JP2017106507A

JP2017106507A - 支持装置

Info

Publication number: JP2017106507A
Application number: JP2015239385A
Authority: JP
Inventors: 憲一土井; Kenichi Doi; 真樹子宮内; Makiko Miyauchi
Original assignee: Hitachi-GE Nuclear Energy Ltd
Current assignee: Hitachi GE Vernova Nuclear Energy Ltd
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-06-15

Abstract

【課題】配管の拘束力を向上させることができる支持装置を提供する。【解決手段】配管１を支持体１１に連結して支持する支持装置１０において、配管１のフランジの少なくとも一部を収容する収容部を有する把持部材２と、支持体１１に接続するとともに把持部材２を囲むように設けられ、把持部材２を支持体１１に対し固定する固定部材６とを備える。好ましくは、把持部材２の外周壁部から把持部材２の径方向外方に突出する突出部３と、固定部材６の内面に設けられ、突出部３と係合する拘束部材７とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、構造物内に配置された配管系を支持する支持装置に関する。

化学プラント、発電設備等の構造物内に配置された配管系は、地震や熱等による変位を抑制するよう支持装置により支持及び拘束されている。

この種の支持装置として、枠体状構造物で拘束したバンドラグで外周面を締めつけることで配管を支持及び拘束するものがある（特許文献１等を参照）。

特開昭６１−９２３８２号公報

特許文献１では、配管の外周面とバンドラグの内周面との接触面に生じる摩擦力により配管のその中心軸方向への変位を拘束している。しかしながら、地震や熱等により配管に作用する中心軸方向の力が前述の摩擦力より大きくなると、配管の軸方向への変位を拘束し切れない可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、配管の拘束力を向上させることができる支持装置を提供することを目的とする。

配管を支持体に連結して支持する支持装置において、前記配管のフランジの少なくとも一部を収容する収容部を有する把持部材と、前記支持体に接続するとともに前記把持部材を囲むように設けられ、前記把持部材を前記支持体に対し固定する固定部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、配管の拘束力を向上させることができる支持装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る支持装置の適用例を示す図である。図１のＩＩ−ＩＩ線の矢視断面図である。本発明の第１実施形態に係るバンドの概略構成図である。ラグと拘束部材が係合した状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバンドを配管に装着した状態を示す図である。本発明の第１実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。本発明の第２実施形態に係るバンドを配管に装着した状態を示す図である。ラグと拘束部材が係合した状態を示す図である。本発明の第３実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。本発明の第４実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。本発明の第５実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。

＜第１実施形態＞
（構成）
１．支持装置
図１は、本実施形態に係る支持装置の適用例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る支持装置１０は、配管のフランジに設けられ、配管を支持物に連結して支持するものである。支持物は、配管を連結して支持する基礎となるものであり、例えば、配管付近にある床面、壁面等の固定物である。本実施形態では、配管を原子力発電設備の原子炉格納施設１００内に配置された配管１（１ａ，１ｂ）、支持物を原子炉格納施設１００の床面１１とした場合を例示する。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の矢視断面図である。図２に示すように、本実施形態に係る支持装置１０は、バンド２、ラグ３、固定部材６及び拘束部材７を備えている。

１−１．バンド
図３は、本実施形態に係るバンドの概略構成図である。図３に示すように、本実施形態に係るバンド（把持部材）２は、第１バンド部２Ａ及び第２バンド部２Ｂを備えている。本実施形態では、第１，２バンド部２Ａ，２Ｂは、半割れ形状のケーシングである。第１，２バンド部２Ａ，２Ｂは、それぞれ本体部２０及び平板部４を備えている。以下、第２バンド部２Ｂについて説明するが、第１バンド部２Ａも同様の構成である。

本体部２０は、外周壁部１７及び端壁部２１を含んでいる。

外周壁部１７は、本体部２０の周胴部であって板材を半円弧状に曲げたトラフ状の形状をしており、配管１にバンド２を装着した時（以下、単に「装着時」と記載する）に配管１のフランジ５の外周を覆う。装着時には、外周壁部１７の内周面２３がフランジ５の外周面に対向する（内周面２３がフランジ５に接触する構成も間隙を介して対向する構成も含む）。

端壁部２１は、配管１の中心軸が伸びる方向（以下、単に「軸方向」と記載する）において外周壁部１７の両端をカバーする半円板状の部分であり、装着時にフランジ５を挟んで軸方向の両側に位置する。端壁部２１の外周部は、外周壁部１７の軸方向の端部に繋がって一体になっている。装着時には、端壁部２１の内周面２２は配管１の外周面に対向する（内周面２２が配管１に接触する構成も間隙を介して対向する構成も含む）。この端壁部２１における装着時にフランジ５に対して軸方向に対向する壁面（以下、「フランジ対向面２４」と記載する）は、配管１の径方向に延びる。フランジ対向面２４は円錐面や曲面でも良いが、本実施形態では配管１に直交する平面としてある。端壁部２１の内周面２２は、外周壁部１７の内周面２３よりも小径である。

