特開 2024-37194 フランジ部同士の接合部位の腐食防止構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024037194

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】フランジ部同士の接合部位の腐食防止構造

(51)【国際特許分類】

   F22B 37/00 20060101AFI20240312BHJP

   F22B 37/78 20060101ALI20240312BHJP

   F22D 5/06 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

F22B37/00 A

F22B37/78

F22D5/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022141814

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】000211307

【氏名又は名称】中国電力株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】十川 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】木下 博之

(72)【発明者】

【氏名】重岡 潤一

(57)【要約】

【課題】本発明は、ボイラの蒸気ドラムと水位検出装置のフロートを収容した容器とを連通する配管系統を見直し、上方に開口した隙間等が生じやすい箇所の改良を行うことで、所定のフランジ部同士の接合部位の腐食の防止を図ることを課題とする。
【解決手段】水位検出装置５の接続のためのフランジ部と開閉弁９の接続のためのフランジとの接合部位の腐食の防止のために、屋外に配置された配管部分７ａ、８ａに、開閉弁９を、弁棒９１の変位する方向が水平若しくは略水平方向に沿うように配置し、配管部分７ａ、８ａの開閉弁９を備えた箇所から水位検出装置５の容器５１までの範囲にわたって配置されて、開閉弁９の大部分や前記フランジ部を含めて配管部分７ａ、８ａを覆うカバー部材１０を、弧状部材１０ａ、１０ｂを結合させて筒状に構成し、弧状部材１０ａ、１０ｂの筒状に構成するための結合位置を側方に位置させる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フランジ部同士の接合部位の腐食を防止するための構造であって、
接合される前記フランジ部同士の一方のフランジ部は、
ボイラの蒸気ドラムと２つの配管系統を介して連通する容器を有して構成されていると共に前記容器内に収容されたフロートの浮力を利用して前記蒸気ドラムの水位を検出する水位検出装置を、前記配管系統と接続するための第１フランジ部であり、
接合される前記フランジ部同士の他方のフランジ部は、
前記２つの配管系統の屋外に配置された配管部分にそれぞれ備えられていると共に弁棒の変位により前記配管系統の流路を開閉する開閉弁を、前記水位検出装置と接続するための第２フランジ部であり、
前記２つの配管系統の配管部分に備える開閉弁の双方を、前記弁棒の変位する方向が水平若しくは略水平方向に沿うように配置し、
更に、前記２つの配管系統の配管部分の双方に、前記開閉弁を備えた箇所から前記水位検出装置の容器までの範囲にわたって配置されて、前記開閉弁や前記第１、第２フランジ部を含めて前記配管部分を覆うカバー部材を、複数の弧状部材を結合させることで筒状に構成し、前記弧状部材の筒状に構成するための結合位置を側方にしたことを特徴とするフランジ部同士の接合部位の腐食防止構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば所内ボイラの蒸気ドラムと水位検出装置とを連通させる配管系統が備える開閉弁を接続するためのフランジ部と、水位検出装置を接続するためのフランジ部と、の接合部位が雨水の侵入により腐食するのを防止するための構造に関する。

【背景技術】

【0002】

発電施設の所内ボイラは、当該所内ボイラの上側に位置する蒸気ドラムにおいて、例えば特許文献１に示されるように、蒸気ドラム内の水位を検出するための水位検出装置を有している。この水位検出装置として、フロートの浮力による上下動と磁石による吸着、離脱とを利用して、水位の変化を検知して知らせる形式（以下、フロート式）のものを用いられる場合がある。このようなフロート式の水位検出装置では、フロートが少なくとも収容された容器を有し、例えば特許文献１に示されるように、容器の上側が蒸気ドラムの上方と蒸気側配管系統を介して連通され、前記容器の下側が蒸気ドラムの下方と缶水側配管系統を介して連通する構成が採られる。

