JP6503599B1 - 分割交換用炉体及び流動床焼却炉の補修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短工期、低コストで流動床焼却炉の補修を行う。【解決手段】流動床焼却炉の円筒形の炉体を補修するための分割交換用炉体１であって、長方形の鋼板が長手方向で円弧状に反り、且つ、前記炉体と同径の円筒形を周方向に複数に分割した形状の円弧部５と、円弧部５の軸方向の両端に設けられて周方向に延在する第一フランジ６と、円弧部５の周方向の両端に設けられて軸方向に延在する第二フランジ７と、円弧部５の内周面の周方向の一方側と周方向の他方側とを接続する棒状の第一補強材９と、第一補強材９の長さ方向の略中央と、内周面の周方向の略中央とを接続する第二補強材１０と、第一補強材９に固定された第一係止部１６とを有する分割交換用炉体１を提供する。【選択図】図７

Description

本発明は、分割交換用炉体及び流動床焼却炉の補修方法に関する。

例えば、下水処理場においては、下水汚泥を燃やすために汚泥焼却炉として流動床焼却炉を設けている場合がある。流動床焼却炉の炉体は、鋼製ケーシングによって形成されている。また、当該鋼製ケーシングの内周面は、耐火材及び断熱材で内張りされ、耐火層が形成されている。

流動床焼却炉は、経年使用により耐火層が劣化したり、また、鋼製ケーシングが腐食したりするため、定期的に補修を行うことが一般的である。特許文献１には、流動床焼却炉の炉体の全体を交換するのではなく、補修箇所を含む炉体の一部を輪切りにして取り除き、当該取り除いた箇所のみに交換用炉体を挿入する流動床焼却炉の補修方法が記載されている。
この補修方法において、交換用炉体は、その周方向に分割された複数の分割交換用炉体から成る。すなわち、複数の分割交換用炉体が組み合わさることで、円筒形の１つの交換用炉体が形成される。

特開２０１６−１０２６３３号公報

特許文献１に記載の補修方法は、炉体の一部のみを交換用炉体で交換する工法であるため、短い補修期間（工期）で流動床焼却炉を補修することができる。しかし、分割交換用炉体は、円筒を周方向に分割した形状であるため、円弧の部分に変形が生じないよう、輸送時の梱包に注意を要する。また、分割交換用炉体の梱包を解いて、流動床焼却炉が設置されている建屋内の所定の場所へクレーンで吊り上げる場合には、やはり、当該円弧の部分に変形が生じないよう、慎重に取り扱う必要がある。さらに、複数の分割交換用炉体を組み立てて円筒形の１つの交換用炉体を形成する際に、流動床焼却炉が設置されている建屋内に当該組み立てのための作業空間が必要となるが、一般的に当該建屋内には広い作業空間が用意されていないことが多い。

この発明は、分割交換用炉体の輸送時等における変形を防止して分割交換用炉体の取扱いを簡易にするとともに、分割交換用炉体同士の位置合わせが容易な構造及び方法とすることで、作業効率を向上させるのみならず、狭い作業空間においても交換用炉体を容易に形成でき、結果として短工期、低コストで流動床焼却炉の補修ができる分割交換用炉体及び流動床焼却炉の補修方法を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様によれば、分割交換用炉体は、流動床焼却炉の円筒形の炉体を補修するための分割交換用炉体であって、長方形の鋼板が長手方向で円弧状に反り、且つ、前記炉体と同径の円筒形を周方向に複数に分割した形状の円弧部と、前記円弧部の軸方向の両端に設けられて周方向に延在する第一フランジと、前記円弧部の前記周方向の両端に設けられて前記軸方向に延在する第二フランジと、前記円弧部の内周面の前記周方向の一方側と前記周方向の他方側とを接続する棒状の第一補強材と、前記第一補強材の長さ方向の略中央と、前記内周面の略中央とを接続する第二補強材と、前記第一補強材に固定された第一係止部と、を有し、複数の前記分割交換用炉体の前記第一係止部同士を紐状部材で接続して位置合わせをすることで複数の前記円弧部が前記円筒形をなし、前記第一補強材及び前記第二補強材は、前記補修時に前記円弧部から切断されることを特徴とする。

このような構成によれば、分割交換用炉体を構成する円弧部が第一補強材及び第二補強材によって補強されていることによって、輸送時等における円弧部の変形を防止し、作業効率を向上することができる。
また、複数の分割交換用炉体を組み合わせて円筒形の交換用炉体を形成し、補修対象の炉体に設置する際、第一係止部に紐状部材を挿通して、複数の分割交換用炉体を引き寄せることによって、分割交換用炉体同士の位置合わせを容易にすることができる。
さらに、当該設置の後、第一補強材及び第二補強材は円弧部から切断されて除去されるので、炉体設置後の耐火層設置や炉体の性能になんら影響を与えることはない。

