JP6254773B2

JP6254773B2 - 分岐管の閉止装置

Info

Publication number: JP6254773B2
Application number: JP2013108131A
Authority: JP
Inventors: 泰之石田; 利司吉田; ゆか福田
Original assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2017-12-27
Anticipated expiration: 2033-05-22
Also published as: JP2014228060A

Description

本発明は、耐圧試験用として使用する分岐管の閉止装置に関する。

原子力発電プラントや火力発電プラント等に使用される配管は、設置後に高温、高圧の蒸気や液体が通流するものであるため、使用前に所定の水圧または気圧を加えて耐圧試験を行っている。その際、耐圧試験の対象となる母管の分岐管を閉止する場合があり、分岐管の開口を閉止装置を用いて閉止している。
従来、耐圧試験用として使用する閉止装置の技術として、特許文献１，２に開示されたものが知られている。

特許文献１に開示された耐圧試験用管閉止治具は、分割されたパイプチャックと、パイプチャックを押すフランジと、パッキンを備えた管端閉止フランジと、を備えており、溶接を行わずに配管開口部を閉止することが可能である。
また、特許文献２に開示された耐圧容器開口部の閉止装置は、耐圧容器の開口部に閉止部を装着して耐圧試験を行うものであり、開口部に着脱自在な閉止手段として開口部の胴体側に設けた支持梁片を備え、支持梁片で開口の内側から開口を閉止することが可能である。

登録実用新案第３１４９０７０号公報特開２００３−１４１２３号公報

前記特許文献１では、閉止治具を固定するためのパイプチャックの締付方向が、配管の径方向となっており、耐圧試験時に圧力がかかる配管軸方向とは異なった方向となっていた。このため、配管同士を溶接で固定する場合に比べて強度が弱いという課題があった。
また、特許文献２では、開口の内側から支持梁片で開口を閉止するものであるため、設置時に開口の縁部に対する支持梁片のかかり具合を目視できず、支持梁片の固定の確認が十分に行えないという課題があった。

本発明の目的は、溶接を行うことなく、耐圧試験時に圧力がかかる配管軸方向に分岐管の開口端を閉止でき、装着した治具の固定の確認が容易な分岐管の閉止装置を提供することにある。

本発明は、母管に分岐管がほぼ直交するように接続された配管構造物における前記分岐管の開口端を閉止するための分岐管の閉止装置であって、前記分岐管の開口端に装着されて当該開口端を閉じる閉止板と、前記閉止板に取り付けられ、前記母管に巻き回される巻回し治具と、前記閉止板が前記開口端に押し付けられるように、前記巻回し治具を締め付ける締め付け手段と、前記締め付け手段により締め付けられた状態の前記巻回し治具を前記閉止板に固定する固定手段と、を具備したことを特徴とする。

本発明によれば、溶接を行うことなく、耐圧試験時に圧力がかかる配管軸方向に分岐管の開口端を閉止でき、装着した治具の固定の確認が容易な分岐管の閉止装置が得られる。

本発明の第１実施形態に係る分岐管の閉止装置を用いて分岐管の開口を閉止した状態を示す斜視図である。図１のＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。第１実施形態に係る分岐管の閉止装置の配管装着前の状態を示す斜視図である。本発明の第２実施形態に係る分岐管の閉止装置を用いて分岐管の開口を閉止した状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る分岐管の閉止装置の実施形態について図面を参照して説明する。ここで、以下の説明において、「上下」、「前後」、「左右」を言うときは、図１に示す方向を基準とする。また、分岐管の閉止装置が設けられる設備として原子力発電プラントを例示するが、本実施形態の分岐管の閉止装置が適用される設備を限定する趣旨ではない。

（第１実施形態）
図１に示すように、分岐管の閉止装置は、板状を呈する金属製の閉止板１と、閉止板１に取り付けられた巻回し治具としての金属製のベルト２（以下、金属ベルト２という）と、閉止板１に対して金属ベルト２を巻き締める締め付け装置３と、を備えて構成されている。

