JPH1110450A - チューブラ式熱交換器の組立て方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】現地機器搬入に伴う現地機器設置場所までの搬
入経路上の床および架台の補強工事および干渉物撤去工
事が低減でき、かつ機器設置場所における機器一体化が
円滑容易に行え、さらに機器一体化に伴う現地機器設置
場所における干渉物撤去工事を低減することができ、か
つ機器一体化に伴う焼鈍問題等が発生せず、また長期の
機器交換工事期間を必要としないチューブラ式熱交換器
の組立て方法を提供する。 【解決手段】熱交換器を分解状態にて搬送し、据付け現
地にて組み立てるようになしたチューブラ式熱交換器の
組立て方法において、前記熱交換器を、管板１が一体化
された水室部９と、胴体部６と、伝熱管の中間部を支持
する多数の支持板および伝熱管の端部を固定支持する管
巣固定支持部材１４にて一体に構成された管巣部とに分
けて搬送し、これらを現地にて一体に組立てるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば発電プラン
トなどに採用されているチューブラ式熱交換器の組立て
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種のチュ
ーブラ式熱交換器は、補修に際し機器全体の交換が行わ
れる場合がある。この機器交換工事に際しては、交換に
伴う現地作業をできるだけ低減するために、一般には工
場にて機器全体を一体組立製造し、組み立てた状態で現
地建屋内に搬入して設置するようにしている。

【０００３】組み立てた状態で熱交換器を搬送する場
合、一般には現地搬入経路上の床および架台は、過大な
寸法および重量の熱交換器等の搬入を考慮していないた
め、機器設置場所までの搬入経路上の床および架台の耐
荷重（強度）に対し、機器重量が過大であるため、床お
よび架台は機器重量に耐えられるように多大な補強工事
が必要となる。

【０００４】また搬入経路は、搬入時の機器寸法分のス
ペースに加え、この補強工事による補強材分のスペース
が必要となるため、搬入経路上の多数の配管、ケーブル
トレイ、他の発電設備機器および内壁等の撤去といった
多大な干渉物撤去工事も必要となる。また撤去した干渉
物が多大であるため、干渉物復旧工事も多大となる。

【０００５】現地搬入経路を含めた現地建屋内は発電プ
ラント運転に必要な多数の配管、ケーブルトレイ、他の
発電設備機器および内壁等があり、例えば配管を撤去し
ようとすれば撤去したその配管を別の場所に移動するス
ペース，または仮置きするスペースを確保するためさら
に様々な干渉物を撤去するといった多重にわたる撤去工
事が必要であり、また、その復旧工事も必要となる。

【０００６】よって、発電プラントにおけるチューブラ
式熱交換器の機器交換に伴う現地の全工事工数および期
間の内、搬入経路上の補強工事や干渉物撤去復旧工事が
大部分を占める（現地における搬入経路上の工事工数
は、工場における機器製作工数以上）ことになり、これ
らの工事工数を低減できれば機器交換に伴う大幅なコス
ト低減（工事工数の低減、工事期間の短縮）を図ること
ができる。

【０００７】機器交換工事における機器設置場所までの
搬入経路上の床および架台の補強工事および干渉物撤去
工事を最小とする一つの方法として、現地搬入寸法を最
も小さくまた低重量として搬入する，すなわち機器を部
品毎に現地搬入して現地機器設置場所にて一体化する方
法がある。

【０００８】なお、チューブラ式熱交換器に関連するも
のとしては、例えば特開昭５７−１３４６９３号公報あ
るいは実開平３−５６０６６号公報などが挙げられる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】この機器を部品毎に現
地搬入して現地機器設置場所にて一体化する方法である
と、たしかに機器設置場所までの搬入経路上の床や架台
の補強工事および干渉物撤去工事を最小とすることが可
能であるが、しかしながらこの方法では、現地機器設置
場所にて機器を組み立てる際、工場における機器全体組
立作業がそのまま現地機器設置場所で行われることにな
り、伝熱管群を支持板および管板の管穴に挿入する際、
現地機器設置場所は水室部および管巣部の多数の支持板
を立てた分のスペース（機器全体寸法分のスペースに相
当）に加え、伝熱管分の長さスペースが必要となる。ま
た、挿入する伝熱管群を仮置きするスペースも必要とな
る嫌いがある。