本発明の第二の態様によれば、流動床焼却炉の補修方法は、流動床焼却炉の円筒形の炉体に、支持構造物の上面との間に所定の隙間が生じるように、前記炉体の径方向外側に突出する複数のサドル部を接続するサドル部設置工程と、前記サドル部より下方の前記炉体の軸方向に直交する所定の二箇所の断面で、前記炉体を切断する炉体切断工程と、前記サドル部と前記支持構造物との間に圧力を加え、前記サドル部が接続された前記炉体を上方へ持ち上げる持上工程と、前記炉体切断工程にて切断した前記二箇所の間の前記炉体を除去する除去工程と、前記除去工程の後に、残置された前記炉体の前記二箇所のそれぞれに周方向に延在する第三フランジを設置するフランジ設置工程と、上記いずれかの分割交換用炉体を前記除去した箇所に複数吊り上げ、前記吊り上げたまま、前記複数の分割交換用炉体の各々の前記係止部に１本または複数の紐状部材を挿通して位置合わせすることで、前記複数の分割交換用炉体の各々の前記第二フランジ同士を接続して円筒形の交換用炉体を形成する交換用炉体形成工程と、前記交換用炉体を前記切断した箇所の下方の前記炉体に設置した後、前記圧力を緩め、前記切断した箇所の上方の前記炉体を前記交換用炉体に設置し、前記第一フランジと前記第三フランジとを接続する据付工程と、前記補強材の全てを前記交換用炉体から切断する補強材切断工程と、前記補強材切断工程の後、前記交換用炉体の内部に耐火層を設置する耐火層設置工程と、を有することを特徴とする。

このような構成によれば、分割交換用炉体を構成する円弧部が補強材によって補強されていることによって、クレーン等による分割交換用炉体の吊り上げ時に円弧部の変形を防止できるので、結果として作業効率を向上することができる。また、建屋内の作業空間に限りがある場合においても、炉体切断工程で切断し除去された箇所の炉体の空間を作業空間として、吊り上げたままの複数の分割交換用炉体から円筒形の交換用炉体を容易に形成することができる。

本発明によれば、作業効率を向上させるのみならず、狭い作業空間においても交換用炉体を容易に形成でき、結果として短工期、低コストでの流動床焼却炉の補修を可能とする分割交換用炉体及び流動床焼却炉の補修方法を提供できる。

本発明の実施形態の流動床焼却炉の概略を説明する側断面図である。 本発明の実施形態の流動床焼却炉の補修方法における補修の順番を説明する概略図である。 本発明の実施形態のサドル部設置工程を説明する概略図である。 本発明の実施形態の持上げ工程を説明する概略図である。 本発明の実施形態の炉体除去工程を説明する概略図である。 本発明の実施形態の交換用炉体の斜視図である。 本発明の実施形態の分割交換用炉体の斜視図である。 本発明の実施形態の交換用炉体形成工程を説明する概略図である。 交換用炉体形成工程における係止箇所について説明する概略図である。 交換用炉体形成工程において、レバーブロックの使用方法について説明する概略図である。

以下、本発明の実施形態の分割交換用炉体、及びこの分割交換用炉体を用いた流動床焼却炉の補修方法について図面を参照して詳細に説明する。
まず、本発明の実施形態について説明を開始する前に、一般的な流動床焼却炉３０の構造について、簡単に説明する。
図１は、流動床焼却炉３０の概略を説明する側断面図である。流動床焼却炉３０は、例えば、下水処理場などの施設において汚泥を濃縮して脱水した脱水ケーキを燃やすための汚泥焼却炉として使用される。図１に示すように、流動床焼却炉３０は、下方に風箱３２を備えた円筒形状の炉体３１を有している。

流動床焼却炉３０の炉体３１は、中心軸ＣＡが鉛直方向に沿う円筒形状をしている。炉体３１の下部には、炉体３１の内部を上下方向に区分けする分散板３３が設けられている。風箱３２は、分散板３３の下方の空間であり、風箱３２には、ブロワ（図示せず）から一次空気導入口３４を介して一次空気Ａ１が供給される。

分散板３３の上方には、流動媒体として流動砂３６が堆積され流動層部３５が形成されている。流動層部３５より上方はフリーボード部３７となっている。
脱水ケーキは、投入機（図示せず）から投入口３８を介して炉体３１内部の流動層部３５に投入される。

炉体３１のフリーボード部３７には、少なくとも一つの二次空気導入口３９を設けることができる。
炉体３１の炉頂部は、上方に凸の円錐形状となるように、上方に向かって絞り込まれている。炉頂部、即ち、円錐形状の頂点には、排ガスＥを排出する排出口４０が設けられている。排出口４０から排出された排ガスＥは、例えば、ガス冷却塔や、バグフィルタなどの排ガス処理装置に導入される。

炉体３１は、一般構造用圧延鋼材などの鋼材によって形成されている鋼製ケーシングである。炉体３１の内面には、耐火レンガ（耐火ブロック）やキャスタブル等の耐火材や断熱材により耐火層４２が形成されている。

では、これより、本発明の実施形態の分割交換用炉体、及びこの分割交換用炉体を用いた流動床焼却炉の補修方法について、具体的に説明する。

図２は、本実施形態の補修方法が適用される流動床焼却炉３０の補修作業の順番を説明する図である。
本実施形態の補修方法では、流動床焼却炉３０の運転を停止できる限られた時間内に補修を完了する必要があるため、一度に流動床焼却炉３０の炉体３１の全体を補修するのではなく、１回の補修期間に炉体３１の一部のみを補修して補修完了とする。そして、時期が異なる複数の補修期間ごとに、炉体３１の上方から下方に向けて当該一部のみの補修を繰り返し行うことで、最終的に炉体３１の全体が補修されることになる。各補修期間においては、図２に示すように、耐火レンガを下方から支持するレンガ受け４３の位置を目安に、例えば、領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の順に、汚泥焼却炉の炉体３１の上方から下方に向けて、後述する交換用炉体２と交換する。基本的に、１回の補修期間（工期）における流動床焼却炉３０の補修範囲は、炉体３１の高さ方向のレンガ受け４３の位置を目安に分けられた複数の領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のうちの１つとなる。