【0003】

それぞれの配管系統の途中には、例えば特許文献１に示されるように開閉弁を備えているところ、この配管系統の前記した開閉弁を備えた配管部分が屋外に出ている場合がある。水位検出装置の容器と各配管系統の開閉弁とは、フランジ部のフランジ面同士を接合することで接続される。そして、各配管系統は、前記開閉弁の周囲から水位検出装置の容器との接続のための前記した双方のフランジ部にかけて保温カバー等のカバー部材で覆われ、更に保温カバー等のカバー部材は、金具により固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－１８５１０８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、所内ボイラの蒸気ドラムと水位検出装置のフロートが収容された水位検出装置の容器とを連通する配管系統の開閉弁を備えた配管部分が屋外に出ていると、当該配管部分が有する上方に開口した隙間から多くの雨水がカバー部材内に浸入し、このカバー部材内に浸入した雨水が、開閉弁を接続するためのフランジ部と水位検出装置の容器を接続するためのフランジ部との接続部位まで伝わって、これらのフランジ部の腐食を生じ、接合面等に穴を開けるおそれがある。このように、フランジ部の他方のフランジ部との接合部位が腐食して接合面に穴が開くと、水密性、気密性が損なわれ、水位検出装置の容器内のフロートを浮かせるための水位が実際よりも減少して、水位検出装置が蒸気ドラムの正しい水位を検出することができなくなるという不具合が生ずる。また、開閉弁を接続するためのフランジ部や水位検出装置の容器を接続するためのフランジ部の腐食の有無の確認等を行うメンテナンス作業も頻繁に行う必要が生ずる。

【0006】

本発明は、上記課題を鑑みたもので、ボイラの蒸気ドラムと水位検出装置のフロートが収容された容器とを連通する配管系統を見直し、上方に開口した隙間等が生じやすい箇所の改良を行うことで、水位検出装置を接続するためのフランジ部と開閉弁を接続するためのフランジとの接合部位の腐食の防止を図る、フランジ部同士の接合部位の腐食防止構造を提供することを主たる目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を達成するために、本発明は、フランジ部同士の接合部位の腐食を防止するための構造であって、接合される前記フランジ部同士の一方のフランジ部は、ボイラの蒸気ドラムと２つの配管系統を介して連通する容器を有して構成されていると共に前記容器内に収容されたフロートの浮力を利用して前記蒸気ドラムの水位を検出する水位検出装置を、前記配管系統と接続するための第１フランジ部であり、接合される前記フランジ部同士の他方のフランジ部は、前記２つの配管系統の屋外に配置された配管部分にそれぞれ備えられていると共に弁棒の変位により前記配管系統の流路を開閉する開閉弁を、前記水位検出装置と接続するための第２フランジ部であり、前記２つの配管系統の配管部分に備える開閉弁の双方を、前記弁棒の変位する方向が水平若しくは略水平方向に沿うように配置し、更に、前記２つの配管系統の配管部分の双方に、前記開閉弁を備えた箇所から前記水位検出装置の容器までの範囲にわたって配置されて、前記開閉弁や前記第１、第２フランジ部を含めて前記配管部分を覆うカバー部材を、複数の弧状部材を結合させることで筒状に構成し、前記弧状部材の筒状に構成するための結合位置を側方にしたことを特徴としている。ボイラは、例えば火力発電所等の発電施設の所内ボイラである。カバー部材としては、基本的に保温カバーが用いられる。第１フランジ部は、例えば、水位検出装置の容器自体に設けられている。第２フランジ部は、例えば、開閉弁自体ではなく、開閉弁と水位検出装置の容器との間に介在する接続用配管に設けられていてもよい。

【0008】

これにより、配管系統の屋外に配置された横方向に延びる配管部分が備える、いずれの開閉弁も、弁棒が上下方向に変位するように配管部分の上方に設けられておらず、開閉弁や第１、第２フランジ部を含めて配管系統の屋外に配置された配管部分を覆うカバー部材は、弧状部材同士の結合部が側方になっている。すなわち、配管系統の屋外に配置された配管部分における、上方に開口した隙間等が生じやすい箇所の解消が図られている。したがって、開閉弁の弁棒と開閉弁の他の部位又はカバー部材との隙間や、カバー部材の弧状部材同士の結合部から、雨水がカバー部材内に浸入することが抑制される。よって、カバー部材内に浸入した雨水が第１フランジ部と第２フランジ部との接合部位まで伝わって、第１、第２フランジ部の接合部位、特に接合面が腐食してしまうのを抑制することが可能であるので、第１、第２フランジ部の接合面に穴が開いて、フランジ部の水密性、気密性が損なわれ、水位検出装置の容器内の水位が蒸気ドラムの状況と関係なく下がることが抑制される。

【0009】

また、開閉弁としてハンドル車を手で回転させる手動弁が用いられる場合に、弁棒の先端側にハンドル車が設けられるところ、弁棒の変位する方向が水平方向若しくは略水平方向に沿うように、配管系統の屋外で配置された横方向に延びる配管部分に開閉弁が設けられるので、ハンドル車の回転による開閉弁の手動での開閉操作を容易にすることが可能である。