閉止板１は、図２に示すように、分岐管４２の開口４２ａ（開口端４３）を閉止するものであり、下部には、分岐管４２の開口端４３（上端）が収容される収容部１０が形成されている。収容部１０は、分岐管４２の開口端４３の形状に合わせて円筒凹状に形成されている。なお、収容部１０は、閉止板１の下部を前後方向に有底凹状に切り欠くことにより形成してもよい。
この収容部１０には、図２に示すように、Ｏリング１４を介して、分岐管４２の開口端４３が密着する状態（気密状態、水密状態）に収容される。なお、分岐管４２の開口端４３の密着性を高めるために、収容部１０の底面に合成ゴム製のシート材等を配設してもよい。

閉止板１の左端部には、図１に示すように、前後一対の腕部１２，１２が形成されている。腕部１２，１２は、左側方へ向けて閉止板１の左端部から突出しており、腕部１２，１２間には、前後方向に支軸１３が支持されている。この支軸１３には、金属ベルト２の一端２０ａが左右方向揺動可能に支持されている。

閉止板１の上面右側には、金属ベルト２を巻き締めるための締め付け装置３が設けられている。締め付け装置３には、図１に示すように、金属ベルト２の他端２０ｂが巻き付けられるようになっており、金属ベルト２を巻き締める装置である。巻き締める装置３は、図３に示すように、一対の支持部３１，３１と、回動軸３２と、一対の係止ピン３３，３３と、ボルト３４と、を備えて構成されている。一対の支持部３１，３１は、前後に間隔を空けて閉止板１に一体的に立設されている。支持部３１，３１には、回動軸３２を支持する支持孔３１ａ，３１ａが形成されている。

回動軸３２は、円柱状を呈しており、両端部が支持孔３１ａ，３１ａに挿入されて支持部３１，３１に回動可能に支持されている。回動軸３２の後部には、ボルト３４の雄ねじ（不図示）が螺合される雌ねじ（不図示）が形成されている。なお、回動軸３２は、例えば、図示しない抜け止めピン等を介設することにより支持孔３１ａ，３１ａから脱落しないように設けられている。

係止ピン３３，３３は、回動軸３２の周面の軸方向に間隔を空けて一体的に立設されている。これにより、回動軸３２を回動させると、係止ピン３３，３３は、回動軸３２と一体となって軸周りに回動する。この係止ピン３３，３３は、金属ベルト２の係止孔２５，２５の形成位置に対応して設けられており、係止ピン３３，３３には、金属ベルト２の係止孔２５，２５を引っ掛け可能となっている。

ボルト３４は、回動軸３２の雌ねじ（不図示）に螺合されて回動軸３２に一体に固定されている。ボルト３４は、回動軸３２を回動させるためのレンチ等の工具（不図示）を装着する部分として機能する。なお、ボルト３４の螺合を利用して、回動操作用のレバー等を回動軸３２に取り付けてもよい。
このような締め付け装置３は、金属ベルト２を分岐管４２の軸方向に沿って締め付けるようになっている。

閉止板１の右側部１ａには、図３に示すように、２つのボルト穴１ｂ，１ｂが形成されている。このボルト穴１ｂ，１ｂには、金属ベルト２の係止孔２５，２５に対応して設けられており、金属ベルト２の他端側を閉止板１に固定するための固定手段としての固定用ボルト１ｃ，１ｃが螺合可能である。

金属ベルト２は、金属製の平板状部材２１を連結軸２２を用いて相互に連結してなり、キャタピラ状を呈している。金属ベルト２の一端２０ａは、閉止板１の左端部の支軸１３に支持されており、図３に示すように、配管構造物４０への非装着時には閉止板１の下方に自重で垂れ下がる状態となる。
本実施形態では、平板状部材２１として、長さの異なる２種類の平板状部材２１ａ，２１ｂを用いている。平板状部材２１ａは、相対的に平板状部材２１ｂよりも長く形成されており（幅広に形成されており）、主として配管構造物４０に巻き付けられる部分に使用されている。平板状部材２１ｂは、相対的に平板状部材２１ａよりも短く形成されており（幅狭に形成されており）、金属ベルト２の他端２０ｂ側の閉止板１に固定される部分および締め付け装置３に巻き付けられる部分に使用されている。

