JP5502168B2 - 熱交換器用吊上げ治具 - Google Patents

Description

本発明は、発電プラント等に設置された熱交換器の点検の際に用いられる治具に係り、特に、開放点検作業において熱交換器から取り外された機器を吊上げた状態で搬送できる熱交換器用吊上げ治具に関する。

火力や原子力などの発電プラントでは、設置された各種の装置に対し、定期的に点検が行われる。例えば、熱交換器では、一部を取り外して内部の点検を行う「開放点検」が行われる。なお、熱交換器は、大型で重量のある部品によって構成されているため、この作業は常に効率良く安全に行うことが望まれている。

ここで、熱交換器の一般的な構造について図５を用いて説明する。図５に示す熱交換器では、一例として、高温流体として本体胴側に流入する蒸気で、低温流体として伝熱管側に流れる水を加熱（熱交換）する場合を想定している。
図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ一般的な熱交換器の断面及び外観を模式的に示した図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）において水室胴を本体に連結し、本体の長手軸を含む平面で鉛直方向に切断した状態を示す図に相当する。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図５（ａ）では、支持板について、断面を示すハッチングを省略するとともに、内部の構造を簡略化して示している。

図５（ａ）に示すように、熱交換器５１は、発電所の建屋の床面Ｆに対して平行に設置されており、一端に開口部５２ａを有する略円筒状の本体５２は、下部に設けられた支持部５３によって支持されている。また、本体５２の内部には、Ｕ字状に折り曲げられた複数の伝熱管５４が、開口部５２ａに設置された管板５５に端部が挿通されるとともに、長手軸方向に所定の間隔をあけて配置された複数の支持板５６によって保持された状態で収容されている。

本体５２の上方には、蒸気入口５７、胴体逃がし弁座５８、胴体空気抜座５９が設けられ、本体５２の下方には、ドレン出口６０が設けられている。また、本体５２の一端には、開口部５２ａを塞ぐように水室胴６１が設置されており、本体５２の他端は鏡板６２で閉塞されている。
水室胴６１の内部は仕切板６３で仕切られており、給水入口６４及び給水出口６５にそれぞれ連通するように水室６７ａ，６７ｂが形成されている。

水室胴６１は、本体５２に対してフランジ接合されており、開放点検の際には、図５（ｂ）に示すように、フランジ６６，６６に取り付けられた締結具を外して水室胴６１を本体５２から容易に取り外すことができる構造となっている。
本体５２から取り外された水室胴６１は、点検作業が終わるまで、本体５２が設置された場所とは別の場所に仮置きされる。通常、重量物や大型の機器は天井クレーンを利用して運搬されるが、熱交換器５１の上方には天井クレーンが設置されていない場合が多いため、一般に、吊上げ用アンカーは水室胴６１の真上に設置されていない。従って、そのままの状態で水室胴６１をチェーンブロックを用いて吊上げようとすると、熱交換器５１の架台（図示せず）等にチェーンが接触するおそれがある。そこで、従来、架台の取り外し作業やチェーンブロックの使用に伴う養生作業を別途行う必要が生じ、点検業務全体の作業効率が低下していた。
このような課題を解決するため、熱交換器５１の開放や組立を効率良く行うことが可能な装置や方法がこれまでに各種提案されており、それに関する発明や考案も既にいくつか開示されている。

例えば、特許文献１には、「熱交換器の組立および開放装置」という名称で、天井走行クレーンを使わずに、熱交換器の組立と開放を行うことが可能な装置に関する発明が開示されている。
特許文献１に開示された発明は、油圧力で本体ドラムを移動させるものであり、固定側の水室本体の両側に設置したセンターホール式油圧シリンダ内に、先端が本体ドラム側に連結されたシャフトを挿通させた構造となっている。
このような構造によれば、天井走行クレーンを使わずに、本体ドラムの組み込み及び開放を効率良く行うことができる。