外周壁部１７と端壁部２１とでこのように構成したことにより、第２バンド部２Ｂには、装着時に配管１のフランジ５を収容する収容部１２が形成されている。収容部１２は、外周壁部１７の内周面２３と端壁部２１のフランジ対向面２４とで画定された有底の円筒状（厳密には半円筒状）の空間である。端壁部２１の内周面２２の口径によりフランジ５の一部しか収容部１２に収容されない構成となる場合もあるが、本実施形態の収容部１２は、実質的にフランジ５の全体を収容する構成としてある。本実施形態の収容部１２は、フランジ５とともにフランジ５を締結するボルト１８を収容している。つまり、本実施形態では、収容部１２の軸方向の幅がフランジ５を締結するボルト１８のフランジ面からの突出長さも含めた寸法に設定されており、フランジ対向面２４とボルト１８の端部とが対向している（フランジ対向面２４がボルト１８の端部に接触する構成も間隙を介して対向する構成も含む）。

平板部４は、軸方向から見て、本体部２０の周方向の両端部に取り付けられており、本体部２０の外周壁部１７から本体部２０の径方向外方に延在している。平板部４には、複数（本実施形態では２つ）のボルト穴１３が軸方向に並べて形成されている。第１バンド部２Ａのボルト穴１３と第２バンド部２Ｂのボルト穴１３とは、装着時に互いに対向するように設けられている。

１−２．ラグ
ラグ（突出部）３は、四角形状（本実施形態では、直方体状）に形成されたブロックであり、第２バンド部２Ｂの本体部２０の外周壁部１７から第２バンド部２Ｂの径方向外方に突出するように設けられている。ラグ３は、軸方向から見て、本体部２０の外周壁部１７に本体部２０の周方向に間隔を空けて複数（本実施形態では２つ）配置されている（図２を参照）。本実施形態では、ラグ３は、溶接等により外周壁部１７に取り付けられている。

１−３．固定部材
図２に示すように、固定部材６は、床面１１に接続するとともにバンド２を囲むように設けられており、バンド２を床面１１に対し固定している。固定部材６は、支持部材１８（１８ａ〜１８ｄ）を備えている。支持部材１８ａ，１８ｂは、例えば金物（不図示）を介して原子炉格納施設１００の床面１１に取り付けられており、床面１１から上方向に立設している。支持部材１８ｃは、バンド２と床面１１との間に位置するように支持部材１８ａ，１８ｂに取り付けられており、バンド２の下方を覆っている。支持部材１８ｄは、バンド２を挟んで支持部材１８ｃと対向するように支持部材１８ａ，１８ｂに取り付けられており、バンド２の上方を覆っている。

１−４．拘束部材
図４は、ラグと拘束部材が係合した状態を示す図である。図２，４に示すように、拘束部材７（７ａ〜７ｄ）は、支持部材１８ａ〜１８ｄの内面２０（２０ａ〜２０ｄ）に取り付けられている。本実施形態では、拘束部材７は、ラグ３が挿入可能な凹部２９を有する門型（コの字型）に形成されており、ラグ３が凹部２９に配管１の径方向に挿し込まれることで、ラグ３と拘束部材７が互いに係合する。本実施形態では、拘束部材７は、弾性体（ゴムやバネ等）で形成されている。

（取り付け方法）
図５は本実施形態に係るバンドを配管に装着した状態を示す図、図６は本実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。以下、本実施形態に係る支持装置１０を配管１に取り付ける方法について説明する。

・ステップ１
図５に示すように、第１バンド部２Ａ及び第２バンド部２Ｂを配管１を挟むように配管１に向かって押し込んで、第１，２バンド部２Ａ，２Ｂを配管１に装着する。このとき、第１，２バンド部２Ａ，２Ｂの収容部１２には、フランジ５とフランジ５を締結するボルト１８とが収容される（図６を参照）。

・ステップ２
第１，２バンド部２Ａ，２Ｂを配管１に装着した後、図６に示すように、第１，２バンド部２Ａ，２Ｂをボルト１９で締結する。これにより、配管１に対しバンド２が固定される。