平板状部材２１ｂには、板厚方向に貫通する２つの係止孔２５，２５が形成されている。係止孔２５，２５は、締め付け装置３の回動軸３２の係止ピン３３，３３に対応して形成されており、係止ピン３３，３３を挿通可能に設けられている。また、係止孔２５，２５は、固定用ボルト１ｃ，１ｃを挿通可能に設けられている。

次に、配管構造物４０に対する分岐管の閉止装置の装着手順について説明する。
ここで、配管構造物４０としては、母管４１の軸線に対して分岐管４２の軸線がほぼ直交するように接続されてなるほぼＴ字状のものを例示して説明する。
はじめに、図３に示すように、分岐管４２の上方から分岐管４２の開口端４３に閉止板１の下面を近づけ、閉止板１の収容部１０に開口端４３を収容するようにして、開口端４３上に閉止板１を載せる。
なお、開口端４３の周囲には予めＯリング１４を装着しておく。

その後、閉止板１の左端部から下方へ垂れ下がった金属ベルト２の他端２０ｂ（下端部）を把持し、母管４１の外面に沿わせるようにして金属ベルト２を巻き回し、他端２０ｂを締め付け装置３に向けて持ち上げる。
そして、締め付け装置３の回動軸３２の係止ピン３３，３３に、金属ベルト２の他端２０ｂの係止孔２５，２５を合わせて、係止ピン３３，３３を係止孔２５，２５に挿通し、回動軸３２に金属ベルト２の他端２０ｂを引っ掛ける。

その後、締め付け装置３のボルト３４をレンチ等を用いて回動させ、金属ベルト２を巻き締める。そうすると、金属ベルト２が母管４１の外周面に密着して、閉止板１が開口端４３に押し付けられる状態となる。この状態で、閉止板１の右側部１ａのボルト穴１ｂ，１ｂに対応する位置にある金属ベルト２の係止孔２５，２５に、固定用ボルト１ｃ，１ｃを挿入し、これをボルト穴１ｂ，１ｂに締め付ける。
これにより、閉止板１が分岐管４２の開口端４３に押し付けられる状態が維持され、分岐管４２が閉止板１によって気密（液密）に閉止される。

以上説明した本実施形態の分岐管の閉止装置によれば、溶接を行うことなく、分岐管４２の開口端４３を閉止することができる。
また、金属ベルト２を締め付けることにより、閉止板１は、分岐管４２の開口端４３に密着するようになっており、耐圧試験時に圧力がかかる配管軸方向に分岐管４２の開口端４３が閉止されることとなるので、気密（液密）性に優れ、母管４１の耐圧試験を好適に行うことができる。
さらに、金属ベルト２は、閉止板１の上面に設けられた締め付け装置３に巻き締められ、閉止板１の右側部１ａに固定用ボルト１ｃ，１ｃで固定されるので、金属ベルト２の固定の確認が容易であり、扱い易く装着性に優れている。

なお、閉止板１の右側部１ａのボルト穴１ｂ，１ｂと金属ベルト２の係止孔２５，２５とが位置ずれを生じている場合には、閉止板１の収容部１０の底面に、合成ゴム製の板状スペーサ（不図示）を適宜枚数介在させることで、前記位置ずれを補正することが可能である。

また、金属ベルト２で巻き締める構成であるので、剛性が高く、巻き締め状態が好適に維持され、耐圧試験を好適に行うことができる。
また、金属ベルト２で巻き締める構成であるので、配管構造物４０の大きさが異なる場合でも、適宜対応する係止孔２５，２５を利用して固定用ボルト１ｃ，１ｃを閉止板１のボルト穴１ｂ，１ｂに螺合することができ、種々の大きさの配管構造物４０において分岐管４２の開口端４３を閉止することができる。

（第２実施形態）
図４に第２実施形態に係る分岐管の閉止装置を示す。なお、図４では、配管構造物４０を断面で表している。
本実施形態は、巻回し治具として母管４１に巻き回される∪字形のボルト５０を備え、∪字形のボルト５０を閉止板１Ａに締め付けることで、配管構造物４０の分岐管４２の開口端４３を閉止するようにした点が異なる。

