(57)【要約】【課題】節炭器の配管の補修を行う際に、フィンの除去を行うことなく、スムーズに配管の補修作業を行うことができるようにする。【解決手段】節炭器２０の腐食が生じた配管１０４、１０５の補修方法は、複数の配管１０４、１０５のうち、腐食が生じた配管及びこの配管よりも手前の配管１０４、１０５を切断し、切断した配管１０４、１０５のうち、手前側中央部を除く部分（Ｂ部）の配管１０４、１０５の切断した端部に閉止栓を取り付け、切断した配管１０４、１０５のうち、手前側中央部の配管の切断した部分（Ａ部）に、健全な配管を接続する。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の熱交換用の配管が２次元的に配置された熱交換器において腐食が生じた前記配管を補修する方法であって、
前記複数の配管のうち、前記腐食が生じた配管及び当該配管よりも手前の配管を切断する切断ステップと、
前記切断した配管のうち、未切断の配管に隣接する配管の切断した端部に閉止栓を取り付ける閉止栓取付ステップと、
前記切断した配管のうち、前記閉止栓を取り付けていない配管の切断した部分に、健全な配管を接続する接続ステップと、を備えることを特徴とする熱交換器の配管の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排熱回収ボイラの節炭器などの複数の配管からなる熱交換器の配管の補修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガスタービンの排ガスから熱交換によって蒸気を発生させる装置として排熱回収ボイラが設置されている。排熱回収ボイラは、内部を冷媒が流れる複数の配管が上下方向に延びるように接続された複数のパネルからなる節炭器を備え、節炭器の配管の間に排ガスを通過させることで、排ガスと冷媒との間で熱交換を行って蒸気を発生させ、この蒸気により発電を行う（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、節炭器の配管には内部を通過する水により流れ加速腐食が生じることがあり、補修作業が必要となる。このような節炭器の配管の補修作業は腐食の発生した配管の腐食箇所の上下を切断し、配管を切断した部分に健全な配管を接続し、健全な配管が足りない場合には、配管の切断した部分の上下を閉止栓により閉止することにより行っている。この際、節炭器の配管は密集して設けられているため、奥部の配管に腐食が生じた場合には、作業スペースを確保するために手前側の配管も切断する必要がある。そこで、従来、図７に示すように、補修の際に配管を切除した後、中央部（図中Ｂ部）の配管１０４、１０５は閉止栓を取り付けることにより補修し、外周部（図中Ｂ部）の配管１０４、１０５は、切除した部分に新たに健全な配管を接続することで補修していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７―２９８２４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、配管１０４、１０５の周囲には、熱交換効率を高めるためのフィンが設けられており、図８のＢ部において切除した部分に新たに健全な配管１０４、１０５を接続する場合には、溶接作業を行う際に、その周囲の配管１０４、１０５のフィンが作業の障害となるため、周囲の配管１０４、１０５のフィンを除去する必要があった。
【０００６】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、節炭器の配管の補修作業を、フィンの除去を行うことなく、スムーズに行うことができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱交換器の配管の補修方法は、複数の配管が縦横に複数列に配置され、配管の内外で熱交換する熱交換器における腐食が生じた前記配管の補修方法であって、前記複数の配管のうち、前記腐食が生じた配管及び当該配管よりも手前の配管を切断する切断ステップと、前記切断した配管のうち、手前側中央部を除く部分の配管の切断した端部に閉止栓を取り付ける閉止栓取付ステップと、前記切断した配管のうち、手前側中央部の配管の切断した部分に、健全な配管を接続する接続ステップと、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、外周部の配管を閉止栓を取り付けることにより補修することとしたため、中央部の配管を切断した部分に健全な配管を溶接接続する際に、周囲の配管が溶接作業の障害とならず、周囲の配管のフィンを除去する必要がなくなり、溶接作業をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】排熱回収ボイラの構成を示す図である。
【図２】低圧側節炭器を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】低圧側節炭器の構成を示す構成図である。
【図４】低圧側節炭器を構成する配管パネル構造の拡大断面図である。
【図５】配管の切断位置を示す図である。
【図６】切断の対象となる配管及びその補修方法を説明するための図であり、図５（Ａ）のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図７】閉止栓を取り付けた配管を示す図である。
