(57)【要約】【課題】板材に生じた開口を容易に塞ぐことができ、かつ、板材に生じる応力を吸収し、開口の拡大を抑制することが可能なケーシングの補修構造及びケーシングの補修方法を提供することを目的とする。【解決手段】スキンケーシングの補修構造２０は、ボイラの天井壁上に設けた少なくとも１つの開口部を覆うように設置されるスキンケーシングを構成する板材１５よりも板厚が薄く、板材１５に生じた開口３０を覆うように設置される薄板１７と、板材１５と薄板１７との間に設けられた接着剤によって板材１５と薄板１７を接着する接着部１８とを備える。また、開口３０の周囲には、接着剤が設けられない非接着領域１９が設けられ、接着部１８は、非接着領域１９の外側に設けられてもよい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの天井壁上に設けた少なくとも１つの開口部を覆うように設置されるケーシングと、
前記ケーシングを構成する板材よりも板厚が薄く、前記板材に生じた開口よりも大きなサイズを有して、前記開口を覆うように設置される薄板と、
前記板材と前記薄板との間に設けられた接着剤によって前記板材と前記薄板を固定する接着部と、
を備えるケーシングの補修構造。
【請求項２】
前記開口から所定距離の範囲である前記開口の周囲には、前記接着剤が設けられない非接着領域が設けられ、
前記接着部は、前記非接着領域の外側に設けられる請求項１に記載のケーシングの補修構造。
【請求項３】
前記板材と前記薄板との間に設けられ、前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを更に備える請求項１又は２に記載のケーシングの補修構造。
【請求項４】
前記開口が一方向に長い形状を有するとき、前記スペーサは、前記開口の長手方向に沿ってのみ設けられる請求項３に記載のケーシングの補修構造。
【請求項５】
前記薄板には、前記スペーサが設けられる位置又は前記スペーサの周囲に貫通孔が形成されている請求項３又は４に記載のケーシングの補修構造。
【請求項６】
ボイラの天井壁上に設けた少なくとも１つの開口部を覆うよう設置されるケーシングを構成する板材に生じた開口の周囲に接着剤を塗布するステップと、
前記板材に対して、前記板材よりも板厚が薄く、前記開口よりも大きなサイズの薄板を、前記板材に生じた前記開口を覆うように設置するステップと、
を備えるケーシングの補修方法。
【請求項７】
前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを、前記開口の周囲に設置するステップを更に有する請求項６に記載のケーシングの補修方法。
【請求項８】
ボイラの天井壁上に設置されるケーシングを構成する板材に設置される薄板において、前記板材に生じた開口に相当する部分に第１マスク材を設置するステップと、
前記薄板に対して前記第１マスク材の周囲に接着剤を塗布するステップと、
前記第１マスク材が取り外され、かつ、前記接着剤が塗布された前記薄板を、前記板材に生じた前記開口を覆うように設置するステップと、
を備えるケーシングの補修方法。
【請求項９】
前記薄板において、前記開口の周囲に相当する部分に、前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを設置するステップと、
前記スペーサの周囲に第２マスク材を設置するステップと、
を備え、
前記接着剤を塗布するステップにおいて、前記薄板に対して、前記第２マスク材の周囲に前記接着剤を塗布し、前記第２マスク材が取り外される請求項８に記載のケーシングの補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケーシングの補修構造及びケーシングの補修方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電用ボイラ等において、ボイラの火炉内の上部に、過熱器、再熱器等の熱交換器が吊り下げられている。熱交換器を構成する複数の伝熱管は、火炉の天井壁よりも鉛直方向上部に吊り下げられて配設された管寄せと接続されている。火炉内の熱交換器と管寄せとを結ぶ伝熱管は、天井壁に設けられた開口部を貫通するように配置されている。天井壁は、管状の天井管と、隣接する天井管の間を接続する板状のフィンとから構成され、天井管内に蒸気や給水が供給されて冷却される。
