(57)【要約】【課題】短い復旧工事期間で且つ簡単な処置によって漏洩する伝熱管の応急処置を行えるようにする。【解決手段】ボイラの火炉天井壁の上方の管寄せで集合され火炉天井壁の下方に吊り下げられた複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、漏洩が発生した伝熱管６Ｂ´を火炉天井壁の上方で切断して切断箇所の管寄せ側の下向き開口６１Ａ，６１Ｃに栓１０をした状態で使用する伝熱管保持具２０であって、切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入され切断伝熱管６０Ｂの内部を自重により降下する係止具２１と、切断伝熱管６０Ｂの内部に投入された係止具２１を上向き開口６１Ｂ側から支持する係止索２２と、を有し、係止具２１は、係止索２２の操作によって切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する係合要素２４ａを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラの火炉天井壁の上方に配置された管寄せで集合され前記火炉天井壁の下方に吊り下げられた複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、漏洩が発生した伝熱管を前記火炉天井壁の上方で切断して切断箇所の前記管寄せ側の下向き開口に栓をした状態で、前記切断箇所の下方の切断伝熱管の落下を防止するために使用する伝熱管の応急処置具であって、
前記切断伝熱管側の上向き開口から投入され前記切断伝熱管の内部を自重により降下する係止具と、
前記係止具に接続され、前記切断伝熱管の内部に投入された前記係止具を前記上向き開口側から支持する係止索と、を有し、
前記係止具は、前記係止索の操作によって前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する係合要素を備えている
ことを特徴とする、伝熱管の応急処置具。
【請求項２】
前記上向き開口から前記切断伝熱管の内部に冷却用流体を供給されながら使用される
ことを特徴とする、請求項１記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項３】
前記係止具は、
前記係止索が接続される軸心支持部と、
前記軸心支持部から円錐状又は略円錐状に広がる複数のアーム部と、
前記係止索に前記係止具の降下を規制する力が働くと、前記複数のアーム部を拡径させる拡径機構と、
前記複数のアーム部の先端に装備され、前記拡径機構により前記複数のアーム部が拡径すると前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する爪状係合要素と、を有する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項４】
前記爪状係合要素の前記切断伝熱管の内壁の圧接する面は、前記係止具の降下方向に対して後ろ向きの傾斜している
ことを特徴とする、請求項３記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項５】
前記係止具は、前記切断伝熱管の内径よりも長い長さを有する棒状部材により構成され、
前記係止具の重心から長手方向の一方へ外れた偏心箇所に前記係止索が接続される索接続部を備え、
前記係止具の長手方向両端には、前記係止具の方向が前記切断伝熱管の内部で管軸方向と直角に近づくと前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する爪状係合要素が形成される
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項６】
前記係止具は、
前記係止索が接続される軸心支持部と、
基端が前記軸心支持部に支持され、外端が前記軸心支持部から外方に突出する複数のアーム部と、
前記複数のアーム部の先端の前記軸心支持部から外方への突出状態を操作する突出操作機構と、
前記複数のアーム部の先端にそれぞれ装備され、前記突出操作機構により前記複数のアーム部の先端の前記軸心支持部から外方への突出量が大きくされると前記切断伝熱管の内壁に面接触により圧接して係合する面状係合要素と、を有する
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項７】
前記突出操作機構は、
前記軸心支持部の外周に加工された雄ねじ部と螺合して前記軸心支持部の外周に装備され、前記軸心支持部との相対回転により前記軸心支持部の軸方向に移動する可動部材と、
基端を前記可動部材に枢着された第１アームと基端を前記軸心支持部に枢着された第２アームとを有し、前記第１アームの先端と前記第２アームの先端とが互いに枢着された前記アーム部と、
前記可動部材の回転を規制する回転規制部材と、
前記軸心支持部を回転操作可能な前記係止索と、を備えている
ことを特徴とする、請求項６記載の伝熱管の応急処置具。
【請求項８】
ボイラの火炉天井壁の上方に配置された管寄せで集合され前記火炉天井壁の下方に吊り下げられた複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、請求項１〜７の何れか１項に記載の伝熱管の応急処置具を用いて応急処置を行なう、伝熱管の応急処理方法であって、
漏洩が発生した伝熱管を前記火炉天井壁の上方で切断して切断箇所の前記管寄せ側の下向き開口に栓をする切断閉塞ステップと、
前記係止索を繰り出しながら、前記係止具を前記切断伝熱管側の上向き開口から投入して、前記切断伝熱管の内部を自重により降下させる投入ステップと、
前記係止索の繰り出しを停止して、前記係止索を操作して前記係止具の前記係合要素を前記切断伝熱管の内壁に圧接させて係合させる係合ステップと、
その後、前記上向き開口から前記切断伝熱管の内部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給ステップと、を有する
