JP4966082B2 - 復水器の伝熱管抜管工法 - Google Patents

Description

本発明は、復水器の伝熱管抜管工法に関する。

最近の動向として、発電プラントに対して、定格出力割れの改善、熱出力一定運転、メンテナンス費の削減、事故によるプラント停止の予防等が要求されており、その対策として、プラント性能向上や劣化更新を実施していく必要がある。

このような発電プラントにおいて、タービン設備を構成する機器の中に復水器がある。この復水器は、一般に、蒸気タービンで仕事を終えたタービン排気蒸気を海水と熱交換することによって凝縮し、凝縮後の復水を再生（予熱）して例えば原子炉等の蒸気発生器に戻すものであり、この復水器の構成の一例を図７及び図８に示す。

復水器は、蒸気タービン１に接続する連絡胴体部２と，この連絡胴体部２に連通する本体胴体部３とを備えた構成になっている。

連絡胴体部２は、蒸気タービン１からのタービン排気蒸気を本体胴体部３へ導くものである。この連絡胴体部２には、設置面積の有効活用を図るために、給水加熱器５や抽気管、復水管等の配管（図示せず）等が設置されている。

一方、本体胴体部３は、両側に入口水室６と出口水室７を備えると共に、これらの入口水室６、出口水室７と本体胴体部３とをそれぞれ区画する入口側管板９、出口側管板１０を備える。これらの入口側管板９及び出口側管板１０は、複数本の伝熱管（細管）８の両端部を支持する。複数本の伝熱管８の両端部以外の中間部分は、複数枚の支え板１１によって支持される。

本体胴体部３は、複数枚の支え板１１と複数本の伝熱管８を、群としてまとめて構成する管束１２を収容するとともに、タービン排気蒸気を凝縮することで生成される復水を溜めるためのホットウェル１３を底部に備えている。

このような構成を備えた復水器は、蒸気タービン１から流出したタービン排気蒸気を連絡胴体部２内で圧力を回復させ、本体胴体部３の管束１２で熱交換して凝縮させた後、復水としてホットウェル１３に集める。管束１２を構成する伝熱管８内には、例えば海水などの冷却水が入口水室６から出口水室７へ向かって流れている。

ところで、一般に、復水器の伝熱管８としてはアルミニウム黄銅管が採用されているが、この場合、海水に対する耐食性が低いので、メンテナンスが大変であり、海水漏えいに対する信頼性が劣り、復水器真空度が低下する等の問題点がある。このため、伝熱管８として、海水腐食に対して優れたチタン管を採用することにより、メンテナンス性及び信頼性を向上させ、更に、復水器真空度を改善してタービンの熱落差を大きくし、出力を増大（性能向上）させたいという要求がある。この要求を満たすために、チタン製の伝熱管８に取り替える作業が必要となる。

伝熱管８の取替工法においては、作業者の労力を低減し、かつ簡易・簡素にして短期に据付作業を実施できる復水器の据付工法が望まれており、例えば特許文献１に記載のように、新規の管束１２を有する管束構造体を分割等して搬入し、据え付ける復水器の据付工法が提案されている。そして更に、伝熱管８、支え板１１、入口側管板９、出口側管板１０等の内部構造物の撤去作業において、伝熱管８の撤去を効率的に行うことが重要となる。

ここで、発電プラントの復水器におけるアルミニウム黄銅管製の伝熱管８を撤去する従来の撤去工法を図９に示す。伝熱管８を撤去するためには、最初に、図８に示す入口側管板９及び出口側管板１０を撤去しなければならない。

図８において、まず、入口水室６と出口水室７を移動台車（不図示）に載せて固定し、入口水室６及び出口水室７内で切断治具（不図示）を伝熱管８に挿入し、伝熱管８を内側から１本１本切断することにより、入口水室６、出口水室７と伝熱管８とを分離させる。

次に、移動台車に載せた入口水室６及び出口水室７を移動させて復水器本体から取り外し、入口側管板９及び出口側管板１０を露出させてから、各管板９、１０を適当な大きさに切断して撤去し、伝熱管８を露出させる。