すなわち、まず炉体３１のうち領域Ｃ１の部位のみ補修して流動床焼却炉３０を稼働する。次の補修期間に領域Ｃ２の部位のみ補修して流動床焼却炉３０を稼働する。そして、その次の補修期間に領域Ｃ３の部位のみ補修して流動床焼却炉３０を稼働する。そして、さらにその次の補修期間に領域Ｃ４の部位のみ補修して流動床焼却炉３０を稼働する。ここでは、例として領域がＣ１〜Ｃ４の４つの場合を示したが、これに限定されない。流動床焼却炉３０の仕様によっては、領域が５つ以上の場合や、３つ以下の場合もありうる。

なお、レンガ受け４３は、円筒形の炉体３１の所定高さにおける周方向に連続して配置されている。当該所定高さは、炉体３１の高さ方向（軸方向Ｄａ）に複数設定されており、図１で説明した投入口３８、二次空気導入口３０などと同位置にならないよう配置されている。このため、各領域の高さ（軸方向Ｄａ上の位置）はそれぞれ異なることが多い。従って、図２では、領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４の高さを、それぞれ異ならせて図示している。

次に、流動床焼却炉の補修方法の各工程について詳細に説明する。
図３に示すように、サドル部設置工程は、炉体３１における交換箇所Ｃの上方の部位に、複数のサドル部３を接続する工程である。図３に示すように、サドル部３は、炉体３１の外周面より径方向外周側に突出する部材である。サドル部３は鋼材によって形成されており、例えば、溶接により炉体３１に接続される。サドル部３は、炉体３１の周方向に複数設置されている。後述の持上工程で、安定的に炉体３１を持ち上げるために、３つ以上のサドル部が炉体３１に設置されることが望ましい。
なお、交換箇所Ｃは、流動床焼却炉３０の上記複数の領域Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４のいずれかに相当する領域である。

サドル部３は、支持構造物の上方に延在するように形成する。支持構造物としては、例えば新たに櫓や置き台を設置するほかに、既設の梁を利用することもできる。以下、支持構造物として既存の梁Ｂを用いる場合について説明する。既設の梁Ｂは、流動床焼却炉３０が設置されている建屋に設けられており、水平方向に延在している。サドル部３は、既設の梁Ｂの上面とサドル部３との間に所定の隙間が生じるように設置する。既設の梁Ｂは炉体３１の周囲に複数存在するが、それぞれの梁Ｂと流動床焼却炉３０との水平距離は一般的に異なっている。このため、複数設置されるサドル部３の長さ（上記径方向外周側に突出する部材の突出する方向に向かう長さ）は、サドル部３ごとに異なる場合がある。

サドル部設置工程に次いで、耐火層除去工程を実行する。耐火層除去工程は、炉体３１の内部に足場Ｆを設置し、交換箇所Ｃ（ここでは上述の領域Ｃ１として話を進める）の内部の耐火層４２（耐火レンガ、キャスタブル等）を取り除く。これにより、交換箇所Ｃの炉体３１は、鋼製ケーシングのみとなる。

なお、足場Ｆは、補修が完了するまで、補修を実行する作業者により使用される。言い換えれば、足場Ｆは、後述の耐火層設置工程が終了するまで、耐火層除去工程の後の各工程で使用され、その後、撤去される。また、耐火層除去工程は、サドル部設置工程の前に実行してもよい。

耐火層除去工程の後、炉体切断工程を実行する。炉体切断工程は、軸方向Ｄａにおいて交換箇所Ｃの両端に対応する２つの断面ＣＬに沿って炉体３１を切断する工程である。炉体切断工程では、炉体３１の軸方向Ｄａに直交する二箇所の所定の断面ＣＬで、例えばガスバーナーを用いて炉体３１の鋼製ケーシングを輪切り状に切断する。

炉体切断工程の後、持上げ工程を実行する。図４（ａ）に示すように、持上げ工程は、サドル部３と既設の梁Ｂとの間に圧力を加え、サドル部３が接続された炉体３１の一部３１ａを上方へ持ち上げる工程である。まず、持上げ工程では、全てのサドル部３と既設の梁Ｂとの間の隙間（上述の所定の隙間）に一対の楔Ｗを打ち込む。これにより、全てのサドル部３が上方に持ち上がる。次いで、図４（ｂ）に示すように、サドル部３を上方に持ち上げた状態で楔Ｗを溶接して固定する。これにより、上記二箇所の所定の断面ＣＬのうち軸方向Ｄａで見て高さが高い方の断面ＣＬより上方の炉体３１ａが、元の位置よりも上方に持ち上がり、その状態が維持される。言い換えれば、交換箇所Ｃより上方の炉体３１ａが、交換箇所Ｃの炉体から切り離されて、上方に持ち上がり、その状態が維持される。
なお、持上げ工程では、楔Ｗの代替として、油圧ジャッキなどを用いてサドル部３が接続された炉体３１の一部３１ａを上方へ持ち上げてもよい。