【０００３】
天井壁の開口部では、天井管と、天井壁の開口部を貫通する伝熱管との間に隙間が形成され、熱膨張差や運転中の伝熱管の振動による接触が防止されている。そのため、火炉内で発生した燃焼ガスや灰が開口部を通過して外部へ漏れるのを防ぐため、スキンケーシングによって開口部が塞がれている。スキンケーシングは、板材から構成され、管寄せと天井壁との間を結んで設置され、天井壁の開口部を覆うように配置される。
【０００４】
下記の特許文献１には、スキンケーシングが、伝熱管のうち天井管よりも鉛直上方に突出した部分全体を囲んで設けられ、スキンケーシングに生じる熱膨張差を吸収するため、スキンケーシングの取付枠に対してスライド可能な構造を有することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１−３００１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ボイラに設置されるスキンケーシングは、ボイラの長期間運用によって、板材が劣化して一部に亀裂などの開口が発生し、スキンケーシングの外部、例えばスキンケーシングを覆う天井ハウジング内に、燃焼ガスや燃焼ガス中の灰の一部が漏れてしまう。また、燃焼ガス漏れによって、天井ハウジング内の構造物が損傷するといった問題が生じる。さらに、灰漏れによって、定期点検時には、天井ハウジング内の清掃が必要となること、堆積した灰の影響によって天井ハウジングの冷却に時間がかかること、また、堆積した灰が多くなるとその重量によって天井管が変形するおそれがあることといった問題が生じる。
【０００７】
スキンケーシングにおいて生じる灰漏れは、スキンケーシングの母材（板材）の繰り返し熱変形によって一部に生じる亀裂、母材間の溶接部分の一部において生じる亀裂、ボルト折損による隙間、シール（パッキン）劣化による隙間などが原因となっており、灰漏れを生じる主な原因は亀裂によるものである。
【０００８】
板材の亀裂の補修では、母材相当の厚板を、亀裂全体を塞ぐように溶接によって設置している。また、溶接部分の亀裂に対しては、元の溶接部分を除去した後、開先加工し、再び溶接を施している。しかし、スキンケーシングの設置面積は広く、また、狭隘部に設置されているため、溶接作業に手間がかかり、全ての亀裂箇所を補修するのに時間や手間がかかっている。
【０００９】
また、母材や溶接部分に発生した亀裂は、熱膨張による熱変形による応力集中が繰り返し生じることによるものであり、補修後も再び補修箇所に作用する熱変形による繰り返し応力によって再度亀裂が発生し進展するおそれがある。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、板材に生じた開口を容易に塞ぐことができ、かつ、板材に生じる熱変形による応力を吸収し、開口の拡大を抑制することが可能なケーシングの補修構造及びケーシングの補修方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１態様に係るケーシングの補修構造は、ボイラの天井壁上に設けた少なくとも１つの開口部を覆うように設置されるケーシングと、前記ケーシングを構成する板材よりも板厚が薄く、前記板材に生じた開口よりも大きなサイズを有して、前記開口を覆うように設置される薄板と、前記板材と前記薄板との間に設けられた接着剤によって前記板材と前記薄板を固定する接着部とを備える。
【００１２】
この構成によれば、ボイラの火炉などの天井壁上に、伝熱管などが貫通した天井壁に形成された開口部を覆うように設置されるケーシングが板材によって構成され、板材に生じた開口（例えば亀裂）が薄板によって覆われて塞がれる。薄板は、板材と薄板との間に設けられた接着剤によって、板材に対して固定されて設置される。これにより、ケーシングを構成する板材に対して熱応力等の応力が作用したとき、接着部を介して薄板に応力が伝達される。薄板は、板材よりも板厚が薄いことから板材の熱変形に追従できるように変形やたわみを生じる。一方、板材の開口はそのまま残して開口付近の変形に対して強く拘束しないため、開口付近に作用する熱変形による応力増加を抑制でき、開口が大きくなりづらい。
