JP6090252B2 - 縦型多管式熱交換器における孔あき箇所の特定方法 - Google Patents

Description

本発明は、チューブ（伝熱管）を介して温度の異なる流体を接触させて熱の交換を行う熱交換器における、該チューブや仕切り板等の孔あきを簡便かつ確実に特定するための方法に関するものである。

多管式熱交換器は、蒸気発生器、加熱器、過熱器、温水器、冷却器および復水器等の様々な用途があり、中でもチューブ（伝熱管）の軸方向を縦にして該チューブを配列した縦型多管式熱交換器は、狭い場所に設置する場合に適している。

縦型多管式熱交換器は、例えば図１に示すように、（円）筒状の容器１を仕切板１ａおよび１ｂにて、軸方向に並ぶ３つの室２〜４に気密或いは液密下で区画し、中間室３を挟む上部室２と下部室４とを複数本、図示例で３本のチューブ５ａ〜５ｃにて連通して成る。そして、例えば上部室２に導入口20を介して流体Ａを導入し、この流体Ａを前記チューブ５ａ〜５ｃに通して下部室４から導出口40に至る、流体Ａの経路を形成する一方、中間室３に導入口30を介して流体Ｂを導入し導出口31に至る、流体Ｂの経路を形成する。以上の２経路に各流体Ａおよびｂを通している間に、チューブ５ａ〜５ｃを介した伝熱によって流体Ａと流体Ｂとの間で熱交換がなされる。

上記の縦型多管式熱交換器において、伝熱管となるチューブは、外径が４０mmおよび内径が３０mm程度の鋼製の管が用いられている。また、流体としては、高温のアンモニア等を用いることもあり、従って腐食環境で使用される場合も多い。
このように熱交換器の使用環境には厳しいところがあり、特にチューブが置かれる環境は苛酷であるため、チューブでの孔あきを回避することは難しく、その都度の補修が必要になっている。

ここで、チューブに孔あきが発生した場合に、「適切かつ効率的な応急処置」が必要になる。そこで、チューブの孔あきの有無を定期的に検査することが重要になる。この検査は、上記した中間室３内に水を張り、チューブ内部に懐中電灯などの光をあてて、チューブからの水の滲みを目視で確認し、おおよそのチューブの孔あき箇所を判断することで行われていた。

しかしながら、孔あき箇所の特定手法が懐中電灯による目視観察であるため、暗いためにその精度に劣ること、その結果、適切かつ効率的な応急処置ができないため、繰り返しの孔あき漏洩トラブルの発生によって度重なる操業停止が余儀なくされている。

本発明の目的は、縦型多管式熱交換器におけるチューブや仕切板等の孔あきの位置を正確に特定する方法を提供することにある。

本発明の要旨構成は、次のとおりである。
１．筒状の容器を、仕切板にて軸方向に並ぶ上部室、中間室および下部室に区画し、該中間室を挟む上部室と下部室とを１本以上のチューブにて連通して成る縦型多管式熱交換器において、
前記上部室または下部室に臨む前記チューブの開口から内部に液体を供給して該チューブ内部を液体で充満させること、
その後、該液体の液面が低下したチューブにフロート式計測器を挿入して前記フロート式計測器を前記液面に浮かべること、
前記フロート式計測器を用いて前記チューブの開口から液面までの距離を計測すること、
該計測距離をもって縦型多管式熱交換器における孔あき箇所を特定すること、
を特徴とする縦型多管式熱交換器における孔あき箇所の特定方法。

２．前記液体は水である前記１に記載の縦型多管式熱交換器における孔あき箇所の特定方法。

本発明によれば、縦型多管式熱交換器におけるチューブや仕切り板等の孔あきの位置を正確に特定することができる。

縦型多管式熱交換器を示す断面図である。 縦型多管式熱交換器におけるチューブの孔あきの位置を特定する手法を説明する図である。 縦型多管式熱交換器におけるチューブの孔あきの位置を特定する手法を説明する図である。

以下に、縦型多管式熱交換器におけるチューブや仕切り板等の孔あきの位置を特定する手順を具体的に説明する。
図１に示した縦型多管式熱交換器は、上部室２の外郭を構成するカバー21が交換器本体32に対して着脱可能であり、チューブの孔あき検査を行う際には、該カバー21を交換器本体32から外して仕切板１ａに開口する各チューブも端面を露出させる。ここで、仕切板１ａの表面に並ぶチューブ５ａ〜５ｃの開口から、それぞれのチューブ内部に液体、例えば水を開口部まで供給する。このとき、下部室４内に水が充満してから各チューブ内の水位が上昇し始める。
その後、チューブ５ａ〜５ｃの上方から各チューブの水位を目視にて確認する。その結果、水位の低下が確認されたチューブにおいて孔あきが発生していると判断し、当該チューブを対象として、孔あき位置の特定を行う。

