(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材の上側に配置される上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記柱部材には前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、前記突出柱部の先端部に結合用のフランジ板を備えるプラント構成モジュールを作成するステップと、
プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の段数だけ積み重ねるステップと、
前記重ねたプラント構成モジュールの重なった２枚のフランジ部を連結するステップと、
を備えることを特徴とするプラント設備の施工方法。
【請求項２】
矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材の上側に配置される上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記上側枠部材及び前記下側枠部材には所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの前記上側枠部材及び前記下側枠部材に、プラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えるプラント構成モジュールを作成するステップと、
プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の寸法だけ離間させて並べて所定の数だけ配置するステップと、
前記並べて配置したプラント構成モジュールの前記枠体の間に前記所定の寸法の接合梁材を配置し、プラント構成モジュールの前記枠体及び前記接合梁材を連結するステップと、
を備えることを特徴とするプラント設備の施工方法。
【請求項３】
前記プラント構成モジュールの間に前記突出柱部で構成される水平方向に形成される貫通領域を配管配線スペースとして所定の部材を配置するステップを備えることを特徴とする請求項１に記載のプラント設備の施工方法。
【請求項４】
前記プラント構成モジュールの間に前記接合梁材で構成される水平方向に形成される貫通領域を通路として所定の部材を配置するステップを備えることを特徴とする請求項２に記載のプラント設備の施工方法。
【請求項５】
矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材の上方に配置される上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、複数を組み合わせて施工することによりプラント設備を構築するプラント構成モジュールにおいて、
前記柱部材は前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、
前記突出柱部の先端に結合用のフランジ板を備えることを特徴とするプラント構成モジュール。
【請求項６】
前記上側枠部材及び前記下側枠部材には、所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【請求項７】
前記フランジ板には、ボルト孔が開設され、隣接して配置されるプラントのプラント構成モジュールをボルト及びナットで接合可能であることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【請求項８】
前記プラント要素は隣接して施工されるプラント設備のプラント構成モジュールに配置された前記プラント要素と結合可能な状態で配置されていることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【請求項９】
前記上側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、前記プラント設備の最下位に配置されるものであることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【請求項１０】
前記下側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、前記プラント設備の最上位に配置されるものであることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【請求項１１】
前記上側枠部材は、下側枠部材を構成する部材が配置される交差する２方向のうちの一つの方向に沿って所定の高さ位置に配置された第１部材と、前記２方向のうち他の方向に沿って配置され、前記第１部材と異なる高さ位置に配置された第２部材とを備えることを特徴とする請求項５に記載のプラント構成モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラント設備の施工方法及びこれに使用するプラント構成モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラント設備を容易かつ迅速に施工するため、コンテナサイズの枠体内にプラント設備を配設したモジュールを製造し、このモジュールを施工個所まで搬送して組み立てるものが提案されている。
【０００３】
特許文献１には、プラント本体と、外枠を成し前記プラント本体を支持する架構と、を備え、前記架構の外形は、コンテナサイズであることを特徴とするプラント設備が記載されている。
【０００４】
また、特許文献２には、複数のユニットを順次組み付けることによって構築される設備本体と、この設備本体の周囲に配設される歩廊とを備えたプラントにおいて、前記歩廊の構成要素が予め前記ユニットに組み込まれていることを特徴とするプラントが記載されている。
【０００５】