【００１３】
上記第１態様において、前記開口から所定距離の範囲である前記開口の周囲には、前記接着剤が設けられない非接着領域が設けられ、前記接着部は、前記非接着領域の外側に設けられてもよい。
【００１４】
この構成によれば、開口から所定の距離で、開口の周囲に非接着領域が設けられるので、板材の開口付近における拘束の増加を抑制して、開口付近に作用する熱変形による応力増加を一層に低減抑制でき、開口が大きくなることを抑制する。また、応力が作用して、開口が更に大きくなった場合であっても、開口の周囲に接着剤が設けられていないため、接着剤が破損することなく、板材に対して薄板を設置したままとすることができる。
【００１５】
上記第１態様において、前記板材と前記薄板との間に設けられ、前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを更に備えてもよい。
【００１６】
この構成によれば、スペーサによって、板材と薄板との間が所定距離だけ離隔される。板材と薄板との間は上述したとおり接着剤が設けられることから、接着剤の厚さはスペーサによって制限される。したがって、薄板を板材に設置したとき、接着剤の厚さを適切に管理して薄くなり過ぎることなく接着強度を維持できる。
【００１７】
上記第１態様において、前記開口が一方向に長い形状を有するとき、前記スペーサは、前記開口の長手方向に沿ってのみ設けられてもよい。
【００１８】
開口が一方向に長い形状を有する場合、板材の面内で開口の周辺は、開口の長手方向に対して直交する方向に圧縮力や引張り力が主に作用する。この構成によれば、スペーサは開口の長手方向に沿ってのみ設けられることから、開口の周辺において、開口の長手方向に対して直交方向に圧縮力や引張り力が作用して板材に変形が生じたとき、スペーサが板材の変形を拘束しない。このため、開口付近に作用する熱変形や拘束による応力増加を一層に抑制でき、開口が大きくなることを抑制する。
【００１９】
上記第１態様において、前記薄板には、前記スペーサが設けられる位置又は前記スペーサの周囲に貫通孔が形成されてもよい。
【００２０】
この構成によれば、スペーサがボイラ火炉の熱によって焼失したとき、スペーサが揮発して生じたガスが貫通孔を通じて外部へ排出される。また、貫通孔を介して板材と薄板の間に設けられた接着剤が硬化しやすくなる。
【００２１】
本発明の第２態様に係るケーシングの補修方法は、ボイラの天井壁上に設けた少なくとも１つの開口部を覆うよう設置されるケーシングを構成する板材に生じた開口の周囲に接着剤を塗布するステップと、前記板材に対して、前記板材よりも板厚が薄く、前記開口よりも大きなサイズの薄板を、前記板材に生じた前記開口を覆うように設置するステップとを備える。
【００２２】
上記第２態様において、前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを、前記開口の周囲に設置するステップを更に有してもよい。
【００２３】
本発明の第３態様に係るケーシングの補修方法は、ボイラの天井壁上に設置されるケーシングを構成する板材に設置される薄板において、前記板材に生じた開口に相当する部分に第１マスク材を設置するステップと、前記薄板に対して前記第１マスク材の周囲に接着剤を塗布するステップと、前記第１マスク材が取り外され、かつ、前記接着剤が塗布された前記薄板を、前記板材に生じた前記開口を覆うように設置するステップとを備える。
【００２４】
上記第３態様において、前記薄板において、前記開口の周囲に相当する部分に、前記板材と前記薄板を所定距離だけ離隔させる厚さを有するスペーサを設置するステップと、前記スペーサの周囲に第２マスク材を設置するステップとを備え、前記接着剤を塗布するステップにおいて、前記薄板に対して、前記第２マスク材の周囲に前記接着剤を塗布し、前記第２マスク材が取り外されてもよい。