【発明の効果】

【0010】

以上に述べたように、本発明のフランジ部同士の接合部位の腐食防止構造によれば、配管系統の屋外に配置された横方向に延びる配管部分が備える、いずれの開閉弁も、弁棒が上下方向に変位するように配管部分の上方に設けられておらず、開閉弁や第１、第２フランジ部を含めて配管系統の屋外に配置された配管部分を覆うカバー部材は、弧状部材同士の結合部が側方になっている。すなわち、配管系統の屋外に配置された配管部分における、上方に開口した隙間等が生じやすい箇所の解消が図られている。したがって、開閉弁の弁棒と開閉弁の他の部位又はカバー部材との隙間や、カバー部材の弧状部材同士の結合部から、雨水がカバー部材内に浸入することが抑制される。よって、カバー部材内に浸入した雨水が第１フランジ部と第２フランジ部との接合部位まで伝わって、第１、第２フランジ部の接合部位、特に接合面が腐食してしまうのを抑制することが可能であるので、第１、第２フランジ部の接合面に穴が開いて、フランジ部の水密性、気密性が損なわれ、水位検出装置の容器内の水位が蒸気ドラムの状況と関係なく下がるのを抑制することができる。よって、カバー部材内に浸入した雨水が第１フランジ部と第２フランジ部との接合部位まで伝わって、第１、第２フランジ部の接合部位、特に接合面が腐食してしまうのを抑制することが可能であるので、第１、第２フランジ部の接合面に穴が開いて、フランジ部の水密性、気密性が損なわれ、水位検出装置の容器内の水位が蒸気ドラムの状況と関係なく下がることを抑制することができる。

【0011】

そして、本発明のフランジ部同士の接合部位の腐食防止構造によれば、開閉弁としてハンドル車を手で回転させる手動弁が用いられる場合に、弁棒の先端側にハンドル車が設けられるところ、弁棒の変位する方向が水平方向若しくは略水平方向に沿うように、配管系統の屋外で配置された横方向に延びる配管部分に開閉弁が設けられるので、ハンドル車の回転による開閉弁の手動での開閉操作を容易にすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明が適用可能な、所内ボイラの蒸気ドラム、水位検出装置、及び蒸気ドラムと水位検出装置とを連通する２つの配管系統の構成を概略的に示す説明図である。

【図2】本発明が適用可能な水位検出装置について、その構成を概略的に示す説明図であると共に、（ａ）は、水位検出装置の容器内の水位が正常である状態を示し、（ｂ）は、水位検出装置の容器の水位が（ａ）よりも下がったときの動作を示している。

【図3】水位検出装置の容器及び２つの配管系統の一方の屋外に配置された横方向に延びる配管部分、並びに当該配管部分に備えた開閉弁をカバー部材で覆った状態を概略的に示す斜視図である。

【図4】水位検出装置の容器及び２つの配管系統の屋外に配置された前記配管部分、並びに当該配管部分に備えた開閉弁を概略的に示す正面図であって、配管部分や開閉弁がカバー部材で覆われた状態を示している。

【図5】水位検出装置の容器及び２つの配管系統の屋外に配置された前記配管部分、並びに当該配管部分に備えた開閉弁を概略的に示す正面図であって、図４の状態からカバー部材を外した状態を示している。

【図6】本発明が適用可能な開閉弁の一例を示した説明図であって、（ａ）は、開閉弁の外観を示し、（ｂ）は、開閉弁の内部構造を示している。

【図7】前記開閉弁がカバー部材で覆われた状態での雨水の流れを概略的に示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0014】

図１において、この発明が適用可能なボイラの一例として、火力発電所等の発電施設で用いられる所内ボイラ１が示されている。所内ボイラ１は、例えば発電施設の起動、停止時において所定の蒸気の使用先（例えばタービン軸封部）に蒸気（補助蒸気）を供給するために設置されるものである。

【0015】

所内ボイラ１は、その上側に位置する蒸気ドラム２（汽水胴等とも称する。以下、同じ。）と、その下側に位置する水ドラム３（水胴等とも称する。以下、同じ。）と、これらのドラム２、３の間に位置するボイラ本体４とを有して構成されている。蒸気ドラム２は、蒸気を取り出すためのもので、一般的には、適正な状態では下半分までは水が入り、上半分は蒸気が入っている。そして、蒸気ドラム２内の水位が前記適正な状態から外れることで所内ボイラ１に不具合が生ずるのを防止するために、所内ボイラ１は、蒸気ドラム２内の水位を検出する水位検出装置５を有している。

