(57)【要約】【課題】大口径配管と小口径配管の熱変形の差によって小口径配管などに生じる応力を軽減する。【解決手段】設置時と運転時との温度変化に伴う熱変形によって少なくとも部分的に移動する大口径配管１と、一端が大口径配管に接続された小口径配管３と、小口径配管の横方向の移動を拘束するサポート７と、を有する配管設備において、サポートが、小口径配管と大口径配管との接続部の熱変形による移動の方向にあらかじめ小口径配管に荷重をかけて、接続部の移動量よりも小さい範囲で変位して配置されている。大口径配管および小口径配管は例えば原子力発電プラント内配管である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置時と運転時との温度変化に伴う熱変形によって少なくとも部分的に移動する大口径配管と、この大口径配管よりも小口径であって一端が前記大口径配管に接続された小口径配管と、前記小口径配管の少なくとも１箇所でこの小口径配管の横方向の移動を拘束するサポートと、を有する配管設備において、
前記サポートが、前記小口径配管と前記大口径配管との接続部の前記熱変形による移動の方向に、あらかじめ前記小口径配管に荷重をかけて、前記接続部の移動量よりも小さい範囲で変位して配置されていること、
を特徴とする配管設備。
【請求項２】
請求項１に記載の配管設備において、前記大口径配管および小口径配管は原子力発電プラント内配管であること、を特徴とする配管設備。
【請求項３】
請求項１または２に記載の配管設備において、前記サポートの変位量は、前記運転時の前記接続部の移動量のほぼ半分であること、を特徴とする配管設備。
【請求項４】
設置時と運転時との温度変化に伴う熱変形によって少なくとも部分的に移動する大口径配管に、この大口径配管よりも小口径の小口径配管を接続してこの小口径配管を設置する配管設置方法において、
前記大口径配管を設置する大口径配管設置工程と、
前記大口径配管設置工程の後に、前記大口径配管と前記小口径配管とを接続し、前記小口径配管を設置する小口径配管設置工程と、
前記小口径配管設置工程の後に、前記小口径配管に荷重をかけてこの小口径配管を部分的に変位させた状態で、この小口径配管の少なくとも１箇所でこの小口径配管の横方向の移動を拘束するサポートを設置するサポート設置工程と、
を有し、
前記サポートの設置位置が、前記小口径配管と前記大口径配管との接続部の前記熱変形による移動の方向に、前記接続部の移動量よりも小さい範囲であらかじめ変位した位置であること、
を特徴とする配管設置方法。
【請求項５】
請求項４に記載の配管設置方法において、前記小口径配管設置工程およびサポート設置工程でのそれぞれの目標とする前記小口径配管の位置を表示する表示部をあらかじめ設置する表示部設置工程をさらに有すること、を特徴とする配管設置方法。
【請求項６】
請求項４または５に記載の配管設置方法において、前記大口径配管および小口径配管は原子力発電プラント内配管であること、を特徴とする配管設置方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配管設備および配管設置方法に関し、特に、熱膨張または熱収縮を伴う配管設備とその設置方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
種々のプラントで、高温流体または低温流体が流れる大口径配管にこれより小口径の計測用配管などが接続されるものがある。この場合に、大口径配管と小口径配管に温度差ができると熱膨張または熱収縮（以下、これらを合わせて熱変形という）に差が生じる。通常のプラントでは、このような場合に小口径配管に特別の曲り部を設けるなどして、小口径配管のたわみ変形を許容することによって熱変形の差を吸収するような設計とすることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、例えば原子力発電プラントでは、地震などによる小口径配管の振れを防止するために、小口径配管の軸方向に比較的短い間隔で複数のサポートを設置する剛設計が採用されている。このため、大口径配管（例えば主蒸気配管）と小口径配管の熱変形の差により、小口径配管および小口径配管サポート部材などに比較的大きな荷重がかかり、これによって配管に生じる応力を許容値以内にするのが困難な場合があった。
【０００４】
そこでこの発明は、大口径配管と小口径配管の熱変形の差によって小口径配管および小口径配管サポート部材などにかかる荷重を軽減して配管に生じる応力を緩和するような配管設備および配管設置方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的に沿ったものであって、請求項１に記載の発明は、設置時と運転時との温度変化に伴う熱変形によって少なくとも部分的に移動する大口径配管と、この大口径配管よりも小口径であって一端が前記大口径配管に接続された小口径配管と、前記小口径配管の少なくとも１箇所でこの小口径配管の横方向の移動を拘束するサポートと、を有する配管設備において、前記サポートが、前記小口径配管と前記大口径配管との接続部の前記熱変形による移動の方向に、あらかじめ前記小口径配管に荷重をかけて、前記接続部の移動量よりも小さい範囲で変位して配置されていること、を特徴とする。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の配管設備において、前記大口径配管および小口径配管は原子力発電プラント内配管であること、を特徴とする。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の配管設備において、前記サポートの変位量は、前記運転時の前記接続部の移動量のほぼ半分であること、を特徴とする。
【０００８】
