JPS629795B2 - - Google Patents

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JPS629795B2
JPS629795B2 JP11497679A JP11497679A JPS629795B2 JP S629795 B2 JPS629795 B2 JP S629795B2 JP 11497679 A JP11497679 A JP 11497679A JP 11497679 A JP11497679 A JP 11497679A JP S629795 B2 JPS629795 B2 JP S629795B2
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JP
Japan
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piping
pipe
stress
fixing device
bowing
Prior art date
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Application number
JP11497679A
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Japanese (ja)
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JPS5639399A (en
Inventor
Tatsuaki Takeuchi
Takashi Nakajima
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Kokan Ltd filed Critical Nippon Kokan Ltd
Priority to JP11497679A priority Critical patent/JPS5639399A/en
Publication of JPS5639399A publication Critical patent/JPS5639399A/en
Publication of JPS629795B2 publication Critical patent/JPS629795B2/ja
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Pipeline Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は低温液化ガス流送配管のクールダウ
ン方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for cooling down low-temperature liquefied gas flow piping.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

低温液化ガス(LN2、LNG、LO2、LAr等)の
流送配管は、液化カスの流送を開始した時におけ
る配管の急激な冷却収縮を防ぐために、液化ガス
の流送に先立つて液化ガスを安全に流送し得る液
化ガス流送可能温度まで冷却される。これは配管
のクールダウンと呼ばれているもので、このクー
ルダウンは配管内に低温流体を流すことによつて
行なわれる。
In order to prevent rapid cooling contraction of the piping when the flow of liquefied gas (LN 2 , LNG, LO 2 , LAr, etc.) starts, the flow piping for low-temperature liquefied gas (LN 2 , LNG, LO 2 , LAr, etc.) is It is cooled to a temperature at which the liquefied gas can be safely transported. This is called piping cooldown, and this cooling down is performed by flowing a low-temperature fluid through the piping.

この配管のクールダウンを行なう場合、一般に
はまずクールダウン用の低温液(通常は流送しよ
うとする低温液化ガスが利用される)をガス化し
て配管内に流すことによりガス冷却によるプレク
ールを行ない、次いで低温液を配管内に流すこと
により液冷却による本格的なクールダウンを行な
う方法が採用されている。
When cooling down this piping, generally, first, the low-temperature liquid for cooling down (usually the low-temperature liquefied gas to be flowed is used) is gasified and flowed into the piping, and pre-cooling is performed by gas cooling. Next, a method is adopted in which full-scale cool-down is performed by liquid cooling by flowing a low-temperature liquid into the pipe.

ところで、このよのにして配管のクールダウン
を行なう場合、ガス冷却時においては、ガス中に
完全にガス化し切れなかつた液分が霧状になつて
多量に含まれていることから、この霧状の液分が
管内で滴下し液流となつて管底部を流れることに
なり、また液冷却時においても液は管内いつぱい
には流されないから、いずれの場合にも配管は底
部側がまず最初に冷却されることになる。このた
め、配管のクールダウンにおいては、配管の上部
と下部との温度差により配管が弓状に変形する
(上向きに反る)現象を発生することがある。こ
の現象はボーイング現象といわれるもので、配管
が拘束されていなければボーイングが生じても何
ら問題はないが、実際は配管はサポート等によつ
て適当間隔ごとに拘束されているから、ボーイン
グが生じると配管に応力が発生し、この発生応力
が配管の許容応力を越えると配管が損傷を受ける
ことになる。
By the way, when cooling down the piping in this way, the gas contains a large amount of liquid that has not been completely gasified in the form of mist when cooling the gas. The liquid drops in the pipe, becomes a liquid flow, and flows at the bottom of the pipe.Also, even when the liquid is cooled, the liquid does not flow all the way inside the pipe, so in any case, the bottom side of the pipe is the first to flow. It will be cooled down. Therefore, when cooling down the piping, the piping may be deformed into an arched shape (curved upward) due to the temperature difference between the upper and lower portions of the piping. This phenomenon is called the bowing phenomenon, and if the piping is not restrained, there is no problem even if bowing occurs, but in reality, the piping is restrained at appropriate intervals by supports, etc., so bowing does not occur. Stress is generated in the piping, and if this generated stress exceeds the allowable stress of the piping, the piping will be damaged.