【0016】

蒸気ドラム２と水位検出装置５の容器５１とは、２つの配管系統７、８により連通されている。２つの配管系統７、８のうち上側に位置する配管系統７は、蒸気側配管系統とも称され、一方が蒸気ドラム２の上方と接続し、他方が水位検出装置５の容器５１の上方と接続する。２つの配管系統７、８のうち下側に位置する配管系統８は、冠水側配管系統とも称され、一方が蒸気ドラム２の下方と接続し、他方が水位検出装置５の容器５１の下方と接続する。容器５１は、この実施形態では、配管系統７、８と接続するために、図５に示されるように、第１フランジ部５２ａ、５３ａを開口端側部位に有する接続部５２、５３を有している。

【0017】

水位検出装置５は、一般的には、適正な状態では、容器５１の下側から上側近傍まで水が入り、上側の残りの部位に蒸気が入っている。水位検出装置５は、この発明では、図２に示されるように、容器５１に入ったフロート６１の浮力による上下動と磁石部材６２の吸着、離脱とを利用して、前記適正な状態からの水位の変化を検知して制御装置２００に信号を送るフロート式のものが用いられている。この水位検出装置５の機能について、図２（ａ）及び図２（ｂ）を用いて概説する。

【0018】

蒸気ドラム２内の水位が適正な状態であると、図２（ａ）に示されるように、フロート６１は、容器５１の中において適正水位Ｌ１の位置にて浮いた状態にある。マグネットのピストン６３は、フロート６１の上方に連接されたステム６４の更に上端に設けられているところ、その下端は、マグネット化されていない筒状部６５内の所定の位置（適正位置）Ｐ２にある。そして、前述の磁石部材６２が先端に取り付けられた揺動アーム６６が、容器５１の所定の位置に軸部６７を介して連結されており、揺動アーム６６は、バネ６８により筒状部６５から離れる方向に付勢されているところ、磁石部材６２がピストン６３と吸着された状態にある。この場合、水位検出装置５から所定の制御装置２００に水位異常の信号は送られない。

【0019】

これに対し、蒸気ドラム２内の水位が異常低下すると、図２（ｂ）に示されるように、フロート６１の浮いた位置は、容器５１の中において適正水位Ｌ１よりも下方に変位し、ピストン６３は、その下端が筒状部６５内の所定の位置Ｐ２よりも下がる。これにより、磁石部材６２がピストン６３と吸着された状態から解除されて、揺動アーム６６にバネ６８の付勢力が働き、揺動アーム６６が筒状部６５から離れる方向に離脱する。この場合、所定の制御装置２００に水位検出装置から水位異常の信号が送られ、図示しない装置により蒸気ドラム２内の水位の正常化が図られる。このような水位検出装置５の機能から、不具合によって、フロート６１の容器５１内で浮いた位置のみが適正水位Ｌ１よりも下方に変位した場合にも、水位検出装置５から所定の制御装置２００に水位異常の信号が送られるおそれがある。

【0020】

配管系統７、８の一部は、屋外に配置され且つ横方向に延びる配管部分７ａ、８ａを有し、これらの配管部分７ａ、８ａに配管系統７、８の流路を開閉する開閉弁９をそれぞれ備えている。配管部分７ａ側の開閉弁９は蒸気側元弁とも称され、配管部分８ａ側の開閉弁９は冠水側本弁とも称される。

【0021】

双方の開閉弁９、９は、この実施形態では、図６にその一例が示されるように、仕切弁の一種であるゲート弁であり、弁棒９１と、本体９４とを有して構成されている。弁棒９１は、先端側に下記する弁座９７と接する弁体９２を有し、基端側にハンドル車９３を有する。本体９４は、弁棒９１の弁体９２側の部位を収納する弁箱９５と、弁棒９１を挿通する通孔９６ａを有しつつ、弁箱９５を塞ぐ蓋９６とを有して構成され、弁箱９５の通孔９６ａとは反対側に弁座９７が設けられている。本体９４には、水位検出装置５の容器５１と接続するための接続部９８と、配管部分７ａ、８ａと接続するための接続部９９とが設けられており、接続部９８と接続部９９とは、間に弁座９７を有しつつ連通している。なお、符号１００、１０１は、開閉弁９のうち、弁棒９１を本体９４に保持するためのものであって、下記するカバー部材１０で開閉弁９を覆うときにも外部に現れる構成部材を示している。