なお、原子炉格納施設の耐震強度を強化して安全性を向上させるべく、既設の配管に支持装置を取り付ける場合がある。既設の配管に支持装置を取り付ける方法として、配管に溶接によりバンドを装着する方法がある。しかし、この方法では、既設の配管を取り外す必要があるため作業が大規模になる可能性がある。加えて、一般的に、配管の内側には、内部を流れる海水により錆が発生することを抑止するため、ゴムやポリエチレンの膜が張り付けられている（ライニング）が、上述した方法では、溶接による熱の影響で膜が溶けてしまう可能性がある。これに対し、本実施形態では、第１バンド部２Ａ及び第２バンド部２Ｂを配管１を挟むように配管１に向かって押し込んで、第１，２バンド部２Ａ，２Ｂを配管１に装着しているので、配管に溶接によりバンドを装着する方法に比べて作業規模を小さくすることができ、加えて、配管の内側に形成された膜が溶けることを抑止することもできる。

・ステップ３
配管１に対しバンド２を固定した後、バンド２のラグ３が拘束部材７ａ，７ｂと係合するように、支持部材１８ａ，１８ｂを床面１１に取り付ける（図２を参照）。

・ステップ４
支持部材１８ａ，１８ｂを床面１１に取り付けた後、バンド２のラグ３が拘束部材７ｃと係合するように、支持部材１８ｃを支持部材１８ａ，１８ｂに取り付ける（図２を参照）。

・ステップ５
支持部材１８ｃを支持部材１８ａ，１８ｂに取り付けた後、バンド２のラグ３が拘束部材７ｄと係合するように、支持部材１８ｄを支持部材１８ａ，１８ｂに取り付ける（図２を参照）。上述した手順により、配管１に支持装置１０を取り付けることができる。

（効果）
本実施形態では、配管１のフランジ５をバンド２の収容部１２に収容して配管１を床面１１に固定しているので、フランジ５の軸方向の変位を収容部１２のフランジ対向面２４で受け止めて拘束することができる。従って、配管の外周面とバンドの内周面との接触面に生じる摩擦力で配管の中心軸方向への変位を拘束する場合に比べて、配管１の拘束力を向上させることができる。

また、本実施形態では、バンド２の外周壁部１７から突出するラグ３と固定部材６の内面に設けられた拘束部材７とを係合させて配管１を固定部材６に固定しているので、ラグ３の配管１の中心軸方向の変位を拘束部材７で拘束することができ、その分、配管１の拘束力をより向上させることができる。

＜第２実施形態＞
（構成）
図７は本実施形態に係るバンドを配管に装着した状態を示す図、図８はラグと拘束部材が係合した状態を示す図である。図７，８において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態に係る支持装置は、ラグ及び拘束部材の形状が異なる点で第１実施形態に係る支持装置１０と異なる。その他の構成は、第１実施形態に係る支持装置１０と同様である。

図７，８に示すように、本実施形態に係るラグ２５は、後述の拘束部材２７が挿入可能な凹部２６を有する門型（コの字型）に形成されている。その他の構成は、第１実施形態に係るラグ３と同様である。

図８に示すように、本実施形態に係る拘束部材２７は、四角形状に形成されたブロックである。本実施形態では、拘束部材２７がラグ２５の凹部２６に配管１の径方向に挿し込まれることで、ラグ２５と拘束部材２７が互いに係合する。

本実施形態のように、ラグ２５を門型、拘束部材２７を四角形状に形成した場合でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第３実施形態＞
（構成）
図９は、本実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。図９において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本実施形態に係る支持装置は、バンドの形状が異なる点で第１実施形態に係る支持装置１０と異なる。その他の構成は、第１実施形態に係る支持装置１０と同様である。

図９に示すように、本実施形態に係るバンド２０２の端壁部２２１は、軸方向から見て、配管１のフランジ５を締結するボルト１８よりも配管１の径方向外方でフランジ５と対向するように形成されている。つまり、本実施形態では、バンド２０２の収容部は、フランジ５の外縁部を収容している。その他の構成は、第１実施形態に係るバンド２と同様である。

本実施形態でも、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。加えて、本実施形態では、以下の効果が得られる。

本実施形態では、バンド２０２の端壁部２２１をフランジ５を締結するボルト１８よりも外側でフランジ５と対向するように形成しているので、バンド２０２の外側からボルト１８を見ることができる。従って、バンド２を配管１から取り外すことなくボルト１８の緩みその他の状態を点検することができ、万一ボルト１８が緩んでいる場合には、配管１に対してバンド２を固定したままボルト１８締めることができる。

また、本実施形態では、バンド２０２の端壁部２２１をフランジ５を締結するボルト１８を逃がすように形成している。そのため、収容部１２の軸方向の幅をボルト１８のフランジ面からの突出長さも含めた寸法に設定する必要がなく、その分、端壁部２２１の軸方向の厚みを第１実施形態よりも大きく確保することができる。