更に、特許文献３には、プラントを構成する部品の複数個を予め接続してユニット化し、このユニットを支持鉄骨内に収納配置して支持鉄骨ごとこのユニットをプラントに取り付け可能に構成し、プラント構成後この支持鉄骨の一部をプラント構成鉄骨の一部とすることを特徴とするプラント構成部材が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１６３０５４号公報
【特許文献２】特開平０７−１３９１５２号公報
【特許文献３】特開昭６１−５３９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなモジュールを使用してプラントを構築するとき、上下に重ねたり水平方向に並べたりしたモジュールの間にパイプや制御ラインを配置用のパイプスペースや、操作者や点検者が移動するための通路を設置する必要がある。しかし、従来の技術では、パイプスペースや通路の配置を考慮しておらず、別途パイプスペースや通路を設ける工程が必要である。
【０００８】
ここで、文献２に記載の発明は、通路がユニット（モジュール）内に組み込まれているが、通路を施工する分ユニット内が狭くなり、プラント要素の配置の自由度が低くなる。
【０００９】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、プラント構成モジュール内に配置するプラント要素の配置に影響を与えることなく、プラント構成モジュールをプラント建設個所で組み立てるだけでパイプスペースや通路の配置空間を確保でき、短期間でプラント設備を完成することができるプラント設備の施工方法及びプラント構成モジュール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】
前記課題を解決する請求項１に記載の発明は、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材の上側に配置される上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記柱部材には前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、前記突出柱部の先端部に結合用のフランジ板を備えるプラント構成モジュールを作成するステップと、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の段数だけ積み重ねるステップと、前記重ねたプラント構成モジュールの重なった２枚のフランジ部を連結するステップと、を備えることを特徴とするプラント設備の施工方法である。
【００１１】
本発明によれば、プラント設備を施工するとき、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材と同形の上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記柱部材には前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、前記突出柱部の先端部に結合用のフランジ板を備えるプラント構成モジュールを作成し、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の段数だけ積み重ね、前記重ねたプラント構成モジュールの重なった２枚のフランジ部を連結する。
【００１２】
よって、プラント構成モジュールを積み重ねてフランジ板同士を接合するだけで、組立を行うことができ、積み重ねた上下枠体には２つの突出柱部によりパイプスペースを設けることができる貫通領域が形成される。
このため、パイプスペースを形成するため特別の施工を必要とせず、工期の短縮が図れる。また、重ねた下側プラント構成モジュールの上側枠部材と、上側プラント構成モジュールの下側枠部材とが直接重なって配置されることがなく、組み上がった複数のプラント構成モジュールの複数の枠体がなす造形に無駄や無骨さがない。
【００１３】
同じく請求項２に記載の発明は、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材の上側に配置される上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記上側枠部材及び前記下側枠部材には所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの前記上側枠部材及び前記下側枠部材に、プラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えるプラント構成モジュールを作成するステップと、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の寸法だけ離間させて並べて所定の数だけ配置するステップと、前記並べて配置したプラント構成モジュールの前記枠体の間に前記所定の寸法の接合梁材を配置し、プラント構成モジュールの前記枠体及び前記接合梁材を連結するステップと、を備えることを特徴とするプラント設備の施工方法である。
【００１４】
本発明によれば、プラント設備を施工するとき、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠と同形の上側枠部材、及び前記上側枠と前記下側枠を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記上側枠部材及び前記下側枠部材には所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの前記上側枠部材及び前記下側枠部材に、プラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えるプラント構成モジュールを作成し、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の寸法だけ離間させて並べて所定の数だけ配置し、前記並べて配置したプラント構成モジュールの前記枠体の間に前記所定の寸法の接合梁材を配置し、プラント構成モジュールの前記枠体及び前記接合梁材を連結する。