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、板材に生じた開口を容易に塞ぐことができ、かつ、板材に生じる熱変形による応力を吸収し、開口の拡大を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るボイラの全体概略構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るボイラのスキンケーシングを示す縦断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、スキンケーシングの板材を示す縦断面図であり、図３（Ｂ）は、スキンケーシングの板材を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造を示す縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造を示す平面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造を示す横断面図であり、図４のVI−VI線矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造の第１変形例を示す横断面図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造の第２変形例を示す平面図である。
【図９】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造による第１の補修方法を示す説明図であり、各部材を縦断面図で示している。
【図１０】本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造による第２の補修方法を示す説明図であり、各部材を縦断面図で示している。
【図１１】図１１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造による第２の補修方法の一工程の状態を示す横断面図であり、図１１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）は、第１マスク材の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の一実施形態に係るスキンケーシングの補修構造は、例えば図１に示すように、発電用ボイラ等のボイラ１における火炉２の鉛直方向上部に設置されるスキンケーシング１０に適用される。本実施形態の例では、ボイラ１の火炉２の燃焼ガスは鉛直方向下側から上側へと流通する。なお、以降の説明では、「上」、「下」は鉛直方向で上側、下側を示すものとする。
【００２８】
図１に示すように、ボイラ１は、火炉２と、バーナ部３と、追加空気投入部４と、過熱器５と、再熱器６と、節炭器７などを備えている。
【００２９】
火炉２は、平断面視矩形状で上下方向に延びる筒状をなしている。火炉２の内側面を形成する炉壁２ａには、複数の伝熱管（図示無し）が設けられている。これら複数の伝熱管（図示無し）は、それぞれ上下方向に延び、外部から給水や蒸気が供給されて、火炉２が冷却される。
【００３０】
また、過熱器５は、火炉２の上部に設けられている。再熱器６、節炭器７は、火炉２の上部の出口に連結された煙道８に設けられている。なお、再熱器６が、火炉２の上部に設置される場合もある。
【００３１】
バーナ部３は、火炉２内の下部に設けられている。バーナ部３は、火炉２内で周方向に間隔をあけて設けられた複数のバーナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄを備えている。バーナ部３は、複数のバーナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄが、火炉２内で上下方向に間隔をあけて複数段に設けられている。バーナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのそれぞれは、一次空気と微粉燃料との混合気を火炉２内に噴出し、微粉燃料を燃焼させ、火炉２内で火炎を生成する。周方向の複数のバーナ３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄのそれぞれによって生成された火炎は、旋回流Ｆを形成する。この旋回流Ｆは、火炉２内で周方向に旋回しながら螺旋状に上昇する。