このため、一般には、クールダウン時に継続し
て配管のボーイングを監視し、ボーイングが生じ
た時に、低温液体の管内流送を一時的に止める
か、あるいは流送量を減少させて配管の冷却速度
を制御することが行なわれている。
For this reason, in general, the bowing of the piping is continuously monitored during cool-down, and when bowing occurs, the flow of low-temperature liquid in the pipe is temporarily stopped, or the flow rate is reduced to speed up the cooling of the piping. control is being carried out.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、従来は、配管にわずかでもボー
イングが発生したら直ちに冷却速度を制御するよ
うにしているために、ボーイングにより配管に発
生する応力が配管の許容応力に比べてかなり小さ
いものであつても冷却速度を落してしまうことに
なり、従つて配管のクールダウンを能率良く短時
間で完了することができないという問題があつ
た。
However, in the past, the cooling rate was controlled as soon as even the slightest bowing occurred in the piping, so even if the stress generated in the piping due to bowing was much smaller than the allowable stress of the piping, the cooling rate Therefore, there was a problem that the cooling down of the piping could not be completed efficiently and in a short time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明は、クールダウン時のボーイング現象
による配管の浮上がりを、配管を適当間隔ごとに
支持固定する固定装置とこの固定装置間の配管中
央部を支持固定する中間固定装置との間のうち前
記中間固定装置から次式 l1=3−5α/2l α=σ/σ l:固定装置と中間固定装置との間の距離 σA:配管の許容応力にさらに安全度を見込んだ
応力 σO:α=1.0であるときの配管に生じる応力 によつて求められる距離l1だけ離れた位置で監視
し、配管に浮上がりが生じた時に、配管内への低
温流体の流送を一時に停止するかあるいは流送量
を減少させて配管の冷却速度を制御することによ
つて、配管のクールダウンを効率よく行なうよう
にしたものである。
This invention prevents lifting of piping due to the bowing phenomenon during cool-down between a fixing device that supports and fixes the piping at appropriate intervals and an intermediate fixing device that supports and fixes the central part of the piping between the fixing devices. From the intermediate fixing device to the following formula l 1 = 3-5α/2l α=σ AO l: Distance between the fixing device and the intermediate fixing device σ A : Stress σ that takes into account the safety level in addition to the allowable stress of the piping. O : Monitor from a distance l 1 determined by the stress generated in the pipe when α = 1.0, and when the pipe lifts up, the flow of low-temperature fluid into the pipe is stopped at once. By stopping the flow or reducing the flow rate to control the cooling rate of the piping, the piping can be efficiently cooled down.

〔作用〕[Effect]

すなわち、この発明は、従来のように配管にボ
ーイングが生じた時に直ちに配管の冷却速度を制
御するのではなく、クールダウン時のボーイング
の発生状況と配管に生じる応力との関係を解明
し、この関係から、配管の浮上がりを監視すべき
位置を定めることにより、この位置において配管
に浮上がりが生じた時に配管の冷却速度を制御す
るようにしたものであり、この発明は、上記式に
よつて求められる位置すなわちクールダウン時の
ボーイング現象により配管に生じる応力が配管の
許容応力にさらに安全度を見込んだ応力を越えた
時に始めて浮上がりを生じる位置において配管の
浮上がりを監視してこの位置で配管に浮上がりが
生じた時にはじめて配管の冷却速度を制御するも
のであるから、クールダウン時の発生応力が配管
の許容応力にさらに安全度を見込んだ応力を越え
ないようにしながら最も効率のよい冷却を行なう
ことができる。
In other words, instead of controlling the cooling rate of piping immediately when bowing occurs in the piping, as in the past, this invention elucidates the relationship between the situation in which bowing occurs during cool-down and the stress generated in the piping. Based on this relationship, by determining the position at which the piping should be monitored for lifting, the cooling rate of the piping is controlled when the piping lifts at this position. The lifting of the piping is monitored at the required position, that is, the position where the lifting occurs only when the stress generated in the piping due to the bowing phenomenon during cool-down exceeds the allowable stress of the piping plus the stress that takes safety into account. Since the cooling rate of the piping is controlled only when the piping lifts, it is possible to control the cooling rate in the most efficient manner while ensuring that the stress generated during cool-down does not exceed the allowable stress of the piping plus the stress that takes safety into account. Good cooling can be achieved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、この発明のクールダウン方法について説
明する。
The cool-down method of the present invention will be explained below.