ことを特徴とする、伝熱管の応急処置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱管の応急処置具及び伝熱管の応急処置方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントなどに装備される発電用ボイラ（蒸気発生装置）において、過熱器や再熱器などの伝熱管の損傷が進んでいるものが増加している。これは、（１）運用開始からの経過時間が所定期間（例えば１０年）を超過するボイラが増加し、その伝熱管に長年の運用によるダメージが蓄積していること、（２）蒸気温度の高温化、ＤＳＳ(Daily Start and Stop)運用、ＷＳＳ(Weekly Start and Stop)運用など、運用条件が過酷化していること、が背景にある。
また、異物が入り込んで伝熱管が閉塞され、この伝熱管の閉塞箇所が局所的に高温となって墳破に至るなど、突発的に伝熱管が損傷することもある。
【０００３】
伝熱管の損傷が進むと、管の内部流体の漏洩を招くため、管の補修などによりこれに対処しなくてはならない。例えば大型石炭炊き発電ボイラはベース電源用として機能しているため、伝熱管の損傷に速やかに対処して発電ボイラを早期復旧することが求められる。
【０００４】
しかし、図８に示すように、ボイラ１の過熱器６や再熱器（図示略）などの伝熱管６Ｂの配管は、ボイラ火炉２の天井部から吊下げられており、配管から内部流体が漏洩し、補修が必要な場合には、図示するように、火炉２の内部で炉底から足場１００を組み上げて補修や管の取替を行っていた。こうした工事のためには、炉内を冷却してから足場１００を架設し、工事を実施したら足場１００を撤去する必要がある。この間はボイラ１を停止しなければならず、早期復旧が難しかった。
【０００５】
特許文献1には、ボイラ火炉の天井部から吊下げられた配管に関する技術が開示されている。この技術は、管の熱変形による管列の乱れを防ごうとするもので、管が熱変形して隣接する管との干渉することによる損傷を未然に防止しようするものであるが、漏洩が発生した管を処理するものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−１６４１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、配管から内部流体が漏洩する損傷が発生した場合に、漏洩する管を切断し、切断箇所に栓をした状態で運用することで、復旧工事期間の短縮を図る応急処置的な手法が検討されている。過熱器や再熱器などの伝熱管は、入口管寄せと出口管寄せとの間に多数の管が並列に設けられるため、このように、一部の管を切断し栓で閉鎖しても、残りの管を用いてボイラを運用することができる。
【０００８】
しかしながら、このように漏洩する管を切断し栓をして運行する手法では、切断した管に内部流体が流れないため、管のメタル温度が高くなることから溶融に近い状態となり、管が自重により落下してしまうおそれがある。
【０００９】
本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、短い復旧工事期間で且つ簡単な処置によって漏洩する伝熱管の応急処置を行えるようにした、伝熱管の応急処置具及び伝熱管の応急処置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】
【００１０】
（１）上記の目的を達成するために、本発明の伝熱管の応急処置具は、ボイラの火炉天井壁の上方（炉外）に配置された管寄せで集合され前記火炉天井壁の下方（炉内）に吊り下げられた複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、漏洩が発生した伝熱管を前記火炉天井壁の上方で切断して切断箇所の前記管寄せ側の下向き開口に栓をした状態で、前記切断箇所の下方の切断伝熱管の落下を防止するために使用する伝熱管の応急処置具であって、前記切断伝熱管側の上向き開口から投入され前記切断伝熱管の内部を自重により降下する係止具と、前記係止具に接続され、前記切断伝熱管の内部に投入された前記係止具を前記上向き開口側から支持する係止索と、を有し、前記係止具は、前記係止索の操作によって前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する係合要素を備えていることを特徴としている。
【００１１】
（２）かかる応急処置具は、前記上向き開口から前記切断伝熱管の内部に冷却用流体を供給されながら使用されることが好ましい。
【００１２】
（３）前記係止具は、前記係止索が接続される軸心支持部と、前記軸心支持部から円錐状又は略円錐状に広がる複数のアーム部と、前記係止索に前記係止具の降下を規制する力が働くと、前記複数のアーム部を拡径させる拡径機構と、前記複数のアーム部の先端に装備され、前記拡径機構により前記複数のアーム部が拡径すると前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する爪状係合要素（係合爪部）と、を有することが好ましい。
【００１３】
（４）この場合、前記爪状係合要素の前記切断伝熱管の内壁の圧接する面は、前記係止具の降下方向に対して後ろ向きの傾斜していることが好ましい。
【００１４】
（５）前記係止具は、前記切断伝熱管の内径よりも長い長さを有する棒状部材により構成され、前記係止具の重心から長手方向の一方へ外れた偏心箇所に前記係止索が接続される索接続部を備え、前記係止具の長手方向両端には、前記係止具の方向が前記切断伝熱管の内部で管軸方向と直角に近づくと前記切断伝熱管の内壁に圧接して係合する爪状係合要素（係合爪部）が形成されることも好ましい。
【００１５】
（６）前記係止具は、前記係止索が接続される軸心支持部と、基端が前記軸心支持部に支持され、外端が前記軸心支持部から外方に突出する複数のアーム部と、前記複数のアーム部の先端の前記軸心支持部から外方への突出状態を操作する突出操作機構と、前記複数のアーム部の先端にそれぞれ装備され、前記突出操作機構により前記複数のアーム部の先端の前記軸心支持部から外方への突出量が大きくされると前記切断伝熱管の内壁に面接触により圧接して係合する面状係合要素（係合面部）と、を有することも好ましい。