管板９、１０を撤去した後、図９に示すように、抜管作業者１４が伝熱管８を１本１本引き抜いて抜管する。伝熱管８は、最終的にキャスク１６に収納されて屋外に搬出されるため、このキャスク１６の大きさに応じて、切断作業者１５により切断治具１７を用いて切断される。
特開２００２−２８６３７８号公報

復水器における伝熱管８の撤去工法は、上述の如く、抜管作業者１４が伝熱管８を１本１本抜管する工法である。この伝熱管撤去工法を採用する場合、抜管作業者１４が伝熱管８を１本１本引き抜く過程で、伝熱管８を計画通りに引き抜き難いことが多々あるため、抜管作業者１４の人数と工期が当初の計画よりも大幅に増加するという課題がある。

また、伝熱管８を引き抜き難いことから、この伝熱管８を復水器内で切断しなければならない。この結果、切断作業者１５の人数や工期が増加し、この影響で、復水器内での足場１９の設置と撤去、伝熱管８の両端の養生、復水器外への伝熱管８の搬出等をそれぞれ実施するための作業員と工期が増加するという課題も生ずる。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、復水器の伝熱管の抜管工事を短期間に実施できる復水器の伝熱管抜管工法を提供することにある。

本発明は、蒸気タ−ビンからの排気蒸気等を、伝熱管の内部を流れる冷却水により熱交換して復水とし、前記伝熱管の両端部が入口側管板、出口側管板によりそれぞれ支持され、前記両端部以外の部分が複数枚の支え板により支持されて構成された復水器の伝熱管抜管工法において、前記入口側管板及び出口側管板を撤去した後、複数枚の前記支え板から複数本の前記伝熱管を管軸方向に引き抜いて抜管し、次に、この抜管によって形成された前記支え板の穴に棒状の保持部材を挿通して前記支え板に固定し、その後、他の前記伝熱管を抜管することを特徴とするものである。

本発明によれば、伝熱管を複数枚の支え板から引き抜く抜管作業を容易化できるので、作業員を低減できると共に、工期を短縮できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

［Ａ］第１の実施の形態（図１、図７、図８）
図１は、本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第１の実施の形態を実施している復水器を示す側面断面図である。本実施形態における復水器２０は、図７及び図８に示す従来の復水器と同様な構成であり、従って、同一部分には同一の符号を付すと共に、重複説明や主要部以外の説明を省略する。

復水器２０は、図１、図７及び図８に示すように、蒸気タービン１に接続された連絡胴体部２と、この連絡胴体部２に連通する本体胴体部３とを有して構成され、蒸気タービン１からの排気蒸気やその他の流体が連絡胴体部２を経て本体胴体部３へ導かれる。この本体胴体部３には、外側に入口水室６、出口水室７が対向して配置されると共に、内側に複数本の伝熱管８が、入口水室６から出口水室７へ延在して配置されている。入口水室６には海水等の冷却水が供給され、この冷却水は、伝熱管８内を流れる間に前記排気蒸気等と熱交換し、この排気蒸気等を凝縮して復水とした後、出口水室７を経て排出される。

複数本の伝熱管８の管配列の断面は例えばＵ字形状であり（図７参照）、これらの伝熱管８の両端部が入口側管板９、出口側管板１０によりそれぞれ支持される。入口側管板９は、本体胴体部３と入口水室６とを区画し、また、出口側管板１０は、本体胴体部３と出口水室７とを区画する機能を有する。複数本の伝熱管８の両端部以外の部分は、伝熱管８の管軸方向に所定間隔で配列された複数枚の支え板１１により支持される。

これらの支え板１１によって、自重による伝熱管８の過大な撓みが防止されると共に、排気蒸気等による伝熱管８の過大な振動が防止される。これら複数本の伝熱管８及び複数枚の支え板１１が群としてまとめられて、管束１２が構成される。更に、この管束１２に入口側管板９及び出口側管板１０を含めて、管束モジュール２１（図８参照）が構成される。

さて、上述のように構成された復水器２０において、伝熱管８を取り替えるための既設の伝熱管８の抜管工事は、まず入口水室６及び出口水室７を取り除き、次に、入口側管板９及び入口側管板１０を撤去した後に実施する。図１は、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した段階の復水器２０を示す。