まず、配管の浮上がりを監視する位置について
説明する。
First, the position for monitoring piping lifting will be explained.

第1図は一般的な低温液化ガス流送配管の配管
方式を示したもので、図中1は配管、2,2は前
記配管1を適当間隔ごとに支持固定する固定装置
であり、前記配管1は固定装置2,2によつてず
れ動かないように拘束されている。また、3,3
は前記各固定装置2,2間の中間に設けられて固
定装置2,2間の配管中央部を支持固定する中間
固定装置、4,4は前記各固定装置2,3間に配
設されて配管1を下側からのみ支持する支持部材
であり、前記配管1はその軸方向の伸縮を吸収す
る伸縮継手5,5を介して前記固定装置2,2に
固定されているから、配管1は固定装置2,2間
の部分を1つのブロツクとしてみることができ
る。
Figure 1 shows a typical piping system for low-temperature liquefied gas flow piping. 1 is restrained by fixing devices 2, 2 so as not to shift. Also, 3,3
is an intermediate fixing device provided between the fixing devices 2 and 2 to support and fix the central part of the piping between the fixing devices 2 and 2; 4 and 4 are provided between the fixing devices 2 and 3; It is a support member that supports the pipe 1 only from below, and the pipe 1 is fixed to the fixing devices 2, 2 via the expansion joints 5, 5 that absorb expansion and contraction in the axial direction. The part between the fixing devices 2, 2 can be viewed as one block.

第2図は上記配管方式における1つのブロツク
をモデル化して示したもので、このモデル図にお
いてA,Aは配管1の両端を支持する枢支点、B
は前記配管1の中央部を固定する中央固定点、
C,Cは配管1の重量を受ける支持点を示し、ま
たPはボーイングにより配管中央部が浮き上がろ
うとした時に発生する反力を示している。
Figure 2 shows a model of one block in the above piping system. In this model diagram, A and A are pivot points that support both ends of the piping 1, and B
is a central fixing point that fixes the central part of the pipe 1,
C and C indicate support points that receive the weight of the pipe 1, and P indicates a reaction force that occurs when the center of the pipe attempts to rise due to bowing.

ところで、今、前記配管1のクールダウン時に
おいて配管1にボーイングが発生したとすると、
ボーイングにより配管1に生じる仮想の曲げモー
メントの大きさMTは次の一般式で表わすことが
できる。
By the way, suppose that bowing occurs in the pipe 1 during the cool-down of the pipe 1.
The magnitude of the virtual bending moment M T generated in the pipe 1 due to bowing can be expressed by the following general formula.

T=KαΔT/D・EI……………(1) K:配管断面の温度分布によつて決まる定数 (配管断面の温度勾配はほぼ直線となるからK
=1とみてよい) αT:配管の線膨張係数 (ステンレス鋼管の場合1.5×10-5/℃) E:ヤング率 (ステンレス鋼管の場合2.0×106Kg/cm2) ΔT:配管断面の上下部の温度差(℃) D:管径(cm) I:配管断面の2次モーメント(cm) また、前記第2図のモデルをもとに、配管の両
端のみを支持したスパン全長の2 lの配管モデ
ルを想定し、このモデルにおいて配管1に第3図
aに示すようなボーイングが発生した場合の配管
1の変形を考えると、管軸方向には温度差がない
とすれば配管中央0(xy座標の原点とする)か
らxだけ離れた位置におけるボーイングによる配
管1の変形の大きさyM(x)は次式で示すこと
ができる。
M T = Kα T ΔT/D・EI……(1) K: Constant determined by the temperature distribution in the pipe cross section (the temperature gradient in the pipe cross section is almost a straight line, so K
= 1) α T : Linear expansion coefficient of pipe (1.5×10 -5 /℃ for stainless steel pipe) E: Young's modulus (2.0×10 6 Kg/cm 2 for stainless steel pipe) ΔT: Coefficient of pipe cross section Temperature difference between top and bottom (°C) D: Pipe diameter (cm) I: Second moment of inertia of pipe cross section (cm 4 ) Also, based on the model in Figure 2 above, calculate the total span length when only both ends of the pipe are supported. Assuming a 2-liter piping model, and considering the deformation of piping 1 when bowing occurs in piping 1 as shown in Figure 3a in this model, assuming that there is no temperature difference in the pipe axis direction, the piping The magnitude of deformation y M (x) of the pipe 1 due to bowing at a position x apart from the center 0 (which is the origin of the xy coordinates) can be expressed by the following equation.