【００１６】
（７）この場合、前記突出操作機構は、前記軸心支持部の外周に加工された雄ねじ部と螺合して前記軸心支持部の外周に装備され、前記軸心支持部との相対回転により前記軸心支持部の軸方向に移動する可動部材と、基端を前記可動部材に枢着された第１アームと基端を前記軸心支持部に枢着された第２アームとを有し、前記第１アームの先端と前記第２アームの先端とが互いに枢着された前記アーム部と、前記可動部材の回転を規制する回転規制部材と、前記軸心支持部を回転操作可能な前記係止索と、を備えていることが好ましい。
【００１７】
（８）また、本発明の伝熱管の応急処置方法は、ボイラの火炉天井壁の上方（炉外）に配置された管寄せで集合され前記火炉天井壁の下方（炉内）に吊り下げられた複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、前記の伝熱管の応急処置具を用いて応急処置を行なう、伝熱管の応急処理方法であって、漏洩が発生した伝熱管を前記火炉天井壁の上方で切断して切断箇所の前記管寄せ側の下向き開口に栓をする切断閉塞ステップと、前記係止索を繰り出しながら、前記係止具を前記切断伝熱管側の上向き開口から投入して、前記切断伝熱管の内部を自重により降下させる投入ステップと、前記係止索の繰り出しを停止して、前記係止索を操作して前記係止具の前記係合要素を前記切断伝熱管の内壁に圧接させて係合させる係合ステップと、その後、前記上向き開口から前記切断伝熱管の内部に冷却用流体を供給する冷却用流体供給ステップと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、複数の伝熱管の何れかに内部流体の漏洩が発生した際に、漏洩が発生した伝熱管を火炉天井壁の上方の炉外で切断してこの切断箇所の管寄せ側の下向き開口に栓をした状態で、係止索を繰り出しながら係止具を切断伝熱管側の上向き開口から投入切断伝熱管の内部を自重により降下させて、係止索を操作して係止具の係合要素を切断伝熱管の内壁に圧接させて係合させる。これにより、簡単な処理で切断伝熱管は係止具及び係止索を通じて保持されるようになり、落下が防止される。
【００１９】
また、この状態で、上向き開口から切断伝熱管の内部に冷却用流体を供給すれば、管のメタル温度の上昇が防止又は抑制されて、管が熱溶融に近い状態となって落下してしまうおそれも回避される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の各実施形態にかかるボイラの全体構成を示す模式的側面図である。
【図２】本発明の各実施形態にかかる過熱器の構成を示す模式的斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる応急処置方法を示す過熱器の模式的な構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる応急処置方法を示す過熱器の漏洩が発生した伝熱管の断面図であって、（ａ）は伝熱管の切断箇所の管寄せ側の下向き開口の縦断面図（図３のＡ部拡大断面図）、（ｂ）は伝熱管の切断箇所の切断伝熱管側の上向き開口の縦断面図（図３のＢ部拡大断面図）、（ｃ）は切断伝熱管の縦断面図、（ｄ）は伝熱管の切断箇所の切断伝熱管側の上向き開口の縦断面図〔図４（ｃ）のＣ部拡大断面図〕である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる応急処置具の使用状態を示す切断伝熱管の要部縦断面図であって、（ａ）は係止具の切断伝熱管内での降下状態を示し、（ｂ）は係止具の切断伝熱管の内壁への圧接係合状態を示し、（ｃ）は図５（ａ）のＤ部拡大断面図であり、（ｄ）は図５（ｂ）のＥ部拡大断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態にかかる応急処置具の使用状態を示す切断伝熱管の要部縦断面図であって、（ａ）は係止具の切断伝熱管内での降下状態を示し、（ｂ）は係止具の切断伝熱管の内壁への圧接係合状態を示す。
【図７】本発明の第３実施形態にかかる応急処置具の使用状態を示す切断伝熱管の要部断面図であって、（ａ）は係止具の切断伝熱管内での非圧接状態を示す縦断面図、（ｂ）は係止具の切断伝熱管の内壁への圧接係合状態を示す縦断面図、（ｃ）は係止具の非圧接状態での切断伝熱管との位置関係を示す横断面図、（ｄ）は係止具の圧接係合状での切断伝熱管との位置関係を示す横断面図である。
【図８】本発明の背景技術を説明するボイラの模式的側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下に示す各実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。以下の実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。
【００２２】
また、本発明の伝熱管の応急処置具及び応急処置方法は、ファイバースコープやガイド波による検査の結果、伝熱管に漏洩を招く損傷が発見された場合に、応急処置として、損傷した伝熱管の切断や切断部の閉塞や切断後の支持や冷却を行うものである。つまり、次回の定期点検時などで伝熱管の損傷箇所を新管に切り替えるまでの間、損傷した伝熱管を管寄せの近傍で切断し、管寄せ側の開口を閉塞すると共に、その下方の切断した伝熱管を支持しながら冷却してボイラ運転中の伝熱管の脱落を防止するためのものである。
【００２３】
［１．ボイラの全体構成］
各実施形態に係るボイラ（蒸気発生装置）１の全体構成を、図１を参照して説明する。
ボイラ１は、内部に火炉（燃焼室）２が形成される火炉壁３と、火炉壁３の下部に多段に設置されたバーナ４と、火炉２の出口に連結された煙道５と、火炉２の上部から煙道５に向かってこの順に並ぶ過熱器６，再熱器７及びエコノマイザ８と、火炉２の上部に設けられたドラム９とを備えている。
【００２４】
