特許 6307032 損傷した伝熱管の応急処置具及び伝熱管の応急処置方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6307032

(24)【登録日】2018年3月16日

(45)【発行日】2018年4月4日

(54)【発明の名称】損傷した伝熱管の応急処置具及び伝熱管の応急処置方法

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/02 20060101AFI20180326BHJP

   F16L 55/128 20060101ALI20180326BHJP

   F28G 1/12 20060101ALI20180326BHJP

【ＦＩ】

   F22B37/02 D

   F16L55/128

   F28G1/12 Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-37346(P2015-37346)

(22)【出願日】2015年2月26日

(65)【公開番号】特開2016-161149(P2016-161149A)

(43)【公開日】2016年9月5日

【審査請求日】2016年10月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】後藤 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】宮澤 敬之

(72)【発明者】

【氏名】中馬 康晴

(72)【発明者】

【氏名】藤田 正昭

(72)【発明者】

【氏名】坂田 文稔

【審査官】 渡邉 聡

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−０４０９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１６４１７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０３−０２１６８９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭６２−２９３０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−２０２０９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７５４８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−００６１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０４−１００６０３（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２２Ｂ ３７／０２

Ｆ１６Ｌ ５５／１２８

Ｆ２８Ｇ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボイラの火炉天井壁に吊り下げられた伝熱管が損傷した際に、前記伝熱管の鉛直部分に挿入され、前記損傷した伝熱管の応急処置をする、応急処置具であって、
貫通孔を有する天壁と、前記天壁の外縁から垂下する周壁と、前記天壁と前記周壁との間に形成され前記天壁に近接するにしたがって縮小しテーパ状の内周面で区画される凹部とを有する外側プラグと、
前記貫通孔に挿通される索状部材と、
前記外側プラグの前記凹部側に配置されるとともに前記索状部材が上面に接続され、前記上面に近接するにしたがって縮小するテーパ状の外周面を有する内側プラグと、
前記外側プラグの前記天壁の上面に固定され、周壁に開口を有する管状部材とを備え、
前記索状部材を牽引して前記テーパ状の外周面を有する前記内側プラグを、前記外側プラグの前記凹部に圧入することで、前記外側プラグの前記周壁を押し広げて前記伝熱管の内周面に圧接させる
ことを特徴とする、損傷した伝熱管の応急処置具。

【請求項2】

前記索状部材が前記管状部材に挿通された
ことを特徴とする、請求項１記載の損傷した伝熱管の応急処置具。

【請求項3】

前記外側プラグを形成する材料が、前記内側プラグを形成する材料よりも剛性率の低い材料である
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】

前記内側プラグを形成する材料が、前記外側プラグを形成する材料よりも膨張係数の高い材料である
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項記載の損傷した伝熱管の応急処置具。

【請求項5】

ボイラの火炉天井壁に吊り下げられた伝熱管が損傷した際に、前記伝熱管を閉塞する閉塞方法であって、
前記伝熱管を、前記火炉天井壁の上部で切断する第１ステップと、
前記伝熱管に、前記切断した箇所から、請求項１〜４の何れか１項記載の応急処置具を挿入する第２ステップと、
前記管状部材を操作して前記外側プラグの高さを保持しつつ、前記索状部材を操作して前記内側プラグを上方に牽引することで、前記外側プラグの前記周壁を押し広げて前記伝熱管の内周面に圧接させて前記伝熱管を閉塞する第３ステップと、
前記管状部材に冷却流体を流通させる第４ステップとを備えた
ことを特徴とする、損傷した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、ボイラの火炉天井壁に吊り下げられた伝熱管が損傷した際に、この伝熱管の応急処置を行う応急処置具、及び、この応急処置具を使用した応急処置方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、火力発電用などのボイラ（蒸気発生装置）では過熱器や再熱器など伝熱管の損傷が進んでいる。これは、（１）運開（運用開始）から所定期間（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、などが背景にある。
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】