また、熱交換器の開放や組立を目的としたものではないが、特許文献２には、「道路等の舗装に於けるＰＣ版敷設方法及びその装置」という名称で、ＰＣ版（プレキャストコンクリート舗装版）を舗装敷設面上で製造し、道路の舗装作業の進行と同時に敷設して、工期の短縮により工事費を削減するとともに、交通規制を最小限に留める方法とそれに用いられる装置に関する発明が開示されている。
特許文献２には、明細書中に実施例として、「２本の主柱間に架設される走行ビームにチェーンブロックが取り付けられた台車」や、この台車において「チェーンブロックに代えて上下に油圧等で伸縮する伸縮ジャッキを使う」構造が記載されている。
このような構造の台車によれば、工事期間を大幅に短縮することができる。

特開平８−１２１９９０号公報 特許第４０６６００５号公報

しかしながら、上述の従来技術である特許文献１に開示された発明を、図５に示した熱交換器５１に適用した場合、確かに天井クレーンを使わずに水室胴６１を本体５２から取り外して開放したり、組み立てたりすることができる。しかしながら、例えば、熱交換器５１から離れた場所へ水室胴６１を搬送可能な構造とはなっていないため、汎用性に乏しい。また、点検作業で使用する場合には、既存の熱交換機５１の一部に改良を加える必要があるため、作業コストが高くなるという課題があった。

次に、特許文献２に開示された発明を、図５に示した熱交換器５１に適用した場合、水室胴６１を確実に固定できる構造となっていないため、本体５２から取り外した水室胴６１を安全に搬送することが困難である。

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであって、熱交換器の開放点検業務において、本体から水室胴を取り外して指定場所まで効率良く安全に搬送することができるとともに、安価に製造することが可能な熱交換器用吊上げ治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、熱交換器から取り外された部品の搬送に用いられる熱交換器用吊上げ治具において、車輪を有し水平方向へ移動可能に形成される台車と、この台車に立設される枠体と、部品に対し下端を係止可能に、この枠体に設置される吊持手段と、部品の下方に配置される支持手段と、この支持手段を昇降可能に枠体に設置される高さ調節手段と、を備え、枠体は、部品を間に配置可能な間隔をあけて台車に立設される一対の主柱と、この一対の主柱の上部に架設される桁からなり、吊持手段は、この桁に上端を固定されることを特徴とするものである。

このような構造の熱交換器用吊上げ治具においては、熱交換器から取り外された部品が吊持手段によって吊持されるだけでなく、支持手段によって下方からも支持された状態で搬送されるため、床面の凹凸に起因して発生する振動が枠体に伝わったとしても、部品が振り子のように振れて枠体や周囲の構造物等に接触するという危険性がない。また、搬送時や保管時に、万一、部品が支持手段から外れたとしても、吊持手段によって吊持されているため落下するおそれがない。
さらに、部品を熱交換器に取り付けたり、熱交換器から取り外したりする際に、支持手段を適切な高さに設定することで、部品の上下方向への移動が少なくなり、作業効率や安全性が向上するという作用を有する。そして、吊持手段と支持手段に対して部品の重量がそれぞれ均等に加わるように支持手段の高さを設定することで、搬送時や保管時における部品の状態が安定するという作用を有する。
加えて、既存の熱交換器にそのまま適用できるため、搬送対象の部品を改良する必要がない。
そして、２本の主柱の間に部品を配置した場合、水平方向に見て部品の重心が枠体に近づくことになる。これにより、吊持手段や支持手段によって部品が安定した状態で保持される。

さらに、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱交換器用吊上げ治具において、吊持手段がチェーンブロックからなることを特徴とするものである。
このような構造の熱交換器用吊上げ治具によれば、請求項１に記載の発明の作用に加えて、支持手段の高さ調節だけでなく、吊持手段によって吊持された部品の高さも調節できるため、部品の搬送時や保管時における請求項１に記載の発明の作用がより一層発揮される。また、ウィンチ等を用いる場合に比べて、吊持手段が軽量で簡素な構造になるという作用を有する。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の熱交換器用吊上げ治具において、高さ調節手段がパンタグラフジャッキからなることを特徴とするものである。
このような構造の熱交換器用吊上げ治具においては、請求項１又は請求項２に記載の発明の作用に加えて、油圧シリンダ等を用いる場合に比べて、高さ調節手段が軽量で簡素な構造になるという作用を有する。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器用吊上げ治具において、部品は水室胴であって、支持手段は、この水室胴を上面に載置可能に形成される受け具を備え、この受け具の上面は側面視して水室胴の外周面の曲率よりも小さい曲率を有する円弧状に形成されることを特徴とするものである。
このような構造の熱交換器用吊上げ治具においては、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の作用に加えて、支持手段によって水室胴が安定した状態で支持されるという作用を有する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の熱交換器用吊上げ治具において、受け具の上面は、側面視して円弧状に形成される代わりにＶ字状に形成されることを特徴とするものである。
このような構造の熱交換器用吊上げ治具においては、外径の異なる水室胴についても請求項４に記載の発明の作用が同様に発揮される。