【0022】

ハンドル車９３を所定方向に回転させることで、弁棒９１及びその先端側の弁体９２が変位して、弁体９２の弁座９７への当接、弁体９２の弁座９７からの離隔により、配管部分７ａ、８ａの流路の開閉が行われる。開閉弁９の接続部９８、９９は、この実施形態では、図６に示されるように、配管部分７ａ、８ａの配管(例えば下記する配管７１、８１)の端が差し込まれた後、溶接で接続される構成となっている。これに伴い、開閉弁９は、接続部９８において、図５に示されるように、フランジ部７１ａ、８１ａを有する配管７１、８１を介して、水位検出装置５の容器５１と接続されている。すなわち、水位検出装置５の容器５１のフランジ部５２ａ、５３ａと配管７１、８１のフランジ部７１ａ、８１ａとが接合されるようになっている。もっとも、このような接続の態様に限定されず、図示しないが、開閉弁９の接続部９８、９９の開口端側にフランジ部を形成し、開閉弁９のフランジ部が水位検出装置５の容器５１のフランジ部５２ａ、５３ａと直接に接合されるようにしてもよい。

【0023】

そして、この実施形態では、図３、図４及び図７に示されるように、配管系統７、８は、配管部分７ａ、８ａにおいて、開閉弁９を備えた箇所から水位検出装置５の容器５１までの範囲にわたって、カバー部材１０、１０がそれぞれ配置されている。一方のカバー部材１０は、筒状をなし、開閉弁９のうちの弁棒９１の先端部分、ハンドル車９３、並びに前記開閉弁９の構成部材１００、１０１を除いた部分や、フランジ部５２ａ、７１ａを含めて、配管部分７ａを覆っている。他方のカバー部材１０も、筒状をなして、開閉弁９のうちの弁棒９１の先端部分、ハンドル車９３、並びに前記開閉弁９の構成部材１００、１０１を除いた部分や、フランジ部５３ａ、８１ａを含めて、配管部分８ａを覆っている。これにより、カバー部材１０のそれぞれが、配管系統７、８に対する保温カバーとして機能し、更に雨水に対する防水カバーとしても機能しうる。

【0024】

各カバー部材１０は、軸方向から見て略半円の弧状部材１０ａ、１０ｂを結合して筒状に組み付けてなる。弧状部材１０ａと弧状部材１０ｂとの結合は、この実施形態では、金具１１により弧状部材１０ａと弧状部材１０ｂとの結合部位を締め付けることで行われている。

【0025】

ところで、本発明では、配管系統７の配管部分７ａに備える開閉弁９と、配管系統８の配管部分８ａに備える開閉弁９との双方について、図３から図７に示されるように、弁棒９１の変位する方向が水平方向若しくは略水平方向になるように配置されている。これに伴い、これらの配管部分７ａ、８ａを覆うカバー部材１０も、少なくとも開閉弁９の周囲では、弧状部材１０ａと弧状部材１０ｂとの結合位置が側方になるようになっている。従って、配管部分７ａ、８ａが屋外に配置されていても、図７に示されるように、雨水がカバー部材１０の外面の上方に当たっても、雨水はカバー部材１０の外面を矢印の方向に流れて地上に落下する。よって、開閉弁９の弁棒９１の周囲をカバー部材１０で覆うことができなくても、開閉弁９とカバー部材１０との隙間から雨水がカバー部材１０内に浸入することが抑制され、ひいてはカバー部材１０内に浸入した雨水がフランジ部５２ａとフランジ部７１ａとの接合部位やフランジ部５３ａとフランジ部８１ａとの接合部位まで達して腐食を生じさせ、水位検出装置５の容器５１内の水位が蒸気ドラム２と無関係に下がってしまうのを抑止することが可能となる。

【0026】

以上のように、本発明では、所内ボイラ１の蒸気ドラム２と水位検出装置５のフロート６１が収容された容器５１とを連通する配管系統７、８の見直しがなされ、上方に開口した隙間等が生じやすい箇所の改良が図られている。

【符号の説明】

【0027】

１ 所内ボイラ（ボイラ）
２ 蒸気ドラム
５ 水位検出装置
５１ 水位検出装置の容器
５２ａ、５３ａ 第１フランジ部
６１ 水位検出装置のフロート
６２ 水位検出装置の磁石部材
７、８ 配管系統
７ａ、８ａ 配管部分
７１、８１ 接続用配管
７１ａ、８１ａ 第２フランジ部
９ 開閉弁
９１ 弁棒
１０ カバー部材
１０ａ、１０ｂ 弧状部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】