特許文献１には、損傷した伝熱管と、伝熱管の損傷箇所を内側から覆う補修スリーブとの円周シール溶接を行う装置が開示されている。
また、損傷した伝熱管（以下、損傷管ともいう）の損傷箇所を切り取って新しい管（以下、新管という）を溶接することにより損傷管を新管に取り換えること（以下、切り替えともいう）も行なわれている。
また、損傷管の本数が多い場合や、補修に必要な材料（伝熱管に挿入する補修スリーブや、切り替えに必要な分の新管）を速やかに入手できない場合など、損傷管の全数について切り替えが困難な場合には、応急処置として損傷管をプラグ等により塞ぐ場合もある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開昭６４−０２７７８８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示された装置では、円周シール溶接を行うので、溶接により生じた残留応力を取り除くための熱処理が必要となる。

【0006】

また、過熱器や再熱器などの伝熱管には、炉内の上部に配置される吊り下げ式の伝熱管がある。このような炉内上部の吊り下げ式の伝熱管を、切り替えにより補修する、或いは、応急処置的にプラグ等により閉塞するためには、作業を行えるように損傷箇所の高さ付近まで足場を炉内に設置する必要がある。また、作業終了後には足場を撤去する必要がある。
このような足場の設置から撤去するまでの間はボイラを停止しなければならない。足場の設置作業及び撤去作業には相当の作業時間を要し、この作業時間分、ボイラ停止期間が長期化する。

【0007】

本発明は、上記のような課題に鑑み創案されたもので、短いボイラ停止期間で且つ簡単な処置で、損傷した伝熱管の応急処置を行えるようにした、損傷した伝熱管の応急処置具及び損傷した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】

【0008】

（１）上記の目的を達成するために、ボイラの火炉天井壁に吊り下げられた伝熱管が損傷した際に、前記伝熱管の鉛直部分に挿入され、前記損傷した伝熱管の応急処置をする、応急処置具であって、貫通孔を有する天壁と、前記天壁の外縁から垂下する周壁と、前記天壁と前記周壁との間に形成され前記天壁に近接するにしたがって縮小しテーパ状の内周面で区画される凹部とを有する外側プラグと、前記貫通孔に挿通される索状部材と、前記外側プラグの前記凹部側に配置されるとともに前記索状部材が上面に接続され、前記上面に近接するにしたがって縮小するテーパ状の外周面を有する内側プラグと、前記外側プラグの前記天壁の上面に固定され、周壁に開口を有する管状部材とを備え、前記索状部材を牽引して前記テーパ状の外周面を有する前記内側プラグを、前記外側プラグの前記テーパ状の前記凹部に圧入することで、前記外側プラグの前記周壁を押し広げて前記伝熱管の内周面に圧接させることを特徴としている。

【0009】

（２）前記索状部材が前記管状部材に挿通されることが好ましい。

【0010】

（３）前記外側プラグを形成する材料が、前記内側プラグを形成する材料よりも剛性率の低い材料であることが好ましい。

【0011】

（４）前記内側プラグを形成する材料が、前記外側プラグを形成する材料よりも膨張係数の高い材料であることが好ましい。

【0012】

（５）上記の目的を達成するために、ボイラの火炉天井壁に吊り下げられた伝熱管が損傷した際に、前記伝熱管を閉塞する閉塞方法であって、前記伝熱管を、前記火炉天井壁の上部で切断する第１ステップと、前記伝熱管に、前記切断した箇所から、請求項１〜４の何れか１項記載の損傷した伝熱管の応急処置具を挿入する第２ステップと、前記管状部材を操作して前記外側プラグの高さを保持しつつ、前記索状部材を操作して前記内側プラグを上方に牽引することで、前記外側プラグの前記周壁を押し広げて前記伝熱管の内周面に圧接させて前記伝熱管を閉塞する第３ステップと、前記管状部材に冷却流体を流通させる第４ステップとを備えたことを特徴としている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、吊り下げ式の伝熱管が損傷した場合でも、損傷した伝熱管の応急処置に関する作業を全て炉外から行うことができる。つまり、炉外から、損傷した伝熱管に応急処置具を挿入した後、索状部材により内側プラグを上方に引き上げることで、外側プラグを押し広げて損傷した伝熱管を閉塞し、さらに、炉外から管状部材を介して損傷した伝熱管に冷却水を供給することができる。