本発明の請求項１に記載の発明によれば、熱交換器の開放点検業務において、熱交換器から取り外された部品を確実に保持して安全に搬送するとともに、所定の場所において安全に保管することができる。また、安価に製造することが可能である。

本発明の請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明に比べて、部品を搬送する際や保管する際における安全性がさらに向上するという効果を奏する。また、吊持手段の構造が簡素であるため、製造コストの削減を図ることが可能である。

本発明の請求項３に記載の発明によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加えて、高さ調節手段が軽量構造であるため、装置の移動が容易であり、操作性が良いという効果を奏する。また、高さ調節手段が簡素な構造であるため、製造コストを安くすることができる。

本発明の請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、熱交換器から取り外された水室胴を確実に保持して搬送し、所定の場所において安全に保管できるという効果を奏する。

本発明の請求項５に記載の発明によれば、外径の異なる水室胴を有する複数の熱交換器に対しても請求項４に記載の発明の効果が同様に発揮される。

本発明の実施の形態に係る熱交換器用吊上げ治具の実施例の正面図である。 図１に示した熱交換器用吊上げ治具の側面図である。 図１に示した熱交換器用吊上げ治具の平面図である。 図１に示した熱交換器用吊上げ治具の変形例の正面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ一般的な熱交換器の断面図及び外観図である。

本発明の熱交換器用吊上げ治具は、例えば原子力発電所等に設置されるＦＰＣ系（燃料プール冷却浄化系）等に設けられる熱交換器の開放点検業務において使用するものである。以下、その構造及び作用・効果について図１乃至図４を参照しながら、具体的に説明する。

本実施例の熱交換器用吊上げ治具の構造について図１乃至図３を用いて説明する。なお、図５を用いて既に説明した構成要素については、同一の符号を付して、その説明を省略する。
図１〜図３に示すように、熱交換器用吊上げ治具１ａは、台車２に立設された枠体３にチェーンブロック４ａ，４ｂと受け具５が取り付けられるとともに、受け具５が取り付けられた受梁６を昇降可能に枠体３に設置されるパンタグラフジャッキ７を備えている。

台車２は、下面９ａの前後に車輪８，８が取り付けられて略平行に配置される縦床梁９，９と、この縦床梁９，９に対して直交するように跨設される横床梁１０，１０と、横床梁１０，１０を連結する補助梁１２，１２とからなる。一方、枠体３は、水室胴６１を間に配置可能に所定の間隔をあけて横床梁１０に立設される主柱１１，１１と、縦床梁９，９及び横床梁１０に対してそれぞれ平行となるように主柱１１，１１の上部に架設される縦桁１３ａ，１３ａ及び横桁１３ｂからなる。また、平面視略直角三角形をなす支え板１４が、直角を挟む２辺を横床梁１０と主柱１１にそれぞれ接合した状態で設置されている。

主柱１１，１１の下方には、上面６ａに受け具５が取り付けられた受梁６が横床梁１０に対して平行に配置されている。また、主柱１１の側面１１ａの下部には、パンタグラフジャッキ７の下面７ａを略水平状態で支持可能に山形鋼１５が取り付けられている。そして、受梁６の両端は、山形鋼１５，１５上に設置されたパンタグラフジャッキ７，７によって保持されている。すなわち、パンタグラフジャッキ７，７を操作すると、受梁６に取り付けられた受け具５が昇降する構造となっている。