M(x)=M/2EI(l2−x2)……………(
2) (−l≦x≦l) 一方、前記配管モデルにおいて自重w(Kg/
cm)により配管1が第3図bに示すようにたわん
だ場合について考えると、配管中央からxだけ離
れた位置における配管1の自重によるたわみ量y
W(x)は次式で示すことができる。
y M (x)=M T /2EI(l 2 −x 2 )………………(
2) (-l≦x≦l) On the other hand, in the above piping model, the dead weight w (Kg/
cm), the pipe 1 is deflected as shown in Figure 3b, the amount of deflection y due to the weight of the pipe 1 at a position x apart from the center of the pipe
W (x) can be expressed by the following equation.

W(x)=w/24EI(l2−x2)(x2−5 l2)…(
3) (−l≦x≦l) そして、配管1はボーイングによる変形と自量
による下向きのたわみとを加えた量だけたわむこ
とになるから、配管中央からxだけ離れた位置に
おける配管1のたわみ量y(x)は、 y(x)yM(x)+yW(x) となる。なお、実際の配管1は第1図に示すよう
に支持部材4,4によつて支持されているから、
配管1のたわみは上向きのみに発生することにな
る。
y W (x)=w/24EI(l 2 −x 2 )(x 2 −5 l 2 )…(
3) (-l≦x≦l) Then, since pipe 1 will be deflected by the sum of the deformation due to bowing and the downward deflection due to its own weight, the deflection of pipe 1 at a position x apart from the center of the pipe is The quantity y(x) is y(x)y M (x)+y W (x). Note that since the actual piping 1 is supported by support members 4, 4 as shown in FIG.
Deflection of the pipe 1 occurs only in the upward direction.

ここで、以下の計算に便利なように前記仮想の
曲げモーメントの大きさMT次式のように表わす
ことにする。
Here, for convenience in the following calculations, the magnitude of the virtual bending moment M T will be expressed as follows.

T=5/12wl2・α ……………(4) なお、上記(4)式においてαは無次元の係数であ
り、α=0のときはボーイングが全く生じていな
いことを示す。
M T =5/12wl 2 ·α (4) In the above equation (4), α is a dimensionless coefficient, and when α=0, it indicates that no bowing occurs at all.

(2)式に(4)式を代入して配管1のたわみ量y
(x)=yM(x)+yW(x)を計算すると、 y(x)= w/24EI(l2−x2)(x2+5 l2α−5 l2) (−l≦x≦l) となり、α=1であればy(0)=0となる。
Substituting equation (4) into equation (2), the amount of deflection y of piping 1 is calculated as follows:
Calculating (x)=y M (x)+y W (x), y(x)= w/24EI(l 2 −x 2 )(x 2 +5 l 2 α−5 l 2 ) (−l≦x ≦l), and if α=1, y(0)=0.

次に、両端が枢支点A,Aで支持され、中央部
が中央固定点Bで支持固定されている配管につい
て考えてみると、このような3点支持の場合は、
中央部において配管1のたわみ方向に対し逆向き
の反力が作用することになる。
Next, if we consider a pipe in which both ends are supported at pivot points A and A, and the center part is supported and fixed at central fixed point B, in the case of such three-point support,
A reaction force in the opposite direction to the direction of deflection of the pipe 1 acts at the center.

そこで、配管1の両端のみを支持した場合につ
いて、ボーイング及び自重によるたわみがないと
し、この配管の中央部に上下方向の押力Pが作用
した場合を考えると、この押力Pによつて生じる
配管中央部のたわみ量yPは次式によつて表わす
ことができる。
Therefore, assuming that only both ends of the pipe 1 are supported, there is no bending due to bowing or its own weight, and if a vertical pushing force P is applied to the center of the pipe, then the The amount of deflection y P at the center of the pipe can be expressed by the following equation.

