短ストローク横進ジャッキにより交互に定ピッチ歩進させながら横移動させるようにすればよい。
更に、横進方向前後の揚重ジャッキを横進するように設けられた横進ジャッキを各々の揚重ジャッキ前後に入れ替え設置として、横進方向の転換をなすようにできる。

本発明に係るボイラモジュールの昇降装置は、鉄骨フレーム大梁に設置した揚重ジャッキによりボイラモジュールを吊ロッドにより地上から吊上げて前記大梁に据え付け施工するボイラモジュールの吊上げ施工に用いられる昇降装置であって、前記大梁上に横移動ガイドレールを敷設して移動方向前後に揚重ジャッキ列を設けると共に、横進方向前後の揚重ジャッキ間にスペーサを配設して最低間隔を保持させてなり、前後の揚重ジャッキ列を横進させる横進ジャッキを設置して、前記揚重ジャッキを歩進させて横移動可能とし、かつ前記横進ジャッキは前記揚重ジャッキに適用される吊ロッドの傾斜範囲を制限するように規定された短ストローク構成とされ、吊下げられたボイラモジュールを既設モジュールとの干渉防止位置と規定吊下げ位置との間で吊下げ位置を変更可能としてなることを特徴としている。
この場合において、横進方向の前列揚重ジャッキの横進ジャッキ群と後列揚重ジャッキの横進ジャッキ群との駆動油圧装置を独立させればよい。

上記構成によれば、本発明では、吊上げようとするボイラモジュールを当初は規定位置で吊上げながら地上作業での付帯機器取付作業を行うことができる。この作業が終了すると鉄骨フレーム大梁への据え付けのための吊上げ作業に移行するが、吊上げ対象のボイラモジュールは、既設ボイラモジュールとの接続を行うために、規定位置で吊上げようとすると余裕隙間をとることができない。従来はクレーンワイヤなどで吊上げ対象のボイラモジュールが既設モジュールと干渉しないように引張移動させるようなことが行われていた。しかし、本発明では、干渉位置まで吊上げたならば、大梁上でモジュールを吊下げている揚重ジャッキそのものを大梁上で横移動させることができる。そして、この横移動は、移動方向の前側揚重ジャッキを定ピッチで移動させ、次いで後ろ側揚重ジャッキを同様に定ピッチで移動させて追随させるような交互の歩進移動となる。前後の揚重ジャッキ間はスペーサで間隔保持されているので、過度に前後の吊りロッド間隔が小さくなることが防止され、振れが大きくなるようなことはない。短ストロークの横進ジャッキで定ピッチ移動させるため、吊りロッドの傾斜範囲は制限され、過剰に傾いてジャッキアップに支障が生じたり、ロッド結合部の破損などの危険性が回避できるようになっている。前後の揚重ジャッキを横方向に移動させることができるので、吊上げ時に既設モジュールと衝突するなどの干渉を未然に防止することができる。吊上げが完了したならば、逆方向に横移動させて規定位置に吊下げ位置を戻すことにより、モジュール間連結作業も支障なく行うことができる。

以下に、本発明に係るボイラモジュールの吊上げ施工方法および昇降装置の具体的実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１はボイラモジュールの吊上げ施工状態を示す説明図である。発電所の鉄骨フレーム１０の天頂部に設けられた大梁１２に対して揚重ジャッキ１６により吊上げ対象ボイラモジュール１４を地上から吊上げて据え付け施工するようにしている。図示の例は、大梁１２に２次過熱器や３次過熱器、あるいは再熱器といったボイラモジュール（既設ボイラモジュール１８）を大梁１２に据え付けた後に、過熱器バンクコイルモジュール（吊上げ対象ボイラモジュール１４）を吊上げ施工しようとしている状態を示している。

鉄骨フレーム１０内部に、移動架台２０により、吊上げ対象ボイラモジュール１４を搬入している。このボイラモジュール１４は、仮設梁２２にぶら下げた状態で地上移動によって搬入されている。一方、大梁１２に設置されている揚重ジャッキ１６から吊りロッド２４が吊り下げられており、これを前記仮設梁２２に連結している。揚重ジャッキ１６は火炉（図示せず）に近い側に並べられた１０台のジャッキ群からなる缶前揚重ジャッキ１６Ａと、火炉に遠い側に並べられたやはり１０台のジャッキ群からなる缶後揚重ジャッキ１６Ｂとによってボイラモジュール１４を吊上げるようにしている。したがって、ボイラモジュール１４は前後１０本の合計２０本の吊りロッド２４によって仮設梁２２とともに吊上げられる。