【0014】

さらに、損傷した伝熱管は、応急処置具により閉塞されるとともに冷却水を流通させるので、損傷した伝熱管のシール溶接、及び、シール溶接により生じる残留応力を除去するための伝熱管の熱処理が不要となる。つまり、損傷した伝熱管には高圧蒸気が流通しないので、応急処置具だけで十分に閉塞を行うことができ、シール溶接ひいては残留応力を除去するための伝熱管の熱処理が不要となる。
したがって、短いボイラ停止期間で且つ簡単な処置で、損傷した伝熱管の応急処置を行える。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るボイラの全体構成を示す模式的側面図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る過熱器の構成を示す模式的斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態としての応急処置具の構成を示す模式的な断面図であり、（ａ）は伝熱管を閉塞していない状態を示す図、（ｂ）は伝熱管を閉塞した状態を示す図である。

【図4】本発明の一実施形態としての応急処置方法を説明するための模式図であって、吊り下げ式伝熱管の縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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。
また、本発明の損傷した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、損傷した伝熱管の閉塞及び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、損傷した伝熱管を閉塞・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。

【0017】

［１．ボイラの全体構成］
本発明に係るボイラ（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よりも上方に設けられたドラム９とを備えている。

【0018】

火炉壁３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。

【0019】

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。

【0020】

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して予熱された後、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。

【0021】

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）。

【0022】

［２．吊り下げ式伝熱器の構成］
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。

【0023】

過熱器６は、図２に示すように、入口管寄６Ａと、出口管寄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。

【0024】

各過熱管６Ｂは、管寄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とを一体に有する。各過熱管６Ｂは、一端（鉛直管６Ｂａの一方）を入口管寄６Ａに接続され、他端（鉛直管６Ｂａの他方）を出口管寄６Ｃに接続されている。各過熱管６Ｂは、管寄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。

【0025】

［３．応急処置具の構成］
本発明の一実施形態としての応急処置具について図３を参照して説明する。応急処置具の説明では、応急処置具が伝熱管の鉛直部部分（本実施形態では過熱管６Ｂ）に挿入された状態を基準として上下方向を定め、後述の軸心線CLを基準に内側及び外側を定める。

【0026】

応急処置具１０の概略を説明すると、応急処置具１０は、次回の定期点検時等に伝熱管の損傷箇所を新管に切り替えるまでの応急処置として、損傷した伝熱管を閉塞するとともに冷却するためのものである。すなわち、ボイラ１の運転を短期間だけ停止して応急処置具１０を使用して損傷した伝熱管を閉塞するとともに伝熱管に冷却流体を流通させ、ボイラ１の運転を再開後は上記冷却流体により伝熱管が冷却されて伝熱管の脱落が防止される。そして、その後に行われる次回の定期点検の機会を利用して、伝熱管の損傷箇所が新管に切り替えられる。

【0027】

以下、過熱管６の鉛直管６Ｂａに応急処置具１０を挿入して、この鉛直管６Ｂａを閉塞及び冷却する場合を例にして、応急処置具１０の構成を具体的に説明する。
応急処置具１０は、図３に示すように、外側プラグ１１と、ワイヤ（索状部材）１２と、内側プラグ１３と、管状部材１４とを、同一の軸心線CL上に並べるようにして構成されている。

【0028】

外側プラグ１１は、一定の外径Do_11を有する有天円筒形状のものである。つまり、外側プラグ１１は、円形の天壁１１Ａと、この天壁１１Ａの外縁（外縁近傍も含む）から垂下する略円筒状の周壁１１Ｂと、天壁１１Ａと周壁１１Ｂとの間に形成される凹部１１Ｃとを一体に備えて構成される。凹部１１Ｃは円錐台形状の空間である。換言すれば、凹部１１Ｃを区画する壁面（つまり周壁１１Ｂの内周面１１Ｂａ）は、天壁１１Ａに近接するにしたがって軸心線CLに近接する（縮径する）テーパ状に形成されている。
天壁１１Ａの円形中心には、上下（厚み方向）に貫通する貫通穴１１Ａａが設けられている。この貫通穴１１Ａａにワイヤ１２が挿通されている。