P=Pl/4EI(l−x){1−(x−l)
3 l}…(5) (尚、上式は0≦x≦lの範囲で成立する) 前記押力Pは配管1の中央部を拘束している場
合において、配管1がボーイング及び自重によつ
てたわもうとした時にその反力として作用するも
のであり、配管1の中央部が拘束されていれば配
管中央部のたわみ量は0(yM+yW+yP=0)
となるから、中央固定点Bにおいてたわもうとす
る配管1に作用する反力Pは、 P=5/4(1−α)wl ……………(6) となる。
y P = Pl 2 /4EI(l-x) {1-(x-l) 2 /
3 l 2 }...(5) (The above equation holds true in the range of 0≦x≦l) When the above-mentioned pushing force P restrains the central part of the pipe 1, the pipe 1 is affected by bowing and its own weight. This acts as a reaction force when the pipe tries to bend, and if the center of the pipe 1 is restrained, the amount of deflection at the center of the pipe is 0 (y M + y W + y P = 0).
Therefore, the reaction force P acting on the pipe 1 that is about to deflect at the central fixed point B is as follows: P=5/4(1-α)wl (6)

従つて配管1が3点支持されている場合の配管
中央からxだけ離れた位置における配管1のたわ
み量y(x)は次式で表わすことができる。
Therefore, when the pipe 1 is supported at three points, the amount of deflection y(x) of the pipe 1 at a position x apart from the center of the pipe can be expressed by the following equation.

y(x)=yM(x)+yW(x)+yP(x)=w(l−x)/24EIx2{x−3−5α/2l}……………(7) (尚、上式は0≦x≦lの範囲で成立する) そして、配管1が3点支持されている場合にお
ける配管1のたわみ形状は、前記(7)式から想定す
ることができる。
y(x)=y M (x)+y W (x)+y P (x)=w(l-x)/24EIx 2 {x-3-5α/2l}......(7) (In addition, The above equation holds true in the range of 0≦x≦l) The deflection shape of the pipe 1 when the pipe 1 is supported at three points can be assumed from the above equation (7).

すなわち、(7)式において1/5>α>0であれば、 配管1のたわみ量(上向きのたわみ量)yはスパ
ン全長2 lにわたつてy≦0となり、これは第
4図aに示すように配管1にボーイングが全く生
じていない状態を示している。なお第4図aはy
<0の場合つまり配管1が自重によつて下向きに
たわんでいる状態を示している。
In other words, if 1/5 > α > 0 in equation (7), the amount of deflection (amount of upward deflection) y of the pipe 1 becomes y≦0 over the entire span length 2 l, which is shown in Figure 4 a. As shown, there is no bowing in the pipe 1 at all. In addition, Figure 4 a is y
<0 indicates that the pipe 1 is bent downward due to its own weight.

また(7)式において3/5>α>1/5であれば、配
管1の たわみ量yは中央固定点Bからある距離だけ離れ
た点においてy=0となり、この点より中央側で
はy≦0、端部側ではy≧0となる。これは第4
図bに示すように配管1にボーイングが生じてい
る状態を示しているが、このボーイングは中央固
定点B付近には生じない比較的軽度なものであ
る。
In addition, if 3/5 > α > 1/5 in equation (7), the amount of deflection y of the pipe 1 becomes y = 0 at a point a certain distance away from the central fixed point B, and from this point toward the center, y ≦0, and y≧0 on the end side. This is the fourth
As shown in FIG. b, a state in which bowing has occurred in the pipe 1 is shown, but this bowing does not occur near the central fixed point B and is relatively mild.

ここで、3/5>α>1/5である場合における中央
固定 点Bからy=0となる点までの距離をl1とする
と、 l1=3−5α/2l ……………(8) である。
Here, if the distance from the central fixed point B to the point where y=0 is l 1 when 3/5>α>1/5, then l 1 =3−5α/2l ……………( 8).

さらに、(7)式において1≧α≧3/5であれば、配 管1のたわみ量yはスパン全長2 lにわたつて
y≧0となり、これは第4図cに示すように配管
1に過大なボーイングが生じている状態を示して
いる。
Furthermore, if 1≧α≧3/5 in equation (7), the amount of deflection y of the pipe 1 becomes y≧0 over the entire span length 2 l, which means that the deflection amount y of the pipe 1 becomes y≧0 as shown in Figure 4c. This shows a state where excessive bowing is occurring.