追加空気投入部４は、火炉２内において、バーナ部３の上方に設けられている。追加空気投入部４は、火炉２内で周方向に間隔をあけて設けられた複数の空気噴出ノズル４Ａを備えている。各空気噴出ノズル４Ａは、火炉２の外部から燃焼ガスに対して二次空気を火炉２内に送り込む。
【００３２】
図１に示すように、過熱器５や再熱器６等の熱交換器は、管寄せ９を介して、ボイラ１の火炉２の上部に設置された鉄骨梁１３から吊り下げられている。
【００３３】
図１及び図２に示すように、管寄せ９は、吊り棒１１によって、火炉２の天井壁２ｂよりも上部において、鉄骨梁１３から吊り下げて配設されている。管寄せ９は、過熱器５や再熱器６等の熱交換器を構成する複数の伝熱管１２と接続されている。
【００３４】
火炉２の天井壁２ｂの一部には、開口部（図示せず。）が設けられ、火炉２内に設置された熱交換器（例えば過熱器５）と管寄せ９とを結ぶ複数の伝熱管１２は、開口部を貫通するように配置されている。また、天井壁２ｂは、管状の天井管と、隣接する天井管の間を接続する板状のフィンとから構成されており、天井管内に蒸気や給水が供給されて、火炉２が冷却される。
【００３５】
スキンケーシング１０は、板材から構成され、管寄せ９と天井壁２ｂとの間を結んで設置され、天井壁２ｂの開口部を覆うように配置される。ボイラ１における天井壁２ｂの上の空間である天井ハウジングにて、スキンケーシング１０が形成される。また、天井壁２ｂの開口部には、天井壁２ｂを構成する天井管と、熱交換器を構成する複数の伝熱管１２との間に隙間が形成され、熱膨張差や運転中の伝熱管１２の振動による接触や干渉が防止されている。スキンケーシング１０によって開口部が塞がれて、開口部がスキンケーシング１０の内側空間内となるため、火炉２内で発生した燃焼ガスや燃焼灰が開口部を通過してスキンケーシング１０の外部へ漏れるのを防ぐことができる。
【００３６】
ボイラ１の起動停止や負荷変化時において、管寄せ９と天井壁２ｂとの温度差が生じ、熱膨張差が生じる。その結果、管寄せ９と天井壁２ｂとの間の位置関係が変化して、スキンケーシング１０を構成する板材の一部において、熱変形による応力集中が繰り返し生じることによって、板材の一部に亀裂が発生する場合がある。
【００３７】
図４及び図５に示すスキンケーシング１０に生じた亀裂等による開口３０の補修構造２０は、スキンケーシング１０を構成する板材１５の開口３０（図３参照）の全体に対して薄板１７が設置されて、開口３０を塞ぐものである。これにより、スキンケーシング１０の外部、例えばスキンケーシング１０を覆う天井ハウジング内に、燃焼ガスや灰が漏れ出ることを防止できる。本実施形態に係るスキンケーシング１０の補修構造２０によって塞がれる亀裂等の開口３０は、例えば長手方向の長さが最大３０ｍｍ〜５０ｍｍのものであり、定期検査などで目視により容易に発見できる。このサイズの開口になると灰の漏出が確認できるとともに、亀裂等の開口３０を放置すると亀裂が進展して開口３０の長手方向の長さが大きくなり、燃焼ガスや灰の漏出が増加する可能性がある。
スキンケーシング１０の板材１５の板厚は、例えば３ｍｍ〜５ｍｍ程度である。板材１５は、例えばＳＳ４００などの炭素鋼である。
【００３８】
薄板１７は、板材１５よりも板厚が薄く、板材１５に生じた開口３０を覆うように設置される。薄板１７の厚さは、例えば０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であり、板材１５の板厚よりも１桁〜２桁薄い板厚とすることが好ましい。薄板１７は、接着剤による接着部１８によって板材１５に固定して設置される。接着部１８の塗布状態の例を図６に示す。図６は、図４のVI−VI線矢視図である。接着剤は、板材１５と薄板１７との間において、スペーサ２１を設けることで接着剤の仕様に適した所定の厚さで塗布される。薄板１７の大きさと形状は、板材１５に生じている開口３０の大きさと、塗布される接着剤の面積を考慮して設定される。
接着剤の塗布厚さや、接着剤の塗布面積は、接着剤の仕様と使用環境に応じて決定され、使用環境は、火炉２内の圧力と、管寄せ９と天井壁２ｂの温度に基づいて、決定される。
【００３９】