【0029】

外側プラグ１１は、内側プラグ１３を形成する材料よりも剛性率の低い材料（例えばクロムの含有率が1〜2［％］程度の低合金鋼）により形成されている。また、外側プラグ１１は、剛性率の低い材料を使用する他、周壁１１Ｂの肉厚など外側プラグ１１の寸法・形状を適宜設定して、外側プラグ１１の剛性を、内側プラグ１３により周壁１１Ｂを押し広げることができるような剛性に設定している。
なお、外側プラグ１１を形成する材料に、内側プラグ１３を形成する材料よりも剛性率の高い材料を使用することも可能である。つまり、外側プラグ１１の周壁１１Ｂａの肉厚を薄くすれば、外側プラグ１１の材料の剛性率が、内側プラグ１３の材料の剛性率より高くても、周壁１１Ｂａの剛性を内側プラグ１３よりも低くすることができるからである。

【0030】

内側プラグ１３は、円錐台形状の（すなわち、上面１３Ａに近接するにしたがって縮小するテーパ状の外周面１３Ｃを有する）中実部材であり、その上面１３Ａの円形中心にはワイヤ１２の下端が接続されている。内側プラグ１３は、外側プラグ１１を形成する材料よりも膨張係数の高い材料（例えばSUS材）により構成するのが好ましい。

【0031】

管状部材１４は、冷却流体としての水（以下、冷却水ともいう）を鉛直管６Ｂａに流通させるためのものである。管状部材１４は、その下端が外側プラグ１１の天壁１１Ａの上面に固定され、その周面には、左右方向に貫通する貫通孔１４Ａが周方向に沿って複数設けられている。また、管状部材１４の内部空間にワイヤ１２が挿通されている。
上記の貫通孔１４Ａを介して、管状部材１４の内側から管状部材１４の外側へ、又は、管状部材１４の外側から管状部材１４の内側へ冷却水を流通させることができる。
本実施形態では、冷却流体には水を使用するが、空気や低温の蒸気やその他のガスを使用することもできる。

【0032】

ここで、外側プラグ１１，内側プラグ１３及び管状部材１４についてさらに説明する。
外側プラグ１１の外径Do_11〔但し内側プラグ１３により押し広げられていない状態、すなわち図３（ａ）に示す状態の外径〕は鉛直管６Ｂａの内径Di_6よりも小径に設定されている。すなわち、外側プラグ１１の横断面は、鉛直管６Ｂａの流路断面（蒸気の流通方向に対して垂直な断面）よりも小さく設定されている。これにより、鉛直管６Ｂａと外側プラグ１１との間には隙間tが形成されて、外側プラグ１１を鉛直管６Ｂａ内に挿入可能となっている。
また、内側プラグ１３の最大径（すなわち下面１３Ｂの径）D_13B及び管状部材１４の外径Do_14は、何れも鉛直管６Ｂａの内径Di_6よりも小径に設定されている。つまり、内側プラグ１３及び管状部材１４の各横断面（底面を含む）は、鉛直管６Ｂａの流路断面よりも小さく設定されている。これにより、内側プラグ１３及び管状部材１４が鉛直管６Ｂａ内にそれぞれ挿入可能となっている。

【0033】

また、内側プラグ１３の上面１３Ａ（つまり外側プラグ１１の凹部１１Ｃに向く面）の径D_13Aは、凹部１１Ｃの入口の開口径D_entよりも小さく設定されている。これにより、内側プラグ１３の先端（上面１３Ａ）が凹部１１Ｃ内に入り込むことができる。