持上げ工程の後、除去工程を実行する。図５に示すように、除去工程は、炉体切断工程にて切断した上記二箇所の間の炉体３１（交換箇所Ｃの炉体３１）を除去する工程である。交換箇所Ｃの鋼製ケーシングは、運搬が容易となるよう、可能な限りバーナー等で細かく切断して除去するのが望ましい。

除去工程の後、フランジ設置工程を実行する。フランジ設置工程は、交換箇所Ｃの炉体３１を除去することによって露出した交換箇所Ｃの上方及び下方の炉体３１の縁部に、第三フランジ８を形成する工程である。図５に示すように、第三フランジ８は、炉体３１の円形の縁部より径方向外周側に鍔状に突出するように形成される。
第三フランジ８は、軸方向Ｄａから見て、円形の外形を有する板状の金属部材である。第三フランジ８は、例えば、溶接によって炉体３１の縁部に接続される。

フランジ設置工程の後、交換用炉体形成工程を実行する。交換用炉体形成工程は、交換箇所Ｃの炉体３１を除去した空間を用いて、複数の分割交換用炉体１を互いに接続して円筒形の交換用炉体２とし、交換箇所Ｃに配置する工程である。
ここで、分割交換用炉体１の構成について詳細に説明する。分割交換用炉体１は、交換箇所Ｃの炉体３１に対応する内径の円筒状の交換用炉体２を周方向に分割した形状をなすものである。図６に示すように、交換用炉体２は、炉体３１と同径の円筒形をなし、複数（ここでは、例として３つ）の分割交換用炉体１を互いに接続することにより形成されている。なお、図６は、補修時、具体的には後述の補強材切断工程において、後述する全ての補強材が分割交換用炉体１から切断されて、取り除かれた状態の交換用炉体２を示している。

図７に示すように、分割交換用炉体１は、炉体３１と同径の円筒形を周方向に等分かつ複数（ここでは、例として３つ）に分割した形状の円弧部５と、円弧部５の軸方向Ｄａの両端に設けられて周方向に延在する第一フランジ６と、円弧部５の周方向の両端に設けられて軸方向Ｄａに延在する第二フランジ７と、後述する複数の補強材及び係止部を有している。

円弧部５は、炉体３１と同様に、一般構造用圧延鋼材などの鋼材の鋼板によって形成されている。円弧部５は、長方形の当該鋼板を長手方向で円弧状に反らせることによって形成されている。また、第一フランジ６、第二フランジ７、補強材及び係止部も、同様の金属部材で形成されている。

上記分割数は、作業効率を鑑みて、３つまたは４つであることが望ましい。
なお、図７では、炉体３１と同径の円筒形を周方向に等分に分割した３つの分割交換用炉体１で１つの交換用炉体２が形成される構成としたが、これに限らず、設計によっては、当該周方向に異なる大きさで分割した複数の分割交換用炉体１で１つの交換用炉体２が形成される構成としてもよい。

分割交換用炉体１は、複数の補強材９、１０、１１、１２、１３、１４によって円弧部５が補強されている。補強材は、輸送時やクレーンによる吊り上げ時における円弧部５の変形を防止するための部材である。上述のように、複数の分割交換用炉体１を組み合わせて１つの交換用炉体２を形成するが、この時、各分割交換用炉体１に変形やゆがみが生じていると、分割交換用炉体１同士をうまく組み合わせることができず、結果として交換用炉体２を形成することができない恐れや、当該変形の補修をするために工期の延長が必要となる恐れがある。一方、補強材を過度に使用するとコストアップにつながる。そこで、分割交換用炉体１に用いられる補強材は、円弧部５の強度や剛性に応じて、分割交換用炉体１のトラック等での輸送時やクレーンによる吊り上げ時に円弧部５に変形やゆがみが生じない程度に必要十分な数や構成に設計される。

図７に例として示す分割交換用炉体１は、円弧部５の内周面５ａの周方向の一方側と周方向の他方側とを接続する棒状の第一補強材９と、第一補強材９の長さ方向の略中央と、円弧部５の周方向の略中央とを接続する第二補強材１０と、円弧部５の内周面５ａの周方向の一方側と周方向の他方側とを接続する棒状の第三補強材１１と、第三補強材１１の長さ方向の略中央と、円弧部５の周方向の略中央とを接続する第四補強材１２と、第一補強材９と第三補強材１１とを接続する棒状の第五補強材１３と、第二補強材１０と第四補強材１２とを接続する第六補強材１４と、係止部１７、１８とを有している。

輸送時や吊り上げ時に円弧部５が変形しない程度に補強されるのであれば、分割交換用炉体１は、第一補強材９と、第二補強材１０と、係止部１８とのみで構成されてもよい。
また、輸送時や吊り上げ時に円弧部５が変形しない程度に補強されるのであれば、図７に示す分割交換用炉体１の構成のうち、第六補強材１４は省くことができる。