【００１５】
よって、プラント構成モジュールを並べて、枠体同士を接合梁材で接合するだけで、組立を行うことができ、接合梁材により通路を設けることができる貫通領域が形成される。
このため、パイプスペースを形成するため特別の施工を必要とせず、工期の短縮が図れる。また、隣り合わせて配置した複数のプラント構成モジュールの複数の柱部材が集まって配置されることがなく、組み上がった複数のプラント構成モジュールの複数の枠体がなす造形に無駄や無骨さがない。
【００１６】
同じく請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のプラント設備の施工方法において、前記プラント構成モジュールの間に前記突出柱部で構成される水平方向に形成される貫通領域を配管配線スペースとして所定の部材を配置するステップを備えることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、前記プラント構成モジュールの間に前記突出柱部で構成される水平方向に形成される貫通領域を配管配線スペースとして所定の部材を配置することができる。
よって、プラント構成モジュールを積み重ねて接合するだけで形成された貫通領域に簡単に配管配線を行うことができる。
【００１８】
同じく請求項４に記載の発明は、請求項２に記載のプラント設備の施工方法において、前記プラント構成モジュールの間に前記接合梁材で構成される水平方向に形成される貫通領域を通路として所定の部材を配置するステップを備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、前記プラント構成モジュールの間に前記接合梁材で構成される水平方向に形成される貫通領域を通路として所定の部材を配置する。よって、プラント構成モジュールを並べて配置して連結梁部材で接合するだけで形成された貫通領域に簡単に通路を形成することができる。
【００２０】
同じく請求項５に記載の発明は、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材と同形の上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体で囲われる領域の内部に配置されたプラント要素とを備え、複数を組み合わせて施工することによりプラント設備を構築するプラント構成モジュールにおいて、前記柱部材は前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、前記突出柱部の先端に結合用のフランジ板を備えることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、枠体を重ねて組み立てるに際して、２つのプラント構成モジュールの枠体の柱部材から突出する突出柱部の先端に配置されたフランジ板同士を接合する。このため、２つのプラント構成モジュールを簡単に重ね合わせて接合できる。このとき、重ね合わせた枠体の間には２本の突出柱部の寸法に相当する貫通領域を形成することができ、この貫通領域を配管配線スペースとして使用できる。
【００２２】
同じく請求項６に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記上側枠部材及び前記下側枠部材には、所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えることを特徴とする。
【００２３】
本発明によれば、プラント構成モジュールを並べて組み立てるに際して、２つのプラント構成モジュールの枠体の接合部に接合梁部材を接合する。このため、２つのプラント構成モジュールを簡単に並べて接合できる。このとき、隣接する枠体の間には接合梁材の寸法に相当する貫通領域を形成することができ、この貫通領域を通路スペースとして使用できる。
【００２４】
同じく請求項７に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記フランジ板には、ボルト孔が開設され、隣接して配置されるプラントのプラント構成モジュールをボルト及びナットで接合可能であることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、フランジ板にはボルト孔が開設されている。このため、重ね合わせたプラント構成モジュールの枠体をボルトとナットで固定でき、溶接等火気を使用することがない。
【００２６】
同じく請求項８に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記プラント要素は隣接して施工されるプラント設備のプラント構成モジュールに配置された前記プラント要素と結合可能な状態で配置されていることを特徴とする。
【００２７】
本発明によれば、ポンプ、タンク、反応装置、パイプ等のプラント要素は隣接して施工されるプラントのプラント構成モジュールに配置されたプラント要素と結合可能な状態で配置されている。よって、プラント構成モジュールを重ね合わせ、並べて配置した状態で、隣接するプラント構成モジュールのプラント要素を容易に設置でき工期を短縮できる。
【００２８】
同じく請求項９に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記上側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、前記プラント設備の最下位に配置されるものであることを特徴とする。
【００２９】