火炉壁４は、管軸方向を上下方向に向けた水管（図示略）が複数並ぶ水冷壁として構成されている。各水管は上下各端部が図示しないヘッダ，上昇管及び降水管を介してドラム９に接続されている。
【００２５】
バーナ４から噴射された燃焼用空気と燃料は、バーナ４の噴射口において火炎を形成し、燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは火炉２を上昇し、過熱器６，再熱器７及びエコノマイザ８をこの順に通過する。
【００２６】
給水ポンプ（図示略）から供給された水は、エコノマイザ８で燃焼ガスと熱交換されて予熱された後、火炉壁３へと送られる。火炉壁３へと送られた水は、ドラム９や火炉壁３を構成する各水管等からなる循環路を循環しながら、バーナ４の火炎や燃焼ガスにより加熱されて、飽和水と飽和蒸気とからなる二相流となる。飽和蒸気は、ドラム９により分離されて、過熱器６に導入され、バーナ４の火炎や燃焼ガスによって加熱され、過熱蒸気となる。
【００２７】
この過熱蒸気は、主蒸気管を介して発電用の蒸気タービンに供給され、蒸気タービンでの膨張過程の中途で取り出された蒸気は、低温再熱蒸気管を介して再熱器７に導入され、燃焼ガスによって再度過熱されて高温再熱蒸気管を介して再び蒸気タービンに供給される（主蒸気管、蒸気タービン，低温再熱蒸気管及び高温再熱蒸気管は図示略）。
【００２８】
［２．吊り下げ式伝熱器の構成］
図１に示すように、過熱器６及び再熱器７は、火炉天井壁３Ａに吊り下げられた吊り下げ式伝熱器（熱交換器）である。過熱器６及び再熱器７は同様に構成されているので、以下、過熱器６を代表例として、図２を参照してその構成を説明する。
【００２９】
過熱器６は、図２に示すように、入口管寄せ６Ａと、出口管寄せ６Ｃと、複数の過熱管（伝熱管）６Ｂとを備えて構成されている。
管寄せ６Ａ，６Ｃは、その軸心線を火炉の左右方向に向けた姿勢で、火炉天井壁３Ａの上方、すなわち火炉２の外側（以下、炉外ともいう）に配設されている。
【００３０】
各過熱管６Ｂは、管寄せ６Ａ，６Ｃの軸心線に沿って複数並べられている。各過熱管６Ｂは、略Ｕ字形状の曲げ管であり、２つの鉛直部分（以下、鉛直管ともいう）６Ｂａ，６Ｂａと、これらの鉛直管６Ｂａ，６Ｂａの各下端の相互間に位置する水平部分（以下、水平管ともいう）６Ｂｂと、を有する。各過熱管６Ｂは、一端（鉛直管６Ｂａの一方）を入口管寄せ６Ａに接続され、他端（鉛直管６Ｂａの他方）を出口管寄せ６Ｃに接続されている。各過熱管６Ｂは、管寄せ６Ａ，６Ｃに接続される端部近傍の一部分を除いて、火炉２の内側（以下、炉内ともいう）に配置されており、この炉内に配置された部分において、過熱管６Ｂを流通する蒸気が炉内を流れる燃焼ガスと熱交換する。
なお、鉛直管６Ｂａ，６Ｂａは、軸心線が厳格に鉛直方向に沿ったものだけでなく、軸心線が略鉛直方向に沿ったものも含む。
【００３１】
本発明の伝熱管の応急処置具及び応急処置方法は、このような過熱器６や再熱器７といったボイラの伝熱器であって、火炉天井壁３Ａの上方（即ち、炉外）に配置された管寄せで集合され、火炉天井壁３Ａの下方（即ち、炉内）に吊り下げられた吊り下げ式の伝熱管を処理対象とする。
以下、本発明の伝熱管の応急処置具及び応急処置方法に関する各実施形態を説明する。なお、各実施形態ではボイラの伝熱器の１つである過熱器６に着目して、その伝熱管（過熱管）６Ｂを例に挙げて説明する。
【００３２】
［３．第１実施形態］
第１実施形態にかかる伝熱管の応急処置具及び応急処置方法を、図３〜図５を参照して説明する。
まず、図３，図４を参照して本実施形態にかかる応急処置具を使用する状況を説明したうえで、図５を参照してその応急処置具を説明する。その後、図３，図４を参照して本実施形態にかかる応急処置方法を説明する。
【００３３】
［３．１．応急処置具を使用する状況］
ファイバースコープやガイド波による検査の結果、図３に示すように、ある伝熱管６Ｂ´に漏洩を招く損傷が発見された場合、この伝熱管６Ｂ´とその損傷箇所ＢＰの位置とを特定し、応急処置を開始する。
この特定した伝熱管６Ｂ´に対し、火炉天井壁３Ａの上方の入口管寄せ６Ａ及び出口管寄せ６Ｃの近傍でそれぞれ切断し、切断箇所の入口管寄せ６Ａ側及び出口管寄せ６Ｃ側の下方を向いた開口（下向き開口）６１Ａ，６１Ｃに、図４（ａ）に示すように栓１０を被せて閉塞する。そして、伝熱管６Ｂの切断箇所よりも下方の部分（以下、切断伝熱管と呼ぶ）６０Ｂの落下（図３に二点鎖線で示す）を防止するために、図４（ｂ）に示すように本応急処置具２０を使用する。
【００３４】
［３．２．応急処置具］
次に、本実施形態にかかる応急処置具２０を説明する。
図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、応急処置具２０は、係止具（ストッパ）２１と、係止索（ワイヤ）２２とを有している。
【００３５】
係止具２１は、係止索２２に接続されて、切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入され、係止索２２が繰り出されることで切断伝熱管６０Ｂの内部を自重により降下する。係止索２２は、このように切断伝熱管２２の内部に投入された係止具２１を上向き開口６１Ｂ側から支持する。
そして、係止具２１は、係止索２２の操作によって切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する係合要素を備えている。
【００３６】
つまり、係止具２１は、係止索２２が接続される軸心支持部２３と、軸心支持部２３から円錐状又は略円錐状に広がる複数のアーム部２４と、を有している。各アーム部２４の先端には、切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合することが可能なカギ爪型の爪状係合要素（係合爪部）２４ａが装備されている。さらに、係止具２１及び係止索２２には、複数のアーム部２４の先端の係合爪部２４ａを拡径させる拡径機構２５が装備されている。
【００３７】