第三補強材１１は、円弧部５の軸方向Ｄａに間隔をあけて第一補強材９と平行に配置されている。第四補強材１２は、第二補強材１０と平行をなしている。
第一補強材９及び第三補強材１１は、円弧部５の軸方向Ｄａの両端近傍に配置されている。第一補強材９及び第三補強材１１の両端は、円弧部５の周方向の両端近傍に接続されている。
第一補強材９と第二補強材１０は、Ｔ字状をなすように接続され、Ｔ字の３つの端部が円弧部５の内周面に接続されて、円弧部５を補強する。第二補強材１０と第四補強材１２も、同様に、Ｔ字状をなすように接続されている。

第五補強材１３は、第一補強材９及び第三補強材１１の全長をＬとしたとき、１/３×Ｌ、２/３×Ｌの位置にそれぞれ１つ配置されている。そして、第五補強材１３は、第一補強材９と第二補強材１０の接続箇所の両側及び第三補強材１１と第四補強材１２の接続箇所の両側に互いに平行に配置されている。言い換えれば、第五補強材１３は、第一補強材９または第三補強材１１の長さ方向で略中央の両側に互いに平行に配置されている。なお、図７では、第五補強材１３は２つ配置されるが、輸送時や吊り上げ時に円弧部５が変形しない程度に補強されるのであれば、当該略中央の位置に１つのみ配置されてもよい。また、補強をより強固にするために、当該略中央を中心に見て、第五補強材１３を左右対称に２つ以上配置してもよい。第五補強材１３を２つ以上配置する場合は、当該略中央の両側に互いに平行に少なくともそれぞれ１つ配置されるといえる。

第一フランジ６は、図６及び図７に示すように、円弧部５の軸方向Ｄａの端部（弧状の縁部）より、径方向外周側に鍔状に突出して形成されている。第一フランジ６の形状は、上述したフランジ設置工程において形成される第三フランジ８と略同様である。また、図示しないが、第一フランジ６と第三フランジ８の各々には、互いに対応する複数の貫通孔が形成されており、当該貫通孔にボルトを挿通してナットで固定することで、第一フランジ６と第三フランジ８とを接続することができる。

第二フランジ７は、図６及び図７に示すように、円弧部５の周方向の端部から径方向外周側に突出するように形成される。第二フランジ７は、円弧部５の周方向から見て、矩形の外形を有する板状の部材である。図示しないが、交換用炉体２を構成する複数の分割交換用炉体１の第二フランジ７には、複数の貫通孔が形成されており、隣り合う分割交換用炉体１の第二フランジ７同士を、当該貫通孔を介してボルトとナットで固定することができる。すなわち、当該貫通孔にボルトを挿通してナットで固定することで、隣り合う分割交換用炉体１の第二フランジ７同士を接続することができる。

補強材９、１０、１１、１２、１３、１４は、例えば、断面Ｌ字形状の形鋼等、一方向に長い棒状の金属部材によって形成することができる。補強材は、例えば、溶接によって円弧部５に接続することができる。補強材同士も溶接によって接続することができる。補強材と円弧部５、及び補強材同士を、ボルト、ナット等の締結部材によって接続してもよい。

分割交換用炉体１は、第一補強材９に固定された係止部（図７では、一対の第一係止部１６）と、第三補強材１１に固定された係止部（図７では、一対の第二係止部１７）を有している。係止部は頑丈な箇所に配置されるのが望ましいため、図７では、第一補強材９と第五補強材１３の接続箇所に第一係止部１６が配置され、第三補強材１１と第五補強材１３の接続箇所に第二係止部１７が配置されている。

第一係止部１６及び第二係止部１７は、補強材と同様の金属部材で形成されており、紐状部材を挿通し、フックを引っかけるための孔１８が形成されるような形状を有している。図７においては、第一係止部１６及び第二係止部１７は、Ｕ字状をなし、両端部が補強材に溶接されることで、補強材との間に孔１８が形成される。なお、ここでは、第一係止部１６及び第二係止部１７はＵ字状の形状としたが、紐状部材を挿通したり、フックを引っかけるための孔１８が形成されるのであれば、第一係止部１６及び第二係止部１７の形状は、Ｕ字状に限定されず、いかような形状でもよい。例えば、第一係止部１６及び第二係止部１７の形状が、円形や楕円形であってもよい。

では、流動床焼却炉の補修方法の説明に戻る。
図８に示すように、交換用炉体形成工程では、まず、建屋の上方に設置されたクレーン用レール１９に配置された第一クレーン２０ａを用いて、建屋内の流動床焼却炉３０の近傍の床等に置かれた分割交換用炉体１を、炉体３１の交換箇所Ｃの近傍まで吊り上げる。分割交換用炉体１を吊り上げる際は、分割交換用炉体１の第二補強材１０に第一クレーン２０ａのフック２１を引っ掛けるとよい。

なお、この時点において、交換箇所Ｃの炉体３１はすでに除去されている。また、クレーンは、フック２１と、フック２１に接続されたチェーン２２とを有し、フック２１を対象物に引っかけることで、対象物を吊り上げる工具である。当該クレーンには、第一クレーン２０ａのみならず、後述する第二クレーン２０ｂ、第三クレーン２０ｃも含まれる。当該クレーンは、チェーンブロックであってもよい。