本発明によれば、上側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、プラント設備の最下位に配置する。このため、最下位に配置したプラント構成モジュールを直接基礎に固定できる。
【００３０】
同じく請求項１０に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記下側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、前記プラント設備の最上位に配置されるものであることを特徴とする。
【００３１】
本発明によれば、下側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、プラント設備の最上位に配置する。このため、最上位に配置したプラント構成モジュールの枠体の上側に不必要な突出柱部が露出せず外観品質を向上できる。
【００３２】
また、本発明によれば、モジュール内に配置するプラント要素に影響を与えることなく、モジュールをプラント建設個所で組み立てるだけでパイプスペースや通路の配置空間を確保できる。
【００３３】
同じく請求項１１に記載の発明は、請求項５に記載のプラント構成モジュールにおいて、前記上側枠部材は、下側枠部材を構成する部材が配置される交差する２方向のうちの一つの方向に沿って所定の高さ位置に配置された第１部材と、前記２方向のうち他の方向に沿って配置され、前記第１部材と異なる高さ位置に配置された第２部材とを備えることを特徴とする。
【００３４】
本発明によれば、下側枠部材を構成する第１部材と第２部材は異なる高さ位置に配置されている。このため、第１部材と第２部材のそれぞれにプラントに使用するパイプ等の配管、ダクト等の配管部材を載置して配置できる。よって、第１部材と第２部材とに配置する配管部材等を交差する異なる方向に配置するに際して、交差する方向に沿って配置される配管部材等を異なる高さ位置に干渉することなく配置できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るプラント設備の施工方法及びプラント構成モジュールによれば、プラント構成モジュール内に配置するプラント要素の配置に影響を与えることなく、プラント構成モジュールをプラント建設個所で組み立てるだけでパイプスペースや通路の配置空間を確保でき、プラント設備を短い工期で完成できる。
【００３６】
請求項１に記載のプラント設備の施工方法によれば、プラント設備を施工するとき、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠部材と同形の上側枠部材、及び前記上側枠部材と前記下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記柱部材には前記下側枠部材及び前記上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、前記突出柱部の先端部に結合用のフランジ板を備えるプラント構成モジュールを作成し、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の段数だけ積み重ね、前記重ねたプラント構成モジュールの重なった２枚のフランジ部を連結する。
【００３７】
よって、プラント構成モジュールを積み重ねてフランジ板同士を接合するだけで、組立を行うことができ、積み重ねた上下枠体には２つの突出柱部によりパイプスペースを設けることができる貫通領域が形成される。このため、パイプスペースを形成するため特別の施工を必要とせず、工期の短縮が図れる。また、重ねた下側プラント構成モジュールの上側枠部材と、上側プラント構成モジュールの下側枠部材とが直接重なって配置されることがなく、組み上がった複数のプラント構成モジュールの複数の枠体がなす造形に無駄や無骨さがない。
【００３８】
また、請求項２に記載のプラント設備の施工方法によれば、プラント設備を施工するとき、矩形をなす下側枠部材、前記下側枠と同形の上側枠部材、及び前記上側枠と前記下側枠を連結する柱部材を備える枠体と、前記枠体の内部に配置されたプラント要素とを備え、前記上側枠部材及び前記下側枠部材には所定の寸法だけ隣接して配置されるプラント構成モジュールの前記上側枠部材及び前記下側枠部材に、プラント構成モジュールの間に配置される接合梁材を接合する接合部を備えるプラント構成モジュールを作成し、プラント施工個所において、前記プラント構成モジュールを所定の寸法だけ離間させて並べて所定の数だけ配置し、前記並べて配置したプラント構成モジュールの前記枠体の間に前記所定の寸法の接合梁材を配置し、プラント構成モジュールの前記枠体及び前記接合梁材を連結する。
【００３９】
よって、プラント構成モジュールを並べて、枠体同士を接合梁材で接合するだけで、組立を行うことができ、接合梁材により通路を設けることができる貫通領域が形成される。このため、作業用通路を形成するため特別の施工を必要とせず、工期の短縮が図れる。また、隣り合わせて配置した複数のプラント構成モジュールの複数の柱部材が集まって配置されることがなく、組み上がった複数のプラント構成モジュールの複数の枠体がなす造形に無駄や無骨さがない。
【００４０】
また、請求項３に記載の発明によれば、前記プラント構成モジュールの間に前記突出柱部で構成される水平方向に形成される貫通領域を配管配線スペースとして所定の部材を配置することができる。よって、プラント構成モジュールを積み重ねて接合するだけで形成された貫通領域に簡単に配管配線を行うことができる。
【００４１】
また、従来のモジュール式のプラント設備の構成方法にあっては、各個のユニットを構成する枠体をプラント建設現場において溶接して接合したり、接合部材を適宜適用したりして接合固定してプラントを構築していたため、モジュールの強度計算を正確に行うことは不可能であることから、設備するプラント要素の過重との関係で、構築されるプラントの安全性を十分に検証することができなかったが、本発明に係るプラント設備の施工方法及びプラント構成モジュールによれば、プラント構成モジュールを予めプラント要素を設備した状態で工場において形成することができるため、工場におけるモジュール作成段階で強度計算、強度試験を行うことができ、構築されるプラントの安全性を確実確保することが可能となる。