【００１０】つまり、この機器を部品毎に現地搬入する
方法では、機器設置場所までの搬入経路上の床および架
台の補強工事および干渉物撤去工事を低減することがで
きるものの、機器設置場所における伝熱管群挿入スペー
ス（伝熱管長さ分のスペース）および挿入する伝熱管群
の仮置きスペース（伝熱管の運搬用木箱仮置き保管スペ
ース）が必要になると云うことである。

【００１１】通常、機器設置場所は機器全体分のスペー
スしか無く、機器設置場所におけるこれらの多大なスペ
ース確保は困難であり、また伝熱管群挿入工程から組立
完成までには、必然的に長期工事期間を必要とすること
から現実的ではない。

【００１２】また、機器交換工事における機器設置場所
までの搬入経路上の床および架台の補強工事および干渉
物撤去工事を低減するもう一つの方法として、機器を部
品毎に搬入するのではなく、ある程度組み立てた状態，
換言すれば機器をある程度分割し現地分割搬入し、現地
の機器設置場所にて一体化する方法がある。この場合そ
の分割方法としては、一般には伝熱管群を構成する管巣
部と残りの水室部および胴体部に分割される場合が多
い。

【００１３】しかし、この場合管巣部を独立に組み上げ
状態とするためには、伝熱管を挿入するため多数の支持
板を立てた状態にしなければならず、そのためには基準
固定となる剛性の高い管板も構成されることになる。よ
って、現地機器設置場所にて機器を組み立てる際、水室
部と管巣部の管板の溶接には焼鈍が必要であり、この焼
鈍温度は既に管端溶接された溶接部材の変態温度を超え
るため、管板と管巣部との結合部に悪影響を及ぼす恐れ
がある。

【００１４】この場合、分割の方法として、管巣部と水
室部を合体した管巣部・水室部と胴体部に分割する方法
もある。しかしこの方法では、管巣部・水室部の現地搬
入の寸法および重量は機器全体と比べほぼ同等（寸法は
胴体鏡板分小さく、重量は胴体分軽い）のため搬入経路
上の多大な干渉物撤去復旧工事も同様に必要となる。

【００１５】以上のように、機器を部品毎に現地搬入す
る方法や、機器を管板が構成されている管巣部、管板が
構成されていない水室部、胴体部に分割、または管巣部
・水室部と胴体部に分割して現地分割搬入する方法は、
長期の工事期間が必要であり、組み立て時の焼鈍問題が
発生したり、機器全体搬入時と同等の工事が必要である
嫌いがあった。

【００１６】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、現地機器搬入に伴う現地機器設置
場所までの搬入経路上の床および架台の補強工事および
干渉物撤去工事が低減でき、かつ機器設置場所における
機器一体化が円滑容易に行え、さらに機器一体化に伴う
現地機器設置場所における干渉物撤去工事を低減するこ
とができ、かつ機器一体化に伴う焼鈍問題等が発生せ
ず、また長期の機器交換工事期間を必要としないチュー
ブラ式熱交換器の組立て方法を提供するにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、熱交
換器を分解状態にて搬送し、据付け現地にて組み立てる
ようになしたチューブラ式熱交換器の組立て方法におい
て、前記熱交換器を、管板が一体化された水室部と、胴
体部と、伝熱管の中間部を支持する多数の支持板と伝熱
管の端部を固定支持する管巣固定支持部材にて一体に構
成された管巣部とに分けて搬送し、かつ現地にてこれら
を一体に組立てるようになし所期の目的を達成するよう
にしたものである。

【００１８】またこの場合、前記伝熱管の端部を固定支
持する管巣固定支持部材を、前記伝熱管が貫通できる多
数の孔を有する板材あるいは棒状体を組み合わせた枠体
にて形成するようにしたものである。また前記管巣固定
支持部材にて一体に構成された管巣部に、熱交換器のデ
スーパーヒーターまたはドレンクーラーの覆い板を一体
化するようにしたっものである。