【図８】従来の切断した配管の補修方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の熱交換器の配管の補修方法の一実施形態を、節炭器を補修する際を例として図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、排熱回収ボイラ１０の構成を示す図である。同図に示すように、排熱回収ボイラ１０は、煙道６０内に設けられた低圧側節炭器２０、低圧側蒸発器２１、高圧側節炭器３０、及び高圧側蒸発器３１と、煙道６０外に設けられた低圧側ドラム２２、高圧側ドラム３２、過熱器４０、低圧側ポンプ５０、及び高圧側ポンプ５１と、を含んで構成される。
【００１１】
排熱回収ボイラ１０は、煙道６０内に燃焼排ガスが供給され、排ガスの流れの方向に上流側から過熱器４０、高圧側蒸発器３１、高圧側節炭器３０、低圧側蒸発器２１、低圧側節炭器２０の順序で配置されている。ガスタービンから排出された高温の排ガスの熱は、過熱器４０、高圧側蒸発器３１、高圧側節炭器３０、低圧側蒸発器２１、及び低圧側節炭器２０において内部を流れる水との間で熱交換が行われる。なお、低圧側節炭器２０の詳細な構成は後に詳述する。
【００１２】
低圧側ポンプ５０から圧送された水は、低圧側節炭器２０において排ガスにより加熱されて低圧側蒸発器２１へと送られ、低圧側蒸発器２１において排ガスにより加熱されて水蒸気が発生する。そして、低圧側蒸発器２１において発生した水蒸気は低圧側ドラム２２へと送られ、低圧側ドラム２２において水蒸気が分離され、分離された水蒸気はタービンへと送られる。
【００１３】
また、高圧側ポンプ５１から圧送された水は、高圧側節炭器３０において排ガスにより加熱されて高圧側蒸発器３１へと送られ、高圧側蒸発器３１において排ガスにより加熱されて水蒸気が発生する。そして、高圧側蒸発器３１において発生した水蒸気は高圧側ドラム３２へと送られ、高圧側ドラム３２において水蒸気が分離され、分離された水蒸気は過熱器４０で過熱されてタービンへと送られる。
【００１４】
図２は、低圧側節炭器２０の詳細な構造を示す図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩ−Ｉ断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、低圧側節炭器２０の構成を示す構成図、図４は、低圧側節炭器２０を構成する配管パネル構造１００Ａの拡大断面図である。なお、図３に示すように、第１〜第４のパネル構造１００Ａ〜１００Ｄは左右に二枚並ぶが、図２（Ｂ）、（Ｃ）では一枚のみを示す。また、高圧側節炭器３０は、低圧側節炭器２０と同様の構成であるため、説明を省略する。
【００１５】
図２及び図３に示すように、低圧側節炭器２０は、第１〜第４のパネル構造１００Ａ〜１００Ｄが、積層されてなる。
第１〜第３のパネル構造１００Ａ〜１００Ｃは、複数の配管１０４、１０５からなる一対の配管群１１４、１１５と、上部配管１０１と、上流側及び下流側の下部配管１０２、１０３とにより構成される。配管群１１４、１１５を構成する配管１０４、１０５は外周にフィンを備え、奥行き方向に複数列（本実施形態では３列）、横方向に複数列並べられている。一対の配管群１１４、１１５を構成する複数の配管１０４、１０５は、夫々その上端が上部配管１０１に接続されている。また、一方の配管群１１４を構成する複数の配管１０４の下端は上流側の下部配管１０２に接続され、他方の配管群１１５を構成する複数の配管１０５の下端は下流側の下部配管１０３に接続されている。かかる構成により、上流側の下部配管１０２に供給された水は、一方の配管群１１４の配管１０４を下方から上方に向かって流れ、上部配管１０１を通り、下流側の配管群１１５の配管１０５を上方から下方に向かって流れ、下流側の下部配管１０３より排出される。
【００１６】
また、第４のパネル構造１００Ｄは、複数の配管１２４からなる配管群１２３と、配管群１２３の配管１２４の上端及び下端が夫々接続された上部配管１２２と、下部配管１２１とにより構成される。かかる構成により下部配管１２１に供給された水は、配管群１２３の配管１２４を下方から上方に向かって上部配管１２２へと流れる。
【００１７】
図２及び図３に示すように、第１のパネル構造１００Ａの下流側の下部配管１０３は、第２のパネル構造１００Ｂの上流側の下部配管１０２に接続されている。また、第２のパネル構造１００Ｂの下流側の下部配管１０３は、第３のパネル構造１００Ｃの上流側の下部配管１０２に接続されている。また、第３のパネル構造１００Ｃ下流側の下部配管１０３は、第４のパネル構造１００Ｄの下部配管１２１に接続されている。
【００１８】
かかる構成により、第１のパネル構造１００Ａの上流側の下部配管１０２へ供給された水は、第１〜第４のパネル構造１００Ａ〜１００Ｄの配管群１１４、１１５，１２３を流れ、第４のパネル構造１００Ｄの上部配管１１２から排出される。この際、第１〜第４のパネル構造１００Ａ〜１００Ｄを構成する配管群１１４、１１５，１２３の間を排ガスが流通し、排ガスと配管１０４、１０５、１２４の内部を流通する水との間で熱交換がされ、水が加熱される。
【００１９】
以下、本実施形態の節炭器の補修方法を説明する。なお、以下の説明では、低圧側節炭器２０の補修を行う場合について説明するが、同様に高圧側節炭器３０の補修を行うこともできる。
まず、各パネル構造１００Ａ〜１００Ｄの配管群１１４、１１５、１２３の配管１０４、１０５、１２４内にファイバスコープを挿入して、配管１０４、１０５、１２４内部の腐食の有無を確認する。そして、配管１０４、１０５、１２４に腐食が確認された場合には、補修作業を行う。なお、以下の説明では、第２のパネル構造１００Ｂの配管群１１４の奥側の配管１０４に腐食が確認された場合について説明する。