つまり、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、複数枚の支え板１１から数本の伝熱管８を、図９に示すように、その管軸方向に引き抜いて抜管する。次に、数本の伝熱管８が抜き取られて形成された支え板１１の各穴（不図示）に、保持部材としてのステーボルト２２をそれぞれ挿通する。そして、これらのステーボルト２２の両端部を、複数枚の支え板１１のうち最も外側に配置された支え板１１Ａ及び１１Ｂにナットなどを用いて固定する。これにより、複数枚の支え板１１は、伝熱管８の管軸方向に延在するステーボルト２２によって保持され、伝熱管８の引き抜きによる抜管時に変形したり、傾斜することが防止される。

尚、ステーボルト２２は支え板１１と同一材質であり、例えば耐候性に富む炭素鋼が用いられる。また、伝熱管８は、例えばチタン材質にて構成されている。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）を奏する。

（１）伝熱管８の両端部が入口側管板９及び出口側管板１０により、両端部以外の部分が複数枚の支え板１１により支持され、この伝熱管８の抜管工法では、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、複数枚の支え板１１を、伝熱管８の管軸方向に延びるステーボルト２２により保持した状態で当該伝熱管８を抜管する。このことから、伝熱管８の抜管時にステーボルト２２によって、複数枚の支え板１１が変形したり、傾斜することを防止できる。このため、伝熱管８を複数枚の支え板１１から引き抜く抜管作業を容易化できるので、作業員を低減できると共に、工期を短縮できる。

［Ｂ］第２の実施の形態（図２、図３）
図２は、本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第２の実施の形態を実施している復水器を示す正面断面図である。図３は、図２の復水器の側面断面図である。本実施の形態において、前記第１の実施の形態及び従来技術と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

復水器２０では、前記第１の実施の形態において説明しなかったが、複数枚の支え板１１のそれぞれは支柱２３を介して本体胴体部３の底板２４に支持されると共に、繋ぎ板２５を介して本体胴体部３の側壁板２６に固定されている。更に、支え板１１は、本体胴体部３内で水平方向に隣り合って配置されたもの同士が連結板２７により互いに連結されている。

ところで、本実施の形態の伝熱管８の抜管工法は、入口水室６及び出口水室７を取り除き、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後に以下の如く実施する。尚、図２及び図３は、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した段階の復水器２０を示す。

つまり、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去後、まず、複数枚の支え板１１の下方に、伝熱管８の管軸方向に延びるレール２８を敷設し、このレール２８によっても支え板１１の荷重を支持する。次に、支柱２３、繋ぎ板２５及び連結板２７を撤去して、支え板１１及び伝熱管８（即ち管束１２）を本体胴体部３の底板２４及び側壁板２６から分離させる。

その後、図示しないチェーンブロック等を用いて管束１２を伝熱管８の管軸方向に引っ張り、この管束１２をレール２８上にスライドさせて、当該レール２８に沿って復水器２０外へ搬出させる。このとき、管束１２の全体を一体として引っ張ってもよく、或いは伝熱管８の管軸方向に直交する切断面Ａで管束１２を切断して当該管束１２を上記管軸方向に分割し、各分割部分を順次復水器２０外へ搬出させてもよい。そして、復水器２０外で、伝熱管８を支え板１１から抜管する。

尚、レール２８を敷設する前または後に、第１実施の形態と同様にして、複数枚の支え板１１から数本の伝熱管８を抜管し、この伝熱管８が抜管されて形成された穴のそれぞれにステーボルト２２を挿入し、これら伝熱管８の管軸方向に延在するステーボルト２２により複数枚の支え板１１を保持してもよい。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（２）及び（３）を奏する。

（２）入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８の下方にレール２８を敷設し、管束１２（複数の伝熱管８及び支え板１１）の全体を一体として、或いは管束１２を伝熱管８の管軸方向に分割して、レール２８に沿って復水器２０外まで搬出させる。このことから、伝熱管８が支え板１１から抜け難い場合に、作業効率の低い復水器２０内で、伝熱管８の抜管作業や切断作業を実施する必要がなく、これらの作業を復水器２０外で効率良く実施できる。この結果、伝熱管８の抜管作業の作業員を大幅に低減でき、且つ工期を短縮できる。