次に、3点支持されている配管1に生じている
曲げモーメントについて考えると、配管1に生じ
ている曲げモーメントMは配管1の自重wと中央
固定点Bにおける上向きの反力Pによつて決まる
(ボーイングそのものは曲げモーメントとしては
働かない)から、前記曲げモーメントMは次式で
示すことができる。
Next, considering the bending moment occurring in the pipe 1 supported at three points, the bending moment M occurring in the pipe 1 is due to the own weight w of the pipe 1 and the upward reaction force P at the central fixed point B. (bowing itself does not act as a bending moment), the bending moment M can be expressed by the following equation.

M=w/2(l2−x2)−5/8(1−α)wl(l−x)
…… ………(9) (0≦x≦l) また、曲げモーメントMはx=5/8(1−α)l で最大となり、この最大の曲げモーメントM
(max)は、 M(max)=wl/2・(5α+3)/64…
……(10) となる。
M=w/2(l 2 −x 2 )−5/8(1−α)wl(l−x)
…… ………(9) (0≦x≦l) Also, the bending moment M becomes maximum at x=5/8(1-α)l, and this maximum bending moment M
(max) is M(max)=wl 2 /2・(5α+3) 2 /64...
...(10) becomes.

ところで、1/5<α<1の場合は、 (5α+3)/64≒α ……………(11) であるから、上記(10)式は次式のように表わせる。 By the way, in the case of 1/5<α<1, (5α+3) 2 /64≈α (11), so the above equation (10) can be expressed as the following equation.

M(max)=wl/2・α ……………(12) 故に配管1に最大の曲げモーメントM(max)
が生じているときの配管1に生じる応力σは、 σ=wl/2・D/2I・α……………(13
) となる。
M(max)=wl 2 /2・α ……………(12) Therefore, the maximum bending moment M(max) in pipe 1
The stress σ generated in the pipe 1 when
) becomes.

従つて配管1に生じる応力σを配管1の許容応
力σaにさらに安全度σSを見込んだ応力σAより
小い範囲内におさえるためには、 を満足すればよく、上記(14)式におけるwl/2・ D/2Iの値はα=1.0であるときの配管に生じる応力 σOに相当するから、許容されるαの値の最大値
は α=σ/σ ……………(15) として求めることができる。
Therefore, in order to keep the stress σ generated in the pipe 1 within a range smaller than the stress σ A, which takes into account the safety level σ S in addition to the allowable stress σ a of the pipe 1, The value of wl 2 /2・D/2I in the above equation (14) corresponds to the stress σ O generated in the piping when α = 1.0, so the maximum allowable value of α is can be obtained as α=σ AO (15).

また、このαの値を前記(8)式に代入すれば、α
が(15)式の値である場合における中央固定点B
からy=0となる点までの距離l1は、 となる。
Also, by substituting this value of α into equation (8) above, α
The central fixed point B when is the value of equation (15)
The distance l 1 from to the point where y=0 is becomes.

そしてこれを逆に考えれば、配管に生じる応力
σをσ≦σAの範囲内におさえるためには、中央
固定点Bから上記(8)式によつて求めた距離l1をと
つた点における配管のたわみ量yが常にy≦0と
なるようにすればよいことになるから、そのため
には上記の点において配管1の浮上がりを監視
し、配管1が浮上がりを生じた時に、低温流体の
流送を一時的に止めるか、あるいは流送量を減少
させる配管冷却速度の制御を行なえばよい。
Considering this in reverse, in order to suppress the stress σ generated in the pipe within the range of σ≦σ A , it is necessary to The amount of deflection y of the pipe should always be y≦0, so in order to do this, the lifting of the pipe 1 should be monitored at the above points, and when the pipe 1 rises, the low-temperature fluid The cooling rate of the piping may be controlled by temporarily stopping the flow of water or by reducing the flow rate.

第5図はこのクールダウン方法の一実施例を示
したもので、図中1は配管、2は固定装置、3は
中間固定装置、4は支持部材であり、前記配管1
は伸縮継手5を介して固定装置2に支持されてお
り、また前記支持部材4,4のうち最も中央固定
装置3に近い支持部材4aは、中央固定装置3か
ら前記(8)式によつて求めた距離l1をとつた位置に
設けられ、その頂面は配管1の浮上がりを監視す
るための基準面とされている。
FIG. 5 shows an embodiment of this cool-down method. In the figure, 1 is a pipe, 2 is a fixing device, 3 is an intermediate fixing device, and 4 is a supporting member.
is supported by the fixing device 2 via the expansion joint 5, and among the supporting members 4, 4, the supporting member 4a closest to the central fixing device 3 is connected to the central fixing device 3 by the above equation (8). It is provided at a position at the determined distance l1 , and its top surface is used as a reference surface for monitoring the lifting of the pipe 1.