軸心支持部２３は、係止具２１の軸心に配置され、その軸心線ＣＬに沿って軸穴２３ａが形成され、軸穴２３ａ内に係止索２２の先端が貫入される。また、軸心支持部２３には複数のアーム部２４の基端が固定され、軸心支持部２３に各アーム部２４が支持される。軸心支持部２３の外形は、ここでは球状に形成されるが、外形は限定されず、例えば、円筒状でもよい。
【００３８】
複数のアーム部２４は、基端が軸心支持部２３に固定され、先端が係止具２１を切断伝熱管６０Ｂ内に投入する際に投入方向前方（以下、単に前方と言う）且つ軸心支持部２３から離隔する外方へ延びている。ここでは、各アーム部２４は、丸棒材で形成され、基端では主として前方に延び、先端に行くに従って、次第に前方よりも外方に向くように湾曲し、先端の係合爪部２４ａでは、投入方向後方（降下方向に対して後ろ向き）に傾斜している。これらのアーム部２４は、周方向にほぼ同一角度だけ位相を変えて、環状に並んで配置されている。なお、これらのアーム部２４は、弾性変形可能な材料で形成されている。
【００３９】
係止索２２は、その先端部が軸心支持部２３の軸穴２３ａの内部に貫通されている。この係止索２２の先端には球状の拡径部材２５ａが結合されており、複数のアーム部２４の軸心支持部２３に固定される基部近傍は、拡径部材２５ａの周囲に位置している。係止索２２は軸穴２３ａ内を遊動自在であり、係止索２２が軸穴２３ａ内を遊動すると、拡径部材２５ａも軸心支持部２３に対して軸方向へ移動する。係止索２２は、第１実施形態と同様に、高温強度の高い材料（例えば、インコネル６００）を用いることが好ましい。
【００４０】
拡径部材２５ａが軸心支持部２３に近づくと、複数のアーム部２４に圧接して、複数のアーム部２４を外側に押し広げて拡径させる。拡径部材２５ａが軸心支持部２３から遠ざかると、複数のアーム部２４は拡径部材２５ａの押圧から解放されて、複数のアーム部２４を中心側に復元し縮径するようになっている。このような拡径部材２５ａの形状や複数のアーム部２４に対する配置、及び拡径部材２５ａが結合された係止索２２が軸穴２３ａ内を遊動する構造が拡径機構２５を構成している。
【００４１】
係止具２１が、切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入され、これと共に係止索２２を繰り出していくと、図５（ａ），図５（ｃ）に示すように、係止具２１が自重で降下すると共に拡径部材２５ａも自重で降下していくため、拡径部材２５ａが軸心支持部２３に接近するがことなく、複数のアーム部２４の先端の係合爪部２４ａはあまり拡径せずに、切断伝熱管６０Ｂ内を降下する。また、先端の係合爪部２４ａは、降下方向に対して後ろ向きに傾斜しているので、切断伝熱管６０Ｂの内壁に摺接してもそれによる抵抗は僅かなものに抑えられる。
【００４２】
そして、係止索２２の繰り出しを停止すると、拡径部材２５ａは降下しないため、係止具２１の荷重が複数のアーム部２４と拡径部材２５ａとの接触部分に加わり、複数のアーム部２４を拡径させながら、軸心支持部２３を拡径部材２５ａに接近させる。これにより、拡径した複数のアーム部２４の先端の係合爪部２４ａは、切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する。ここで、係止索２２を回収方向に引っ張れば、図５（ｂ），図５（ｄ）に示すように、拡径部材２５ａにはこの引張力Ｆｔが加わり、軸心支持部２３及び複数のアーム部２４には自重による重力Ｆｇが加わり、拡径部材２５ａは軸心支持部２３に接近するように移動しながら、複数のアーム部２４を矢印Ａ１で示すように拡径方向に付勢する。これにより、各係合爪部２４ａの切断伝熱管６０Ｂの内壁への圧接が強化される。
【００４３】
［３．３．応急処置方法並びに作用及び効果］
本実施形態にかかる応急処置具２０は、上述のように構成されているので、この応急処置具２０を用いて、以下のような応急処置方法によって、漏洩が発生したことを検出した伝熱管６Ｂの応急処置を実施することができる。
【００４４】
まず、図３に示すように、漏洩が発生した伝熱管６Ｂ´を火炉天井壁３Ａの上方で切断して、図４（ａ）に示すように、切断箇所の管寄せ６Ａ，６Ｃ側の下向き開口６１Ａ，６１Ｃに栓１０をする（切断閉塞ステップ）。この切断閉塞ステップは、火炉天井壁３Ａの上方の炉外で作業者が火炉天井壁３Ａ上を足場にして容易に実施することができる。
【００４５】
そして、図４（ｂ）に示すように、係止索２２を繰り出しながら、係止具２１を切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入して、切断伝熱管６０Ｂの内部で係止具２１を自重により降下させる（投入ステップ）。このときには、係止具２１が自重で降下すると共に拡径部材２５ａも自重で降下していくため、図５（ａ），図５（ｃ）に示すように、拡径部材２５ａが軸心支持部２３に接近することなく、複数のアーム部２４の先端の係合爪部２４ａはあまり拡径せずに、切断伝熱管６０Ｂ内を円滑に降下する。また、このとき、先端の係合爪部２４ａが後ろ向きに傾斜しているので、切断伝熱管６０Ｂの内壁に摺接しても抵抗は僅かであり係止具２１は支障なく降下する。
【００４６】
係止具２１が、図４（ｃ）に示すように、損傷箇所ＢＰの下方の所定の位置まで降下したら、係止索２２の繰り出しを停止して、係止索２２を回収側に引っ張る操作をして、図５（ｂ），図５（ｄ）に示すように、係止具２１の係合爪部２４ａを切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接させて係合させる（係合ステップ）。
【００４７】
係止索２２の繰り出しを停止すると、拡径部材２５ａは降下しないため、軸心支持部２３及び複数のアーム部２４には自重による重力Ｆｇのみが作用し、複数のアーム部２４が拡径部材２５ａによって拡径されながら、係合爪部２４ａは、切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する。そして、係止索２２を回収方向に引っ張れば、この引張力Ｆｔが拡径部材２５ａを介して複数のアーム部２４に作用し、複数のアーム部２４を拡径方向に付勢するため、各係合爪部２４ａの切断伝熱管６０Ｂの内壁への圧接が強化される。