【0034】

また、内側プラグ１３の上面１３Ａの径D_13A及び下面１３Ｂの径D_13Bは、凹部１１Ｃの上面の径（凹部１１Ｃを規定する天壁１１Ａの下面の径）D_clg及び下面の径（入口の開口径）D_entよりも大きく設定されている（D_13A>D_clg, D_13B>D_ent）。つまり、内側プラグ１３は全体的に凹部１１Ｃよりも大きな形状となっている。
図３（ｂ）に示すように、ワイヤ１２を引き上げて、内側プラグ１３を外側プラグ１１の凹部１１Ｃ内に圧入すると、外側プラグ１１は内側プラグ１３よりも剛性が低いため、凹部１１Ｃの側面を規定する外側プラグ１１の内周面１１Ｂａが、内側プラグ１３によって二点鎖線で示す位置から実線で示す位置まで押し広げられる。これにより、内側プラグ１３の周囲において、外側プラグ１１の外周面１１Ｂｂが全周に亘って鉛直管６Ｂａの内壁に押圧され、鉛直管６Ｂａが閉塞される。

【0035】

ここで、図３（ｂ）における外側プラグ１１の内周面１１Ｂａを示す実線と二点鎖線との間の領域Sが、内側プラグ１３の外周面１３Ｃによって内周面１１Ｂａが押し広げられる量である。この量が、図３（ａ）における鉛直管６Ｂａと外側プラグ１１との間の隙間tを埋めるに十分な量となるように、凹部１１Ｃの形状・寸法（外側プラグ１１の内側の形状及び寸法）と内側プラグ１３の外側の形状及び寸法が設定されている。
異なる表現をすると、鉛直管６Ｂａに挿入していない状態で、内側プラグ１３を凹部１１Ｃに圧入した時に、外側プラグ１１の外周面１１Ｂｂの横断面が、鉛直管６Ｂａの流路断面よりも大きくなるように、凹部１１Ｃの形状・寸法と内側プラグ１３の外側の形状及び寸法が設定されている。

【0036】

また、図３（ｂ）に示す構成では、内側プラグ１３をその上面１３Ａが外側プラグ１１の天壁１１Ａの下面に接するまで上方に引き上げているが、内側プラグ１３の上面１３Ａが天壁１１Ａの下面に接するよりも低い位置で鉛直管６Ｂａを閉塞できるような構成でも良い。
また、図３（ａ），（ｂ）に示す構成では、内側プラグ１３は全体的に凹部１１Ｃよりも径（幅）の大きな形状となっているが、これに限定されない。例えば、外側プラグ１１を押し広げて全周に亘って鉛直管６Ｂａの内壁に押圧できるものであれば（鉛直管６Ｂａの内周面に外側プラグ１１が押圧される押圧部を、鉛直管６Ｂａの全周に亘って連続して形成できるものであれば）、内側プラグ１３は、一部だけが凹部１１Ｃよりも径（横断面）の大きな形状を有するものであっても良い。
また、鉛直管６Ｂａを応急処置具１０により閉塞しても、冷却流体が応急処置具１０から漏えいして水平管６Ｂｂの損傷部を介して炉内に漏えいすることも考えられる。本実施形態では、冷却流体には水を使用するが、冷却流体の種類（水、空気や低温の蒸気やその他のガスなど）や温度は、仮に炉内に漏えいしたとしてもバーナ５の燃焼や蒸気温度に影響が生じないように適宜選択される。

【0037】

［４．損傷した伝熱管の応急処置方法］
本実施形態の伝熱管の閉塞方法について図３及び図４を参照して説明する。
ボイラ１の主蒸気量又は再熱蒸気量が設定量より少ない、または管温度の異常な上昇が検出されるなどの過熱器６や再熱器７（以下、伝熱器６,７と表記する）に損傷の兆しが見られたときには、ボイラ１の運転を停止し、ファイバースコープやガイド波により伝熱器６,７の検査を行う。検査の結果、伝熱器６,７に損傷が発見された場合には、この検査により判明した損傷情報（損傷形態、損傷の大きさ、損傷箇所など）に基づいて損傷に対する処理を検討する。つまり、上記損傷情報として、損傷により生じた開口の大きさ、損傷の種類（溝状き裂なのか、過熱管６Ｂの相互間のスペーサを基点とした割れなのかなど）、損傷した伝熱器６,７の伝熱管（損傷管）及び損傷管の損傷箇所を特定できるので、損傷範囲が狭いことから次回の定期点検まで応急処置で済ませるか、或いは、損傷箇所が広いので速やかに新管に切り替えるかを検討する。