∪字形のボルト５０は、母管４１の外周面に沿う周部としての湾曲部５２と、湾曲部５２の周方向両端から閉止板に向けて延出するロッド部５３，５３と、ロッド部５３，５３の上端部に形成された雄ねじ部５１，５１（締め付け手段）と、を備えてなる。雄ねじ部５１，５１には、ナット５５，５５（締め付け手段、固定手段）が螺合可能である。
閉止板１Ａには、ロッド部５３，５３が挿通される挿通孔１ｄ，１ｄが形成されている。閉止板１Ａの下部には、分岐管４２の開口端４３（上端）が収容される収容部１０が形成されている。収容部１０は、分岐管４２の開口端４３の形状に合わせて円筒凹状に形成されている。

本実施形態の分岐管の閉止装置を配管構造物４０に装着する際には、まず、分岐管４２の開口端４３が閉止板１Ａの収容部１０に収容されるように開口端４３に閉止板１Ａを載せ、母管４１の下方から∪字形のボルト５０を母管４１に装着し、ロッド部５３，５３を閉止板１Ａの挿通孔１ｄ，１ｄに挿通する。その後、閉止板１Ａの上面から突出した雄ねじ部５１，５１にナット５５，５５をそれぞれ螺合して、締め付ける。そうすると、∪字形のボルト５０の湾曲部５２が母管４１の外周面に密着して、閉止板１Ａ（収容部１０）が開口端４３に押し付けられる状態となる。これにより、∪字形のボルト３０の締め付けにより、分岐管４２の開口端４３が閉止される。

本実施形態によれば、∪字形のボルト５０を用いた簡単な締め付けにより、溶接を行うことなく、分岐管４２の開口端４３を閉止することができる。
また、∪字形のボルト５０をナット５５で締め付けることにより、閉止板１Ａは、分岐管４２の開口端４３に密着するようになっており、耐圧試験時に圧力がかかる配管軸方向に分岐管４２の開口端４３が閉止されることとなるので、気密（液密）性に優れ、母管４１の耐圧試験を好適に行うことができる。
さらに、∪字形のボルト５０は、ナット５５，５５で締め付けられるだけの構成であるので、∪字形のボルト５０の固定の確認が容易であり、扱い易く装着性に優れている。
なお、∪字形のボルト５０は、分岐管４２を挟むように母管４１の軸方向（前後方向）に複数用いて閉止を行ってもよい。このように構成することで、閉止状態が安定し、耐圧試験をより好適に実施することができる。

前記第１実施形態では、巻回し治具として金属ベルト２を用いたが、これに限定されるものではなく、伸縮性を有する合成ゴム等のベルトを用いて、閉止板１に分岐管４２の開口端４３が密着するように構成してもよい。

１閉止板
２金属ベルト（巻き回し治具）
３締め付け装置（締め付け手段）
４０配管構造物
４１母管
４２分岐管
４３開口端
５０ ∪字形のボルト５０（巻き回し治具）
５１雄ねじ部（締め付け手段）
５２湾曲部
５３ロッド部
５５ナット（締め付け手段）

Claims

母管に分岐管がほぼ直交するように接続された配管構造物における前記分岐管の開口端を閉止するための分岐管の閉止装置であって、
前記開口端に装着されて当該開口端を閉じる閉止板と、
前記閉止板に取り付けられ、前記母管に巻き回される巻回し治具と、
前記閉止板が前記開口端に押し付けられるように、前記巻回し治具を締め付ける締め付け手段と、
前記締め付け手段により締め付けられた状態の前記巻回し治具を前記閉止板に固定する固定手段と、
を具備したことを特徴とする分岐配管の閉止装置。
前記巻回し治具は、金属製のベルトであることを特徴とする請求項１に記載の分岐管の閉止装置。
前記締め付け手段は、前記ベルトを前記分岐管の軸方向に締め付けることを特徴とする請求項２に記載の分岐管の閉止装置。
前記巻回し治具は、前記母管の外周面に沿う周部と、前記周部の周方向両端部から前記閉止板に向けて延出し、前記閉止板に挿通されるロッド部と、前記ロッド部の先端部に形成された雄ねじ部と、前記雄ねじ部に螺合可能なナットと、を備えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の分岐管の閉止装置。