更に、プラント構成モジュールを予めプラント要素を設備した状態で工場において形成することができるため、プラント建設の工程管理を容易に行うことが可能となる。
【００４２】
また、請求項４に記載の発明によれば、前記プラント構成モジュールの間に前記接合梁材で構成される水平方向に形成される貫通領域を通路として所定の部材を配置する。よって、プラント構成モジュールを並べて配置して連結梁部材で接合するだけで形成された貫通領域に簡単に通路を形成することができる。
【００４３】
また、請求項５に記載のプラント構成モジュールによれば、枠体を重ねて組み立てるに際して、２つのプラント構成モジュールの枠体の柱部材から突出する突出柱部の先端に配置されたフランジ板同士を接合する。このため、２つのプラント構成モジュールを簡単に重ね合わせて接合できる。このとき、重ね合わせた枠体の間には２本の突出柱部の寸法に相当する貫通領域を形成することができ、この貫通領域を配管配線スペースとして使用できる。
【００４４】
また、請求項６に記載のプラント構成モジュールによれば、枠体を並べて組み立てるに際して、２つのプラント構成モジュールの枠体の接合部に接合梁部材を接合する。このため、２つのプラント構成モジュールを簡単に並べて接合できる。このとき、隣接する枠体の間には接合梁材の寸法に相当する貫通領域を形成することができ、この貫通領域を通路スペースとして使用できる。
【００４５】
また、請求項７に記載のプラント構成モジュールによれば、フランジ板にはボルト孔が開設されている。このため、重ね合わせたプラント構成モジュールの枠体をボルトとナットで固定でき、溶接等火気を使用することがない。
【００４６】
また、請求項８に記載のプラント構成モジュールによれば、ポンプ、タンク、反応装置、パイプ等のプラント要素は隣接して施工されるプラントのプラント構成モジュールに配置されたプラント要素と結合可能な状態で配置されている。よって、プラント構成モジュールを重ね合わせ、並べて配置した状態で、隣接するプラント構成モジュールのプラント要素を容易に設置でき工期を短縮できる。
【００４７】
また、請求項９に記載のプラント構成モジュールによれば、上側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、プラント設備の最下位に配置する。このため、最下位に配置したプラント構成モジュールを直接基礎に固定できる。
【００４８】
また、請求項１０に記載のプラント構成モジュールによれば、下側枠部材だけに前記突出柱部を備える前記プラント構成モジュールは、プラント設備の最上位に配置する。このため、最上位に配置したプラント構成モジュールの枠体の上側に不必要な突出柱部が露出せず外観品質を向上できる。
【００４９】
そして、請求項１１に記載のプラント構成モジュールによれば、下側枠部材を構成する第１部材と第２部材は異なる高さ位置に配置されている。このため、第１部材と第２部材のそれぞれにプラントに使用する配管、ダクト等の配管部材を載置して配置できる。よって、第１部材と第２部材とに配置する配管部材等を交差する方向に配置するに際して、交差する方向に沿って配置される配管部材を異なる高さ位置に干渉させることなく配置できる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールのうち最下段モジュールを示す斜視図である。
【図２】同最下段モジュールを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールの中段モジュールを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールの最上段モジュールを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図５】同プラント構成モジュールを組み立てて施工したプラント設備を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図６】同プラント構成モジュールを組み立てて施工したプラント設備を示す斜視図である。
【図７】同プラント構成モジュールを重ねた状態におけるフランジ板の接合状態を示すものであり（ａ）は図６中のＡ部の拡大斜視図、（ｂ）は図６中Ｂ部の拡大斜視図である。
【図８】同プラント構成モジュールを並べた状態における接合梁材の配置状態を示すものであり、（ａ）はプラント設備の一部側面図、（ｂ）はプラント設備の一部正面図である。
【図９】同プラント構成モジュールを複数組み合わせて施工した状態における各プラント構成モジュールの接合状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
本発明を実施するための形態に係るプラント設備の施工方法及びプラント構成モジュールについて説明する。
【００５２】
まず、本実施形態に係るプラント構成モジュールとこのプラント構成モジュールを複数組み合わせて施工したプラント設備について説明する。
【００５３】
図５は同プラント構成モジュールを組み立てて施工したプラント設備を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。プラント設備１００は、図５に示すように、設置個所の水平方向（Ｘ方向，Ｙ方向）において、Ｘ方向に３台、Ｙ方向に２台、高さ方向（Ｚ方向）に４段、合計２４台のプラント構成モジュールを設置結合して構成している。
【００５４】