吊上げ対象ボイラモジュール１４は大梁１２への据え付け位置の直下位置から吊上げられるが、大梁１２への組み付け位置で吊上げると、隣接する既設のボイラモジュール１８との隙間がないため干渉してしまうおそれがある。そこで、この実施形態では、上述した揚重ジャッキ１６（１６Ａ、１６Ｂ）を前記大梁１２上で横移動可能としておき、横移動方向に沿って前後に配置されている缶前と缶後の揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂを交互に歩進移動させ、既設ボイラモジュール１８と干渉しない位置で吊上げし、吊上げ作業が完了した後に逆方向に横移動させることにより、規定吊下げ位置に位置調整するようにしている。もちろん、吊上げ工程中に既設ボイラモジュール１８以外の障害物などが存在する場合には、それを避けるように横移動させることができる。

このような揚重ジャッキ１６の横移動機構を備えたボイラモジュール昇降装置の詳細を図２〜３に示している。図２は側面図であり、図３は平面図である。この図は１列に並んでいる缶前揚重ジャッキ１６Ａと缶後揚重ジャッキ１６Ｂを示しているが、実際は、このようなジャッキ列が１０列設けられている。大梁１２上に平行な横行ガイドレール２６が固定される。この横行ガイドレール２６は支持脚２８を介して一定の高さ位置に配置され、大梁１２上のスリングロッド支持部３０を避けるようにしている。そして、横行ガイドレール２６上を移動できるように揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂを搭載した移動ベース３２Ａ、３２Ｂがそれぞれ横行ガイドレール２６に沿って移動し得るように載置されている。移動ベース３２（３２Ａ、３２Ｂ）に搭載されている揚重ジャッキ１６は横行ガイドレール２６のレール間から吊りロッド２４を垂下させるようにしている。

ここで、揚重ジャッキ１６の構成を図４により簡単に説明する。揚重ジャッキ１６は、固定外筒部材であるシリンダ３４と、これに内挿されるスライダ３６とからなっている。シリンダ３４は二重壁構造であり壁体内部に形成された油圧室の上部開口から前記スライダ３６を収容してスライダ３６を昇降可能としている。このようなジャッキ１６の中心部にはセンターホール３８が形成され、このセンターホール３８の両端部にはチャックユニット４０（４０Ａ、４０Ｂ）が設けられている。ジャッキ１６は、図示しない油圧ポンプによって稼動され、スライダ３６のストロークおよびチャックユニット４０のチャック開閉が制御されている。センターホール３８内には吊りロッド２４が挿通され、チャックユニット４０を閉じた場合に前記ロッド頭部２４Ａが把持される。すなわち、上下チャックユニット４０Ａ、４０Ｂの開閉を制御し、吊りロッド２４を把持しながらスライダ３６のストローク制御を行うことで、吊りロッド２４を昇降させる。

このような揚重ジャッキ１６を搭載した移動ベース３２は、横行ガイドレール２６に沿って移動することで、吊上げているボイラモジュール１４の位置を変更できる。しかし、揚重ジャッキ１６が吊りロッド２４を鉛直方向に昇降させる機構であるとともに、地上数十メートル上方の高所から吊下げるため、吊りロッド２４が傾斜などすると危険であるため、単純に横移動させることができない。

このため本実施形態に係る昇降装置では、前記揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂを横進ジャッキ４２Ａ、４２Ｂにより短ストロークで歩進させながら横移動可能としている。実施形態では、横進ジャッキ４２Ａ、４２Ｂのストロークを１００ｍｍとしており、これは最大ジャッキストロークのときの吊りロッド２４の最大傾斜角が安全角度とされる１度以内におさめるようにするためである。

また、横進ジャッキ４２Ａ、４２Ｂは、各々移動ベース３２Ａ、３２Ｂの移動方向の後部を押圧するように配置される。そして、横進方向前後の揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂの移動ベース３２Ａ、３２Ｂ間にスペーサ４４を配設して最低間隔を保持した状態で、前後揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂを各々横進ジャッキ４２Ａ、４２Ｂにより交互に定ピッチ歩進させながら横移動させるようにしているのである。吊上げ対象ボイラモジュール１４の仮設梁２２に缶前缶後の揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂの吊りロッド２４が連結されるが、大梁１２側でもこの連結間隔に一致するように揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂの間隔をあける。この間隔が最低間隔となるようにジャッキ間スペーサ４４が配置されるのである。ただ、スペーサ４４の前端部（缶後移動ベース３２Ｂの後部）には缶後揚重ジャッキ１６Ｂを横移動させる横進ジャッキ４２Ｂを配置しており、そのため、この横進ジャッキ４２Ｂの寸法を含んだ間隔が規定の吊りロッド間隔に一致するようにスペーサ寸法を定めている。缶前側の横進ジャッキ４２Ａは横行ガイドレール２６に固定されたジャッキ支持ブラケット４６に取り付けられて缶前の移動ベース３２Ａを押圧するようになっている。横進させるたびに空いた空間を埋めるため、缶前移動ベース３２との間にライナ４８を介在させるようにしている。ライナ４８は横進ジャッキ４２のストロークに一致する１００ｍｍ寸法と、端数を埋めるそれより薄い寸法のものを準備しておけばよい。