縦桁１３ａ，１３ａには、フランジ６６に設けられた吊耳６８ａ，６８ａに下端を係止可能にチェーンブロック４ａ，４ａが設置され、横桁１３ｂには、水室胴６１に設けられた吊耳６８ｂに下端を係止可能にチェーンブロック４ｂが設置されている。
また、受け具５は平面視略矩形状をなすとともに、側面視円弧状をなす上面５ａの曲率が水室胴６１の外周面６１ａの曲率よりも小さく、上面５ａに水室胴６１の外周面６１ａを接触させた状態で載置可能に形成されている。

上記構造の熱交換器用吊上げ治具１ａにおいては、熱交換器から取り外した水室胴６１がチェーンブロック４ａ，４ｂによって吊持されるとともに、受け具５と受梁６からなる支持手段によって下方からも支持された状態で搬送及び保管されるという作用を有する。このとき、水室胴６１は、その重心が水平方向に見て枠体３に近づくように、２本の主柱１１，１１の間に先端の一部が挿入配置されることから、保持状態が安定する。
従って、搬送中に床面Ｆの凹凸等に起因して発生した振動が枠体３に伝わったとしても、水室胴６１が振り子のように振れて枠体３や熱交換器５１など周囲の構造物に接触する危険性はない。また、水室胴６１を搬送している途中や保管している間に不測の事態が発生し、万一、水室胴６１が受け具５から外れたとしても、チェーンブロック４ａ，４ｂによって吊持されているため、落下するおそれはない。

また、水室胴６１を熱交換器５１に取り付けたり、熱交換器５１から取り外したりする際に、水室胴６１を上下方向に対してできるだけ移動させることがないように、受け具５の高さを調節することができる。これにより、作業効率や安全性が向上する。さらに、チェーンブロック４ａ，４ｂや受け具５に対して水室胴６１の重量がそれぞれ均等に加わるように、パンタグラフジャッキ７を操作して受け具５の高さを調節することができる。これにより、搬送時や保管時における水室胴６１の保持状態がより一層安定する。
加えて、水室胴６１の外周面６１ａに対して受け具５の上面５ａが略均一に当接するため、受け具５と受梁６からなる支持手段によって水室胴６１が安定した状態で支持される。

このように、熱交換器用吊上げ治具１ａによれば、熱交換器５１の開放点検業務において、熱交換器５１から取り外された水室胴６１を確実に保持して安全に搬送するとともに、所定の場所において安全に保管することができる。また、既存の熱交換器５１にそのまま適用可能であり、搬送対象となる水室胴６１を改良する必要がないため、安価に製造することができる。

本発明の熱交換器用吊上げ治具では、水室胴６１に限らず、例えば、鏡板６２を搬送することもできる。この場合にも、本実施例で説明した熱交換器用吊上げ治具１ａの作用及び効果は同様に発揮される。
また、本実施例では、吊持手段としてチェーンブロック４ａ，４ｂを使用しているが、チェーンブロック４ａ，４ｂの代わりに、吊耳６８ａ，６８ｂに係止するフックが下端に取り付けられたワイヤロープを用いても良い。このような構造によれば、受け具５と受梁６によって支持された水室胴６１が、さらにワイヤロープで吊持されることになるため、本実施例の場合と同様に、万一、水室胴６１が受け具５から外れても落下するおそれがないという作用が発揮される。ただし、ワイヤロープを吊持手段として用いた場合、吊持された水室胴６１の高さを調節できないため、水室胴６１を受け具５の上面５ａに載置する際の作業性や安全性は、チェーンブロック４ａ，４ｂを用いる場合に比べて劣ることになる。

さらに、吊持手段を「ウィンチでワイヤロープが巻き上げられる構造」とすることもできる。ただし、本実施例のようにチェーンブロック４ａ，４ｂを用いた場合、吊持手段が軽量で簡素な構造になるため、製造コストを安くすることができる。
また、パンタグラフジャッキ７の代わりに、油圧シリンダを高さ調節手段として用いても良い。しかし、本実施例のようにパンタグラフジャッキ７を用いると、油圧シリンダを用いる場合に比べて、高さ調節手段が軽量で簡素な構造となる。この場合、装置の移動が容易であり、操作性に優れるだけでなく、装置を安価に製造できるというメリットがある。