【００１９】また、熱交換器を分解状態にて搬送し、据
付け現地にて組み立てるようになしたチューブラ式熱交
換器の組立て方法において、前記熱交換器を、管板が一
体化された水室部と、胴体部と、伝熱管の中間部を支持
する多数の支持板と伝熱管の端部を固定支持する管巣固
定支持部材にて一体に構成された管巣部とに分けて搬送
し、かつ現地にて前記管巣固定支持部材を用いて管巣と
前記管板とを引き合わせ、伝熱管群端部を前記管板の管
穴に一括挿入し、組立てるようにしたものである。

【００２０】すなわちこのような熱交換器の組立て方法
であると、熱交換器の搬入に際しては、熱交換器が、管
板が構成されていない管巣部と、管板が構成された水室
部と、胴体部に分割されて現地搬入が行われるため、す
なわち重量物である管巣部の搬入形状は、水室部と管板
が構成されていない分寸法および重量が縮小および軽減
され、現地搬入経路上の補強工事および干渉物撤去復旧
工事が低減でき、延いては工事期間を短縮することがで
き、さらに水室部に管板が既に構成されている状態で搬
入されるため、機器組み立て時の焼鈍による管端溶接部
の弊害等の問題が生ずることはないのである。

【００２１】また、管巣固定支持板を用いることで管板
が構成されていない管巣部を独立に組み上げ状態可能と
なり、水室部、胴体部をこれと現地で一体化すること
で、管巣部の伝熱管群を管板管穴に挿入する際の現地設
置場所における伝熱管群仮置き保管スペースを確保する
必要がなくなり、現地機器設置場所における干渉物撤去
工事が低減でき、さらに伝熱管を一本ずつ挿入するので
はなく管巣固定支持板を用いることで一括同時挿入可能
な構造であるため、容易に一体化可能となり長期の機器
交換工事期間を必要としないのである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下図示した実施例に基づいて本
発明を詳細に説明する。図３には、チューブラ式熱交換
機の一つの例として、２折流給水加熱器の構造が示され
ている。２折流給水加熱器は、管板１により胴体６と水
室９により機能的に大別され、胴体側と水室側は伝熱管
２を介し熱交換する。胴体内部構造物は、多数の伝熱管
２で構成される伝熱管群、伝熱管群の剛性を支持する多
数の支持板３、さらに多数の支持板３を配置固定する支
持板固定部材４、また、機能的に必要であればデスーパ
ーヒータ、ドレンクーラ５が設けられている。

【００２３】また図４には、２折流（Ｕ字管式）給水加
熱器の通常の機器全体組立方法が示されている。まず、
管板１または水室一体管板（剛性が高い）を基準固定
し、管板１に数本のディスタントボルト４ａを固定し、
管板１−第１支持板３ａ（管板１に最も近い位置に配置
される支持板３）間のスパン長さのディスタントピース
４ｂおよび第１支持板３ａをディスタントボルト４ａに
挿入し、さらに第１支持板３ａ−第２支持板３ｂ間のス
パン長さのディスタントピース４ｃおよび第２支持板３
ｂをディスタントボルト４ａに挿入し、以下最終支持板
３ｃまで繰り返し、管板１に固定したディスタントボル
ト４ａおよびディスタントピースにより多数の伝熱管２
を挿入するために多数の支持板３を立てた状態にする。

【００２４】なお、機能的に必要なデスーパーヒータ、
ドレンクーラ５の覆い板はこの組立工程中に管板１に溶
接される。その後伝熱管２を一本ずつ（Ｕ字管式である
ため２箇所ずつ）最終支持板３ｃから管板１まで支持板
３および管板１の管穴に挿入し、伝熱管群を構成後（管
巣部と水室部を組立後）、胴体部を伝熱管群曲部側（最
終支持板３ｃ側）より挿入し、胴体部を管板部に溶接
し、機器全体を完全に組み立てる。