なお、横進ジャッキ４２は一台の揚重ジャッキ１６当たり２台用いるようにしており、このため、実施形態の昇降装置では、缶前・缶後で各々２０台の横進ジャッキ４２が用いられている。本発明では、横進方向の前列に位置する缶後揚重ジャッキ１６Ｂの横進ジャッキ４２Ｂ群と、後列に位置する缶前揚重ジャッキ１６Ａの横進ジャッキ４２Ａ群との駆動油圧装置を独立させて駆動させるようにしている。この油圧系統図を図５に示している。缶前側の２０台の横進ジャッキ４２Ａをバルブ装置５０Ａと油圧ポンプ５２Ａからなる油圧ユニットによって駆動し、これと独立して缶後側の２０台の横進ジャッキ４２Ｂをバルブ装置５０Ｂと油圧ポンプ５２Ｂからなる油圧ユニットによって駆動するようにしている。これにより横移動に際して缶前、缶後で切り離されているため、油圧系統の不具合による吊下げられているボイラモジュール１４への横揺れなどの影響を回避させることができる。

このように構成されたボイラジャッキの昇降装置の歩進動作を理解しやすいように模式的に示した図６を参照して説明する。ステップ１は缶前・缶後の揚重ジャッキ１６の初期状態を示す。横移動の開始の指令により、横移動方向の前側、すなわち缶後側の油圧ポンプ５２Ｂの作動、バルブ装置５０Ｂによる油圧供給動作により、缶後揚重ジャッキ１６Ｂを横進ジャッキ４２Ｂが押し、そのストローク分だけ前進させる。これにより１０台の缶後揚重ジャッキ１６Ｂが１ピッチ（１００ｍｍ）だけ横移動する（ステップ２）。その後、バルブ装置５０Ｂを操作して缶後揚重ジャッキ１６Ｂを押している横進ジャッキ４２Ｂへの油圧をタンク側に開放する。今度は横移動方向の後ろ側、すなわち缶前側の油圧ポンプ５２Ａの作動、バルブ装置５０Ａの油圧供給動作により、缶前揚重ジャッキ１６Ａを横進ジャッキ４２Ａのストローク分だけ前進させる。これにより、１０台の缶前揚重ジャッキ１６Ａが１ピッチ（１００ｍｍ）だけ移動する（ステップ３）。このとき缶後側を押している横進ジャッキ４２Ｂは油路がタンク開放されているため、自動的に収縮することになる。そして、今押した缶前側の横進ジャッキ４２Ａのロッド引き込み動作を行わせることにより移動ピッチ分だけの隙間ができるので、ここにライナ４８を介在させて１つの移動工程を終わる（ステップ４）。以後、ステップ２〜ステップ４を繰り返すことにより、缶前、缶後の揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂは１ピッチずつ交互に歩進しながら横移動することができる。所定距離移動したならば、缶前の横進ジャッキ４２Ａの位置を盛り替えて同様にして横移動を進行させればよい。

このように缶前・缶後の揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂを歩進移動させることにより、吊りロッド２４を垂直に持ち上げながらボイラモジュール１４を吊上げる際に、揚重ジャッキ１６に偏荷重を加えることもなく、横移動後に安定した昇降動作を行わせることができる。

図７は、上述した昇降装置を用いてボイラモジュール１４の吊上げ施工する工程を示している。吊上げ施工しようとするボイラモジュール１４が移動架台２０により搬入されてきたら、昇降装置により一旦上方に吊上げ（ステップ１０）、移動架台２０を鉄骨フレーム１０の外に移動させる。その後、ボイラモジュール１４を下降させ、このボイラモジュール１４に付帯する機器５４を、順次吊上げ移動させながら、地上作業にて取り付ける（ステップ１１）。付帯機器５４の取付が完了した後、昇降装置を横移動させる（ステップ１２）。この横移動の工程は図６を参照して説明した通りである。これにより、吊上げ対象のボイラモジュール１４は既設のボイラモジュール１８、特に隣接するモジュールと衝突するなどの干渉が生じることを未然に防止することができる。ステップ１３に示すように、大梁１２まで吊上げを行ったならば、今度は逆方向に昇降装置を横移動させる（ステップ１４）。この逆方向横移動は、横進方向前後の揚重ジャッキ１６を横進するように設けられた横進ジャッキ４２を各々の揚重ジャッキ前後に入れ替え設置として、横進方向の転換をなすようにすればよい。すなわち、当初に缶前の揚重ジャッキ１６Ａ（移動ベース３２Ａ）を押していた横進ジャッキ４２Ａを缶後の揚重ジャッキ１６Ｂの前端側に反転配置して、押し込む動作を行うことで実現できる。このとき、揚重ジャッキ１６Ａ、１６Ｂ間にある横進ジャッキ４２Ｂを反転配置するが、そのままの配置でも同じく作用するので問題はない。