本実施形態では、プラント構成モジュールとしてプラント設備１００の最下位には、最下段モジュール１０Ｂ、第２段及び第３段には中段モジュール１０Ｍ、最上位に最上段モジュール１０Ｒを設置する。最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒは、Ｈ型鋼材で構成された枠体１０内にそれぞれ必要なプラント要素、例えばタンク、ポンプ、反応装置、パイプ等のプラント要素６１、６２、６３、６４…が配置されている。各プラント要素は、上下方向、平面方向に隣接するプラント構成モジュールに配置されたプラント要素と結合ができるように構成、配置されている。
【００５５】
これらの最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、及び最上段モジュール１０Ｒは、水上及び陸上でのコンテナ輸送が可能なサイズとする。例えば、４ｍ×５ｍ×１２ｍに収まるサイズとする。
【００５６】
この例では、プラント設備１００には、第１段に最下段モジュール１０Ｂを６台、第２段に中段モジュール１０Ｍを６台、第３段に中段モジュール１０Ｍを６台、第４段に最上段モジュール１０Ｒを６台配置している。図２ではＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向に番号を付し、最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒに（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の座標を付している。
【００５７】
次に、各段のプラント構成モジュールの構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールのうち最下段モジュールを示す斜視図、図２は同最下段モジュールを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００５８】
最下段モジュール１０Ｂは、基礎１２に配置される。また、最下段モジュール１０Ｂは、Ｈ型鋼材で形成した枠体１０に床板１１を配置し、この床板１１上にプラント要素６１、６２、６３、６４、６５、６６を配置して構成している。なお、配置されるプラント要素はプラント設備１００中のどの位置に配置されるかによりそれぞれ設定される。
【００５９】
本例では枠体１０は、下側枠部材２０、上側枠部材３０、及び柱部材４０を接合して構成されている。この接合は溶接や高張力ボルト及びナット等、必要に応じて選択する。
【００６０】
下側枠部材２０は、図中Ｘ方向に延びる２本の長辺部材２１、２２と、図中Ｙ方向に延びる３本の短辺部材２３、２４、２５とを接合して全体を矩形として構成されている。本実施形態では、長辺部材２１は、２本の短寸部材２１ａ、２１ｂを接合して構成される。同様に長辺部材２２は２本の短寸部材２２ａ、２２ｂを接合して構成されている。
【００６１】
短辺部材２３、２５は、長辺部材２１、２２の両端にそれぞれ接合されている。短辺部材２４は、長辺部材２１、２２の中央位置、即ち短寸部材２１ａ、２１ｂの接合部、短寸部材２２ａ、２２ｂの接合部に接合されている。
【００６２】
上側枠部材３０は、下側枠部材２０の長辺部材２１、２２、短辺部材２３、２４、２５が配置されるＸ，Ｙの２方向のうちの一つの方向であるＸ方向に沿って所定の高さ位置に配置された２本の第１部材である長辺部材３１、３２と、２方向のうち他の方向であるＹ方向に沿って配置された３本の第２梁部材である短辺部材３３、３４、３５とを備える。
【００６３】
上側枠部材３０は、Ｘ方向に延びる第１部材である２本の長辺部材３１、３２と、第２部材である３本の短辺部材３３、３４、３５から構成されている。短辺部材３３、３４、３５は、長辺部材３１、３２より下側に位置するよう配置されている。なお、短辺部材３３、３４、３５は長辺部材３１、３２と同位置、又は上側に配置することができる。
【００６４】
長辺部材３１は、２本の短寸部材３１ａ、３１ｂを接合して構成される。同様に長辺部材３２は２本の短寸部材３２ａ、３２ｂを接合して構成されている。短辺部材３３は後述する柱材４１と柱材４４との間、短辺部材３４は柱材４２と柱材４５との間、短辺部材は柱材４３と柱材４６との間に配置されている。
【００６５】
柱部材４０は、６本の柱材４１、４２、４３、４４、４５、４６で構成されている。柱材４１、４３、４４、４６は、下側枠部材２０及び上側枠部材３０の四隅を連結する。また、柱材４２は、長辺部材２１と長辺部材３１の中央位置、即ち、短寸部材２１ａ、２１ｂの接合部、及び短寸部材３１ａ、３１ｂの接合部に連結されている。同様に、柱材４５は、長辺部材２２と長辺部材３２の中央位置、即ち、短寸部材２２ａ、２２ｂの接合部、及び短寸部材３２ａ、３２ｂの接合部に連結されている。
【００６６】
柱材４１、４２、４３、４４、４５、４６の上側枠部材３０より上側には、上側枠部材３０より上側に突出する突出柱部である上側突出柱部４１ｕ、４２ｕ、４３ｕ、４４ｕ、４５ｕ、４６ｕが形成されている。そして、この上側突出柱部４１ｕ、４２ｕ、４３ｕ、４４ｕ、４５ｕ、４６ｕの先端部には、上段に配置される中段モジュール１０Ｍとの結合用のフランジ部であるフランジ板５１ｕ、５２ｕ、５３ｕ、５４ｕ、５５ｕ、５６ｕが接合されている。フランジ板５１ｕ、５２ｕ、５３ｕ、５４ｕ、５５ｕ、５６ｕには、ボルト挿通用の複数のボルト孔が開設されている。
【００６７】
また、柱材４１、４２、４３、４４、４５、４６の上側枠部材３０より下側には、下側突出柱部４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４４ｄ、４５ｄ、４６ｄが突出配置されている。この下側突出柱部４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４４ｄ、４５ｄには、基礎１２との接合用のフランジ部であるフランジ板５１ｄ、５２ｄ、５３ｄ、５４ｄ、５５ｄ、５６ｄが接合されている。フランジ板５１ｄ、５２ｄ、５３ｄ、５４ｄ、５５ｄ、５６ｄには、ボルト挿通用の複数のボルト孔が開設されている。