板材１５に接着されて固定した薄板１７には、スキンケーシング１０を構成する板材１５に対して熱応力等の応力が作用したとき、接着部１８を介して応力が伝達される。このとき、薄板１７は、板材１５よりも板厚が薄いことから板材１５の熱変形に追従できるように変形やたわみを生じることができる。一方、板材１５の開口３０はそのまま残して、薄板１７により開口３０付近の板材１５の変形に対して強く拘束しないため、板材１５の開口３０付近に作用する熱変形による応力増加を抑制でき、開口３０が更に大きくなりづらい。また、板材１５に対し薄板１７が接着されることから、板材１５が歪んだり変形した場合でも、薄板１７が変形して追従することによって、開口３０付近の密閉性を維持できる。
【００４０】
薄板１７は、例えば金属製の箔又は網である。材質は、耐酸化性に優れるものが好ましく、例えばＳＵＳ３０４などのステンレス鋼である。ＳＳ４００などの炭素鋼材を使用する場合はコーティングなどによる保護層を設けることが好ましい。網の場合、火炉２からの燃焼灰が通過しないメッシュ（開口）サイズを有する。メッシュサイズは、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度である。また、網の場合、箔の場合に比べて、応力が作用したときの変形許容量が大きい。
【００４１】
なお、薄板１７は、開口３０で高温の燃焼ガスと接触する可能性があるので、薄板１７の表面には、シリカやアルミナなどを主成分とする耐熱コーティングが施されてもよい。これにより、火炉２内からの高温の燃焼ガスによる損傷を抑制できる。また、上記の耐熱コーティングによれば、開口３０の領域で薄板１７の表面に保温材を設ける場合に比べて、簡易な構成とすることができる。
【００４２】
接着剤は、燃焼ガスや燃焼灰による高温条件、例えば５００〜６００℃に耐えられるような耐熱性を有するものが好ましい。接着剤は、エポキシ系、無機セラミックス系、及び金属粉（例えばステンレス粉）を含むセラミックス系などである。接着剤に金属粉を含有させたものは、接着剤の熱膨張率を、スキンケーシング１０の板材１５の熱膨張率に近づけることができるので更に好ましい。
【００４３】
開口３０の周囲には、接着剤が設けられない非接着領域１９が設けられることが好ましく、接着部１８は、非接着領域１９の外側を囲むように設けられる。開口３０の周囲の非接着領域１９は、開口３０から所定の距離をもって設定される。非接着領域１９の所定の距離は、応力が作用して、開口３０が更に大きくなった場合であっても、板材１５に対して薄板１７を設置したままとすることができる距離として選定される。これにより、開口３０の周囲に接着剤が設けられていないため、接着剤が破損することなく、薄板１７が剥がれにくくなる。また、開口３０の周囲に接着剤が設けられていない非接着領域１９の所定の距離は、接着剤が開口３０付近の変形拡大を生じた場合に拘束の増加を抑制することができるもので、開口３０付近に作用する熱変形による応力増加を一層に低減抑制でき、開口３０が大きくなることを抑制できる距離として選定される。また、開口３０付近で更に変形拡大が生じた場合でも、予め想定される方向にのみ開口３０を若干量拡大させることでスキンケーシング１０の板材１５の熱応力を吸収することができる。例えば、接着剤によって、一方向に長い亀裂の延長を拘束すると、予め想定される方向以外に亀裂が新たに生じるおそれがある。これに対し、開口３０の周囲に接着剤が設けられていないことによって、一方向に長い亀裂の延長を拘束することなく、亀裂の長手方向の延長線上にのみ亀裂を進展させることができる。
【００４４】
スペーサ２１は、板材１５と薄板１７との間に設けられる。スペーサ２１は、板材１５と薄板１７を所定距離だけ離隔させる厚さを有し、スペーサ２１が設置されることによって、板材１５と薄板１７との間が所定距離だけ離隔される。板材１５と薄板１７との間には接着剤が設けられるところ、接着剤の厚さはスペーサ２１によって制限される。すなわち、スペーサ２１によって、接着剤の塗布厚さを確実に確保できることから、接着剤の塗布作業が簡易かつ正確になる。そして、薄板１７を板材１５に設置したとき、接着剤の厚さを適切に管理して、薄くなり過ぎたり厚くなり過ぎたりすることを抑制して接着強度を維持できる。
【００４５】