【００４８】
このようにして、比較的簡単な処理によって、応急処置具２０によって切断伝熱管６０Ｂを確実に係止して、その落下を防止することができる。
特に、本応急処置具の設置等は、炉外より処理を行うことができるので、炉内に足場を組む必要が無く、足場の架設に掛かる時間を短縮でき、工事期間を短縮できる効果がある。
また、炉外から作業できるので、炉内冷却に掛かる時間を短縮でき、工事期間を短縮できる効果もある。
しかも、管の取替が必要ないので、取替管が無くても処置が行える効果もある。
【００４９】
また、応急処置具の設置後、図４（ｄ）に示すように、上向き開口６１Ｂから切断伝熱管６０Ｂの内部に、冷却用流体として水又は蒸気又は空気等を供給する（冷却用流体供給ステップ）。このように、冷却用流体を供給することにより、管のメタル温度の上昇が防止又は抑制されて、管が熱溶融に近い状態となって落下してしまうおそれも回避される。
【００５０】
［４．第２実施形態］
次に、第２実施形態にかかる伝熱管の応急処置具を、図６を参照して説明する。
なお、本実施形態にかかる応急処置具を使用する状況については第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、本実施形態にかかる応急処置具を用いて実施する応急処置方法において、第１実施形態と同様のステップについては簡略化して説明する。
【００５１】
［４．１．応急処置具］
本実施形態にかかる応急処置具３０を説明する。
図６（ａ），図６（ｂ）に示すように、応急処置具３０は、係止具（ストッパ）３１と、係止索（ワイヤ）３２とを有している。
【００５２】
係止具３１は、切断伝熱管の内径よりも長い長さを有する棒状部材により構成される。なお、ここで言う棒状部材とは、棒に代表される長さ及び長さよりも短い幅を有する形状の部材を示し、長手方向に延びた形状であればよく、外観が棒状であることを規定するものではない。例えば、長さを有する板状部材や、紡錘形状の部材であってもよい。ここでは、係止具３１は、厚みがあり長さを有する板状部材で形成される。
【００５３】
この係止具３１は、係止具３１の重心から長手方向の一方へ外れた偏心箇所に、係止索３２が係止される索係止軸（索接続部）３３を備えている。
また、係止具３１の長手方向両端には、切断伝熱管６０Ｂの内部で、係止具３１の方向が切断伝熱管６０Ｂの軸方向（管軸方向）と直角に近づくと切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する爪状係合要素（係合爪部）３４が形成される。
【００５４】
係止具３１は、索係止軸３３に係止索３２の先端部が係止された状態で、切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入される〔図４（ｂ）参照〕。そして、係止索３２を繰り出していくと、図６（ａ）に示すように、係止具３１が自重で切断伝熱管６０Ｂ内を降下する。係止具３１の投入時に、係止具３１を、索係止軸３３側の端部が先頭になる姿勢で投入すると、係止具３１は、その長手方向を切断伝熱管６０Ｂの軸方向に沿う状態で降下する。なお、軸方向に沿う状態とは、軸方向と平行に近い状態を意味する。
【００５５】
そして、係止索３２の繰り出しを停止すると、索係止軸３３は停止するため、係止具３１は、重心に対して偏心した索係止軸３３を中心に回転し、図６（ｂ）に示すように、係止具３１の長手方向が切断伝熱管６０Ｂの軸方向に対して角度を持った状態、即ち、切断伝熱管６０Ｂの軸方向（管軸方向）と直角に近づいた状態となり、係合爪部３４が切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接して係合する。
【００５６】
この状態で、図６（ｂ）に示すように、係止索３２を回収方向に引っ張り引張力Ｆｔを与えれば、係止具３１には、矢印Ａ２，Ａ２で示すように揺動方向への力が作用し、各係合爪部３４が切断伝熱管６０Ｂの内壁に更に強く圧接するようになる。これにより、各係合爪部３４が切断伝熱管６０Ｂの内壁と確実に係合する。
【００５７】
［４．２．応急処置方法並びに作用及び効果］
本実施形態にかかる応急処置具３０は、上述のように構成されているので、この応急処置具３０を用いて、以下のような応急処置方法によって、漏洩が発生したことを検出した伝熱管６Ｂの応急処置を実施することができる。
【００５８】
まず、第１実施形態と同様に、漏洩が発生した伝熱管６Ｂを火炉天井壁３Ａの上方で切断して、切断箇所の管寄せ６Ａ，６Ｃ側の下向き開口６１Ａ，６１Ｃに栓１０をする（切断閉塞ステップ）。
【００５９】
そして、係止索３２を繰り出しながら、係止具３１を切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入して〔図４（ｂ）参照〕、切断伝熱管６０Ｂの内部で係止具３１を自重により降下させる（投入ステップ）。このときには、係止具３１が自重で降下すると共に、係止索３２の繰り出しにより索係止軸３３も同様に降下していくため、図６（ａ）に示すように、係止具３１は、その長手方向を切断伝熱管６０Ｂの軸方向に沿う状態で円滑に降下する。
【００６０】
係止具２１が、損傷箇所ＢＰの下方の所定の位置まで降下したら〔図４（ｃ）参照〕、係止索２２の繰り出しを停止して、係止索３２を回収側に引っ張る操作をして、図６（ｂ）に示すように、係止具３１の各係合爪部３４を切断伝熱管６０Ｂの内壁に圧接させて係合させる（係合ステップ）。
【００６１】
こうして、比較的簡単な処理によって、応急処置具３０によって切断伝熱管６０Ｂを確実に係止することができる。
本実施形態でも、第１実施形態と同様に、応急処置具の設置を炉外より行うことができるので、足場の架設に掛かる時間や炉内冷却に掛かる時間を短縮でき、工事期間を短縮できる効果や、取替管が無くても処置が行える効果もある。
【００６２】
また、応急処置具の設置後、第１実施形態と同様に、上向き開口６１Ｂから切断伝熱管６０Ｂの内部に、冷却用流体として水又は蒸気又は空気等を供給すること（冷却用流体供給ステップ）により、管のメタル温度の上昇を防止又は抑制し、管が熱溶融に近い状態となって落下してしまうおそれも回避される。