このように本実施形態では、鉄骨フレーム大梁１２に設置した揚重ジャッキ１６によりボイラモジュール１４を地上から吊上げて前記大梁１２に据え付け施工する際、前記大梁１２上で横移動可能にした揚重ジャッキ１６を前後に配置してボイラモジュール１４を吊下げ、前後の揚重ジャッキ１６Ａ，１６Ｂを交互に横移動させることにより吊下げモジュール１４を既設ボイラモジュール１８との干渉防止位置と規定吊下げ位置との間で吊下げ位置を変更しつつ大梁１２まで吊上げて据え付けるようにしているので、確実に既設構造物との干渉を防止できるようにして、安全なボイラモジュールの吊上げ施工を実現できる。

本発明は火力発電所の建設作業に適用される。

ボイラモジュールの吊上げ施工状態を示す説明図である。横移動機構を備えたボイラモジュール昇降装置の側面図である。横移動機構を備えたボイラモジュール昇降装置の平面図である。揚重ジャッキの部分断面図である。ボイラモジュール昇降装置の油圧系統図である。揚重ジャッキの歩進横移動の説明図である。本実施形態に係るボイラモジュールの吊上げ施工状態の説明図である。

符号の説明

１０………鉄骨フレーム、１２………大梁、１４………吊上げ対象ボイラモジュール、１６………揚重ジャッキ、１６Ａ………缶前揚重ジャッキ、１６Ｂ………缶後揚重ジャッキ、１８………既設ボイラモジュール、２０………移動架台、２２………仮設梁、２４………吊りロッド、２６………横行ガイドレール、２８………支持脚、３０………スリングロッド支持部、３２（３２Ａ、３２Ｂ）………移動ベース、３４………シリンダ、３６………スライダ、３８………センターホール、４０（４０Ａ、４０Ｂ）………チャックユニット、４２………横進ジャッキ、４４………ジャッキ間スペーサ、４６………ジャッキ支持ブラケット、４８………ライナ、５０（５０Ａ、５０Ｂ）………バルブ装置、５２（５２Ａ、５２Ｂ）………油圧ポンプ、５４………付帯機器。

Claims

鉄骨フレーム大梁に設置した揚重ジャッキによりボイラモジュールを吊ロッドにより地上から吊上げて前記大梁に据え付け施工するボイラモジュールの吊上げ施工方法であって、前記大梁上で横移動可能にした揚重ジャッキを前後に配置してボイラモジュールを吊下げ、前後の揚重ジャッキを前記揚重ジャッキに適用される吊ロッドの傾斜範囲を制限するように規定された短ストロークで交互に横移動させることにより吊下げモジュールを既設モジュールとの干渉防止位置と規定吊下げ位置との間で吊下げ位置を変更しつつ大梁まで吊上げて据え付けることを特徴とするボイラモジュールの吊上げ施工方法。
横進方向前後の揚重ジャッキ間にスペーサを配設して最低間隔を保持した状態で、前後揚重ジャッキを短ストローク横進ジャッキにより交互に定ピッチ歩進させながら横移動させることを特徴とする請求項１に記載のボイラモジュールの吊上げ施工方法。
横進方向前後の揚重ジャッキを横進するように設けられた横進ジャッキを各々の揚重ジャッキ前後に入れ替え設置として、横進方向の転換をなすことを特徴とする請求項１に記載のボイラモジュールの吊上げ施工方法。
鉄骨フレーム大梁に設置した揚重ジャッキによりボイラモジュールを吊ロッドにより地上から吊上げて前記大梁に据え付け施工するボイラモジュールの吊上げ施工に用いられる昇降装置であって、前記大梁上に横移動ガイドレールを敷設して移動方向前後に揚重ジャッキ列を設けると共に、横進方向前後の揚重ジャッキ間にスペーサを配設して最低間隔を保持させてなり、前後の揚重ジャッキ列を横進させる横進ジャッキを設置して、前記揚重ジャッキを歩進させて横移動可能とし、かつ前記横進ジャッキは前記揚重ジャッキに適用される吊ロッドの傾斜範囲を制限するように規定された短ストローク構成とされ、吊下げられたボイラモジュールを既設モジュールとの干渉防止位置と規定吊下げ位置との間で吊下げ位置を変更可能としてなることを特徴とするボイラモジュールの昇降装置。
横進方向の前列揚重ジャッキの横進ジャッキ群と後列揚重ジャッキの横進ジャッキ群との駆動油圧装置を独立させてなることを特徴とする請求項４に記載のボイラモジュールの昇降装置。