しかして、前記配管1のクールダウンに当つて
は、前記中央固定装置3に最も近い支持部材4a
からの配管1の浮上がりを監視しながらクールダ
ウンを行ない、この位置で配管1の浮上がりが生
じた時に例えば低温流体の流送を配管1が前記支
持部材4a上に着底するまで停止すればよく、こ
の場合は前記支持部材4aと配管1との間に紙な
どを差し込んでみることによつて配管1の浮上が
りを簡単に知ることができる。
Therefore, when cooling down the piping 1, the support member 4a closest to the central fixing device 3
Cool down is performed while monitoring the lifting of the piping 1 from above, and when the lifting of the piping 1 occurs at this position, for example, the flow of the low-temperature fluid is stopped until the piping 1 bottoms out on the support member 4a. In this case, by inserting a piece of paper or the like between the support member 4a and the pipe 1, it is possible to easily determine whether the pipe 1 is lifted up.

なお、前記配管1の浮上がりを監視するための
基準面(あるいは基準レベル)は支持部材に限ら
ず他の部材を設けて設定してもよく、また配管1
の浮上がりの監視はダイヤルゲージなどを使用し
て行なつてもよい。
Note that the reference plane (or reference level) for monitoring the floating of the pipe 1 is not limited to the support member, and may be set by providing other members.
Monitoring of the floating may be performed using a dial gauge or the like.

ここで、前記配管1の浮上がり監視点を決定す
る計算例を具体的に数値をあげて説明する。
Here, an example of calculation for determining the uplift monitoring point of the pipe 1 will be explained using specific numerical values.

今、配管の許容応力σa=1330Kg/cm2 (発電用火力設備に関する技術基準の細目を定め
る告示による) 配管の重量w=2.52Kg/cm 配管の管径D=76.2cm 配管断面の2次モーメントI=210000cm 固定装置2と中間固定装置3との間の配管長さl
=3000cm とすると、α=1.0のときに配管1に生じる応力
σは前記(13)式から、 σ=wl/2・D/2I・α=2.52×3000/2×76.2/2×210000×1.0=209
0(Kg/cm2) となる。
Now, the allowable stress of the pipe σ a = 1330Kg/cm 2 (according to the notification specifying the details of technical standards for thermal power generation equipment) Weight of the pipe w = 2.52Kg/cm Pipe diameter D = 76.2cm Quadratic of the pipe cross section Moment I = 210000cm 4 Piping length l between fixing device 2 and intermediate fixing device 3
= 3000cm, the stress σ generated in the pipe 1 when α=1.0 is obtained from the above equation (13) as follows: σ=wl 2 /2・D/2I・α=2.52×3000 2 /2×76.2 /2×210000×1.0=209
0 (Kg/cm 2 ).

また、配管の許容応力σa=1330Kg/cm2に対し
て安全度を見込み、クールダウン時に配管1に生
じる最大応力σAを例えば1045Kg/cm2におさえよ
うとする場合におけるαの最大値を求めると、
(15)式から、 α=σ/σ=1045/2090=0.
5 となり、このαの値を前記(8)式に代入すると、 l1=3−5α/2l=3−5×0.5/2l=1/4l=3000/4=750(cm) となる。
In addition, considering the degree of safety for the allowable stress σ a = 1330 Kg/cm 2 of the pipe, the maximum value of α when trying to suppress the maximum stress σ A generated in the pipe 1 during cool-down to, for example, 1045 Kg/cm 2 is calculated. When you ask,
From equation (15), α=σ AO =1045/2090=0.
5, and by substituting this value of α into the above equation (8), l 1 = 3-5α/2l = 3-5 x 0.5/2l = 1/4l = 3000/4 = 750 (cm) .