次に、第一クレーン２０ａで分割交換用炉体１を炉体３１の交換箇所Ｃの近傍まで吊り上げた状態で、第二クレーン２０ｂのフック２１を当該分割交換用炉体１に引っかける。例えば、分割交換用炉体１の第二補強材１０に第二クレーン２０ｂのフック２１を引っ掛けるとよい。

第二クレーン２０ｂは、建屋の上方に設置されたクレーン用レール１９に配置され、流動床焼却炉３０の排出口４０から炉体３１の内部へチェーン２２を挿通している。このため、図８（ａ）に示すように、第二クレーン２０ｂは、流動床焼却炉３０の排出口４０を通して炉体３１の内側からフック２１を分割交換用炉体１に引っかけている。

また、交換箇所Ｃの直上の炉体３１には、係止部Ｙが溶接により一時的に取り付けられている。「一時的」としているのは、係止部Ｙは、交換用炉体形成工程において取り付けられ、交換用炉体形成工程が終了した後は、取り外されるからである。係止部Ｙは、第一係止部１６及び第二係止部１７と同様の金属部材で形成されており、第三クレーン２０ｃを係止することができる。

そして、第一クレーン２０ａ及び第二クレーン２０ｂで分割交換用炉体１を吊り上げた状態で、第三クレーン２０ｃのフック２１を当該分割交換用炉体１に引っかける。
その後、第三クレーン２０ｃのチェーン２２を巻いてその長さを短くすることで、分割交換用炉体１を炉体３１の内側且つ交換箇所Ｃ（すなわち、除去工程で炉体が除去された空間）へ引き込む。そして、図８（ｂ）に示すように、当該空間へ分割交換用炉体１を引き込んだ後、第一クレーン２０ａのフック２１を当該分割交換用炉体１から外し、当該分割交換用炉体１を第二クレーン２０ｂと第三クレーン２０ｃとで当該空間に吊り上げた状態とする。なお、第三クレーン２０ｃは、後述のように分割交換用炉体１の位置を調整するためのものであるので、実質的には分割交換用炉体１は第二クレーン２０ｂのみで吊り上げられている。図８（ｂ）に示すように、第二クレーン２０ｂのみで、分割交換用炉体１を吊り上げることができる。

上記方法により、交換用炉体１の形成に必要な数の分割交換用炉体１を、それぞれに対応する第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで当該空間に吊り上げた状態とする。ここでは、交換用炉体１が３つの分割交換用炉体１で形成される例で説明を続ける。従って、３つの分割交換用炉体１は、除去工程で炉体が除去された空間に、それぞれに対応した３つの第二クレーン２０ｂと３つの係止部Ｙに係止された３つの第三クレーン２０ｃで吊り上げられている。なお、このとき、それぞれの分割交換用炉体１は、互いに接触して損傷しないよう、それぞれに対応した第三クレーン２０ｃで互いに離間して配置されている。

次いで、これら３つの分割交換用炉体１を第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで吊り上げたまま、３つの分割交換用炉体１の各々の係止部１６、１７にレバーブロック（登録商標）２３（図１０参照）のフック２４及びチェーン２５を挿通して位置合わせを行う。
図１０に示すように、レバーブロック２３は、２つのフック２４と、フック２４に接続されたチェーン２５と、チェーン２５の長さを調整するレバー２６とを有し、レバー２６によってチェーン２５の距離を短くすることで、フック２４に引っ掛けられた物を引き寄せることができる工具である。

以下、交換用炉体形成工程において、２つのレバーブロック２３を用いて、第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで吊り上げられている３つの分割交換用炉体１を互いに引き寄せて位置合わせする方法について説明する。なお、ここでは、図７に示す構造の分割交換用炉体１を用いて説明する。

まず、２つのレバーブロック２３のうち、一方のレバーブロック２３の１つのフック２４を１つの分割交換用炉体１の第一係止部１６に引っかけ、他のフック２４とチェーン２５を他の２つの分割交換用炉体１の第一係止部１６に挿通させて、当該他のフック２４を上記１つのフック２４と同じ分割交換用炉体１の第一係止部１６に引っかける。

また、他方のレバーブロック２３の１つのフック２４を１つの分割交換用炉体１の第二係止部１７に引っかけ、他のフック２４とチェーン２５を他の２つの分割交換用炉体１の第二係止部１７に挿通させて、当該他のフック２４を上記１つのフック２４と同じ分割交換用炉体１の第二係止部１７に引っかける。

そして、これらレバーブロック２３のレバー２６を操作することで、第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで互いに離間して吊り上げられた状態の各分割交換用炉体１のそれぞれの第一係止部１６及び第二係止部１７を中心軸ＣＡに向けて引き寄せることができる。各分割交換用炉体１は第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで吊り上げられた状態、すなわち、空中に浮いている状態であるので、作業者の力であっても極めて容易に当該引き寄せを行うことができる。各分割交換用炉体１を互いに引き寄せた状態で、隣り合う分割交換用炉体１の第二フランジ７同士を位置合わせし、上述した締結部材（ボルト、ナット）で固定することで、除去工程で炉体が除去された空間に、第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで吊り上げられた状態の交換用炉体２を形成することができる。この後、隣り合う分割交換用炉体１の第二フランジ７同士は、後述の据付工程で溶接される。