また、本実施形態では、バンド２０２の端壁部２２１にフランジ５を当ててフランジ５を拘束するため、端壁部にフランジ５を締結するボルト１８の端部を当ててフランジ５を拘束する構成に比べて、端壁部のフランジ５に対向する面に発生する面圧を下げることができる。

＜第４実施形態＞
（構成）
図１０は、本実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。図１０において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１０に示すように、本実施形態では、バンド３０２の端壁部３２１にフランジ５を締結するボルト１８と干渉しないようにスリット２８が形成されている。スリット２８は、軸方向から見て、端壁部３２１の内周部から配管１の径方向外方に向かって延在して設けられている。その他の構成は、第１実施形態に係るバンド２と同様である。

本実施形態のように、バンド３０２の端壁部３２１にフランジ５を締結するボルト１８と干渉しないようにスリット２８を形成した場合にも、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜第５実施形態＞
（構成）
図１１は、本実施形態に係るバンドを配管に固定した状態を示す図である。図１１において、上記第１実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

図１１に示すように、本実施形態では、バンド４０２の端壁部４２１にフランジ５を締結するボルト１８が貫通可能な貫通孔３０が形成されている。本実施形態では、貫通孔３０は、軸方向から見て、装着時にフランジ５に形成されたボルト１８が挿入可能なボルト穴（不図示）に対向するように形成されている。本実施形態では、配管１に対してバンド４０２を固定した後、バンド４０２の貫通孔３０にボルト１８を挿入し、バンド４０２と配管１のフランジ５とを一体的に締結する。その他の構成は、第１実施形態に係るバンド２と同様である。

本実施形態のように、バンド４０２の端壁部４２１にフランジ５を締結するボルト１８が貫通可能な貫通孔３０を形成した場合にも、第３実施形態と同様の効果を得ることができる。

＜その他＞
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上述した各実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することも可能である。

上述した各実施形態では、バンド２の外周壁面１７から突出したラグ３と固定部材６の内面に取り付けられた拘束部材７とを互いに係合させて、バンド２を固定部材６を介して原子炉格納施設１００の床面１１に固定する構成を例示した。しかしながら、本発明の本質的効果は配管の拘束力を向上させることができる支持装置を提供することであり、この本質的効果を得る限りにおいては、必ずしも上述した構成に限定されない。例えば、バンド２の外周面と固定部材６の内面とを接続して、バンド２を原子炉格納施設１００の床面１１に固定する構成としても良い。

また、上述した各実施形態では、本発明を原子炉格納施設１００内に配置された配管１に適用した場合を例示した。しかしながら、上述した本発明の本質的効果を得る限りにおいては、本発明の適用対象は、原子力発電設備の原子炉格納施設１００内に配置された配管に限定されない。例えば、原子力発電設備の他の構成機器内に配置された配管、化学プラントの構成機器内に配置された配管等にも本発明を適用することができる。

１配管
１１床面（支持体）
１０支持装置
５フランジ
１２収容部
２，１０２，２０２，３０２，４０２バンド（把持部材）
６固定部材
１７外周壁部
３ラグ（突出部）
７拘束部材
１８ボルト
２８スリット
３０貫通孔

Claims

配管を支持体に連結して支持する支持装置において、
前記配管のフランジの少なくとも一部を収容する収容部を有する把持部材と、
前記支持体に接続するとともに前記把持部材を囲むように設けられ、前記把持部材を前記支持体に対し固定する固定部材と
を備えることを特徴とする支持装置。
請求項１に記載の支持装置において、
前記把持部材の外周壁部から前記把持部材の径方向外方に突出する突出部と、
前記固定部材の内面に設けられ、前記突出部と係合する拘束部材と
を備えることを特徴とする支持装置。
請求項１に記載の支持装置において、
前記収容部は、前記フランジの外縁部を収容することを特徴とする支持装置。
請求項１に記載の支持装置において、
前記把持部材は、前記フランジを締結するボルトと干渉しないように形成されたスリットを備えることを特徴とする支持装置。
請求項１に記載の支持装置において、
前記把持部材は、前記フランジを締結するボルトが貫通可能な貫通孔を備えることを特徴とする支持装置。
請求項２に記載の支持装置において、
前記拘束部材は、弾性体であることを特徴とする支持装置。
請求項２に記載の支持装置において、
前記突出部及び前記拘束部材は、一方が他方に前記配管の径方向に挿し込まれることにより互いに係合していることを特徴とする支持装置。