また、請求項４に記載の発明は、設置時と運転時との温度変化に伴う熱変形によって少なくとも部分的に移動する大口径配管に、この大口径配管よりも小口径の小口径配管を接続してこの小口径配管を設置する配管設置方法において、前記大口径配管を設置する大口径配管設置工程と、前記大口径配管設置工程の後に、前記大口径配管と前記小口径配管とを接続し、前記小口径配管を設置する小口径配管設置工程と、前記小口径配管設置工程の後に、前記小口径配管に荷重をかけてこの小口径配管を部分的に変位させた状態で、この小口径配管の少なくとも１箇所でこの小口径配管の横方向の移動を拘束するサポートを設置するサポート設置工程と、を有し、前記サポートの設置位置が、前記小口径配管と前記大口径配管との接続部の前記熱変形による移動の方向に、前記接続部の移動量よりも小さい範囲であらかじめ変位した位置であること、を特徴とする。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の配管設置方法において、前記小口径配管設置工程およびサポート設置工程でのそれぞれの目標とする前記小口径配管の位置を表示する表示部をあらかじめ設置する表示部設置工程をさらに有すること、を特徴とする。
【００１０】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の配管設置方法において、前記大口径配管および小口径配管は原子力発電プラント内配管であること、を特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
発明の一つの実施の形態として、図１に示すように、原子力発電プラントの主蒸気配管などの既設の大口径配管１に、例えば計装用の小口径配管３を接続し設置する場合について説明する。この大口径配管１は、高温環境下でのプラント運転時と、常温の設置工事環境下とでは、熱膨張による移動がある。すなわち、図１で、大口径配管１と小口径配管３との接続部５は、常温では符号５の位置にあるが、プラント運転時には符号５ａの位置まで、距離ｓだけ（図１では上方に）移動する。一方、計装用の小口径配管３はプラント運転時でも、大口径配管１と小口径配管３との接続部５に近い部分を除いてあまり高温にならず、熱膨張も少ない。
【００１２】
小口径配管３の設置工事にあたり、初めに、小口径配管３を配置し、接続部５で大口径配管１と小口径配管３とを接続する。このとき、小口径配管サポート７はまだ固定しない。この（仮設置の）ときのサポート７の位置に相当する配管方向位置に対応する配管の横方向位置は図１に示すように符号７ｃの位置である。
【００１３】
なお、図１に示す例では、小口径配管３が２箇所で２次元的にほぼ直角に曲がっているが、本発明においては曲り部の数や形状は任意である。また、サポート７は、例えば、小口径配管３の横方向（配管方向に垂直な方向）の移動を拘束し、配管方向には拘束しないものとする。
【００１４】
次に、小口径配管３に荷重をかけて一点鎖線３ａに示すように弾性変形を起こさせて、その状態でサポート７を固定する。このとき、荷重を掛けない場合のサポートの位置７ｃからのサポート７の移動方向は、プラント運転時の接続部の符号５の位置から符号５ａの位置への移動方向と同じ方向（図１では上方）とし、サポート７の移動量ｔは、接続部５の移動距離ｓの半分程度とするのが好ましい。
【００１５】
上記のように設置された配管設備で、プラント運転時には、大口径配管１の熱膨張によって、接続部５が符号５ａの位置に移動する。このとき、小口径配管３は、接続部５ａとサポート７に拘束されて、破線３ｂに示すように弾性変形する。この状態で、サポート７固定前の自由状態に比べて、小口径配管３の接続部５は距離ｓだけ上方に移動しており、一方サポート７の位置は自由状態に比べて距離ｔだけ上方に移動している。したがって、小口径配管３の両端での弾性変形量は（ｓ−ｔ）となる。
【００１６】
この実施の形態によれば、従来のようにサポート７の設置時に荷重を掛けない方法（上記実施の形態の説明でｔ＝０とすることに相当する）に比べて、小口径配管３の両端での弾性変形量がｔだけ低減することになる。ただし、この実施の形態では、小口径配管３の設置工事のとき（常温時）に荷重を掛けるので、常温時と高温時を合わせて考慮したときの配管に係る応力を最小にするように設計するのが望ましい。その意味で、距離ｔは距離ｓの半分程度が妥当である。なお、この実施の形態における常温時と高温時の小口径配管３に係る荷重は互いに逆向きになり、その結果として生じる応力も互いに逆向きになる。
【００１７】
次に、図１および図２を参照して、本実施の形態における配管設置の際に使用される表示板１０について説明する。表示板１０は、小口径配管３を設置する前にサポート７の位置に固定しておく。表示板１０には、図２に示すように、表示板１０上に配置される小口径配管３の二つの目標位置を表示しておく。すなわち、一つは、サポートを固定する前の小口径配管３を初めに仮設置するべき位置に表示する仮設置線１２であり、もう一つは、最終的にサポートを固定するときの小口径配管３ａの位置を表示する固定線１４である。
【００１８】
このような表示板１０があらかじめ固定されていると、仮設置のときには、小口径配管３ａが仮設置線１２と一致するようにし、また、サポート７を固定するときには、小口径配管３ａが固定線１４と一致するようにすればよいので、作業性がよい。
【００１９】
以上、原子力発電プラントの主蒸気配管を例にとって説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、熱膨張・熱収縮を伴う配管に広く適用可能である。また、サポートは１箇所に限定されるものではなく、複数箇所であってもよい。また、小口径配管が２次元的に配置され、同一面内で変形することを例にとって説明したが、３次元的な変形を伴うものでもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、大口径配管と小口径配管の熱変形の差によって小口径配管および小口径配管サポート部材などにかかる荷重を軽減することができ、それにより、配管などに生じる応力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる配管設備の実施の形態の模式的平面図。
【図２】図１における表示板の表示内容の例を示す拡大平面図。
【符号の説明】
１…大口径配管、３…小口径配管（常温、仮設置時）、３ａ…小口径配管（常温、サポート固定時）、３ｂ…小口径配管（高温時）、３ｃ…小口径配管（従来技術、高温時）、５…接続部（常温時）、５ａ…接続部（高温時）、７…サポート、７ｃ…サポート（従来技術）、１０…表示板、１２…仮設置線、１４…固定線。
【図１】
2004346990.tif 000003
【図２】
2004346990.tif 000004