（３）複数枚の支え板１１をステーボルト２２を用いて保持した状態で、このステーボルト２２を含む管束１２を、レール２８上でスライドさせて復水器２０外へ搬出する場合には、このステーボルト２２が補強部材となって管束１２の強度が向上し、管束１２の搬出に際し、この管束１２の変形等を防止できる。更に、復水器２０外での伝熱管８の抜管作業時に、ステーボルト２２により複数枚の支え板１１の変形や傾斜が防止されるので、第１の実施の形態の効果と同様に、伝熱管８の抜管作業を容易化できる。

［Ｃ］第３の実施の形態（図４）
図４は、本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第３の実施の形態を実施している状況を示し、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図、（Ｃ）が第３の実施の形態を変形した、図４（Ｂ）に対応した部分拡大断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態及び従来技術と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

本実施の形態の伝熱管８の抜管工法は、入口水室６及び出口水室７を取り除き、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後あるいは撤去前に、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、伝熱管８の内側に切断工具２９を挿入し、この切断工具２９を伝熱管８の管軸方向に移動させて、当該伝熱管８を、その全長に亘り管軸に平行な方向に切断する。次に、上記切断工具２９を軸回りに所定角度回転させた後、伝熱管８の管軸方向に移動させて、当該伝熱管８を、周方向に異なる位置で全長に亘り上記管軸と平行な方向に切断する。このようにして、伝熱管８を管軸と平行な方向に複数に分割し、各分割部分を順次引き抜いて伝熱管８を抜管する。

または、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後あるいは撤去前に、図４（Ｃ）に示す切断工具３０を伝熱管８の内側に挿入し、この切断工具３０を軸回りに回転させながら伝熱管８の管軸方向に移動させて、伝熱管８の管軸に対し螺旋状に当該伝熱管８を全長に亘り切断する。このようにして、螺旋状に切断されて分割された複数の分割部分を上記管軸回りに回転させながら順次引き抜き、伝熱管８を抜管する。

尚、切断工具２９または３０による伝熱管８の切断前に、第１の実施の形態と同様にして、複数枚の支え板１１から数本の伝熱管８を抜管し、この伝熱管８が抜管されて形成された穴のそれぞれにステーボルト２２を挿入し、これら伝熱管８の管軸方向に延在するステーボルト２２によって複数枚の支え板１１を保持してもよい。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（４）及び（５）を奏する。

（４）入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８を当該伝熱管８の管軸方向に平行に、または伝熱管８の管軸方向に対して螺旋状に全長に亘り切断し、これらの切断されて分割された部分を順次引き抜いて伝熱管８を抜管する。このように、伝熱管８を管軸方向に平行に、または当該管軸方向に対して螺旋状に切断することから、伝熱管８と支え板１１との間の接触面積が減少し、しかも、切断されて分割された部分を順次引き抜いて伝熱管８を抜管するので、この抜管を容易化できる。この結果、抜管作業の作業員を大幅に低減できると共に、工期を短縮できる。

（５）複数枚の支え板１１をステーボルト２２を用いて保持した状態で、切断工具２９または３０を用いて伝熱管８を切断し、切断されて分割された部分を順次引き抜いて伝熱管熱を抜管する場合には、分割部分の引き抜き時にステーボルト２２が支え板１１の変形や傾斜を防止できるので、第１の実施の形態と同様に、伝熱管８の抜管作業をより一層容易化できる。この結果、抜管工事の作業員をより一層低減でき、工期をより一層短縮できる。

［Ｄ］第４の実施の形態図（図５）
図５は、本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第４の実施の形態を実施している状況を示し、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図である。この第４の実施の形態において、前記第１の実施の形態及び従来技術と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

本実施の形態の伝熱管８の抜管工法では、入口水室６及び出口水室７を取り除き、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８の一端部に治具３１を挿入して取り付け、この治具３１をハンマー３２等で強打することにより、伝熱管８を間接的に打ち抜いて抜管する。或いは、上記治具３１を取り付けることなく、伝熱管８の一端部を直接ハンマー３２にて強打して打ち抜き、伝熱管８を抜管してもよい。

尚、ハンマー３２を用いた伝熱管８の打ち抜き前に、第１の実施の形態と同様にして、複数枚の支え板１１から数本の伝熱管８を抜管し、この伝熱管８が抜管されて形成された穴のそれぞれにステーボルト２２を挿入し、これら伝熱管８の管軸方向に延在するステーボルト２２によって複数枚の支え板１１を保持してもよい。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（６）及び（７）を奏する。

