(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下方に位置する熱源管又は容器に連通した鉛直管にアイスプラグを形成する装置において、前記鉛直管に装着される第１の冷却ジャケットを含む冷却装置と、前記第１の冷却ジャケットとより前記熱源管寄りで鉛直管に装着される第２の冷却ジャケットを含む予冷却装置と、前記第１及び第２の冷却ジャケットとの間の鉛直管内の温度を検出するための温度検出端子を含む温度監視装置と、検出される温度が水の比重が最大となる約４℃に維持されるように予冷却装置を運転するための手段とを有してなることを特徴とする鉛直管用アイスプラグ形成装置。
【請求項２】
前記冷却装置は、前記予冷却装置に若干遅れて起動されることを特徴とする請求項１記載の鉛直管用アイスプラグ形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種プラント等における配管系統の点検補修技術に関し、特に配管を冷却して内部に氷の止栓即ちアイスプラグを形成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種プラントにおいて、大流量の本管乃至容器等に接続した支管である計装配管や冷却水配管等の付属設備に修理、取替え等の補修の必要が生じたときに、プラントの運転を停止すること無くその補修を実施する目的で、補修部を本管等から流体的に分離するためアイスプラグ法が施工されている。これは、補修部近傍の支管の管外面を冷却し、管内部の液体を凍結させて流体の流通を断つもので、凍結により形成された氷の塊が止栓（プラグ）の機能を呈することからそう呼ばれている。アイスプラグは機械的な遮断弁の機能を持つものであるが、例えば、流体流通を遮断して補修部への液体の流れ込みを防止するため、機械的な遮断弁を多数配置することは配管の構造を複雑化すると共に費用的にも負担が大きい。これに反し、アイスプラグ法は管を部分的に冷却するだけで配管の任意の箇所に遮断弁の機能を有するプラグを形成でき、溶かせば無くなるから非常に有用なものである。
このようなアイスプラグ法の一般的な施工方法を図４を参照して説明すると、支管６１に冷却ジャケット６３を取り付ける。冷却ジャケット６３は２個の半円管状ケーシングにより支管６１を挟み込み、冷却用媒体を流す密閉流路を内部に形成するものである。この冷却ジャケット６３の内部に液体窒素ボンベ６５から導管６７を通して液体窒素を供給し、支管６１の内部の液体を冷却して凍結する。昇温して気化した窒素ガスは、導管６９を通して回収容器７１に回収される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
而して、アイスプラグを形成しようとする支管乃至管が上下方向に延びる所謂鉛直管であって、下方にある本管乃至容器に接続している場合、この本管等の内部流体は熱源として作用する。即ち支管にアイスプラグを形成しようとして冷却すると被冷却部分は低温になっていくが、プラントの運転が続行されている場合本管等の内部の液体は運転状態に維持されているから相対的に高温のままである。このような状態では、鉛直な被冷却管内の低温液体は下降して本管へ向かい、本管内の高温液体は上昇して自然対流が発生する。このような自然対流が発生すると、被冷却部に上昇液体流により次々と熱が搬入されるので、被冷却部の液体の温度低下は緩慢になり、アイスプラグ形成に長い時間を要することになる。このため、補修作業に入る準備時間が長くなり、補修に多大の時間を要すると共にアイスプラグ形成に要する液体窒素の消費量が過大になるといった問題点が発生する。
従って、本発明は、アイスプラグを形成すべき管が鉛直管であっても、液体窒素の消費量が少なく且つ短時間でアイスプラグを形成し得る鉛直管用アイスプラグ形成装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