開口３０は一方向に長い亀裂がある場合、スペーサ２１は、例えば一方向に長い形状を有し、板材１５に生じた開口３０の周囲に複数設置される。これにより、薄板１７の広い範囲において、板材１５と薄板１７との間の所定距離が確保される。スペーサ２１は、例えば、開口３０の一方向の長さよりも長い長さを有することが好ましい。また、スペーサ２１は、必ずしも一方向に連続して形成されなくてもよく、複数のスペーサ２１を一方向に並べて必要な長さとしてもよい。
【００４６】
板材１５に生じた開口３０が一方向に長い形状を有する場合、スペーサ２１の長手方向は、開口３０の長手方向に沿ってのみ設置される。図６では、開口３０の両側に開口３０から距離を設けて１箇所ずつ計２箇所設置される場合を示している。
【００４７】
開口３０の周辺は、板材１５の面内で開口３０の長手方向に対して直交方向に圧縮力や引張り力が主に作用する。したがって、スペーサ２１は開口３０の長手方向に沿ってのみ設けられる場合、開口３０の周辺において、開口３０の長手方向に対して直交方向に圧縮力や引張り力が作用して板材１５に変形を生じたとき、スペーサ２１が開口３０付近の板材１５の変形を拘束しない。このため、開口３０付近に作用する熱変形に加えて、拘束されることで応力が増加することを一層に抑制することができ、開口３０が進展して開口３０が大きくなることを抑制する。
【００４８】
これに対し、スペーサ２１によって、板材１５の変形が拘束されると、予め想定される方向以外に亀裂が新たに生じるおそれがある。よって、板材１５の変形を拘束しない方向にスペーサ２１が設置されることによって、開口３０の長手方向の延長線上にのみ開口３０を進展させることができ、結果的には開口３０の面積が必要以上に拡大することを抑制する。
【００４９】
板材１５に生じた開口３０の形状に方向性がなく、ほぼ円形や多角形に近い形状の場合、スペーサ２１は、開口３０を囲むように設置される。図７では、開口３０の周囲に計４箇所設置される場合を示している。
【００５０】
スペーサ２１の材料は、例えば合成樹脂、金属などである。スペーサ２１は、火炉２の熱によって燃焼し揮発するような材料でもよい。薄板１７には、図５に示すように、予め貫通孔２２が形成されてもよく、この場合、スペーサ２１が揮発して生じたガスが貫通孔２２を通じて外部へ排出される。貫通孔２２は、スペーサ２１が設けられる位置又はスペーサ２１の周囲に形成される。また、貫通孔２２を介して板材１５と薄板１７の間に設けられた接着剤が硬化しやすくなる。開口３０と貫通孔２２の間には接着部１８があるため、火炉２内で発生した燃焼ガスや燃焼灰が開口３０から貫通孔２２を通過してスキンケーシング１０の外部へ漏れ出ることはない。なお、貫通孔２２は、板材１５に生じた開口３０が進展する方向に形成されないことが望ましい。これにより、薄板１７に貫通孔２２が形成されている場合でも密閉性を維持できる。
【００５１】
貫通孔２２は、スペーサ２１の端部近傍のみに形成されてもよいし、図８に示すように、スペーサ２１の長手方向に沿って複数個形成されてもよい。貫通孔２２が複数個設置されることによって、揮発したガスの排出や、接着剤の硬化を効率的に行うことができる。
【００５２】
次に、図９〜図１１を参照して、本実施形態に係るスキンケーシング１０の補修構造２０によって、スキンケーシング１０を補修する方法について説明する。
スキンケーシング１０の補修構造２０をスキンケーシング１０の板材１５に設置して、スキンケーシング１０を補修する場合、板材１５側に接着剤を先に塗布する方法と、薄板１７側に接着剤を先に塗布する方法がある。
【００５３】
まず、スキンケーシング１０の開口３０周囲に付着したスケール、灰等の汚れをワイヤーブラシやサンドペーパー等で落とし、かつ、板材１５表面粗度を粗くして細かい凹凸を設ける。これにより、接着面の表面積が大きくなり、接着剤の接着性が向上する。
【００５４】
板材１５側に接着剤を先に塗布する場合、図９（Ａ）に示すように、薄板１７に対してスペーサ２１を仮止めしておく。仮止めは、接着剤又はスポット溶接などによる。仮止め用の接着剤は、耐熱性が不要である。なお、薄板１７に対するスペーサ２１の固定は仮止めに限らず、薄板１７とスペーサ２１が一体的に形成されたものでもよい。そして、図９（Ｂ）に示すように、板材１５に対して、板材１５に生じた開口３０と開口３０の周囲やスペーサ２１が設置される部分以外に接着剤を塗布する。
【００５５】