（６）入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８の一端部を直接、または治具３１を介して間接的に、ハンマー３２等を用いて強打し打ち抜くことにより伝熱管８を抜管することから、伝熱管８の抜管を短時間に実施できる。このため、伝熱管８の抜管作業の作業時間を大幅に低減でき、工期を短縮できる。

（７）複数枚の支え板１１をステーボルト２２を用いて保持した状態で、伝熱管８を打ち抜いて抜管する場合には、伝熱管８の打ち抜き時に、ステーボルト２２が支え板１１の変形や傾斜を防止できるので、第１の実施の形態と同様に、伝熱管８の抜管作業をより一層容易化できる。この結果、抜管工事の作業員をより一層低減でき、工期をより一層短縮できる。

［Ｅ］第５の実施の形態（図６）
図６は、本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第５の実施の形態を実施している状況を示し、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図６（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図である。この第５の実施の形態において、前記第１の実施の形態及び従来技術と同様な部分は、同一の符号を付すことにより重複説明を省略する。

本実施の形態の伝熱管８の抜管工法では、入口水室６及び出口水室７を取り除き、入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８の一端部に治具３３を溶接またはねじ等により取り付け、この治具３３を介して伝熱管８を引っ張ることにより、当該伝熱管８を抜管する。

尚、治具３３を用いた伝熱管８の引き抜き前に、第１の実施の形態と同様にして、複数枚の支え板１１から数本の伝熱管８を抜管し、この伝熱管８が抜管されて形成された穴のそれぞれにステーボルト２２を挿入し、これら伝熱管８の管軸方向に延在するステーボルト２２によって複数枚の支え板１１を保持してもよい。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（８）及び（９）を奏する。

（８）入口側管板９及び出口側管板１０を撤去した後、伝熱管８の一端部を、治具３３を介して引っ張ることにより伝熱管８を抜管することから、伝熱管８の抜管を短時間に実施できる。このため、抜管作業の作業時間を大幅に低減でき、工期を短縮できる。

（９）複数枚の支え板１１をステーボルト２２を用いて保持した状態で、治具３３を介して伝熱管８を引き抜いて抜管する場合には、伝熱管８の引き抜き時に、ステーボルト２２が支え板１１の変形や傾斜を防止できるので、第１の実施の形態と同様に、伝熱管８の抜管作業をより一層容易化できる。この結果、抜管工事の作業員をより一層低減でき、工期をより一層短縮できる。

本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第１の実施の形態を説明する図。 本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第２の実施の形態を説明する図。 図２の復水器の側面断面図。 本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第３の実施の形態を説明する図であり、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図４（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図、（Ｃ）が第３の実施の形態を変形した、図４（Ｂ）に対応した部分拡大断面図。 本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第４の実施の形態を説明する図であり、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図５（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図。 本発明に係る復水器の伝熱管抜管工法における第５の実施の形態を説明する図であり、（Ａ）が復水器の側面断面図、（Ｂ）が図６（Ａ）における伝熱管の一端部を拡大した部分拡大断面図。 既設の復水器を示す正面断面図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図。 従来の復水器の伝熱管抜管工法を示す説明図。

符号の説明

１ 蒸気タービン
８ 伝熱管
９ 入口側管板
１０ 出口側管板
１１ 支え板
２２ ステーボルト
２８ レール
２９、３０ 切断工具
３１、３３ 治具

Claims (1)

1. 蒸気タ−ビンからの排気蒸気等を、伝熱管の内部を流れる冷却水により熱交換して復水とし、前記伝熱管の両端部が入口側管板、出口側管板によりそれぞれ支持され、前記両端部以外の部分が複数枚の支え板により支持されて構成された復水器の伝熱管抜管工法において、
   前記入口側管板及び出口側管板を撤去した後、複数枚の前記支え板から複数本の前記伝熱管を管軸方向に引き抜いて抜管し、次に、この抜管によって形成された前記支え板の穴に棒状の保持部材を挿通して前記支え板に固定し、その後、他の前記伝熱管を抜管することを特徴とする復水器の伝熱管抜管工法。

Images