従つてこの場合は、中間固定装置3から750cm
離れた位置において配管1の浮上がりを監視すれ
ばよく、この場合は浮上がり監視点において配管
1が浮上がらなければ配管1に生じている応力σ
は1045Kg/cm2以下であるが、配管1が浮上がつた
場合は配管1に生じている応力σが1045Kg/cm2
越えたことになるから、このときに配管1の冷却
温度(冷却強さ)を落してやればよい。
Therefore, in this case, the distance is 750 cm from the intermediate fixing device 3.
It is sufficient to monitor the floating of the pipe 1 at a distant position. In this case, if the pipe 1 does not float at the floating monitoring point, the stress σ occurring in the pipe 1
is less than 1045Kg/cm 2 , but if pipe 1 rises, the stress σ occurring in pipe 1 exceeds 1045Kg/cm 2 , so at this time, the cooling temperature (cooling strength) of pipe 1 All you have to do is drop it.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明の低温液化ガス流送配管のクールダウ
ン方法は、クールダウン時にボーイング現象によ
り浮上がる配管部分のうち、配管に生じる応力が
配管の許容応力にさらに安全度を見込んだ応力を
越えた時に始めて浮上がりを生じる位置を計算に
より求め、この位置において配管の浮上がりを監
視して浮上がりを生じた時に配管の冷却速度を制
御するようにしたものであるから、この発明によ
れば、クールダウン時の発生応力が配管の許容応
力にさらに安全度を見込んだ応力を越えないよう
にしながら最も効率のよい冷却を行なうことがで
きるから、配管のクールダウンを能率良く短時間
で完了することができる。
The cool-down method for low-temperature liquefied gas flow piping according to the present invention starts when the stress generated in the piping exceeds the allowable stress of the piping plus the stress that takes safety into account in the piping part that floats due to the bowing phenomenon during cool-down. According to this invention, the position where lifting occurs is determined by calculation, the lifting of the piping is monitored at this position, and the cooling rate of the piping is controlled when lifting occurs. Since the most efficient cooling can be performed while ensuring that the stress generated during operation does not exceed the allowable stress of the piping and the stress that takes safety into account, the cooling down of the piping can be completed efficiently and in a short time. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図及び第2図は一般的な低温液化ガス流送
配管の配管方式を示す原理図及びそのモデル図、
第3図a,bは配管の両端のみを支持した場合の
モデル図、第4図a,b,cは配管が3点支持さ
れている場合のモデル図、第5図はこの発明の一
実施例を示す原理図である。 1……配管、2……固定装置、3……中間固定
装置、4……支持部材、5……伸縮継手。
Figures 1 and 2 are principle diagrams and model diagrams showing the piping system of general low-temperature liquefied gas flow piping,
Figures 3a and b are model diagrams when the piping is supported only at both ends; Figures 4a, b, and c are model diagrams when the piping is supported at three points; Figure 5 is an embodiment of the present invention. It is a principle diagram showing an example. 1... Piping, 2... Fixing device, 3... Intermediate fixing device, 4... Supporting member, 5... Expansion joint.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 低温液化ガス流送配管のクールダウンにおい
て、クールダウン時のボーイング現象による配管
の浮上がりを、配管を適当間隔ごとに支持固定す
る固定装置とこの固定装置間の配管中央部を支持
固定する中間固定装置との間のうち前記中間固定
装置から次式によつて求められる距離l1だけ離れ
た位置で監視し、配管に浮上がりが生じた時に、
配管内への低温流体の流送を一時に停止するかあ
るいは流送量を減少させて配管の冷却速度を制御
することを特徴とする低温液化ガス流送配管のク
ールダウン方法。 l1=3−5α/2l α=σ/σ l:固定装置と中間固定装置との間の距離 σA:配管の許容応力にさらに安全度を見込んだ
応力 σO:α=1.0であるときの配管に生じる応力
[Scope of Claims] 1. In cool-down of low-temperature liquefied gas flow piping, lifting of the piping due to the bowing phenomenon during cool-down can be prevented by fixing devices that support and fix the piping at appropriate intervals and the center of the piping between the fixing devices. Monitoring is performed at a position separated from the intermediate fixing device by a distance l 1 determined by the following formula between the intermediate fixing device that supports and fixes the pipe, and when floating occurs in the piping,
A method for cooling down low temperature liquefied gas flow piping, characterized by controlling the cooling rate of the pipe by temporarily stopping the flow of low temperature fluid into the pipe or reducing the flow amount. l 1 = 3-5α/2l α=σ AO l: Distance between the fixing device and intermediate fixing device σ A : Stress that takes into account the safety level in addition to the allowable stress of the piping σ O : α=1.0 Stress that occurs in piping at a certain time
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