次に、図２を参照して、チューブ５ａに水位低下が確認された場合について説明する。なお、図２には、対象のチューブ５ａのみを示している。
まず、水位が低下したチューブ５ａの内部にフロート式計測器６を投入する。該フロート式計測器６は、チューブ内の水（液体）に対して十分な浮力を有し、好ましくは水面（液面）上に浮かぶことが可能な材質や構造を有するフロート６ａと、該フロート６ａから延びるスケール６ｂとからなる。スケール６ｂは、プラスチックなどの柔らかい長尺物にフロート６ａの喫水線からの距離を刻んであり、水面上にフロート式計測器６を浮かべた際に、水面からの距離が読み取れるようになっている。従って、チューブ５ａの内部にフロート式計測器６を投入すれば、前記の低下した水位、すなわちチューブ５ａの開口端から水面までの距離ｈを把握することができる。

ここに、チューブ５ａ内での水位低下は、孔あきＨｕからの漏水に起因しているわけであり、チューブ５ａ内の水位は孔あきＨｕの位置まで低下し、当該位置で水位が安定することになる。従って、この距離ｈが孔あきＨｕのチューブ開口端からの位置ということになる。

この孔あきＨｕの位置が特定されたならば、水を抜いてから孔あきＨｕを塞ぐ作業を行う。この作業は、例えば、孔を栓で塞ぐ、被覆するなどの方法で行う。孔あきの位置が判明しているため、作業が迅速かつ容易に進めることができる。なお、孔の大きさや数などによっては、チューブを交換してもよい。

なお、同一チューブに複数の孔あきが同時に発生した場合は、まず、水を充填したチューブの最下方にある孔あき箇所を特定し、その補修を行ったのち、再度チューブに水を充填して上記の孔あきの特定を行って該孔あきを補修する工程を繰り返すことによって、対処することができる。

また、図３に示すように、チューブ５ａと仕切板１ｂとの接合部に孔あきＨｄが発生した場合について説明する。
孔あきＨｄが発生すると、チューブ５ａに注入した水は上記と同様に既存の導出口31の位置まで低下するため、上記と同様にフロート式計測器６を投入すれば、前記の低下した水位、すなわち既存の導出口31の高さまでフロートが下がる。この場合、チューブ５ａの孔あきか仕切り板１ｂの孔あきか明確ではないが、いずれかの孔あきが導出口31に対応する位置近傍にあると推定できるため、下部室４を熱交換器本体から取り外すなどして、迅速に対処できる。

この孔あきＨｄの位置が特定されたならば、水抜き後に孔あきＨｄを塞ぐ作業を行う。この作業は、例えば、孔を栓でふさぐ、または被覆するなどの方法にて行う。孔あきの位置が判明しているため、作業が迅速かつ容易に進めることができる。なお、孔の大きさ、数などによっては、チューブや仕切り板などを交換してもよい。

１ 容器
１ａ、１ｂ 仕切板
２ 上部室
３ 中間室
４ 下部室
５ａ〜５ｃ チューブ
２０、３０ 導入口
２１ カバー
３１、４０ 導出口
３２ 交換器本体
６ フロート式計測器
６ａ フロート
６ｂ スケール
Ａ、Ｂ 流体

Claims (2)

1. 筒状の容器を、仕切板にて軸方向に並ぶ上部室、中間室および下部室に区画し、該中間室を挟む上部室と下部室とを１本以上のチューブにて連通して成る縦型多管式熱交換器において、
   前記上部室または下部室に臨む前記チューブの開口から内部に液体を供給して該チューブ内部を液体で充満させること、
   その後、該液体の液面が低下したチューブにフロート式計測器を挿入して前記フロート式計測器を前記液面に浮かべること、
   前記フロート式計測器を用いて前記チューブの開口から液面までの距離を計測すること、
   該計測距離をもって縦型多管式熱交換器における孔あき箇所を特定すること、
   を特徴とする縦型多管式熱交換器における孔あき箇所の特定方法。
2. 前記液体は水である請求項１に記載の縦型多管式熱交換器における孔あき箇所の特定方法。

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