【００２５】次に、図１に基づき本発明の熱交換器の管
巣部のみを独立に組み上げる方法を説明する。図中２が
伝熱管であり、３が支持板、１４が管巣固定支持板であ
る。この管巣部は、多数の伝熱管２を挿入するために多
数の支持板３を立てた状態にするための基準固定となる
剛性の高い管板は設けられてはおらず、この管板の代わ
りに管巣固定支持板１４を用いて、多数の伝熱管２を挿
入するために多数の支持板３を立てた状態にし、その後
伝熱管２を一本ずつ多数の支持板３の管穴に挿入する。

【００２６】本発明の管巣部に構成される管巣固定支持
板１４の板材形状は、図１の枠内に示されているように
支持板３と同形状（胴体内径円から胴体内流体流路分を
削除した形状）とし、板材厚さは支持板３以上で管板以
下（１２ｍｍ以上５５０ｍｍ以下）とし、一枚板により
構成されるか、または、図２に示されているように、水
室側の２枚以上の支持板３を棒または板材により溶接，
またはボルト等により固定され構成される。

【００２７】管巣支持板１４は図１の正面図のように、
伝熱管群挿入部以外の部分に、管巣部を独立に組み上げ
る際の多数の支持板を立てた状態にするための部材（長
手ステー、またはディスタントボルト、ピース）、およ
び機器一体化の際の管板と管巣を引き合わせるためのボ
ルトジャッキ等が取り付けられる。

【００２８】つまり、管巣固定支持板１４は、管板１の
基準固定の機能である多数の支持板３の直立のための支
持機能と伝熱管２挿入時の支持板３の変形抑制のための
剛性を有しているため、管巣固定支持板１４を用いるこ
とにより、管板１を構成しない管巣部のみを独立に組み
上げることが可能となり、よって本発明の管巣固定支持
板１４が構成された管巣部は、機器全体または管板が構
成された管巣部と比べ、現地搬入時の寸法および重量が
単品において大幅に低減できる。

【００２９】図５〜図８に、従来方法の現地搬入時形状
（機器全体）と、本発明の現地搬入時形状（機器を分割
しそれぞれを組み上げ状態とした管板が構成されていな
い管巣部、管板が構成された水室部、胴体部のうち、最
大寸法および最大重量の管巣部）の比較を示す。

【００３０】長さ方向でみれば、本発明の現地搬入時形
状は管巣部であるため伝熱管２の長さのみである。その
ため、従来方法の現地搬入時形状の機器全体の長さと比
べれば当然短くなる。（水室９の長さ分と胴体鏡板７の
長さ分だけ短くなる。） 幅方向でみれば、本発明の現地搬入時形状は管巣部であ
るため支持板３または管巣固定支持板１４の幅のみであ
る。そのため、従来方法の現地搬入時形状の機器全体の
幅と比べれば当然狭くなる。（胴体付属配管８の幅と胴
体内流体流路分だけ狭くなる。） 高さ方向でみれば、本発明の現地搬入時形状は管巣部で
あるため支持板３または管巣固定支持板１４の高さのみ
である。そのため、従来方法の現地搬入時形状の機器全
体の高さと比べれば当然低くなる。また、重量の観点か
らみれば、本発明の現地搬入時重量は管巣部重量（仮に
２０ＴＯＮとする）のみである。そのため、従来方法の
現地搬入時重量の機器全体重量（仮に４０ＴＯＮとす
る）と比べれば当然軽くなる（半減する）。

【００３１】重量が半減すれば、機器設置場所までの搬
入経路上の床および架台を補強するために必要な補強材
が半減する。つまり、高さ方向でみれば、さらに低くな
る（脚１２の高さと水室付属配管１０または胴体付属配
管８の高さと胴体内流体流路分に加え、補強材高さ分
（半減）だけ低くなる）。

【００３２】以上述べたように、本発明の現地搬入時形
状（機器を分割しそれぞれを組み上げ状態とした管巣
部、水室部、胴体部のうち、最大寸法および最大重量の
管巣部）は、従来方法の現地搬入時形状（機器全体）と
比べかなり小さくなり、現地建屋内の搬入口から機器設
置場所までの搬入経路上の干渉物撤去工事がかなり低減
でき、さらに長期の工事期間を必要としない。