その後、図９（Ｃ）に示すように、スペーサ２１が仮止めされた薄板１７を、接着剤が塗布された板材１５に設置する。これにより、接着剤の塗布厚さがスペーサ２１によって確保されつつ、板材１５に対し薄板１７が固定される。
【００５６】
薄板１７側に接着剤を先に塗布する場合、図１０（Ａ）に示すように、薄板１７に対してスペーサ２１を仮止めしておく。また、図１０（Ｂ）及び図１１（Ａ）に示すように、板材１５に生じた開口３０及び開口３０の周囲に相当する部分に第１マスク材２３を設置し、また、スペーサ２１の周囲に第２マスク材２４を設置する。第１マスク材２３、第２マスク材２４は、例えば、片面に簡易に剥がすことが可能な接着層が設けられた薄紙などである。そして、図１０（Ｃ）に示すように、薄板１７に対し、第１マスク材２３と第２マスク材２４の周囲に接着剤を塗布する。
【００５７】
その後、図１０（Ｄ）に示すように、第１マスク材２３及び第２マスク材２４を薄板１７から剥がす。そして、図１０（Ｅ）に示すように、接着剤が塗布された薄板１７を板材１５に設置する。これにより、薄板１７の設置作業を効率的に行うことができる。なお、第１マスク材２３は、図１１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、想定される開口３０のサイズに応じて、複数種類を事前に用意しておいてもよい。これにより、ボイラ１が設置された現地での第１マスク材２３の設置作業を簡略化することができ、薄板１７の設置作業を更に効率的に行うことができる。また、第１マスク材２３及び第２マスク材２４が火炉２の熱によって燃焼する材質のものであれば、板材１５に設置する前に、薄板１７から剥がす作業を行わなくてもよい。
【００５８】
以上、本実施形態によれば、板材１５に対し板厚が薄い薄板１７が接着して固定されることから、板材１５が歪んだり熱変形した場合でも、薄板１７が板材１５に追従できるように変形やたわみを生じて変形することによって、密閉性を維持できる。また、板材１５の開口３０はそのまま残して開口３０付近にも接着部１８を設けないので、ケーシングを構成する板材１５に対して熱応力等の応力が作用し、接着部１８を介して薄板１７に応力が伝達される際、開口３０付近の変形発生に対して薄板１７が強く拘束されない。その結果、薄板１７は、板材１５よりも板厚が薄いことから容易に変形することで板材１５の開口３０付近を拘束することがなく、板材１５の開口３０付近に作用する熱変形による応力増加を低減でき、開口３０の拡大、例えば開口３０の進展を抑制できる。
【００５９】
また、溶接補修に比べて、補修に必要な機材が簡単になり、また、機材準備や狭隘部での作業が簡素化する。その結果、補修にかかる期間の短縮化を図ることもできる。さらに、作業が簡素化されているため、溶接作業と異なり、経験が少ない作業員も補修作業を実施することが可能になる。またさらに、スペーサ２１が板材１５と薄板１７との間に取り付けられることから、接着剤の塗布厚さを簡易かつ適切に管理することでき、接着強度を確保できる。その結果、複数の補修箇所での品質のばらつきも抑えることができる。
【００６０】
本実施形態の例では、ボイラ１の火炉２の燃焼ガスは鉛直方向下側から上側へと流通する場合について説明したが、燃焼ガスが水平方向に流通する横型のボイラであってもよく、同様な効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１    ：ボイラ
２    ：火炉
２ａ  ：炉壁
２ｂ  ：天井壁
３    ：バーナ部
３Ａ  ：バーナ
３Ｂ  ：バーナ
３Ｃ  ：バーナ
３Ｄ  ：バーナ
４    ：追加空気投入部
４Ａ  ：空気噴出ノズル
５    ：過熱器
６    ：再熱器
７    ：節炭器
８    ：煙道
１０  ：スキンケーシング
１１  ：吊り棒
１２  ：伝熱管
１３  ：鉄骨梁
１５  ：板材
１７  ：薄板
１８  ：接着部
１９  ：非接着領域
２０  ：補修構造
２１  ：スペーサ
２２  ：貫通孔
２３  ：第１マスク材
２４  ：第２マスク材
３０  ：開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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