【0038】

以下、図４に示すように、過熱管６Ｂの水平管６Ｂｂの斜線で示す位置に損傷が検出され、その損傷に対し応急処置を行うものとして説明を行う。
先ず、損傷が検出された過熱管（以下、損傷管ともいう）６Ｂにおいて、作業者により、火炉天井壁３Ａと管寄６Ａ，６Ｃとの間における図４中に二点鎖線で示す部分（以下、抜管部ともいう）６Ｂａ′が切断され抜管される（第１ステップ）。なお、抜管部６Ｂａ′よりも下方の鉛直管６は、火炉天井壁３Ａにより支持される。
そして、抜管部６Ｂａ′の管寄６Ａ，６Ｃ側（つまり切断箇所）に、プラグ２０が溶接されて密封される。これにより、応急処置後にボイラ１の運転を再開しても、この損傷管６Ｂには蒸気が流通しない。この損傷管６Ｂには流通しない分の蒸気は、管寄６Ａ，６Ｃに接続された他の過熱管６Ｂ（図２参照）に流通するようになる。
ここで、火炉天井壁３Ａと管寄６Ａ，６Ｃとの間（換言すれば炉外）には一般的に常設のアクセス路が設けられているので、特別に足場を組むことなく、上記抜管作業及び後述の応急処置具１０による作業を行うことができる。

【0039】

次いで、抜管した箇所から、作業者により、下方の鉛直管６Ｂａ，６Ｂａに応急処置具１０がそれぞれ挿入される（第２ステップ）。これにより、図４及び図３（ａ）に示す状態となる。

【0040】

そして、作業者は、各応急処置具１０について、管状部材１４を把持して外側プラグ１１の位置を保持しつつ、ワイヤ１２を介して内側プラグ１３を上方に引き上げる。すなわち、外側プラグ１１に対して相対的に内側プラグ１３を上方に移動させる。これにより、図３（ｂ）に示すように、内側プラグ１３が、外側プラグ１１の凹部１１Ｃに圧入され、外側プラグ１１が押し広げられる。押し広げられた外側プラグ１１の外周面１１Ｂｂがその全周に亘って損傷管６Ｂａの内周面に圧接して、鉛直管６Ｂａ，６Ｂａがそれぞれ閉塞される（第３ステップ）。

【0041】

そして、各応急処置具１０の管状部材１４内に冷却水を流通させる。冷却水は、管状部材１４内を下方へ流通し、外側プラグ１１の近傍まで到達すると貫通孔１４Ａから管状部材１４の外に流出する。管状部材１４から流出した冷却水は、鉛直管６Ｂａと管状部材１４との間を通って上方へと流通する。これにより、鉛直管６Ｂａが冷却される（第４ステップ）。

【0042】

その後、ボイラ１の運転が再開されるが、冷却水の流通は維持される。したがって、鉛直管６Ｂａはバーナ４からの燃焼ガス等により加熱されるが、冷却水により冷却される。鉛直管６Ｂａ（特に上部）は、水平管６Ｂｂに較べて過熱管６Ｂの荷重による応力を強く受けるため、加熱により軟化すると脱落しやすいが、冷却水により冷却されるので脱落が防止される。

【0043】

なお、火炉天井壁の上方（すなわち炉外）において、鉛直管６Ｂａから冷却水が排出されるが、この排出された冷却水は図示しない設備によりボイラ１を収容するボイラ建屋から排出される。或いは、鉛直管６Ｂａから排出された冷却水を冷却装置により冷却して再び、管状部材１４により流入させるようにしても良い。