【００３３】図９に、本発明の現地機器設置場所におけ
る機器を分割しそれぞれを独立に組み上げ状態とした管
巣部、水室部、胴体部の組立方法を示す。この組立に
は、管巣部の多数の伝熱管２は多数の支持板３の管穴に
既に挿入済みであり、管巣固定支持板１４の管穴配列は
管板１の管穴配列と同配列のため、伝熱管群の管配列は
管板１の管穴配列と同配列に保持され、管巣固定支持板
１４と管板１を連結するボルトジャッキ１７等で引き合
わせることで管巣部の伝熱管群を水室部の管板管穴に一
括同時挿入が可能となる。つまり、管巣固定支持板１４
は、以上の組立の際に伝熱管群端部を管板管穴に挿入す
るためのガイド的役割を果たす機能を有している。

【００３４】次に胴体部を伝熱管２の曲部側（最終支持
板３ｃ側）より挿入し、胴体部端部と管板外周に溶接
し、機器を一体化にする。よって機器設置場所にて円滑
容易に機器を一体化できる。また、水室部には既に管板
１が構成され既に焼鈍が行われており、管端溶接部に熱
影響による弊害は発生しない。ここで、現地機器設置場
所におけるこの機器の一体化に必要なスペースは、図中
のように水室部長さ、管巣部長さ、胴体部長さ分のスペ
ースとなる。

【００３５】図１０の機器全体交換工事において、機器
を部品毎に現地搬入し、現地機器設置場所にて機器を組
立てる方法では、現地機器設置場所における伝熱管群を
最終支持板３ｃから管板１までの多数の支持板３および
管板１の管穴に挿入するスペースは、水室部長さ、多数
の支持板３を立てた分の長さ（管巣部長さに相当）、挿
入する伝熱管２の長さ（胴体部長さに相当）分のスペー
スに加え、多数の伝熱管２の運搬用木箱１８の仮置き保
管スペースが必要となる。

【００３６】つまり、機器全体交換工事における本発明
の、機器を分割しそれぞれ独立に組み上げ状態とした管
巣部、水室部、胴体部をそれぞれ現地分割搬入し、現地
機器設置場所にて機器を一体化する方法における機器の
一体化に必要なスペースは、機器を部品毎に現地搬入
し、現地機器設置場所にて組み立てるために必要なスペ
ースと比べれば、多数の伝熱管２の運搬用木箱１８の仮
置き保管スペース分だけ縮小が可能であり、現地機器設
置場所における機器の一体化に必要なスペースを確保す
るための干渉物撤去工事が削減できることになる。

【００３７】さらに、機器全体交換工事における本発明
の、機器を分割しそれぞれ独立に組み上げ状態とした管
巣部、水室部、胴体部をそれぞれ現地分割搬入し現地機
器設置場所にて機器を一体化する方法の伝熱管群挿入作
業は、機器を部品毎に現地搬入し、機器を一体化する方
法のような伝熱管を一本ずつ挿入することがなく、管板
管穴に一括同時挿入が可能なため、長期の工事期間を必
要としない。

【００３８】以上述べたように、チューブラ式熱交換器
の機器全体交換工事において本発明の管巣固定支持板を
構成した構造のチューブラ式熱交換器を採用すれば、管
板を構成していない管巣部のみを独立に組み上げ状態可
能となり、さらに管巣固定支持板と管板を引き合わせる
ことで容易に伝熱管群を管板管穴に一括同時挿入が可能
となることから、現地機器搬入に伴う現地機器設置場所
までの搬入経路上の床および架台の補強工事および干渉
物撤去工事が低減でき、さらに、機器設置場所における
機器一体化が円滑容易に行え、機器一体化に伴う現地機
器設置場所における干渉物撤去工事を低減することがで
き、機器一体化に伴う焼鈍問題等が発生せず、また、長
期の機器交換工事期間を必要としないチューブラ式熱交
換器を提供できる。