如上の課題を解決するため、本発明によれば、下方に位置する熱源管又は容器に連通した鉛直管にアイスプラグを形成する装置は、前記鉛直管に装着される第１の冷却ジャケットを含む冷却装置と、前記第１の冷却ジャケットより熱源管寄りで鉛直管に装着される第２の冷却ジャケットを含む予冷却装置と、前記第１及び第２の冷却ジャケットとの間の鉛直管内の温度を検出するための温度検出端子を含む温度監視装置と、検出される温度が水の比重が最大となる約４℃に維持されるように予冷却装置を運転するための手段とから構成される。なお、冷却装置は、予冷却装置に若干遅れて起動されることが望ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。先ず図１を参照するに内部を熱水が流れる本管１から上方に支管３が延出している。この支管３は上方に延出しているので、所謂鉛直管でありこれにアイスプラグを形成する装置を説明する。主たる冷却装置１０は、支管３を囲繞して取り付けられる冷却ジャケット１１と、これに導管を介して連絡した冷熱源１３から構成されている。冷熱源１３は例えば液体窒素供給源である。冷却ジャケット１１は、図２に示すように支管３を挟んで半円筒形のケーシング１５，１７とを対向して配設し、その軸方向フランジ１９，２１をボルト２３及びナット２４により締め付け、固定して構成されている。図３に示されるようにフランジ１９，２１との間にはパッキン２２が介装され、更にケーシング１５，１７のボス部２５，２７にはグランドパッキン２９が充填されて、ケーシング１５，１７の内側に支管３の外面に接して液体窒素の密閉流路３１が形成される。グランドパッキン２９は、締付けボルト３３により支持されたパッキン押さえ３５により外方から支持されている。この締付けボルト３３の締め込み長さを調整することにより適切なパッキン圧が得られる。
一方のケーシング１７には、入口管台３７及び出口管台３９が取り付けられ、それぞれに液体窒素導入管４１及び窒素ガス導出管４３が接続されている。そして導入管４１から密閉流路３１に流入した液体窒素は、支管３の外面に接触して流れ、これを冷却する。支管３及びその内部の水の熱を奪って気化した窒素は導出管４３から流出し、冷熱源１３へ戻る。
【０００６】
再び図１を参照するに、支管３には本管１寄りに予冷却装置５０の冷却ジャケット５１が囲装されている。この冷却ジャケット５１の機械的構造は、前述した冷却ジャケット１１と殆ど同じであり、冷熱源５３も冷熱源１３と同様のものである。更にはその機能乃至作用も、被冷却水温度が約摂氏４度になる以外冷却装置１０の冷却ジャケット１１とほぼ同じである。そして、冷却ジャケット１１，５１に挟まれた支管３に温度検出端子である熱電対５６が配設され、これがリード線を介して温度監視装置５７に接続し、支管３の特にその内部の温度を監視できるようになっている。
【０００７】
以上の構成のアイスプラグ形成装置によれば、予冷却装置５０により冷却ジャケット５１が取付けられた支管３の内部水の温度を約４℃になるように冷却する。そうすると鉛直管である支管３と本管１との間で自然対流が図１に矢印で示すように発生し、上昇流はこの部分で止る。水の比重は約４℃で最大になるからである。なお、予冷却装置５０と同時に平行して起動するか、或いは若干遅らせて起動した冷却装置１０により支管３の内部水を十分な強度のアイスプラグを形成するまで冷却する。温度監視装置５７は、熱電対５６によりアイスプラグ形成部分の隣接部の内部温度を監視し、温度が約４℃を越えるようであれば、予冷却装置５０を作動するように操作員に情報を提供する。
【０００８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、冷却装置によりアイスプラグが形成される部分を予冷却装置により対流発生部から隔離したので、対流による本管部からの熱搬入が阻止され、鉛直管にも良質のアイスプラグを形成することができる。予冷却装置は、氷点でなく約４℃に冷却するだけであるので、それほど大きな冷却能力を必要としないから、これがない従来のアイスプラグ形成装置に比し全体として必要エネルギを最小限にすることができるとともに、起動から短時間でアイスプラグを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構造を示す系統図である。
【図２】図１の部分構造を示す一部切欠部分側面図である。
【図３】図２のIII-III 線に沿う平断面図である。
【図４】従来の装置の全体概念図である。
【符号の説明】
１    本管
３    支管
１０  冷却装置
１１  冷却ジャケット
１３  冷熱源
１５、１７  ケーシング
１９、２１  フランジ
２２  パッキン
２３  ボルト
２４  ナット
２５、２７  ボス部
２９  グランドパッキン
３１  密閉流路
３３  締付けボルト
３５  パッキン押さえ
３７  入口管台
３９  出口管台
４１  導入管
４３  導出管
５０  予冷却装置
５１  冷却ジャケット
５３  冷熱源
５６  熱電対
５７  温度監視装置
【図１】
0003540512.tif 000002
【図２】
0003540512.tif 000003
【図３】
0003540512.tif 000004
【図４】
0003540512.tif 000005