【００６３】
［５．第３実施形態］
次に、第３実施形態にかかる伝熱管の応急処置具を、図７を参照して説明する。
なお、本実施形態にかかる応急処置具を使用する状況についても第１実施形態と同様であるので説明を省略する。また、本実施形態にかかる応急処置具を用いて実施する応急処置方法においても、第１実施形態と同様のステップについては簡略化して説明する。
【００６４】
［５．１．応急処置具］
本実施形態にかかる応急処置具４０を説明する。
図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、応急処置具４０は、係止具（ストッパ）４１と、係止索（ワイヤ）４２とを有している。
【００６５】
係止具４１は、係止索４２が接続される軸心支持部４３と、基端が軸心支持部４３に支持され、外端が軸心支持部４３から外方に突出する複数のアーム部４４と、複数のアーム部４４の先端の突出状態（軸心支持部４３から外方への突出状態）を操作する突出操作機構４５と、複数のアーム部４４の先端にそれぞれ装備された面状係合要素（係合面部）４６とを備えている。
【００６６】
軸心支持部４３は、係止具４１の軸心に配置され、軸心支持部４３の一端側の外周には、雄ねじ部４３ａが加工されている。この雄ねじ部４３ａの外周には、雄ねじ部４３ａと螺合し、軸心支持部４３に対して相対回転することにより軸心支持部４３の軸方向に相対移動する可動部材４７が装備されている。
【００６７】
突出操作機構４５は、この可動部材４７と、アーム部材４４と、可動部材４７の回転を規制する回転規制部材４９と、軸心支持部４３を回転操作可能な係止索４２とから構成される。
【００６８】
アーム部４４は、軸心支持部４３の周囲に複数（ここでは、１８０度の位相差で２つ）装備され、基端を可動部材４７にピン４８ａにより枢着（回転自在に接続）された第１アーム４４Ａと、基端を軸心支持部４３の他端側にピン４８ｂにより枢着された第２アーム４４Ｂと、を有し、第１アーム４４Ａの先端と第２アーム４４Ｂの先端とが互いにピン４８ｃにより枢着されている。また、係合面部４６はピン４８ｃに結合されている。
【００６９】
各アーム部４４の第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂは、リンク機構を成している。第１アーム４４Ａは先端を第２アーム４４Ｂ側に傾倒させており、第２アーム４４Ｂは先端を第１アーム４４Ａ側に傾倒させている。可動部材４７が軸心支持部４３に対して相対移動すると、第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂの傾倒状態が変化し、ピン４８ｃが軸心支持部４３の軸心線ＣＬから離隔したり接近したりするようになっている。
【００７０】
つまり、可動部材４７が軸心支持部４３の他端側（ピン４８ｂ側）に接近する方向へ相対移動すると、第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂの各基端が接近し、第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂは何れも傾倒角度α１，α２を減少させて起立状態に近づき、ピン４８ｃが軸心支持部４３の軸心線ＣＬから離隔する。これにより、ピン４８ｃに結合された係合面部４６も軸心線ＣＬから離隔する。
【００７１】
逆に、可動部材４７が軸心支持部４３の他端側（ピン４８ｂ側）から離隔する方向へ相対移動すると、第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂの各基端が離隔し、第１アーム４４Ａ及び第２アーム４４Ｂは何れも傾倒角度α１，α２を増加させて大きく傾倒し、ピン４８ｃが軸心支持部４３の軸心線ＣＬに接近する。これにより、ピン４８ｃに結合された係合面部４６も軸心線ＣＬに接近する。
【００７２】
なお、係合面部４６は、図７（ｃ），図７（ｄ）に示すように、部分円筒形状の部材であり、外周面４６ａは、伝熱管６０Ｂの内壁の円筒状面と整合する形状に形成されている。可動部材４７が軸心支持部４３の他端側から離隔する方向へ相対移動すると、係合面部４６は、図７（ａ），図７（ｃ）に示すように、軸心線ＣＬに接近するように縮径し、伝熱管６０Ｂの内壁から離隔する。また、可動部材４７が軸心支持部４３の他端側に接近する方向へ相対移動すると、係合面部４６は、図７（ｂ），図７（ｄ）に示すように、軸心線ＣＬから離隔するように拡径し、伝熱管６０Ｂの内壁に接近する。
【００７３】
可動部材４７を軸心支持部４３に対して軸方向へ相対移動させるには、可動部材４７を軸心支持部４３に対して相対回転させればよい。ここでは、回転規制部材４９によって可動部材４７の回転を規制しながら、係止索４２によって軸心支持部４３を回転操作して可動部材４７を軸心支持部４３に対して相対回転させるようになっている。回転規制部材４９には、捩り方向への高い剛性を有する中空部材（ホース）が用いられ、係止索４２には、捩り方向へ一定の剛性を有し回転操作力を伝達可能な材料が用いられる。また、係止索４２は、第１実施形態と同様に、高温強度の高い材料（例えば、インコネル６００）を用いることが好ましい。
【００７４】
係止索４２は回転規制部材としてのホース４９の内部に挿入されており、係合面部４６を縮径させた状態で、係止具４１を切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入し〔図４（ｂ）参照〕、係止索４２及びホース４９を繰り出しながら、係止具４１を自重で切断伝熱管６０Ｂ内を降下させる。
【００７５】
係止具４１が、予め特定されている破損箇所ＢＰに到達したら、上向き開口６１Ｂからホース４９の回転方向の位相を確認し、何れかの係合面部４６が破損箇所ＢＰに対応した回転位相となるようにして、ホース４９の回転を固定しながら、係止索４２を所定方向に回転させることにより、可動部材４７に対して軸心支持部４３が相対回転し、可動部材４７が軸心支持部４３に対して軸方向へ相対移動し、係合面部４６を拡径させ、係合面部４６の外周面４６ａを、破損箇所ＢＰの伝熱管６０Ｂの内壁に圧接させることができる。