なお、交換用炉体２が形成された後、当該交換用炉体２は、第二クレーン２０ｂのみで吊り上げられた状態としてもよい。すなわち、第三クレーン２０ｃのフック２１を、当該交換用炉体２から外してよい。第三クレーン２０ｃと係止部Ｙは、遅くとも補強材切断工程の開始前までに炉体３１から取り除かれる。

図９は、２つのレバーブロック２３の係止箇所について説明する概略図である。ここでは、説明の都合上、軸方向Ｄａから見て同位置に配置される第一係止部１６と第二係止部１７を、図９、図１０に示すように、周方向に順に、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆと位置を表す記号とともに記載する。例えば、第一係止部１６（Ａ）と第二係止部１７（Ａ）は、軸方向Ｄａから見て同位置に配置される第一係止部１６と第二係止部１７である。

図９の二点鎖線と図１０に示すように、レバーブロック２３の一方のフック２４を第一係止部１６（Ａ）に係止し、且つ、他方のフック２４及びチェーン２５を他の２つの分割交換用炉体１の第一係止部１６（Ｅ）、第一係止部１６（Ｃ）の順に挿通し、当該他方のフック２４を第一係止部１６（Ａ）に係止する。

また、図９の点線に示すように、他のレバーブロック２３の一方のフック２４を第二係止部１７（Ｂ）に係止し、且つ、他方のフック２４及びチェーン２５を他の２つの分割交換用炉体１の第二係止部１７（Ｆ）、第二係止部１７（Ｄ）の順に挿通し、当該他方のフック２４を第二係止部１７（Ｂ）に係止する。
第二クレーン２０ｂ及び第三クレーン２０ｃで吊り上げられた各分割交換用炉体１を上下左右方向でバランスよく中心軸ＣＡに向けて引き寄せることができるのであれば、上述のように、各分割交換用炉体１の一部の係止部のみを用いて当該引き寄せを行ってよい。

交換用炉体形成工程の後、据付工程を実行する。ここでは、交換用炉体形成工程の終了時において、第三クレーン２０ｃのフック２１が当該交換用炉体２からすでに外されたとして説明を進める。据付工程では、まず、第二クレーン２０ｂで吊り上げられた状態の交換用炉体２を、第二クレーン２０ｂのチェーン２２の長さを調節することによって交換箇所Ｃの下方の炉体３１に位置合わせして設置する。この際、第二クレーン２０ｂで交換用炉体２を吊り上げたまま、交換用炉体２の下方の第一フランジ６と当該下方の炉体３１の第三フランジ８を位置合わせし、上述した締結部材（ボルト、ナット）で固定するとよい。当該設置の後、第二クレーン２０ｂのフック２１を当該交換用炉体２から外す。

その後、楔Ｗを緩めることによって、持上げ工程で持ち上げられた交換箇所Ｃの上方の炉体３１の位置を下方へ移動し、当該上方の炉体３１を交換用炉体２の上に設置する。そして、交換用炉体２の上方の第一フランジ６と当該上方の炉体３１の第三フランジ８とを上述した締結部材（ボルト、ナット）で固定する。

その後、これら第一フランジ６と第三フランジ８とは溶接される。また、円弧部５の軸方向Ｄａの両端と向かい合う炉体３１の縁部とは、炉の径方向内側からも溶接される。この炉の径方向内側からの溶接は、後述する補強材切断工程後に行うこともできる。

据付工程の後、補強材切断工程を実行する。補強材切断工程では、交換用炉体２の補強材の全てを、交換用炉体２の内周面（すなわち、分割交換用炉体１の円弧部５の内周面）から切断して除去する。

補強材切断工程の後、耐火層設置工程を実行する。耐火層設置工程では、交換用炉体２の内周面に耐火レンガやキャスタブル等を設置して、耐火層を形成する。また、交換用炉体２の上方と下方の炉体３１の耐火層と交換用炉体２の内周面に新たに設置した耐火層が切れ目なく連続的な耐火層となるよう適宜加工する。
以上の作業により、ある１回の補修期間における流動床焼却炉３０の補修が完了する。

上記実施形態によれば、作業効率を向上させるのみならず、狭い作業空間においても交換用炉体を容易に形成でき、結果として短工期、低コストでの流動床焼却炉の補修が可能となる。

なお、本発明の技術範囲は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、レバーブロック２３を用いて複数の分割交換用炉体１同士を引き寄せる構成としたが、これに限ることはない。分割交換用炉体１同士を引き寄せるための紐状部材として、合成繊維で形成されたロープや金属で形成されたワイヤーなどを用いてもよい。また、複数の分割交換用炉体１のそれぞれの係止部に挿通する紐状部材の本数は、交換用炉体２を形成するためにクレーンで吊り上げられている複数の分割交換用炉体１を互いに引き寄せることができれば、１本でもよいし、複数本であってもよい。