【００３９】また、工場において本発明の管巣固定支持
板を構成した管巣部のみを独立に組み上げ状態とし、水
室部、胴体部とこれを一体化にすれば、従来方法では水
室部組み上げ後に多数の支持板を配置固定しその後伝熱
管を一本ずつ挿入していたが、水室部組上げの最中に管
巣部を組み上げることができるため、工場製作工期の短
縮が可能となる。さらに、本発明の管巣固定支持板を構
成した管巣部のみを素管メーカにて独立に組み上げ状態
とすることで、伝熱管の一括大量運搬が可能となり、従
来における多数の伝熱管運搬（搬出入）用木箱が不要と
なり原価低減に貢献できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、現地機器搬入に伴う現地機器設置場所までの搬入経
路上の床および架台の補強工事および干渉物撤去工事が
低減でき、かつ機器設置場所における機器一体化が円滑
容易に行え、さらに機器一体化に伴う現地機器設置場所
における干渉物撤去工事を低減することができ、かつ機
器一体化に伴う焼鈍問題等が発生せず、また機器交換工
事期間を短期間とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチューブラ式熱交換機の組立て状態を
示す管巣部の側面図および正面図である。

【図２】本発明のチューブラ式熱交換機の管巣固定支持
部材の他の実施例を示す側面図である。

【図３】チューブラ式熱交換機を示す縦断側面図であ
る。

【図４】チューブラ式熱交換機の通常の機器全体組立状
態を示す側面図である。

【図５】従来の現地搬入時形状（機器全体）を示す側面
図である。

【図６】従来の現地搬入時形状（機器全体）を示す正面
図である。

【図７】本発明の現地搬入時形状（管巣部）を示す側面
図である。

【図８】本発明の現地搬入時形状（管巣部）を示す正面
図である。

【図９】本発明の現地機器設置場所における組み上げ状
態を示す側面図である。

【図１０】本発明の現地機器設置場所における組み上げ
状態を示す側面図である。

【符号の説明】

１…管板、２…伝熱管、３…支持板、３ａ…第１支持
板、３ｂ…第２支持板、４ａ…ディスタントボルト、４
ｂ…ディスタントピース、５…ドレンクーラ、６…胴体
部、７…胴体鏡板、８…胴体付属配管、９…水室部、１
０…水室付属配管、１２…脚、１４…管巣固定支持板、
１８…運搬用木箱。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今津 秀一 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所日立工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 分解状態にて搬送し、据付け現地にて組
   み立てるようになしたチューブラ式熱交換器の組立て方
   法において、 前記熱交換器を、管板が一体化された水室部と、胴体部
   と、伝熱管の中間部を支持する多数の支持板および伝熱
   管の端部を固定支持する管巣固定支持部材にて一体に構
   成された管巣部とに分けて搬送し、これらを現地にて一
   体に組立てるようにしたことを特徴とするチューブラ式
   熱交換器の組立て方法。
2. 【請求項２】 前記伝熱管の端部を固定支持する管巣固
   定支持部材が、前記伝熱管が貫通できる多数の孔を有す
   る板材にて形成されたものである請求項１記載のチュー
   ブラ式熱交換器の組立て方法。
3. 【請求項３】 前記伝熱管の端部を固定支持する管巣固
   定支持部材が、棒状体を組み合わせた枠体にて形成され
   たものである請求項１記載のチューブラ式熱交換器の組
   立て方法。
4. 【請求項４】 前記管巣固定支持部材にて一体に構成さ
   れた管巣部に、熱交換器のデスーパーヒーターまたはド
   レンクーラーの覆い板を一体化してなる請求項１，２ま
   たは３記載のチューブラ式熱交換器の組立て方法。
5. 【請求項５】 分解状態にて搬送し、据付け現地にて組
   み立てるようになしたチューブラ式熱交換器の組立て方
   法において、 前記熱交換器を、管板が一体化された水室部と、胴体部
   と、伝熱管の中間部を支持する多数の支持板および伝熱
   管の端部を固定支持する管巣固定支持部材にて一体に構
   成された管巣部とに分けて搬送し、かつ現地にて前記管
   巣固定支持部材を用いて管巣と前記管板とを引き合わ
   せ、伝熱管群端部を前記管板の管穴に一括挿入し、組立
   てるようにしたことを特徴とするチューブラ式熱交換器
   の組立て方法。