【００７６】
［５．２．応急処置方法並びに作用及び効果］
本実施形態にかかる応急処置具４０は、上述のように構成されているので、この応急処置具４０を用いて、以下のような応急処置方法によって、漏洩が発生したことを検出した伝熱管６Ｂの応急処置を実施することができる。
【００７７】
まず、第１実施形態と同様に、漏洩が発生した伝熱管６Ｂを火炉天井壁３Ａの上方で切断して、切断箇所の管寄せ６Ａ，６Ｃ側の下向き開口６１Ａ，６１Ｃに栓１０をする（切断閉塞ステップ）。
【００７８】
そして、係合面部４６を縮径させた状態で、係止具４１を切断伝熱管６０Ｂ側の上向き開口６１Ｂから投入して〔図４（ｂ）参照〕、係止索４２及びホース４９を繰り出しながら、切断伝熱管６０Ｂの内部で係止具４１を自重により降下させる（投入ステップ）。
【００７９】
係止具４１が、予め特定されている破損箇所ＢＰまで到達したら、上向き開口６１Ｂからホース４９の回転方向の位相を確認し、何れかの係合面部４６が破損箇所ＢＰに対応した回転位相となるようにして、ホース４９の回転を固定しながら、係止索４２を所定方向に回転させる。これにより、可動部材４７に対して軸心支持部４３が相対回転し、可動部材４７が軸心支持部４３に対して軸方向へ相対移動し、係合面部４６を拡径させ、係合面部４６の外周面４６ａを、破損箇所ＢＰの伝熱管６０Ｂの内壁に圧接させる（係合ステップ）。これにより、係合面部４６が破損箇所ＢＰを閉塞すると共に、伝熱管６０Ｂの内壁と係合する。
【００８０】
こうして、比較的簡単な処理によって、応急処置具４０によって切断伝熱管６０Ｂを確実に係止すると共に、破損箇所ＢＰを閉塞して、内部流体の漏洩を抑えることができるようになる。
そして、本実施形態でも、第１実施形態と同様に、応急処置具の設置を炉外より行うことができるので、足場の架設に掛かる時間や炉内冷却に掛かる時間を短縮でき、工事期間を短縮できる効果や、取替管が無くても処置が行える効果もある。
【００８１】
また、応急処置具の設置後、第１実施形態と同様に、上向き開口６１Ｂから切断伝熱管６０Ｂの内部に、冷却用流体として水又は蒸気又は空気等を供給すること（冷却用流体供給ステップ）により、管のメタル温度の上昇を防止又は抑制し、管が熱溶融に近い状態となって落下してしまうおそれも回避される。
【００８２】
特に、本実施形態では、係合面部４６が破損箇所ＢＰを閉塞して、内部流体の漏洩を抑えるので、破損が大きく内部流体の漏洩量が大きい場合であっても、冷却用流体を効率よく供給して管のメタル温度の上昇を防止又は抑制することができる。
【００８３】
［６．その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態の一部を変更したり、上記実施形態どうしを組み合わせたりして実施することができる。
【００８４】
例えば、上記実施形態では、冷却用流体を入口管寄せ６Ａ側の切断伝熱管６０Ｂの開口６１Ｂから供給し、出口管寄せ６Ｃ側の切断伝熱管６０Ｂの開口６１Ｂから排出するようにしているが、これとは逆に、出口管寄せ６Ｃ側の切断伝熱管６０Ｂの開口６１Ｂから供給し、冷却用流体を入口管寄せ６Ａ側の切断伝熱管６０Ｂの開口６１Ｂから排出するようにしてもよい。
【００８５】
また、第１〜３実施形態の各応急処置具２０〜４０を用意し、伝熱管６Ｂの破損状況に応じて最適な応急処置具を選択して用いても良い。例えば、破損箇所ＢＰの漏洩量が少なければ応急処置具２０，３０を用いて、破損箇所ＢＰの漏洩量が大きければ応急処置具４０を用いることができる。
内壁と係合する。
【００８６】
また、係止索２２，３２，４２を操作して、切断伝熱管６０Ｂの所定の位置まで投下された係止具２１，３１，４１の係合要素２４ａ，３４，４６を拡径させる機構は、係止索２２，３２，４２を上向き開口６１Ｂ側から操作して動作を達成できるものであればよい。例えば、第３実施形態の場合、係止具４１を押圧力が伝達できる構成にし、係止具４１を上向き開口６１Ｂ側から押し引きして可動部材４７を移動させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００８７】
１  ボイラ
２  火炉
３  火炉壁
３Ａ  火炉天井壁
４  バーナ
５  煙道
６  過熱器
６Ａ  入口管寄せ
６Ｂ  過熱管（伝熱管）
６Ｂ′  損傷した過熱管（伝熱管）
６Ｂａ  過熱管６Ｂの鉛直部分（鉛直管）
６Ｂａ′  過熱管６Ｂの抜管部
６Ｂｂ  過熱管６Ｂの水平部分（水平管）
６Ｃ  出口管寄せ
７  再熱器
８  エコノマイザ
９  ドラム
１０  栓
２０  応急処置具
２１  係止具（ストッパ）
２２  係止索（ワイヤ）
２３  軸心支持部
２３ａ  軸穴
２４  アーム部
２４ａ  爪状係合要素（係合爪部）
２５  拡径機構
２５ａ  拡径部材
３０  応急処置具
３１  係止具（ストッパ）
３２  係止索（ワイヤ）
３３  索係止軸（索接続部）
３４  爪状係合要素（係合爪部）
４０  応急処置具
４１  係止具（ストッパ）
４２  係止索（ワイヤ）
４３  軸心支持部
４３ａ  雄ねじ部
４４  アーム部
４４Ａ  第１アーム
４４Ｂ  第２アーム
４５  突出操作機構
４６  面状係合要素（係合面部）
４７  可動部材
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ  ピン
４９  回転規制部材
６０Ｂ  切断伝熱管
６１Ａ，６１Ｃ  下向き開口
６１Ｂ  上向き開口
【図１】
2016161236.tif 000003
【図２】
2016161236.tif 000004
【図３】
2016161236.tif 000005
【図４】
2016161236.tif 000006
【図５】
2016161236.tif 000007
【図６】
2016161236.tif 000008
【図７】
2016161236.tif 000009
【図８】
2016161236.tif 000010