さらに、受け具５も、本実施例に示した形状に限定されない。例えば、図４に示すように、熱交換器用吊上げ治具１ａにおいて、受け具５の代わりに上面１６ａが側面視してＶ字状に形成された受け具１６を備えた構造とすることもできる。
このような構造の熱交換器用吊上げ治具１ｂにおいては、外径の異なる水室胴６１についても熱交換器用吊上げ治具１ａと同様の作用及び効果を有するため、汎用性に優れる。
また、パンタグラフジャッキ７の個数や設置箇所及び支持手段の構造も本実施例に示した場合に限定されるものではなく、適宜変更可能である。例えば、上部に受け具５を備えたパンタグラフジャッキ７が水室胴６１の下方に設置された構造であっても良い。この場合、支持手段が受け具５のみによって構成されることになるため、さらに軽量で簡素なものとなる。ただし、本実施例のようにパンタグラフジャッキ７が主柱１１の側面１１ａに配置され、受梁６を介して受け具５を昇降させる構造であれば、パンタグラフジャッキ７を操作する際に水室胴６１の直下に入り込む必要がないため、安全である。

本発明の請求項１乃至請求項５に記載された発明は、熱交換器の開放点検業務に限らず、各種の大型装置を分解して、その一部を搬送し一時的に保管する必要がある場合などに適用可能である。

１ａ，１ｂ…熱交換器用吊上げ治具 ２…台車 ３…枠体 ４ａ，４ｂ…チェーンブロック ５…受け具 ５ａ…上面 ６…受梁 ６ａ…上面 ７…パンタグラフジャッキ ７ａ…下面 ８…車輪 ９…縦床梁 ９ａ…下面 １０…横床梁 １１…主柱 １１ａ…側面 １２…補助梁 １３ａ…縦桁 １３ｂ…横桁 １４…支え板 １５…山形鋼 １６…受け具 １６ａ…上面 ５１…熱交換器 ５２…本体 ５２ａ…開口部 ５３…支持部 ５４…伝熱管 ５５…管板 ５６…支持板 ５７…蒸気入口 ５８…胴体逃がし弁座 ５９…胴体空気抜座 ６０…ドレン出口 ６１…水室胴 ６１ａ…外周面 ６２…鏡板 ６３…仕切板 ６４…給水入口 ６５…給水出口 ６６…フランジ ６７ａ，６７ｂ…水室 ６８ａ，６８ｂ…吊耳 Ｆ…床面

Claims (5)

1. 熱交換器から取り外された部品の搬送に用いられる熱交換器用吊上げ治具において、
   車輪を有し水平方向へ移動可能に形成される台車と、
   この台車に立設される枠体と、
   前記部品に対し下端を係止可能に、この枠体に設置される吊持手段と、
   前記部品の下方に配置される支持手段と、
   この支持手段を昇降可能に前記枠体に設置される高さ調節手段と、を備え、
   前記枠体は、前記部品を間に配置可能な間隔をあけて前記台車に立設される一対の主柱と、この一対の主柱の上部に架設される桁からなり、
   前記吊持手段は、この桁に上端を固定されることを特徴とする熱交換器用吊上げ治具。
2. 前記吊持手段がチェーンブロックからなることを特徴とする請求項１に記載の熱交換器用吊上げ治具。
3. 前記高さ調節手段がパンタグラフジャッキからなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の熱交換器用吊上げ治具。
4. 前記部品は水室胴であって、
   前記支持手段は、この水室胴を上面に載置可能に形成される受け具を備え、
   この受け具の前記上面は側面視して前記水室胴の外周面の曲率よりも小さい曲率を有する円弧状に形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の熱交換器用吊上げ治具。
5. 前記受け具の前記上面は、側面視して円弧状に形成される代わりにＶ字状に形成されることを特徴とする請求項４記載の熱交換器用吊上げ治具。

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