【００６８】
なお、この最下段モジュール１０Ｂにおいて、柱材４１、４２、４３、４４、４５、４６の下側枠部材２０より下側に突出する突出柱部である下側突出柱部４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４５ｄ、４６ｄを形成しているが、上側突出柱部を形成せずにフランジ板５１ｄ〜５６ｄを配置することができる。
【００６９】
本例では、Ｘ方向に沿って、配管配線部材７０ｄを配置している、配管配線部材７０ｄは、短辺部材３３、３４、３５に載置して配置される。また、本例では、Ｙ方向に沿って、配管配線部材７０ｕを配置している。配管配線部材７０ｕは、長辺部材３１、３２に載置して配置される。
【００７０】
配管配線部材７０ｄ、７０ｕは、最下段モジュール１０Ｂの上側突出柱部４１ｕ、４２ｕ、４３ｕ、４４ｕ、４５ｕ、４６ｕと、上段に配置される中段モジュール１０Ｍの下側突出柱部４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４５ｄ、４６ｄとで形成される貫通領域を配管配線スペース（パイプスペース）Ｐｓとして配置することができる。
【００７１】
長辺部材３１、３２と、短辺部材３３、３４、３５とが異なる高さ位置に配置されているため、配管配線部材７０ｄ、７０ｕが交差する方向に配置されても、互いに干渉することが防止できる。配管配線部材７０ｄは、パイプ７１ｄ、７２ｄ、７３ｄ、７４ｄ、及びダクト７５ｄを備え、配管配線部材７０ｕは、パイプ７１ｕ、７２ｕ、７３ｕ、７４ｕ、及びダクト７５ｕを備える。
【００７２】
また、最下段モジュール１０Ｂにおいて、下側枠部材２０を構成する長辺部材２１、２２両端部及び中央部（柱材４２の配置個所）には、同じく平面において隣接して配置される他の最下段モジュール１０Ｂと接合梁材９１、９２（図８参照）を接合するための、接合部１１０ｕ、１１０ｄが形成されている。
【００７３】
図８及び図９に示すように、接合梁材９１、９２は、Ｈ型鋼材の両端部にボルト孔付きのフランジ板を固着したものであり、接合部１１０ｕ、１１０ｄには、この接合梁材９１、９２のボルト孔に対応するボルト孔が開設されている。
【００７４】
同様に、図２に示すように、上側枠部材３０を構成する長辺部材３１、３２両端部及び中央部（柱材４２の配置個所）には、同じく平面において隣接して配置される他の最下段モジュール１０Ｂと接合梁材９１、９２（図８参照）を接合するための、接合部１１０ｕが形成されている。
【００７５】
次に中段モジュール１０Ｍについて説明する。図３は本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールの中段モジュールを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。中段モジュール１０Ｍは、上述した最下段モジュール１０Ｂと基本的に同じ構造を備える。
【００７６】
次に最上段モジュール１０Ｒについて説明する。図４は本発明の実施形態に係るプラント構成モジュールの最上段モジュール１０Ｒを示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【００７７】
上述した中段モジュール１０Ｍとの違いは、各柱材４１、４２、４３、４４、４５、４６の上側枠部材３０より上の部分に上方に向け突出する突出柱部を設けていないことである。他の構成要素は中段モジュール１０Ｍと同一である。
【００７８】
なお、最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒには、必要に応じて手すり、階段等の設備を設けることができる。
【００７９】
次に本実施形態に係るプラント構成モジュールを使用してプラント設備１００を施工する手順について説明する。図５は同プラント構成モジュールを組み立てて施工したプラント設備を示すものであり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図、図６は同プラント構成モジュールを組み立てて施工したプラント設備を示す斜視図、図７は同プラント構成モジュールを重ねた状態におけるフランジ板の接合状態を示すものであり（ａ）は図６中のＡ部の拡大斜視図、（ｂ）は図６中Ｂ部の拡大斜視図、図８は同プラント構成モジュールを並べた状態における接合梁材の配置状態を示すものであり、（ａ）はプラント設備の一部側面図、（ｂ）はプラント設備の一部正面図、図９は同プラント構成モジュールを複数組み合わせて施工した状態における各プラント構成モジュールの接合状態を示す斜視図である。
【００８０】
まず、工場で所定の最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、及び最上段モジュール１０Ｒを作成する。各最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、及び最上段モジュール１０Ｒには必要なプラント要素６１、６２、６３、６４、…を配置しておき、モジュール全体の強度計算を予め行うと共に、耐圧テスト等の各種テストを行う。工場で予め個ジュールの強度計算や各種テストを行うことができるので、現地でのテストを最小限とすることができ、コスト低減を図れる。
【００８１】
そして、完成した最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、及び最上段モジュール１０Ｒをプラント施工個所に搬送する。本実施形態では、最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、及び最上段モジュール１０Ｒの寸法は、海上及び陸上でのコンテナ輸送ができるサイズであるので、特殊な搬送手段を必要としない。このため、搬送コストを低減できる。