【0044】

［５．効果］
本発明の一実施形態の応急処置具及び閉塞方法によれば、以下のような効果が得られる。
過熱管６Ｂなどの吊り下げ式の伝熱管が損傷した場合でも、炉外から、損傷した伝熱管に応急処置具１０を挿入するとともにワイヤ１２を介して内側プラグ１３を上方に引き上げることで、外側プラグ１１を遠隔操作により押し広げて損傷した伝熱管を閉塞し、且つ、炉外から、管状部材１４を介して損傷管に冷却水を供給できる。つまり、損傷した伝熱管の応急処置に関する作業を全て炉外から行うことができる。
したがって、炉内に足場を設置する必要がないので、処置に伴うボイラ停止期間を短期間とすることができる。

【0045】

さらに、損傷した伝熱管は、応急処置具１０により閉塞されるとともに冷却水を流通させるので、損傷した伝熱管のシール溶接、及び、シール溶接により生じる残留応力を除去するための伝熱管の熱処理が不要となる。つまり、損傷した伝熱管には主蒸気などの高圧の蒸気が流通しないので、応急処置具１０だけで十分にシール（閉塞）を行うことができ、シール溶接ひいては残留応力を除去するための伝熱管の熱処理が不要となる。

【0046】

また、外側プラグ１１の内周面１１Ｂａは、天壁１１Ａに近接するにしたがって縮径するテーパ状に形成されるとともに、内側プラグ１３の外周面１３Ｃは上面１３Ａに近接するにしたがって縮小するテーパ状に形成されているので、楔作用により内側プラグ１３により外側プラグ１１をスムーズに押し開くことができる。

【0047】

また、ワイヤ１２が管状部材１４に挿通されているので、ワイヤ１２の設置スペースと管状部材１４の設置スペースとが共通化され、応急処置具１のサイズをコンパクトにできる。

【0048】

また、外側プラグ１１を形成する材料に、内側プラグ１３を形成する材料よりも剛性の低い材料が使用されているので、内側プラグ１３により外側プラグ１１を押し広げやすい。

【0049】

さらに、内側プラグ１３を形成する材料が、外側プラグ１１を形成する材料よりも膨張係数の高い材料により形成されているので、ボイラ１の運転中に、燃焼ガスにより加熱された際には、外側プラグ１１よりも内側プラグ１３が大きく膨張する。膨張した内側プラグ１３により外側プラグ１１が伝熱管内周面に一層強く押圧され、伝熱管の閉塞度を向上させることができる。

【0050】

［６．その他］
（１）上記実施形態では、冷却水を、管状部材１４から流入させて、管状部材１４と鉛直管６Ｂａとの間から流出させるようにしたが、逆に、冷却水を、管状部材１４と鉛直管６Ｂａとの間から流入させて管状部材１４から流出させるようにしても良い。

【0051】

（２）上記実施形態では、ワイヤ１２を管状部材１４に挿通させたが、ワイヤ１２を管状部材１４に挿通させずにワイヤ１２と管状部材１４とを隣り合うように配置しても良い。

【0052】

（３）上記実施形態では、貫通孔１４Ａを、管状部材１４の周面に周方向に沿って複数設けたが、貫通孔１４Ａの数は１つであっても良い。

【符号の説明】

【0053】

１ ボイラ
３Ａ 火炉天井壁
６ 過熱器
６Ｂ 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）
７ 再熱器
１０ 応急処置具
１１ 外側プラグ
１１Ａ 外側プラグ１１の天壁
１１Ａａ 天壁１１Ａａに形成された貫通穴
１１Ｂ 外側プラグ１１の周壁
１１Ｂａ 周壁１１Ｂの内周面
１１Ｂｂ 周壁１１Ｂの外周面
１１Ｃ 外側プラグ１１の凹部
１２ ワイヤ（索状部材）
１３ 内側プラグ
１３Ａ 内側プラグ１３の上面
１３Ｂ 内側プラグ１３の下面
１３Ｃ 内側プラグ１３の外周面
１４ 管状部材
１４Ａ 貫通孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】