１ 分割交換用炉体
２ 交換用炉体
３ サドル部
５ 円弧部
６ 第一フランジ
７ 第二フランジ
８ 第三フランジ
９ 第一補強材
１０ 第二補強材
１１ 第三補強材
１２ 第四補強材
１３ 第五補強材
１４ 第六補強材
１６ 第一係止部
１７ 第二係止部
１８ 孔
１９ クレーン用レール
２０ａ 第一クレーン
２０ｂ 第二クレーン
２０ｃ 第三クレーン
２１ フック
２２ チェーン
２３ レバーブロック
２４ フック
２５ チェーン
２６ レバー
３０ 流動床焼却炉
３１ 炉体
３２ 風箱
３３ 分散板
３４ 一次空気導入口
３５ 流動層部
３６ 流動砂
３７ フリーボード部
３８ 投入口
３９ 二次空気導入口
４０ 排出口
４２ 耐火層
４３ レンガ受け
Ａ１ 一次空気
Ａ２ 二次空気
Ｂ 梁
Ｃ 交換箇所
ＣＡ 中心軸
Ｄａ 軸方向
Ｅ 排ガス
Ｆ 足場
Ｗ 楔
Ｙ 係止部

Claims (7)

1. 流動床焼却炉の円筒形の炉体を補修するための分割交換用炉体であって、
   長方形の鋼板が長手方向で円弧状に反り、且つ、前記炉体と同径の円筒形を周方向に複数に分割した形状の円弧部と、
   前記円弧部の軸方向の両端に設けられて周方向に延在する第一フランジと、
   前記円弧部の前記周方向の両端に設けられて前記軸方向に延在する第二フランジと、
   前記円弧部の内周面の前記周方向の一方側と前記周方向の他方側とを接続する棒状の第一補強材と、
   前記第一補強材の長さ方向の略中央と、前記内周面の前記周方向の略中央とを接続する第二補強材と、
   前記第一補強材に固定された第一係止部と、を有し、
   複数の前記分割交換用炉体の前記第一係止部同士を紐状部材で接続して位置合わせをすることで複数の前記円弧部が前記円筒形をなし、前記第一補強材及び前記第二補強材は、前記補修時に前記円弧部から切断されることを特徴とする分割交換用炉体。
2. 前記円弧部は、前記円筒形を前記周方向に三分割又は四分割した形状であり、
   前記内周面の前記一方側と前記他方側とを接続し、前記第一補強材と前記軸方向に間隔をあけて平行に配置された棒状の第三補強材と、
   前記第二補強材と平行をなし、前記第三補強材の長さ方向の略中央と、前記内周面の前記周方向の略中央とを接続する第四補強材と、
   前記第一補強材と前記第三補強材とを接続する棒状の第五補強材と、
   前記第三補強材に固定された第二係止部と、を有し、
   前記第三補強材、前記第四補強材、及び第五補強材は、前記補修時に前記円弧部から切断されることを特徴とする請求項１に記載の分割交換用炉体。
3. 前記第一係止部は、前記第一補強材と前記第五補強材との接続箇所に配置され、
   前記第二係止部は、前記第三補強材と前記第五補強材との接続箇所に配置されることを特徴とする請求項２に記載の分割交換用炉体。
4. 前記第五補強材は、前記第三補強材の前記長さ方向で前記略中央の両側に互いに平行に少なくともそれぞれ１つ配置されることを特徴とする請求項３に記載の分割交換用炉体。
5. 前記第二補強材と前記第四補強材とを接続する棒状の第六補強材をさらに有し、
   前記第六補強材は、前記補修時に前記円弧部から切断されることを特徴とする請求項４に記載の分割交換用炉体。
6. 流動床焼却炉の円筒形の炉体に、支持構造物の上面との間に所定の隙間が生じるように、前記炉体の径方向外側に突出する複数のサドル部を接続するサドル部設置工程と、
   前記サドル部より下方の前記炉体の軸方向に直交する所定の二箇所の断面で、前記炉体を切断する炉体切断工程と、
   前記サドル部と前記支持構造物との間に圧力を加え、前記サドル部が接続された前記炉体を上方へ持ち上げる持上工程と、
   前記炉体切断工程にて切断した前記二箇所の間の前記炉体を除去する除去工程と、
   前記除去工程の後に、残置された前記炉体の前記二箇所のそれぞれに周方向に延在する第三フランジを設置するフランジ設置工程と、
   請求項１から前記請求項５のいずれか一項に記載の分割交換用炉体を前記除去した箇所に複数吊り上げ、前記吊り上げたまま、前記複数の分割交換用炉体の各々の前記係止部に１本または複数の紐状部材を挿通して位置合わせすることで、前記複数の分割交換用炉体の各々の前記第二フランジ同士を接続して円筒形の交換用炉体を形成する交換用炉体形成工程と、
   前記交換用炉体を前記切断した箇所の下方の前記炉体に設置した後、前記圧力を緩め、前記切断した箇所の上方の前記炉体を前記交換用炉体に設置し、前記第一フランジと前記第三フランジとを接続する据付工程と、
   前記補強材の全てを前記交換用炉体から切断する補強材切断工程と、
   前記補強材切断工程の後、前記交換用炉体の内部に耐火層を設置する耐火層設置工程と、
   を有することを特徴とする流動床焼却炉の補修方法。
7. 前記交換用炉体形成工程において、前記紐状部材をレバーブロックのチェーンとし、
   前記レバーブロックのフックを１つの前記分割交換用炉体の係止部へ係止し、且つ、前記チェーンを他の前記分割交換用炉体の係止部へ挿通することで、前記位置合わせを行うことを特徴とする請求項６に記載の流動床焼却炉の補修方法。

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