【００８２】
図５及び図６に示す例では、上述したように、合計２４台、即ち、６台の最下段モジュール１０Ｂ、１２台の中段モジュール１０Ｍ、６台の最上段モジュール１０Ｒを配置する。
【００８３】
まず、第１段となる最下段モジュール１０Ｂを所定の間隔を開けて、施工場所の基礎１２に配置し、各最下段モジュール１０Ｂのフランジ板５１ｄ〜５６ｄを基礎にボルト止めする。そして、図８（ｂ）に示すように、各最下段モジュール１０Ｂの間において、接合梁材９２を隣り合う最下段モジュール１０Ｂの対面する接合部１１０ｄ、１１０ｄの間に配置してボルト及びナットで固定する。接合梁材９１、９２の固着には、高張力ボルトを使用する。
【００８４】
第１段の最下段モジュール１０Ｂの施工が終了したら、４台の最下段モジュール１０Ｂの上段に、４台の中段モジュール１０Ｍを設置する。このとき、図７（ａ）（ｂ）に示すように、下段の最下段モジュール１０Ｂの上側突出柱部４１ｕ〜４６ｕに配置されたフランジ板５１ｕ〜５６ｕの上に、上段に載置する１０Ｍの下側突出柱部４１ｄ〜４６ｄに設置されたフランジ板５１ｄ〜５６ｄを接触させる。そして、図７に示すようにボルト８１によってフランジ板５１ｕ〜５６ｕとフランジ板５１ｄ〜５６ｄを締め付け固定する。各フランジの固着には、高張力ボルトを使用する。また、接合梁材９１と各柱部材との間には補強用の斜め部材９４を配置する。
【００８５】
この状態で最下段モジュール１０Ｂと、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒの間に上側突出柱部４１ｕ〜４６ｕ、下側突出柱部４１ｄ〜４６ｄにより形成される貫通空間をパイプスペースＰｓ１〜Ｐｓ３として配管配線部材７０を配置することや、接合梁材９１、９２で形成され、並設された最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒの間の貫通領域を、図６に示すように、通路Ｗｘ１〜Ｗｘ４、Ｗｙ１〜Ｗｙ４として床板を設置して形成する。また、必要に応じて階段等の設備を設置する。
【００８６】
また、すべての最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒの組み付けが終了した後、又は最下段モジュール１０Ｂ、中段モジュール１０Ｍ、最上段モジュール１０Ｒの組み付けを行いつつプラント要素同士の結合を行う。
【００８７】
なお、上記実施形態では、プラント設備１００は、Ｘ方向に３台、Ｙ方向に２台、高さ方向（Ｚ方向）に４段、合計２４台のプラント構成モジュールを使用したが、必要に応じて各方向及び高さ方向に必要な数のプラント構成モジュールを設置することができる。
【００８８】
また、各プラント構成モジュールの枠体を構成する長辺部材、短辺部材、柱部材の寸法や本数を適宜変更することができる。
【００８９】
更に、プラント設備１００の施工時における各プラント構成モジュールの設置順序や、パイプスペースへの配管配線の施工、通路の設置等の順序は適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明に係るプラント設備の施工方法及びプラント構成モジュールは、プラント構成モジュール内に配置するプラント要素の配置に影響を与えることなく、プラント構成モジュールをプラント建設個所で組み立てるだけでパイプスペースや通路の配置空間を確保できるものであり、産業上の利用可能性がある。
【符号の説明】
【００９１】
２：文献
１０：枠体
１０Ｂ：最下段モジュール（プラント構成モジュール）
１０Ｍ：中段モジュール（プラント構成モジュール）
１０Ｒ：最上段モジュール（プラント構成モジュール）
１１：床板
１２：基礎
２０：下側枠部材
２１：長辺部材
２１ａ：短寸部材
２１ｂ：短寸部材
２２：長辺部材
２２ａ：短寸部材
２２ｂ：短寸部材
２３、２４、２５：短辺部材
３０：上側枠部材
３１：長辺部材（第１部材）
３１ａ：短寸部材
３１ｂ：短寸部材
３２：長辺部材（第１部材）
３２ａ：短寸部材
３２ｂ：短寸部材
３３、３４、３５：短辺部材（第２部材）
４０：柱部材
４１、４２、４３、４４、４５、４６：柱材
４１ｄ、４２ｄ、４３ｄ、４４ｄ、４５ｄ、４６ｄ：下側突出柱部
４１ｕ、４２ｕ、４３ｕ、４４ｕ、４５ｕ、４６ｕ：上側突出柱部
５１ｄ、５２ｄ、５３ｄ、５４ｄ、５５ｄ、５６ｄ：フランジ板
５１ｕ、５２ｕ、５３ｕ、５４ｕ、５５ｕ、５６ｕ：フランジ板
６１、６２、６３、６４、６５、６６：プラント要素
７０ｄ、７０ｕ：配管配線部材
７１ｄ、７２ｄ、７３ｄ、７４ｄ、７１ｕ、７２ｕ、７３ｕ、７４ｕ：パイプ
７５ｄ、７５ｄ：ダクト、
８１：ボルト
９１、９２：接合梁材
９４：斜め部材
１００：プラント設備
１１０ｄ、１１０ｕ：接合部
【要約】
【課題】プラント構成モジュール内に配置するプラント要素の配置に影響を与えることなく、プラント構成モジュールをプラント建設個所で組み立てるだけでパイプスペースや通路の配置空間を確保可能とする。
【解決手段】矩形をなす下側枠部材、下側枠部材と同形の上側枠部材、及び上側枠部材と下側枠部材を連結する柱部材を備える枠体と、枠体の内部に配置されたプラント要素とを備え、柱部材には下側枠部材及び上側枠部材の一方側又は両方側から突出する突出柱部が形成され、突出柱部の先端部に結合用のフランジ板を備えるプラント構成モジュールを作成し、プラント施工個所において、プラント構成モジュールを所定の段数だけ積み重ね、重ねたプラント構成モジュールの重なった２枚のフランジ部を連結し、水平方法に隣接するプラント構成モジュールを接合梁材で連結する。
【選択図】図１【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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