【００２０】
補修作業を行うにあたり、まず、切断の対象となる配管及びその切断位置を決定する。本実施形態では、図６に示す破線Ｃにより囲まれた台形の領域に含まれる配管１０４、１０５を切断するものとし、図５に示すように腐食が発生した部分の上下において切断するものとする。そして、この切断の対象となる配管１０４、１０５を切断する。
【００２１】
次に、切断した配管１０４、１０５のうち閉止栓により閉止する配管１０４、１０５と、切断後、健全な配管を接続する配管１０４、１０５とを決定する。なお、切断した全ての配管に健全な配管を接続しないのは、全ての配管に健全な配管を接続するとコスト高になるからである。図６に示すように、本実施形態では、切断した配管について、その中央部（図中Ａ部）の配管１０４、１０５は、健全配管を接続するものとし、その周囲（図中Ｂ部）の配管１０４、１０５は、端部を閉止栓により閉止するものとする。
【００２２】
そして、まず、図６のＢ部の配管１０４、１０５について、切断した端部に閉止栓を溶接接続する。図７は、閉止弁２００を溶接接続した配管１０４、１０５の端部を示す鉛直断面図である。同図に示すように、閉止栓２００を取り付ける際には、配管１０４の切断した端部から内部にプラグ２１０を配置し、上方から配管１０４内部に溶接を行う。このように閉止栓２００の施工は上方から行うため、周囲の配管１０４、１０５のフィンを残した状態でも、プラグ２１０を溶接する作業を行うことができる。
【００２３】
次に、図６のＡ部の配管１０４、１０５について、切断した部分に健全な配管を溶接接続する。健全な配管としては他の部位において切断した配管１０４、１０５を再利用してもよい。この際、健全な配管を溶接接続する際には、配管１０４、１０５の周囲に溶接を施す必要があるが、本実施形態では、健全な配管を溶接接続する中央部（Ａ部）の周囲（Ｂ部）の配管１０４、１０５は閉止栓２１０を取り付け補修することとしている。このため、溶接作業の障害となるような周囲に配管１０４、１０５が存在せず、溶接作業をスムーズに行うことができる。
【００２４】
次に、配管１０４、１０５内に水を満たし、溶接箇所からの水の漏洩の有無を観察することにより溶接箇所の耐圧試験を行う。配管１０４、１０５の裏面からの水の漏洩の有無の観察は、配管１０４、１０５の奥側に鏡を配置して、手前側から鏡を除きこむことで行う。本実施形態では、健全な配管１０４、１０５を溶接接続する中央部（Ａ部）の周囲（Ｂ部）の配管１０４、１０５を閉止栓２００を取り付けることにより補修することとしたため、閉止栓２００を取り付けた配管１０４、１０５の上部を通して、健全な配管を溶接接続した配管１０４、１０５の裏面に鏡を配置することができ、耐圧試験をスムーズに行うことができる。
以上の工程により、節炭器を補修することができる。
【００２５】
本実施形態によれば、切断の対象となる配管１０４、１０５のうち、中央部（Ａ部）の配管１０４、１０５は健全な配管を接続することで補修し、その周囲（Ｂ部）の配管１０４、１０５は閉止栓２００を取り付けることにより補修することとしたため、配管１０４、１０５を切断した部分に健全な配管を接続する際に、周囲に溶接作業の障害となるような配管１０４、１０５が存在しない。このため、従来のように周囲の配管１０４、１０５のフィンの除去などが必要とならず、スムーズに溶接作業を行うことができる。
【００２６】
また、耐圧試験を行う際に、閉止栓２００を取り付けた部分を通して、中央部の配管の溶接箇所の背後に鏡を配置することができるため、容易に耐圧試験を行うことができる。
【００２７】
なお、本実施形態では、配管１０４、１０５の腐食が生じた部分を除去して、健全な配管を接続する場合について説明したが、これに限らず、点検のために配管１０４、１０５を切断する場合であっても、本発明を適用できる。
【００２８】
また、本実施形態では、節炭器の配管の補修を行う場合について説明したが、これに限らず、蒸発器などの複数の配管が上下方向に延び、配管外部と内部の間で熱交換を行う熱交換器であれば本発明を適用できる。
【符号の説明】
【００２９】
１０  排熱回収ボイラ                    ２０  低圧側節炭器
２１  低圧側蒸発器                      ２２  低圧側ドラム
３０  高圧側節炭器                      ３１  高圧側蒸発器
３２  高圧側ドラム                      ４０  過熱器
５０  低圧側ポンプ                      ５１  高圧側ポンプ
６０  煙道
１００Ａ，１００Ｂ、１００Ｃ、１００Ｄ  パネル構造
１０１，１１２、１２２  上部配管        １０２  上流側の下部配管
１０３  下流側の下部配管                １０４、１０５  配管
１１４、１１５、１２３  配管群          １２１  下部配管
２００  閉止栓                          ２１０  プラグ
【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７】
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【図６】
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【図８】
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